JP2010057593A - 視覚障害者用歩行補助システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、視覚障害者に周囲の環境状況、特に細い物体の存在を指先の触覚情報で提供する視覚障害者用歩行補助システムを提供する。
【解決手段】本発明の視覚障害者用歩行補助システムは、前方の空間を撮影する赤外線カメラセンサ１と、該赤外線カメラセンサ１から得られた画像を距離に変換する制御処理装置２と、該制御処理装置２からの出力により凹凸で形状化する触覚表示装置３とから構成される視覚障害者用歩行補助システムにおいて、前記触覚表示装置３は小型超音波モータで作動されるピン４を縦横に配列させ、縦横に配列されたピン４の外周囲と上下左右に等分するように”田”の字状に配列され、ピン配列面より進退する特殊バー５を備えるものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、視覚障害者に周囲の環境状況を指先の触覚情報で提供する視覚障害者用歩行補助システムに関する。

従来、３次元的広がりを持った空間領域の随所に存在する様々な物体の距離や動きなどを視覚障害者に的確に知らせる視覚障害者用環境認識支援装置が知られている（特許文献１を参照）。
この公知技術では、ユーザの前頭部などに装着した多眼ステレオカメラでユーザ前方の空間を撮影し、データ処理装置がその撮影画像を受けて、ステレオ視法により、ユーザ前方の空間内の物体の３次元位置を計算し、その３次元位置に基づいて空間内の物体を地面や各種の障害物などとして識別し、その識別結果を用いて、ユーザが手で触れる表示面に配列された多数の進退自在なピンにより、地面や障害物の位置や高さを表した凹凸面を形成する触覚表示装置やユーザの両耳に装着したステレオヘッドホンにステレオ音響を発生して知らせる視覚障害者用環境認識支援装置である。

また、歩行時の障害物を検知してその具体的な位置や距離の把握などのナビゲーションに関する情報や目的地に到達するための現在地点の把握及び行き先の方向等の確認などのプランニングに関する情報を視覚障害者等が必要な時にプライバシィを損なうことなく自由かつ確実に把握することを可能にする視覚障害者用歩行支援システムが知られている（特許文献２を参照）。
この公知技術では、光軸を向けた方向の所定領域内の映像をステレオ画像として撮像するステレオ画像撮像装置と、前記ステレオ画像から、視覚障害者にとって現在位置に関する情報及び行き先に関する情報のうち少なくともいずれか一方に関して確認可能な所定の文字を含む文字情報を抽出し、その文字情報の意味内容を認識する情報処理装置と、前記文字情報の意味内容を音声情報または触覚情報によって発する情報伝達装置とを備えている視覚障害者用歩行支援システムである。
しかし、ステレオカメラでの距離測定には問題がある。例えば平面部(壁)や物体の影になる場所の距離測定は難しい。さらに夜間の距離測定はできない。一方、赤外線カメラではこれらの問題を解決できる。
そして、この３次元システムでは細い物体（棒や糸）の情報を視覚障害者に提供することは困難である。
特開２００２−６５７２１号公報 特開２００１−３１８５９４号公報

本発明は、視覚障害者に周囲の環境状況、特に細い物体の存在を指先の触覚情報で提供する視覚障害者用歩行補助システムを提供することを目的とする。

本発明の視覚障害者用歩行補助システムは、前方の空間を撮影する赤外線カメラセンサと、該赤外線カメラセンサから得られた画像を距離に変換する制御処理装置と、該制御処理装置からの出力により凹凸で形状化する触覚表示装置とから構成される視覚障害者用歩行補助システムにおいて、前記触覚表示装置は小型超音波モータで作動されるピンを縦横に配列させ、縦横に配列されたピンの外周囲と上下左右に等分するように”田”の字状に配列され、ピン配列面より進退する特殊バーを備えるものである。
前記特殊バーは、前記制御処理装置のスキャン機能により細い物体を表示するものである。

本発明の視覚障害者用歩行補助システムは、小型超音波モータで作動されるピンを縦横に配列させ、縦横に配列されたピンの外周囲と上下左右に等分するように”田”の字状に配列され、ピン配列面より進退する特殊バーを備えるため、この特殊バーを障害者が指で触れることにより、細い物体（棒や糸）の情報を視覚障害者に提供することができる効果がある。

以下に、本発明の視覚障害者用歩行補助システムの一実施例を添付図面に基づいて説明する。
本発明の視覚障害者用歩行補助システムは、視覚障害者の歩行に必要な情報提供を行うもので、その情報、すなわち空間配置や物体形状は視覚の代わりに触覚で提供するものであって、空間配置や物体形状を機械的に形状化し指先の触覚で認識するものである。
この技術は、目の働きの要素、脳の働きの要素、周囲の情報を触覚で提供する要素、の３つの要素で構成する。

