JP6740788B2 - 避難誘導システムおよび避難誘導方法 - Google Patents

Description

本発明は、施設内に存在する人を避難誘導する避難誘導システムおよび避難誘導方法に関する。

事業場や商業施設、公共施設などの大規模施設では、火事や地震、テロリズムなどの非常事態発生時に、施設内に取り残されている不特定多数の人を安全、確実かつ迅速に施設外に避難誘導することが求められる。これまでは、消防士や警察官などが拡声器を用いて避難者に対して避難方法を指示する方法がとられてきた。しかし、大規模な施設では消防士による指示には限界が生じる。また、誘導にあたる人が二次災害を受ける可能性もある。そのため、人の指示に頼らない避難誘導システムが提案されている。

非特許文献１には、自動化された避難誘導システムについて開示されている。非特許文献１においては、出火場所に応じた最適な避難経路を事前に設定しておき、非常時には設定した避難経路を誘導経路として活用する。非特許文献１のシステムでは、施設内に取り残された人の分布を仮定し、シミュレーションによって誘導経路を事前に導出しておく。そのため、非特許文献１の手法では、シミュレーションからは想定されていない状況が非常時に発生した際に、適切に避難誘導できない可能性がある。

非常時の人の精神状態は平常時とは大きく異なる。例えば、非常時においては、非常口がどちらの方向にあるのか分からずに避難方向を探して徘徊する人、精神的なショックのために何をすればいいか分からずに立ちすくんでいる人、茫然自失となり座り込んでいる人などが少なからず発生する。すなわち、非常時においては、様々な精神状態の人を適切に施設外に誘導することが求められる。施設内に取り残された人を取りこぼしなく施設外に誘導するためには、施設内のどこに人がいてどのような状態にあるのかを知る必要がある。

特許文献１には、発電所や工場等における災害発生時に、施設内の被災状況をセンサによって検出し、安全に避難者を避難誘導する方法が開示されている。特許文献１の方法では、センサによって災害状況を検知するとともに、被災した場所および人の所在を判別し、あらかじめ記憶されている避難誘導経路のリストから検索・決定した最適経路を避難者に通知する。特許文献１の技術においては、出入監視センサや監視カメラによって人の所在を確認して施設を出入りする人を監視し、避難状況を把握する。

特許文献２には、ワイヤレス・センサネットワークを用いた避難誘導システムについて開示されている。特許文献２のシステムでは、施設内に分散配置したワイヤレス・センサネットワークを集中管理方式で制御し、施設内の各所に設置された人感センサにより人の有無および混雑度を把握する。焦電型赤外線センサを利用する人感センサは、温度の時間的な変化を取得することによって対象を検出できる。また、超音波センサを利用する人感センサは、センサが発する超音波が対象に反射して戻ってくる往復時間によってセンサと物体との間の距離を計測し、対象の存在を把握できる。

また、特許文献３および非特許文献２にも、ワイヤレス・センサネットワークを用いた分散方式の避難誘導システムについて開示されている。特許文献３および非特許文献２のシステムでは、施設内に分散して設置された避難誘導装置を無線通信により連携して動作させる。特許文献３および非特許文献２のシステムには、人の動きを把握する手段として群衆密度センサを使用する例が開示されている。

また、非特許文献３には、人の行動分類を利用して避難行動を計測し、避難行動の傾向を把握する避難誘導方法について開示されている。非特許文献３においては、目的地や経由地に向かうための移動先を決定する場合には、ステレオカメラやレーザレンジスキャナによって人の行動を詳細に計測する。一方、目的地までの経路や経由地を決定する場合や目的地を決定する場合には、単眼カメラや人手による計測システムによって人の移動を計測する。

また、特許文献４には、電力線を利用してデータ通信を行う電力線通信技術を用いたセキュリティシステムについて開示されている。特許文献４のシステムは、内部に複数行複数列に複数の圧力センサが配置された圧力センサ付き絨毯によって対象を検知し、初期値よりも所定の閾値以上の重さを検知した際に不審人物が進入したことを通知する。

特開２００３−１９６７７０号公報 特開２００５−３１６５３３号公報 特開２００８−１３４８０６号公報 特開２００７−０２６０６３号公報

山元有次、赤沢孝造、畝田透、小栗正裕、「避難誘導システム」、日立評論、１９７６年１２月、Ｖｏｌ．５８、Ｎｏ．１２、ｐ．９７１−９７６ 瀧本浩一、三浦房紀、松元隆博、関原弦、組田良則、山本真吾、「自律分散協調による避難誘導システムの開発」、社会技術研究論文集、２０１１年４月、Ｖｏｌ．８、ｐ．８２−９０ 山下倫央、副田俊介、大西正輝、依田育士、野田五十樹、「センサデータマイニングを活用した安全安心な避難誘導への取組み」、電子情報通信学会誌、２０１１年、Ｖｏｌ．９４、Ｎｏ．４、ｐ．２９４−２９８

特許文献１〜３、非特許文献２〜３の技術によれば、カメラや人感センサによって、非常時において施設内の人の存在や動きを検知できる。しかし、特許文献１〜３、非特許文献２〜３の技術では、火災発生時のように視界が悪い場合や、熱が発生する場合には、人の状況や動きを正確に検知できなくなり、誤動作する可能性があるという問題点があった。

例えば、カメラを用いて人を検出する場合、停電によって十分な屋内照明が得られなかったり、発煙によって視界不良となったりして、非常時に人の存在や動きを検知できない可能性がある。また、カメラを用いて人の動きを把握する場合、プライバシーの観点からトイレなどのカメラを設置できない場所もあるため、施設内の人の状況をくまなく把握することは困難である。

また、焦電型赤外線センサや超音波センサを利用する人感センサは、温度の時間的な変化を取得することによって対象を検出するため、静止している人の検出は困難である。また、焦電型赤外センサを利用する人感センサは、火災発生時においては発熱により誤動作が生じる可能性がある。

一方、特許文献４の技術によれば、圧力センサ付き絨毯を用いるため、視界が悪い場合や発熱がある場合でも人を検知できる。しかし、特許文献４の技術では、人の有無を検知できても状態までは把握できないため、避難者を施設外に安全に導くための避難情報を避難者の状態に応じて提供できないという問題点があった。

本発明の目的は、上述した課題を解決するために、施設内の避難者の状態を検知し、避難者の状態に応じた避難指示を出すことができる避難誘導システムを提供することにある。

本発明の避難誘導システムは、記憶手段と、施設内の所定の位置に設置された少なくとも一つの圧力センサによって生成された圧力データを取得し、取得した圧力データを参照データとして記憶手段に記憶させる圧力データ取得手段と、非常時に圧力データ取得手段によって取得された圧力データを参照データと比較して圧力センサの上に位置する人の状態を解析する解析制御手段と、解析制御手段の解析結果に基づいた避難指示情報を生成する避難指示手段とを備える。

本発明の避難誘導方法においては、施設内の所定の位置に設置された少なくとも一つの圧力センサによって生成された圧力データを取得し、取得した圧力データを参照データとして記憶し、非常時に取得された圧力データを参照データと比較して圧力センサの上に位置する人の状態を解析し、解析結果に基づいた避難指示情報を生成する。

