JP2002108196A - 避難仮想体験システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現実世界での避難訓練のような時間的な制約
や実施場所等の制約を受けることなく災害時の状況下の
避難を疑似体験することができる避難仮想体験システム
を提供することにある。 【解決手段】 避難仮想体験装置Ｘは、災害状況シミュ
レータ１の災害状況シミュレーション結果と仮想空間構
築サーバ２による仮想空間構築データに基づいて映像生
成装置３が立体視用の仮想空間映像データを生成し、こ
の生成された仮想空間映像データに基づいて表示装置５
の投影手段によって仮想空間映像を実スケールでスクリ
ーン４上に投影する。映像は災害状況シミュレーション
結果及び身振り認識装置９の身振りより検知する体験者
の進行方向及び速度に基づいて刻々変化し、体験者は映
像の変化と、３次元音響装置１１で再生される音、揺動
装置６による揺動とによって、避難を仮想体験すること
ができるのである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、避難仮想体験シス
テムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、災害発生時の避難訓練は、現実世
界で行うことが常識的であった。また安全性の評価に
は、例えば、火災の広がり、人間の避難行動にコンピュ
ータシミュレーションを用いることもあるが、その可視
化は色による表現，球等の単純な形状を用いた表現が用
いられていることが多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように災害発生
時の避難訓練を現実世界で行う場合、多くの準備や人手
を必要とし、また集団で行うため時間的制約があり、更
に実施場所等の制約もある。

【０００４】また安全性の評価には、例えば火災の広が
り、人間の避難行動にコンピュータシミュレーションを
用いることもあったが、そのシミュレーションの可視化
には色による表現、球などの単純形状を用いた表示が行
われる似すぎず、現実世界での避難訓練に置き換えて避
難訓練を体験させるような装置は提供されていなかっ
た。

【０００５】本発明は、上記の点に鑑みて為された者
で、その目的とするところは、現実世界での避難訓練の
ような時間的な制約や実施場所等の制約を受けることな
く災害時の状況下の避難を疑似体験することができる避
難仮想体験システムを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明では、災害状況のシミュレーション
を行う災害状況シミュレータと、仮想空間内の体験者の
位置や行動に応じた避難経路情報を管理する仮想空間構
築手段と、該災害状況シミュレーション結果と避難経路
情報に基づいて避難仮想体験用の映像データを生成する
映像生成手段と、該映像生成手段により生成される映像
データにより、実スケールで立体視可能な仮想空間映像
を表示させて体験者に仮想空間を提示する映像表示手段
とを有した避難仮想訓練装置から成ることを特徴とす
る。

【０００７】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、仮想空間内の体験者の位置や行動の情報を取り込
んで上記仮想空間構築手段に避難経路情報として与える
入力手段を備えていることを特徴とする。

【０００８】請求項３の発明では、請求項２の発明にお
いて、上記入力手段を、体験者の音声による位置や行動
の指定を認識する音声認識手段により構成したことを特
徴とする。

【０００９】請求項４の発明では、請求項２の発明にお
いて、上記入力手段を、体験者の身振りを光学的センサ
により検知して上記位置情報を取り込む手段により構成
したことを特徴とする。

【００１０】請求項５の発明では、請求項１乃至４の何
れかの発明において、搭乗する体験者に災害状況に応じ
た揺動を与える揺動装置を上記避難仮想訓練装置に付加
して成ることを特徴とする。

【００１１】請求項６の発明では、請求項１乃至５の何
れかの発明において、映像生成機能を備えた複数のコン
ピュータを複数ネットワークを介して上記避難仮想訓練
装置に接続し、各コンピュータにおいて避難経路情報に
基づいて避難仮想体験用の仮想空間映像をコンピュータ
に接続された映像表示手段に映し出すことを特徴とす
る。

【００１２】請求項７の発明では、請求項６の発明にお
いて、上記コンピュータとして、上記映像表示手段に単
眼視用の仮想空間映像とともに、該仮想空間映像内の映
像表示要素の形状・位置を操作するためのグラフィカル
・ユーザー・インターフェースを上記映像表示手段に表
示させるコンピュータを備えていることを特徴とする。

【００１３】請求項８の発明では、請求項７の発明にお
いて、上記仮想空間映像と上記グラフィカル・ユーザー
・インターフェースの表示にＷｅｂブラウザを用いるこ
とを特徴とする。

【００１４】請求項９の発明では、請求項６乃至８の何
れかの発明において、上記避難仮想訓練装置と上記各コ
ンピュータとの間及び上記各コンピュータ間の接続にＴ
ＣＰ／ＩＰを用いたネットワークを用いたことを特徴と
する。

【００１５】請求項１０の発明では、請求項１乃至９の
何れかの発明において、上記入力手段で入力される体験
者の視点位置情報を体験者の避難経路情報として蓄積
し、該蓄積された避難経路情報に基づいた仮想空間映像
を再生可能とする記憶手段を備えたことを特徴とする。

【００１６】請求項１１の発明では、請求項１０の発明
において、上記蓄積手段には予め蓄積される避難経路情
報によって構築されるデータベースを読み出し自在に格
納する外部記憶装置を備えたことを特徴とする。

【００１７】請求項１２の発明では、請求項１乃至１１
の何れかの発明において、上記仮想空間映像に、避難状
況のシミュレーションに従った仮想人間像を表示するこ
とを特徴とする。

