JP6135411B2 - 触覚誘導支援方法、触覚誘導支援プログラム及び触覚誘導支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、触覚によって得られる触感を用いて誘導支援を行う技術に関する。

通常、視界が利かない状況において何らかの動作を行うことは困難である。なお、このような状況として、例えば、暗い場所や煙中における移動や、背面などの見えない位置での操作、視覚に障害がある場合などが挙げられる。そこで、例えば、視覚に障害がある人の誘導支援を行う技術として、次のような技術が提案されている。すなわち、当該技術では、盲人用杖などの歩行補助具の先端部に電磁誘導などの無線通信による情報収集アンテナ部を設ける一方、地上の固定側に歩行経路案内板に無線情報タグを設置し、歩行補助具と相互に無線通信を行う。そして、歩行補助具の把握部に設けた振動伝達部等を介して、利用者に歩行経路情報をリアルタイムに伝達する。

特開２００６−３４５９７４号公報

しかし、上記技術では、無線情報タグなどの設備が固定されている歩行経路案内板の上における誘導は可能であるが、このような設備が敷設されていない環境では対応することができない。

そこで、本発明の１つの側面では、視界が利かない状況において、予め誘導設備等が敷設されていない環境であっても誘導支援を実現することを目的とする。

本発明の１つの側面では、ユーザの現在位置及び当該ユーザを誘導する目的位置を特定する。さらに、記憶手段に記憶された、ユーザの誘導を行う環境内の各位置と当該各位置における接触対象物体の表面の触感との対応関係を示す触感マップを参照して、現在位置から目的位置への誘導方向における所定の範囲内に存在する触感を特定する。そして、ユーザが装着する触覚センサが検出した触感を取得し、触覚センサが検出した触感と、所定の範囲内に存在する触感とが一致しているか否かに応じた誘導情報をユーザに呈示する。

本発明の１つの側面によれば、視界が利かない状況において、予め誘導設備等が敷設されていない環境であっても誘導支援を実現することができる。

本実施形態における触感誘導支援の一例の概要を示す説明図である。 触感誘導支援システムの全体概要の一例を示す図である。 触感検出誘導器の具体的態様の一例を示す図である。 触感検出誘導器及び誘導判定器の機能構成の一例を示す図である。 触感マップの一例を示す図である。 触感マップのサンプリング位置の一例を示す図である。 触感マップの一例（具体的数値）を示す図である。 触感マップの一例を示す図である。 触感検出処理の一例を示すフローチャートである。 誘導判定処理の一例を示すフローチャートである。 具体的な誘導経路等の一例を示す図である。 誘導処理の一例を示すフローチャートである。 コンピュータ（誘導判定器）のハードウェア構成の一例を示す図である。

＜実施形態の概要＞
本実施形態では、視界が利かない状況においても「触覚」によって得ることが可能な「触感」を用いることで、視界が利かない状況下で移動を行うユーザの誘導支援を実現する。なお、本明細書において、「ユーザが移動する」とは、ユーザの身体全体が移り動く場合のみならず、例えばユーザが手探りで周囲を触る場合など、ユーザの身体の一部のみが移り動くことを含むものとする。

具体的には、本実施形態における触覚誘導支援では、ユーザの誘導を行う環境内の各位置と当該各位置における接触対象物体の表面の触感との対応関係を示す触感マップを予め作成しておく。そして、ユーザが装着した触覚センサにより得られた、現在位置の近傍（周囲）に存在する触感が、目的位置への誘導方向において存在する触感であるか否かを、触感マップを用いて判定する。そして、その結果をユーザに示すことで、ユーザを目的位置へ誘導する。

例えば、ユーザが触覚センサを指先に装着している具体例を図１に示す。この図１は、触覚センサが、ユーザの指先と接触対象物体との間に挟まれている状態を示している。ユーザが指先で物体の表面に接触し、接触した状態のまま指先で表面を撫でる（指先をスライドさせる）動作をすると、触覚センサにより、接触対象物体の触感が検出される。ここで、図１の例では、右方向が目的位置への誘導方向であるとする。この場合、指の現在位置を基準とすると、接触対象物体の触感領域１〜触感領域３のうち、目的位置への誘導方向において存在する触感領域２の触感を、触感マップにより特定する。そして、触覚センサにより触感領域２の触感が検出されたときに、ユーザが目的位置への誘導方向に正しく移動していることをユーザに対して呈示する。一方で、触覚センサにより触感領域２以外の触感領域１又は触感領域３の触感が検出されたときには、ユーザが目的位置への誘導方向とは異なる方向に向かって移動していることをユーザに対して呈示する。

このように触感を用いてユーザの移動方向を判定することで、視界が利かない状況において、予め誘導設備等が敷設されていない環境であっても、ユーザを目的位置へと誘導することが可能となる。

＜システムの全体概要＞
図２は、本実施形態における触覚誘導支援システムの全体概要を示す。本実施形態では、視界が利かない状態において、ユーザが手探りで目的位置まで移動する際に、目的位置までユーザを誘導する場合を想定している。触覚誘導支援システムは、触感検出誘導器１及び誘導判定器２（触覚誘導支援装置）を有する。触感検出誘導器１及び誘導判定器２は、無線送受信機能を有し、相互に無線通信を行う。なお、触感検出誘導器１及び誘導判定器２は、例えば通信ケーブル等で有線接続され、有線通信を行ってもよい。

