JP2017198867A - 模擬地震被害の実現象データ生成システム、模擬地震被害の実現象データ生成方法 - Google Patents

模擬地震被害の実現象データ生成システム、模擬地震被害の実現象データ生成方法 Download PDF

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Abstract

【課題】シミュレーションでは再現困難な、高い臨場感を有し、違和感のない、没入感のある地震体験を可能とする実現象データを生成することが可能な実現象データ生成システム5を提供する。【解決手段】本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成システム5は、地震模擬振動データに基づいて模擬地震動を再現する地震再現装置50と、前記地震再現装置50が取り付けられた空間で、前記地震再現装置50によって模擬地震動を再現しつつ、実現象に基づく地震被害データを取得する地震被害データ取得部200と、からなることを特徴とする。【選択図】 図1

Description

本発明は、実現象に則した、高い臨場感、没入感のある地震体験を可能とする模擬地震被害の仮想現実体験システム、及び、この模擬地震被害の仮想現実体験システムで再生する実現象データのデータ生成システムに関する。さらに、本発明は、模擬地震被害の仮想現実体験方法、及び、模擬地震被害の実現象データ生成方法に関する。
実際に地震が起きたときに冷静に対処し、できるだけ被害を減らすためには、平時における防災教育・啓発活動が肝要となる。このような防災教育・啓発活動の一つとしては、多くの人に模擬的な地震を体験してもらうことが挙げられる。従来、地震の模擬体験を可能とするシステムが幾つか知られている。
例えば、特許文献1(特許2006−189481号公報)には、地震による揺れの状況を映像で見せる画面と、地震による揺れの状況を振動で体感させる振動源と、地震による揺れの状況を音で聞かせるスピーカーとが備えられ、地震による揺れの状況が、体験する者に、画面に表示される映像と、振動源から伝えられる振動と、スピーカーからの音とで、同時に伝えられるようになされており、かつ、該態様で伝えられる揺れの状況を複数種類、比較して体験できるようになされていることを特徴とする地震模擬体験システムが開示されている。
また、特許文献2(特開2002−108196号公報)には、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を、備え、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、地震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避難仮想体験システムが開示されている。
特許2006−189481号公報 特開2002−108196号公報
引用文献1記載の仮想現実体験システムにおいては、平面ディスプレイが用いられるが、平面ディスプレイでの表示では臨場感は乏しい、という問題があった。そこで、仮想現実体験システムにおいて臨場感を高めるために大規模な表示装置を用いることが考えられる。一方、防災教育・啓発活動への活用を考えた場合、様々な場所へ持ち運びし地震体験を提供することが重要となるが、大規模な表示装置は高コストで可搬性がなくなってしまう、という新たな問題が生じることとなる。
引用文献2記載の避難仮想体験システムにおいては、映像生成手段でCG映像が数値シミュレーション結果により生成される。地震による実現象と同等のクオリティのCG映像と、このCG映像にマッチした音声の生成は、地震体験空間に存在するあらゆるものを細部までモデル化する必要があると共に、さらに、それらの地震時の挙動や音声を正確にシミュレーションで表現する数理モデルやその計算手法が必要となるが、従来、そのような数理モデルやその計算手法は十分に確立しておらず、CG映像及び音声は、実物の撮影映像や音声に比べて、リアリティに乏しく違和感を覚え、臨場感溢れる地震体験を提供することができない、という問題があった。
この発明は、上記のような課題を解決するものであって、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成システムは、地震模擬振動データに基づいて模擬地震動を再現する地震再現装置と、前記地震再現装置が取り付けられた空間で、前記地震再現装置によって模擬地震動を再現しつつ、実現象に基づく地震被害データを取得する地震被害データ取得部と、からなることを特徴とする。
また、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成システムは、前記地震被害データ取得部には、映像に係る地震被害データを取得する映像データ取得装置が含まれることを特徴とする。
また、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成システムは、前記地震被害データ取得部には、音声に係る地震被害データを取得する音声データ取得装置が含まれることを特徴とする。
また、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成システムは、前記地震被害データ取得部には、振動に係る地震被害データを取得する振動データ取得装置が含まれることを特徴とする。
また、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成システムは、前記地震被害データに含まれる複数種の地震被害データの間の同期をとるための同期用信号を送信する同期用信号送信部をさらに有することを特徴とする。
また、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成システムは、前記同期用信号送信部には、映像に係る同期用信号を送信する発光装置が含まれることを特徴とする。
また、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成システムは、前記同期用信号送信部には、音声に係る同期用信号を送信する発音装置が含まれることを特徴とする。
また、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成システムは、前記同期用信号送信部には、振動に係る同期用信号を送信する電気信号送信装置が含まれることを特徴とする。
また、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成システムは、前記同期用信号送信部には、前記地震被害データ取得部に含まれる装置を制御する制御装置が含まれることを特徴とする。
また、本発明に係る模擬地震被害の仮想現実体験システムは、実現象に基づく複数種の地震被害データの間の同期をとる地震被害データ処理装置と、前記地震被害データ処理装置によって同期がとられた地震被害データを再生する地震被害データ再生部と、からなることを特徴とする。
また、本発明に係る模擬地震被害の仮想現実体験システムは、前記地震被害データ再生部には、映像に係る地震被害データを再生する映像再生装置が含まれることを特徴とする。
また、本発明に係る模擬地震被害の仮想現実体験システムは、前記地震被害データ再生部には、音声に係る地震被害データを再生する音声再生装置が含まれることを特徴とする。
また、本発明に係る模擬地震被害の仮想現実体験システムは、前記地震被害データ再生部には、振動に係る地震被害データを再生する振動再生装置が含まれることを特徴とする。
また、本発明に係る模擬地震被害の仮想現実体験システムは、前記地震被害データ再生部には、地震被害データを再生する際の方向を指定する方向指定装置が含まれることを特徴とする。