本発明によれば、施設内の避難者の状態を検知し、避難者の状態に応じた避難指示を出すことができる避難誘導システムを提供することが可能になる。

本発明の第１の実施形態に係る避難誘導システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る避難誘導システムが取得する圧力データの一例である。 本発明の第１の実施形態に係る避難誘導システムが取得する圧力データの別の一例である。 本発明の第１の実施形態に係る避難誘導システムの動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る避難誘導システムが使用する圧力データを取得する感圧シートの構成例を示す概念図である。 本発明の第１の実施形態に係る避難誘導システムが使用する圧力データを取得する感圧シートに含まれる感圧素子の構成例を示す概念図である。 本発明の第１の実施形態に係る避難誘導システムが使用する圧力データを取得する感圧シートに含まれる感圧素子の感圧層に加えられる圧力と電気抵抗との関係の一例を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態に係る避難誘導システムが使用する圧力データを取得する感圧シートに含まれる感圧素子が加圧された状態の一例を示す概念図である。 本発明の第１の実施形態に係る避難誘導システムが使用する圧力データを取得する感圧シートに含まれる感圧素子が加圧された状態の一例を示す概念図である。 本発明の第１の実施形態に係る避難誘導システムが使用する圧力データを取得する感圧シートによって取得される圧力データに基づいて生成される圧力分布の一例である。 本発明の第１の実施形態に係る避難誘導システムが使用する圧力データを取得する感圧シートによって取得される圧力データに基づいて生成される圧力分布の一例である。 本発明の第１の実施形態に係る避難誘導システムが使用する圧力データを取得する感圧シートによって取得される圧力データに基づいて生成される圧力分布の一例である。 本発明の第１の実施形態に係る避難誘導システムが使用する圧力データを取得する感圧シートによって取得される圧力データに基づいて生成される圧力分布の変換例である。 本発明の第１の実施形態に係る避難誘導システムが使用する圧力データを取得する感圧シートによって取得される圧力データに基づいて生成される圧力分布の変換例である。 本発明の第１の実施形態に係る避難誘導システムが使用する圧力データを取得する感圧シートの配置例を示す概念図である。 本発明の第１の実施形態に係る避難誘導システムが使用する圧力データを取得する感圧シートの構成例を示す概念図である。 本発明の第１の実施形態に係る避難誘導システムが使用する圧力データを取得する感圧シートに含まれる感圧素子の構成例を示す概念図である。 本発明の第１の実施形態に係る避難誘導システムが使用する圧力データを取得する感圧シートに含まれる感圧素子が加圧された状態の一例を示す概念図である。 本発明の第１の実施形態に係る避難誘導システムの変形例の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る避難誘導システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る避難誘導システムの動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る避難誘導システムの状況表示手段が出力する情報をモニタに表示させる一例である。 本発明の第３の実施形態に係る避難誘導システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第４の実施形態に係る避難誘導システムの構成を示すブロック図である。 本発明の各実施形態に係る避難誘導システムの適用例である。 本発明の各実施形態に係る避難誘導システムの適用例である。 本発明の各実施形態に係る避難誘導システムを実現するためのハードウェア構成の概念図である。

以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお、以下の実施形態の説明に用いる全図においては、特に理由がない限り、同様箇所には同一符号を付す。また、以下の実施形態において、同様の構成・動作に関しては繰り返しの説明を省略する場合がある。

（第１の実施形態）
〔構成〕
まず、本発明の第１の実施形態に係る避難誘導システムについて図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態の避難誘導システム１の構成を示すブロック図である。

避難誘導システム１は、圧力データ取得手段１１と、解析制御手段１２と、記憶手段１３と、避難指示手段１４とを備える。避難誘導システム１は、施設内の所定の位置に設置されている少なくとも一つの圧力センサ２０に接続される。

圧力センサ２０は、自身に加えられた圧力を計測するセンサである。圧力センサ２０は、複数の感圧部が並べられた構造を有し、感圧部ごとに加えられた圧力の大きさ（圧力値）を計測する。圧力センサ２０は、感圧部ごとに計測した圧力値を含むデータ（以下、圧力データ）を圧力データ取得手段１１に出力する。

具体的には、圧力センサ２０は、各感圧部に加えられた圧力値を各感圧部の位置情報（アドレス）に対応付けた圧力データを出力する。なお、圧力が加えられた感圧部によって計測された圧力値を、各感圧部のアドレスに対応付けた圧力データのまとまりのことを圧力パターンとも呼ぶ。例えば、圧力パターンは、図２のように、圧力値の大小を濃淡で示して２次元状にマッピングできるデータ形式であればよい。また、圧力パターンは、図３のように、感圧部のアドレスに圧力値を対応付けたグラフで表現できるデータ形式であってもよい。なお、圧力パターンのデータ形式には限定を加えない。

また、圧力センサ２０は、感圧素子を含む感圧シートとして構成できる。感圧シートは、加えられた圧力を計測できるデバイスである。感圧シートは、加えられた圧力の大きさに応じて電気抵抗が変化する感圧材料を含む感圧素子を含み、感圧素子に加えられる圧力の大きさに応じた感圧材料の電気抵抗の変化に伴う電流値の変化を取得するためのセンサである。

圧力センサ２０は、単一の感圧素子を含む感圧シートをマトリックス状に配置して構成してもよいし、複数の感圧素子がマトリックス状に配置された感圧シートで構成してもよい。以下においては、複数の感圧素子がマトリックス状に配置された構造を含む感圧シートを圧力センサ２０として用いるものとする。複数の感圧素子を含む感圧シートでは、感圧素子に加えられる圧力に応じた感圧材料の抵抗値変化に伴う電流値の変化をアクティブマトリックス方式で取得できる。

印刷エレクトロニクスの進展により、大面積な感圧シートの低価格化が見込まれている。そのため、施設内の床面に感圧シートを設置することがコスト的に可能になりつつある。例えば、人の存在を識別するためには、感圧シートを構成する感圧素子間の距離を１センチメートル程度に設定すればよい。この場合、感圧シートは、１平方メートルあたり１万ピクセルを有する。

圧力センサ２０に含まれる複数の感圧素子は、圧力センサ２０の上に人がいるか否かを識別できる間隔で格子状に配置される。圧力センサ２０は、センサ上の人の状態（立位、座位、臥位等）を検出できる解像度を有する。圧力センサ２０は、センサ上の人が冷静な避難行動をとっているか、パニック行動をとっており右往左往しているか、倒れているか、座り混んでいるか、何かに寄りかかっているかなど、人の状態を解析するための圧力データを出力する。圧力センサ２０は、圧力パターンを出力するように構成してもよい。

圧力センサ２０は、施設内の所定の位置に少なくとも一つ設置される。圧力センサ２０は、施設内の複数個所に設置されるのが好ましい。圧力センサ２０の設置箇所は任意に設定できる。例えば、圧力センサ２０は、施設の出入口近傍に設置される。出入口近傍に圧力センサ２０を設置すれば、施設に出入りする人の数や、非常時に施設外に避難できた人の数を把握できる。また、例えば、圧力センサ２０は、トイレなどのように監視カメラを設置しにくい位置に設置することもできる。通常、トイレなどにはプライバシーの観点から監視カメラを置くことができないが、圧力センサ２０であれば問題なく設置できる。なお、圧力センサ２０自体を避難誘導システム１に含めてもよい。

圧力データ取得手段１１は、圧力センサ２０に接続される。また、圧力データ取得手段１１は、解析制御手段１２および記憶手段１３に接続される。

圧力データ取得手段１１は、所定のタイミングで圧力センサ２０から圧力データを取得する。圧力データ取得手段１１は、平常時には、例えば３０分ごとや１時間ごとなどといった所定の間隔で圧力センサ２０から圧力データを取得する。圧力データ取得手段１１は、人の出入りが頻繁になる時間帯や状況においては、圧力データの取得間隔を短くしてもよい。また、圧力データ取得手段１１は、深夜のように施設内が無人となる時間帯においては、圧力データの取得間隔を長くしてもよい。また、圧力データ取得手段１１は、施設内に人が存在しない状態において取得された圧力データをブランクデータとして取得してもよい。

圧力データ取得手段１１は、平常時に取得した圧力データ（参照データとも呼ぶ）を記憶手段１３に記憶させる。なお、圧力データ取得手段１１は、自身に設けられた記憶領域（図示しない）やその他の記憶装置に参照データを記憶してもよい。

解析制御手段１２は、圧力データ取得手段１１、記憶手段１３および避難指示手段１４に接続される。

解析制御手段１２は、非常事態が発生するとその機能を起動し、非常時に取得した圧力データ（以下、解析対象データ）と、平常時に取得された参照データとを比較して解析する。例えば、解析制御手段１２の起動は、非常事態が発生した際に外部から行うように構成してもよいし、解析制御手段１２自身が非常事態を検知して行うように構成してもよい。

解析制御手段１２は、解析対象データと参照データとの比較結果から、圧力センサ２０の上における人の有無や、圧力センサ２０上に位置する人の状態を解析する。例えば、解析制御手段１２は、圧力センサ２０から出力された圧力データを典型的なパターンと比較して、圧力センサ２０上の人の状態を解析する。解析制御手段１２は、避難指示手段１４に解析結果を出力する。

解析制御手段１２は、圧力センサ２０上の人が冷静な避難行動をとっているか、パニック行動をとっており右往左往しているかなどといった状態を圧力センサ２０の出力データから解析する。例えば、解析制御手段１２は、圧力センサ２０上の人が倒れているか、座り混んでいるか、何かに寄り掛かっているかなどといった状態に関する典型的なパターンと解析対象データとを比較し、圧力センサ２０上の人の状態を解析する。例えば、解析制御手段１２は、圧力センサ２０上における対象物の圧力センサ２０との接地面積と、圧力センサ２０から得られる圧力データと、圧力データの時間変化と、平常時に取得された参照データとを用いて人の状態を解析する。

