画像電子学会 The Institute of Image Electronics Engineers of Japan 年次大会予稿 Proceedings of the Media Computing Conference 習熟が容易なウォークスルー操作実現のための経路自動生成手法 An automatic route generation method for easy operation of the walk-through 水野良紀† Yoshiki MIZUNO† 大貝彰‡ Akira OHGAI‡ 辛島一樹‡ 多田村克己† Kazuki KARASHIMA‡ and Katsumi TADAMURA† †山口大学大学院理工学研究科 Graduate School of Science and Engineering, Yamaguchi University ‡豊橋技術科学大学建築・都市システム学系 Department of Architecture and Civil Engineering, Toyohashi University of Technology E-mail: †{v029vm, tadamura}@yamaguchi-u.ac.jp, ‡{aohgai, k-karashima}@ace.tut.ac.jp 1. はじめに震災時に起こり得る様々な状況を，CG 技術を用いて仮想空間中に擬似的に表現した避難訓練シミュレータが開発されている[1,2]．この避難訓練用シミュレータに期待されるのは，実際に被災したときに慌てることなく正しい避難行動を取れるように現実に近い発災状況を再現し，利用者がその中で質の高い疑似避難経験を積めるようにすることである．このような仮想空間を利用するシミュレータは，ウォークスルーによる移動が基本である．しかし，従来のウォークスルーベースのシステムでは，図 1. 仮想空間ウォークスルー操作の問題点複雑な経路を移動する際，曲がるタイミングや移動速度行可能な領域の最も安全な部分を移動経路として選択し等を細かく調整する操作が必要である．また，通過可能ているはずである．このような，仮想空間での移動のたな隙間がある場合でも，移動の際に足元は画面に現れなめだけに必要な操作がウォークスルーベースの避難訓練いため，視野に入り難い低い瓦礫などの障害物に衝突しシミュレータの実用性を大きく損ねていると言っても過易い．このため，利用者が空間移動操作に習熟していな言では無い．いと，訓練の主目的である周囲状況を観察して適切な避この問題に対して，藤原らはカーナビゲーションシス難行動を判断することよりも，障害物に衝突しないようテムでの移動経路設定用に提案されたハイパーレールに移動するための操作に注意が集中してしまう． [4]の考え方を避難訓練シミュレータに適用した通行可本稿では，ウォークスルーの操作性を改善するための能経路自動生成手法を提案した[5]．具体的には，大規模移動に関する新たな概念を提案し，それに基づき被災状震災時に建物から発生する瓦礫の分布を記憶するために況に応じて変化する瓦礫の分布に合わせて自動的に移動用いられる避難訓練対象領域を正方メッシュで分割した経路を生成可能な手法を提案する．セルを移動経路としても用い，通行可能経路の限定と瓦 2. 従来研究礫の付近では移動速度を自動的に低下させることで衝突これまでに開発された避難訓練シミュレータは，屋内回避を実現する経路生成法を提案した．しかし，セルの向けと屋外も含めた汎用のものたが提案されている大きさによっては，利用者に進行方向選択の余地が残る [1,2]．これら従来のシステムを利用する際には，前節でこと，進行方向がセルの境界に衝突するとセルの境界に述べたウォークスルーベースの避難訓練シミュレータな沿って移動させるようにしているため，利用者の意図とらではの問題点が生じる．図 1 は，大震災直後の瓦礫の実際の移動とが一致しない場合が生じる点に問題がある．散乱する道路[3]を避難する場合を想定した訓練シナリ仮想空間を利用した避難訓練を，従来のような移動がオの 1 シーンである．この図中に示すように現在の地点自由なウォークスルーで行うのではなく，移動の制約がからどの方向にも移動が可能であり，利用者は前方の瓦大きく歩行速度で動く仮想のトロッコに乗車して行うも礫を効率良く躱すために移動方向と速度の調整に注意がのとすると，操作習熟の必要性を軽減できると考えられ集中する傾向にある．