また、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成方法は、地震模擬振動データに基づいて模擬地震動を再現する地震再現装置を、所定の空間に取り付ける地震再現装置取り付けステップと、前記地震再現装置が取り付けられた空間で、前記地震再現装置によって模擬地震動を再現しつつ、実現象に基づく地震被害データを取得する地震被害データ取得ステップと、からなることを特徴とする。
また、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成方法は、前記地震被害データ取得ステップには、映像に係る地震被害データを取得する映像データ取得ステップが含まれることを特徴とする。
また、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成方法は、前記地震被害データ取得ステップには、音声に係る地震被害データを取得する音声データ取得ステップが含まれることを特徴とする。
また、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成方法は、前記地震被害データ取得ステップには、振動に係る地震被害データを取得する振動データ取得ステップが含まれることを特徴とする。
また、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成方法は、前記地震被害データに含まれる複数種の地震被害データの間の同期をとるための同期用信号を送信する同期用信号送信ステップをさらに有することを特徴とする。
また、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成方法は、前記同期用信号送信ステップには、映像に係る同期用信号を送信する発光ステップが含まれることを特徴とする。
また、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成方法は、前記同期用信号送信ステップには、音声に係る同期用信号を送信する発音ステップが含まれることを特徴とする。
また、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成方法は、前記同期用信号送信ステップには、振動に係る同期用信号を送信する電気信号送信ステップが含まれることを特徴とする。
また、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成方法は、前記同期用信号送信ステップには、前記地震被害データ取得ステップに含まれる複数のステップを同時に制御する制御ステップが含まれることを特徴とする。
また、本発明に係る模擬地震被害の仮想現実体験方法は、実現象に基づく複数種の地震被害データの間の同期をとる地震被害データ同期ステップと、前記地震被害データ同期ステップによって同期がとられた地震被害データを再生する地震被害データ再生ステップと、からなることを特徴とする。
また、本発明に係る模擬地震被害の仮想現実体験方法は、前記地震被害データ再生ステップには、映像に係る地震被害データを再生する映像再生ステップが含まれることを特徴とする。
また、本発明に係る模擬地震被害の仮想現実体験方法は、前記地震被害データ再生ステップには、音声に係る地震被害データを再生する音声再生ステップが含まれることを特徴とする。
また、本発明に係る模擬地震被害の仮想現実体験方法は、前記地震被害データ再生ステップには、振動に係る地震被害データを再生する振動再生ステップが含まれることを特徴とする。
また、本発明に係る模擬地震被害の仮想現実体験方法は、前記地震被害データ再生ステップには、地震被害データを再生する際の方向を指定する方向指定ステップが含まれることを特徴とする。
本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成システム及び模擬地震被害の実現象データ生成方法によれば、地震再現装置が取り付けられた空間で、地震再現装置によって模擬地震動を再現しつつ、実現象に基づく地震被害データを取得することで、コンピューターシミュレーションでは再現困難な、実現象に則した、高い臨場感、没入感のある地震体験を提供可能とする実現象データを生成することが可能となる。
また、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成システム及び模擬地震被害の実現象データ生成方法によれば、同期用信号送信部によって映像、音声、振動それぞれの地震被害データに同期用信号を付加することで、視覚、聴覚及び振動の体感において違和感のない地震体験を提供可能とする実現象データを生成することができる。
また、本発明に係る模擬地震被害の仮想現実体験システム及び模擬地震被害の仮想現実体験方法によれば、地震被害データ処理装置によって映像、音声、振動の地震被害データを同期して地震被害データ再生部において再生することで、コンピューターシミュレーションでは再現困難な、実現象に則した、高い臨場感、没入感のある地震体験を、視覚、聴覚及び振動の体感において違和感なく提供することが可能となる。
また、本発明に係る模擬地震被害の仮想現実体験システム及び模擬地震被害の仮想現実体験方法によれば、方向指定装置によって方向を指定して地震被害データを再生することで、地震被害データ再生部として可搬性のある機材の構成が可能となり、高い臨場感、没入感のある地震体験を、様々な防災教育・啓発活動の現場で提供することが可能となる。
本発明の実施形態に係る模擬地震被害の実現象データ生成システム5における地震被害データ取得部200の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る模擬地震被害の実現象データ生成システム5における同期用信号送信部300の概略構成を示す図である。 模擬的に発生させた地震を地震被害データ取得部200で記録する様子を示す図である。 地震被害データ取得部200及び同期用信号送信部300を用いた記録作業の手順を説明するフロー図である。 各装置の動作タイミングを説明する図である。 パーソナルコンピューター110によるデータ編集作業の概念図である。 映像データ、音声データ、振動データの編集作業の手順を説明するフロー図である。 本発明の実施形態に係る模擬地震被害の仮想現実体験システム10における地震被害データ再生部100の概略構成を示す図である。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
まず、仮想現実体験システム10の地震被害データ再生部100で再生される各データの取得方法について説明する。このような各データは、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成システム5によって生成されるものである。
図1は本発明の実施形態に係る模擬地震被害の実現象データ生成システム5における地震被害データ取得部200の概略構成を示す図である。また、図2は本発明の実施形態に係る模擬地震被害の実現象データ生成システム5における同期用信号送信部300の概略構成を示す図である。
本発明に係る仮想現実体験システム10では、地震被害データ再生部100で再生するための各データを、地震被害データ再生部100に対応した地震被害データ取得部200によって取得すること、そして、地震被害データ取得部200では実際に模擬的に発生させた地震の影響を記録することを特徴としている。
また、本発明に係る実現象データ生成システム5では、地震被害データ取得部200によって取得した各データを編集する際の補助として同期用信号送信部300を活用することも一つの特徴となっている。なお、地震被害データ取得部200で取得したデータは、地震被害データとも称する。
