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JP2002296024A - Step detector and activity aiding device for visually handicapped person - Google Patents

Step detector and activity aiding device for visually handicapped person

Info

Publication number
JP2002296024A
JP2002296024A JP2001098192A JP2001098192A JP2002296024A JP 2002296024 A JP2002296024 A JP 2002296024A JP 2001098192 A JP2001098192 A JP 2001098192A JP 2001098192 A JP2001098192 A JP 2001098192A JP 2002296024 A JP2002296024 A JP 2002296024A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
waveguide
reflected wave
sensor
step detector
ultrasonic sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001098192A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hisao Yamada
尚雄 山田
Shinji Masuda
信次 増田
Mitsuhiro Saito
光弘 斉藤
Norio Maesumi
典男 前角
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KOPERU DENSHI KK
Kanagawa Prefecture
Original Assignee
KOPERU DENSHI KK
Kanagawa Prefecture
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KOPERU DENSHI KK, Kanagawa Prefecture filed Critical KOPERU DENSHI KK
Priority to JP2001098192A priority Critical patent/JP2002296024A/en
Publication of JP2002296024A publication Critical patent/JP2002296024A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a step detector capable of detecting whether a step exists or not and its depth by making it possible to recognize a nearby object by increasing the SN ratio of a reflected wave from the object to reverberations within a sensor, and to provide an activity aiding device for visually handicapped person capable of determining whether a step exists or not and its depth by incorporating the same step detector into a walking stick. SOLUTION: This step detector is made by providing a waveguide tube 3 in front of an ultrasonic sensor 2, forming an outlet 4 of the tube 3 into a slanted shape, and adjusting the length of the tube 3 so that a reflected wave from the tube outlet and reverberations within the sensor counteract each other. This activity aiding device for visually handicapped person is made by providing the same step detector near a tip end of the walking stick 1 for sensing whether a barrier exists or not.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波センサーを
利用した段差検知器、及び同段差検知器を視覚障害者の
活動を補助する所謂杖と称する活動補助装置に組み込む
ことによって、段差を識別できるようにした視覚障害者
用活動補助装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a step detector using an ultrasonic sensor, and a step detecting device for identifying a step by incorporating the step detector into an activity assisting device called a cane for assisting the activity of a visually impaired person. The present invention relates to an activity assisting device for the visually impaired that can be used.

【0002】[0002]

【従来の技術】視覚障害者の活動を補助する装置として
の通常の杖は、或る長さを有する棒状のものであり、視
覚障害者が手で操作し、その杖の先端が障害物に当たる
ことを以て、障害物の有無を感知するようにしたもので
ある。従って、このような活動補助装置によると、前方
が下がっている段差の有無やその深さの程度を検知する
ことは実質的に困難であった。
2. Description of the Related Art An ordinary wand as a device for assisting a visually impaired person is a stick having a certain length, which is operated by hand by a visually impaired person, and the tip of the wand hits an obstacle. Thus, the presence or absence of an obstacle is sensed. Therefore, according to such an activity assisting device, it is substantially difficult to detect the presence or absence of a step whose front is lowered and the degree of its depth.

【0003】そこで、赤外線や超音波などのセンサーに
よる計測技術を応用して段差やその深さを知らせること
ができるようにした器具が提案されてきている。しか
し、これらのセンサーによって計測された信号は、反射
体までの距離やその表面の状態、更には向きなどにより
変化し易く、特に人が手で操作する場合には杖の位置や
向きによっては十分な強さの信号が得られないこともあ
って、安定した計測ができない問題を抱えていた。
[0003] Therefore, there has been proposed an instrument which can notify a step and its depth by applying a measurement technique using a sensor such as an infrared ray or an ultrasonic wave. However, the signals measured by these sensors tend to change depending on the distance to the reflector, the surface condition, and even the orientation. There was a problem that a stable measurement could not be obtained, because a signal of high strength could not be obtained.

