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技術 歩行者用誘導装置

出願人 三菱電機株式会社
発明者 原口一希
出願日 2014年3月6日 (6年9ヶ月経過) 出願番号 2014-043659
公開日 2015年9月28日 (5年3ヶ月経過) 公開番号 2015-169505
状態 未査定
技術分野 航行(Navigation) 無線による位置決定
主要キーワード 太陽活動 一般通信用 推定誤差量 統計数 情報伝達用 交通インフラ 空間変動 あぜ道
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年9月28日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

高精度に歩行者の位置を測定することで、交通インフラコストをかけることなく歩行者を安全に目的地まで誘導する。

解決手段

この発明に係る歩行者用誘導は、準天頂衛星送出する電波を受信して前記準天頂衛星から測位情報補正情報を取得する受信部と、前記測位情報と前記補正情報を用いて自己位置測位する測位部と、前記測位部で測位した自己位置の位置精度を評価する測位結果評価部と、道路の情報を記憶する道路情報記憶部と、目的地を入力する入力部と、前記道路情報記憶部に記憶された道路の情報を用いて、前記自己位置から前記目的地までの経路を抽出するナビゲーション部と、前記ナビゲーション部で抽出した目的地までの経路と前記測位結果評価部で評価した前記自己位置の位置精度を表示する表示部とを備える。

概要

背景

歩行者、特に視覚障害をもつ人が一人で外出するためには、インフラ点字ブロック導鈴など)が整備されていることや、外出のための補助盲導犬誘導装置)が必要である。
従来、ブロック上に設けられた情報伝達用突起部と音または音声により視覚障害者を確実に誘導することができる歩行誘導装置に関する技術や、視覚障害者の歩行を安全に誘導するための視覚障害者誘導装置に関する技術が開示されている(例えば、特許文献1、2参照)。

概要

高精度に歩行者の位置を測定することで、交通インフラコストをかけることなく歩行者を安全に目的地まで誘導する。この発明に係る歩行者用誘導は、準天頂衛星送出する電波を受信して前記準天頂衛星から測位情報補正情報を取得する受信部と、前記測位情報と前記補正情報を用いて自己位置測位する測位部と、前記測位部で測位した自己位置の位置精度を評価する測位結果評価部と、道路の情報を記憶する道路情報記憶部と、目的地を入力する入力部と、前記道路情報記憶部に記憶された道路の情報を用いて、前記自己位置から前記目的地までの経路を抽出するナビゲーション部と、前記ナビゲーション部で抽出した目的地までの経路と前記測位結果評価部で評価した前記自己位置の位置精度を表示する表示部とを備える。

目的

この発明は係る課題を解決するためになされたものであり、高精度に歩行者の位置を測定することで、交通インフラにコストをかけることなく歩行者を安全に目的地まで誘導することを可能とすることを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

準天頂衛星送出する電波を受信して前記準天頂衛星から測位情報補正情報を取得する受信部と、前記測位情報と前記補正情報を用いて自己位置測位する測位部と、前記測位部で測位した自己位置の位置精度を評価する測位結果評価部と、道路の情報を記憶する道路情報記憶部と、目的地を入力する入力部と、前記道路情報記憶部に記憶された道路の情報を用いて、前記自己位置から前記目的地までの経路を抽出するナビゲーション部と、前記ナビゲーション部で抽出した目的地までの経路と前記測位結果評価部で評価した前記自己位置の位置精度を表示する表示部と、を備えることを特徴とする歩行者用誘導装置

請求項2

前記測位情報は、電離層対流圏による前記電波の遅延時間の情報と、前記電離層や対流圏による前記電波の遅延時間の空間変動の大きさを表す情報を含み、前記表示部は、前記測位結果評価部が前記電離層や対流圏による前記電波の遅延時間の空間変動の大きさに基づいて出力する前記自己位置の位置精度を表示することを特徴とする請求項1記載の歩行者用誘導装置。

請求項3

前記道路の情報は、前記道路を歩行する歩行者の安全性を示す安全ランク情報を含み、前記ナビゲーション部は、前記位置精度に応じて前記道路の中から選択した安全ランク情報を有する道路を選んで、前記自己位置から前記目的地までの経路を抽出することを特徴とする請求項1、2いずれか記載の歩行者用誘導装置。

