具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本发明的实施例的示例。图2A示出了根据本实施例的白杖装置10。白杖装置10包括握持部14、白杖部12和白杖系统20。白杖部12具有基部，该基部附接到握持部14的底面的一个端部侧(白杖装置10的前方侧)。握持部14包含图1所示的白杖系统20。当用户(例如，视障人士)不用视力行动时，用户携带白杖装置10。

如图2B至图2F所示，握持部14呈大致箱形，其长度方向沿着白杖装置10的前后方向延伸。在握持部14中，前面与顶面相交的角部以部分切除的形状形成。在握持部14的顶面上，在用户握住握持部14时放置用户的手指的位置处设置有紧急按钮48(物理按钮)。用户在紧急情况下按下紧急按钮48。

在握持部14的底面上，在握持部14的长度方向上间隔地设有沿握持部14的宽度方向延伸的多个圆形槽部(凹部)18。当用户握住握持部14时，用户的手指进入圆形槽部18，这样稳定了用户对握持部14的握持。

白杖系统20包括控制器22和连接到控制器22的各种内置传感器。内置传感器包括相机34、测距传感器36、加速度传感器38、陀螺仪传感器40、罗盘42和全球定位系统(GPS)传感器44。

控制器22包括中央处理单元(CPU)24、诸如只读存储器(ROM)或随机存取存储器(RAM)的存储器26以及诸如硬盘驱动器(HDD)或固态硬盘(SSD)的非易失性存储单元28。CPU24、存储器26和存储单元28通过内部总线30可通信地彼此连接。

存储单元28存储步行辅助程序32。白杖系统20的控制器22通过将从存储单元28读取的步行辅助程序32扩展到存储器26并在CPU 24上执行扩展到的存储器26的步行辅助程序32，来执行稍后描述的步行辅助处理。因此，白杖系统20用作信息处理器的示例。

相机34通过设置在握持部14的前面上的透镜16(见图2B、图2C、图2D和图2F)接收入射光。相机34通过未示出的万向节支撑，以便始终保持成像方向为白杖装置10的前方(也参见图3的箭头A)，并且对白杖装置10的前方图像进行成像。

测距传感器36在握持部14的前面上置于透镜16上方。测距传感器36向白杖装置10的周围发射光(可见光或红外光)、电波或超声波，并检测反射波，以便获得至存在于白杖装置10周围的物体的距离和相对于该物体的位置。

加速度传感器38检测三轴加速度。陀螺仪传感器40检测三轴角速度。罗盘42检测地磁。GPS传感器44从多个GPS卫星接收GPS信号，并基于接收到的GPS信号检测位置。

控制器22还连接到电池46、紧急按钮48、音频输出单元50、振动产生单元52和无线通信单元54。电池46向白杖系统20的各个单元供电。音频输出单元50包括扬声器，以响应于来自控制器22的指令从扬声器输出声音。用户听到从音频输出单元50输出的声音。

振动产生单元52包括多个振动器，每个振动器均由将电信号转换成振动的振动马达形成。振动器在握持部14中设置在彼此不同的位置(例如，当用户握持握持部14时放置用户的手的手指的位置(对应于圆形槽部18的位置)或放置手掌的位置)。响应于来自控制器22的指令，振动器产生振动。握住握持部14的用户感知在振动产生单元52的振动器中产生的振动。

无线通信单元54不通过基站，而是直接与存在于白杖装置10的周围的移动物体中包括的外部通信装置60执行相对短距离的无线通信。当移动物体是车辆62时，外部通信装置60是安装在车辆62中的数据通信模块(DCM)60A。当移动物体是自行车64时，外部通信装置60是由骑自行车64的人拥有的移动终端60B。无线通信单元54是接收单元的示例。

数据通信模块60A和移动终端60B均不断地检测它们自己的装置的当前位置、移动方向和移动速度。当与白杖装置10通信时，数据通信模块60A和移动终端60B将这些信息发送到白杖装置10。从数据通信模块60A和移动终端60B接收的数据通信模块60A和移动终端60B的当前位置、移动方向和移动速度是关于移动物体的移动的信息的示例。当从未示出的服务器接收到预防犯罪信息或道路施工信息时，数据通信模块60A和移动终端60B将这些信息转送到白杖装置10。

