Top > Search of Japanese Patents > ROAD SURFACE STATE DETERMINATION AND NOTIFICATION DEVICE

ROAD SURFACE STATE DETERMINATION AND NOTIFICATION DEVICE meetings

Patent code P160013290
File No. H24-034
Posted date Sep 8, 2016
Application number P2012-271538
Publication number P2014-113410A
Patent number P6080042
Date of filing Dec 12, 2012
Date of publication of application Jun 26, 2014
Date of registration Jan 27, 2017
Inventor
  • (In Japanese)中島 翔太
  • (In Japanese)田中 幹也
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人山口大学
Title ROAD SURFACE STATE DETERMINATION AND NOTIFICATION DEVICE meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To notify of a road surface state such as whether a road surface is smooth or rough in advance when an elderly and a visually handicapped travel by wheelchair or walk with sticks so as to support travelling by wheelchair and walking with sticks.
SOLUTION: A road surface state determination and notification device includes: a transmitter for emitting ultrasonic waves to a road surface ahead of a person on a wheelchair or with a stick; a receiver for receiving the reflected ultrasonic waves; an ultrasonic sensor composed of a measuring device for measuring the intensity of the received ultrasonic waves; road surface determination means for determining a road surface state on the basis of the intensity of the ultrasonic waves acquired from the ultrasonic sensor; and road surface state notification means for notifying of the road surface state or a change in the road surface state according to the result of the determination by the road surface determination means, and outputs a notification sound, a message, etc. according to the determined road surface state (whether the road surface is smooth or rough, or whether or not there is a puddle on the road surface).
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

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。

Field of industrial application (In Japanese)

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。

Scope of claims (In Japanese)
【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、超音波を発射してから反射波を受信するまでの時間に基づいて超音波センサから超音波入射地点までの距離を計測し、しきい値を計算するしきい値計算手段と、前記超音波センサから得られる超音波の強度と前記しきい値計算手段で計算されたしきい値との比較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】
 
角度センサを備え、前記しきい値計算手段は、前記角度センサを用いて測定された超音波の入射角度に応じてしきい値を計算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、平均値若しくは強度波形の面積と前記しきい値計算手段で計算されたしきい値との比較又は強度波形の所定期間における極大値の発生回数に基づいて、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、前記しきい値計算手段、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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
  • 4C046AA22
  • 4C046AA35
  • 4C046CC01
  • 4C046CC04
  • 4C046DD45
  • 4C046EE02
  • 4C046EE14
  • 4C046EE26
  • 4C046EE27
  • 4C046EE33
Drawing

※Click image to enlarge.

JP2012271538thum.jpg
State of application right Registered
Please contact us by E-mail or facsimile if you have any interests on this patent.


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close