技術分野

0001

この発明は、歩行者を安全に目的地まで誘導する誘導装置に関するものである。

背景技術

0002

歩行者、特に視覚障害をもつ人が一人で外出するためには、インフラ点字ブロック導鈴など)が整備されていることや、外出のための補助盲導犬、誘導装置)が必要である。
従来、ブロック上に設けられた情報伝達用突起部と音または音声により視覚障害者を確実に誘導することができる歩行誘導装置に関する技術や、視覚障害者の歩行を安全に誘導するための視覚障害者誘導装置に関する技術が開示されている(例えば、特許文献1、2参照)。

先行技術

0003

特開2005−232923号公報
特開平11−253481号公報
特開2011−112576号公報
WO2012/114620号公報

発明が解決しようとする課題

0004

従来、点字ブロック等のインフラは主要な道路等に整備されているものの、交通量が多い道に整備されていることが多く、視覚障害者としては危険な場所であることが多い。また細街路には整備されていないことが多く、その整備には膨大な費用が必要である。盲導犬は認知度は高く交通インフラを整備する必要が無いというメリットがあるが、その育成のためのコストは高くなる。
誘導装置は十分な精度がなく、視覚障害者に危険がないように安全に誘導するレベルには達していないという課題があった。視覚障害者には誘導装置が誘導する誘導精度を確認する手段がなく、誘導装置を信用してよいか判断ができないという課題があった。

0005

この発明は係る課題を解決するためになされたものであり、高精度に歩行者の位置を測定することで、交通インフラにコストをかけることなく歩行者を安全に目的地まで誘導することを可能とすることを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

この発明に係る歩行者用誘導装置は、準天頂衛星送出する電波を受信して前記準天頂衛星から測位情報補正情報を取得する受信部と、前記測位情報と前記補正情報を用いて自己位置測位する測位部と、前記測位部で測位した自己位置の位置精度を評価する測位結果評価部と、道路の情報を記憶する道路情報記憶部と、目的地を入力する入力部と、前記道路情報記憶部に記憶された道路の情報を用いて、前記自己位置から前記目的地までの経路を抽出するナビゲーション部と、前記ナビゲーション部で抽出した経路と前記自己位置の位置精度を表示する表示部とを備える。

発明の効果

0007

この発明に係る歩行者用誘導装置によれば、歩行者の所在位置センチメートル級の測位精度で測位することができるので、道路上のどの部分を歩いているかを正確に知ることができる。これにより、交通インフラにコストをかけることなく、歩行者をより安全に目的地まで誘導することができる。

図面の簡単な説明

0008

本発明の実施の形態1に係る歩行者用誘導装置の構成図である。
本発明の実施の形態1に係る歩行者用誘導装置のシステム構成を示す図である。
本発明の実施の形態1に係る歩行者用誘導装置の道路情報記憶部18に記憶されるデジタル道路地図の一例である。
本発明の実施の形態1に係る歩行者用誘導装置の表示部の表示の一例である。
本発明の実施の形態1に係る歩行者用誘導装置のナビゲーション部が行う誘導処理を示したフロー図である。

実施例

0009

実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る歩行者用誘導装置10の構成を示した図である。歩行者用誘導装置10は歩行者が携帯する携帯型端末である。歩行者用誘導装置10は衛星受信用アンテナ11、一般通信用アンテナ12、衛星受信部13、測位部14、測位結果評価部15、警告部16、通信部17、道路情報記憶部18、道路情報更新部19、入力部20、ナビゲーション部21、表示部22を備える。
衛星受信用アンテナ11は上空の準天頂衛星100、GPS衛星101からの電波を受信するアンテナである。一般通道路信用アンテナ12は、道路情報管理センター(図示せず)等と道路情報などの情報を通信するアンテナである。
衛星受信部13は、衛星受信用アンテナ11を経由して準天頂衛星100から測位情報105と補正情報106を受信する。また、GPS衛星101からGPS測位情報107を受信する。
測位部14は、準天頂衛星100から受信した測位情報105と補正情報106、GPS衛星から受信したGPS測位情報107を用いて、歩行者用誘導装置10の自己位置を測位する。
通信部17は、測位部14で測位した自己位置50に基づき、道路情報管理センター(図示せず)から自己位置140の周辺の道路情報51を取得する。
道路情報記憶部18は取得した道路情報51を記憶する。
道路情報更新部19は自己位置50が道路情報51の範囲内から外に移動した場合、道路情報管理センターに対して地図の更新を要求し、更新された地図を道路情報記憶部18が記憶する。また、新たな道路ができた時などはその都度地図の更新を道路情報管理センターに要求する。地図データ管理センター4は、例えば地図製作会社等である。