【００１８】請求項１３の発明では、請求項１２の発明
において、上記仮想人間像は、上記各映像表示手段によ
り表示される仮想空間映像によって避難仮想体験を共有
する他の体験者を示すものであることを特徴とする。

【００１９】請求項１４の発明では、請求項１２又は１
３の発明において、上記仮想人間像の、形状、詳細度
を、当該仮想人間像とともに表示される仮想空間映像に
よって避難仮想体験を行う体験者の仮想空間内の位置と
の距離に応じて変化させることを特徴とする。

【００２０】請求項１５の発明では、請求項１乃至１４
の何れかの発明において、災害状況のシミュレーション
結果及び上記入力手段からの位置情報に基づいて災害状
況に応じた３次元音響を発する音響装置を備えたことを
特徴とする。

【００２１】請求項１６の発明では、請求項９の発明に
おいて、上記コンピュータの何れかに、映像表示手段に
表示される体験者の挙動を観察する専門家によって当該
体験者にアドバイス情報をネットワークを介して伝達す
るための手段を備えたことを特徴とする。

【００２２】請求項１７の発明では、請求項１０又は１
１の発明において、上記記憶手段若しくは上記外部記憶
装置に蓄積若しくは格納された避難経路情報をアドバイ
スの判断材料として用いることを特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下本発明を一実施形態により説
明する。

【００２４】図１は本発明の一実施形態のシステムを示
すものであって、図においてＸは本実施形態の基本とな
る避難仮想訓練装置の構成を示し、この基本となる避難
仮想訓練装置Ｘと、避難仮想訓練装置Ｘ内のイントラネ
ットＡ’に接続されたインターネットＡ上や、専用線Ｂ
を介して接続されたイントラネットＡ’’上のコンピュ
ータ群とでシステム全体が構成され、インターネットの
ＴＣＰ／ＩＰにより相互間でデータの授受ができるよう
になっている。

【００２５】基本装置Ｘは災害状況をシミュレートする
災害状況シミュレータ１と、体験者の指定する進行方向
（視点位置）や移動速度に基づいた避難経路の情報や模
範となる避難経路情報を蓄積・管理する記憶装置（図示
せず）を備えた仮想空間構築サーバ２及び蓄積された品
経路情報をデータベース化して格納する外部記憶装置１
４と、災害状況シミュレータ１で行われる災害状況シミ
ュレーション結果と仮想空間構築サーバ２から与えられ
る体験者や模範となる避難経路情報とに基づいて立体視
可能な仮想空間の映像データを生成する映像生成装置３
と、この映像生成装置３で生成される映像データに基づ
いて、実スケール表示可能なドーム型のスクリーン４に
映像を投影する投影手段（図示せず）からなる大型の表
示装置５と、スクリーン４の前方に配置され体験者が乗
る揺動装置６と、災害状況のシミュレーション結果に基
づいて地震、ガス爆発、更には車椅子の振動等を想定し
た揺動を発生するように揺動装置６を制御する揺動制御
装置７と、体験者の身振りを光学的センサ、例えばＣＣ
Ｄカメラ８により撮像検知してその画像から体験者の動
作指示を判定して、体験者の仮想空間内の進行方向（視
点位置）や移動速度を認識する身振り認識装置９と、避
難経路情報と災害状況のシミュレーション結果とに基づ
いて仮想空間内の３次元音響信号を生成する３次元音響
制御装置１０と、３次元音響制御装置１０により生成さ
れる３次元音響信号を再生して音響的に災害発生下の臨
場感を盛り上げる３次元音響装置１１と、後述する専門
家によるアドバイス情報を管理するアドバイス情報管理
サーバ１２及びアドバイス情報をデータベースとして格
納する外部記憶装置１５と、体験者の認証情報や体験者
の体験記録等の体験者に関する情報を管理する体験者情
報管理サーバ１３とにより構成され、災害状況シミュレ
ータ１，仮想空間構築サーバ２，映像生成装置３，揺動
制御装置７，身振り認識装置９，３次元音響制御装置１
０，アドバイス情報管理サーバ１１，体験者情報管理サ
ーバ１３を構成するコンピュータはＴＣＰ／ＩＰを用い
たイントラネットＡ’により接続されて互いに情報の授
受を行うようになっている。

【００２６】このように構成された避難仮想訓練装置Ｘ
に対して、避難仮想訓練装置Ｘの設置場所と離れた場所
に設けられたコンピュータ群がネットワークを通じて接
続され本実施形態のシステムが構築される。勿論本発明
システムは基本となる避難仮想訓練装置Ｘ単体で構築す
ることができる。

【００２７】上記コンピュータとしては例えば上記イン
トラネットＡに対して専用回線Ｂを介して接続されたイ
ントラネットＡ’’に連なるコンピュータ２１…やイン
ターネットＡに接続されたコンピュータ２１等が用いら
れ、これらコンピュータ２１…に備わった映像データ生
成機能を用いて、ＣＲＴやＬＣＤ等を用いた表示装置２
２に仮想空間映像を表示したり、或いは実スケール表示
可能な大型平面あるいはアーチ型の立体視画像を表示で
きる表示装置２３に、上記スクリーン４に映し出される
仮想空間と同じ仮想空間映像を映し出すことで、避難仮
想訓練装置Ｘのスクリーン４前の体験者と、コンピュー
タ２１…に接続されている表示装置２２や表示装置２３
前の体験者とが、仮想空間を共用して避難体験ができる
ようなっている。