【0004】また、超音波センサーには、超音波振動子
が開口部を通して外気に触れるタイプの開放型と、開口
部のないタイプの防滴型とがあり、防滴型は取り扱いや
すく耐久性がある反面、感度が低いため、特に動作の安
定化に難があった。そのため、段差の有無とその深さの
程度を知らせることを目的として、視覚障害者用活動補
助装置である杖に組み込むことが可能な小型で、しかも
安定的に段差を識別できる計測器具は未だ実用化に至っ
ていないのが実情である。
There are two types of ultrasonic sensors: an open type in which the ultrasonic vibrator contacts the outside air through an opening, and a drip-proof type without an opening. The drip-proof type is easy to handle and has durability. On the other hand, since the sensitivity is low, it is difficult to stabilize the operation. For this reason, a small and stable measuring instrument that can be incorporated into a cane, an activity assisting device for the visually impaired, for the purpose of notifying the presence or absence of a step and the depth of the step is still practical. The fact is that it has not yet been converted.

【0005】しかして、超音波センサーを改良すること
により、開放型又は防滴型のいずれかの型式の超音波セ
ンサーを使用した小型の計測器具であって、段差の有無
やその深さを確実に検知できる段差検知器の出現が待望
されている。一方、超音波は、空気中を伝搬するにつれ
て拡散し、減衰して行くため、路面などからのエコーを
周囲の影響を受けずに確実に検知するには、なるべく近
距離で検知する必要がある。従って、段差の有無を検知
するような場合には、杖の先端付近に超音波センサーを
取り付けることが望ましかった。
[0005] By improving the ultrasonic sensor, a small measuring instrument using an ultrasonic sensor of either the open type or the drip-proof type can reliably detect the presence or absence of a step and its depth. There is a long-awaited need for a step detector that can be detected. On the other hand, since ultrasonic waves are diffused and attenuated as they propagate in the air, it is necessary to detect echoes from a road surface or the like at a short distance as much as possible in order to reliably detect the echoes without being affected by surroundings. . Therefore, when detecting the presence or absence of a step, it is desirable to attach an ultrasonic sensor near the tip of the cane.

【0006】しかしながら、通常の超音波センサーを用
いると、送信後の残響が数ms続くため、ごく近距離の
物体からの小さな反射波はこの残響と重なって、簡単に
識別することはできない。送信用と受信用のセンサーを
別に設けて、センサー内部の残響を検出しないようにす
ることはできるが、この場合にも、反射波を得る前に送
信直後の強い超音波が空気中を直接伝搬して受信される
ことによる残響が発生して、ごく近距離の物体の識別が
難しいという問題があった。
However, when a normal ultrasonic sensor is used, reverberation after transmission lasts for several ms, and a small reflected wave from an object at a very short distance overlaps with the reverberation and cannot be easily identified. Transmitter and receiver sensors can be provided separately to prevent reverberation inside the sensor, but in this case also, strong ultrasonic waves immediately after transmission directly propagate in the air before obtaining reflected waves. There is a problem that reverberation is generated due to reception of the object and it is difficult to identify an object at a very short distance.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の問題
に対処するためになされたものであり、その第一の課題
は、出口の形状と長さを調節した導波管を利用すること
によって、物体からの反射波とセンサー内部の残響との
SN比を高くし、近距離の物体の識別を可能として段差
の有無とその深さを検知できるようにした段差検知器を
提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to address the above problems, and a first object of the present invention is to use a waveguide whose outlet shape and length are adjusted. To increase the signal-to-noise ratio between the reflected wave from the object and the reverberation inside the sensor, and to provide a level difference detector that is capable of identifying an object at a short distance and that can detect the presence or absence of a level difference and its depth. is there.

【0008】本発明のもう一つの課題は、センサー内部
の残響を最大限に減衰し、信号をできるだけ高い感度で
検知できるようにした段差検知器を供することにある。
本発明の更なる課題は、小型で実用的な段差検知器を杖
に組み込むことによって段差の有無やその深さを識別す
ることができる、視覚障害者用の活動補助装置を提供す
ることにある。
It is another object of the present invention to provide a level difference detector capable of maximally attenuating reverberation inside a sensor and detecting a signal with as high a sensitivity as possible.
A further object of the present invention is to provide an activity assisting device for the visually impaired, which can identify the presence or absence of a step and its depth by incorporating a small and practical step detector into a cane. .

