水中移動体の位置検知装置及び位置検知方法
【課題】水中移動体の位置の検知精度を向上させることができる水中移動体の位置検知装置を提供すること。
【解決手段】水中検査装置９の垂直位置を検出する圧力センサ１８と、水中検査装置と周囲の構造物との相対距離を検出するレンジセンサユニット２３と、相対距離を検出した水平面における測定画像を算出する測定画像算出部３６と、任意の水平面における構造物の外形の画像であって、画素の少なくとも１つに水平位置情報が付されている記憶画像が記憶された画像記憶部３４と、水中検査装置の垂直位置に基づいて相対距離を検出した面に対応する記憶画像を選択する画像選択部３５と、マップマッチングを行うことで選択画像上における測定画像に対応する部分を特定する対応部分特定部３７と、対応部分特定部で特定された部分において相対距離を検出した位置に対応する画素を特定して水中検査装置の水平位置を算出する水平位置算出部３８を備える。
【解決手段】水中検査装置９の垂直位置を検出する圧力センサ１８と、水中検査装置と周囲の構造物との相対距離を検出するレンジセンサユニット２３と、相対距離を検出した水平面における測定画像を算出する測定画像算出部３６と、任意の水平面における構造物の外形の画像であって、画素の少なくとも１つに水平位置情報が付されている記憶画像が記憶された画像記憶部３４と、水中検査装置の垂直位置に基づいて相対距離を検出した面に対応する記憶画像を選択する画像選択部３５と、マップマッチングを行うことで選択画像上における測定画像に対応する部分を特定する対応部分特定部３７と、対応部分特定部で特定された部分において相対距離を検出した位置に対応する画素を特定して水中検査装置の水平位置を算出する水平位置算出部３８を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元移動可能な水中移動体の位置を検知する水中移動体の位置検知装置及び位置検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
３次元移動が可能な水中移動体の位置を検出する水中移動体の位置検知装置を利用した技術としては、３次元移動可能な水中検査装置を用いて原子炉内の構造物の検査作業を行う原子炉内検査システムが知られている。
【０００３】
例えば、特開２００５−３１５７０９号公報記載の原子炉内検査システムでは、水中検査装置に水中検査装置の位置や姿勢に係る状態量を検出する検出手段（３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸）方向の加速度を検出する加速度センサ、３軸周りの角速度を検出するジャイロ、及び照射したスリットレーザが映り込んだ対象物を撮像するカメラ）が設けられており、これら検出手段の検出結果を制御装置に送信して水中検査装置の絶対位置の検出を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３１５７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の原子炉内検査システムにおける制御装置は、水中検査装置の位置の変位を算出し、その算出した変位を積算して水中検査装置の絶対位置を算出している。そのため、変位算出の誤差が蓄積されて絶対位置の誤差が増大する可能性があった。また、このシステムでは、水中検査装置と原子炉内構造物との接触判定により絶対位置の誤差を補正しているものの、水中検査装置が原子炉内構造物と接触して補正するまでの間は絶対位置の誤差が増加する可能性がある。したがって、水中移動体の位置の検知精度の点で改善の余地があった。
【０００６】
本発明の目的は、水中移動体の位置の検知精度を向上させることができる水中移動体の位置検知装置及び位置検知方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために、３次元空間を移動可能な水中移動体と、前記水中移動体の垂直位置を検出する垂直位置検出手段と、前記水中移動体の垂直位置に応じて定められる水平面における前記水中移動体とその周囲の構造物との相対距離を検出する相対距離検出手段と、前記相対距離検出手段で検出された前記相対距離に基づいて、前記相対距離を検出した水平面における前記構造物の外形の画像データである測定画像を算出する測定画像算出手段と、前記３次元空間の任意の水平面における前記構造物の外形の画像データであって、各画像を構成する画素の少なくとも１つに前記３次元空間に対応する水平位置情報が付されている記憶画像が記憶された画像記憶手段と、前記垂直位置検出手段で検出された前記水中移動体の垂直位置に基づいて、前記画像記憶手段に記憶された記憶画像の中から前記相対距離を検出した水平面に対応する記憶画像を選択する画像選択手段と、前記画像選択手段で選択された選択画像と前記測定画像とに対して画像相関処理によるマップマッチングを行うことで前記選択画像上で前記測定画像に対応する部分を特定する対応部分特定手段と、前記対応部分特定手段で特定された前記選択画像上の部分において前記相対距離を検出した位置に対応する画素を特定し、その特定した画素と前記水平位置情報が付された画素の位置から前記水中移動体の水平位置を算出する水平位置算出手段とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、水中移動体の位置の検知精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る原子炉内検査システムの概略図。
【図２】本発明の実施の形態に係る水中検査装置の構成を表す概略図。
【図３】本発明の実施の形態に係るレンジセンサユニットの水平断面図。
【図４】図３中の断面IV−IVにおけるレンジセンサユニットの垂直断面図。
【図５】本発明の実施の形態に係るレンジセンサユニットの測定動作の説明図。
【図６】本発明の実施の形態に係る制御装置の機能ブロック図。
【図７】本発明の実施の形態に係る制御装置の位置・姿勢算出機能に係わる制御処理内容を表すＰＡＤ図。
【図８】図７における姿勢角算出処理の詳細を表すＰＡＤ図。
【図９】図７における垂直位置算出処理の詳細を表すＰＡＤ図。
【図１０】制御装置による測定画像算出処理及び水平位置算出処理の説明図。
【図１１】図７における測定画像算出処理の詳細を表すＰＡＤ図。
【図１２】図７における水平位置算出処理の詳細を表すＰＡＤ図。
【図１３】本発明の実施の形態に係る表示装置の表示画面の一例を表す図。
【図１４】図７における水平位置算出処理の第１変形例を表すＰＡＤ図。
【図１５】図７における水平位置算出処理の第２変形例を表すＰＡＤ図。
【図１６】水平位置算出処理の第２変形例の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１１】
図１は本発明の実施の形態に係る原子炉内検査システムの概略図である。
【００１２】
この図に示す原子炉１には、シュラウド２、上部格子板３、炉心支持板４、及びシュラウドサポート５等の構造物が設置されており、ＰＬＲ（Primary Loop Re-circulation System：一次冷却材再循環系）配管６等の配管が接続されている。原子炉１の上部には作業スペースであるオペレーションフロア７があり、さらにその上方には燃料交換装置８がある。
【００１３】
本実施の形態の原子炉内検査システムは、原子炉１内の構造物の目視検査に用いる水中検査装置９（水中移動体）と、ケーブル１０を介して水中検査装置９に接続された制御装置１１と、この制御装置１１に接続され、水中検査装置９のカメラ画像を表示するとともに水中検査装置９の位置や姿勢等を表示する表示装置１２と、制御装置１１に接続され、水中検査装置９を操作可能なコントローラ（操作装置）１３を備えている。原子炉１内の構造物の目視検査作業を行う場合、燃料交換装置８上の検査員１４は、原子炉１内に水中検査装置９を投入し、この水中検査装置９の位置や姿勢を表示装置１２で確認しつつ、コントローラ１３を操作する。
【００１４】
図２は本発明の実施の形態に係る水中検査装置９の概略図である。
【００１５】
この図において、水中検査装置９は、本体の前面側（図２中左側）に設けられ原子炉１内の構造物等を撮像するカメラ１５と、カメラ１５の画像を電子情報化する画像取込部１６を備えている。また、水中検査装置９は、本体の上面側（図２中上側）、後面側（図２中右側）、及び左側面側（図２中紙面に向かって手前側）にそれぞれ設けられた３つのスラスタ（推進機構）１７を備えている。３つのスラスタ１７は、それぞれ、スクリューと、スクリューを正回転又は逆回転に駆動するモータ（図示せず）で構成されている。スラスタ１７は、水中検査装置９に対して上下方向（図２中上下方向）の推力、前後方向（図２中左右方向）の推力、及び左右方向（図２中紙面に対し垂直方向）の推力をそれぞれ付与する。すなわち、このスラスタ１７により、水中検査装置９は水で満たされた３次元空間を自在に移動可能となっている。なお、以降、水中検査装置９の座標系は、本体における垂直下向き（検査装置９の高さ方向下向き）がＺ軸正方向である右手座標系を定義して説明する。具体的には、本体の右方向（図２中紙面に向かって奥方向）がＸ軸正方向、前方向（図２中左方向）がＹ軸正方向、下方向（図２中下方向）がＺ軸正方向となっており、Ｘ軸及びＹ軸はＺ軸と直交しかつ互いに直交している。
【００１６】
水中検査装置９は、水中検査装置９に作用する水圧を検出する圧力センサ（垂直位置検出器）１８と、原子炉１内における水中検査装置９の姿勢（姿勢角）を検出するための慣性センサ部（姿勢角検出器）１９と、本体下部（底面）に取り付けられたレンジセンサユニット（相対距離検出器）２３を備えている。
【００１７】
圧力センサ１８で検出された圧力は、原子炉１内における水中検査装置９の垂直位置（深度）の検出に用いられる。また、慣性センサ部１９は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸周りの角速度をそれぞれ検出する３軸ジャイロ（角速度検出器）２０と、Ｘ軸及びＹ軸周りの角度（傾斜角）を検出する傾斜計（傾斜角検出器）２１と、Ｚ軸周りの角度（方位角）を検出する地磁気センサ（方位角検出器）２２を有しており、これらの検出値は水中検査装置９の姿勢角の検出に用いられる。
【００１８】
図３はレンジセンサユニット２３の概略構造を表す水平断面図であり、図４は図３中の断面IV−IVにおける断面図（垂直断面図）である。
【００１９】
レンジセンサユニット２３は、水中検査装置９の垂直位置に応じて定められる水平面上における水中検査装置９とその周囲の構造物との相対距離を検出するものである。レンジセンサユニット２３のケーシング２５内には、水中検査装置９の前方側及び後方側に配置された合計２つの走査型のレーザセンサ（レーザレンジファインダ）２４ａ，２４ｂが収納されている。なお、本稿における「水平面」とは、完全な水平面のみを示すだけでなく、誤差等も含んだ実質的に水平な面を意味するものとする。