触感検出誘導器１は、ユーザが周囲の接触対象物体に接触して動かす部位に装着するものであり、本実施形態では、指先に装着する。そして、触感検出誘導器１は、触覚センサを備え、ユーザの指先が接触対象物体の表面を撫でる動作をしたときに発生する振動波形を検出し、検出した振動波形を、誘導判定器２に送信する。また、触感検出誘導器１は、誘導判定器２から、ユーザが目的位置への誘導方向に正しく移動しているか否かを示す誘導情報を受信する。そして、触感検出誘導器１は、受信した誘導情報の内容に応じて異なる振動を発生させることにより、誘導情報をユーザに呈示（伝達）する。

なお、触感検出誘導器１の装着部位はユーザの指先に限定されず、ユーザが接触対象物体の表面に接触して触感を発生させることが可能な部位であれば、ユーザの動作態様に応じていかなる部位に装着してもよい。例えば、ユーザ自身が歩いて移動する場合などは、例えばユーザの靴裏などの部位に装着されてもよい。また、誘導情報の呈示方法は振動に限定されず、振動以外の方法（例えば音等）によって呈示してもよい。

誘導判定器２は、具体的にはコンピュータであり、本実施形態ではユーザが身体に装備している。誘導判定器２は、触感検出誘導器１から触感を示す振動波形を受信（取得）すると、振動波形を、触感を示す特徴量（数値）を含んだ触感情報に変換する。そして、誘導判定器２は、変換した触感情報を、記憶手段に格納された触感マップ２７に格納された触感情報と照合し、ユーザが目的位置方向に正しく移動しているか否かを判定する。そして、誘導判定器２は、当該判定結果に基づき、触感検出誘導器１に対して誘導情報を送信する。

なお、誘導判定器２は必ずしもユーザが直接装備しなくてもよく（特に無線通信を行う場合）、例えば遠隔地に設置されていてもよい。また、例えば、触感検出誘導器１が小型のマイクロコンピュータ等を実装して情報処理機能を有し、当該マイクロコンピュータ等が誘導判定器２として機能してもよい。さらに、例えば誘導情報を振動以外の方法（例えば音等）で呈示する場合、誘導情報の呈示を、触感検出誘導器１ではなく、誘導判定器２や他の独立した装置等で行ってもよい。

＜触感検出誘導器の具体的態様＞
図３（Ａ）は、触感検出誘導器１の具体的態様の一例を示す。触感検出誘導器１は、ユーザの指先が接触対象物体の表面を撫でたときに発生する振動波形を検出する触覚センサである触覚子２１１を備える。触覚子２１１は、例えば圧電素子などである。また、触感検出誘導器１は、ユーザに誘導方向を呈示する振動子２１２を備える。振動子２１２は、例えば、ユーザが正しい方向に移動している場合には遅い間隔で振動をし、誤った方向に移動している場合には早い間隔で振動をするなど、誘導情報に応じて異なる振動を行うことにより、ユーザに誘導情報を呈示する。

なお、触覚子２１１及び振動子２１２の数及び配列は、図３（Ａ）に示す態様に限定されるものではない。また、触感検出誘導器１は、例えばスピーカ等を備え、音で誘導情報を呈示してもよい。さらに、触感検出誘導器１は、暗い場所で誘導を行う場合などには、例えば電光表示ユニットを備え、電光表示で誘導情報を呈示してもよい。また、触感を検出する手段と誘導情報を呈示する手段とは、本実施形態のように１つの機器に具備される必要はなく、別機器に具備されていてもよい。

図３（Ｂ）は、触感検出誘導器１をユーザの指先に装着して接触対象物体の表面に接触した状態を示す。このように、触感検出誘導器１は、ユーザが指先を接触対象物体の表面に接触させるときに、指先と接触対象物体の表面間に挟まれるように配置される。そして、この状態でユーザが接触対象物体の表面を撫でたときに、触感検出誘導器１の触覚センサ（触覚子２１１）が、触覚センサと接触対象物体の表面との相互作用から発生する振動波形を検出する。

＜機能構成及びデータ構成＞
図４は、触感検出誘導器１及び誘導判定器２の機能構成を示す。
触感検出誘導器１は、触感検出部１１及び誘導情報呈示部１２を備える。

触感検出部１１は、触覚センサにより、ユーザの指先が接触対象物体の表面を撫でたときに発生する振動波形を検出する。そして、誘導判定器２に対し、検出した振動波形を送信する。

誘導情報呈示部１２は、誘導判定器２から、触感が目的位置への誘導方向に存在する触感であるか否かに応じた誘導情報を受信し、その内容を振動によってユーザに呈示する。

誘導判定器２は、誘導方向特定部２１及び誘導判定部２２を備える。また、触感検出誘導器１は、記憶手段において、誘導開始位置情報２５、目的位置情報２６及び触感マップ２７を備える。