接下来，作为本实施例的操作，首先参考图4描述由白杖装置10的控制器22执行的步行辅助处理。在步骤100中，控制器22判断是否可以使用白杖系统20的步行辅助功能。当从电池46向包括控制器22的白杖系统20的各个单元供电并且白杖系统20正常工作时，在步骤100中判定为“是”，并且处理进行到步骤102。

在步骤102中，控制器22从包括相机34、测距传感器36、加速度传感器38、陀螺仪传感器40、罗盘42和GPS传感器44的各个内置传感器获取传感器数据。在步骤104中，控制器22与存在于白杖装置10的周围的外部通信装置60(车辆62的数据通信模块60A和自行车64的移动终端60B)进行通信，并从外部通信装置60获取各种信息。

在步骤106中，控制器22执行分析在步骤102中获取的传感器数据的检测处理。在步骤108中，控制器22执行状况判断处理，该状况判断处理基于在步骤106的检测处理中获得的信息来判断白杖装置10的周围环境的状况。

在步骤110中，控制器22基于在步骤108的状况判断处理中的白杖装置10的周围环境的状况的判断结果，来判断是否需要通知用户。当在步骤110中判定为“是”时，处理进行到步骤112。在步骤112中，通过从音频输出单元50向用户输出与通知内容相对应的声音，或通过振动产生单元52的振动器的组合向用户产生与通知内容相对应的振动，控制器22向用户进行通知。当不需要通知用户时，在步骤110中判定为“否”，并且跳过步骤112。

在随后的步骤114中，控制器22判断是否需要向外部通知。需要向外部通知的情况的示例可包括用户按下紧急按钮48的情况以及向外部发送关于白杖装置10的当前位置的定期通知的时刻已经到来的情况。当在步骤114中判定为“是”时，处理进行到步骤116。在步骤116中，控制器22通过与外部通信装置60的通信将通知给外部的信息发送到外部通信装置60。当不需要通知外部时，在步骤114中判定为“否”，并跳过步骤116。

当从电池46向包括控制器22的白杖系统20的各个单元供电，并且白杖系统20正常工作时，控制器22重复上述步骤100至116。同时，当电池46没有剩余容量，或者当白杖系统20发生故障时，处理从步骤100转到步骤118。在这种情况下，在步骤118中，用户将白杖装置10用作利用白杖部12物理地检测物体的普通白杖。

在本实施例中，上述的步行辅助处理可以实现以下列出的多个功能。在下文中，将依次描述由步行辅助处理实现的功能。

步行辅助功能

步行辅助功能是引导拥有白杖装置10的用户使得该用户沿着预先登记的路径步行的功能。为了实现该功能，提前执行路径登记处理。

在路径登记处理中，当用户沿着作为登记对象的路径步行时，控制器22定期地从诸如相机34、测距传感器36和GPS传感器44的内置传感器收集传感器数据。控制器22还从由相机34拍摄的图像中搜索诸如人行横道和信号装置等的指标，并将搜索结果添加到传感器数据。然后，控制器22将所获得的信息作为路径信息存储在存储单元28中。作为该处理的结果，路径信息包括指示路径上存在的人行横道、信号装置等的位置的信息。

在下文中，将参照图5描述基于步行辅助功能的处理的示例。控制器22在检测处理(步骤106)和状况判断处理(步骤108)中，判断在距白杖装置10的规定距离内是否存在人行横道和信号装置。该判断处理可以通过匹配用相机34拍摄的图像来实现，或者通过判断GPS传感器44检测到的位置是否在距人行横道和信号装置的位置的第一规定距离内，同时还使用由测距传感器36检测的距离来实现。

当人行横道和信号装置存在于距白杖装置10的规定距离内时，控制器22判定需要通知用户(在步骤110中判定为“是”)，并如图5(1)所示通过声音或振动向用户通知人行横道和信号装置的接近(步骤112)。因此，用户可以认识到人行横道和信号装置的接近。