0010

歩行者は、入力部20から目的地情報等を入力する。また、歩行者は、後に説明する推定誤差情報URAに基づき特別な経路選択を行うか否か等の各種指示を入力する。
ナビゲーション部21は、自己位置と目的地情報と道路情報に基き、歩行者1を安全に目的地まで誘導可能な歩行経路を計算し、その結果を表示部22に出力する。
表示部22には道路情報記憶部18に記憶された周辺の道路情報が地図として表示されており、その地図上にナビゲーション部21から入力した歩行経路が表示される。または、視覚に障害がある人に対しては、音声で直進右方向、左方向を伝えることで、歩行者を目的地に誘導する。道路情報は例えば歩行者用の歩道の位置の情報や、信号の有無、横断歩道の位置、縁石などの情報を含む。
測位結果評価部15は、測位部14で測位した自己位置の誤差情報を出力する。すなわち、測位した自己位置がどの程度確からしいものであるかを表す情報を出力する。
警告部16は、測位結果評価部15が出力する誤差情報に基き、測位した自己位置の精度が劣っていると判断した場合に警告を発し、歩行者に対して注意喚起等を行う。また、後述するように安全な経路のみでは目的地まで行けないような場合に、警告を発する。

0011

図2は、本実施の形態の歩行者用誘導装置を含む歩行者誘導システムの構成を示す図である。
歩行者用誘導装置10は、準天頂衛星100から測位情報105と補正情報106を受信し、また、GPS衛星101からGPS測位情報107を受信する。
歩行者用誘導装置10は、準天頂衛星100から受信した測位情報105と補正情報106、GPS衛星から受信したGPS測位情報107を用いて、歩行者1の所在位置を測位する。

0012

ここで補正情報106について説明する。なお、詳細については特許文献3、4等に記載があるため、ここでは概要を説明する。
補正データ106は、準天頂衛星100やGPS衛星101の軌道誤差衛星クロック誤差、準天頂衛星100及びGPS衛星101が送信する測位情報105(測位情報を測位信号という場合もある)の電離層遅延及び対流圏遅延を含む。

0013

電子基準点200は、例えば、数十キロメートル間隔で、予め位置がわかっている場所に設置されている。電子基準点200は、複数の準天頂衛星100やGPS衛星101がそれぞれ送信した電波を受信する。

0014

電子基準点200は設置位置が既知であり、また、準天頂衛星100やGPS衛星101の位置もわかるため、電子基準点200と準天頂衛星100やGPS衛星101との間の幾何学的な距離(以下「幾何距離」と呼ぶ)を求めることができる。
また、電子基準点200が準天頂衛星100やGPS衛星101から受信した電波の伝播時間に基づいて、電子基準点200と準天頂衛星100やGPS衛星101の間の距離(以下「擬似距離」と呼ぶ)を求めることができる。
準天頂衛星100やGPS衛星101が送信した電波は、電離層や対流圏の状態により遅延するので、電波の遅延時間に基づいて算出した擬似距離には、誤差が含まれる。
擬似距離の誤差は、幾何距離と擬似距離の差を取ることにより求めることができる。