誘導方向特定部２１は、まず誘導開始位置（現在位置）から目的位置までの誘導経路を特定する。そして、誘導方向特定部２１は、触感マップ２７を参照し、現在位置の近傍かつ誘導経路の近傍の範囲内に存在する触感情報であってかつ目的位置方向に撫でたときの触感情報を特定する。現在位置の近傍とは、ユーザが現在位置にいる状態で触れることができる所定距離の範囲内を示す。また、誘導経路の近傍とは、誘導経路から、誘導経路の法線方向に所定距離の範囲内を示す。これらの現在位置の近傍及び誘導経路の近傍を決定する所定距離は、予め誘導判定器２の記憶手段においてそれぞれ設定しておくことができる。なお、この「現在位置の近傍かつ誘導経路の近傍の範囲内」は、「現在位置から目的位置への誘導方向の所定の範囲内」の一例であるが、これに限定されるものではない。

誘導判定部２２は、触感検出誘導器１から振動波形を受信すると、当該振動波形を、触感情報に変換する。そして、誘導判定部２２は、当該触感情報が、誘導方向特定部２１により特定された、現在位置の近傍かつ誘導経路の近傍の範囲内に存在する触感情報であってかつ目的位置方向に撫でたときの触感情報と一致するか否かを判定する。そして、誘導判定器２は、当該判定結果に応じた誘導情報を、触感検出誘導器１に対して送信する。なお、触感検出誘導器１に対して誘導情報を送信することは、換言すれば、触感検出誘導器１を用いて誘導情報をユーザに呈示することである。また、前述したように、誘導判定器２は、自装置で誘導情報をユーザに呈示してもよい。

誘導開始位置情報２５は、ユーザの誘導を開始する位置を示す情報（すなわち誘導開始時におけるユーザの現在位置）であり、例えば２次元座標や３次元座標等で示される。誘導開始位置情報２５は、誘導開始前に予め設定しておくことができる。なお、例えば誘導開始時に、ユーザの現在位置をＧＰＳ（Global Positioning System）等によって自動検出し、誘導開始位置情報２５として設定してもよい。

目的位置情報２６は、ユーザを誘導する目的位置を示す情報であり、例えば２次元座標や３次元座標等で示される。目的位置情報２６は、誘導開始前に予め設定しておくことができる。

触感マップ２７は、ユーザの誘導を行う環境内の各位置と当該各位置における接触対象物体の触感を示す触感情報との対応関係を示すものであり、本実施形態では、図５に示すように、表形式で表現されている。各位置における触感情報には、触感検出誘導器１により各位置を中心にして接触対象物体を各方向に撫でたときに触覚センサにより得られる触感を示す特徴量である触感情報が、各方向についてそれぞれ格納されている。

＜触感マップの詳細＞
ここで、図５に示した触感マップ２７について、さらに詳細に説明する。
図５に示した触感マップ２７では、ユーザを誘導する環境内での位置をＬ１，Ｌ２，…，Ｌｍとし、各位置において接触対象物体の表面を撫でる方向（例えば、上下左右など）をＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎとしたときにおける、位置Ｌｉ（１≦ｉ≦ｍ）、方向Ｄｊ（１≦ｊ≦ｎ）での触感を示す特徴量を含んだ触感情報［Ｐｉｊ］が格納されている。換言すれば、触感マップ２７では、ユーザを誘導する環境内での各位置につき、各位置を中心にして接触対象物体の表面を各方向に撫でたときに発生する触感が、方向ごとに対応付けられている。具体的には、位置Ｌｉは、例えば２次元座標や３次元座標等で表すことができ、方向Ｄｊは、例えば２次元ベクトルや３次元ベクトルの成分等で表すことができる。なお、各方向について触感情報を格納するのは、接触対象物体の表面の材質によっては、撫でる方向に応じて触感が異なる（指向性がある）可能性があるからである。例えば、接触対象物体の表面が一方向に毛が寝ている材質である場合などが該当する。

位置Ｌｉ、方向Ｄｊでの触感情報［Ｐｉｊ］は，例えば次のようにして特定することができる。すなわち、接触対象物体の表面を、触覚センサを用いて位置Ｌｉから方向Ｄｊへ撫でたときに、触覚センサが検出する振動波形を［Ｗｉｊ］とする。そして、振動波形［Ｗｉｊ］を、触感情報［Ｐｉｊ］に変換（正規化）する。触感情報［Ｐｉｊ］への変換には、例えば次のような方法を用いることができる。すなわち、振動波形［Ｗｉｊ］をフーリエ変換して得られる周波数とその強度の分布を［Ｆｉｊ］としたとき、触感マップ２７の対象とする全ての位置における周波数とその強度の分布の平均である分布［Ｆａ］との差分に相当する分布［Ｆｉｊ−Ｆａ］を、位置Ｌｉ、方向Ｄｊでの触感情報［Ｐｉｊ］とする。このように平均との差分を抽出するのは、各位置に固有な周波数成分を触感情報［Ｐｉｊ］に使用するためである。

なお、前述したように分布［Ｆｉｊ−Ｆａ］を触感情報［Ｐｉｊ］とした場合，触感マップ２７のデータ量が大きくなる可能性がある。このため、例えば、分布［Ｆｉｊ−Ｆａ］の波形グラフにおける山また谷に位置する周波数［ｆ］のうち，その値の絶対値の大きいものから順に、予め設定される個数（例えばｏ個）分抽出して並べた周波数の列［ｆｌ］（＝［ｆｉｊ１］，［ｆｉｊ２］，…, ［ｆｉｊｏ］）を、触感情報［Ｐｉｊ］とすることもできる。これにより、触感マップ２７のデータ量を圧縮することができる。