接下来，控制器22在检测处理(步骤106)和状况判断处理(步骤108)中基于人行横道和信号装置的位置，以白杖装置10的位置为基准计算人行横道和信号装置的方向。控制器22还计算由罗盘42检测到的白杖装置10的方向相对于人行横道和信号装置的方向的匹配度。当白杖装置10的方向相对于人行横道和信号装置的方向的匹配度为规定值以上时，控制器22判定需要通知用户(在步骤110中判定为“是”)。然后，如图5(2)所示，控制器22通过振动(或声音)向用户通知白杖装置10面向人行横道和信号装置的方向(步骤112)。

因此，当用户采取将白杖装置10保持在周围的动作并改变白杖装置10的方向时，在白杖装置10面向人行横道和信号装置时通知用户。因此，用户可认识到人行横道和信号装置存在的方向。当已经认识到人行横道和信号装置存在的方向的用户在所认识到的方向上步行时，通过振动(或声音)向用户连续不断地通知白杖装置10面向人行横道和信号装置。因此，如图5(3)所示，用户可以认识到用户正在向人行横道和信号装置步行。

接下来，控制器22在检测处理(步骤106)和状况判断处理(步骤108)中判断白杖装置10是否已经到达人行横道和信号装置跟前的停止位置。该判断处理也可以通过匹配由相机34拍摄的图像来实现，或者通过判断由GPS传感器44检测的位置是否在距人行横道和信号装置的位置的第二规定距离(＜第一规定距离)内，同时还使用由测距传感器36检测的距离来实现。

当白杖装置10已经到达停止位置时，控制器22判定需要通知用户(在步骤110中判定为“是”)。因此，如图5(4)所示，通过振动(或声音)向用户通知到达停止位置(步骤112)。因此，用户可以认识到已到达停止位置，并且用户停止步行。

接下来，在检测处理(步骤106)和状况判断处理(步骤108)中，控制器22通过对由相机34拍摄的图像执行图像识别来检测信号装置的状态，并判断信号装置是否为从红色变为绿色的状态。当信号装置处于从红色变为绿色的状态之外时，控制器22判定需要通知用户(在步骤110中判定为“是”)。因此，如图5(5)所示，通过声音或振动将信号装置的当前状态通知给用户(步骤112)。因此，用户可以认识到信号装置的状态，并且用户保持在停止位置。

当信号装置处于从红色变为绿色的状态时，控制器22判定需要通知用户(在步骤110中判定为“是”)。因此，如图5(6)所示，控制器22通过声音或振动鼓励用户开始步行(步骤112)。因此，用户可以认识到信号装置处于从红色变为绿色的状态，并且用户开始在人行横道上过马路。

通常，视障人士通过使用白杖与路面或障碍物之间的接触信息以及周围声音作为引导来移动。然而，存在如下情况：盲文块部分地设置在路面上，或者某些盲文块由于老化或其他原因而不再有效。特别是在横穿马路的情况下，有些地方没有配备带声音的信号装置。为了应对这些情况，根据本实施例的白杖装置10包括如上所述的步行辅助功能。因此，可以引导拥有白杖装置10的用户使得该用户沿着预先登记的路径步行。

在上述的步行辅助功能中，白杖系统20的控制器22用作方向确定单元和生成第一通知的生成单元的示例。在上述的步行辅助功能中向用户的通知是第一通知的示例。

避免与移动物体碰撞的功能

避免与移动物体碰撞的功能是通过与移动物体的外部通信装置60(数据通信模块60A和移动终端60B)进行通信来避免用户与存在于白杖装置10周围的诸如车辆62和自行车64的移动物体碰撞的功能。

更具体地说，控制器22与存在于白杖装置10周围的移动物体的外部通信装置60通信，以获取移动物体的当前位置、移动方向和移动速度(步骤104)。控制器22还在检测处理(步骤106)和状况判断处理(步骤108)中基于移动物体的当前位置、移动方向和移动速度来预测移动物体的未来移动轨迹(第一轨迹)。控制器22还基于传感器数据预测拥有白杖装置10的用户的未来移动轨迹(第二轨迹)，并且计算例如在第一轨迹和第二轨迹同时刻最接近时的第一轨迹和第二轨迹之间的距离，作为与移动物体和用户之间发生碰撞的概率相对应的指标。