【００２８】各コンピュータ２１…に備わっている音響
制御機能を利用して音響信号を災害状況シミュレーショ
ン結果等に基づいて生成して、音響装置２４により発鳴
させることもできるようになっている。

【００２９】ここでイントラネットＡ’’内に仮想空間
情報および避難経路情報管理のための仮想空間補助補助
サーバ３０を設け、この仮想空間構築補助サーバ３０を
通じて避難仮想訓練装置Ｘ側の仮想空間構築サーバ２と
の間で避難経路情報を授受したり、避難経路情報を仮想
空間補助補助サーバ３０内の記憶装置に蓄積させたり、
外部記憶装置３１に格納させることで、仮想空間構築サ
ーバの多重化を図り、ネットワークの遅延を吸収するよ
うになっている。

【００３０】尚災害状況シミュレータ１についても可能
であれば多重化すべきであるが、これには多くのコンピ
ュータリソースを必要とするため、コンピュータ２１の
映像データ生成機能側に避難者の行動予測機能を組み込
むことでネットワークの遅延を吸収する図るようにして
いる。勿論災害状況シミュレータ１を多重化することも
可能である。この行動予測機能は、図示する如くインタ
ーネットＡ経由で接続されたコンピュータ２１のよう
に、何れのサーバも最寄りで多重化しておらず、ネット
ワークによる遅延が避けられない場合にも有効に機能す
る。

【００３１】尚イントラネットＡ’’やインターネット
Ａに接続されている、表示装置２２を表示装置とするコ
ンピュータ２１は、仮想空間を立体表示するのではな
く、単眼視のウィンドウ表示とし、さらに仮想空間の映
像要素の制御用グラフィカル・ユーザ・インタフェース
を表示し、大型の表示装置とは異なる用途に用いる。

【００３２】ここで言う仮想空間の制御とは、蓄積した
避難経路情報、アドバイス情報の閲覧、災害条件の変更
を指す。

【００３３】また表示装置５のスクリーン４に投影され
る仮想空間映像或いは表示装置２３に表示される仮想空
間映像は、体験者が偏光眼鏡を掛けることで立体視でき
る映像であり、この映像データを生成する方法は公知の
方法を用いるので、ここでは説明は省略する。勿論その
他の立体視できる映像生成方法を採用しても良い。

【００３４】上記避難仮想訓練装置Ｘにおいて、体験者
の視点位置情報の入力はＣＣＤカメラ８を用いた画像処
理によるものであるが、例えば表示装置２３を用いる体
験者の視点位置情報の入力は、例えばジョイスティック
或いはグローブ型入力装置を用いて体験者の操作或いは
手の動きにより行う。

【００３５】またコンピュータ２１の表示装置２２を用
いる体験者の視点位置情報の入力は、ジョイスティック
或いはグローブ型入力装置、キーボード、マウス等を用
いる。

【００３６】尚上記のＣＣＤカメラ８により身振り検知
は、体験者Ｍの情報に設置したＣＣＤカメラ８で撮像し
た体験者の映像を身振り認識装置９に取り込み、身振り
認識装置９は画像処理機能により体験者が手で示してい
る方向を検知し、その向きを進行方向（視点位置）とし
て認識する。また体験開始前に体験者が真っ直ぐ手を前
方に伸ばしたときの手の長さを測定しておき、進行方向
を指示するために手を延ばす際に肘の折り曲げ具合によ
り上方から捉えた手の長さが変わることを利用し、その
時の手の長さを進行方向に対する移動速度として認識す
る。勿論画像処理方法としては周知の方法を用いれば良
いので、ここでは説明は省略する。

【００３７】次に本発明避難仮想体験システムの動作に
ついて説明する。

【００３８】まず、体験開始に当たっては、避難仮想体
験装置Ｘ及び各コンピュータ２１…を用いて体験する体
験者の個人情報（頭の高さを示す身長等を含む）の入力
や認証のためのＩＤの入力を者情報管理サーバ１３の管
理の下で行う。この場合体験者情報管理サーバ１３から
の質問等に応じて表示装置２２，２３やスクリーン４の
を見ながらキーボードや手による指示にて、体験者は所
定のデータを入力する。

【００３９】また避難仮想体験装置Ｘ側では体験者の手
の長さの初期設定も合わせて行う。

【００４０】このようにして認証や初期測定が終了する
と、避難体験訓練が開始されることになる。まず基本と
なる避難仮想体験装置Ｘでは、災害状況シミュレータ１
の災害状況シミュレーション結果と、体験者の指示する
避難経路情報に基づいて映像生成装置３がＣＧ（コンピ
ュータグラフィス）によって立体視用の仮想空間映像デ
ータを生成し、この生成された仮想空間映像データに基
づいて表示装置５の投影手段によって仮想空間映像を実
スケールでスクリーン４上に投影する。

【００４１】この投影される仮想空間映像に合わせて、
仮想空間内の騒音や人の声等を音響信号を３次元音響制
御装置１０によって生成して３次元音響装置１１より再
生させることで、体験者に与える臨場感が一層高まるこ
とになる。尚立体視映像の方式は偏光眼鏡を用いない他
の方式を採用しても勿論良い。