また、解析制御手段１２は、解析した人の状態から、室内の状況を推定することもできる。例えば、解析制御手段１２は、複数の人が右往左往しているような状況であると解析すれば、室内でパニックが起きていると推定する。また、例えば、解析制御手段１２は、複数の人が倒れているような状況であると解析すれば、室内に火事などの異常が起きていると推定する。

ここで、非常時における解析制御手段１２の動作について説明する。

まず、解析制御手段１２は、検出対象データと参照データとを比較し、参照データには含まれない圧力データ（以下、検出データ）を抽出する。解析制御手段１２は、抽出した検出データを用いてその部屋に存在している物体が何かを認識する。

次に、解析制御手段１２は、識別された物体が動いているか否かを認識する。解析制御手段１２は、物体が動いている場合、その物体は人であると識別する。なお、本実施形態においては、圧力データに基づいて動いていると判定された物体は、その物体が人か否か判別がしにくい場合においても、安全性を考慮して人であると判定する。

続いて、解析制御手段１２は、抽出された検出データと、接地面積から識別された物体の重量を算出する。例えば、解析制御手段１２は、算出された物体の重量が人の体重の想定範囲内である場合は、その物体が人であると識別するように構成してもよい。一方、解析制御手段１２は、算出された物体の重量が人の体重の想定範囲外である場合は、その物体が人以外の物体であると識別すればよい。

解析制御手段１２は、人であると識別された物体と圧力センサ２０との接地面積、圧力センサ２０から得られる圧力データ（検出データ）、検出データの時間変化とを解析することによって、圧力センサ２０上に位置する人の状況を識別する。

例えば、解析制御手段１２は、検出データと、物体の圧力センサ２０との接地面積とから算出された人の体重に基づいて、識別された人が大人であるか子供であるかを区別する。

例えば、解析制御手段１２は、圧力データの時間変化からその人の状況を判別する。解析制御手段１２は、人と識別された物体が通常想定される速度で移動していれば、その人は健常者であると認識する。一方、解析制御手段１２は、人と識別された物体の移動速度が極端に遅い場合は、その人が怪我をしているか、障碍があるか、老人であるかなどと判別する。

また、解析制御手段１２は、圧力センサ２０上で人と識別された物体と圧力センサ２０との接触面積や接触パターンに基づいて、その人が立っているか、座っているか、倒れているかなどの状態を識別する。例えば、解析制御手段１２は、圧力センサ２０と物体との接触面積から、足裏接地面積相当、体全体面積相当、臀部面積相当または体側面積相当であるかなどを判別する。

また、解析制御手段１２は、平常時に取得される参照データを用いて、圧力センサ２０上に椅子や机、ソファ、ベッドなどの家具が置かれている場所に人と想定される重量増加があるか否かを検出する。解析制御手段１２は、重量増加が検出された家具が置かれている場所における圧力データに時間変化がない場合、人が家具の上で座っている、寄りかかっているまたは倒れていて動きが取れないといった状態を判別する。

記憶手段１３は、圧力データ取得手段１１および解析制御手段１２に接続される。記憶手段１３は、参照データや避難者の状況などに関するデータを記憶するための記憶装置である。記憶手段１３は、圧力センサ２０によって取得される圧力データ（参照データや圧力パターンを含む）に関する情報や、避難者の避難状況、解析結果などを記憶する。

避難指示手段１４は、解析制御手段１２に接続される。また、避難指示手段１４は、圧力センサ２０の近傍に設置されたディスプレイやスピーカなどの出力装置（図示しない）に接続される。避難指示手段１４は、避難者の状態に応じた避難指示情報を出力装置に出力する。

避難指示手段１４は、施設内に存在する人の状況に応じた避難指示情報をそれぞれの人に向けて出力する。すなわち、避難指示手段１４は、避難者の状況に応じて、集中的、個別的かつ自動的に避難指示情報を出力する。避難指示手段１４は、避難者に対して視覚的または聴覚的な情報を生成するための避難指示情報を出力する。

例えば、避難指示手段１４は、避難指示する地点からの最適な避難経路に関する避難指示情報を出力する。例えば、避難指示手段１４は、識別された人がパニック状態にある場合には、その人の精神を落ち着かせるために、「落ち着いてください」などといった音声を避難指示情報として出力する。その際、避難指示手段１４は、解析制御手段１２において識別された人の特徴および状態のデータを活用する。

避難指示手段１４は、解析制御手段１２の解析結果に基づいて、識別された人に怪我や障害があるために自力で避難できないと判断した場合には、速やかに救助を派遣するための避難指示情報を出力する。この場合、避難指示手段１４は、外部のシステムに対して救助手配を示す避難指示情報を出力する。

以上が、本実施形態に係る避難誘導システム１の構成についての説明である。本実施形態の避難誘導システム１は、電力の節約および不要な個人情報取得の回避を目的として、平常時には圧力データ取得手段１１のみを稼働させ、非常時のみシステムの全機能を稼働させることが好ましい。なお、平常時に圧力データ取得手段１１以外の機能を稼動させて、システムチェックやデータ収集を行ってもよい。

〔動作〕
次に、本実施形態に係る避難誘導システム１の動作について、図４のフローチャートを用いて説明する。

図４において、まず、避難誘導システム１は、現在が非常時であるか否かを判別する（ステップＳ１１）。避難誘導システム１は、施設内に設置された非常通報機器や煙探知装置、地震計、防犯システムなどからの情報を用いて、現時点が非常時であるか平常時であるかを判断する。例えば、外部の機器や装置、システムに解析制御手段１２を接続し、非常時に起動するように構成すればよい。

平常時の場合（ステップＳ１１でＮｏ）、圧力データをチェックするならば（ステップＳ１２でＹｅｓ）、避難誘導システム１は、所定のタイミングで圧力センサ２０の出力した圧力データをチェックする（ステップＳ１３）。圧力データをチェックしないならば（ステップＳ１２でＮｏ）、ステップＳ１１に戻る。

避難誘導システム１は、ステップＳ１３でチェックした圧力データを参照データとして記憶手段１３に記憶する（ステップＳ１４）。ステップＳ１１〜ステップＳ１４のルーチンにおいて、避難誘導システム１は、主に、圧力センサ２０の上に人物が位置しない場合の圧力データを取得する。なお、ステップＳ１１〜ステップＳ１４のルーチンにおいて、避難誘導システム１は、平常時において、圧力センサ２０の上に人物が位置する場合の圧力データを取得するように構成してもよい。

一方、非常時の場合（ステップＳ１１でＹｅｓ）、避難誘導システム１は、圧力センサ２０から出力された圧力データを解析し、圧力センサ２０の上における人の有無を判定する（ステップＳ１５）。

避難誘導システム１は、圧力センサ２０上に人が位置すると判定した場合（ステップＳ１５でＹｅｓ）、圧力センサ２０上の人に対して避難経路を指示する（ステップＳ１６）。このとき、避難誘導システム１は、パニック状態にあると判定された人がいると判定した場合、その人の近傍に設置された出力装置から精神的な安定を促すアナウンスを流すなどの対応を行う。

ところで、避難誘導システム１が圧力センサ２０上に人が位置しないと判定した場合（ステップＳ１５でＮｏ）、ステップＳ１７に進む。

処理を継続する場合（ステップＳ１７でＹｅｓ）はステップＳ１１に戻り、処理を終了する場合（ステップＳ１７でＮｏ）は図４のフローチャートに沿った処理を終了とする。すなわち、ステップＳ１１で非常時と判断された場合は、ステップＳ１５〜ステップＳ１６のルーチンを繰り返す。

以上が、本実施形態に係る避難誘導システム１の動作についての説明である。なお、図４のフローチャートに基づいた動作は一例であって、本発明の範囲を限定するものではない。

〔感圧シート〕
ここで、本実施形態の避難誘導システム１が解析する圧力データを生成する圧力センサ２０の一例について説明する。

図５は、圧力センサ２０の一例である感圧シート２００の構成を示す概念図である。本実施形態では、感圧素子２１０をマトリックス状に配置した感圧シート２００を圧力センサ２０として用いることを想定する。感圧シート２００を構成する感圧素子２１０は、加圧された際に電気抵抗が変化する感圧層を含む。

図５のように、感圧シート２００は、複数の感圧素子２１０がｍ行ｎ列の二次元状に並べられたマトリックス回路２０１を有する（ｍ、ｎは自然数）。図５の例では、マトリックス回路２０１を構成する感圧素子２１０は薄膜トランジスタと抵抗（感圧層）とを１つずつ含む。