地震被害データ取得部200でのデータ記録は、図1や図2に示すような什器等が配された空間で行われる。この空間は、地震模擬振動データに基づいて地震動を再現する地震再現装置50が取り付けられている。なお、このような空間は、以降、地震体験空間とも称する。地震体験空間は、映像データ取得装置230によって映像データを取得する範囲とする。本実施形態では、地震体験空間に、地震再現装置50が取り付けられている。一般的には、地震体験空間は地震再現装置50上に設えるか、或いは、地震再現装置50上に構造物を設置してその中に設えるようにする。
例えば、地震再現装置50が再現する地震模擬振動データとしては、過去に実際に発生した地震、若しくは将来発生が予想される地震と同様の揺れを受けた場合の地震体験空間の動きを、地震再現装置50で再現させるものであることが好ましい。このように、過去実際に発生した地震と同規模の地震を地震再現装置50で再現し、その際の地震体験空間での応答を地震被害データ取得部200で記録し、さらに、地震被害データ再生部100で再生することで、体験者は仮想現実体験システム10による地震体験をより身近に感じることができる。
なお、本明細書においては、地震体験空間に係るデータを地震被害データ取得部200で取得したデータを地震被害データ再生部100で再生することで、地震に係る仮想現実体験を行う構成を基本として説明を行っているが、本発明は、地震体験空間に限らず、危険な空間一般の仮想現実体験を行うことに利用することができる。さらに、本明細書で開示した技術は、危険な空間に限らず、より一般的な仮想現実体験を可能とするシステムに適宜採用することができるものである。
地震被害データ再生部100の映像再生装置130で再生される映像データは映像データ取得装置230によって記録され、また、音声再生装置150で再生される音声データは音声データ取得装置250によって記録され、また、振動再生装置170で再生される振動データは振動データ取得装置270によって記録される。
映像データ取得装置230としては、動画像を撮影できる機材で構成され、例えばデジタルカメラを用いることができる。本発明に係る実現象データ生成システム5では、地震体験空間全体をおさめた広視野角の高解像度な全方位の映像データが用いられることが好ましいために、映像データ取得装置230には、デジタルカメラなどを複数台用いるなどして地震体験空間をカバーするように配置することが好ましい。しかし、1台の動画像を撮影できる機材で地震体験空間全体をおさめた広視野角の映像データを取得することができればこの限りではない。
本実施形態では、映像データ取得装置230として、全方位映像データが取得できるように、6台のGoPro(登録商標)社製のデジタルカメラ(Hero4 Black)を、Plug−n−Play Holder for GoProによって、複数方位撮影可能に一体化して用いた。なお、映像データ取得装置230で記録した映像データは、例えば、SDカードなどの不揮発性で書き換え可能な記憶素子に保存される。
なお、本実施形態では、映像データ取得装置230として、6台のデジタルカメラを用いるようにしているが、より画角の広いカメラを用いることができれば、カメラの台数を減らすことができ、また、地震体験空間を狭めることによっても、カメラの台数を減らすことができる。
また、音声データを取得する音声データ取得装置250としては、市販のボイスレコーダーやICレコーダーなどを用いることができる。音声データ取得装置250で記録した音声データについても、SDカードなどの不揮発性で書き換え可能な記憶素子に保存される。なお、本実施形態では、音声データ取得装置250として、ステレオ録音可能なICレコーダーなどを用いたが、指向性を有する3つ以上のマイクロフォンで複数の異なる方位の音声データを取得するようにしてもよい。複数の異なる方位の音声データを用いることにより、音声データも映像データと同様に、後述する方向指定データと連動させた利用ができるようになる。
振動データ取得装置270における振動データの検知には、振動を検知する加速度センサ271を用いることができる。加速度センサ271で取得される振動には、水平動2成分、鉛直動1成分が含まれるが、3方向の軸周りの回転動3成分も同時に計測し、地震体験空間の傾きの情報も含めることもできる。また、加速度センサは複数用いることにより地震体験空間全体の振動データを取得するようにしてもよい。加速度センサ271で取得された振動データは、振動データ記録装置272(例えば、SDカード書き込み装置)に記録・保存される。
また、本実施形態では、振動データ取得装置270における振動データの検知に加速度センサ271を用いているが、速度センサや変位センサなど、地震体験空間の振動を再現できるデータを検知できるセンサで代用することも出来る。
地震被害データ取得部200を構成する映像データ取得装置230、音声データ取得装置250、振動データ取得装置270は、地震を模擬した揺れる地震体験空間内で、模擬地震が引き起こす当該空間内の様子を記録する。揺れている地震体験空間内で映像の揺れを抑制するために、映像データ取得装置230は、地震体験空間内の床面に対する相対変位が極力抑えられるように、可能な限り強固に治具に固定されるように構成する。もしくは、映像データ取得装置230の振動データを検知して補正することなどにより体験者に違和感のない映像データを取得するようにしてもよい。
ところで、映像データ取得装置230、音声データ取得装置250、振動データ取得装置270は、それぞれ独立して、地震体験空間内の模擬地震の様子を記録して保存するために、最終的には各データを統合するが、各データを統合する際には、同期をとる必要がある。そこで、各データを編集する際のマーカーのように、同期用信号送信部300を利用する。
同期用信号送信部300は、例えばLEDなどで構成される発光装置310と、発光装置310の点灯と同時に発音を行うと共に、発光装置310の消灯と共に発音を停止する、音声再生装置などの発音装置320と、振動データ取得装置270に対して電気信号を送信する電気信号送信装置330と、から構成されている。電気信号送信装置330が送信する電気信号は、例えば、発光装置310の点灯と同時にONとなり、発光装置310の消灯と共にOFFとなる信号である。また、同期用信号送信部300における発光装置310、発音装置320及び電気信号送信装置330は不図示の遠隔制御スイッチ部によって制御可能に構成されている。
少なくとも、同期用信号送信部300の発光装置310は、映像データ取得装置230で記録する映像に写り込むように、地震体験空間内に配されることが好ましい。また、同期用信号送信部300の発音装置320により発生される音は、音声データ取得装置250に記録可能な音量レベルとするとともに、音声データ取得装置で記録され得る地震再現装置50から発する音などの他音源からの音とは異なる、容易に区別できる音とする。
振動データ取得装置270では、加速度センサ271の振動データと共に、電気信号送信装置330からの電気信号も記録・保存することができるようになっている。そのために、振動データ取得装置270においては、時系列の振動データ中で、どの時刻で同期用信号送信部300が発光・発音したかなども記憶されることとなる。これにより、映像データ、音声データ、振動データの同期をとることができるようになる。
なお、本実施形態では、同期用信号送信部300が1台設置されている場合を例に説明をしているが、同期用信号送信部300を複数用いることも好ましい。複数の同期用信号送信部300を用いる場合、いずれの同期用信号送信部300の発光装置310における点灯・消灯は同時とされ、かつ、これらに同期し、いずれの同期用信号送信部300の発音装置320における発音・消音も同時とされ、かつ、これらに同期し、いずれの同期用信号送信部300の電気信号送信装置330におけるON・OFFの電気信号送信も同時とされる。
