UWB測位システムとスマートフォンによる「視覚障がい者歩行支援システム」の技術開発

現在、視覚障がい者向けにGPS機能を備えた携帯端末を用いて目的地までの道を音声案内するシステムの開発が進められています。

しかし、GPSは屋内環境では利用できないという欠点があるため、NICTと富士通は屋内測位で高い精度を発揮している「UWB測位システム」が、数十センチの精度かつリアルタイムな情報が求められる視覚障がい者の移動支援に適する方式と考え、今回の研究開発を試みました。

本システムにおいて、NICTはUWB測位システムを開発し、富士通はスマートフォンで動作する専用アプリケーションの開発を担当しました。

今後、進路上の障害物を検出するセンサーなどと連携したシステムを構築することによって、視覚障がい者向けの支援分野の技術開発を更に進めていきます。また、この高精度の測位技術は、視覚障がい者だけでなく、一般の方の移動時の安全性向上や、屋内案内サービスへの応用も期待できます。例えば、自治体庁舎内や病院での案内・誘導といった、安心・安全の向上や、博物館・美術館・図書館・ショッピングモールなどでは、場所に応じたコンテンツを提供することで、楽しさや快適さにつながる総合的なサポートサービスへの応用などが考えられます。

UWB（超広帯域）とは、非常に広い周波数帯域幅にわたって電力を拡散させ、低い電力密度をもって通信及び測距測位を行う無線技術。電力を抑え周波数を重畳して利用することにより、ほかの無線システムとの共存が図れる技術として注目されている。一般に、UWBに割り当てられている周波数帯は2つあり、それぞれ、UWBローバンド（3.1～4.8 GHz、ただし、国内では3.4～4.8 GHz）とUWBハイバンド（6.0～10.6 GHz、ただし、国内では 7.25～10.25 GHz）と呼ばれている。

Impulse Radio型UWB（IR-UWB）技術は、高い精度で距離測定を行えることが知られている。

UWBには、IR （Impulse Radio）方式とMulti Band OFDM（MB-OFDM）方式がある。IR-UWB方式は、時間軸上のナノ秒オーダーの非常に短いパルスを用いることによって実現されている。このナノ秒オーダーのパルスは、精確な時間情報を提供しているため、パルスを計測することによって、誤差が30cm以下の距離測定が可能である。測定回数を増やすなどの処理を施すことによって、測距精度を更に高めることができる。

UWB測位システムの移動局とスマートフォンとのBluetooth接続を管理し、移動局から送られて来る測位データを基に現在位置を画面表示し、現在位置の情報を音声で読み上げる専用のアプリケーションソフト。

UWBを利用するために、電波法上で、UWBシステムから放射される無線電波の電力密度の制限や使用可能の周波数帯域及び最小データレートなどについて規定されている。電波法上のすべての規定が満たされるUWBシステムのみ、無免許で使用することが認められる。TELECは、無線システムが電波法の規定を満たすかどうかの検証と認定を行う機関で、TELECの認証を得たUWBシステムは無免許で使用することができる。