【００２０】
レーザセンサ２４ａ，２４ｂは、それぞれ、レーザを投光する投光部２６と、投光したレーザを受光する受光部２７を有している。投光部２６は走査手段（図示せず）によってＺ軸周りに回転されて同一平面上にレーザを走査する。投光部２６より投光及び走査されたレーザは周囲の構造物等に反射して受光部２７で受光される。本実施の形態では、レーザの投光時刻からその反射光の受光時刻までのレーザ飛行時間に基づいて周囲の構造物までの相対距離を測定している。このように測定した相対距離は、測定画像算出部３６（後述）における測定画像の算出に主に用いられる。
【００２１】
ところで、本実施の形態のレーザセンサ２４ａ，２４ｂでは、投光部２６と受光部２７が分離されており、レーザセンサ２４ａ，２４ｂには投光部２６側と受光部２７側を区画する略Ｕ字状の遮光板２６がそれぞれ設けられている。遮光板２６は、投光部２６からのレーザ光の一部がケーシング２５の内表面で反射して生じる反射光が受光部２７で受光されるのを防ぐためのものである。
【００２２】
なお、図４に示すように、ケーシング２５の前方側側面部は、その水平断面がレーザセンサ２４ａを中心とした円弧状になるように形成することが好ましく、また、ケーシング２５の後方側側面部は、その水平断面がレーザセンサ２４ｂを中心とした円弧状になるように形成することが好ましい。このようにケーシング２５を形成すると、投光部２６からのレーザ光が直交して出射するとともに、受光部２７で受光する反射光が直交して入射するので、ケーシング２５への出入射に伴うレーザ光の強度低下を抑制することができるからである。また、レーザセンサ２４ａ，２４ｂの構造は例えば特開２００６−３４９４４９号公報に詳しい。
【００２３】
図５はレンジセンサユニット２３の測定動作の説明図である。
【００２４】
この図に示すように、本実施の形態におけるレンジセンサユニット２３では、レーザセンサ２４ａは、水中検査装置９の前方側範囲となる走査角度θａ（１）〜θａ（ｎ）の範囲（例えば−３０°〜２１０°程度の範囲）でレーザ光を走査するとともにその反射光を受光して、構造物Ａとの相対距離Ｍ（１）〜Ｍ（ｎ）をそれぞれ検出する。また、レーザセンサ２４ｂは、水中検査装置９の後方側範囲となる走査角度θｂ（１）〜θｂ（ｎ）の範囲（例えば１５０°〜３９０°程度の範囲）でレーザ光を走査するとともにその反射光を受光して、構造物Ａとの相対距離Ｍ（ｎ＋１）〜Ｍ（２ｎ）をそれぞれ検出する。これにより、レーザセンサ２４ａ，２４ｂが位置する平面上における水中検査装置９とその周囲の構造物との相対距離を検出することができる。
【００２５】
図２に戻り、水中検査装置９には信号伝送部２９が設けられている。そして、信号伝送部２９及びケーブル１０を介して、圧力センサ１８、慣性センサ部１９（３軸ジャイロ２０、傾斜計２１、地磁気センサ２２）、及びレンジセンサユニット２３（レーザセンサ２４ａ，２４ｂ）からの検出信号並びに画像取込部１６からの画像信号が制御装置１１に出力されている。そして、制御装置１１は、前述した検出信号等に基づいて水中検査装置９の位置や姿勢を算出し、この算出した水中検査装置９の位置や姿勢を表示装置１２に出力して表示している。また、制御装置１１は、前述した画像信号を表示装置１２に出力して、カメラ１５の画像を表示している（後の図１３で詳述）。また、制御装置１１は、コントローラ１３からの操作信号に応じてスラスタ１７を駆動制御する制御信号を生成し、この生成した制御信号をケーブル１０及び信号伝送部２９を介してスラスタ１７に出力している。
【００２６】
次に、制御装置１１の位置・姿勢算出機能について説明する。図６は制御装置１１の機能ブロック図である。
【００２７】
この図に示す制御装置１１は、３軸ジャイロ２０の角速度信号に基づきＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸周りの角速度をそれぞれ算出する角速度算出部３０と、傾斜計２１の角度信号に基づきＸ軸及びＹ軸周りの傾斜角をそれぞれ算出するとともに、地磁気センサ２２の角度信号に基づきＺ軸周りの方位角を算出する角度算出部３１と、これら算出された角速度、傾斜角、及び方位角に基づき水中検査装置９の姿勢角（３軸周りの姿勢角）を算出する姿勢角算出部３２とを有している。また、圧力センサ１８の圧力信号に基づき水中検査装置９の深度、すなわち垂直位置を算出する垂直位置算出部３３を有している。
【００２８】
また、制御装置１１は、測定画像算出部３６と、画像記憶部３４と、画像選択部３５と、対応部分特定部３７と、水平位置算出部３８と、位置・姿勢記憶部８０を備えている。
【００２９】
測定画像算出部３６は、レンジセンサユニット２３で検出された水中検査装置９と構造物との相対距離に基づいて、その相対距離を検出した水平面（以下において「スキャン平面」と称することがある）における構造物の外形の画像データ（測定画像）を算出する処理（ビットマップ化処理）を行う部分である。本実施の形態における測定画像算出部３６は、検出した相対距離を画像に変換する際に、距離［ｍｍ］を画素値［pixel］に変換する係数Ｋを使用してビットマップ化処理を行っている。このビットマップ化処理によって得られた画像は、原子炉１内の構造物をスキャン平面で切断したときの外形の一部を表している。なお、本実施の形態では係数Ｋの値として、測定画像が６４０ｘ４８０［pixel］のサイズのビットマップ画像となるものが採用されている。
【００３０】
画像記憶部３４は、原子炉１内（３次元空間）の任意の水平面における構造物の外形の画像データ（記憶画像）が記憶されている部分である。すなわち、各記憶画像は原子炉１内の構造物を任意の水平面で切断したときの外形を表しており、各記憶画像には原子炉１内における垂直位置情報が付与されている。
【００３１】
また、画像記憶部３４に記憶された各記憶画像を構成する画素の少なくとも１つには、原子炉１内の３次元空間に対応する水平位置情報が付されている（以下、この水平位置情報が付された画素を「基準画素」と称することがある）。なお、水平位置の算出精度を向上させる観点からは、記憶画像の画像サイズは大きいほど好ましい。画像サイズを大きくするほど各画素に付与する水平位置情報の精度を向上させることができるからである。
【００３２】
画像選択部３５は、圧力センサ１８で検出された水中検査装置９の垂直位置に基づいて、画像記憶部３４に記憶された記憶画像の中からレンジセンサユニット２３が相対距離を検出した水平面に対応する記憶画像を選択する部分である。具体的には、画像選択部３５は、垂直位置算出部３３で算出された垂直位置と一致する垂直位置情報を有する記憶画像（一致するものが無い場合には垂直位置が最も近い画像）を選択画像として選択する。
【００３３】
また、選択画像を選択する際の他の方法としては、初回の選択のみ水中検査装置９の位置（主に垂直方向位置）から最適な画像を選択し、その後の水平位置算出処理には、対応部分特定部３７で算出されるマッチング率が選択画像の再選択が不要なことを示す閾値Ｍ２（第２閾値）未満に到達したときに、マッチング率がＭ２以上に到達する他の記憶画像を改めて選択する方法がある。このマッチング率がＭ２以上の他の画像を改めて選択する場合の具体的手段としては、まず、現在の選択画像（マッチング率がＭ２未満のもの）に垂直方向情報が近い数枚の記憶画像であって、水中検査装置９の移動可能範囲内にあるものを再選択の候補として挙げ、次に、その候補に挙げた複数の記憶画像と測定画像とのマッチング率をそれぞれ算出し、最もマッチング率の高い記憶画像を選択画像として選択する方法がある。このように選択画像を選択すれば、常にマッチング率が一定値以上の記憶画像を用いることができるので、水中検査装置９の水平位置算出処理の精度を向上することができる。
【００３４】
対応部分特定部３７は、画像選択部３５で選択された選択画像と測定画像算出部３６で算出された測定画像とに対して画像相関処理によるマップマッチングを行うことで、当該選択画像上における当該測定画像に対応する部分を特定する部分である。すなわち、対応部分特定部３７は、測定画像のビットマップ画像の形状が選択画像のビットマップ画像のどの部分に一致するかを探索する。
【００３５】
水平位置算出部３８は、対応部分特定部３７で特定された選択画像上の部分において相対距離を検出した位置（すなわち、レンジセンサユニット２３の位置）に対応する画素を特定し、その特定した画素の位置と基準画素の位置から水中検査装置９の水平位置を算出する部分である。ここにおける「相対距離を検出した位置」とは、図５からも明らかなように、測定画像の中心に位置し、水中検査装置９の水平位置を示す。したがって、選択画像において測定画像の中心が位置する画素の位置が分かれば、当該画素と基準画素の距離を求めることにより、水平検査装置９の水平位置を算出することができる。なお、このとき画素から距離データへの変換が必要な場合には、距離から画素値に変換する際に用いた定数Ｋの逆数（すなわち、１／Ｋ）を画素値に乗じれば良い。
【００３６】
位置・姿勢記憶部８０は、上記のように垂直位置算出部３３、水平位置算出部３７、及び姿勢角算出部３２で演算された水中検査装置９の垂直位置、水平位置、及び姿勢角を記憶する部分である。位置・姿勢記憶部８０に記憶された垂直位置、水平位置、及び姿勢角は、水中検査装置９の垂直位置、水平位置、及び姿勢角として表示装置１２に送信され、画像取込部１６で電子情報化された目視検査用のカメラ１５の映像とともに表示される。
【００３７】
次に上記のように構成される制御装置１１で行われる制御処理内容について説明する。
【００３８】
図７は制御装置１１の位置・姿勢算出機能に係わる制御処理内容を表すＰＡＤ図である。
【００３９】
この図において、まずステップ３９で水中検査装置９の初期位置・初期姿勢角が入力されて位置・姿勢記憶部３８に記憶される。そして、ステップ４０に進んで水中検査装置９の操作開始とともにその位置・姿勢算出処理に移る。この位置・姿勢算出処理において、姿勢角算出処理（ステップ４１）と、垂直位置算出処理（ステップ４２）と、測定画像算出処理（ステップ４３）と、水平位置算出処理（ステップ４４）が順次繰り返し行われ、その都度ごとにステップ４１，４２，４４で算出された姿勢角、垂直位置及び水平位置が位置・姿勢記憶部３８に記憶される（ステップ４５）。以下、各算出処理の詳細を説明する。
【００４０】
（１）姿勢角算出処理
図８は図７に示すステップ４１の姿勢角算出処理の詳細を表すＰＡＤ図である。
【００４１】
姿勢角算出処理において、角速度算出部３０は、まず、３軸ジャイロ２０の角速度信号を取り込み、角度算出部３１は、傾斜計２１及び地磁気センサ２２の角度信号を取り込む（ステップ４６）。