0015

地上局装置110は、各電子基準点200が受信した電波に基づいて算出した擬似距離の誤差を集計し、面補正パラメータを生成する。
面補正パラメータとは、三次元位置座標引数とし、その位置座標が表わす位置における擬似距離の誤差を求める関数パラメータである。
準天頂衛星100やGPS衛星101と、準天頂衛星100やGPS衛星101が送信した電波を受信する歩行者用誘導装置10との位置関係により、準天頂衛星100やGPS衛星101が送信した電波の伝播経路が異なるため、電波が通過する電離層や対流圏の状態も異なり、電波の遅延時間が変わってくる。
このため、擬似距離の誤差は、歩行者用誘導装置10の位置の関数となる。
地上局装置110は、異なる場所における擬似距離の誤差を集計して、受信装置の位置と擬似距離の誤差との関係を推定し、推定した関係に基づいて、面補正パラメータを算出する。
地上局装置110は算出した面補正パラメータを、補正情報106として送信する。

0016

地上の歩行者用誘導装置10は、準天頂衛星100が送信する測位情報105、補正情報106、GPS衛星101が送信するGPS測位情報107を受信し、受信した測位情報105、GPS測位情報107に基づいて算出した疑似距離を、面補正パラメータ形式の補正情報106に基づいて補正することにより、より正確な擬似距離を求めることができる。
そして、補正した擬似距離に基づいて歩行者用誘導装置10の位置を算出することで、センチメータ級の高精度の測位結果を得ることができる。

0017

このように本実施の形態に係る歩行者用誘導装置によれば、自己の所在位置をセンチメータ級の高い精度で測定して地図上に表示することができるため、道路上のどの位置にいるか、障害となりえる道路地物がどこにあるかを把握することができる。
道路上のどの部分にいるか判別することができるため、歩道、白線歩道側、道路の端を歩くように誘導することができる。
特に白線は、物理的な境界がないため杖などで判別することができなかったが、本実施の形態の歩行者用誘導装置によれば、白線の歩道側を歩くように誘導することが可能である。また、明確に歩道の区切りが無いような細い道、あぜ道などでも、道の端を歩くように誘導することが可能である。

0018

また、横断歩道を渡るために適切な位置に精度良く誘導することが可能であるので、道路に飛び出たり、道路まで遠くて渡るために時間が掛かることを避けることができる。

0019

また、道路上の地物までの正確な距離や方向を伝達することで、地物との接触を避けることが可能となる。

0020

また、歩行する場所が明確でない、道路以外の公園駐車場等の場所でも、車を誘導することが可能となる。

0021

また、横断歩道の手前で停止するよう誘導することが可能となるため、車と接触する危険性が減り、かつ青信号の時間内にスムーズに横断歩道を渡ることが可能となる効果を奏する。

0022

ここで、面補正パラメータ形式の補正情報106を用いて算出した歩行者用誘導装置10の所在位置における電離層遅延が有する誤差や、対流圏遅延が有する誤差は、通常の環境下では無視できる大きさとして扱うことができる。
しかしながら、気候変動太陽活動が激しいときは、電離層や対流圏による遅延時間の空間変動が大きく、電子基準点位置から離れた位置にある歩行者用誘導装置10の所在位置においては、算出した遅延時間(電離層遅延、対流圏遅延)の精度が悪化する。

0023

そこで、以下では、電離層や対流圏による遅延時間の空間変動による補正情報106の誤差も考慮に入れた歩行者用誘導装置10について説明する。

0024

電離層や対流圏による遅延時間の空間変動による補正情報106の誤差も考慮に入れて、歩行者を目的地まで誘導するためには、まず、歩行者用誘導装置10は、電離層や対流圏による遅延時間の空間変動による誤差の程度を知る必要がある。
地上局装置110が、地域の気候変動や太陽活動の状況について所定の機関から情報を入手し、気候変動や太陽活動の状況から算出した電子基準点網内の任意の点に関する補正情報106の推定される誤差量(推定誤差情報URA:User Range Accuracy)について算出し、この推定誤差情報URAについて準天頂衛星経由で配信すれば、準天頂衛星経由で電波を受信する歩行者用誘導装置10においても、補正情報106の推定誤差量を知ることができる。推定誤差情報URAは、例えば電離層や対流圏による遅延時間の空間変動の大きさを統計数値で表した数値である。