当移动物体和用户之间发生碰撞的概率为规定值以上时(例如，当第一轨迹和第二轨迹在同时刻最接近时的第一轨迹和第二轨迹之间的距离小于规定值时，即，当预测到用户和移动物体之间的碰撞时)，控制器22判定需要通知用户(在步骤110中判定为“是”)，并且通过声音或振动来向用户通知与移动物体发生碰撞的可能性(步骤112)。向用户的通知可以通过简单地通知与移动物体发生碰撞的可能性(输出警报)或通过将用户朝对于用户更安全的方向(例如，与移动物体接近的方向成90度的方向)引导来实现。因此，用户可以认识到与移动物体发生碰撞的可能性，并且用户被鼓励采取避免与移动物体发生碰撞的动作。

尽管WO 2018/025531中公开的技术检测信号装置等，但没有提及对用户的周围存在的诸如车辆的移动物体的检测。因此，与用户的周围存在的移动物体的碰撞妨碍了用户的安全移动。作为解决方案，根据本实施例的白杖装置10包括上述的避免与移动物体碰撞的功能。因此，可以检测诸如用户的周围存在的车辆的移动物体的接近，并输出警报，或者将用户引导到更安全的一侧。这使得可以增强用户和用户的周围存在的移动物体的安全性。

在上述的避免与移动物体碰撞的功能中，白杖系统20的控制器22用作生成第二通知的生成单元的示例。在上述的避免与移动物体碰撞的功能中向用户的通知是第二通知的示例。

紧急报告功能

紧急报告功能是当用户在紧急情况下按下紧急按钮48时通过诸如数据通信模块60A和移动终端60B的外部通信装置60向规定的紧急联系人(例如，诸如紧急医疗或警察的第三方)发送紧急信息的功能。用户按下紧急按钮48的情况的示例可以包括用户生病的情况、用户卷入事故中的情况、用户迷路的情况以及用户遇到攻击者的情况等。该功能可以确保紧急情况下用户的安全。

WO 2018/025531中公开的技术以使用智能手机为前提。然而，对于那些视障人士来说，难以执行诸如轻击操作、划动操作或在智能手机上点按图标的操作等的操作。在本实施例中，在白杖装置10的握持部14上，在用户握住握持部14时放置用户的手指的地方设置有物理按钮(紧急按钮48)。这样确保了用户可以操作该按钮。

监护人监护功能

监护人监护功能是每当经过预定时间，通过诸如数据通信模块60A和移动终端60B的外部通信装置60将由GPS传感器44检测到的白杖装置10(用户)的当前位置定期地发送给用户的监护人所拥有的移动终端的功能。该功能允许监护人确定用户的当前位置，并确认用户的安全行动。

通知预防犯罪信息的功能

通知预防犯罪信息的功能是经由诸如数据通信模块60A和移动终端60B的外部通信装置60接收从巡查白杖装置10所在区域的警察局宣布的预防犯罪信息，并通过声音将接收到的预防犯罪信息的内容通知给用户的功能。接收到的预防犯罪信息可以在上述的步行辅助功能中使用来用于修正步行引导路径的处理，从而避免步行穿过已发生了有关犯罪的区域。该功能使用户能够基于所通知的预防犯罪信息采取适当的措施来避免危险。

通知施工信息的功能

通知施工信息的功能是经由诸如数据通信模块60A和移动终端60B的外部通信装置60接收在白杖装置10所处的区域中的道路(人行道)的施工信息，并通过声音或振动将信息通知给用户的功能。接收到的施工信息可以在上述的步行辅助功能中使用来用于修正步行引导路径的处理，从而避免在执行施工工作的人行道上步行。该功能使用户可以基于所通知的施工信息采取适当的措施来避免危险。

其他作用效果

在WO 2018/025531中公开的技术中，将涉及与基站通信的移动通信应用于智能电话与外部之间的通信。在移动通信中，一个基站覆盖相对较大的基站区域。在基站区域中，需要与同一基站进行无线通信，并因此消耗大量电力。当电池的剩余容量变为零并且移动通信丢失时，智能手机变得无法使用。