しかし，実際に被災した現場におる．本稿では，仮想トロッコでの移動を実現するためのける避難の際には，自分の歩速でほぼ無意識のうちに通レールを自動的に敷設する手法を提案する．画像電子学会 The Institute of Image Electronics Engineers of Japan 年次大会予稿 Proceedings of the Media Computing Conference 3. 基本的な考え方 3.1 システムの概要図 2 は，提案手法の適用結果を利用する避難訓練シミュレータと関連する入出力を示したものである．入力データとして，倒壊建物を含む建物データと道路データに加え，提案手法により得られる進行経路を示すためのレール状の経路およびそのレールの中心線である仮想トロッコ移動経路データを利用する．この避難訓練システムでは，前述のように仮想トロッコを運転して移動する事を想定するが，実際のトロッコと異なり仮想トロッコは進行方向を自由に反転させることができる．利用者はジョイスティックにより，前進，停止，反転，回頭（右回り/左回り）の操作を行う． 3.2 前提条件図 3. 経路自動生成処理の概要提案手法では，以下の前提のもとに仮想トロッコ用の経路を生成する．・移動対象の道路は道路セグメント単位に分割されており，各セグメントの経路探索のための始点と終点は予め与えられている．・道路は正方メッシュに分割されており，その要素であるセル単位に瓦礫容量が与えられている．図 4. 適用例・後述する波の伝搬および最終経路探索の際，移動可能なセルは上下左右の４方向のみに限定する． 4. 経路自動生成の概要図 3 は，提案手法による仮想トロッコ用移動経路生成動のためのコストが小さいとして始点セルから終点セルに到達する経路を探索する． 4. 適用例処理の流れを示したものである．まず，シミュレーショ提案手法を実装して得られた適用例を図 4 に示す．図ン対象範囲に含まれる道路セグメントおよび建造物デー中の紫色の矩形は建造物を，オレンジ色のセルは瓦礫等タと､瓦礫散乱シミュレーション結果[3]から得られた瓦の障害物を示し，黄色は提案手法により得られた経路に礫分布データを読み込む．そして，すべての道路セグメ基づき敷設した仮想トロッコ用のレールである．ントに対して始点と終点を設定してその時の瓦礫の分布 5. おわりに状況に対応した仮想トロッコ用の経路を求める．具体的ウォークスルーの操作性を改善するための移動に関には，藤原らの手法 [4]と同様に，始点を含むセル (始点する新たな概念を提案し，それに基づき被災状況に応じセル )から波番号を更新しながら伝播させていき終点をて瓦礫の分布が移動する度に新たな移動経路を生成可能含むセル(終点セル)に届くまで繰り返す．次に終点セルな手法を提案した．今後の課題として，メッシュをベーから波番号が 1 つ小さいセルだけを残しながら逆に伝播スとしない経路生成手法の考案が挙げられる．させていき始点セルまで繰り返す．以上の処理により選択されたセルに対して，直進の方が右折や左折よりも移文 [1] [2] [3] [4] [5] 図 2. 避難訓練シミュレータの概要献横井他 , 防災・減災のための避難シミュレータの開発 , 東京都市大学環境情報学部ジャーナル , 12, pp.82-88, 2011. J. Ewer, et al., SMARTFIRE-the fire field modelling environment, Proc. of ECCOMAS CFD2010, 2010. S. Morinaga, et al., A Method for Simulating Distribution of Rubble Immediately After The Earthquake, Proc. of IWAIT2015, ID463, 2015. 藤原他 , ウォークスルーのための障害物を考慮した通行可能経路自動生成手法 , 画像電子学会第 269 回研究会， pp.85-90, 2014. 清水他 , 3 次元空間をウォークスルーするための操作インターフェイスの一提案 , 情処第 52 回全国大会論文集 (メディア情報処理 ), pp.291-292, 1996.