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ため、本発明にかかる段差検知器は、超音波センサーの
前面に導波管を設け、同導波管の出口を斜めに形成する
と共に、その長さを同導波管出口からの反射波と前記セ
ンサー内部の残響が互いに打ち消し合うよう調節してな
ることを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, a step detector according to the present invention is provided with a waveguide on the front surface of an ultrasonic sensor, and the exit of the waveguide is formed obliquely. The length is adjusted so that the reflected wave from the waveguide outlet and the reverberation inside the sensor cancel each other.

【0010】上記のように超音波センサーの前面に導波
管を設け、その出口形状及び長さを調節することによ
り、この部分で起こる超音波の回折現象による反射波の
振幅を一定の強さまで下げることができ、この導波管出
口(開放端)からの反射波によってセンサー内部の残響
を打ち消すことができるため、物体からの反射波と残響
のSN比を高くして安定した計測値を得ることができ、
段差を識別することができる。
[0010] As described above, the waveguide is provided on the front surface of the ultrasonic sensor, and by adjusting the shape and length of the exit, the amplitude of the reflected wave due to the diffraction phenomenon of the ultrasonic wave occurring at this portion is reduced to a certain level. Since the reverberation inside the sensor can be canceled by the reflected wave from the waveguide outlet (open end), the S / N ratio of the reflected wave from the object and the reverberation can be increased to obtain a stable measurement value. It is possible,
Steps can be identified.

【0011】また、本発明にかかる段差検知器は、上記
した段差検知器において、前記導波管の長さを前記反射
波の位相と前記センサー内部の残響の位相が互いに18
0°ずれる長さに調節してなることを特徴とするもので
ある。
Further, in the step detector according to the present invention, in the above-described step detector, the length of the waveguide is set such that the phase of the reflected wave and the phase of reverberation inside the sensor are each other.
It is characterized by being adjusted to a length shifted by 0 °.

【0012】導波管の長さを同導波管出口からの反射波
の位相と残響の位相が180°ずれる長さに設定するこ
とによって、反射波との干渉によりセンサー内部の残響
を最大限に打ち消すことができ、信号を高い感度で検出
し、動作の安定化を図ることができる。
By setting the length of the waveguide so that the phase of the reflected wave from the exit of the waveguide and the phase of the reverberation are shifted by 180 °, the reverberation inside the sensor is maximized due to interference with the reflected wave. The signal can be detected with high sensitivity, and the operation can be stabilized.

【0013】更に、本発明にかかる視覚障害者用の活動
補助装置は、超音波センサーの前面に導波管を設け、同
導波管の出口を斜めに形成すると共に、その長さを同導
波管出口からの反射波と前記センサー内部の残響が互い
に打ち消し合うよう調節してなる段差検知器を障害物の
有無を感知する杖の先端付近の外部又は内部に設けてな
ることを特徴とするものである。
Further, in the activity assisting device for the visually impaired person according to the present invention, a waveguide is provided on the front surface of the ultrasonic sensor, the exit of the waveguide is formed obliquely, and the length is guided. A step detector, which is adjusted so that the reflected wave from the wave tube outlet and the reverberation inside the sensor cancel each other, is provided outside or inside near the tip of the cane for detecting the presence or absence of an obstacle. Things.

【0014】上記のように超音波センサーの外部又は内
部に導波管を設け、その出口形状及び長さを調節するこ
とにより、SN比を高くして感度の向上と動作の安定化
を図ることができるため、この超音波センサーを利用し
た小型の段差検知器を杖の先端付近の外部又は内部に設
けることにより、段差及びその深さを識別できる視覚障
害者用の活動補助装置の実用化に結びつけることができ
る。
By providing a waveguide outside or inside the ultrasonic sensor as described above and adjusting the exit shape and length thereof, the SN ratio is increased to improve sensitivity and stabilize operation. Therefore, by providing a small step detector using this ultrasonic sensor outside or inside near the tip of the cane, practical use of an activity assisting device for the visually impaired who can identify the step and its depth Can be tied.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図1乃
至図4に基づいて説明する。図1は本発明の第1の実施
形態にかかる段差検知器及び視覚障害者用活動補助装置
の構成図、図2は本発明の第2の実施形態にかかる段差
検知器及び視覚障害者用活動補助装置の構成図、図3は
同装置の計測回路を示すブロック図、図4は同計測回路
で検出される超音波の波形図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram of a step detector and an activity assisting device for the visually impaired according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a step detector and activity for the visually impaired according to the second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a block diagram showing a measuring circuit of the auxiliary device, and FIG. 4 is a waveform diagram of an ultrasonic wave detected by the measuring circuit.