このような触感マップ２７の生成方法につき、さらに具体的に説明する。

例えば、ユーザの誘導を行う環境において、接触対象物体が、図６で示されるような平面である状況を想定する。図６では、接触対象物体の表面を、触感が異なる領域ごとに異なるパターンで表している。

このような平面に対応する触感マップ２７を生成する方法の一例として、次のような方法がある。すなわち、当該平面上での様々な位置（以下、サンプリング位置という）における振動波形を予め測定し、測定した振動波形を触感情報に変換して、触感マップ２７に格納しておく。このサンプリング位置を定める方法として、例えば、平面を格子状に区分し，その各交点をサンプリング位置と設定する方法がある。

図６に、このようにしてサンプリング位置を決定した具体例を示す。点Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤは、それぞれサンプリング位置の一例を示している。

ここで、各サンプリング位置を中心に、予め定めた各方向に対して撫でる動作をしたときの振動波形を計測する。そして、計測した振動波形を触感情報に変換し、各サンプリング位置に対応付けた触感マップ２７を生成する。図７は、サンプリング位置Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤにつき、それぞれの位置において上下左右の４方向に対して撫でる動作をした場合における触感情報を格納した触感マップ２７であって、触感情報に含まれる触感の特徴量の具体的数値を表した一例である。当該データ例では、各サンプリング位置における振動波形をフーリエ変換し得られる周波数とその強度の分布を、触感マップ２７を作成する対象となる全てのサンプリング位置における周波数とその強度の分布の平均を取った分布との差に当る分布から、強度差の絶対値の大きいものを３個抽出した列を、サンプリング位置での触感情報としている。

なお、触感情報［Ｐｉｊ］を振動波形から変換して特定する場合、触覚センサの移動速度が変化すると振動波形もまた変化するため、フーリエ変換等により求めた周波数とその強度の分布が変化する。換言すれば、触覚センサの移動速度変化により，得られる触感情報［Ｐｉｊ］が変化することになる。このため、移動速度による周波数の変化への影響を減じるべく、次のような特徴量を、触感情報［Ｐｉｊ］として用いることもできる。すなわち、前述した周波数の列［ｆｌ］に含まれる周波数のうち最小の周波数を［ｍｉｎ（ｆｉｊ）］とした場合、周波数の列［ｆｌ］に含まれるそれぞれの周波数を［ｍｉｎ（ｆｉｊ）］で除した数値列を、触感情報［Ｐｉｊ］とする。

また、触感マップ２７の他の態様として、サンプリング位置ごとではなく、例えば図８に示すように、共通の触感を有する領域Ａｉ（１≦ｉ≦ｐ）ごとに触感情報を格納することもできる。このような触感マップ２７は、例えば、ＣＡＤデータなどを用いることにより、予め、ユーザの誘導を行う環境内における接触対象物体となる部材の配置や部材表面の触感が判明している状態で作成する際に適している。

＜触感検出誘導器による触感検出処理＞
触感検出誘導器１によって実行される触感検出処理について、図９に示すフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ１で、触感検出部１１は、触覚センサにより、ユーザの指先が接触対象物体の表面を撫でたときに発生する振動波形を検出する。
ステップＳ２で、触感検出部１１は、誘導判定器２に対し、検出した振動波形を送信する。

＜誘導判定器による誘導判定処理＞
次に、誘導判定器２によって実行される誘導判定処理について、図１０に示すフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ１１で、誘導方向特定部２１は、誘導開始位置情報２５及び目的位置情報２６を記憶手段から読み出し、誘導開始位置情報２５及び目的位置情報２６に基づいて、誘導開始位置と目的位置とを結ぶ直線の誘導経路を特定する。

なお、図１１に、平面上における具体的な誘導経路の例を示す。図１１において、点Ｓが現在位置（誘導開始時には誘導開始位置）、点Ｇが目的位置を示す。当該具体例の場合、誘導方向特定部２１は、現在位置Ｓと目的位置Ｇとを結ぶ直線の誘導経路Ｐを特定する。

ステップＳ１２で、誘導方向特定部２１は、触感マップ２７を参照し、ユーザが目的位置に向かって正しく移動しているときに発生するべき触感を示す触感情報を特定する。具体的には、誘導方向特定部２１は、触感マップ２７に触感情報が格納されたサンプリング位置（以下、本説明においてマーカー位置という）のうち、現在位置（誘導開始位置）の近傍（現在位置から所定距離の範囲内）に存在するマーカー位置を選択する。さらに、このマーカー位置のうち、ステップＳ１１で特定した誘導経路の近傍（誘導経路から法線方向に所定距離の範囲内）に存在するマーカー位置（以下、正マーカー位置という）を選択する。そして、選択した正マーカー位置における、目的位置方向の触感情報を特定する。

図１１の具体例では、現在位置Ｓの近傍を、現在位置Ｓから距離ｄ１の範囲内の領域Ｄ１で示し、誘導経路Ｐの近傍を、誘導経路Ｐの法線方向に距離ｄ２の範囲内の領域Ｄ２で示している。この具体例において、誘導方向特定部２１は、現在位置Ｓの近傍である領域Ｄ１内に存在するマーカー位置Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤを選択し、さらに、その中から、誘導経路Ｐの近傍である領域Ｄ２内に存在するマーカー位置Ａのみを、正マーカー位置として選択する。そして、誘導方向特定部２１は、マーカー位置Ａにおける、目的位置Ｇ方向の触感情報を特定する。