【００４２】
そして、ステップ４７に進み、角速度算出部３０は、３軸ジャイロ２０の角速度信号から各軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）周りの角速度を算出する角速度算出処理に移る。本実施の形態の３軸ジャイロ２０は、静電浮上型ジャイロであり、角速度に比例する増減値が基準電圧（一定の電圧値）に加えられた正の電圧値を出力する。そのため、まずステップ４８において、３軸ジャイロ２０の各軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）周りの信号に対し基準電圧を減じる基本処理を行う。ここで、基準電圧は、通常、３軸ジャイロ２０の固有スペックとして示されているが、本実施の形態では、角速度信号が入力されないときの電圧値を予め計測して平均化したものを用いる。その後、ステップ４９に進んで、電圧−角速度換算係数（３軸ジャイロ２０の固有のスペックとして示される一定値）を乗じて各軸周りの角速度を算出する。
【００４３】
ステップ４７の角速度算出処理が終了すると、ステップ５０に進み、角度算出部３１は、傾斜計２１の角度信号から各軸（Ｘ軸、Ｙ軸）周りの傾斜角を算出する傾斜角算出処理に移る。本実施の形態の傾斜計２１は、封入された電解液の液面変化（Ｘ軸及びＹ軸周りの傾斜角）を電圧変化に変換して出力するものである。そのため、まずステップ５１において、各軸（Ｘ軸、Ｙ軸）周りの信号から基準電圧（傾斜計２１の固有スペックとして示される一定の電圧値）を減じる基本処理を行う。その後、ステップ５２に進んで、傾斜角換算係数（傾斜計２１の固有スペックとして示される一定値）を乗じて各軸周りの傾斜角を算出する。
【００４４】
ステップ５０の傾斜角算出処理が終了すると、ステップ５３に進み、角度算出部３１は、地磁気センサ２２の角度信号からＺ軸周りの方位角を算出する方位角算出処理に移る。本実施の形態の地磁気センサ２２は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に感度を有するホール素子で捉えた磁力を出力するものである。そのため、まずステップ５４において、Ｘ軸及びＹ軸の地磁気信号から基準電圧を減じ、ゲインを乗じる基本処理を行う。ここで、基準電圧及びゲインは、地磁気センサ２２を使用する環境により異なるため、予め使用する領域で測定したものを用いる。その後、ステップ５５に進んで、基本処理したＸ軸及びＹ軸の信号Ｍｘ，Ｍｙを用い、下記の式（１）によりＺ軸周りの方位角θｍを算出する。
【００４５】
【数１】
【００４６】
ステップ５３の方位角算出処理が終了すると、ステップ５６に進み、姿勢角算出部３２は、上述したＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸周りの角速度、Ｘ軸及びＹ軸周りの傾斜角、Ｚ軸周りの方位角をカルマンフィルタ（この種のものとして公知のものであり、例えば上記特許文献１参照）に入力し、水中検査装置９の姿勢角（３軸周りの姿勢角）の最適値を推定する。その後、ステップ５７に進んで、推定した水中検査装置９の姿勢角を位置・姿勢記憶部３８に記憶する。このステップ５７の手順が終了すると姿勢角算出処理が終了する。
【００４７】
（２）垂直位置算出処理
図９は図７に示すステップ４２の垂直位置算出処理の詳細を表すＰＡＤ図である。
【００４８】
垂直位置算出処理において、垂直位置算出部３３は、まず、下記の式（２）に基づいて圧力Ｐを算出する。すなわち、まず、ステップ５８において圧力センサ１８の圧力信号（検出電圧）を取り込む。そして、ステップ５９に進んで、検出電圧Ｖｐから基準電圧Ｖｐ_base（圧力センサ１８の固有スペックとして示される一定の電圧値）を減じ、さらに圧力換算係数Ｋｖ_p（圧力センサ１８の固有スペックとして示される一定値）を乗じて圧力Ｐを算出する。
【００４９】
【数２】
【００５０】
次に、垂直位置算出部３３は、ステップ６０に進んで、算出した圧力Ｐと原子炉１内の冷却材の密度ρと重力加速度ｇとを用い、下記の式（３）により水中検査装置９の深度Ｈを算出する。そして、算出した深度Ｈに例えばオペレーションフロア７から水面までの距離Ｌｗ（図１参照）を加えて、水中検査装置９の垂直位置とする。
【００５１】
【数３】
【００５２】
その後、ステップ６１に進んで、算出した水中検査装置９の垂直位置を位置・姿勢記憶部３８に記憶する。このステップ６１の手順が終了すると垂直位置算出処理が終了する。
【００５３】
ところで、以下に続く測定画像算出処理（ステップ４３）と水平位置算出処理（ステップ４４）では、その理解を容易にするために、水中検査装置９で中空直方体内を検査する場合を適宜参照しながら説明する。
【００５４】
図１０は制御装置１１による測定画像算出処理及び水平位置算出処理の説明図である。この図に示す水中検査装置９は、水で満たされた中空直方体９０内に配置されている。水中検査装置９の水平位置は、スキャン平面Ｓにおける選択画像９１と、平面Ｓで検出された測定画像９２とに基づいて算出される。なお、選択画像９１及び測定画像９２のサイズは６４０×４８０［pixel］であり、選択画像９１の中心点をＣ９１とし、測定画像９２の中心点をＣ９２とする。
【００５５】
（３）測定画像算出処理（構造物形状算出処理）
図１１は図７に示すステップ４３の測定画像算出処理の詳細を表すＰＡＤ図である。
【００５６】
測定画像算出処理において、測定画像算出部３６は、まず、レーザセンサ２４ａ，２４ｂの出力信号を取り込む（ステップ６２）。本実施の形態におけるレンジセンサユニット２３（レーザセンサ２４ａ，２４ｂ）では図５で説明した方法で水平なスキャン平面（図１０の例では面Ｓ）における構造物との相対距離が測定されており、レーザセンサ２３ａ，２３ｂからの出力信号には、レーザの走査角度θ（θａ，θｂ）、及びそれぞれの走査角度ごとに算出される構造物までの距離Mが情報として含まれている。測定画像算出部３６は、下記の式（４）を用いて、ステップ６２で取り込んだ出力信号から、スキャン平面上において構造物の表面（外形）が位置する座標値Ｌ（ｘＬ，ｙＬ）を算出する（ステップ６３）。
【００５７】
【数４】
【００５８】
次に、測定画像算出部３６は、ステップ６３で算出した各座標値ｘＬ，ｙＬに係数Ｋを乗じ、その値を測定画像における構造物の表面を示す画素の座標値Ｌ’（KｘＬ，ＫｙＬ）とする（ステップ６４）。すなわち、図１０の例においてステップ６４で得られた点Ｐ１の座標値が例えば（１２０，１００）であった場合には、測定画像９２の中心かつ水中検査装置９の中心の点Ｃ９２からＸ軸の正方向へ１２０［pixel］，Ｙ軸の正方向へ１００［pixel］進んだ位置が構造物の表面上の点Ｐ１の位置となる。そして、測定画像算出部３６は、検出したすべての走査角度θについてステップ６３，６４の算出処理を行って測定画像９２を得る。測定画像算出部３６は、このように取得した測定画像９２のデータを保存し（ステップ６５）、測定画像算出処理を終了する。
【００５９】
（４）水平位置算出処理
図１２は図７に示すステップ４４の水平位置算出処理の詳細を表すＰＡＤ図である。
【００６０】
水平位置算出処理が開始すると、対応部分特定部３７は、ステップ４３で算出された測定画像を取り込む（ステップ６６）。一方、画像選択部３５は、ステップ４２で得られた水中検査装置９の垂直位置に基づいて、画像記憶部３４内に記憶されている複数の記憶画像の中から測定画像とのマッチングに利用する画像（選択画像９１）を選択する（ステップ６７）。すなわち、図１０の例ではスキャン平面Ｓの垂直位置情報を有する記憶画像が選択画像９１として選択される。なお、画像選択部３５の説明箇所で触れたが、２回目以降の水平位置算出処理において水中検査装置９が垂直方向に移動することで選択画像と測定画像のマッチング率がＭ２未満に到達したときは、マッチング率がＭ２以上となる選択画像を改めて選択しても良い。
【００６１】
次に、ステップ６８において、対応部分特定部３７は、ステップ６６で取り込んだ測定画像と、ステップ６７で選択した選択画像とに対して画像相関処理によるマップマッチングを行い、選択画像上で測定画像に対応する部分を特定する。すなわち、図１０の例では、ステップ６７で選択された選択画像９１と、ステップ６６で取り込まれた測定画像９２との間でマップマッチングが行われ、測定画像９２の形状が選択画像９１上のどの部分に一致するかが探索される。
【００６２】
ステップ６８において対応部分が特定できたら、水平位置算出部３８は、まず、その選択画像上において、構造物との相対距離を検出した位置（すなわち、測定画像の中心位置であって、水中検査装置９の中心位置）に対応する画素を特定する。そして、その特定した画素の位置と、選択画像において水平位置情報が付された基準画素の位置とから、水中検査装置９の水平位置を算出する（ステップ６９）。その後、ステップ７０に進んで、算出した水中検査装置９の水平位置を位置・姿勢記憶部８０に記憶し、水平位置算出処理を終了する。
【００６３】
ここで、ステップ６９を図１０の例で説明すると、選択画像９１と測定画像９２とは図１０におけるマッチングイメージ９３が示すように対応するので、選択画像９１上において測定画像９２の中心点Ｃ９２に対応する画素を特定することができる。そして、選択画像９１の中心点Ｃ９１の画素は中空直方体９０の中心に対応する基準画素なので、中心点Ｃ９１と中心点Ｃ９２との画素上における距離（シフト量９４）を算出し、そのシフト量９４を中空直方体９０における距離データに変換すれば、中心点Ｃ９２の水平位置（すなわち、水中検査装置９の水平位置）を算出することができる。なお、シフト量９４を距離データへ変換する際には、測定画像算出部３６において距離を画素値に変換する際に用いた定数Ｋの逆数（すなわち、１／Ｋ）をシフト量９４（ξ, η）に乗じて算出すれば良い。
【００６４】
上記の姿勢角算出処理（ステップ４１）、垂直位置算出処理（ステップ４２）、測定画像算出処理（ステップ４３）、及び水平位置算出処理（ステップ４４）で算出された水中検査装置値９の位置及び姿勢は位置・姿勢記憶部８０を介して表示装置１２に出力される。
【００６５】
図１３は表示装置１２の表示画面の一例を表す図である。
【００６６】