また、本実施形態では、発光装置310、発音装置320、電気信号送信装置330が一体となった同期用信号送信部300を図示しているが、発光装置310、発音装置320、電気信号送信装置330のうちの一部もしくはすべてが独立し、不図示の遠隔制御スイッチ部によって制御できる構成でもよい。
また、以上で説明した実施形態では、同期用信号送信部300の発光装置310における点灯・消灯が映像データ取得装置230に記録され、発音装置320における発音・消音が音声データ取得装置250に記録され、電気信号送信装置330におけるON・OFFの電気信号送信が振動データ取得装置270に記録され、各データの同期をとるためのマーカーとして利用される場合について説明した。
これをさらに進めて、同期用信号送信部300が、映像データ取得装置230及び音声データ取得装置250及び振動データ取得装置270の全ての装置を直接的に制御し、これら全ての装置を同時にスタートさせてデータ取得させるようにする制御装置を備えるように構成することも可能である。このような同期用信号送信部300によれば、初期から同期した映像データ、音声データ、振動データを取得することが可能となる。
なお、以上の本実施形態では、地震被害データ取得部200として、映像データ取得装置230、音声データ取得装置250、振動データ取得装置270の3つを用いて、映像データ、音声データ、振動データの3種類のデータを取得する構成について説明したが、本発明においては、これらのデータの任意の組み合わせを用いるように構成することができる。
次に、以上のように構成される映像データ取得装置230、音声データ取得装置250、振動データ取得装置270からなる地震被害データ取得部200と、同期用信号送信部300とを用いて、模擬的に発生させた地震の様子を記録する記録作業について説明する。
地震再現装置50が取り付けられ、地震時の応答が再現される地震体験空間には、地震による当該空間内の影響が分かるように、複数の什器を配置しておくことが好ましい。複数の什器を配置した地震体験空間には、図1や図2に示すように、地震被害データ取得部200と、同期用信号送信部300とが設置される。これにより、記録作業前の初期準備が完了する。
次に、本発明に係る実現象データ生成システム5で、実際に記録作業を進めていく手順について説明する。図4は地震被害データ取得部200及び同期用信号送信部300を用いた記録作業の手順を説明するフロー図である。また、図5は各装置の動作タイミングを説明する図であり、図5(A)は地震模擬振動データによる地震再現装置50の動作タイミングを示しており、図5(B)は同期用信号送信部300の動作タイミングを示しており、図5(C)は地震被害データ取得部200の動作タイミングを示している。
図4において、ステップS100で、記録作業が開始されると、続く、ステップS101において、時刻Toで地震被害データ取得部200を構成する映像データ取得装置230、音声データ取得装置250、振動データ取得装置270をONとして記録を開始する(図5も参照)。
なお、映像データ取得装置230、音声データ取得装置250、振動データ取得装置270は、ステップS101で、ほぼ同時にONとするが、厳密に動作開始のタイミングをそろえることは難しい。一方、地震被害データ再生部100では、各再生データにずれがあると、体験者が大きな違和感を覚えることとなってしまう。そこで、本実施形態においては、同期用信号送信部300を用い、再生データの編集作業において、各データの同期をとるようにする。
ステップS102において、時刻T1で同期用信号送信部300を作動させ、同時に、発光装置310を点灯し、発音装置320で音を発生させ、電気信号送信装置330から電気信号を送る。このような点灯、発音及び電気信号の送信はそれぞれ、映像データ取得装置230、音声データ取得装置250、振動データ取得装置270によって記録される。このときの様子が図2に示されている。
同期用信号送信部300は、各データを同期させるタイミングを把握するための補助となればよいものであるので、時刻T1後の時刻T2で動作を停止させる。すなわち、時刻T2で発光装置310を消灯し、発音装置320での音の発生を停止し、電気信号送信装置330からの電気信号を停止する(図5も参照)。
ステップS103において、時刻T3で、地震模擬振動データに基づいて地震再現装置50が地震体験空間に模擬地震を発生させて地震体験空間内の地震応答を再現する(図5も参照)。このときの様子は、地震被害データ取得部200を構成する映像データ取得装置230、音声データ取得装置250、振動データ取得装置270の各装置によって、記録されている。図3は模擬的に発生させた地震を地震被害データ取得部200で記録する様子を示す図である。
ステップS104では、記録を行う予定の時間が経過したか否かを判定する。当該判定がNOであればループし、当該判定がYESとなると、ステップS105に進む。
ステップS105では、地震再現装置50や、映像データ取得装置230、音声データ取得装置250、振動データ取得装置270などの全装置を停止して、ステップS106で記録作業が終了する。
以上のような一連の模擬地震の記録作業によって、映像データ取得装置230、音声データ取得装置250、振動データ取得装置270においては、SDカードなどの不揮発性で書き換え可能な記憶素子に、それぞれ映像データ、音声データ、振動データを記録することとなる。記録された映像データ、音声データ、振動データは、図6に示すようにパーソナルコンピューター(地震被害データ処理装置)110に取り込まれて、編集作業が実施される。パーソナルコンピューター(地震被害データ処理装置)110は、映像データ、音声データ、振動データの各データの同期をとるための装置として利用されるものであり、特許請求の範囲においては、「地震被害データ処理装置」として上位概念的に表現している。
次に、このような編集作業の手順について説明する。図7は映像データ、音声データ、振動データの編集作業の手順を説明するフロー図である。なお、図7に示す編集作業のフローは人手によって実行されることが想定されているが、このような編集作業による成果物と同等のものを得るためのフローは自動化することもできる。
図7において、ステップS200で、パーソナルコンピューター(地震被害データ処理装置)110におけるデータの編集作業を開始する。
ステップS201では、映像データに写り込んでいる発光装置310の点灯タイミングを参照し、映像データ取得装置230で取得された複数の異なる方位を撮像した映像データを、広範囲映像データとして統合する。個々の映像データから、広範囲映像データとする際には、VideoStitch Studioなどのソフトウエアを用いることができる。なお、本実施形態では、広範囲映像データ取得装置230として、6台のデジタルカメラを用いるようにしていることから、個々の映像データを、全方位映像として統合できる。
ステップS202では、音声データに記録されている発音装置320の発音タイミングを参照し、ステップS201で統合された広範囲映像データに、さらに音声データを統合する。これにより、広範囲映像データと、音声データとが同期される。なお、異なる種別のデータ間のデータ統合とは、同期をとることによって、2つのデータで時間的なずれをなくすようにすることを言う。
なお、本実施形態では、音声データ取得装置250で記録された音声データを、広範囲映像データに統合するようにしているが、もともと映像データ取得装置230には一般的に音声データを同期して記録する機能が付属しているので、映像データ取得装置230の音声記録機能で記録される音声データを用いるようにしてもよい。