なお、正マーカー位置における目的位置方向の触感情報を特定する際には、目的位置方向と完全に一致する方向のみならず、一定の幅を持たせて触感情報を特定してもよい。すなわち、目的位置方向に近い所定方向の範囲の触感情報も含めて、目的位置方向の触感情報として特定してもよい。この所定方向の範囲についても、予め誘導判定器２において設定しておくことが可能である。

ステップＳ１３で、誘導判定部２２は、触感検出誘導器１から、ユーザが現在位置（誘導開始位置）の近傍を撫でたことによって発生した振動波形を受信する。

ステップＳ１４で、誘導判定部２２は、検出した振動波形を、触感情報に変換する。この変換方法は、触感マップ２７を作成する際にサンプリング位置で検出した振動波形を触感情報に変換した前述の方法と同様である。なお、このとき、触感マップ２７の対象となった全ての位置における周波数とその強度の分布の平均である分布が、予め記憶手段に保持されているものとする。そして、誘導判定部２２は、当該分布を用い、前述の方法で振動波形を触感情報に変換する。

ステップＳ１５で、誘導判定部２２は、ステップＳ１４で振動波形が変換された触感情報が、ステップＳ１２で特定した触感情報と一致するか否かを判定する。一致する場合、すなわち、ユーザが撫でた位置が目的位置への誘導経路の近傍であり、かつ撫でた方向が目的位置方向に一致している場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ１６に進む。一方、一致しない場合、すなわち、ユーザが撫でた位置が誘導経路の近傍でないか、あるいはユーザが撫でた位置が誘導経路の近傍であっても目的位置方向とは異なる方向に撫でられた場合には（Ｎｏ）、ステップＳ１７に進む。

ステップＳ１６で、誘導判定部２２は、ユーザが正しい移動をしていることを示す誘導情報を、触感検出誘導器１に対して送信する。そして、誘導判定部２２は、触感情報がステップＳ１４で振動波形が変換された触感情報と一致する正マーカー位置を現在位置とする。

ステップＳ１７で、誘導判定部２２は、ユーザが誤った移動をしていることを示す誘導情報を、触感検出誘導器１に対して送信する。

ステップＳ１８で、誘導判定部２２は、現在位置が目的位置であるか否かを判定する。具体的には、誘導判定部２２は、ステップＳ１４で振動波形が変換された触感情報が、触感マップ２７に格納されている目的位置における触感情報と一致するか否かを判定する。現在位置が目的位置である場合には（Ｙｅｓ）、処理を終了し、目的位置でない場合には（Ｎｏ）、ステップＳ１２に戻る。

ここで、ステップＳ１３〜Ｓ１８の処理を図１１の具体例を用いて説明する。まず、ユーザが誘導開始位置Ｓにおいて近傍（領域Ｄ１）を撫でる動作を行ったとき、誘導判定部２２は、触感検出誘導器１が検出した振動波形を触感情報に変換する。そして、変換した触感情報が正マーカー位置Ａでの目的位置Ｇの方向の触感情報と一致したときに、ユーザが目的位置に向かって正しい移動をしていると判定し、その旨をユーザに呈示する。一方、それ以外のときには、誤った移動をしていると判定し、その旨をユーザに呈示する。そして、目的位置に到達するまで、ユーザは接触対象表面を指先で撫でる動作（手探り）を繰り返し、その都度、同様の処理によって誘導を受ける。

なお、前述した誘導判定処理のうち、ステップＳ１２で正マーカー位置を特定する際に、正マーカー位置以外のマーカー位置を誤マーカー位置として特定してもよい。そして、ステップＳ１５において、ステップＳ１４で振動波形が変換された触感情報が、誤マーカー位置に特有の触感情報と一致するときにはステップＳ１７に進む、という処理を行ってもよい。

＜触感検出誘導器による誘導情報呈示処理＞
次に、触感検出誘導器１によって実行される誘導情報呈示処理について、図１２に示すフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ２１で、誘導情報呈示部１２は、誘導判定器２から、誘導情報を受信する。

ステップＳ２２で、誘導情報呈示部１２は、受信した誘導情報が、ユーザが正しい移動をしていることを示しているか否かを判定する。正しい移動をしていることを示していれば（Ｙｅｓ）、ステップ２３に進み、誤った移動をしていることを示していれば（Ｎｏ）、ステップ２４に進む。

ステップＳ２３で、誘導情報呈示部１２は、例えば、振動子を遅い間隔で振動させることにより、ユーザに対し、ユーザが正しい移動をしていることを呈示する。

ステップＳ２４で、誘導情報呈示部１２は、例えば、振動子を早い間隔で振動させることにより、ユーザに対し、ユーザが誤った移動をしていることを呈示する。

なお、前述したように、ユーザが正しい移動をしているか否かを呈示する具体的方法は、ステップＳ２３及びＳ２４に記載した方法に限定されるものではない。

＜本実施形態による効果、他の変形例等＞
このように、本実施形態では、誘導判定器２が予め触感マップ２７を備えることにより、触感検出誘導器１を装着したユーザが近傍を撫でることによって検出される触感に基づき、ユーザが目的位置への誘導方向に移動をしているか否かを判定することができる。そして、触感検出誘導器１を介し、その判定結果がユーザに伝わるように呈示することで、ユーザを目的位置への誘導方向に誘導することができる。さらに、この処理を繰り返すことにより、ユーザを最終的に目的位置まで誘導することができる。このため、予め誘導設備等が敷設されていない環境であっても、ユーザの誘導支援を実現することができる。