この図に示す表示画面１２０は、位置座標表示部９５と、水平位置画像表示部９６と、カメラ映像表示部９９を有している。位置座標表示部９５には、制御装置１１の位置・姿勢記憶部３８から読み込んだ水中検査装置９の絶対位置が表示される。水平位置画像表示部９６には、水中検査装置９が位置する垂直位置における原子炉１内の水平断面画像とともに水中検査装置９の水平位置を示すマーカ９４が表示される。水平位置画像表示部９６における原子炉１内の水平断面画像は、例えば、制御装置１１における構造物データ記憶部（図示せず）に記憶されている原子炉１の形状データ（例えば、ＣＡＤデータ）と、垂直位置算出部３３で算出された水中検査装置９の垂直位置とを利用して描かれており、水中検査装置９の垂直方向の移動に追従して随時変化する。また、水平位置画像表示部９６には、水中検査装置９の投入位置（初期位置）をマーカ９７でマークする機能や、水中検査装置９の移動軌跡９８を表示又は非表示する機能が具備されている。カメラ映像表示部９９は、水中検査装置９に搭載されたカメラ１５の映像が表示される部分である。なお、表示装置１２は、図示しない他の表示画面に切り換えられるようになっており、位置・姿勢記憶部８０から読み込んだ水中検査装置９の姿勢等も表示されるようになっている。このように構成された表示画面１２０によれば、検査員１４は原子炉１内のどこに水中検査装置９があるかを視覚的に把握しながら検査することができる。
【００６７】
上記のように、本実施の形態に係る原子炉内検査システムは、水中検査装置９が位置する水平面において水中検査装置９と構造物の相対距離を検出するレンジセンサユニット２３と、レンジセンサユニット２３で検出された相対距離に基づいて測定画像を算出する測定画像算出部３６と、水中検査装置９の垂直位置に基づいて画像記憶部３４からマップマッチングに利用する画像（選択画像）を選択する画像選択部３５と、マップマッチングを行うことで選択画像における測定画像に対応する部分を特定する対応部分特定部３７と、選択画像における測定画像の中心の位置と選択画像における基準画素の位置から水中検査装置９の水平位置を算出する水平位置算出部３８を備えている。
【００６８】
このように水中移動体の位置検知装置を構成すると、選択画像と測定画像をマップマッチングすることで水中検査装置９の水平位置を算出することができるので、水中検査装置９の変位を積算することで絶対位置を算出する技術（特開２００５−３１５７０９号公報等参照）と比較して、算出に伴う誤差を軽減することができる。したがって、本実施の形態によれば、水中検査装置９の位置の検知精度を向上させることができる。特に、本実施の形態では、水平位置算出の基準となる複数の記憶画像を画像記憶部３４に予め記憶しており、その中から水中検査装置９の垂直位置に応じて最適なものを選択して選択画像としている。そのため、マップマッチングまでに要する処理が比較的単純になるので、水平位置の算出が容易になるという点がメリットとなる。
【００６９】
また、本実施の形態における水中検査装置９は、構造物との相対距離を検出する相対距離検出器として、投光部２６及び受光部２７を有するレーザセンサ２３ａ，２３ｂを備えたレンジセンサユニット２３を設けているので、次の効果を発揮する。すなわち、例えば投光部及び受光部のうちのいずれか一方を水中検査装置側に設けて他方を構造物側に設けるような構成では、水中検査装置が狭隘部若しくは複雑な構造物が介在するような環境下に配置された場合に、水中検査装置の位置を検知することが困難となる。これに対し本実施の形態では、投光部２６及び受光部２７をともに水中検査装置９側に設けているので、狭隘部や複雑な構造物が存在する環境下に配置された場合でも、水中検査装置９の位置を検知することができる。
【００７０】
なお、上記では、記憶画像を構成する画素には水平位置情報が付された基準画素が１つ以上含まれている場合について説明したが、記憶画像を構成するすべての画素に水平位置情報を付しても良い。この場合には、選択画像上で測定画像の中心が位置する画素を特定できれば、当該画素に付された水平位置情報から水平位置を算出することができるようになるので、上記の場合と比較して水平処理算出処理を容易に行うことができる。
【００７１】
また、上記の実施の形態では、多数の方向にレーザを走査してその反射光を受光する走査型のレーザセンサ２４ａ，２４ｂを相対距離検出手段の例として取りあげたが、相対距離検出器はこれに限られない。例えば、超音波の反響の影響が少なければ、超音波を送信してその反射波を受信する超音波センサを利用してもよい。この場合にもレーザセンサ同様の効果を得ることができる。
【００７２】
次にステップ４４における水平位置算出処理の変形例について説明する。
【００７３】
図１４は図７に示すステップ４４における水平位置算出処理の第１変形例を表すＰＡＤ図である。
【００７４】
本変形例は、上記の対応部分特定部３７において、選択画像上で測定画像に対応すると推定される部分が複数箇所挙げられる等して、マップマッチングだけでは測定画像が選択画像のどの部分に相当するか判別が難しいときに有効な方法である。なお、図１４に示す水平位置算出処理において、ステップ６７までとステップ６９以降は図１２のものと同じなので説明は省略する。
【００７５】
図１４において、ステップ６７が終了したら、対応部分特定部３７は、測定画像に対応する部分と推定される部分を選択画像から複数抽出する（ステップ７１）。なお、ステップ７１における抽出方法の具体例としては、（１）予め定めた数（例えば５箇所）だけマッチング率が上位のものを抽出する方法や、（２）マッチング率が予め定めた閾値Ｍ１（第１閾値（Ｍ１≧Ｍ２））以上に達しているものを抽出する方法がある。
【００７６】
次に、対応部分特定部３７は、ステップ７１で抽出された複数の部分の中から水中検査装置９が移動可能な範囲にあるものを選択画像上における測定画像に対応する部分と特定する除外判定処理を行う（ステップ７２）。このとき、水中検査装置９が移動可能な範囲がどの程度であるか算出する具体的方法としては、例えば、水中検査装置９の最大移動速度又は進行方向を利用するものがある。すなわち、最大移動速度からは最大移動可能距離が算出できるので、先の水平位置から最大移動可能距離を超えた範囲にある部分は除外できる。そして、これに水中検査装置９の進行方向を加えれば水中検査装置９が位置する部分をさらに容易に特定することができる。また、ステップ７１で抽出される部分が多すぎたり少なすぎたりする場合にはＭ１の値を変更する等して抽出する数を適宜調節すれば良い。
【００７７】
上記のように水平位置算出処理を行えば、測定画像が対応する部分をマップマッチングのみで容易に特定できない場合にも測定画像の対応部分を特定できるようになる。これにより、選択画像に測定画像と類似する形状が多く存在する場合等にも水中検査装置９の水平位置を算出することができる。
【００７８】
図１５は図７に示すステップ４４における水平位置算出処理の第２変形例を表すＰＡＤ図である。本変形例は、対応部分の特定処理（ステップ６８）を行うのに先立って、ステップ６７で取得した選択画像を切り出す切り出し処理（ステップ７４）を行っている点で第１変形例と異なっている。他の手順については先の例と同じなので説明は省略する。
【００７９】
本変形例のステップ７４における切り出し処理は、制御装置１１における選択画像切り出し部８１（図６参照）において行われる。選択画像切り出し部（選択画像切り出し手段）８１は、画像選択部３５で選択された画像を予め設定した範囲（切り出し範囲）だけ切り出し、切り出し画像を算出する部分である。選択画像の切り出し範囲は、水平位置算出３８で直近に算出された水中検査装置９の水平位置を中心とした所定の範囲に設定されている。切り出し範囲の大きさは、水中移動装置９の最大移動速度や、マッチング率の大きさ等を考慮し、予め調整しておくことが好ましい。なお、本実施の形態では、選択画像中での直近の位置座標を中心として１６０×１２０［pixel］のサイズの長方形領域が切り出し範囲に設定されている。
【００８０】
ここで、上記の切り出し処理を利用した水平位置算出処理の具体例を図１６を用いて説明する。図１６は水平位置算出処理の第２変形例の説明図である。
【００８１】
この図に示す例は水中検査装置９で原子炉底部１１１の検査をする場合のもので、図１５におけるステップ６６で測定画像１１４が取り込まれており、ステップ６７で選択画像１１３が選択されている。図中の選択画像１１３中に付された×印は、直近に算出された水中検査装置９の水平位置である。ステップ７４では、×印を中心として１６０ｘ１２０［pixel］のサイズの長方形領域（選択画像１１３中の点線領域）が切り出し画像１１５として切り出される。そして、ステップ６８において、切り出し画像１１５において測定画像１１４の対応する部分の特定処理を行う。ここでは、図１６のマッチングイメージ１１６に示すように切り出し画像１１５と測定画像１１４が対応することが特定できるので、切り出し画像１１５上において測定画像１１４の中心（水中検査装置９の中心）に対応する画素を特定できる。これによりシフト量１１７が算出できるので、水中検査装置９の水平位置を算出することができる（ステップ６９）。
【００８２】
上記のように切り出し処理を行うと、選択画像を利用した場合と比較して、ステップ７１において抽出される部分の数を低減できるので、測定画像の対応部分を容易に特定することができる。なお、上記の第２変形例は除外判定を行う第１変形例に切り出し処理を適用したものに相当するが、除外判定を行わない図１２の処理に適用することも可能である。この場合には、切り出し処理を適用することによって対応部分特定処理（ステップ６８）を容易に行うことができる。
【００８３】
なお、以上の説明では原子炉内検査システムに用いられる水中移動体の位置検知装置について説明したが、本発明は、原子炉内の検査に用いる検査装置の位置検知だけでなく、水中で使用する移動体の位置検知に広く適用可能である。特に、本発明は、移動体を直接目視できない環境における当該移動体の位置把握に適している。
【符号の説明】
【００８４】
９ 水中検査装置（水中移動体）
１１ 制御装置
１８ 圧力センサ（垂直位置検出器）
１９ 慣性センサ部（姿勢検出器）
２０ ３軸ジャイロ
２１ 傾斜計
２２ 地磁気センサ
２３ レンジセンサユニット（相対距離検出器）
２４ａ レーザセンサ
２４ｂ レーザセンサ
３４ 画像記憶部（画像記憶手段）
３５ 画像選択部（画像選択手段）
３６ 測定画像算出部（測定画像算出算出手段）
３７ 対応部分特定部（対応部分特定手段）
３８ 水平位置算出部（水平位置算出手段）
８１ 選択画像切り出し部（選択画像切り出し手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元移動可能な水中移動体の位置を検知する水中移動体の位置検知装置及び位置検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
３次元移動が可能な水中移動体の位置を検出する水中移動体の位置検知装置を利用した技術としては、３次元移動可能な水中検査装置を用いて原子炉内の構造物の検査作業を行う原子炉内検査システムが知られている。
【０００３】