図１に示すように、目の要素は赤外線カメラセンサ１を用い、脳の要素は赤外線カメラセンサ１から得られた画像を距離に変換する制御処理装置２で行い、周囲の情報を提供する要素は凹凸で形状化できる触覚表示装置３で行う。
前記触覚表示装置３は、図２の斜視図、図３の平面図に示すように、小型超音波モータで作動されるピン４を縦横（例えば、６×６本）に配列させ、前記ピン４の突出量は距離データによって変化させる。
したがって、物体がある場合にはピン４は突出し、物体が存在しない場合にはピン４は突出しない。これにより周囲の状況をピン４先端（多数）の凹凸で形状化する。
この凹凸形状のピン４先端を手や指先で触ることにより、凹凸形状の変化で周囲の状況を把握することができる。

さらに、前記触覚表示装置３は、図２の斜視図、図３の平面図に示すように、細い物体を表示するための特殊バー５を備え、該特殊バー５は縦横（例えば、６×６本）に配列されたピン４の外周囲と上下左右に等分するように”田”の字状に１２本配列され、スキャニングにより検知された場合に”田”の字の特殊バー５をそれぞれ突出させる。

次に、本発明の視覚障害者用歩行補助システムの動作操作を添付図面に基づいて、以下に説明する。
図４に示すように、視覚障害者は、腰部分に触覚表示装置３をベルト等で固定し、前記触覚表示装置３の前面部には赤外線カメラセンサ１を備え、そして制御処理装置２をベルト等に装着する。
まず、本発明の視覚障害者用歩行補助システムでは、周囲の情報をピン４を用いて３次元化し提供するため、このピン４の突出量は距離データ（赤外線センサー）と連動している。
図５に示すように、この赤外線センサーから得られる距離データは合計２２，５００個（要素）である（縦１５０×横１５０）。
また、ピン一本の突出量は図５に示す３６マスに割り当てられたＡ×Ａの１マスの距離データ６２５要素の平均値である。
この６２５要素は総要素（２２，５００個）をピンの使用本数（３６本）で割った値である。
ピンの突出量は距離データ（６２５要素）の平均値であるため、棒など細い物体が存在した場合、これらをピン４の動きで表現できない。

例えば、図６に示すように、棒のような障害物が前方にあった場合、従来の特許文献１に示す多眼ステレオカメラでは認識することができない。そこで、赤外線カメラセンサ１のスキャン機能を導入する。
このスキャン機能はソフトとハードの両面から構成される。
ソフト面は細い物体を認識するためのスキャン機能ソフトであり、ハード面は特殊バー５を”田”の字状に１２本配列し、細い物体の情報を提供する。
この特殊バー５は図２に示すように触覚表示装置３のテーブル上に横にして設置されている。
もし、赤外線カメラセンサ１が細い物体を検知した場合、図７に示すように距離データの６２５要素が細い線状に検知される。
また、この細い物体を検知した場合、スキャン機能ソフトプログラムが認識し、図８に示すように特殊バー５を突出させる。
この特殊バー５を障害者が指で触れることにより、細い物体（棒や糸）の情報を視覚障害者に提供することができる。

本発明の視覚障害者用歩行補助システムを示す概略説明図である。 触覚表示装置の斜視図である。 触覚表示装置の平面図である。 本発明の視覚障害者用歩行補助システムの使用状態を示す説明図である。 赤外線カメラセンサから得られた距離データ図である。 本発明の視覚障害者用歩行補助システムの細い物体を検知するステップ１を示す説明図である。 本発明の視覚障害者用歩行補助システムの細い物体を検知するステップ２を示す説明図である。 本発明の視覚障害者用歩行補助システムの細い物体を検知するステップ３を示す説明図である。

符号の説明

１ 赤外線カメラセンサ
２ 制御処理装置
３ 触覚表示装置
４ ピン
５ 特殊バー

Claims (2)

1. 前方の空間を撮影する赤外線カメラセンサと、該赤外線カメラセンサから得られた画像を距離に変換する制御処理装置と、該制御処理装置からの出力により凹凸で形状化する触覚表示装置とから構成される視覚障害者用歩行補助システムにおいて、前記触覚表示装置は小型超音波モータで作動されるピンを縦横に配列させ、縦横に配列されたピンの外周囲と上下左右に等分するように”田”の字状に配列され、ピン配列面より進退する特殊バーを備えることを特徴とする視覚障害者用歩行補助システム。
2. 前記特殊バーは、前記制御処理装置のスキャン機能により細い物体を表示することを特徴とする請求項１記載の視覚障害者用歩行補助システム。

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