各トランジスタに関して、ゲート電極はゲート線Ｇ１〜Ｇｍに接続され、ソース電極はソース線Ｓ1〜Ｓnに接続され、ドレイン電極は抵抗の一端に接続される。各抵抗に関して、一端はトランジスタのドレイン電極に接続され、他端は接地される。各ソース線Ｓ1〜Ｓnと各ゲート線Ｇ１〜Ｇｍとは互いに直行する。なお、図５においては、ソース線やゲート線に電圧を印加する走査回路や読み出し回路などの構成については省略する。また、図５には図示していないが、感圧シート２００は、生成したデータを避難誘導システム１に送信する送信装置を含む。感圧シート２００は、避難誘導システムに有線接続されていてもよいし、無線接続されていてもよい。

感圧素子２１０ごとに出力される電流値に対応する圧力値を二次元で諧調表示させると、感圧シート２００に対して加えられた圧力の二次元分布が得られる。例えば、感圧素子２１０に加えられる圧力の大きさに応じて色や濃淡を変えるように階調表示させれば、直感的に把握しやすい圧力分布が得られる。

図６は、感圧素子２１０を半導体素子で構成する場合の一例である。感圧素子２１０は、第１基板２１１、ゲート電極２１２、ゲート酸化膜２１３、ソース電極２１４、ドレイン電極２１５、チャネル層２１６、中間層２１７、ビア２１８、第１電極２１９、感圧層２２０、第２電極２２１、第２基板２２２を備える。なお、図６は、感圧素子２１０の一例であって、本発明の範囲を限定するものではない。また、感圧シート２００に要求される感度によっては、感圧素子２１０を半導体素子として形成せず、巨視的な大きさの電気回路で構成してもよい。その場合、各感圧素子２１０の感圧層２２０ごとに電気抵抗を計測できるように導線を配置すればよい。

ゲート電極２１２は、第１基板２１１上に形成される。ゲート電極２１２はゲート酸化膜２１３によって被覆される。ゲート酸化膜２１３上には、ゲート電極２１２上に隙間が開くように、ソース電極２１４とドレイン電極２１５とを間隔を開けて形成される。ソース電極２１４とドレイン電極２１５との間には、チャネル層２１６が形成される。チャネル層２１６は、ゲート酸化膜２１３を挟んでゲート電極２１２と対向する位置に形成される。ゲート電極２１２、ゲート酸化膜２１３、ソース電極２１４、ドレイン電極２１５およびチャネル層２１６が薄膜トランジスタを構成する。

ソース電極２１４、ドレイン電極２１５およびチャネル層２１６は、中間層２１７によって被覆される。中間層２１７の一部には、中間層２１７の表裏を貫通するビア２１８を設ける。中間層２１７の上には、第１電極２１９を形成する。ビア２１８は、ドレイン電極２１５と第１電極２１９とを電気的に接続する。薄膜トランジスタ、中間層２１７、ビア２１８および第１電極２１９の組み合わせた構成を感圧セルとも呼ぶ。なお、チャネル層２１６を保護層で被覆してもよい。

中間層２１７および第１電極２１９の上には、感圧層２２０を配置する。感圧層２２０の上には第２電極２２１が形成される。第２電極２２１の上には、第２基板２２２が形成される。

図６のように、感圧シート２００を構成する各感圧素子２１０は、圧力が加えられると変形する感圧層２２０を含む。感圧層２２０の変形箇所では、変形量に応じて電気抵抗が変化する。感圧層２２０は、薄膜トランジスタ素子と感圧層２２０とが直列に接続された構造を有する。ＯＮ状態の薄膜トランジスタ素子には、感圧層２２０の変形量に応じた電流が流れる。

感圧シート２００上に物体が乗ると、物体によって加圧された感圧素子２１０において圧力値が検出される。感圧シート２００は、各感圧素子２１０において検出された圧力値を感圧素子２１０のアドレス（位置情報）と関連付けた圧力データを出力する。このとき、感圧シート２００は、全ての感圧素子２１０の圧力データを出力してもよいし、加圧された感圧素子２１０の圧力データのみを出力してもよい。また、感圧シート２００は、各感圧素子２１０における電流値を避難誘導システム１に出力するように構成してもよい。すなわち、感圧シート２００は、各感圧素子２１０のアドレスと、圧力値および電流値の少なくともいずれかとを関連付けて出力する。

次に、感圧素子２１０を用いて圧力を検知する方法について説明する。

まず、圧力を検知する際には、ソース電極２１４と第２電極２２１との間に電圧を印加するとともに、ゲート電極２１２に電圧を印加し、薄膜トランジスタをオン状態にする。

感圧素子２１０に圧力が加えられていない状態では感圧層２２０が絶縁性を示すため、ソース電極２１４と第２電極２２１との間に電流が流れない。一方、感圧素子２１０に圧力が加えられた状態では、感圧層２２０が導電性を示すため、ソース電極２１４と第２電極２２１との間に電流が流れる。すなわち、ソース電極２１４と第２電極２２１との間を流れる電流値を計測することによって、感圧素子２１０に加えられた圧力値を計測できる。

図７は、感圧層２２０に加えられる圧力と、圧力が加えられた感圧層２２０の電気抵抗との関係を表すグラフの一例である。感圧層２２０は、加えられる圧力値に応じて電気抵抗が変化する。電気抵抗の変化は、ソース電極２１４と第２電極２２１との間を流れる電流値を計測することによって検出できる。なお、図５においては、ソース電極２１４と第２電極２２１との間を流れる電流値を計測する具体的な手段については省略している。

図８および図９は、感圧素子２１０に圧力が加えられた状態を示す概念図である。図８は、圧力Ｐ₁が加えられた際の感圧層２２０、第２電極２２１および第２基板２２２の変形の程度を示す。図９は、圧力Ｐ₂が加えられた際の感圧層２２０、第２電極２２１および第２基板２２２の変形の程度を示す。図８および図９の例では、圧力Ｐ₂のほうが圧力Ｐ₁よりも大きいものとする。なお、図８および図９の例では、加えられた圧力による感圧素子２１０の変形を誇張して示しており、実際の変形の度合いを反映したものではない。

図７のグラフを参照すると、圧力Ｐ₁が加えられた際の感圧層２２０の電気抵抗はＲ₁である。このとき、ソース電極２１４と第２電極２２１との間には、感圧層２２０の電気抵抗Ｒ₁を反映した電流が流れる。一方、また、図７のグラフを参照すると、圧力Ｐ₂が加えられた際の感圧層２２０の電気抵抗はＲ₂である。このとき、ソース電極２１４と第２電極２２１との間には、感圧層２２０の電気抵抗Ｒ₂を反映した電流が流れる。

すなわち、感圧層２３３に加えられた圧力値と、ソース電極２１４と第２電極２２１との間に流れる電流値との対応関係を求めておけば、感圧素子２１０に加えられた圧力値を計測できる。

次に、感圧シート２００に加えられた圧力分布を検出する方法について説明する。

まず、第２電極２２１に電圧を印加した状態で、複数のゲート線Ｇ１〜Ｇｍに順番に電圧を印加していく。

次に、ゲート線Ｇ１〜Ｇｍに接続された薄膜トランジスタのソース電極２１４を流れる電流を測定し、いずれの感圧素子２１０が加圧されているのかを検出する。全ての感圧素子２１０について加圧の有無を検出することによって、感圧シート２００上の物体の形状を二次元的に把握できる。

また、感圧シート２００を用いれば、各感圧素子２１０への加圧の有無だけではなく、各感圧素子２１０に加えられた圧力値を計測できる。そのため、感圧シート２００を用いれば、感圧シート２００上の物体の形状に加えて、圧力分布を三次元的に表現できる。

次に、感圧素子２１０を構成する構成要素の具体例について詳細に説明する。

第１基板２１１および第２基板２２２は、ガラスやシリコンなどの無機材料、アクリル系樹脂やポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂のなどの高分子材料など、内部の構成要素を保持できる材料であれば特に限定されない。ただし、第１基板２１１および第２基板２２２は、加えられた圧力によって変形できる程度の柔軟さと、繰り返し踏まれても壊れない程度の頑強さを兼ね備えていることが好ましい。特に、感圧素子２１０の最表面に形成される第２基板２２２は、繰り返して圧力が加えられることを考慮すると、感圧層２２０に圧力を伝えやすく、フレキシブル性を有する高分子材料で形成することが望ましい。また、第２基板２２２には、布などの繊維体を使用してもよい。