例えば、特開２００５−３１５７０９号公報記載の原子炉内検査システムでは、水中検査装置に水中検査装置の位置や姿勢に係る状態量を検出する検出手段（３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸）方向の加速度を検出する加速度センサ、３軸周りの角速度を検出するジャイロ、及び照射したスリットレーザが映り込んだ対象物を撮像するカメラ）が設けられており、これら検出手段の検出結果を制御装置に送信して水中検査装置の絶対位置の検出を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３１５７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の原子炉内検査システムにおける制御装置は、水中検査装置の位置の変位を算出し、その算出した変位を積算して水中検査装置の絶対位置を算出している。そのため、変位算出の誤差が蓄積されて絶対位置の誤差が増大する可能性があった。また、このシステムでは、水中検査装置と原子炉内構造物との接触判定により絶対位置の誤差を補正しているものの、水中検査装置が原子炉内構造物と接触して補正するまでの間は絶対位置の誤差が増加する可能性がある。したがって、水中移動体の位置の検知精度の点で改善の余地があった。
【０００６】
本発明の目的は、水中移動体の位置の検知精度を向上させることができる水中移動体の位置検知装置及び位置検知方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために、３次元空間を移動可能な水中移動体と、前記水中移動体の垂直位置を検出する垂直位置検出手段と、前記水中移動体の垂直位置に応じて定められる水平面における前記水中移動体とその周囲の構造物との相対距離を検出する相対距離検出手段と、前記相対距離検出手段で検出された前記相対距離に基づいて、前記相対距離を検出した水平面における前記構造物の外形の画像データである測定画像を算出する測定画像算出手段と、前記３次元空間の任意の水平面における前記構造物の外形の画像データであって、各画像を構成する画素の少なくとも１つに前記３次元空間に対応する水平位置情報が付されている記憶画像が記憶された画像記憶手段と、前記垂直位置検出手段で検出された前記水中移動体の垂直位置に基づいて、前記画像記憶手段に記憶された記憶画像の中から前記相対距離を検出した水平面に対応する記憶画像を選択する画像選択手段と、前記画像選択手段で選択された選択画像と前記測定画像とに対して画像相関処理によるマップマッチングを行うことで前記選択画像上で前記測定画像に対応する部分を特定する対応部分特定手段と、前記対応部分特定手段で特定された前記選択画像上の部分において前記相対距離を検出した位置に対応する画素を特定し、その特定した画素と前記水平位置情報が付された画素の位置から前記水中移動体の水平位置を算出する水平位置算出手段とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、水中移動体の位置の検知精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る原子炉内検査システムの概略図。
【図２】本発明の実施の形態に係る水中検査装置の構成を表す概略図。
【図３】本発明の実施の形態に係るレンジセンサユニットの水平断面図。
【図４】図３中の断面IV−IVにおけるレンジセンサユニットの垂直断面図。
【図５】本発明の実施の形態に係るレンジセンサユニットの測定動作の説明図。
【図６】本発明の実施の形態に係る制御装置の機能ブロック図。
【図７】本発明の実施の形態に係る制御装置の位置・姿勢算出機能に係わる制御処理内容を表すＰＡＤ図。
【図８】図７における姿勢角算出処理の詳細を表すＰＡＤ図。
【図９】図７における垂直位置算出処理の詳細を表すＰＡＤ図。
【図１０】制御装置による測定画像算出処理及び水平位置算出処理の説明図。
【図１１】図７における測定画像算出処理の詳細を表すＰＡＤ図。
【図１２】図７における水平位置算出処理の詳細を表すＰＡＤ図。
【図１３】本発明の実施の形態に係る表示装置の表示画面の一例を表す図。
【図１４】図７における水平位置算出処理の第１変形例を表すＰＡＤ図。
【図１５】図７における水平位置算出処理の第２変形例を表すＰＡＤ図。
【図１６】水平位置算出処理の第２変形例の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１１】
図１は本発明の実施の形態に係る原子炉内検査システムの概略図である。
【００１２】
この図に示す原子炉１には、シュラウド２、上部格子板３、炉心支持板４、及びシュラウドサポート５等の構造物が設置されており、ＰＬＲ（Primary Loop Re-circulation System：一次冷却材再循環系）配管６等の配管が接続されている。原子炉１の上部には作業スペースであるオペレーションフロア７があり、さらにその上方には燃料交換装置８がある。
【００１３】
本実施の形態の原子炉内検査システムは、原子炉１内の構造物の目視検査に用いる水中検査装置９（水中移動体）と、ケーブル１０を介して水中検査装置９に接続された制御装置１１と、この制御装置１１に接続され、水中検査装置９のカメラ画像を表示するとともに水中検査装置９の位置や姿勢等を表示する表示装置１２と、制御装置１１に接続され、水中検査装置９を操作可能なコントローラ（操作装置）１３を備えている。原子炉１内の構造物の目視検査作業を行う場合、燃料交換装置８上の検査員１４は、原子炉１内に水中検査装置９を投入し、この水中検査装置９の位置や姿勢を表示装置１２で確認しつつ、コントローラ１３を操作する。
【００１４】
図２は本発明の実施の形態に係る水中検査装置９の概略図である。
【００１５】
この図において、水中検査装置９は、本体の前面側（図２中左側）に設けられ原子炉１内の構造物等を撮像するカメラ１５と、カメラ１５の画像を電子情報化する画像取込部１６を備えている。また、水中検査装置９は、本体の上面側（図２中上側）、後面側（図２中右側）、及び左側面側（図２中紙面に向かって手前側）にそれぞれ設けられた３つのスラスタ（推進機構）１７を備えている。３つのスラスタ１７は、それぞれ、スクリューと、スクリューを正回転又は逆回転に駆動するモータ（図示せず）で構成されている。スラスタ１７は、水中検査装置９に対して上下方向（図２中上下方向）の推力、前後方向（図２中左右方向）の推力、及び左右方向（図２中紙面に対し垂直方向）の推力をそれぞれ付与する。すなわち、このスラスタ１７により、水中検査装置９は水で満たされた３次元空間を自在に移動可能となっている。なお、以降、水中検査装置９の座標系は、本体における垂直下向き（検査装置９の高さ方向下向き）がＺ軸正方向である右手座標系を定義して説明する。具体的には、本体の右方向（図２中紙面に向かって奥方向）がＸ軸正方向、前方向（図２中左方向）がＹ軸正方向、下方向（図２中下方向）がＺ軸正方向となっており、Ｘ軸及びＹ軸はＺ軸と直交しかつ互いに直交している。
【００１６】
水中検査装置９は、水中検査装置９に作用する水圧を検出する圧力センサ（垂直位置検出器）１８と、原子炉１内における水中検査装置９の姿勢（姿勢角）を検出するための慣性センサ部（姿勢角検出器）１９と、本体下部（底面）に取り付けられたレンジセンサユニット（相対距離検出器）２３を備えている。
【００１７】
圧力センサ１８で検出された圧力は、原子炉１内における水中検査装置９の垂直位置（深度）の検出に用いられる。また、慣性センサ部１９は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸周りの角速度をそれぞれ検出する３軸ジャイロ（角速度検出器）２０と、Ｘ軸及びＹ軸周りの角度（傾斜角）を検出する傾斜計（傾斜角検出器）２１と、Ｚ軸周りの角度（方位角）を検出する地磁気センサ（方位角検出器）２２を有しており、これらの検出値は水中検査装置９の姿勢角の検出に用いられる。
【００１８】
図３はレンジセンサユニット２３の概略構造を表す水平断面図であり、図４は図３中の断面IV−IVにおける断面図（垂直断面図）である。
【００１９】
レンジセンサユニット２３は、水中検査装置９の垂直位置に応じて定められる水平面上における水中検査装置９とその周囲の構造物との相対距離を検出するものである。レンジセンサユニット２３のケーシング２５内には、水中検査装置９の前方側及び後方側に配置された合計２つの走査型のレーザセンサ（レーザレンジファインダ）２４ａ，２４ｂが収納されている。なお、本稿における「水平面」とは、完全な水平面のみを示すだけでなく、誤差等も含んだ実質的に水平な面を意味するものとする。
【００２０】
レーザセンサ２４ａ，２４ｂは、それぞれ、レーザを投光する投光部２６と、投光したレーザを受光する受光部２７を有している。投光部２６は走査手段（図示せず）によってＺ軸周りに回転されて同一平面上にレーザを走査する。投光部２６より投光及び走査されたレーザは周囲の構造物等に反射して受光部２７で受光される。本実施の形態では、レーザの投光時刻からその反射光の受光時刻までのレーザ飛行時間に基づいて周囲の構造物までの相対距離を測定している。このように測定した相対距離は、測定画像算出部３６（後述）における測定画像の算出に主に用いられる。
【００２１】
ところで、本実施の形態のレーザセンサ２４ａ，２４ｂでは、投光部２６と受光部２７が分離されており、レーザセンサ２４ａ，２４ｂには投光部２６側と受光部２７側を区画する略Ｕ字状の遮光板２６がそれぞれ設けられている。遮光板２６は、投光部２６からのレーザ光の一部がケーシング２５の内表面で反射して生じる反射光が受光部２７で受光されるのを防ぐためのものである。
【００２２】
なお、図４に示すように、ケーシング２５の前方側側面部は、その水平断面がレーザセンサ２４ａを中心とした円弧状になるように形成することが好ましく、また、ケーシング２５の後方側側面部は、その水平断面がレーザセンサ２４ｂを中心とした円弧状になるように形成することが好ましい。このようにケーシング２５を形成すると、投光部２６からのレーザ光が直交して出射するとともに、受光部２７で受光する反射光が直交して入射するので、ケーシング２５への出入射に伴うレーザ光の強度低下を抑制することができるからである。また、レーザセンサ２４ａ，２４ｂの構造は例えば特開２００６−３４９４４９号公報に詳しい。
【００２３】
図５はレンジセンサユニット２３の測定動作の説明図である。
【００２４】
この図に示すように、本実施の形態におけるレンジセンサユニット２３では、レーザセンサ２４ａは、水中検査装置９の前方側範囲となる走査角度θａ（１）〜θａ（ｎ）の範囲（例えば−３０°〜２１０°程度の範囲）でレーザ光を走査するとともにその反射光を受光して、構造物Ａとの相対距離Ｍ（１）〜Ｍ（ｎ）をそれぞれ検出する。また、レーザセンサ２４ｂは、水中検査装置９の後方側範囲となる走査角度θｂ（１）〜θｂ（ｎ）の範囲（例えば１５０°〜３９０°程度の範囲）でレーザ光を走査するとともにその反射光を受光して、構造物Ａとの相対距離Ｍ（ｎ＋１）〜Ｍ（２ｎ）をそれぞれ検出する。これにより、レーザセンサ２４ａ，２４ｂが位置する平面上における水中検査装置９とその周囲の構造物との相対距離を検出することができる。