【0016】以下に説明する本発明の実施形態は、超音
波を送信した後の一定の時間領域での物体からの反射波
の有無のみを利用することにより、その時間領域に対応
する距離に路面や段差があるかどうかを検知するように
したものである。超音波による計測では、道路や階段の
水平面に垂直に入射した成分の反射波が信号として検出
される可能性が高いため、最初の反射波が検出されるま
での時間が路面までの距離や段差の深さを表すことにな
る。
An embodiment of the present invention to be described below uses only the presence or absence of a reflected wave from an object in a certain time domain after transmitting an ultrasonic wave, so that the road surface can be moved to a distance corresponding to the time domain. And whether there is a step or not. In ultrasonic measurement, it is highly possible that a reflected wave of a component that is perpendicularly incident on the horizontal plane of a road or stairs is detected as a signal, so the time until the first reflected wave is detected is the distance to the road surface or the step Will represent the depth of

【0017】一方、視覚障害者用の活動補助装置である
杖の場合、杖の向きによっては反射波がかなり小さくな
るため、信号の値と雑音の値との比であるSN比を高く
しないと安定した計測結果が得られない。そこで、第1
の実施形態では、図1に示すように杖1の先端付近の外
側に設けた超音波センサー2の前面に超音波を伝送する
ための導波管3を杖外部に取り付けて設け、図3に示す
計測回路と組み合わせることによって、安定した計測結
果が得られるようにしている。なお、1Aは杖1のグリ
ップ部である。また、第2の実施形態では、図2に示す
ように杖1の先端付近の内部に超音波センサー2を設
け、導波管3を杖1内に内蔵している。
On the other hand, in the case of a cane, which is an activity assisting device for the visually impaired, the reflected wave becomes considerably small depending on the direction of the cane, so that the SN ratio, which is the ratio between the signal value and the noise value, must be increased. A stable measurement result cannot be obtained. Therefore, the first
In the embodiment, as shown in FIG. 1, a waveguide 3 for transmitting ultrasonic waves is provided on the front surface of an ultrasonic sensor 2 provided outside the vicinity of the tip of the cane 1 by being attached to the outside of the cane. By combining with the measurement circuit shown, stable measurement results can be obtained. 1A is a grip portion of the cane 1. In the second embodiment, as shown in FIG. 2, the ultrasonic sensor 2 is provided near the tip of the wand 1, and the waveguide 3 is built in the wand 1.

【0018】これらの導波管3の出口(開放端)4から
の反射波の振幅と波形は、導波管3の出口形状により著
しく変化するため、この部分からの反射波の振幅が適当
に小さくなるように導波管3の出口4を斜めに切断した
形状としている。なお、反射波の波長は温度によって変
わる(位相がずれる)ので、回路で補正できるようにし
ておくことが望ましい。また、導波管3の長さは、この
反射波の位相と超音波センサー2内部の残響の位相が互
いに打ち消し合うよう調節されており、好ましくは位相
が180°ずれるように調節されている。
Since the amplitude and the waveform of the reflected wave from the exit (open end) 4 of the waveguide 3 vary significantly depending on the exit shape of the waveguide 3, the amplitude of the reflected wave from this portion is appropriately adjusted. The outlet 4 of the waveguide 3 is obliquely cut so as to be small. Since the wavelength of the reflected wave changes depending on the temperature (the phase is shifted), it is preferable that the wavelength can be corrected by a circuit. The length of the waveguide 3 is adjusted so that the phase of the reflected wave and the phase of the reverberation inside the ultrasonic sensor 2 cancel each other out, preferably, the phase is shifted by 180 °.