ゲート電極２１２、ソース電極２１４、ドレイン電極２１５、ビア２１８、第１電極２１９および第２電極２２１などの電極材料には、一般的な金属を用いることができる。例えば、金、銀、白金、銅、インジウム、アルミニウム、マグネシウムなどの金属を電極材料として用いることができる。また、酸化インジウム錫合金やマグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、アルミニウム−リチウム合金、アルミニウム−スカンジウム−リチウム合金、マグネシウム−銀合金などの合金を電極材料として用いることができる。また、酸化錫などの導電性酸化物や、導電性ポリマーなどの有機材料を電極材料として用いることもできる。感圧素子２１０を構成する電極材料は、感圧シート２００に加えられた圧力に対する耐変形性を有していることが好ましい。

感圧素子２１０を構成する電極は、真空蒸着法やスパッタ法、エッチング法、リフトオフなどの一般的な電極形成プロセスで形成できる。また、有機材料や、銀ペースト、金属粒子を含んだ分散液、金属の有機化合物を原料として電極を形成する場合、スピンコート法やディップ法、ディスペンサ法、インクジェット法などの溶液プロセスも利用できる。また、一般的なフォトリソエッチング法やシャドウマスクを用いたパターニング法などを用いて電極を加工してもよい。溶液プロセスを用いて電極を形成する場合は、ディスペンサ法やインクジェット法によって直接電極を描画してもよい。

ゲート電極２１２、ソース電極２１４およびドレイン電極２１５は、薄すぎると電気伝導性が低下し、厚すぎると凹凸の高さからゲート酸化膜２１３の絶縁性が低下する。そのため、ゲート電極２１２、ソース電極２１４およびドレイン電極２１５の膜厚は、５０ナノメートル以上、２００ナノメートル以下とすることが好ましい。ビア２１８は、中間層２１７の膜厚と同程度の厚さにすればよい。第１電極２１９は、感圧層２２０との電気的接続を得るために、１マイクロメートル以上の膜厚にすることが好ましい。

ゲート酸化膜２１３および中間層２１７には、電気絶縁性を有し、チャネル層２１６の電気特性に影響を与えない材料を適用できる。例えば、二酸化ケイ素膜や窒化ケイ素膜のような無機化合物、アクリル樹脂やポリイミドのような有機絶縁性材料をゲート酸化膜２１３および中間層２１７の材料に使用できる。また、中間層２１７を形成する際にチャネル層２１６の特性低下を引き起こす可能性がある場合は、チャネル層２１６を保護するための保護層を形成してもよい。

ゲート酸化膜２１３および中間層２１７は、真空蒸着法やスパッタリング法などのドライプロセス、スピンコート法やディップ法、ディスペンサ法、インクジェット法などの溶液プロセスによって形成できる。

ゲート酸化膜２１３を厚くしすぎると、後で形成する電極などの成膜や特性の維持が困難になるとともに、薄膜トランジスタの動作時の印加電圧が大きくなる。一方、ゲート酸化膜２１３を薄くしすぎると、ソース電極またはドレイン電極と、ゲート電極との間の短絡する可能性がある。そのため、ゲート酸化膜２１３は、数十ナノメートルから数百ナノメートルの範囲内の膜厚にすることが望ましい。

中間層２１７は、ソース電極２１４またはドレイン電極２１５と、第１電極２１９との間の電気的な短絡を防ぐために、１マイクロメートルから１０マイクロメートルの範囲内の膜厚にすることが好ましい。

チャネル層２１６は、縮合多環式芳香族化合物やフタロシアニン系化合物、アミン系化合物、フタロシアニン系化合物、ポリマー系半導体特性を有する有機化合物などの半導体特性を有する材料で形成できる。縮合多環式芳香族化合物の一例としては、テトラセンやペンタセンなどを挙げられる。フタロシアニン系化合物としては、銅フタロシアニンや亜鉛フタロシアニンなどを挙げられる。ポリマー系半導体特性を有する有機化合物としては、ポリチオフェンやポリビニルカルバゾールなどを挙げられる。また、カーボンナノチューブや、カーボンナノチューブを含有する混合物をチャネル層２１６に使用してもよい。

チャネル層２１６は、真空蒸着法等のドライプロセス、スピンコート法、ディップ法、ディスペンサ法、インクジェット法等の溶液プロセスを利用できる。チャネル層２１６は、薄すぎるとチャネル内を流れる電流が小さくなり、厚すぎるとチャネル内の抵抗成分が増加する要因になるので、数ナノメートルから数百ナノメートルの範囲の膜厚にすることが好ましい。

感圧層２２０は、圧力が印加された際に電気抵抗が変化する材料であれば特に限定されない。感圧層２２０は、圧力印加を繰り返しても絶縁性および導電性を安定して再現する必要があるため、導電性微粒子を混入したゴムが適している。感圧層２２０は、印加圧力の大小で電気抵抗を変化させるために、数マイクロメートルから数百マイクロメートルの範囲の膜厚にすることが好ましい。

感圧素子２１０の大きさは、人の状態を検知できるのであれば特に限定しない。例えば、高い解像度が要求されない場合、感圧素子２１０を１センチメートル以上の大きさにしてもよい。また、高い解像度が要求される場合、感圧素子２１０を１センチメートル以下の大きさにしてもよい。さらに高い解像度が要求される場合、感圧素子２１０を１マイクロメートルから１ミリメートル程度の大きさにしてもよい。

以上、感圧シート２００を実現するための具体例を挙げたが、本発明の範囲は上述の具体例に限定されない。

ここで、解析制御手段１２が、非常時に生成された圧力データと、記憶手段１３に格納しておいた通常時に蓄積した参照データとを比較し、感圧シート２００上の人の状態を解析することについて例を挙げて説明する。

図１０〜図１２は、感圧シート２００上に人が加圧された際の圧力分布の一例である。なお、図１０〜図１２に示す感圧シート２００のピクセルは一例であって、本実施形態の避難誘導システム１が利用する感圧シート２００を限定するものではない。

図１０は、感圧シート２００の上に人が立っている状態で加圧された位置（破線部分）の感圧素子２１０に計測される圧力データに基づいて生成される圧力パターンの一例を示す。図１１は、感圧シート２００の上に人が座っている状態で加圧された位置（破線部分）の感圧素子２１０に計測される圧力データに基づいて生成される圧力パターンの一例を示す。図１２は、感圧シート２００上に人が横たわった状態で加圧された位置（破線部分）の感圧素子２１０に計測される圧力データに基づいて生成される圧力パターンの一例を示す。

解析制御手段１２は、ある時刻に感圧シート２００によって生成された圧力データから、その時刻における感圧シート２００上の人の状態を判別する。解析制御手段１２は、感圧シート２００に加圧された部分の面積や圧力値などから、感圧シート２００上の人の姿勢等を判別できる。

例えば、非常時において、時刻ｔ₁において図１０の圧力パターン、時刻ｔ₂において図１１の圧力パターン、時刻ｔ₃において図１２の圧力パターンが得られたとする。このとき、解析制御手段１２は、図１０〜図１２の圧力パターンを記憶手段１３などに記憶された参照パターンと比較する。例えば、解析制御手段１２は、図１０の圧力パターンが立位であり、図１１の圧力パターンが座位であり、図１２の圧力パターンが臥位であると判別する。

また、解析制御手段１２は、連続する時刻における感圧シート２００上に位置する人の姿勢の変化から、感圧シート２００上の人の状態を推測できる。

例えば、解析制御手段１２は、時刻ｔ₁〜時刻ｔ₃において感圧シート２００上の人が立っている状態から座った状態になり、さらに横たわった状態になったことから、感圧シート２００上で人が倒れた可能性があると判断できる。

感圧シート２００の各感圧素子２１０によって計測される圧力値は、そのまま使用してもよいし、図１３および図１４のようにデータ処理を加えてもよい。

図１３は、感圧シート２００によって生成される圧力パターンから輪郭を抽出する例である。例えば、圧力パターンの輪郭は、圧力値が急激に変化する部分において隣接する素子間の差分を取ることで抽出できる。なお、圧力パターンの輪郭の抽出方法は、ここで挙げた方法に限らず任意の手法を用いることができる。図１３のように抽出された輪郭は、圧力パターンに設定できる。

図１４は、感圧シート２００上の圧力パターンを二値化して塗りつぶした後、圧力パターンの部分に加えられた圧力値の合計値を平均化して表示する例である。例えば、圧力パターンの領域を二値化で決定し、その領域に加えられた圧力の合計値を面積で割れば、その領域に加えられた圧力を平均化した情報を示すことができる。図１４の例を用いれば、感圧シート２００上の人が立位から座位、臥位に姿勢を変化させた際に、姿勢の変化だけではなく、それぞれの姿勢における詳細な状態を検証できる。