【００２５】
図２に戻り、水中検査装置９には信号伝送部２９が設けられている。そして、信号伝送部２９及びケーブル１０を介して、圧力センサ１８、慣性センサ部１９（３軸ジャイロ２０、傾斜計２１、地磁気センサ２２）、及びレンジセンサユニット２３（レーザセンサ２４ａ，２４ｂ）からの検出信号並びに画像取込部１６からの画像信号が制御装置１１に出力されている。そして、制御装置１１は、前述した検出信号等に基づいて水中検査装置９の位置や姿勢を算出し、この算出した水中検査装置９の位置や姿勢を表示装置１２に出力して表示している。また、制御装置１１は、前述した画像信号を表示装置１２に出力して、カメラ１５の画像を表示している（後の図１３で詳述）。また、制御装置１１は、コントローラ１３からの操作信号に応じてスラスタ１７を駆動制御する制御信号を生成し、この生成した制御信号をケーブル１０及び信号伝送部２９を介してスラスタ１７に出力している。
【００２６】
次に、制御装置１１の位置・姿勢算出機能について説明する。図６は制御装置１１の機能ブロック図である。
【００２７】
この図に示す制御装置１１は、３軸ジャイロ２０の角速度信号に基づきＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸周りの角速度をそれぞれ算出する角速度算出部３０と、傾斜計２１の角度信号に基づきＸ軸及びＹ軸周りの傾斜角をそれぞれ算出するとともに、地磁気センサ２２の角度信号に基づきＺ軸周りの方位角を算出する角度算出部３１と、これら算出された角速度、傾斜角、及び方位角に基づき水中検査装置９の姿勢角（３軸周りの姿勢角）を算出する姿勢角算出部３２とを有している。また、圧力センサ１８の圧力信号に基づき水中検査装置９の深度、すなわち垂直位置を算出する垂直位置算出部３３を有している。
【００２８】
また、制御装置１１は、測定画像算出部３６と、画像記憶部３４と、画像選択部３５と、対応部分特定部３７と、水平位置算出部３８と、位置・姿勢記憶部８０を備えている。
【００２９】
測定画像算出部３６は、レンジセンサユニット２３で検出された水中検査装置９と構造物との相対距離に基づいて、その相対距離を検出した水平面（以下において「スキャン平面」と称することがある）における構造物の外形の画像データ（測定画像）を算出する処理（ビットマップ化処理）を行う部分である。本実施の形態における測定画像算出部３６は、検出した相対距離を画像に変換する際に、距離［ｍｍ］を画素値［pixel］に変換する係数Ｋを使用してビットマップ化処理を行っている。このビットマップ化処理によって得られた画像は、原子炉１内の構造物をスキャン平面で切断したときの外形の一部を表している。なお、本実施の形態では係数Ｋの値として、測定画像が６４０ｘ４８０［pixel］のサイズのビットマップ画像となるものが採用されている。
【００３０】
画像記憶部３４は、原子炉１内（３次元空間）の任意の水平面における構造物の外形の画像データ（記憶画像）が記憶されている部分である。すなわち、各記憶画像は原子炉１内の構造物を任意の水平面で切断したときの外形を表しており、各記憶画像には原子炉１内における垂直位置情報が付与されている。
【００３１】
また、画像記憶部３４に記憶された各記憶画像を構成する画素の少なくとも１つには、原子炉１内の３次元空間に対応する水平位置情報が付されている（以下、この水平位置情報が付された画素を「基準画素」と称することがある）。なお、水平位置の算出精度を向上させる観点からは、記憶画像の画像サイズは大きいほど好ましい。画像サイズを大きくするほど各画素に付与する水平位置情報の精度を向上させることができるからである。
【００３２】
画像選択部３５は、圧力センサ１８で検出された水中検査装置９の垂直位置に基づいて、画像記憶部３４に記憶された記憶画像の中からレンジセンサユニット２３が相対距離を検出した水平面に対応する記憶画像を選択する部分である。具体的には、画像選択部３５は、垂直位置算出部３３で算出された垂直位置と一致する垂直位置情報を有する記憶画像（一致するものが無い場合には垂直位置が最も近い画像）を選択画像として選択する。
【００３３】
また、選択画像を選択する際の他の方法としては、初回の選択のみ水中検査装置９の位置（主に垂直方向位置）から最適な画像を選択し、その後の水平位置算出処理には、対応部分特定部３７で算出されるマッチング率が選択画像の再選択が不要なことを示す閾値Ｍ２（第２閾値）未満に到達したときに、マッチング率がＭ２以上に到達する他の記憶画像を改めて選択する方法がある。このマッチング率がＭ２以上の他の画像を改めて選択する場合の具体的手段としては、まず、現在の選択画像（マッチング率がＭ２未満のもの）に垂直方向情報が近い数枚の記憶画像であって、水中検査装置９の移動可能範囲内にあるものを再選択の候補として挙げ、次に、その候補に挙げた複数の記憶画像と測定画像とのマッチング率をそれぞれ算出し、最もマッチング率の高い記憶画像を選択画像として選択する方法がある。このように選択画像を選択すれば、常にマッチング率が一定値以上の記憶画像を用いることができるので、水中検査装置９の水平位置算出処理の精度を向上することができる。
【００３４】
対応部分特定部３７は、画像選択部３５で選択された選択画像と測定画像算出部３６で算出された測定画像とに対して画像相関処理によるマップマッチングを行うことで、当該選択画像上における当該測定画像に対応する部分を特定する部分である。すなわち、対応部分特定部３７は、測定画像のビットマップ画像の形状が選択画像のビットマップ画像のどの部分に一致するかを探索する。
【００３５】
水平位置算出部３８は、対応部分特定部３７で特定された選択画像上の部分において相対距離を検出した位置（すなわち、レンジセンサユニット２３の位置）に対応する画素を特定し、その特定した画素の位置と基準画素の位置から水中検査装置９の水平位置を算出する部分である。ここにおける「相対距離を検出した位置」とは、図５からも明らかなように、測定画像の中心に位置し、水中検査装置９の水平位置を示す。したがって、選択画像において測定画像の中心が位置する画素の位置が分かれば、当該画素と基準画素の距離を求めることにより、水平検査装置９の水平位置を算出することができる。なお、このとき画素から距離データへの変換が必要な場合には、距離から画素値に変換する際に用いた定数Ｋの逆数（すなわち、１／Ｋ）を画素値に乗じれば良い。
【００３６】
位置・姿勢記憶部８０は、上記のように垂直位置算出部３３、水平位置算出部３７、及び姿勢角算出部３２で演算された水中検査装置９の垂直位置、水平位置、及び姿勢角を記憶する部分である。位置・姿勢記憶部８０に記憶された垂直位置、水平位置、及び姿勢角は、水中検査装置９の垂直位置、水平位置、及び姿勢角として表示装置１２に送信され、画像取込部１６で電子情報化された目視検査用のカメラ１５の映像とともに表示される。
【００３７】
次に上記のように構成される制御装置１１で行われる制御処理内容について説明する。
【００３８】
図７は制御装置１１の位置・姿勢算出機能に係わる制御処理内容を表すＰＡＤ図である。
【００３９】
この図において、まずステップ３９で水中検査装置９の初期位置・初期姿勢角が入力されて位置・姿勢記憶部３８に記憶される。そして、ステップ４０に進んで水中検査装置９の操作開始とともにその位置・姿勢算出処理に移る。この位置・姿勢算出処理において、姿勢角算出処理（ステップ４１）と、垂直位置算出処理（ステップ４２）と、測定画像算出処理（ステップ４３）と、水平位置算出処理（ステップ４４）が順次繰り返し行われ、その都度ごとにステップ４１，４２，４４で算出された姿勢角、垂直位置及び水平位置が位置・姿勢記憶部３８に記憶される（ステップ４５）。以下、各算出処理の詳細を説明する。
【００４０】
（１）姿勢角算出処理
図８は図７に示すステップ４１の姿勢角算出処理の詳細を表すＰＡＤ図である。
【００４１】
姿勢角算出処理において、角速度算出部３０は、まず、３軸ジャイロ２０の角速度信号を取り込み、角度算出部３１は、傾斜計２１及び地磁気センサ２２の角度信号を取り込む（ステップ４６）。
【００４２】
そして、ステップ４７に進み、角速度算出部３０は、３軸ジャイロ２０の角速度信号から各軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）周りの角速度を算出する角速度算出処理に移る。本実施の形態の３軸ジャイロ２０は、静電浮上型ジャイロであり、角速度に比例する増減値が基準電圧（一定の電圧値）に加えられた正の電圧値を出力する。そのため、まずステップ４８において、３軸ジャイロ２０の各軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）周りの信号に対し基準電圧を減じる基本処理を行う。ここで、基準電圧は、通常、３軸ジャイロ２０の固有スペックとして示されているが、本実施の形態では、角速度信号が入力されないときの電圧値を予め計測して平均化したものを用いる。その後、ステップ４９に進んで、電圧−角速度換算係数（３軸ジャイロ２０の固有のスペックとして示される一定値）を乗じて各軸周りの角速度を算出する。
【００４３】
ステップ４７の角速度算出処理が終了すると、ステップ５０に進み、角度算出部３１は、傾斜計２１の角度信号から各軸（Ｘ軸、Ｙ軸）周りの傾斜角を算出する傾斜角算出処理に移る。本実施の形態の傾斜計２１は、封入された電解液の液面変化（Ｘ軸及びＹ軸周りの傾斜角）を電圧変化に変換して出力するものである。そのため、まずステップ５１において、各軸（Ｘ軸、Ｙ軸）周りの信号から基準電圧（傾斜計２１の固有スペックとして示される一定の電圧値）を減じる基本処理を行う。その後、ステップ５２に進んで、傾斜角換算係数（傾斜計２１の固有スペックとして示される一定値）を乗じて各軸周りの傾斜角を算出する。
【００４４】
ステップ５０の傾斜角算出処理が終了すると、ステップ５３に進み、角度算出部３１は、地磁気センサ２２の角度信号からＺ軸周りの方位角を算出する方位角算出処理に移る。本実施の形態の地磁気センサ２２は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に感度を有するホール素子で捉えた磁力を出力するものである。そのため、まずステップ５４において、Ｘ軸及びＹ軸の地磁気信号から基準電圧を減じ、ゲインを乗じる基本処理を行う。ここで、基準電圧及びゲインは、地磁気センサ２２を使用する環境により異なるため、予め使用する領域で測定したものを用いる。その後、ステップ５５に進んで、基本処理したＸ軸及びＹ軸の信号Ｍｘ，Ｍｙを用い、下記の式（１）によりＺ軸周りの方位角θｍを算出する。