【0019】更に、図3に示すように計測回路において
は、超音波センサー2に対する送受信部5では入力イン
ピーダンスを送信後の時間領域ごとに変えて、残響は速
く減衰し、信号はなるべく高い感度で検知できるように
して、SN比をより高くすると同時に、残響の波形を単
一周波数の減衰波形に近づけて、導波管3の効果を得や
すいようにしている。
Further, as shown in FIG. 3, in the measuring circuit, the transmission / reception unit 5 for the ultrasonic sensor 2 changes the input impedance for each time domain after transmission, the reverberation attenuates quickly, and the signal is transmitted with as high sensitivity as possible. By making detection possible, the SN ratio is made higher, and at the same time, the waveform of the reverberation is made closer to the attenuation waveform of a single frequency so that the effect of the waveguide 3 can be easily obtained.

【0020】すなわち、時間信号6を遅延時間の異なる
数段階の期間に設定し、パルス発生部7からのパルス信
号に基づいて超音波センサー2からの信号を送受信部5
で送受信し、これを増幅部8で増幅して、検出部9によ
り数段階に設定した時間領域に対象物からの反射波によ
る信号が現れるかどうかを検出する。そして、その信号
を判定部10により判定して段差のない路面、階段程度
の段差などの数段階の深さの異なる段差等を識別し、出
力部11からその信号を出力するようにしている。な
お、超音波センサー2からの発振周波数は、温度により
適切な波長の周波数に変えられるようにしておくことが
望ましい。
That is, the time signal 6 is set to several stages having different delay times, and the signal from the ultrasonic sensor 2 is transmitted and received by the transmitting / receiving unit 5 based on the pulse signal from the pulse generating unit 7.
The signal is transmitted and received by the amplifying unit 8 and amplified by the amplifying unit 8, and the detecting unit 9 detects whether a signal due to the reflected wave from the object appears in a time region set in several stages. Then, the signal is judged by the judging section 10 to identify a road surface having no step, a step having a depth of several steps, such as a step of about a stair, etc., and output the signal from the output section 11. It is desirable that the oscillation frequency from the ultrasonic sensor 2 can be changed to a frequency having an appropriate wavelength depending on the temperature.

【0021】しかして、上記した実施形態によると、導
波管3とその出口(開放端)4からの反射波を利用する
ことによって、超音波センサー2を用いて段差の有無と
その深さの程度を検知することができる。つまり、超音
波センサー2からの超音波は、導波管3の内部を伝搬す
るときには拡散しないため、減衰を少なくすることがで
きると共に、その間に時間が経過するため、超音波セン
サー2内部の残響を減衰することができる。
According to the above-described embodiment, by utilizing the reflected wave from the waveguide 3 and the exit (open end) 4 thereof, the ultrasonic sensor 2 is used to determine the presence or absence of a step and the depth thereof. The degree can be detected. That is, since the ultrasonic waves from the ultrasonic sensor 2 do not diffuse when propagating inside the waveguide 3, the attenuation can be reduced, and the time elapses during that time, so that the reverberation inside the ultrasonic sensor 2 Can be attenuated.

【0022】その結果、超音波センサー2の前面に導波
管3を取り付けたことにより、検出される対象物からの
反射波による信号と残響とのSN比を相当程度高くする
ことができる。一方、導波管3を使うと、導波管3の出
口(開放端)4での超音波の回折現象による反射波が発
生して、超音波センサー2内部の残響と同じようにSN
比を悪くするが、この導波管3の出口(開放端)4から
の反射波の振幅と波形は、導波管3の出口形状を変える
ことによって著しく変化させることができる。
As a result, by attaching the waveguide 3 to the front surface of the ultrasonic sensor 2, it is possible to considerably increase the S / N ratio between the signal due to the reflected wave from the object to be detected and the reverberation. On the other hand, when the waveguide 3 is used, a reflected wave is generated due to the diffraction phenomenon of the ultrasonic wave at the exit (open end) 4 of the waveguide 3, and SN is generated in the same manner as the reverberation inside the ultrasonic sensor 2.
Although the ratio is deteriorated, the amplitude and waveform of the reflected wave from the exit (open end) 4 of the waveguide 3 can be significantly changed by changing the exit shape of the waveguide 3.