ステップS203では、広範囲映像データ、音声データ、及び振動データを統合する。それぞれのデータにおいては、発光、発音が開始し、電気信号がONとなった時刻T1、及び、発光、発音が停止し、電気信号がOFFとなった時刻T2が特定できるので、時刻T1、時刻T2のいずれかの時刻を基準として、広範囲映像データと音声データと振動データとを同期させて、統合することができる。
ステップS204では、T2〜T3の間に開始タイミングを設定し、それ以前のデータをカットする。このように不要な時間帯のデータをカットすることで、同期をとるために用いられる同期用信号送信部300の発光装置310の点灯や、発音装置320からの発音の収録部分をカットすることができる。
ステップS205では、終了タイミングを設定し、それ以降のデータをカットする。終了タイミングについては、適宜選定することができる。
ステップS206で、地震被害データ再生部100で再生するための、広範囲映像データ、音声データ、振動データとからなる再生データセットが完成する。
ステップS207で、編集作業を終了する。
なお、ステップS201では、映像データに写り込んでいる発光装置310の点灯タイミングを参照することで、各映像データを広範囲映像データとして統合する作業を進めようにしているが、ステップS201を自動化するような場合には、前記の点灯タイミングを画像処理によって自動的に検出して、映像データを広範囲映像データとして統合するようにしてもよい。
また、ステップS202では、音声データに記録されている発音装置320の発音タイミングを参照することで、広範囲映像データに音声データを統合する作業を進めようにしているが、ステップS202を自動化するような場合には、前記の発音タイミングを音声処理によって自動的に検出して、広範囲映像データに音声データを統合するようにしてもよい。
また、ステップS205で、終了タイミングを自動的に設定するよう場合には、同期用信号送信部300から、終了タイミングに係る情報を出力させ、これを映像データ取得装置230及び音声データ取得装置250及び振動データ取得装置270によって取得させるように構成することで、これを行うことができる。
以上のような実際の模擬地震に基づいて取得された記録データから、広範囲映像データ、音声データ、振動データとからなる再生データセットを得て、これを地震被害データ再生部100で再生すると、仮想現実体験システム10の体験者は非常に臨場感に溢れる体験をすることができる。
以上のような、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成システム5及び模擬地震被害の実現象データ生成方法によれば、地震再現装置50が取り付けられた空間で、地震再現装置50によって模擬地震動を再現しつつ、実現象に基づく地震被害データを取得することで、コンピューターシミュレーションでは再現困難な、実現象に則した、高い臨場感、没入感のある地震体験を提供可能とする実現象データを生成することが可能となる。
また、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成システム5及び模擬地震被害の実現象データ生成方法によれば、同期用信号送信部によって映像、音声、振動それぞれの地震被害データに同期用信号を付加させることで、視覚、聴覚及び振動の体感において違和感のない、地震体験を提供可能とする実現象データを生成することができる。
次に、以上のように模擬地震被害の実現象データ生成システム5で生成されたデータを、再生する仮想現実体験システム10について説明する。
図8は本発明の実施形態に係る模擬地震被害の仮想現実体験システム10における地震被害データ再生部100の概略構成を示す図である。図において、振動データ、音声データ、映像データは、パーソナルコンピューター(地震被害データ処理装置)110から各装置に供給されることを示している。また、地震被害データ再生部100の一部を構成する方向指定装置120で取得される方向指定データがパーソナルコンピューター(地震被害データ処理装置)110に送信されることを示している。
地震被害データ再生部100は、方向指定装置と、地震による影響を再現する各再生装置と、方向指定装置から方向指定データを受けて、各再生成装置に再生データを送信するパーソナルコンピューター(地震被害データ処理装置)110と、から構成されている。本発明の実施形態においては、地震被害データ再生部100におけるデータ供給には、汎用のパーソナルコンピューター(地震被害データ処理装置)110が用いられているが、例えば、タブレット端末などのその他の情報処理装置が用いられてもよいし、データ供給可能な専用のハードウエアを用いるようにしてもよい。
地震被害データ再生部100は再生装置として、体験者が着座する座席部178が取り付けられ、パーソナルコンピューター(地震被害データ処理装置)110から送信される振動データに基づいて、体験者が体感可能な振動を再生する振動再生装置170を有している。
体験者が体感可能な振動を再生することができれば振動再生装置170としてはどのような構成のものを用いてもよい。ここでは、振動再生装置170の構成の一例を説明する。
本実施形態に係る地震被害データ再生部100を構成する振動再生装置170は、基台部172と、この基台部172上で、不図示の駆動機構により、X方向及びY方向に移動する可動部174と、この可動部174に固着されている座席部178と、から構成されている。なお、本実施形態では、可動部174はX方向及びY方向に移動するように構成されているが、可動部174がさらにZ方向に移動するように構成することもできる。また、可動部174が床の傾きなどを再現する機構を有するよう構成することも出来る。
このような振動再生装置170においては、可動部174が、パーソナルコンピューター(地震被害データ処理装置)110から供給される振動データに基づいて、移動するようになっている。振動データには、時間毎の可動部174のX方向の位置、及びY方向の位置が指定されており、不図示の駆動機構はこれに基づいて、可動部174を移動させる。このような可動部174の移動に伴い、可動部174に取り付けられている座席部178も地震のように揺れ、体験者は地震動を模擬的に体験することができるようになっている。
本実施形態に係る地震被害データ再生部100の振動再生装置170で再生される振動データは、振動データ取得装置270で取得され、パーソナルコンピューター(地震被害データ処理装置)110で、同期がとられたものである。
地震被害データ再生部100は再生装置として、体験者が可聴可能な音声を再生する音声再生装置150を有している。本実施形態においては、音声再生装置150はヘッドフォンの形態で提供されており、体験者が装着する映像再生装置130と同時に、装着可能とされており、体験者の利便性が図られている。
なお、本実施形態においては、音声再生装置150はヘッドフォンの形態で提供されているが、 音声再生装置150は他の形態で提供されるようにしてもよい。また、音声再生装置150で再生する音はモノラル方式のものでもよいが、より臨場感を高めるにはステレオ方式のものであることが好ましい。さらに、単純なステレオ方式より臨場感を高めた再生方式を適宜用いることもできる。
また、音声再生装置150は、パーソナルコンピューター(地震被害データ処理装置)110から送信される音声データに基づいて、地震により発生する音を再生し、再現するようになっている。
本実施形態に係る地震被害データ再生部100の音声再生装置150で再生される音声データは、 音声データ取得装置250で取得され、パーソナルコンピューター(地震被害データ処理装置)110で、同期がとられたものである。