例えば、歩いている人が検出された際に、右足と左足とで圧力パターンの平均圧力が大きく異なることが検出されれば、片足を引きずって歩いているという状態を推定できる。また、横たわっている人が検出された際に、圧力パターンの平均圧力が全く変わらない状態が続けば、感圧シート２００上で人が気を失っていると推定できる。また、横たわっている人が検出された際に、あまりにも大きい平均圧力が検出されれば、感圧シート２００上で倒れている人が何かの下敷きになっていると推定できる。

図１５は、感圧シート２００を所定の位置（避難経路）に配置する一例を示す概念図である。図１５の例では、感圧シート２００を施設の出口の手前に配置する。また、感圧シート２００の近傍には、避難指示手段１４によって出力された避難指示情報を出力させる出力装置２４０を設置する。

本実施形態の避難誘導システム１は、図１５のように所定の位置に配置された感圧シート２００によって生成される圧力データを用いて、施設を出入りする人の状態や避難状況を取得する。施設内に存在する人は、出力装置２４０に出力された避難指示情報に応じることによって施設外に避難できる。

以上のように、本実施形態に係る避難誘導システムは、非常時において施設内に取り残されている不特定多数の人を、施設内の床面に二次元状に設置された圧力センサを用いて正確に検知して識別し、人の状態の判別を行う。その結果、本実施形態に係る避難誘導システムによれば、避難者の状態に応じて適切な避難指示を出し、安全、確実かつ迅速に避難者を施設外に誘導できる。

〔変形例〕
ここで、本実施形態に係る避難誘導システム１の変形例について説明する。

図１６〜図１８の感圧シート２００Ｂは、図５〜図９に示した感圧シート２００の変形例である。

図１６の感圧シート２００Ｂは、複数の配線Ｒ₁〜Ｒ_nと、複数の配線Ｌ₁〜Ｌ_nとが交差するように配置された構成を含む。複数の配線Ｒ₁〜Ｒ_nと、複数の配線Ｌ₁〜Ｌ_nとが交差する箇所が感圧素子２３０を形成する。感圧素子２３０が形成される箇所において、複数の配線Ｒ₁〜Ｒ_nと複数の配線Ｌ₁〜Ｌ_nとの間に感圧層を配置する。なお、図１６においては、配線Ｒ₁〜Ｒ_nや複数の配線Ｌ₁〜Ｌ_nに接続する走査回路や読み出し回路などの構成については省略する。また、図１６には図示していないが、感圧シート２００Ｂは、生成した圧力データを避難誘導システム１に送信する送信装置を含む。感圧シート２００Ｂは、避難誘導システム１に有線接続されていてもよいし、無線接続されていてもよい。

図１７は、感圧素子２３０の断面構造を示す概念図である。感圧素子２３０は、第１基板２３１、第１電極２３２、感圧層２３３、第２電極２３４および第２基板２３５を含む。図１７の感圧素子２３０に含まれる第１基板２３１、第１電極２３２、感圧層２３３、第２電極２３４および第２基板２３５の各々は、図６の感圧素子２１０の第１基板２１１、第１電極２１９、感圧層２２０、第２電極２２１および第２基板２２２に相当する。

図１８は、感圧素子２３０に圧力Ｐが加えられた状態を示す概念図である。感圧層２３３に加えられた圧力値と、第１電極２３２と第２電極２３４との間に流れる電流値との対応関係を求めておけば、感圧素子２３０に加えられた圧力値を計測できる。なお、図１８の例では、加えられた圧力による感圧素子２３０の変形を誇張して示している。

図１９は、本実施形態の避難誘導システム１の利用に関する変形例である。図１９にように、本変形例では、施設への入退場データを管理する入退場管理システム３０を解析制御手段１２に接続する。入退場管理システム３０は、施設に設置された既存のシステムを流用できる。入退場管理システム３０の要件の一つは、施設外に出た避難者の人数把握である。圧力センサ２０により得られた施設内の避難者数の変化と、入退場管理システムから得られた退去者数との整合性を常時確認すれば、避難者数の把握精度が高まる。なお、後述する各実施形態に係るシステムに入退場管理システム３０を接続してもよい。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る避難誘導システム２について図面を参照しながら説明する。図２０は、本実施形態の避難誘導システム２の構成を示すブロック図である。

図２０のように、避難誘導システム２は、第１の実施形態の避難誘導システム１を構成する圧力データ取得手段１１、解析制御手段１２、記憶手段１３および避難指示手段１４に加えて状態表示手段１５を備える。

状態表示手段１５は、解析制御手段１２に接続される。また、状態表示手段１５は、警備室や管理室に設置されたモニタなどの表示装置（図示しない）に接続される。

状態表示手段１５は、施設内の避難者の避難状況やシステムの動作状況を含む情報、解析結果を解析制御手段１２から取得する。状態表示手段１５は、解析制御手段１２から取得した施設内の避難者の避難状況やシステムの動作状況を含む情報を表示装置に出力する。また、状態表示手段１５は、解析制御手段１２による解析結果を表示装置に出力する。すなわち、状態表示手段１５は、解析制御手段１２の解析結果を用いて、圧力センサ２０の上に位置する人の状態に関する情報を含む表示データを外部の表示装置（図示しない）に表示させる。本システムを利用する警備員や管理者は、表示装置に表示された表示データによって、システム全体の動作状態や、避難者の避難状況、解析制御手段１２の解析結果を確認できる。

〔動作〕
次に、本実施形態に係る避難誘導システム２の動作について、図２１のフローチャートを用いて説明する。

図２１において、まず、避難誘導システム２は、現在が非常時であるか否かを判別する（ステップＳ２１）。避難誘導システム２は、施設内に設置された非常通報機器や煙探知装置、地震計、防犯システムなどからの情報を用いて、現時点が非常時であるか平常時であるかを判断する。例えば、外部の機器や装置、システムに解析制御手段１２を接続し、非常時に起動するように構成すればよい。

平常時の場合（ステップＳ２１でＮｏ）、圧力データをチェックするならば（ステップＳ２２でＹｅｓ）、避難誘導システム１は、所定のタイミングで圧力センサ２０の出力した圧力データをチェックする（ステップＳ２３）。圧力データをチェックしないならば（ステップＳ２２でＮｏ）、ステップＳ２１に戻る。

避難誘導システム２は、ステップＳ２３でチェックした圧力データを参照データとして記憶手段１３に記憶する（ステップＳ２４）。ステップＳ２１〜ステップＳ２４のルーチンにおいて、避難誘導システム２は、主に、圧力センサ２０の上に人物が位置しない場合の圧力データを取得する。なお、ステップＳ２１〜ステップＳ２４のルーチンにおいて、避難誘導システム２は、平常時において、圧力センサ２０の上に人物が位置する場合の圧力データを取得するようにしてもよい。

一方、非常時の場合（ステップＳ２１でＹｅｓ）、避難誘導システム２は、圧力センサ２０から出力された圧力データを解析して、圧力センサ２０の上における人の有無を判定する（ステップＳ２５）。

避難誘導システム２は、圧力センサ２０上に人が位置すると判定した場合（ステップＳ２５でＹｅｓ）、圧力センサ２０上の人に対して避難経路を指示する（ステップＳ２６）。このとき、避難誘導システム２は、パニック状態にあると判定された人がいると判定した場合、その人の近傍に設置された出力装置から精神的な安定を促すアナウンスを流すなどの対応を行う。

そして、避難誘導システム２は、避難者の人数およびその詳細な位置や状態を状態表示手段１５によって図示しない表示装置に表示させる（ステップＳ２７）。

ところで、避難誘導システム２が圧力センサ２０上に人が位置しないと判定した場合（ステップＳ２５でＮｏ）、避難者がいないことを状態表示手段１５によって図示しない表示装置に表示させる（ステップＳ２８）。そして、ステップＳ２９に進む。

処理を継続する場合（ステップＳ２９でＹｅｓ）はステップＳ２１に戻り、処理を終了する場合（ステップＳ２９でＮｏ）は図２１のフローチャートに沿った処理を終了とする。すなわち、ステップＳ２１で非常時と判断された場合は、ステップＳ２５〜ステップＳ２８のルーチンを繰り返す。

以上が、本実施形態に係る避難誘導システム２の動作についての説明である。なお、図２１のフローチャートに基づいた動作は一例であって、本発明の範囲を限定するものではない。

ここで、状態表示手段１５が出力する情報を表示する例について説明する。図２２は、避難者の避難状況や解析結果を表示装置のモニタ２５０に表示させる一例である。図２２は、３階建ての施設内に避難者が取り残されている状況を想定している。

