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路面状態判別報知装置 UPDATE 新技術説明会

国内特許コード P160013290
整理番号 H24-034
掲載日 2016年9月8日
出願番号 特願2012-271538
公開番号 特開2014-113410
出願日 平成24年12月12日(2012.12.12)
公開日 平成26年6月26日(2014.6.26)
発明者
  • 中島 翔太
  • 田中 幹也
出願人
  • 国立大学法人山口大学
発明の名称 路面状態判別報知装置 UPDATE 新技術説明会
発明の概要 【課題】高齢者や視覚障害者が車椅子で走行したり、杖を持って歩行したりするときに、事前に路面の表面が滑らかか粗いかといった路面の状態を報知して、車椅子での走行や杖を持っての歩行を支援できるようにすること。
【解決手段】車椅子又は杖を持つ人の前方の路面に向けて超音波を発射する発信器と、反射してくる超音波を受信する受信器と、受信した超音波の強度を測定する測定器からなる超音波センサと、該超音波センサから得られる超音波の強度に基づいて路面状態を判別する路面判別手段と、該路面判別手段の判別結果に応じて路面状態又は路面状態の変化を報知する路面状態報知手段を備え、判別した路面状態(路面の表面が滑らかか粗いか水たまりか)に応じた報知音やメッセージ等を出力する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


超音波センサは、超音波を検出媒体とした非接触検出センサである。
従来、送信器から超音波を空中に発信し、対象物で反射した超音波を受信器で検知することで、対象物の存在判別や対象物までの距離の測定等に用いられている。通常、超音波センサから得られる情報は、測定範囲内の対象物の有無、もしくは対象物との距離情報のみである。



超音波センサを用いた高齢者や視覚障害者の歩行支援に関しては、前方の障害物を検知し、高齢者や視覚障害者に知らせて歩行を支援する研究などがなされている。
しかし、前方の障害物を検知するだけでは、歩行者が実際に歩く路面の危険性等を検知して知らせることができないなどの問題があった。



また、超音波センサを用いて素材を判別しようとする研究も行われている。そのひとつである反射波の形によって素材を判別する研究は、波形を2次元画像として捉え、基準パターンとのパターンマッチングを行うことで素材の判別を行おうとするものである。
しかし、この手法では対象物を判別可能な距離がほぼ固定であることや、位相のズレによって判別が不可能になるなどの問題点があるため、応用範囲が非常に限られる。



特許文献1には、視覚障害者用杖に電磁波や超音波を利用して路面状態を検出する路面状態検出手段を装着し、その路面状態検出手段により検出された路面状態を振動により報知することが開示されている。
しかし、その路面状態検出手段(図1~3に示されるセンサ部10)は、杖2の下方先端方向に超音波を出力する送信素子22、反射してくる超音波を電気信号に変換する受信素子24及び杖2の下方先端側からの入射光を受光してその色成分を判別する色判別センサ26を備え、杖2の下方先端付近の路面状態しか検知できないものである。
また、送信素子22及び受信素子24は超音波によってセンサ部10から杖2の下方先端付近の路面までの距離を計測し、その変化量に基づいて路面に段差があるか否かを判断するものであり、色判別センサ26は杖2の下方先端付近の路面色を認識し、路面に敷設された歩行路案内用の表示物を検出するものであって、いずれも路面の表面が滑らかか粗いかといった状態を検出し報知するものではない。



特許文献2には、超音波センサ10と路面判別部11とから構成される路面状況設定部3により、路面が舗装道路であるのか、砂利道であるのか等の判別を行うことが開示されている(段落0019等)。
しかし、超音波センサ10は路面の凹凸、すなわち、超音波センサ10から路面までの距離を検知するものであり、路面判別部11は、路面の凹凸情報にもとづいて、路面の状態を判別するものである。



特許文献3には、超音波受信検波装置6により反射波強度を検出し、各路面種別対応しきい値と一定の判別時間毎に検出された反射波強度との比較により路面種別を判別することが開示されている(第4欄32~38行等)。
しかし、この装置はしきい値の設定や再設定を頻繁に行うために、車速センサ9、温度センサ10、降雨センサ11等を備えており、制御が複雑であるとともに非常に高価なものとなる。



さらに、特許文献2、3に記載されている発明は車載用の装置であって、路面状態を判別してはいるものの、自動車の走行ノイズを除去したり、2輪駆動から4輪駆動への切換、サスペンションの減衰力調整、車高調整等を自動的に行ったりすることを目的とするものである。

産業上の利用分野


本発明は、車椅子や杖等に搭載した超音波センサを用いて路面からの反射波を取得し、その反射波強度に基づいて路面状態を判別し、その判別結果に応じて車椅子に乗っている人又は杖を持っている人に前方の路面状態や路面状態の変化を報知しようとするものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
車椅子又は杖を持つ人の前方の路面に向けて超音波を発射する発信器と、反射してくる超音波を受信する受信器と、受信した超音波の強度を測定する測定器からなる超音波センサと、該超音波センサから得られる超音波の強度に基づいて路面状態を判別する路面判別手段と、該路面判別手段の判別結果に応じて路面状態又は路面状態の変化を報知する路面状態報知手段を備える路面状態判別報知装置。

【請求項2】
前記路面判別手段は、前記発信器から超音波を発射した後の所定期間において前記受信器で測定された強度を記憶し、記憶した強度の最大値、平均値又は波形に基づいて、路面状態を判別することを特徴とする請求項1記載の路面状態判別報知装置。

【請求項3】
前記路面判別手段は、前記発信器から超音波を発射するたびに、その発射後の所定期間において前記受信器で測定された強度の最大値、平均値又は波形を記憶し、記憶した強度の最大値、平均値又は波形が変化したことに基づいて、路面状態が変化したと判別することを特徴とする請求項1又は2記載の路面状態判別報知装置。

【請求項4】
前記超音波センサ、前記路面判別手段及び前記路面状態報知手段が一つの筐体に内蔵されており、該筐体が車椅子又は杖に着脱可能となっていることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載されている路面状態判別報知装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
  • 4C046AA22
  • 4C046AA35
  • 4C046CC01
  • 4C046CC04
  • 4C046DD45
  • 4C046EE02
  • 4C046EE14
  • 4C046EE26
  • 4C046EE27
  • 4C046EE33
画像

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JP2012271538thum.jpg
出願権利状態 公開
山口TLOは平成11年11月に山口大学の教官50名の出資により設立された、リエゾン一体型のTLO活動会社です。山口大学を主とし、山口県内の大学・高専の研究成果をご紹介致します。特許の内容に興味を持たれた方は、下記までご連絡ください。


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