地震被害データ再生部100は再生装置として、模擬地震の体験者によって装着され、映像を再生する映像再生装置130を有している。映像再生装置130においては、パーソナルコンピューター(地震被害データ処理装置)110から送信される映像データに基づいて、映像再生が行われる。
また、地震被害データ再生部100は再生装置として、映像再生装置130の装着者の頭の動きに伴う、装着者の視線方向の動きを検知する方向指定装置120を有している。方向指定装置120で取得される方向指定データはパーソナルコンピューター(地震被害データ処理装置)110に送信される。
パーソナルコンピューター(地震被害データ処理装置)110が、方向指定装置120で取得される方向指定データを受信し、広範囲の映像データのうち、方向指定データに応じた画角の映像データを、映像再生装置130に対して送信することで、映像再生装置130は体験者の視線方向に対応した映像を再生することができるようになっている。
上記のような映像再生装置130と方向指定装置120の双方を備える製品としては、例えば、Oculus(登録商標)社製Riftなどのヘッドマウントディスプレイがあり、本発明には当該製品を用いることができる。当該製品には、装着者の頭の動きに伴う、装着者の視線方向の動きを検知するために、方向指定装置120であるジャイロセンサが内蔵されている。
地震被害データ再生部100においては、上記のようなジャイロセンサの検知情報である方向指定データに基づいて、頭部の動きを伴う装着者の視線方向に対応した映像を再生する技術、所謂、ヘッドトラッキング技術が採用されている、上記のような製品を用いることが好ましい。
また、本実施形態に係る地震被害データ再生部100で用いる映像再生装置130としては、没入型のものが好ましい。映像再生装置130としては、透過型ではなく、没入型のものを用いることで、体験者は映像に集中することで、臨場感溢れる模擬地震の体験をすることができる。もちろん、本発明においては、映像再生装置130として、Oculus(登録商標)社製Rift以外の、その他の市販のヘッドマウントディスプレイを用いることも可能である。
このように、パーソナルコンピューター(地震被害データ処理装置)110から映像再生装置130に供給される映像データは、広範囲映像データのうちの、体験者の視線方向の特定画角の映像データであり、映像再生装置130を装着している模擬地震の体験者の視線の方向の映像が、映像再生装置130で再生されるようになっている。このような、本発明に係る仮想現実体験システム10によれば、地震が引き起こす影響を頭部や視線の向きに合わせて視聴することができ、よりリアルな地震体験をすることができる。
本実施形態に係る地震被害データ再生部100の映像再生装置130で再生される広範囲の映像データは、映像データ取得装置230で取得され、パーソナルコンピューター(地震被害データ処理装置)110で、広範囲映像データとされ、さらに同期がとられたものである。
これまでの説明では、方向指定装置120がジャイロセンサであり、これによって、体験者の頭部の動きに基づいた方向指定データを検知するようにしていたが、方向指定装置120はこれに限らず、体験者の視線の動きを検知して、視線の動きに基づいて方向指定データを出力するように構成することもできる。
また、以上で説明した実施形態では、方向指定装置120で取得される方向指定データに応じて視覚し得る映像データを変更して、体験者の視線方向に対応した映像を再生するようにしたが、このような仕組みは音声データに対しても適用することができる。すなわち、方向指定装置120で取得される方向指定データに応じて、聴覚し得る音声データを、体験者の視線方向(可聴方向と同様と考える)に対応した音声に変更するように構成することもできる。
また、本実施形態においては、映像再生装置130と方向指定装置120の双方を備えるものとして、ヘッドマウントディスプレイを用いるようにしたが、本発明に係る地震被害データ再生部100を構成する装置がヘッドマウントディスプレイに限られるものではない。
本発明では、映像再生装置130としてヘッドマウントディスプレイを用いることは、臨場感のある仮想現実体験をする上では好ましいことではあるが、必ずしも必須の要件ではない。
例えば、映像再生装置130としては、スマートフォンやタブレット端末なども用いることもできる。映像再生装置130としてスマートフォンやタブレット端末を用いた場合には、方向指定装置120としては、スマートフォンやタブレット端末などに内蔵されているジャイロセンサを利用することができる。この場合、体験者が手に持ったスマートフォンやタブレット端末を移動させることによって、移動方向に応じた特定画角の映像データを、体験者が視聴できるように構成する。
さらに、映像再生装置130としては、スマートフォンやタブレット端末などの手に持てるものに限られる必要もない。例えば、据え置き型のパーソナルコンピューターのディスプレイを映像再生装置130としても用いることができる。この場合、方向指定装置120としては、マウスやタッチパネルなどのポインティングデバイスを利用することもできる。この場合、ポインティングデバイスで指定した方向の画角の映像データ・音声データを、体験者が視聴できるように構成する。
なお、本実施形態では、地震被害データ再生部100として、映像再生装置130、音声再生装置150、振動再生装置170の3つを用いて、映像データ、音声データ、振動データの3種類のデータの全てを再生する構成について説明したが、本発明においては、これらのデータの任意の組み合わせを再生するように構成することができる。
以上のように、本発明に係る模擬地震被害の仮想現実体験システム10及び模擬地震被害の仮想現実体験方法によれば、地震被害データ処理装置によって映像、音声、振動の地震被害データを同期して地震被害データ再生部100において再生することで、コンピューターシミュレーションでは再現困難な、実現象に則した、高い臨場感、没入感のある地震体験を、視覚、聴覚および振動の体感において違和感なく提供することが可能となる。
また、本発明に係る模擬地震被害の仮想現実体験システム10及び模擬地震被害の仮想現実体験方法によれば、方向指定装置120によって方向を指定して地震被害データを再生することで、地震被害データ再生部として可搬性のある機材の構成が可能となり、高い臨場感、没入感のある地震体験を、様々な防災教育・啓発活動の現場で提供することが可能となる。
5・・・実現象データ生成システム
10・・・仮想現実体験システム
50・・・地震再現装置
100・・・地震被害データ再生部
110・・・パーソナルコンピューター(地震被害データ処理装置)
120・・・方向指定装置
130・・・映像再生装置
150・・・音声再生装置
170・・・振動再生装置
172・・・基台部
174・・・可動部
178・・・座席部
200・・・地震被害データ取得部
230・・・映像データ取得装置
250・・・音声データ取得装置
270・・・振動データ取得装置
271・・・加速度センサ
272・・・振動データ記録装置
300・・・同期用信号送信部
310・・・発光装置
320・・・発音装置
330・・・電気信号送信装置
この発明は、上記のような課題を解決するものであって、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成システムは、地震模擬振動データに基づいて模擬地震動を再現する地震再現装置と、前記地震再現装置が取り付けられた空間で、前記地震再現装置によって模擬地震動を再現しつつ、実現象に基づく地震被害データを取得する地震被害データ取得部と、前記地震被害データに含まれる複数種の地震被害データの間の同期をとるための同期用信号を送信する同期用信号送信部と、からなることを特徴とする。