【００４５】
【数１】
【００４６】
ステップ５３の方位角算出処理が終了すると、ステップ５６に進み、姿勢角算出部３２は、上述したＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸周りの角速度、Ｘ軸及びＹ軸周りの傾斜角、Ｚ軸周りの方位角をカルマンフィルタ（この種のものとして公知のものであり、例えば上記特許文献１参照）に入力し、水中検査装置９の姿勢角（３軸周りの姿勢角）の最適値を推定する。その後、ステップ５７に進んで、推定した水中検査装置９の姿勢角を位置・姿勢記憶部３８に記憶する。このステップ５７の手順が終了すると姿勢角算出処理が終了する。
【００４７】
（２）垂直位置算出処理
図９は図７に示すステップ４２の垂直位置算出処理の詳細を表すＰＡＤ図である。
【００４８】
垂直位置算出処理において、垂直位置算出部３３は、まず、下記の式（２）に基づいて圧力Ｐを算出する。すなわち、まず、ステップ５８において圧力センサ１８の圧力信号（検出電圧）を取り込む。そして、ステップ５９に進んで、検出電圧Ｖｐから基準電圧Ｖｐ_base（圧力センサ１８の固有スペックとして示される一定の電圧値）を減じ、さらに圧力換算係数Ｋｖ_p（圧力センサ１８の固有スペックとして示される一定値）を乗じて圧力Ｐを算出する。
【００４９】
【数２】
【００５０】
次に、垂直位置算出部３３は、ステップ６０に進んで、算出した圧力Ｐと原子炉１内の冷却材の密度ρと重力加速度ｇとを用い、下記の式（３）により水中検査装置９の深度Ｈを算出する。そして、算出した深度Ｈに例えばオペレーションフロア７から水面までの距離Ｌｗ（図１参照）を加えて、水中検査装置９の垂直位置とする。
【００５１】
【数３】
【００５２】
その後、ステップ６１に進んで、算出した水中検査装置９の垂直位置を位置・姿勢記憶部３８に記憶する。このステップ６１の手順が終了すると垂直位置算出処理が終了する。
【００５３】
ところで、以下に続く測定画像算出処理（ステップ４３）と水平位置算出処理（ステップ４４）では、その理解を容易にするために、水中検査装置９で中空直方体内を検査する場合を適宜参照しながら説明する。
【００５４】
図１０は制御装置１１による測定画像算出処理及び水平位置算出処理の説明図である。この図に示す水中検査装置９は、水で満たされた中空直方体９０内に配置されている。水中検査装置９の水平位置は、スキャン平面Ｓにおける選択画像９１と、平面Ｓで検出された測定画像９２とに基づいて算出される。なお、選択画像９１及び測定画像９２のサイズは６４０×４８０［pixel］であり、選択画像９１の中心点をＣ９１とし、測定画像９２の中心点をＣ９２とする。
【００５５】
（３）測定画像算出処理（構造物形状算出処理）
図１１は図７に示すステップ４３の測定画像算出処理の詳細を表すＰＡＤ図である。
【００５６】
測定画像算出処理において、測定画像算出部３６は、まず、レーザセンサ２４ａ，２４ｂの出力信号を取り込む（ステップ６２）。本実施の形態におけるレンジセンサユニット２３（レーザセンサ２４ａ，２４ｂ）では図５で説明した方法で水平なスキャン平面（図１０の例では面Ｓ）における構造物との相対距離が測定されており、レーザセンサ２３ａ，２３ｂからの出力信号には、レーザの走査角度θ（θａ，θｂ）、及びそれぞれの走査角度ごとに算出される構造物までの距離Mが情報として含まれている。測定画像算出部３６は、下記の式（４）を用いて、ステップ６２で取り込んだ出力信号から、スキャン平面上において構造物の表面（外形）が位置する座標値Ｌ（ｘＬ，ｙＬ）を算出する（ステップ６３）。
【００５７】
【数４】
【００５８】
次に、測定画像算出部３６は、ステップ６３で算出した各座標値ｘＬ，ｙＬに係数Ｋを乗じ、その値を測定画像における構造物の表面を示す画素の座標値Ｌ’（KｘＬ，ＫｙＬ）とする（ステップ６４）。すなわち、図１０の例においてステップ６４で得られた点Ｐ１の座標値が例えば（１２０，１００）であった場合には、測定画像９２の中心かつ水中検査装置９の中心の点Ｃ９２からＸ軸の正方向へ１２０［pixel］，Ｙ軸の正方向へ１００［pixel］進んだ位置が構造物の表面上の点Ｐ１の位置となる。そして、測定画像算出部３６は、検出したすべての走査角度θについてステップ６３，６４の算出処理を行って測定画像９２を得る。測定画像算出部３６は、このように取得した測定画像９２のデータを保存し（ステップ６５）、測定画像算出処理を終了する。
【００５９】
（４）水平位置算出処理
図１２は図７に示すステップ４４の水平位置算出処理の詳細を表すＰＡＤ図である。
【００６０】
水平位置算出処理が開始すると、対応部分特定部３７は、ステップ４３で算出された測定画像を取り込む（ステップ６６）。一方、画像選択部３５は、ステップ４２で得られた水中検査装置９の垂直位置に基づいて、画像記憶部３４内に記憶されている複数の記憶画像の中から測定画像とのマッチングに利用する画像（選択画像９１）を選択する（ステップ６７）。すなわち、図１０の例ではスキャン平面Ｓの垂直位置情報を有する記憶画像が選択画像９１として選択される。なお、画像選択部３５の説明箇所で触れたが、２回目以降の水平位置算出処理において水中検査装置９が垂直方向に移動することで選択画像と測定画像のマッチング率がＭ２未満に到達したときは、マッチング率がＭ２以上となる選択画像を改めて選択しても良い。
【００６１】
次に、ステップ６８において、対応部分特定部３７は、ステップ６６で取り込んだ測定画像と、ステップ６７で選択した選択画像とに対して画像相関処理によるマップマッチングを行い、選択画像上で測定画像に対応する部分を特定する。すなわち、図１０の例では、ステップ６７で選択された選択画像９１と、ステップ６６で取り込まれた測定画像９２との間でマップマッチングが行われ、測定画像９２の形状が選択画像９１上のどの部分に一致するかが探索される。
【００６２】
ステップ６８において対応部分が特定できたら、水平位置算出部３８は、まず、その選択画像上において、構造物との相対距離を検出した位置（すなわち、測定画像の中心位置であって、水中検査装置９の中心位置）に対応する画素を特定する。そして、その特定した画素の位置と、選択画像において水平位置情報が付された基準画素の位置とから、水中検査装置９の水平位置を算出する（ステップ６９）。その後、ステップ７０に進んで、算出した水中検査装置９の水平位置を位置・姿勢記憶部８０に記憶し、水平位置算出処理を終了する。
【００６３】
ここで、ステップ６９を図１０の例で説明すると、選択画像９１と測定画像９２とは図１０におけるマッチングイメージ９３が示すように対応するので、選択画像９１上において測定画像９２の中心点Ｃ９２に対応する画素を特定することができる。そして、選択画像９１の中心点Ｃ９１の画素は中空直方体９０の中心に対応する基準画素なので、中心点Ｃ９１と中心点Ｃ９２との画素上における距離（シフト量９４）を算出し、そのシフト量９４を中空直方体９０における距離データに変換すれば、中心点Ｃ９２の水平位置（すなわち、水中検査装置９の水平位置）を算出することができる。なお、シフト量９４を距離データへ変換する際には、測定画像算出部３６において距離を画素値に変換する際に用いた定数Ｋの逆数（すなわち、１／Ｋ）をシフト量９４（ξ, η）に乗じて算出すれば良い。
【００６４】
上記の姿勢角算出処理（ステップ４１）、垂直位置算出処理（ステップ４２）、測定画像算出処理（ステップ４３）、及び水平位置算出処理（ステップ４４）で算出された水中検査装置値９の位置及び姿勢は位置・姿勢記憶部８０を介して表示装置１２に出力される。
【００６５】
図１３は表示装置１２の表示画面の一例を表す図である。
【００６６】
この図に示す表示画面１２０は、位置座標表示部９５と、水平位置画像表示部９６と、カメラ映像表示部９９を有している。位置座標表示部９５には、制御装置１１の位置・姿勢記憶部３８から読み込んだ水中検査装置９の絶対位置が表示される。水平位置画像表示部９６には、水中検査装置９が位置する垂直位置における原子炉１内の水平断面画像とともに水中検査装置９の水平位置を示すマーカ９４が表示される。水平位置画像表示部９６における原子炉１内の水平断面画像は、例えば、制御装置１１における構造物データ記憶部（図示せず）に記憶されている原子炉１の形状データ（例えば、ＣＡＤデータ）と、垂直位置算出部３３で算出された水中検査装置９の垂直位置とを利用して描かれており、水中検査装置９の垂直方向の移動に追従して随時変化する。また、水平位置画像表示部９６には、水中検査装置９の投入位置（初期位置）をマーカ９７でマークする機能や、水中検査装置９の移動軌跡９８を表示又は非表示する機能が具備されている。カメラ映像表示部９９は、水中検査装置９に搭載されたカメラ１５の映像が表示される部分である。なお、表示装置１２は、図示しない他の表示画面に切り換えられるようになっており、位置・姿勢記憶部８０から読み込んだ水中検査装置９の姿勢等も表示されるようになっている。このように構成された表示画面１２０によれば、検査員１４は原子炉１内のどこに水中検査装置９があるかを視覚的に把握しながら検査することができる。
【００６７】
上記のように、本実施の形態に係る原子炉内検査システムは、水中検査装置９が位置する水平面において水中検査装置９と構造物の相対距離を検出するレンジセンサユニット２３と、レンジセンサユニット２３で検出された相対距離に基づいて測定画像を算出する測定画像算出部３６と、水中検査装置９の垂直位置に基づいて画像記憶部３４からマップマッチングに利用する画像（選択画像）を選択する画像選択部３５と、マップマッチングを行うことで選択画像における測定画像に対応する部分を特定する対応部分特定部３７と、選択画像における測定画像の中心の位置と選択画像における基準画素の位置から水中検査装置９の水平位置を算出する水平位置算出部３８を備えている。
【００６８】
このように水中移動体の位置検知装置を構成すると、選択画像と測定画像をマップマッチングすることで水中検査装置９の水平位置を算出することができるので、水中検査装置９の変位を積算することで絶対位置を算出する技術（特開２００５−３１５７０９号公報等参照）と比較して、算出に伴う誤差を軽減することができる。したがって、本実施の形態によれば、水中検査装置９の位置の検知精度を向上させることができる。特に、本実施の形態では、水平位置算出の基準となる複数の記憶画像を画像記憶部３４に予め記憶しており、その中から水中検査装置９の垂直位置に応じて最適なものを選択して選択画像としている。そのため、マップマッチングまでに要する処理が比較的単純になるので、水平位置の算出が容易になるという点がメリットとなる。