【0023】このことを利用し、導波管3の出口形状と
長さを変えることにより、導波管3の出口4からの反射
波の振幅と位相を調節すると、この反射波との干渉によ
り超音波センサー2内部の残響を相当程度打ち消すこと
ができる。この結果、当初障害と思えた導波管出口4か
らの反射波を利用してSN比をより高くすることができ
る。
Taking advantage of this, by changing the shape and length of the exit of the waveguide 3 to adjust the amplitude and phase of the reflected wave from the exit 4 of the waveguide 3, interference with the reflected wave causes The reverberation inside the ultrasonic sensor 2 can be canceled to a considerable extent. As a result, it is possible to further increase the S / N ratio by using the reflected wave from the waveguide exit 4 which was initially regarded as an obstacle.

【0024】なお、図4は上記の計測回路によって検出
される超音波の波形を示すもので、(A)は導波管3の
出口4を軸に対して垂直に切った場合の波形であり、
(B)は上記のように導波管3の出口4を斜めに切断
し、振幅が最大となるように長さを調節した場合の波
形、(C)は導波管3の出口4を斜めに切断し、振幅が
最小となるように長さを調節した場合の波形を示し、こ
れらは信号の周波数が約40KHzの場合のもので、時
間軸(横軸)の長さは0.5msである。
FIG. 4 shows a waveform of an ultrasonic wave detected by the above-described measuring circuit. FIG. 4A shows a waveform when the outlet 4 of the waveguide 3 is cut perpendicular to the axis. ,
(B) shows the waveform when the exit 4 of the waveguide 3 is cut obliquely as described above and the length is adjusted so that the amplitude becomes maximum, and (C) shows the waveform when the exit 4 of the waveguide 3 is obliquely cut. And waveforms in the case where the length is adjusted so that the amplitude is minimized. These waveforms are obtained when the frequency of the signal is about 40 KHz, and the length of the time axis (horizontal axis) is 0.5 ms. is there.

【0025】そして、上述した2つの効果の相乗効果に
よって、近距離の物体を検知するときのSN比の低さに
よる誤検知を防止し、ごく近距離の物体を検知する場合
の感度を上げて、超音波センサー2を利用した段差検知
器の実用性を高め、視覚障害者用活動補助装置として杖
に組み込むことができるような小型で実用的な段差検知
器を得ることができる。
By the synergistic effect of the above two effects, it is possible to prevent erroneous detection due to a low SN ratio when detecting an object at a short distance and to increase the sensitivity when detecting an object at an extremely short distance. Thus, the practicality of the step detector using the ultrasonic sensor 2 can be improved, and a small and practical step detector that can be incorporated in a cane as an activity assisting device for the visually impaired can be obtained.

【0026】また、段差検知器としての感度を向上さ
せ、その動作を安定化することによって、超音波センサ
ーを取り付けた杖を人が手で操作することなどによる超
音波の振幅の変動による不安定さを解消できるため、段
差の有無及びその深さを識別できる機能を備え、安定し
た計測値を得ることができる、改良された視覚障害者用
活動補助装置を供することができる。
Also, by improving the sensitivity of the step detector and stabilizing its operation, the unstable operation due to the fluctuation of the amplitude of the ultrasonic wave due to the manual operation of the wand by which the ultrasonic sensor is mounted by a person. Therefore, it is possible to provide an improved activity assist device for the visually impaired, which has a function of identifying the presence or absence of a step and the depth thereof, and can obtain a stable measurement value.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上に詳細に説明したように、本発明に
かかる段差検知器及びそれを用いた視覚障害者用活動補
助装置によると、前面に導波管を設けることにより、超
音波センサのSN比を高め、動作を安定化することがで
きるため、ごく近距離の物体の識別を可能として段差の
有無及びその深さを検知することができる。これによっ
て、小型で高感度の段差検知器を得ることができると共
に、それを杖に組み込むことによって段差の有無やその
深さを識別することができる、視覚障害者用活動補助装
置の実用化を図ることができる。
As described above in detail, according to the step detector according to the present invention and the activity assisting device for the visually impaired using the same, the ultrasonic sensor can be provided by providing the waveguide on the front surface. Since the SN ratio can be increased and the operation can be stabilized, an object at a very short distance can be identified, and the presence or absence of a step and the depth thereof can be detected. As a result, a small and highly sensitive step detector can be obtained, and by incorporating it into a cane, the presence / absence of a step and the depth thereof can be identified. Can be planned.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態にかかる段差検知器及
び視覚障害者用活動補助装置の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a step detector and an activity assisting device for a visually impaired person according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施形態にかかる段差検知器及
び視覚障害者用活動補助装置の構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of a step detector and an activity assisting device for a visually impaired person according to a second embodiment of the present invention.