【００４２】図２は避難仮想体験訓練を行う仮想空間の
映像の一例を示しており、この場合地下街の例を示す。
そして映像の中心の前方方向が体験者の進行方向（視点
位置）を示しており、身振り認識装置９が認識する進行
方向（視点位置）情報と、速度情報に基づいて仮想空間
構築サーバ２は避難経路情報の蓄積を開始する。

【００４３】ここで災害状況シュミレータ１は、火災発
生後延焼するに従って、周りの温度、煙（ガス）の状況
変化をシミュレーションし、また煙などの影響による避
難誘導灯の視認率の変化、避難する人の集中度合による
移動速度の制約、体験者の頭の高さによる視界、健康状
態の変化をシミュレーションしており、この災害状況シ
ミュレータ１の災害状況シミュレーション結果及び身振
り認識装置９の身振りより認識する体験者の進行方向
（視点方向）及び移動速度に基づいて映像生成装置３は
生成する映像データを刻々変化させ、表示装置５のスク
リーン４上に映し出す。図３は火災発生状況を示してい
る映像を示す。同様に３次元音響制御装置１０は体験者
の位置で聞こえる音の音響データを生成し、３次元音響
装置１１を通じて再生する。またガス爆発等が起きた場
合には、災害シミュレーション結果に基づいて揺動制御
装置７は揺動装置６を動作させ、該揺動装置６に座って
いる体験者に爆発時の揺動を仮想体験させ、臨場感を一
層高める。また体験者が車椅子利用者の場合には、車椅
子の揺動や、避難経路に階段がある場合には階段での揺
動を仮想体験させる。

【００４４】このようにして災害状況シミュレータ１に
よる災害シミュレーション結果及び体験者の進行方向
（視点位置）及び移動速度によって刻々表示装置５のス
クリーン４上の仮想空間での映像要素の変化と、３次元
音響装置１１で再生される音、更に揺動装置６による揺
動とによって、体験者は恰も実際の災害状況下で、避難
しているような臨場感と没入感によって避難を体験する
ことができるのである。

【００４５】この避難体験時おいて体験者が指示する避
難経路情報（進行方向＜視点位置＞及び速度の情報）は
仮想空間構築サーバ２内の蓄積手段により逐次蓄積され
ており、この蓄積情報は当該体験者の避難状況を観察す
るために、再生することができるようなっている。

【００４６】つまり、避難仮想訓練装置Ｘを再生動作に
設定して、再生動作を行わせると、この蓄積情報に蓄積
された避難経路情報（進行方向＜視点位置＞及び移動速
度の情報）が逐次時系列的に読み出され、この再生情報
と災害シミュレーション結果とに基づいて映像生成装置
３は映像データを生成する。これにより当該体験者が選
択した避難経路に沿った仮想空間の映像が再現すること
ができ、当該体験者の避難経路の分析などが行えるので
ある。

【００４７】またこの蓄積情報は、仮想空間構築サーバ
２によって外部記憶装置１４にデータベース化されて保
存され、上述したような再生が後日読み出して行えるよ
うにもなっている。

【００４８】ところで上記映像には図２，図３に示すよ
うに建物や施設の仮想空間以外に人物をも映像要素とし
て含めているが、この仮想人間の映像上での描きかたは
次のよう方法を取っている。

【００４９】まず図４に示すように体験者の位置Ａか
ら、一定距離間隔の同心円Ｌ１…を想定し、位置Ａから
仮想人間の迄の距離Ｌ１…と、進行方向Ｂに対する位置
とで存在する仮想人間の描き方を変えるようにしてい
る。そして図５（ａ）に示すように位置Ａから一定距離
Ｌ１内の仮想人間ｍ１は細かい形状とテクスチャでの表
現を行い、その動作を滑らかにする。また更に位置Ａか
らやや遠い位置Ｌ２に存在する仮想人間ｍ２は中程度の
細かい形状とテクスチャでの表現を行い動作を中程度と
し、更に遠い位置Ｌ３に存在する仮想人間ｍ３はシンプ
ルな形状とテクスチャでの表現とし動作は無しとする。
またそれ以上遠方Ｌ４…に位置する仮想人間ｍ４…は、
テクスチャのみでの表現として動作は無しとする。

【００５０】そして体験者の位置Ａが図５（ｂ）のよう
に前方へ移動した場合、図５（ａ）で最も近い場所に存
在していた仮想人間ｍ１は位置Ａより後方に位置するこ
とになり、この場合、テクスチャのみでの表現として動
作は無しとする。そして位置Ａより前方方向に存在して
いる仮想人間ｍ２…は図５（ａ）の場合に準じ、位置Ａ
からの距離に応じて描き方を変える。同様に更に体験者
の位置Ａが図５（ｃ）のように更に前方へ移動した場
合、位置Ａより後方位置することになった仮想人間ｍ
１，ｍはテクスチャのみでの表現として動作は無しと
し、位置Ａより前方位置に位置する仮想人間ｍ３…は図
５（ａ）の場合に準じ、位置Ａからの距離に応じて描き
方を変える。このようにして体験者からの距離に応じて
段々と仮想人間の描き方を変えることで、映像生成装置
３のデータ生成処理の軽減を図っている。