0025

本実施の形態に係る地上局装置110は、推定誤差情報URAを追加した補正情報106を準天頂衛星100にアップロードし、準天頂衛星100は推定誤差情報URAを含む補正情報106を地上に向けて配信する。
そして、歩行者用誘導装置10は、準天頂衛星100から配信される推定誤差情報URAを追加した補正情報106を受信するとともに、補正情報106について推定される誤差を表す推定誤差情報URAについても取得する。
歩行者用誘導装置10の測位結果評価部15は、取得した推定誤差情報URAに基づいて補正情報106の誤差の大小を表す誤差情報を出力する。
このようにして、歩行者用誘導装置10は、電離層や対流圏による遅延時間の空間変動による補正情報106の誤差の程度を知ることが可能となる。

0026

図3は、道路情報記憶部18に記憶されるデジタル道路地図の一例であり、ノード間の道路の属性と安全ランクを示したものである。例えば、ノードa1とノードbの間は一般道であり、この道路には白線で区分された歩道はあるが、ガードレールは設けられていないことを示している。安全ランクは歩行者がその道路を歩く際の安全度を表す評価値であり、歩道の有無やガードレールの有無によりA〜Dが付されている。歩行者にとって安全な道路がAであり、危険度が高い道路にはDが付される。踏切信号機のない横断歩道は安全ランクDであり、陸橋は安全ランクAである。交差点に横断歩道とともに陸橋がある場合、歩行者は安全ランクがAである陸橋を使った方が安全に道路を横断することができる。また、ガードレール付きの歩道(安全ランクA)を歩くことで少々歩道内の歩行位置がずれたとしても、ガードレールの無い道路(安全ランクC)に比べて、歩行者は安全に移動することができる。当然のことながら、より安全な道路(安全ランクAやB)を選択することで歩行時のリスクを低減できる。

0027

図4は、歩行者用誘導装置10の表示部22に表示される画像の一例である。図4の例では、表示部22には目的地までの経路が矢印で道路地図上に表示されている。目的地までの経路については、視覚障害者向けに音声で伝えることも可能である。
また、表示部22の上部には、測位結果評価部15が出力する誤差情報に基いたURA表示バー30が表示されており、歩行者は、地上局装置110が配信する補正情報106の誤差の大小が視覚的に把握できるようになっている。URA表示バー30については、音声でそのバーのレベルを読み上げることも可能であり、また、振動によりバーのレベルの大小を表すことも可能である。
URA表示バー30の一例を説明すると、図4(a)では、URA表示バーの1箇所のみ点灯しており、この状態は準天頂衛星100から現在配信されている補正情報106の誤差が大きいことを表している。この場合、測位部14で測位した測位結果は誤差が大きく信頼性が低いことが推定される。補正情報106の誤差が大きいと推定される場合に、歩行者用誘導装置10の警告部16がアラームを発するようにしてもよい。このときのアラームは音でもよいし、振動や表示でもよく、歩行者が補正情報106の誤差が大きいことに気付く手段であればよい。
一方、図4(b)ではURA表示バーの4か所全てが点灯しており、この状態は準天頂衛星100から現在配信されている補正情報106の誤差が小さいことを表している。この場合、測位部14で測位した測位結果は誤差が小さく信頼性が高いことが推定される。補正情報106の誤差が小さいと推定される場合に、URA表示バーの色を安全を表す緑色で表示するようにしてもよい。

0028

URA表示バーが1箇所のみ点灯している場合は、測位結果に誤差が大きいことが推定されるため、この測位結果に基づいて目的地まで歩行者を誘導する場合は誘導経路も誤差が大きくなることが想定される。例えば、歩道を誘導しているつもりでも歩行者は車道を歩いているという状況も想定される。特に、歩行者用誘導装置10を携帯する歩行者の視覚が弱い場合は留意が必要である。
そこで、推定誤差情報URAに基づく測位結果の信頼性に応じて目的地までの経路を選択すること、例えば測位結果の誤差が大きい場合には、より安全な道路のみを使った経路を選択することが可能であれば、仮に目的地までの経路が遠回りとなったとしても歩行者はより安全に目的地に到達することができる。