【図3】同装置の計測回路を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a measurement circuit of the device.

【図4】同計測回路で検出される超音波の波形図であ
る。
FIG. 4 is a waveform diagram of an ultrasonic wave detected by the measurement circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…杖、2…超音波センサー、3…導波管、4…導波管
の出口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Staff, 2 ... Ultrasonic sensor, 3 ... Waveguide, 4 ... Exit of waveguide

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 光弘 神奈川県横浜市旭区中尾1−4−5−318 (72)発明者 前角 典男 神奈川県厚木市船子43 コペル電子株式会 社内 Fターム(参考) 2F068 AA22 BB01 CC11 DD04 DD10 FF03 FF12 FF21 FF28  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Mitsuhiro Saito 1-4-5-318 Nakao, Asahi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture (72) Norio Maekaku, 43 Funako, Atsugi-shi, Kanagawa Koper Electronics Co., Ltd. In-house F-term (Reference) 2F068 AA22 BB01 CC11 DD04 DD10 FF03 FF12 FF21 FF28

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 超音波センサーの前面に導波管を設け、
同導波管の出口を斜めに形成すると共に、その長さを同
導波管出口からの反射波と前記センサー内部の残響が互
いに打ち消し合うよう調節してなることを特徴とする段
差検知器。
1. A waveguide is provided in front of an ultrasonic sensor,
A step detector, wherein the exit of the waveguide is formed obliquely and the length thereof is adjusted so that the reflected wave from the exit of the waveguide and the reverberation inside the sensor cancel each other.
【請求項2】 前記導波管の長さを前記反射波の位相と
前記センサー内部の残響の位相が互いに180°ずれる
長さに調節してなることを特徴とする請求項1に記載の
段差検知器。
2. The step according to claim 1, wherein the length of the waveguide is adjusted so that the phase of the reflected wave and the phase of reverberation inside the sensor are shifted from each other by 180 °. Detector.
【請求項3】 超音波センサーの前面に導波管を設け、
同導波管の出口を斜めに形成すると共に、その長さを同
導波管出口からの反射波と前記センサー内部の残響が互
いに打ち消し合うよう調節してなる段差検知器を障害物
の有無を感知する杖の先端付近の外部又は内部に設けて
なることを特徴とする視覚障害者用活動補助装置。
3. A waveguide is provided on the front surface of the ultrasonic sensor,
The exit of the waveguide is formed obliquely, and the length is adjusted so that the reflected wave from the exit of the waveguide and the reverberation inside the sensor cancel each other. An activity assisting device for the visually impaired, which is provided outside or inside near the tip of a cane for sensing.
JP2001098192A 2001-03-30 2001-03-30 Step detector and activity aiding device for visually handicapped person Pending JP2002296024A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7267281B2 (en) * 2004-11-23 2007-09-11 Hopkins Billy D Location, orientation, product and color identification system for the blind or visually impaired
JP2017042251A (en) * 2015-08-25 2017-03-02 雅治 石塚 Walking assisting white stick

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US7267281B2 (en) * 2004-11-23 2007-09-11 Hopkins Billy D Location, orientation, product and color identification system for the blind or visually impaired
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