また、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成システムは、前記同期用信号送信部には、映像に係る同期用信号を送信する発光装置が含まれることを特徴とする。

また、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成システムは、前記同期用信号送信部には、音声に係る同期用信号を送信する発音装置が含まれることを特徴とする。

また、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成システムは、前記同期用信号送信部には、振動に係る同期用信号を送信する電気信号送信装置が含まれることを特徴とする。

また、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成システムは、前記同期用信号送信部には、前記地震被害データ取得部に含まれる装置を制御する制御装置が含まれることを
特徴とする。

また、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成方法は、地震模擬振動データに基づいて模擬地震動を再現する地震再現装置を、所定の空間に取り付ける地震再現装置取り付けステップと、前記地震再現装置が取り付けられた空間で、前記地震再現装置によって模擬地震動を再現しつつ、実現象に基づく地震被害データを取得する地震被害データ取得ステップと、前記地震被害データに含まれる複数種の地震被害データの間の同期をとるための同期用信号を送信する同期用信号送信ステップと、からなることを特徴とする。

また、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成方法は、前記地震被害データ取得ステップには、映像に係る地震被害データを取得する映像データ取得ステップが含まれることを特徴とする。

また、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成方法は、前記地震被害データ取得ステップには、音声に係る地震被害データを取得する音声データ取得ステップが含まれることを特徴とする。

また、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成方法は、前記地震被害データ取得ステップには、振動に係る地震被害データを取得する振動データ取得ステップが含まれることを特徴とする。

また、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成方法は、前記同期用信号送信ステップには、映像に係る同期用信号を送信する発光ステップが含まれることを特徴とする。

また、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成方法は、前記同期用信号送信ステップには、音声に係る同期用信号を送信する発音ステップが含まれることを特徴とする。

また、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成方法は、前記同期用信号送信ステップには、振動に係る同期用信号を送信する電気信号送信ステップが含まれることを特徴とする。

また、本発明に係る模擬地震被害の実現象データ生成方法は、前記同期用信号送信ステップには、前記地震被害データ取得ステップに含まれる複数のステップを同時に制御する制御ステップが含まれることを特徴とする。

Claims (28)