为了应对这种情况，在根据本实施例的白杖装置10中，无线通信单元54不通过基站而是与存在于白杖装置10的周围的移动物体中包括的外部通信装置60直接进行相对短距离的无线通信。例如，如图6所示，当用户在紧急情况下按下紧急按钮48，并且紧急信息被发送到规定的紧急联系人(诸如紧急医疗的第三方：在图6中，救护车66被示出为示例)时，通过使用外部通信装置60的移动通信功能，紧急信息经由诸如数据通信模块60A的外部通信装置60来发送。

因此，可以减少由白杖装置10的无线通信单元54进行的无线通信中消耗的电力。而且，由于在无线通信中实现了省电，减少了电池46的剩余容量的下降，并因此可以降低通信丢失的风险。在无线通信中省电的前景下，也有可能减小电池46的尺寸和重量。在这种情况下，可以实现提高白杖装置10的设计自由度和减轻用户疲劳。

当无线通信单元54通过外部通信装置60执行通信时，可以利用安装在外部通信装置60中的具有相对高精度的GPS传感器。结果，也可以使用尽管精度相对低但省电的传感器作为安装在白杖装置10中的GPS传感器44。例如，当在通过外部通信装置60向规定的紧急联系人发送紧急信息的情况下白杖装置10的GPS传感器44的精度相对低时，可以基于外部通信装置60和用户(白杖装置10)之间的最新位置关系，向规定的紧急联系人发送高精度的位置信息。

尽管WO 2018/025531中公开的技术以使用智能手机为前提，但是视障人士无法在视觉上识别物体。因此，对于视障人士来说难以握持智能手机以将物体(信号装置、人行横道)置于相机的视场角内。为了克服该困难，在根据本实施例的白杖装置10中，相机34由万向节支撑，以将相机34的成像方向恒定地保持为白杖装置10的前方方向。因此，可以将物体置于相机34的视场角内而无需用户进行操作。

而且，在根据本实施例的白杖装置10中，在握持部14的底面上在当用户握住握持部14时放置用户的手的手指的位置处设置有凹部(圆形槽部18)。振动产生单元52的多个振动器在握持部14上设置在当用户握住握持部14时放置用户的手的手指的位置处或放置手掌的位置处。振动器被配置为通过来自振动器的振动的组合将不同的信息发送给用户。通过握持部14的凹部，用户能够以大致恒定的握持状态稳定地握住握持部14。由于握持部14的握持状态稳定，所以不易发生通过振动的组合而发送的信息的错误认识。

尽管WO 2018/025531中公开的技术以使用智能手机为前提，但是智能手机具有通用设计以便可用于各种应用。因此，用户不容易理解智能手机中产生的声音和振动。当用户错误地解释了引导时，用户可能会被错误地引导到危险的状况(例如，涉及跌倒或走到车道上)。

作为解决方案，在根据本实施例的白杖装置10中，握持部14以被握持为前提而形成为一定形状。振动产生单元52的振动器还被三维地放置在当用户握住握持部14时手的手指或手掌所在的位置处。因此，可以以对用户而言触觉的和直观的方式来引导用户。这使得可以防止用户错误地解释引导并且可以防止用户陷入危险状况。

当视障人士步行时，为安全起见，该人员必须使用白杖或导盲犬。然而，在WO2018/025531中公开的技术中，作为示例，如图7A所示，例如当用户通过未用于握住白杖90的手握住智能手机92时，用户需要在双手都被占用的情况下走路。因此，用户难以在通过未被用来握住白杖90的手触摸墙壁、障碍物等时前进。由于两只手都被占用，因此用户不能在阴雨天气的情况下握伞。

如图7B所示，在WO 2018/025531中公开的技术中，当用户在除了握住白杖90还握住智能手机92的时候步行时，用户以单独的方式既接收来自白杖90的信息又接收来自智能手机92的信息。因此，用户需要在于其头部中整理来自白杖90的信息和来自智能手机92的信息的同时步行，这使用户感到疲劳和麻烦。

作为解决方案，在根据本实施例的白杖装置10中，白杖部12与结合有白杖系统20的握持部14结合为一体。因此，用户可以安全且舒适地步行而无需两只手都被占用。白杖系统20还包括执行检测处理、状况判断处理以及通知用户的处理的功能。如图7C所示，由于与来自白杖部12(通过来自远侧端的触摸和振动)的信息协作和同步的信息被发送给用户，因此用户可以直观地获得该信息，这减少了用户的疲劳和麻烦。