【００５１】ところで本実施形態では、基本となる避難
仮想体験装置Ｘは専用線ＢとイントラネットＡ’’或い
はインターネットＡにより他のコンピュータ２１…に接
続され、それぞれのコンピュータ２１…に接続される表
示装置２２或いは表示装置２３によって、遠隔地におい
ても避難仮想体験が行えるようになっているが、表示装
置２３に接続されるコンピュータ２１に備わっている映
像生成機能は専用線Ｂ及びイントラネットＡ’’を通じ
て送られてくる災害シミュレーション結果と、当該コン
ピュータ２１側に設けられたジョイスティックやグロー
ブ型入力装置からなる入力手段により体験者が操作入力
する進行方向（視点位置）や移動速度の指示に基づいて
体験者の視点で見た仮想空間の立体視映像データを生成
して表示装置２３で表示させ、また併設せる音響装置２
４で仮想空間内の音を再生するようになっている。

【００５２】また一方表示装置２２はコンピュータ２１
…に接続されたＣＲＴやＬＣＤのモニタが用いられてお
り、この表示装置２２に接続されるコンピュータ２１に
備わっている映像生成機能は、専用線Ｂ及びイントラネ
ットＡ’’を通じて送られてくる災害シミュレーション
結果と、当該コンピュータ２１側に設けられたジョイス
ティックやグローブ型入力装置、キーボード、マウスな
どの入力手段により体験者が操作入力する進行方向（視
点位置）や移動速度の指示に基づいて体験者の視点で見
た仮想空間の単眼視用でＷｅｂブラウザで閲覧可能な映
像データを生成し、表示装置２２にウィンドウ表示させ
る。この映像はコンピュータ２１で動作させているＷｅ
ｂブラウザにより閲覧できるようになっている。この場
合も併設する音響装置２４で仮想空間内の音を再生する
ようになっている。また表示装置２２に、表示される仮
想空間の制御用グラフィカル・ユーザー・インターフェ
ースを利用して、避難経路の再生等や災害状況の変更な
どの指示も可能となっている。

【００５３】以上のように何れにしても本実施形態で
は、基本となる避難仮想体験装置Ｘの表示装置５のスク
リーン４で表示される仮想空間をこれらコンピュータ２
１…に接続された表示装置２２，２３で共有し、遠隔地
で複数の人が同時に避難訓練を参加体験できることにな
る。

【００５４】この場合避難経路の情報管理や比較的高頻
度な更新が必要な情報を管理する仮想空間構築サーバ２
に対して各コンピュータ２１で入力される進行方向（視
点位置）や進行速度等の避難経路情報をネットワークを
介して直接送る場合ネットワーク上での遅延が生じるた
め、イントラネットＡ’’上に設けた仮想空間構築補助
サーバ３０によって、各コンピュータ２１の入力手段に
より入力された進行方向（視点位置）や移動速度の情報
を蓄積し、イントラネットＡ’’上のコンピュータ２１
…での仮想空間構築に用いるとともに避難経路の蓄積
と、外部記憶装置３１にデータベース化して格納するこ
とでネットワークでの遅れを吸収するようになってい
る。

【００５５】そして仮想空間を共有する体験者の進行方
向（視点位置）や移動速度を当該体験者以外の体験者が
見ている仮想空間映像に反映させるために、各体験者の
指定内容に基づいて、映像生成装置３や、コンピュータ
２１…の映像生成機能に、他の体験者を示す仮想人間の
映像データをその進行方向（視点位置）や移動速度を反
映させて生成し、仮想空間内に表示させるようになって
いる。これにより仮想空間内に没入している夫々の体験
者が、他の体験者の避難行動の影響を受けた避難行動を
取る状況を作り出すことができるのである。

【００５６】また遠隔のコンピュータ２１…の表示装置
２２を利用して、仮想避難対象となる施設管理者や、災
害避難の専門家が体験者の避難活動をモニタしたり、蓄
積されている体験者の避難経路に基づく再生映像をモニ
タすることで、体験者にアドバイスしたり、意見を提示
することができるようになっており、これらアドバイス
や意見は、アドバイス情報管理サーバ１２の管理の下で
表示装置５，２２，２３に映し出す文字、映像、或いは
音響装置１１，２４を通じての音声の何れか或いはそれ
らの組み合わせ等によりにより提示される。或いは後日
外部記憶装置１４、３１に記憶されている避難経路情報
を再生チェックして当該体験者にアドバイスや意見をオ
フライン（文書）によって提示することもできる。

【００５７】尚外部記憶装置１４のデータベースには体
験者の避難経路の情報以外に、予めある災害状況におけ
る理想的（模範的）な避難状態に対応した避難経路の情
報を登録しておき、体験者に避難経験をさせる場合に、
この避難経路を再生し、表示装置５或いは２２，２３で
映し出す仮想空間内の複数の仮想人間の中で、体験者に
同様の避難を行わせ、この避難行動中において、体験者
が自己の進行方向（視点位置）や移動速度を指示するこ
とで、周りの仮想人間或いは施設、建物の扉の構造物に
干渉させながら避難できる仮想空間を提示することも出
来るようになっている。この場合再生する避難情報は、
時間軸に従った厳密な位置情報ではないため、大幅な状
況（例えば災害状況の進展によって避難経路中の扉がロ
ックされるような場合等）がない限り、相互干渉しなが
らの体験者の避難を達成することができるようにもなっ
ている。

