JP2007271701A - 盲目者用車椅子の障害物認識装置 - Google Patents

Abstract

【課題】目が見えない人が車椅子を運転するに際し、障害物が何処にあるかが認知出来ない事に伴う危険性を回避させる。
【解決手段】五本の指と車椅子の五方向とを対応させ、各々に対応したセンサーで障害物との距離を測定、バイブレーターの振動の強弱で障害物との距離が認識出来る様にし、対応した指に伝達する事でどの方向にどれだけの距離で障害物が存在するかを認識可能とし、多元的な空間認識を可能とする事で運転の安全性・高度化を得る安全性・高度化を確保する。
【選択図】 図１

Description

本発明は視覚障害を持つ者が既存の車椅子を運転する際想定される障害物や人との接触等のリスクの認識を可能とし、多元的な空間認識を元に車椅子の運転を高度化する物である。

従来の発明で障害物との距離をセンサーで認識し、音や振動の強弱・種類等で伝達するやり方が存在している。

車で障害物との距離をセンサーで認識、音や振動の強弱に変換し運転手に伝達する技術が存在している。
この技術は車をバックさせる際に後方の視覚的な把握を補助する物である。
特開2005−35488号広報

車椅子をレバーで運転出来る技術が存在している。
この技術により車椅子移動時に両腕を使用する事から腕を解放させ移動以外の目的で活用する事が可能となる。
特開平7−265361号公報

視覚障害者の杖にセンサーを取り付け、振動で障害物との距離を伝達する技術が存在する。
この技術はセンサーを揺動させる事により前方同心円状に存在する障害物の認識を可能とし、杖の丈以上の距離の障害の把握を可能とする物である。
特許開2003−93454

従来の車椅子では視覚障害を持っている人が運転する場合、人や物、壁、障害物、階段等がどこに存在するのかの認識装置が存在せず、一人で運転するに際し危険性が伴い同伴者の多大な補助を必要とした。

また、既存の発明・技術を用いる事によりセンサーによる直線上に存在する障害物の認識が可能であっても、リアルタイムで様々な方向、距離に存在する障害物の動きや車椅子の運転に伴う障害物との位置の相関関連性の変化を同時に認識する事が出来ず運転に必要な情報が極度に限定される為、視覚障害者の想像に空間認識を依拠する部分が多大となり、周囲の状況把握からの位置確認の認識にも情報が不足する。

直線的な距離の認識から空間的な相関関連性の認知を可能とする為に車椅子の五方向と五本の指等の様に身体各位と対応させた複数のセンサーから得た情報を解析し、バイブレーターの振動の強弱・振動のバリエーション等に変換して各々の方向に対応させた部位に同時に伝達する事で、リアルタイムに複数の障害物やそれらの移動等を同時に把握する事が出来、状況の変化の高度な認識の元に運転する事が可能とする。

単純にセンサーを複数併用する事とは次元が異なる空間認識を可能とし、複数の障害物との位置関係を同時並行で把握出来る様になり、障害物の移動、自己の回転・移動双方に伴う相関関連性の把握によりより高度な認識に伴う移動が可能となる事で運転の安全性を向上させる。

五指への刺激を意識する事により広範な感覚が総合的に動員され、自己の周囲の空間に対する認識を活性化させる事により脳の機能が多元的に活用され脳のリハビリにも効果が想定され、指先と身体の医学的な連携から脳〜全身への効果の波及が伴う事で身体的なリハビリにも効果が期待される。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。

図１の様に車椅子前方の五方向A〜Eに対応させたセンサーA'〜E'から障害物との距離の情報を収集、センサーから得た障害物との距離の情報をCPUで解析、振動の強弱としてバイブレーターA＃〜E＃で五指に伝達する。

A〜Eの角度aは親指〜小指までを開いた角度に対応させるので人によっては直角以上に開く場合もあるが自然に開いて８０度程とすると各々１６度程度に分割する事により認識をし易くなるが、各々の角度を任意に増減する事も可とする。

X１〜X３の長・中・短距離区分にして一メートル毎とし振動の強弱を三段階で伝達する事で把握が可能だが、距離区分数や距離、対応する振動の強弱の度合いを任意に変更させても良い。

X１〜X３の様に距離区分に応じて振動を区分けせずにセンサーで認識した距離に応じて振動の強弱の変化を連続化しても良い。

応用例として五本の指による前方認識以外にも後方の障害物認知の為のセンサーFを設け、手首部位にバイブレーターの振動の強弱で伝達する事も可能である。
この場合、後方の認識の角度ｆ・距離区分Y１〜Y３は前方の認識よりも限定されるので１０度、５０センチ程度でも良いが距離区分数や距離、それに対応する振動の強弱のバリエーションを任意に変更する事も良い。