図２２のモニタ２５０には、フロア表示欄２５１、避難状況表示欄２５２、アラーム表示欄２５３等を表示させる。フロア表示欄２５１には、感圧シート２００を配置した箇所を斜線で示し、各感圧シート２００の検出状況をポップアップで示している。図２２の例では、トイレ前に設定された感圧シート２００によって異常が検出されている。避難状況表示欄２５２には、施設内残存者数、２階に残存している人の数、アラームの数を表示させている。そして、アラーム表示欄２５３には、２階トイレ前で人が倒れているという状況と、確認を促すコメントが表示されている。

施設の管理者は、モニタ２５０に表示された情報を確認することによって、避難状況や解析結果を知ることができる。

以上のように、本実施形態に係る避難誘導システムによれば、第１の実施形態の効果に加えて、警備員や管理人に施設内の避難者の状況やシステムの解析結果を知らせることができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る避難誘導システムについて図面を参照しながら説明する。図２３は、本実施形態の避難誘導システム３の構成を示すブロック図である。

図２３のように、避難誘導システム３は、第１の実施形態の避難誘導システム１を構成する圧力データ取得手段１１、解析制御手段１２、記憶手段１３、避難指示手段１４に加えて、高セキュリティ記憶領域１６を備える。なお、高セキュリティ記憶領域１６は、第２の実施形態に係る避難誘導システム２に加えてもよい。

高セキュリティ記憶領域１６は、平常時に取得される参照データを記憶するための記憶領域である。なお、高セキュリティ記憶領域１６は、記憶手段１３の内部に設けてもよい。

一般に、人の状態などを収集するシステムは、個人情報の管理の観点から問題が発生する場合があるため、個人情報に関するデータを他の情報よりもセキュリティレベルの高い場所に保存されていることが好ましい。そのため、本実施形態においては、平常時に取得される参照データを高セキュリティ記憶領域１６に記憶させる。

高セキュリティ記憶領域１６は、平常時には一切アクセスできなくし、非常時になって初めてアクセスできるように構成することが好ましい。平常時に一切アクセスできなければ、個人情報の管理の観点で好ましい。高セキュリティ記憶領域１６のセキュリティレベルを上げれば、より高いレベルでの個人情報管理を実現できる。

高セキュリティ記憶領域１６は、避難誘導システム３を構成する他の構成要素と同じハードウェア内に設置してもよいし、他の構成要素とは異なるハードウェア内に設置してもよい。例えば、避難誘導システム３の主な構成要素を設置したコンピュータやサーバとは異なるセキュリティの高い装置内に高セキュリティ記憶領域１６を配置してもよい。

以上のように、本実施形態に係る避難誘導システムによれば、参照データを高セキュリティ記憶領域に記憶させることによって高いレベルの個人情報管理を実現できる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態に係る避難誘導システムについて図面を参照しながら説明する。図２４は、本実施形態の避難誘導システム４の構成を示すブロック図である。

図２４のように、本実施形態の避難誘導システム４は、第１の実施形態の避難誘導システム１を構成する圧力データ取得手段１１、解析制御手段１２、記憶手段１３および避難指示手段１４に加えて、分散解析制御手段１７を備える。なお、分散解析制御手段１７は、第２の実施形態の避難誘導システム２または第３の実施形態の避難誘導システム３に追加してもよい。

分散解析制御手段１７は、圧力センサ２０と避難指示手段１４との近傍に設置される。分散解析制御手段１７は、解析制御手段１２と同様に、非常時圧力データと平常時圧力データとの比較結果から圧力センサ２０の上に位置する人の状態を解析する。分散解析制御手段１７は、圧力センサ２０が出力する圧力パターンをその場で解析し、状況に応じて避難指示手段１４に避難指示情報を表示させて、避難者が必要とする情報を迅速に提供する。分散解析制御手段１７は、必要に応じて解析制御手段１２と通信し合う。

分散解析制御手段１７は、圧力センサ２０の数に合わせて設ける。分散解析制御手段１７は、圧力センサ２０を設置した箇所の近傍に配置され、圧力センサ２０ごとに分散して圧力データを解析する。分散解析制御手段１７の適用例については後述する。

以上のように、本実施形態の避難誘導システム４によれば、第１の実施形態の効果に加えて、感圧シート２００ごとに分散的な処理が可能となる。なお、本実施形態においては、解析制御手段１２によって集中制御する集中制御方式を適用したシステムについて説明したが、解析制御手段１２を設けずに分散解析制御手段１７のみで自律分散的なシステムを構成してもよい。

〔適用例〕
ここで、第４の実施形態に係る避難誘導システム４の適用例を示す。図２５および図２６は、感圧シート２００を施設内の所定の位置に配置する適用例である。なお、図２５および図２６に関する以下の説明は、分散解析制御手段１７を介さずに感圧シート２００が生成する圧力パターンを解析制御手段１２に出力すれば、第１および第３の実施形態の適用例とみなすこともできる。

図２５および図２６の適用例では、通路の左側の壁にある出入口の近傍の床に感圧シート２００−１を配置し、感圧シート２００−１の近傍に避難指示情報を含む音声情報を発するスピーカ２４１を設置する。そして、感圧シート２００−１の近傍に分散解析制御手段１７−１を設置する。また、図２５および図２６の例では、通路の突き当たりの近傍の床に感圧シート２００−２を配置し、通路の突き当たりに避難指示情報を含む表示情報を表示する表示装置２４２を設置する。そして、感圧シート２００−２の近傍に分散解析制御手段１７−２を設置する。

図２５は、平常時の状態を示す。例えば、感圧シート２００−１は、トイレや会議室などの出入口の床上に配置され、感圧シート２００−１によって生成される圧力データは、所定のタイミングで記憶手段１３に記憶される。同様に、感圧シート２００−２によって生成される圧力データは、所定のタイミングで記憶手段１３に記憶される。通常時に蓄積された圧力データ（参照データ）は、非常時に取得される圧力データと比較される。

図２６は、非常時の状態を示す。感圧シート２００−１上には人が横たわっており、感圧シート２００−２上には人が立ちすくんでいる。避難誘導システム４は、通常時に蓄積された圧力データ（参照データ）を参照して、非常時に取得される圧力データを用いて感圧シート２００上の人の状態を判断する。例えば、図２６において、避難誘導システム４は、感圧シート２００−１上には避難者が横たわっていると判断し、感圧シート２００−２上には人が立ちすくんでいると判定する。

感圧シート２００上に人が乗ると、人が乗っている位置の感圧素子２１０の感圧層２２０が変形する。このとき、加圧される感圧素子２１０が複数あれば、加圧された各感圧素子２１０の感圧層２２０の電気抵抗が変化する。感圧層２２０は、加えられた圧力値が大きいほど電気抵抗が小さくなるので、感圧シート２００から出力される圧力データの分布をパターン化すれば、感圧シート２００上に人がいることを検知できる。

例えば、各感圧素子２１０に加わる圧力値の大小を濃淡で表して二次元状にマッピングし、マッピングした圧力分布を二次元の画像データを圧力データとすればよい。また、各感圧素子２１０にアドレスを付与し、各感圧素子２１０に加えられる圧力をアドレスに対応付けた符号列を圧力データとしてもよい。また、パターン化された圧力分布から特徴量を抽出し、抽出された特徴量を圧力データとしてもよい。なお、圧力データの生成方法に関しては、ここで挙げた手法に限らず任意の手法を選択できる。

避難指示手段１４は、非常時において、避難者の状態に応じた避難指示情報をスピーカ２４１および表示装置２４２に送信する。

非常時においては、避難者の状態に応じて適切な避難指示に関する音声情報がスピーカ２４１から流される。特に、スピーカ２４１からは、感圧シート２００−１によって検出された避難者の状態に応じた音声情報を流せばよい。例えば、スピーカ２４１からは、出口までの方向や距離などに関する情報を流したり、感圧シート２００上に横たわっている人には起き上がることを促す音を流したりすればよい。また、スピーカ２４１からは、避難者の精神状態を安定させるための音や、避難者の避難を促すために切迫感のある音を流してもよい。なお、平常時において、施設を利用する利用者を適切な場所に誘導する音声情報をスピーカ２４１から流してもよい。

また、非常時において、避難者の状態に応じた適切な避難指示が表示装置２４２に表示される。特に、表示装置２４２には、感圧シート２００−２によって検出された避難者の状態に応じた表示情報を表示すればよい。例えば、表示装置２４２には、出口までの方向や距離などを表示させることができる。避難者は、自身の状態に合わせて生成される避難指示を表示装置２４２で確認し、確認した避難指示に応じることによって施設外に誘導される。なお、平常時において、施設の利用者を適切な場所に誘導する表示情報を表示装置２４２に表示させてもよい。