なお、本実施形態ではこのようにユーザが目的位置に到達するまで誘導を繰り返すが、必ずしも繰り返す必要はなく、ユーザが目的位置方向に移動するように１回誘導するだけでも、少なくともユーザを目的位置への誘導方向に誘導する効果を奏することは可能である。

また、本実施形態では、触覚センサにより検出された触感が、誘導経路の近傍の触感であるのみならず、目的位置方向に撫でたときに発生する触感と一致するときに、正しい移動をしていることを示す誘導情報をユーザに呈示する。これにより、ユーザは目的位置へ向かう経路をより正確に認識することができる。しかし一方で、このような呈示方法に限定されず、例えば、誘導経路の近傍の触感であることのみをもって、正しい移動をしているとユーザに呈示してもよい。このようにしても、少なくともユーザを目的位置への誘導方向に誘導する効果を奏することは可能である。さらにこの場合、触覚センサにより検出された触感が単に誘導経路の近傍の触感と一致した場合と、さらに目的位置方向に撫でたときの触感とも一致した場合とを判別可能な誘導情報をユーザに呈示してもよい。こうすることで、ユーザにとってさらにわかりやすい誘導を実現することができる。

また、本実施例では、誘導経路として，誘導開始位置と目的位置とを結ぶ最短経路である直線経路を設定したが、直線経路に必ずしも限定されるものではない。ここで、かりに直線経路でない場合には、例えば、ユーザの判り易さや誘導の容易性という点を考慮し、誘導経路上にあまり多くの触感が出現しない経路や、誘導経路から外れたことがすぐに判る（外れると異なる触感がすぐ出現する）経路を優先的に選択してもよい。なお、誘導経路が直線経路ではない場合には、例えば、目的位置方向ではなく、誘導経路の接線方向が正しい移動方向であるとして誘導処理を行ってもよい。具体的には、誘導方向特定部２１が、前述した誘導判定処理のステップ１２において、正マーカー位置における誘導経路の接線方向の触感情報を特定するようにしてもよい。

さらに、例えば、接触対象表面の触感に指向性がない場合（どの方向に撫でても同じ振動波形が検出される場合）には、触感マップ２７の他の態様として、各位置（又は領域）について、方向に依存しない１つの触感情報のみを格納しておいてもよい。そして、誘導方向特定部２１が、前述した誘導判定処理のステップ１２において、正マーカー位置における、方向に依存しない１つの触感情報を特定するようにしてもよい。

＜コンピュータのハードウェア構成＞
ここで、誘導判定器２として機能するコンピュータのハードウェア構成の一例を図１３に示す。本コンピュータは、プロセッサ１０１、メモリ１０２、ストレージ１０３、可搬記憶媒体駆動装置１０４、入出力装置１０５及び通信インタフェース１０６を備える。

プロセッサ１０１は、制御ユニット、演算ユニット及び命令デコーダ等を含み、実行ユニットが、命令デコーダで解読されたプログラムの命令に従い、制御ユニットより出力される制御信号に応じ、演算ユニットを用いて算術・論理演算を実行する。かかるプロセッサ１０１は、制御に用いる各種情報が格納される制御レジスタ、既にアクセスしたメモリ２等の内容を一時的に格納可能なキャッシュ、及び、仮想記憶のページテーブルのキャッシュとしての機能を果たすＴＬＢを備える。なお、プロセッサ１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）コアが複数設けられている構成でもよい。

メモリ１０２は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶装置であり、プロセッサ１０１で実行されるプログラムがロードされるとともに、プロセッサ１０１の処理に用いるデータが格納されるメインメモリである。また、ストレージ１０３は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリ等の記憶装置であり、プログラムや各種データが格納される。可搬記憶媒体駆動装置１０４は、可搬記憶媒体１０７に記憶されたデータやプログラムを読み出す装置である。可搬記憶媒体１０７は、例えば磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク又はフラッシュメモリ等である。プロセッサ１０１は、メモリ１０２やストレージ１０３と協働しつつ、ストレージ１０３や可搬記憶媒体１０７に格納されたプログラムを実行する。なお、プロセッサ１０１が実行するプログラムや、アクセス対象となるデータは、当該コンピュータと通信可能な他の装置に格納されていてもよい。また、本実施形態で記載した誘導判定器２の記憶手段とは、メモリ１０２、ストレージ１０３及び可搬記憶媒体１０７若しくは当該コンピュータと通信可能な他の装置の少なくともいずれかを示す。なお、例えば触感マップ２７などは、ネットワーク上のストレージに置くことにより、複数のユーザ間で共有してもよい。

入出力装置１０５は例えばキーボードやタッチパネル、ディスプレイ等であり、ユーザ操作等による動作命令を受け付ける一方、コンピュータによる処理結果を出力する。

通信インタフェース１０６は、例えば、例えばＬＡＮ（Local Area Network）カード等の他、無線周波受信機および送信機、ならびに光受信機および送信機を含むことができる。前述の受信機および送信機は、Ｗｉ−Ｆｉネットワーク、ブルートゥース・ネットワーク、ロング・ターム・エボリューションなどの１つまたは複数の通信ネットワークにより動作するように実現することができる。