在根据本实施例的白杖装置10中，白杖系统20被结合到与白杖部12一体的握持部14中。通过这种构造，即使在电池46的剩余容量变为零或由于白杖系统20的故障而导致白杖系统20发生故障的情况下，用户仍可以使用白杖装置10作为传统的白杖来步行。

其他实施例

白杖装置10不限于在所公开的实施例中描述的构造。

例如，白杖装置10的白杖部12可以被设计为可收纳或可折叠的。如图8A所示，白杖装置10可包括这样的功能(触觉再现功能)：在白杖状部12被收纳或折叠的状态下，基于测距传感器36的距离测量的结果，通过振动产生单元52的振动器再现与白杖与诸如路面、障碍物等的物体94接触时的感觉相对应的触觉反馈(触觉)。

在WO 2018/025531中公开的技术中，智能手机识别信号装置等，同时使用传统的白杖获得路面和周边信息。如图8B所示，传统的白杖90物理地检测物体94。因此，传统的白杖90具有由于白杖90与物体94之间的接触而导致受伤和财物损坏的风险。

作为解决方案，在触觉再现功能中，通过握持部14反馈通过振动产生单元52的振动器的组合产生的触感，再现类似于传统白杖90与物体94接触的触感。因此，在不使用传统的白杖90的情况下，也可以获取与通过传统的白杖90获取的信息相同的信息，这使得无需使用传统的白杖90就可以步行。还可以降低由于与物体94的接触所造成的受伤和财物损坏的风险。

如图9所示，白杖装置10可以包括以下功能：通过从白杖装置10向周围路面投射用作界标的光束并将白杖装置10的用户的存在通知给在白杖装置10的用户周围行进的车辆、自行车、行人等来避免碰撞。该功能可以进一步降低用户与移动物体等碰撞的可能性。

在上面的描述中，已经描述了由万向节支撑相机34以不断地对前方图像进行成像的构造。然而，本发明不限于该构造。例如，本发明可以采用包括驱动单元的构造，如图10中的箭头B所示，该驱动单元利用电动机等的驱动力来改变相机34的方向。在该构造中，陀螺仪传感器40等检测白杖装置10的姿势，并且驱动单元调节相机34的方向，以便不断地对前方图像进行成像。例如，如图11所示，可以使用能够以360度全向拍摄的广角相机34A进行拍摄。

而且，在以上描述中，已经描述了如下方案：白杖装置10的握持部14具有大致箱形，其长度方向沿着白杖装置10的前后方向延伸。然而，握持部14不限于图2B至图2F所示的形状和构造。作为示例，图12A、图12B和图12C示出了具有大致长的形状的握持部70，其长度方向相对于白杖部12的长度方向朝向白杖装置10的后侧倾斜。

在图12A、图12B和图12C所示的握持部70中，相机34和测距传感器36在作为与白杖部12接合的接合部的下端部的附近置于前侧。在握持部70的上端部附近的前侧，放置音频输出单元50的扬声器。在握持部的中间部的前侧，设置有紧急按钮48。在握持部70的背面，在用户握住握持部70时用户的手指所处的位置处形成有多个凹部72，并且振动产生单元52的振动器52A分别置于对应于凹部72的底部的位置。在握持部70的内部，设置有基板74和电池46。白杖装置10的握持部70可以具有这种构造。

尽管以上已经描述了通过声音和振动向用户进行通知的方案，但是本发明不限于该方案。可以通过其他方式(诸如用电热丝发热)向用户进行通知。

包含在白杖装置10的握持部14中的白杖系统20不限于图1所示的构造。例如，红外传感器、温度计、麦克风等可以安装在白杖系统20上。例如，白杖系统20还可以包括可与外部传感器(诸如光度计和湿度计)连接的接口，或者可以包括通过与诸如耳机的设备的连接而向用户通知信息的功能。

在以上描述中，已经描述了如下方案：将用作根据本发明的信息处理器的白杖系统20结合到包括白杖部12的白杖装置10的握持部14中。然而，本发明不限于该方案。可以使诸如智能电话的移动终端用作根据本发明的信息处理器。