【００５８】ところで図１の避難仮想体験装置Ｘにおい
ては、体験者の上方に配置したＣＣＤカメラ８が捉える
映像を処理することで、体験者が手を延ばす方向によ
り、進行方向（視点位置）を、また手の長さにより速度
を認識する身振り認識装置９を用いているが、図６に示
すように体験者Ｍの前方中央及び左右に体験者Ｍの足踏
みを捉える３台のＣＣＤカメラ８ａ〜８ｃと、体験者Ｍ
の上方に配置したＣＣＤカメラ８ｄによって、体験者Ｍ
の足の動きを撮像し、体験者Ｍが足踏みする周期を動画
像処理により取得し、これを体験者Ｍの仮想空間内での
移動速度として認識し、また体験者Ｍの顔の向きを進行
方向として検知する身振り認識装置８を用いても良い。
この場合足の位置を検出しやすくするために、足首に画
像処理で抽出可能なマークを取り付け、また顔の向きの
検知をし易くするために、体験者Ｍにマークが付いた帽
子を着用させ、このマークを上方のＣＣＤカメラ８ｄで
捉え、画像処理することで顔の方向、つまり進行方向
（視点位置）を認識することができるようになってい
る。

【００５９】またＣＣＤカメラの変わりに図７に示すよ
うに複数の赤外線センサ２５を体験者Ｍの上方にマトリ
クス状に配置し、体験者の手が指し示す方向をこれら赤
外線センサ２５の検出出力に基づいて認識する身振り認
識装置８を用いても良い。この場合体験者の移動速度や
回転速度は固定した状態で、進行方向（視点位置）を変
化させる映像データを映像生成装置３は生成する。尚図
中ａは各赤外線センサ２５の検知エリアを示す。

【００６０】身振り以外に体験者が音声で発する進行方
向（視点位置）や移動速度の指示を音声認識技術によっ
て認識する入力手段を身振りによる入力手段の代わりに
採用しても良い。また避難仮想体験装置Ｘにおいても、
ジョイスティックやグローブ型入力装置を入力手段とし
て用いても良い。

【００６１】

【発明の効果】請求項１の発明は、災害状況のシミュレ
ーションを行う災害状況シミュレータと、仮想空間内の
体験者の位置や行動に応じた避難経路情報を管理する仮
想空間構築手段と、該災害状況シミュレーション結果と
避難経路情報に基づいて避難仮想体験用の映像データを
生成する映像生成手段と、該映像生成手段により生成さ
れる映像データにより、実スケールで立体視可能な仮想
空間映像を表示させて体験者に仮想空間を提示する映像
表示手段とを有した避難仮想訓練装置から成るので、現
実世界で避難訓練を実施することなく、映像表示手段で
表示させる仮想空間により擬似的に避難訓練を実施する
ことができ、そのため現実世界のような日時や訓練場所
の設定等実施前の面倒な手続きを踏むことなく実施する
ことができ、また使用する仮想空間として既存の建物や
施設を模した空間だけでなく、計画中の建物、施設を模
した仮想空間を用いることもでき、また起こることが想
定される複数の災害状況を事前に体験する事も可能とな
り、避難訓練だけでなく、建物や施設の安全性の確認・
検討にも使用できるというものであって、特に図面等を
用いた方法では得られないパニック状況を表現可能であ
るため、人間の主観的な評価も検討でき、設計の変更と
評価との繰り返しにかかる時間的コストを圧縮し易いと
いう効果があり、また.避難訓練装置とした場合、現実
世界で行うことに比べて被害規模や避難人数等において
より大規模な災害状況を想定したり、様々な災害状況
(発生原因,位置など)で訓練することが可能であり、現
実世界において集団で避難訓練を行うような時間的制約
が少なく、何時でも何度でも体験することが容易となる
という効果がある。

【００６２】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、仮想空間内の体験者の位置や行動の情報を取り込ん
で上記仮想空間構築手段に避難経路情報として与える入
力手段を備えているので、表示される仮想空間と体験者
との間でインタラクティブ性を持たせることができる。

【００６３】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、上記入力手段を、体験者の音声による位置や行動の
指定を認識する音声認識手段により構成したので、また
請求項４の発明は、請求項２の発明において、上記入力
手段を、体験者の身振りを光学的センサにより検知して
上記位置情報を取り込む手段により構成したので、体験
者による視点位置情報の入力操作が簡単に行え、誰にで
も体験者となり得るという効果がある。

【００６４】請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れ
かの発明において、搭乗する体験者に災害状況に応じた
揺動を与える揺動装置を上記避難仮想訓練装置に付加し
てあるので、地震や爆発等の災害状況の再現度を高め、
体験者に対して高い臨場感と没入感を与えることができ
る。

【００６５】請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れ
かの発明において、映像生成機能を備えた複数のコンピ
ュータを複数ネットワークを介して上記避難仮想訓練装
置に接続し、各コンピュータにおいて避難経路情報に基
づいて避難仮想体験用の仮想空間映像をコンピュータに
接続された映像表示手段に映し出すので、仮想空間を複
数の体験者に共有することができ、多数の人間が参加し
た避難訓練も可能となる。

【００６６】請求項７の発明は、請求項６の発明におい
て、上記コンピュータとして、上記映像表示手段に単眼
視用の仮想空間映像とともに、該仮想空間映像内の映像
表示要素の形状・位置を操作するためのグラフィカル・
ユーザー・インターフェースを上記映像表示手段に表示
させるコンピュータを備えているので、当該コンピュー
タを利用して避難訓練に参加する体験者によっても表示
される仮想空間内映像要素を操作する事が可能となり、
当該体験者の視点位置情報の取り込みも可能なる。