  1. 地震模擬振動データに基づいて模擬地震動を再現する地震再現装置と、
    前記地震再現装置が取り付けられた空間で、前記地震再現装置によって模擬地震動を再現しつつ、実現象に基づく地震被害データを取得する地震被害データ取得部と、からなることを特徴とする模擬地震被害の実現象データ生成システム。
  2. 前記地震被害データ取得部には、映像に係る地震被害データを取得する映像データ取得装置が含まれることを特徴とする請求項1に記載の模擬地震被害の実現象データ生成システム。
  3. 前記地震被害データ取得部には、音声に係る地震被害データを取得する音声データ取得装置が含まれることを特徴とする請求項1に記載の模擬地震被害の実現象データ生成システム。
  4. 前記地震被害データ取得部には、振動に係る地震被害データを取得する振動データ取得装置が含まれることを特徴とする請求項1に記載の模擬地震被害の実現象データ生成システム。
  5. 前記地震被害データに含まれる複数種の地震被害データの間の同期をとるための同期用信号を送信する同期用信号送信部をさらに有することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の模擬地震被害の実現象データ生成システム。
  6. 前記同期用信号送信部には、映像に係る同期用信号を送信する発光装置が含まれることを特徴とする請求項5に記載の模擬地震被害の実現象データ生成システム。
  7. 前記同期用信号送信部には、音声に係る同期用信号を送信する発音装置が含まれることを特徴とする請求項5に記載の模擬地震被害の実現象データ生成システム。
  8. 前記同期用信号送信部には、振動に係る同期用信号を送信する電気信号送信装置が含まれることを特徴とする請求項5に記載の模擬地震被害の実現象データ生成システム。
  9. 前記同期用信号送信部には、前記地震被害データ取得部に含まれる装置を制御する制御装置が含まれることを特徴とする請求項5に記載の模擬地震被害の実現象データ生成システム。
  10. 実現象に基づく複数種の地震被害データの間の同期をとる地震被害データ処理装置と、
    前記地震被害データ処理装置によって同期がとられた地震被害データを再生する地震被害データ再生部と、からなることを特徴とする模擬地震被害の仮想現実体験システム。
  11. 前記地震被害データ再生部には、映像に係る地震被害データを再生する映像再生装置が含まれることを特徴とする請求項10に記載の模擬地震被害の仮想現実体験システム。
  12. 前記地震被害データ再生部には、音声に係る地震被害データを再生する音声再生装置が含まれることを特徴とする請求項10に記載の模擬地震被害の仮想現実体験システム。
  13. 前記地震被害データ再生部には、振動に係る地震被害データを再生する振動再生装置が含まれることを特徴とする請求項10に記載の模擬地震被害の仮想現実体験システム。
  14. 前記地震被害データ再生部には、地震被害データを再生する際の方向を指定する方向指定装置が含まれることを特徴とする請求項10に記載の模擬地震被害の仮想現実体験システム。
  15. 地震模擬振動データに基づいて模擬地震動を再現する地震再現装置を、所定の空間に取り付ける地震再現装置取り付けステップと、
    前記地震再現装置が取り付けられた空間で、前記地震再現装置によって模擬地震動を再現しつつ、実現象に基づく地震被害データを取得する地震被害データ取得ステップと、からなることを特徴とする模擬地震被害の実現象データ生成方法。
  16. 前記地震被害データ取得ステップには、映像に係る地震被害データを取得する映像データ取得ステップが含まれることを特徴とする請求項15に記載の模擬地震被害の実現象データ生成方法。
  17. 前記地震被害データ取得ステップには、音声に係る地震被害データを取得する音声データ取得ステップが含まれることを特徴とする請求項15に記載の模擬地震被害の実現象データ生成方法。
  18. 前記地震被害データ取得ステップには、振動に係る地震被害データを取得する振動データ取得ステップが含まれることを特徴とする請求項15に記載の模擬地震被害の実現象データ生成方法。
  19. 前記地震被害データに含まれる複数種の地震被害データの間の同期をとるための同期用信号を送信する同期用信号送信ステップをさらに有することを特徴とする請求項15乃至請求項18のいずれか1項に記載の模擬地震被害の実現象データ生成方法。
  20. 前記同期用信号送信ステップには、映像に係る同期用信号を送信する発光ステップが含まれることを特徴とする請求項19に記載の模擬地震被害の実現象データ生成方法。
  21. 前記同期用信号送信ステップには、音声に係る同期用信号を送信する発音ステップが含まれることを特徴とする請求項19に記載の模擬地震被害の実現象データ生成方法。
  22. 前記同期用信号送信ステップには、振動に係る同期用信号を送信する電気信号送信ステップが含まれることを特徴とする請求項19に記載の模擬地震被害の実現象データ生成方法。
  23. 前記同期用信号送信ステップには、前記地震被害データ取得ステップに含まれる複数のステップを同時に制御する制御ステップが含まれることを特徴とする請求項19に記載の模擬地震被害の実現象データ生成方法。
  24. 実現象に基づく複数種の地震被害データの間の同期をとる地震被害データ同期ステップと、
    前記地震被害データ同期ステップによって同期がとられた地震被害データを再生する地震被害データ再生ステップと、からなることを特徴とする模擬地震被害の仮想現実体験方法。
  25. 前記地震被害データ再生ステップには、映像に係る地震被害データを再生する映像再生ステップが含まれることを特徴とする請求項24に記載の模擬地震被害の仮想現実体験方法。
  26. 前記地震被害データ再生ステップには、音声に係る地震被害データを再生する音声再生ステップが含まれることを特徴とする請求項24に記載の模擬地震被害の仮想現実体験方法。
  27. 前記地震被害データ再生ステップには、振動に係る地震被害データを再生する振動再生ステップが含まれることを特徴とする請求項24に記載の模擬地震被害の仮想現実体験方法。
  28. 前記地震被害データ再生ステップには、地震被害データを再生する際の方向を指定する方向指定ステップが含まれることを特徴とする請求項24に記載の模擬地震被害の仮想現実体験方法。
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