以上のように、本適用例によれば、施設内の避難者の状態を検知し、避難者の状態に応じて適切な避難指示を出すことができる。

（ハードウェア）
ここで、図２７を用いて、本発明の実施形態に係る評価装置を実現するためのハードウェア９０について説明する。なお、ハードウェア９０は、本実施形態の避難誘導システムを実現するための一例であって、本発明の範囲を限定するものではない。

図２７のように、ハードウェア９０は、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５およびネットワークアダプター９６を備える。プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５およびネットワークアダプター９６は、バス９９を介して互いに接続される。また、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３および入出力インターフェース９５は、ネットワークアダプター９６を介して、イントラネットやインターネットなどのネットワーク１００に接続される。また、ハードウェア９０は、ネットワーク１００を介して、少なくとも一つの圧力センサ２０や、別のシステム、装置に接続される。なお、ハードウェア９０の構成要素のそれぞれは、単一であってもよいし、複数であってもよい。

プロセッサ９１は、補助記憶装置９３等に格納されたプログラムを主記憶装置９２に展開し、展開されたプログラムを実行する中央演算装置である。本実施形態においては、ハードウェア９０にインストールされたソフトウェアプログラムを用いる構成とすればよい。プロセッサ９１は、種々の演算処理や制御処理を実行する。

主記憶装置９２は、プログラムが展開される領域を有する。主記憶装置９２は、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性メモリとすればよい。また、ＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）などの不揮発性メモリを主記憶装置９２として構成・追加してもよい。

補助記憶装置９３は、種々のデータを記憶させるための記憶装置である。補助記憶装置９３は、ハードディスクやフラッシュメモリなどのローカルディスクとして構成される。なお、主記憶装置９２にデータを記憶させる構成とし、補助記憶装置９３を省略してもよい。

入出力インターフェース９５は、ハードウェア９０と周辺機器とを接続規格に基づいて接続するインターフェース（Ｉ／Ｆ：Interface）である。

ハードウェア９０には、必要に応じて、キーボードやマウス、タッチパネルなどの入力機器、ディスプレイや印刷機器などの出力機器を接続してもよい。それらの入力機器や出力機器は、情報や設定の入力に使用される。プロセッサ９１と入力機器との間のデータ授受は、入出力インターフェース９５に仲介させればよい。

ネットワークアダプター９６は、規格や仕様に基づいてネットワーク１００に接続するためのインターフェースである。入出力インターフェース９５およびネットワークアダプター９６は、外部機器と接続するインターフェースとして共通化してもよい。

また、ハードウェア９０には、必要に応じて、リーダライタを備え付けてもよい。リーダライタは、バス９９に接続される。リーダライタは、プロセッサ９１と図示しない記録媒体（プログラム記録媒体）との間で、記録媒体からのデータ・プログラムの読み出し、ハードウェア９０の処理結果の記録媒体への書き込みなどを仲介する。記録媒体は、例えばＳＤ（Secure Digital）カードやＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリなどの半導体記録媒体などで実現できる。また、記録媒体は、フレキシブルディスクなどの磁気記録媒体、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光学記録媒体やその他の記録媒体によって実現してもよい。

以上が、本発明の実施形態に係る避難誘導システムを実現するためのハードウェアの一例である。本発明の各実施形態の構成要素は、図２７のハードウェアの構成要素のうち少なくともいずれかを含む回路として実現できる。また、本発明の各実施形態の構成要素は、図２７のハードウェアの構成を有するコンピュータ上で動作するソフトウェアとして実現してもよい。

図２７のハードウェア構成は、本実施形態の避難誘導システムを可能とするためのハードウェア構成の一例であって、本発明の範囲を限定するものではない。また、本実施形態の避難誘導システムによる処理をコンピュータに実行させるプログラムも本発明の範囲に含まれる。さらに、本発明の実施形態に係るプログラムを記録したプログラム記録媒体も本発明の範囲に含まれる。

本発明の各実施形態に係る避難誘導システムは、災害発生時の避難誘導以外の用途に使用されてもよい。例えば、各実施形態に係る避難誘導システムは、商業施設内で迷子になった子供を検出したり、迷子になった子供を安全に誘導したりする用途に用いることができる。また、各実施形態に係る避難誘導システムは、老人や病人などの利用者が起居する施設内において、利用者の異変を検知したり、利用者を適切な目的地に誘導したりする用途に用いることができる。また、各実施形態に係る避難誘導システムは、空港や鉄道などの公共機関において不審な行動をとる不審者を検知したり、不審者に対して注意喚起したりする用途に用いることができる。なお、各実施形態に係る避難誘導システムは、上述の用途に限らず、任意の施設内に存在する人の状態を判定し、特定の条件を満たす対象者に対して判定結果に基づいた何らかの指示を出すような用途であれば、その用途は限定されない。

以上、実施形態を参照して本発明を説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

１、２、３ 避難誘導システム
１１ 圧力データ取得手段
１２ 解析制御手段
１３ 記憶手段
１４ 避難指示手段
１５ 状態表示手段
１６ 高セキュリティ記憶領域
１７ 分散解析制御手段
２０ 圧力センサ
３０ 入退場管理システム
２００ 感圧シート
２０１ マトリックス回路
２１０ 感圧素子
２１１ 第１基板
２１２ ゲート電極
２１３ ゲート酸化膜
２１４ ソース電極
２１５ ドレイン電極
２１６ チャネル層
２１７ 中間層
２１８ ビア
２１９ 第１電極
２２０ 感圧層
２２１ 第２電極
２２２ 第２基板

Claims (10)

1. 記憶手段と、
   施設内の所定の位置に設置された少なくとも一つの圧力センサによって生成された圧力データを取得し、取得した前記圧力データを参照データとして前記記憶手段に記憶させる圧力データ取得手段と、
   非常時に前記圧力データ取得手段によって取得された前記圧力データを前記参照データと比較して前記圧力センサの上に位置する人の状態を解析する解析制御手段と、
   前記解析制御手段の解析結果に基づいた避難指示情報を生成する避難指示手段とを備える避難誘導システム。
2. 前記避難指示手段は、
   生成した前記避難指示情報を前記圧力センサの近傍に設置された出力装置に出力する請求項１に記載の避難誘導システム。
3. 前記圧力センサは、
   格子状に並べられた複数の感圧素子を含むシート状に形成され、圧力が加えられた前記感圧素子によって計測される圧力値をパターン化した圧力パターンを生成し、生成した前記圧力パターンを前記圧力データに含めて出力し、
   前記解析制御手段は、
   非常時に生成される前記圧力データを前記参照データと比較して解析し、前記圧力センサの上に人が位置するか否かを判定し、前記圧力センサの上に人が位置すると判定した場合には、非常時に生成される前記圧力データに含まれる前記圧力パターンを用いて前記圧力センサの上に位置する人の状態を判別する請求項２に記載の避難誘導システム。
4. 前記解析制御手段の解析結果を含む表示データを外部の表示装置に表示させる状態表示手段を備える請求項２または３に記載の避難誘導システム。
5. 前記記憶手段よりもセキュリティレベルの高い高セキュリティ記憶領域を備え、
   前記圧力データ取得手段は、
   前記高セキュリティ記憶領域に前記参照データを格納する請求項２乃至４のいずれか一項に記載の避難誘導システム。
6. 前記圧力センサごとに設置され、非常時に生成された前記圧力データを前記参照データと比較した解析結果に基づいた前記避難指示情報を生成し、生成した前記避難指示情報を前記圧力センサに設置された前記出力装置に出力する分散解析制御手段を備える請求項２乃至５のいずれか一項に記載の避難誘導システム。
7. 前記解析制御手段および前記避難指示手段のうち少なくとも一方は、平常時には稼働せず、非常時に稼動する請求項１乃至６のいずれか一項に記載の避難誘導システム。
8. 前記解析制御手段は、
   施設への入退場データを管理する入退場管理システムに接続され、前記入退場管理システムから取得した前記入退場データに基づいて避難状況を解析する請求項１乃至７のいずれか一項に記載の避難誘導システム。
9. 前記圧力センサを備える請求項１乃至８のいずれか一項に記載の避難誘導システム。
10. 施設内の所定の位置に設置された少なくとも一つの圧力センサによって生成された圧力データを取得し、
    取得した前記圧力データを参照データとして記憶し、
    非常時に取得された前記圧力データを前記参照データと比較して前記圧力センサの上に位置する人の状態を解析し、
    解析結果に基づいた避難指示情報を生成する避難誘導方法。