【００６７】請求項８の発明は、請求項７の発明におい
て、上記仮想空間映像と上記グラフィカル・ユーザー・
インターフェースの表示にＷｅｂブラウザを用いるの
で、リアルタイム性とインタラクティブ性とを持たせた
画面表示が簡単に行える。

【００６８】請求項９の発明は、請求項６乃至８の何れ
かの発明において、上記避難仮想訓練装置と上記各コン
ピュータとの間及び上記各コンピュータ間の接続にＴＣ
Ｐ／ＩＰを用いたネットワークを用いたので、インター
ネットやイントラネットを用いて、遠隔地にあるコンピ
ュータ側でも避難仮想訓練装置との間でデータの授受が
行え、地理的制約や時間的制約を受けることなく、多数
の人を訓練に参加させることも可能となる。

【００６９】請求項１０の発明は、請求項１乃至９の何
れかの発明において、上記入力手段で入力される体験者
の視点位置情報を体験者の避難経路情報として蓄積し、
該蓄積された避難経路情報に基づいた仮想空間映像を再
生可能とする記憶手段を備えたので、訓練実施後におい
て、体験者が訓練中にとった避難経路を再生して、体験
者の避難行動を検証することができる。

【００７０】請求項１１の発明は、請求項１０の発明に
おいて、上記蓄積手段には予め蓄積される避難経路情報
によって構築されるデータベースを読み出し自在に格納
する外部記憶装置を備えたので、多数の体験者の避難経
路情報を、建物や施設の管理者や安全性に関する専門家
に提示して意見を得ることが可能な環境を提供できる。

【００７１】請求項１２の発明は、請求項１乃至１１の
何れかの発明において、上記仮想空間映像に、避難状況
のシミュレーションに従った仮想人間像を表示するの
で、模範となる避難行動や、意図的に誤った行動を仮想
人間にさせることが可能となり、集団行動時や、他人の
行動が及ぼす体験者の行動を判断する為の状況を作り出
すことができ、現実世界の避難訓練では実現が困難な状
況を体験者に体験させることが可能となる。

【００７２】請求項１３の発明は、請求項１２の発明に
おいて、上記仮想人間像は、上記各映像表示手段により
表示される仮想空間映像によって避難仮想体験を共有す
る他の体験者を示すものであるので、他の体験者の視点
位置（避難経路）を反映した仮想空間映像を提供するこ
とで、上記請求項１２の発明の効果に加えて、体験者相
互間の行動の影響を判断したり、集団行動時の判断する
ための状況をより現実感を持たせて作り出すことがで
き、請求項１４の発明は、請求項１２又は１３の発明に
おいて、上記仮想人間像の、形状、詳細度を、当該仮想
人間像とともに表示される仮想空間映像によって避難仮
想体験を行う体験者の仮想空間内の位置との距離に応じ
て変化させるので、体験者の視点位置に近い位置ではリ
アリティに仮想人間像を表示でき、また体験者の視点位
置から遠ざかる場合には詳細度を落としたりや形状を省
略化することで表示処理を速めることが可能となる。

【００７３】請求項１５の発明は、請求項１乃至１４の
何れかの発明において、災害状況のシミュレーション結
果及び上記入力手段からの位置情報に基づいて災害状況
に応じた３次元音響を発する音響装置を備えたので、音
響による効果を加えて一層の臨場感と没入感を体験者に
与えることができる。

【００７４】請求項１６の発明は、請求項９の発明にお
いて、上記コンピュータの何れかに、映像表示手段に表
示される体験者の挙動を観察する専門家によって当該体
験者にアドバイス情報をネットワークを介して伝達する
ための手段を備えているので、避難仮想体験装置や他の
体験者が用いるコンピュータから離れた位置において
も、体験者の挙動を専門家が観察し、且つアドバイスを
避難訓練中にも与えることができる。

【００７５】請求項１７の発明は、請求項１０又は１１
の発明において、上記記憶手段若しくは外部記憶装置に
蓄積若しくは格納された避難経路情報をアドバイスの判
断材料として用いるので、避難訓練後において蓄積或い
は格納した避難経路情報に基づいて体験者の行動を分類
解析し、より適切なアドバイスを体験者や建物・施設設
計者或いは管理者に与えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の全体システム構成図であ
る。

【図２】同上での仮想空間の映像例図である。

【図３】同上での加速区間の火災発生状態を示す映像例
図である。

【図４】同上での仮想人間の位置と体験者の位置との関
係説明図である。

【図５】同上での仮想人間の描画方法の説明図である。

【図６】同上の身振り認識装置の別の例の構成説明図で
ある。

【図７】同上の身振り認識装置の他の例の構成説明図で
ある。

【符号の説明】

Ａ インターネット Ａ’，Ａ’’ イントラネット Ｂ 専用線 １ 災害シュミレータ ２ 仮想空間構築サーバ ３ 映像生成装置 ４ スクリーン ５ 表示装置 ６ 揺動装置 ７ 揺動制御装置 ８ ＣＣＤカメラ ９ 身振り認識装置 １０ ３次元音響制御装置 １１ ３次元音響装置 １２ アドバイス情報管理サーバ １３ 体験者情報管理サーバ １４，１５ 外部記憶装置 ２１ コンピュータ ２２，２３ 表示装置 ２４ 音響装置 ３０ 仮想空間構築補助サーバ ３１ 外部記憶装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ１０Ｌ 15/28 (72)発明者 澤田 一哉 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 柏木 正徳 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 ハリーシュ ピー ヴィ 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Ｆターム(参考） 2E184 GG20 5B050 BA08 BA10 BA12 CA05 CA07 FA02 FA06 5D015 KK02