これらのコンピュータの各構成要素は、バス１０８で接続されている。

なお、前述したように、触感検出誘導器１が、このようなコンピュータのハードウェア構成と同様のハードウェア構成を有し、誘導判定器２の機能を実現してもよい。

＜その他＞
なお、本明細書で説明した各装置等の機能的構成及び物理的構成は、上述の態様に限るものではなく、例えば、各機能や物理資源を統合して実装したり、逆に、さらに分散して実装したりすることも可能である。
また、本明細書において、閾値等との比較において「〜以上」や「〜以下」とした記載箇所は、当該記載に限定されるものではなく、「〜より大きい（〜を上回る）」や「〜より小さい（〜を下回る）」に適宜置き換えることが可能である。

以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
コンピュータが、
ユーザの現在位置及び当該ユーザを誘導する目的位置を特定し、
記憶手段に記憶された、ユーザの誘導を行う環境内の各位置と当該各位置における接触対象物体の表面の触感との対応関係を示す触感マップを参照して、前記現在位置から前記目的位置への誘導方向における所定の範囲内に存在する触感を特定し、
ユーザが装着する触覚センサが検出した触感を取得し、
前記触覚センサが検出した触感と、前記所定の範囲内に存在する触感とが一致しているか否かに応じた誘導情報をユーザに呈示する
処理を実行する触覚誘導支援方法。
（付記２）
前記触感マップは、前記各位置と当該各位置を中心にして接触対象物体の表面を各方向に撫でたときに発生する触感とが方向ごとに対応付けられ、
前記触感を特定する処理は、前記所定の範囲内に存在する触感のうち、前記誘導方向に接触対象物体の表面を撫でたときに発生する触感を特定し、
前記誘導情報をユーザに呈示する処理は、前記触覚センサが検出した触感と、前記所定の範囲内に存在する触感のうち、前記誘導方向に接触対象物体の表面を撫でたときに発生する触感とが一致しているか否かに応じた誘導情報をユーザに呈示する、付記１記載の触覚誘導支援方法。
（付記３）
前記誘導情報をユーザに呈示する処理は、前記触覚センサが検出した触感と、前記所定の範囲内に存在する触感のうち、前記誘導方向に接触対象物体の表面を撫でたときに発生する触感とが一致している場合、又は、前記触覚センサが検出した触感と、前記所定の範囲内に存在する触感とが一致しているが、前記誘導方向に接触対象物体の表面を撫でたときに発生する触感とは一致しない場合のいずれであるかを判別可能な誘導情報をユーザに呈示する、付記２記載の触覚誘導支援方法。
（付記４）
前記触感を特定する処理は、前記現在位置から前記目的位置までの誘導経路を特定し、前記現在位置から所定距離の範囲内かつ前記誘導経路から当該誘導経路の法線方向に所定距離の範囲内に存在する触感を特定する付記１〜３のいずれか１項に記載の触覚誘導支援方法。
（付記５）
前記誘導情報をユーザに呈示する処理は、ユーザが装着する振動子に、前記触覚センサが検出した触感と、前記所定の範囲内に存在する触感とが一致しているか否かに応じて異なる振動をさせる、付記１〜４のいずれか１項に記載の触覚誘導支援方法。
（付記６）
前記触感マップは、前記各位置と、当該各位置において検出された触感を示す振動波形をフーリエ変換して得られる周波数及び当該周波数の強度の分布並びに前記各位置の全てにおいて検出された周波数及び当該周波数の強度の分布の平均の差分を示す触感情報とが対応づけられている、付記１〜５のいずれか１項に記載の触覚誘導支援方法。
（付記７）
前記触感を特定する処理は、前記触感マップを参照して、前記各位置のうち前記所定の範囲内に含まれる各位置の前記触感情報を特定し、
前記触感を取得する処理は、ユーザが装着する前記触覚センサが検出した触感を示す振動波形を取得し、
前記誘導情報をユーザに呈示する処理は、取得した前記振動波形をフーリエ変換して得られる周波数及び当該周波数の強度の分布並びに前記各位置の全てにおいて検出された周波数及び当該周波数の強度の分布の平均との差分を示す触感情報を特定し、当該触感情報が、前記所定の範囲内に含まれる各位置の前記触感情報と一致しているか否かに応じた誘導情報をユーザに呈示する、付記６記載の触覚誘導支援方法。
（付記８）
前記触感マップは、前記各位置と当該各位置における接触対象物体の表面の触感とが、触感が同一である所定の領域ごとに対応づけられている、付記１〜７のいずれか１項に記載の触覚誘導支援方法。
（付記９）
前記誘導情報をユーザに呈示する処理は、前記触覚センサを備えた機器と同一の機器において前記誘導情報を呈示する、付記１〜８のいずれか１項に記載の触覚誘導支援方法。
（付記１０）
コンピュータに、
ユーザの現在位置及び当該ユーザを誘導する目的位置を特定し、
記憶手段に記憶された、ユーザの誘導を行う環境内の各位置と当該各位置における接触対象物体の表面の触感との対応関係を示す触感マップを参照して、前記現在位置から前記目的位置への誘導方向における所定の範囲内に存在する触感を特定し、
ユーザが装着する触覚センサが検出した触感を取得し、
前記触覚センサが検出した触感と、前記所定の範囲内に存在する触感とが一致しているか否かに応じた誘導情報をユーザに呈示する
処理を実行させる触覚誘導支援プログラム。
（付記１１）
ユーザの現在位置及び当該ユーザを誘導する目的位置を特定し、記憶手段に記憶された、ユーザの誘導を行う環境内の各位置と当該各位置における接触対象物体の表面の触感との対応関係を示す触感マップを参照して、前記現在位置から前記目的位置への誘導方向における所定の範囲内に存在する触感を特定する誘導方向特定部と、
ユーザが装着する触覚センサが検出した触感を取得し、前記触覚センサが検出した触感と、前記所定の範囲内に存在する触感とが一致しているか否かに応じた誘導情報をユーザに呈示する誘導判定部と
を備える触覚誘導支援装置。