0029

図5は、本発明の実施の形態1に係る歩行者用誘導装置10のナビゲーション部21が行う誘導処理を示したフロー図である。以下、フロー図に従い、ナビゲーション部21の動作について説明する。
まず、ナビゲーション部21は測位部14から現在位置を入力する(s101)。また、ナビゲーション部21は準天頂衛星100が送信する補正情報106に含まれる推定誤差情報URAを入力する(s102)。推定誤差情報URAは衛星受信部13から入力してもよいし、測位部14から入力してもよい。
ナビゲーション部21は歩行者が入力部20で入力した目的地を入力する(s103)。

0030

次に、ナビゲーション部21は歩行者に対し、推定誤差情報URAを考慮した経路選択をするか否かの選択を促す(s104)。
歩行者が推定誤差情報URAを考慮した経路選択をしないと判断した場合、ナビゲーション部21は現在位置から目的地までの最短ルートを抽出する(s110)。このケースは、歩行者が道路の安全性よりも目的地に到着するまでの時間を優先する場合に該当する。

0031

次に、歩行者が推定誤差情報URAを考慮した経路選択をしないと判断した場合、ナビゲーション部21は推定誤差情報URAに基づき、現在の補正情報106の信頼性を判断する(s105)。

0032

仮に補正情報の信頼性が高い場合、補正情報106を用いた測位結果は精度が高いと判断して、ナビゲーション部21は現在位置から目的地までの最短ルートを抽出する(s110)。これは、例えば安全ランクがCの道路を選択したとしても、測位結果の信頼性が高いことから、視覚の弱い歩行者であっても安全に目的地まで誘導できるとの判断に基づくものである。
一方、補正情報の信頼性が高くない場合、ナビゲーション部21はデジタル道路地図の安全ランクがAのみの道路を経由して目的地まで到達可能であるか検索を行う(s106)。安全ランクがAのみの道路を経由して目的地まで到達可能である場合、その検索した経路を表示部に表示する(s111)。安全ランクがAのみの道路を経由して目的地まで到達できない場合、次のs107のステップに移る。

0033

s107のステップでは、ナビゲーション部21はデジタル道路地図の安全ランクがA及びBの道路を経由して目的地まで到達可能であるか検索を行う(s107)。安全ランクがA及びBの道路を経由して目的地まで到達可能である場合、その検索した経路を表示部に表示する(s111)。検索の結果、安全ランクがA及びBのみの道路を経由して目的地まで到達できない場合、ナビゲーション部21は警告部16に対してアラームを発する指示を出す。警告部16はアラームを発する(s108)。アラームは音でもよいし、振動や表示でもよく、歩行者が安全ランクにより安全な道路のみでは目的地まで行くことができないことに気付く手段であればよい。なお、この場合歩行者は、歩いて目的地まで行くか、またはタクシーに乗って目的地まで移動するか等、目的地までの移動手段を検討することが可能となる。

0034

このように本実施の形態にかかる歩行者用誘導装置によれば、ナビゲーション部21は準天頂衛星100から受信した推定誤差情報URAに基づき測位結果の信頼性(誤差の大小)を判断し、測位結果の信頼性に応じた誘導経路を、歩行者に提供することができる。例えば、測位結果の信頼性が低い場合は、歩行者が測位誤差によって車道を歩くようなことがないように、ガードレールが設けられたより安全な道路を選択して歩行者を目的地まで誘導することができる。
これにより、歩行者、特に視覚に障害をもつ歩行者であっても、交通インフラにコストをかけることなく目的地まで安全に誘導することができる。

0035

1歩行者(視覚障害者)、2歩行軌跡、10歩行者用誘導装置、11衛星受信用アンテナ、12一般通信用アンテナ、13 衛星受信部、14測位部、15測位結果評価部、16 警告部、17通信部、18道路情報記憶部、19 道路情報更新部、20 入力部、21 表示部、30 URA表示バー、50自己位置、51 自己位置周辺の道路情報、100a〜100d準天頂衛星、101GPS衛星、105測位情報、106補正情報、107GPS測位情報、110地上局装置、120一般道、121横断歩道、122白線、200電子基準点、URA推定誤差情報。

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