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 災害状況のシミュレーションを行う災害
   状況シミュレータと、仮想空間内の体験者の位置や行動
   に応じた避難経路情報を管理する仮想空間構築手段と、
   該災害状況シミュレーション結果と避難経路情報に基づ
   いて避難仮想体験用の映像データを生成する映像生成手
   段と、該映像生成手段により生成される映像データによ
   り、実スケールで立体視可能な仮想空間映像を表示させ
   て体験者に仮想空間を提示する映像表示手段とを有した
   避難仮想訓練装置から成ることを特徴とする避難仮想体
   験システム。
2. 【請求項２】 仮想空間内の体験者の位置や行動の情報
   を取り込んで上記仮想空間構築手段に避難経路情報とし
   て与える入力手段を備えていることを特徴とする請求項
   １記載の避難仮想体験システム。
3. 【請求項３】 上記入力手段を、体験者の音声による位
   置や行動の指定を認識する音声認識手段により構成した
   ことを特徴とする請求項２記載の避難仮想体験システ
   ム。
4. 【請求項４】 上記入力手段を、体験者の身振りを光学
   的センサにより検知して上記位置情報を取り込む手段に
   より構成したことを特徴とする請求項２記載の避難仮想
   体験システム。
5. 【請求項５】 搭乗する体験者に災害状況に応じた揺動
   を与える揺動装置を上記避難仮想訓練装置に付加して成
   ることを特徴とする請求項１乃至４の何れか記載の避難
   仮想体験システム。
6. 【請求項６】 映像生成機能を備えた複数のコンピュー
   タを複数ネットワークを介して上記避難仮想訓練装置に
   接続し、各コンピュータにおいて避難経路情報に基づい
   て避難仮想体験用の仮想空間映像をコンピュータに接続
   された映像表示手段に映し出すことを特徴とする請求項
   １乃至５の何れか記載の避難仮想体験システム。
7. 【請求項７】 上記コンピュータとして、上記映像表示
   手段に単眼視用の仮想空間映像とともに、該仮想空間映
   像内の映像表示要素の形状・位置を操作するためのグラ
   フィカル・ユーザー・インターフェースを上記映像表示
   手段に表示させるコンピュータを備えていることを特徴
   とする請求項６記載の避難仮想体験システム。
8. 【請求項８】 上記仮想空間映像と上記グラフィカル・
   ユーザー・インターフェースの表示にＷｅｂブラウザを
   用いることを特徴とする請求項７記載の避難仮想体験シ
   ステム。
9. 【請求項９】 上記避難仮想訓練装置と上記各コンピュ
   ータとの間及び上記各コンピュータ間の接続にＴＣＰ／
   ＩＰを用いたネットワークを用いたことを特徴とする請
   求項６乃至８の何れか記載の避難仮想体験システム。
10. 【請求項１０】 上記入力手段で入力される体験者の視
    点位置情報を体験者の避難経路情報として蓄積し、該蓄
    積された避難経路情報に基づいた仮想空間映像を再生可
    能とする記憶手段を備えたことを特徴とする請求項１乃
    至９の何れか記載の避難仮想体験システム。
11. 【請求項１１】 上記蓄積手段には予め蓄積される避難
    経路情報によって構築されるデータベースを読み出し自
    在に格納する外部記憶装置を備えたことを特徴とする請
    求項１０記載の避難仮想体験システム。
12. 【請求項１２】 上記仮想空間映像に、避難状況のシミ
    ュレーションに従った仮想人間像を表示することを特徴
    とする請求項１乃至１１の何れか記載の避難仮想体験シ
    ステム。
13. 【請求項１３】 上記仮想人間像は、上記各映像表示手
    段により表示される仮想空間映像によって避難仮想体験
    を共有する他の体験者を示すものであることを特徴とす
    る請求項１２記載の避難仮想体験システム。
14. 【請求項１４】 上記仮想人間像の、形状、詳細度を、
    当該仮想人間像とともに表示される仮想空間映像によっ
    て避難仮想体験を行う体験者の仮想空間内の位置との距
    離に応じて変化させることを特徴とする請求項１２又は
    １３記載の避難仮想体験システム。
15. 【請求項１５】 災害状況のシミュレーション結果及び
    上記入力手段からの位置情報に基づいて災害状況に応じ
    た３次元音響を発する音響装置を備えたことを特徴とす
    る請求項１乃至１４の何れか記載の避難仮想体験システ
    ム。
16. 【請求項１６】 上記コンピュータの何れかに、映像表
    示手段に表示される体験者の挙動を観察する専門家によ
    って当該体験者にアドバイス情報をネットワークを介し
    て伝達するための手段を備えたことを特徴とする請求項
    ９記載の避難仮想体験システム。
17. 【請求項１７】 上記記憶手段若しくは上記外部記憶装
    置に蓄積若しくは格納された避難経路情報をアドバイス
    の判断材料として用いることを特徴とする請求項１０又
    は１１記載の避難仮想体験システム。