１…触感検出誘導器、２…誘導判定器、１１…触感検出部、１２…誘導情報呈示部、２１…誘導方向特定部、２２…誘導判定部、２５…誘導開始位置情報、２６…目的位置情報、２７…触感マップ

Claims (8)

1. コンピュータが、
   ユーザの現在位置及び当該ユーザを誘導する目的位置を特定し、
   記憶手段に記憶された、ユーザの誘導を行う環境内の各位置と当該各位置における接触対象物体の表面の触感との対応関係を示す触感マップを参照して、前記現在位置から前記目的位置への誘導方向における所定の範囲内に存在する触感を特定し、
   ユーザが装着する触覚センサが検出した触感を取得し、
   前記触覚センサが検出した触感と、前記所定の範囲内に存在する触感とが一致しているか否かに応じた誘導情報をユーザに呈示する
   処理を実行する触覚誘導支援方法。
2. 前記触感マップは、前記各位置と当該各位置を中心にして接触対象物体の表面を各方向に撫でたときに発生する触感とが方向ごとに対応付けられ、
   前記触感を特定する処理は、前記所定の範囲内に存在する触感のうち、前記誘導方向に接触対象物体の表面を撫でたときに発生する触感を特定し、
   前記誘導情報をユーザに呈示する処理は、前記触覚センサが検出した触感と、前記所定の範囲内に存在する触感のうち、前記誘導方向に接触対象物体の表面を撫でたときに発生する触感とが一致しているか否かに応じた誘導情報をユーザに呈示する、請求項１記載の触覚誘導支援方法。
3. 前記触感を特定する処理は、前記現在位置から前記目的位置までの誘導経路を特定し、前記現在位置から所定距離の範囲内かつ前記誘導経路から当該誘導経路の法線方向に所定距離の範囲内に存在する触感を特定する請求項１又は２に記載の触覚誘導支援方法。
4. 前記誘導情報をユーザに呈示する処理は、ユーザが装着する振動子に、前記触覚センサが検出した触感と、前記所定の範囲内に存在する触感とが一致しているか否かに応じて異なる振動をさせる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の触覚誘導支援方法。
5. 前記触感マップは、前記各位置と、当該各位置において検出された触感を示す振動波形をフーリエ変換して得られる周波数及び当該周波数の強度の分布並びに前記各位置の全てにおいて検出された周波数及び当該周波数の強度の分布の平均の差分を示す触感情報とが対応づけられている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の触覚誘導支援方法。
6. 前記触感を特定する処理は、前記触感マップを参照して、前記各位置のうち前記所定の範囲内に含まれる各位置の前記触感情報を特定し、
   前記触感を取得する処理は、ユーザが装着する前記触覚センサが検出した触感を示す振動波形を取得し、
   前記誘導情報をユーザに呈示する処理は、取得した前記振動波形をフーリエ変換して得られる周波数及び当該周波数の強度の分布並びに前記各位置の全てにおいて検出された周波数及び当該周波数の強度の分布の平均との差分を示す触感情報を特定し、当該触感情報が、前記所定の範囲内に含まれる各位置の前記触感情報と一致しているか否かに応じた誘導情報をユーザに呈示する、請求項５記載の触覚誘導支援方法。
7. コンピュータに、
   ユーザの現在位置及び当該ユーザを誘導する目的位置を特定し、
   記憶手段に記憶された、ユーザの誘導を行う環境内の各位置と当該各位置における接触対象物体の表面の触感との対応関係を示す触感マップを参照して、前記現在位置から前記目的位置への誘導方向における所定の範囲内に存在する触感を特定し、
   ユーザが装着する触覚センサが検出した触感を取得し、
   前記触覚センサが検出した触感と、前記所定の範囲内に存在する触感とが一致しているか否かに応じた誘導情報をユーザに呈示する
   処理を実行させる触覚誘導支援プログラム。
8. ユーザの現在位置及び当該ユーザを誘導する目的位置を特定し、記憶手段に記憶された、ユーザの誘導を行う環境内の各位置と当該各位置における接触対象物体の表面の触感との対応関係を示す触感マップを参照して、前記現在位置から前記目的位置への誘導方向における所定の範囲内に存在する触感を特定する誘導方向特定部と、
   ユーザが装着する触覚センサが検出した触感を取得し、前記触覚センサが検出した触感と、前記所定の範囲内に存在する触感とが一致しているか否かに応じた誘導情報をユーザに呈示する誘導判定部と
   を備える触覚誘導支援装置。