Y１〜Y３の様に距離区分に応じて振動を区分けせずにセンサーで認識した距離に応じて振動の強弱の変化を連続化しても良い。

バイブレーターの設置は五指以外でも座位部分や足裏部分等でも良い。

図４は足元の障害を認識するセンサーGから得た情報をCPUで解析し、水平面上の障害Uと水平面下の障害Dの振動の種類を分け判別可能とし自己との距離を振動数の強弱で足裏に設置したバイブレーターGに伝達、子供との接触や転落・転倒等のリスクを回避させる事を目的とした図である。
距離区分H〜Jや角度h〜jは３段階、４０度程度としても良いが、区分・角度・振動のバリエーションを任意に変更する事も可能とする。

H〜Jの様に距離区分に応じて振動を区分けせずにセンサーで認識した距離に応じて振動の強弱の変化を連続化しても良い。

転落等のリスクは運転者にとって非常に大きな物なのでセンサーで障害との距離が１５センチ以下等の一定値を切った場合、自動的に停止するストッパーを設け足裏に危険を伝達する振動を与え、方向を変え危険が回避される事でストッパーが外れる様にしても良い。

図３の掌を置く台座に設置されたバイブレーターA#〜E#（F#）にセンサーA'〜E'（F'）で認識した距離に対応する振動の強弱が伝達される事でどの方向にどれだけの距離に障害が存在するかの認識が可能となる。

五方向よりも方向を細分化したい場合には五指では不足するのでセンサーの数に応じて掌等の平面部位を該当する方位毎に区分しバイブレーターの数を増やしていく事で認識の細分化が可能となる。

図４の様に左から右へと前方を人が横切った場合、距離を三区分化して表現すると小指側から弱→中→強→中→弱と移動速度に従って振動が移動する形態で認識が可能となる。

図５に記された様に左側の壁に接近した状態で平行に前進・後進した場合、三区分化で表現すると小指側から強・中・０・０・０の状態で同時並行で認識し得るので壁からの距離の増減や曲がり角の有無も振動の変化で認識する事が可能となる。

図６の様に車椅子をその場で左回りに回転した場合には左側に隣接した障害が強→強→強→強→強と順次小指側から伝達され、自己の移動や回転・障害物の移動に伴う相関関連性の把握が容易となる。

前記の認識例を参考とし複数の障害が存在した場合、五本の指で同時に障害との距離・位置関係を把握しつつ静的状態、あるいは車椅子の移動・方向転換に伴う振動の変化により障害物の数や種類等を判別する事も容易となり高度な空間認識を可能とする。

車椅子に取り付け可能な物と装置が設置されている車椅子双方の障害物認識・伝達装置を制作・販売する事が出来る。

車椅子の諸方向に対応する空間認識の為のセンサー認識領域の図 センサーから得られた情報をバイブレーターに伝達するフローの図 車椅子の足元の障害認知用センサーの図 車椅子の前方を平面に人が横切る図 車椅子が左側の壁に隣接して平面に前後する図 車椅子の左前方に障害物が存在し左回りに回転する図

符号の説明

A〜E(F) 車椅子からの各方向
A'〜E'(F') A〜E（F）に対応したセンサー
A＃〜E＃（F＃） A〜E（F）に対応したバイブレーター
X1〜X３（Y1〜Y3） 車椅子からの距離区分
a・f 各々のセンサーで認識する角度
U 水平面上に存在する障害物
D 水平面下の段差等の障害リスク
x〜z 車椅子の足元からのセンサー設置角度
G' 足元の障害を認知するセンサー
G＃ 障害との距離を伝達するバイブレーター
H〜J 車椅子からの足元の距離区分
h〜j 各々のセンサーで認識する足元の角度

Claims (2)

1. 盲目者の車椅子を運転する際に想定されうる障害物との接触に関し、各々の方向と身体諸部位とを対応させたセンサー群から得られた情報をバイブレーターの振動の強弱に変換して伝達、車椅子の五方向と五本の指を対応させどの方向にどれだけの距離に障害物があるかを把握せしめ、危険性を大幅に軽減させうる伝達装置。
2. 盲目者の車椅子を運転するに際し想定されうる障害物との接触に関し、足元の障害を認識するセンサーから得られた情報を解析し、足裏等に設置したバイブレーターの振動の種類や強弱で障害の有無・距離を把握せしめる事で転落・転倒等のリスクを回避させる伝達装置。

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