【００６９】
また、本実施の形態における水中検査装置９は、構造物との相対距離を検出する相対距離検出器として、投光部２６及び受光部２７を有するレーザセンサ２３ａ，２３ｂを備えたレンジセンサユニット２３を設けているので、次の効果を発揮する。すなわち、例えば投光部及び受光部のうちのいずれか一方を水中検査装置側に設けて他方を構造物側に設けるような構成では、水中検査装置が狭隘部若しくは複雑な構造物が介在するような環境下に配置された場合に、水中検査装置の位置を検知することが困難となる。これに対し本実施の形態では、投光部２６及び受光部２７をともに水中検査装置９側に設けているので、狭隘部や複雑な構造物が存在する環境下に配置された場合でも、水中検査装置９の位置を検知することができる。
【００７０】
なお、上記では、記憶画像を構成する画素には水平位置情報が付された基準画素が１つ以上含まれている場合について説明したが、記憶画像を構成するすべての画素に水平位置情報を付しても良い。この場合には、選択画像上で測定画像の中心が位置する画素を特定できれば、当該画素に付された水平位置情報から水平位置を算出することができるようになるので、上記の場合と比較して水平処理算出処理を容易に行うことができる。
【００７１】
また、上記の実施の形態では、多数の方向にレーザを走査してその反射光を受光する走査型のレーザセンサ２４ａ，２４ｂを相対距離検出手段の例として取りあげたが、相対距離検出器はこれに限られない。例えば、超音波の反響の影響が少なければ、超音波を送信してその反射波を受信する超音波センサを利用してもよい。この場合にもレーザセンサ同様の効果を得ることができる。
【００７２】
次にステップ４４における水平位置算出処理の変形例について説明する。
【００７３】
図１４は図７に示すステップ４４における水平位置算出処理の第１変形例を表すＰＡＤ図である。
【００７４】
本変形例は、上記の対応部分特定部３７において、選択画像上で測定画像に対応すると推定される部分が複数箇所挙げられる等して、マップマッチングだけでは測定画像が選択画像のどの部分に相当するか判別が難しいときに有効な方法である。なお、図１４に示す水平位置算出処理において、ステップ６７までとステップ６９以降は図１２のものと同じなので説明は省略する。
【００７５】
図１４において、ステップ６７が終了したら、対応部分特定部３７は、測定画像に対応する部分と推定される部分を選択画像から複数抽出する（ステップ７１）。なお、ステップ７１における抽出方法の具体例としては、（１）予め定めた数（例えば５箇所）だけマッチング率が上位のものを抽出する方法や、（２）マッチング率が予め定めた閾値Ｍ１（第１閾値（Ｍ１≧Ｍ２））以上に達しているものを抽出する方法がある。
【００７６】
次に、対応部分特定部３７は、ステップ７１で抽出された複数の部分の中から水中検査装置９が移動可能な範囲にあるものを選択画像上における測定画像に対応する部分と特定する除外判定処理を行う（ステップ７２）。このとき、水中検査装置９が移動可能な範囲がどの程度であるか算出する具体的方法としては、例えば、水中検査装置９の最大移動速度又は進行方向を利用するものがある。すなわち、最大移動速度からは最大移動可能距離が算出できるので、先の水平位置から最大移動可能距離を超えた範囲にある部分は除外できる。そして、これに水中検査装置９の進行方向を加えれば水中検査装置９が位置する部分をさらに容易に特定することができる。また、ステップ７１で抽出される部分が多すぎたり少なすぎたりする場合にはＭ１の値を変更する等して抽出する数を適宜調節すれば良い。
【００７７】
上記のように水平位置算出処理を行えば、測定画像が対応する部分をマップマッチングのみで容易に特定できない場合にも測定画像の対応部分を特定できるようになる。これにより、選択画像に測定画像と類似する形状が多く存在する場合等にも水中検査装置９の水平位置を算出することができる。
【００７８】
図１５は図７に示すステップ４４における水平位置算出処理の第２変形例を表すＰＡＤ図である。本変形例は、対応部分の特定処理（ステップ６８）を行うのに先立って、ステップ６７で取得した選択画像を切り出す切り出し処理（ステップ７４）を行っている点で第１変形例と異なっている。他の手順については先の例と同じなので説明は省略する。
【００７９】
本変形例のステップ７４における切り出し処理は、制御装置１１における選択画像切り出し部８１（図６参照）において行われる。選択画像切り出し部（選択画像切り出し手段）８１は、画像選択部３５で選択された画像を予め設定した範囲（切り出し範囲）だけ切り出し、切り出し画像を算出する部分である。選択画像の切り出し範囲は、水平位置算出３８で直近に算出された水中検査装置９の水平位置を中心とした所定の範囲に設定されている。切り出し範囲の大きさは、水中移動装置９の最大移動速度や、マッチング率の大きさ等を考慮し、予め調整しておくことが好ましい。なお、本実施の形態では、選択画像中での直近の位置座標を中心として１６０×１２０［pixel］のサイズの長方形領域が切り出し範囲に設定されている。
【００８０】
ここで、上記の切り出し処理を利用した水平位置算出処理の具体例を図１６を用いて説明する。図１６は水平位置算出処理の第２変形例の説明図である。
【００８１】
この図に示す例は水中検査装置９で原子炉底部１１１の検査をする場合のもので、図１５におけるステップ６６で測定画像１１４が取り込まれており、ステップ６７で選択画像１１３が選択されている。図中の選択画像１１３中に付された×印は、直近に算出された水中検査装置９の水平位置である。ステップ７４では、×印を中心として１６０ｘ１２０［pixel］のサイズの長方形領域（選択画像１１３中の点線領域）が切り出し画像１１５として切り出される。そして、ステップ６８において、切り出し画像１１５において測定画像１１４の対応する部分の特定処理を行う。ここでは、図１６のマッチングイメージ１１６に示すように切り出し画像１１５と測定画像１１４が対応することが特定できるので、切り出し画像１１５上において測定画像１１４の中心（水中検査装置９の中心）に対応する画素を特定できる。これによりシフト量１１７が算出できるので、水中検査装置９の水平位置を算出することができる（ステップ６９）。
【００８２】
上記のように切り出し処理を行うと、選択画像を利用した場合と比較して、ステップ７１において抽出される部分の数を低減できるので、測定画像の対応部分を容易に特定することができる。なお、上記の第２変形例は除外判定を行う第１変形例に切り出し処理を適用したものに相当するが、除外判定を行わない図１２の処理に適用することも可能である。この場合には、切り出し処理を適用することによって対応部分特定処理（ステップ６８）を容易に行うことができる。
【００８３】
なお、以上の説明では原子炉内検査システムに用いられる水中移動体の位置検知装置について説明したが、本発明は、原子炉内の検査に用いる検査装置の位置検知だけでなく、水中で使用する移動体の位置検知に広く適用可能である。特に、本発明は、移動体を直接目視できない環境における当該移動体の位置把握に適している。
【符号の説明】
【００８４】
９ 水中検査装置（水中移動体）
１１ 制御装置
１８ 圧力センサ（垂直位置検出器）
１９ 慣性センサ部（姿勢検出器）
２０ ３軸ジャイロ
２１ 傾斜計
２２ 地磁気センサ
２３ レンジセンサユニット（相対距離検出器）
２４ａ レーザセンサ
２４ｂ レーザセンサ
３４ 画像記憶部（画像記憶手段）
３５ 画像選択部（画像選択手段）
３６ 測定画像算出部（測定画像算出算出手段）
３７ 対応部分特定部（対応部分特定手段）
３８ 水平位置算出部（水平位置算出手段）
８１ 選択画像切り出し部（選択画像切り出し手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元空間を移動可能な水中移動体と、
前記水中移動体の垂直位置を検出する垂直位置検出手段と、
前記水中移動体の垂直位置に応じて定められる水平面における前記水中移動体とその周囲の構造物との相対距離を検出する相対距離検出手段と、
前記相対距離検出手段で検出された前記相対距離に基づいて、前記相対距離を検出した水平面における前記構造物の外形の画像データである測定画像を算出する測定画像算出手段と、
前記３次元空間の任意の水平面における前記構造物の外形の画像データであって、各画像を構成する画素の少なくとも１つに前記３次元空間に対応する水平位置情報が付されている記憶画像が記憶された画像記憶手段と、
前記垂直位置検出手段で検出された前記水中移動体の垂直位置に基づいて、前記画像記憶手段に記憶された記憶画像の中から前記相対距離を検出した水平面に対応する記憶画像を選択する画像選択手段と、
前記画像選択手段で選択された選択画像と前記測定画像とに対して画像相関処理によるマップマッチングを行うことで前記選択画像上で前記測定画像に対応する部分を特定する対応部分特定手段と、
前記対応部分特定手段で特定された前記選択画像上の部分において前記相対距離を検出した位置に対応する画素を特定し、その特定した画素と前記水平位置情報が付された画素の位置から前記水中移動体の水平位置を算出する水平位置算出手段とを備えることを特徴とする水中移動体の位置検知装置。
【請求項２】
３次元空間を移動可能な水中移動体と、
前記水中移動体の垂直位置を検出する垂直位置検出手段と、
前記水中移動体の垂直位置に応じて定められる水平面における前記水中移動体とその周囲の構造物との相対距離を検出する相対距離検出手段と、
前記相対距離検出手段で検出された前記相対距離に基づいて、前記相対距離を検出した水平面における前記構造物の外形の画像データである測定画像を算出する測定画像算出手段と、
前記３次元空間の任意の水平面における前記構造物の外形の画像データであって、各画像を構成する画素の少なくとも１つに前記３次元空間に対応する水平位置情報が付されている記憶画像が記憶された画像記憶手段と、
前記垂直位置検出手段で検出された前記水中移動体の垂直位置に基づいて、前記画像記憶手段に記憶された記憶画像の中から前記相対距離を検出した水平面に対応する記憶画像を選択する画像選択手段と、
前記画像選択手段で選択された選択画像と前記測定画像とに対して画像相関処理によるマップマッチングを行うことで前記選択画像上で前記測定画像に対応すると推定される部分を複数抽出し、その複数抽出された部分の中から前記水中移動体が移動可能な範囲にあるものを前記選択画像上における前記測定画像に対応する部分と特定する対応部分特定手段と、
前記対応部分特定手段で特定された前記選択画像上の部分において前記相対距離を検出した位置に対応する画素を特定し、その特定した画素と前記水平位置情報が付された画素の位置から前記水中移動体の水平位置を算出する水平位置算出手段とを備えることを特徴とする水中移動体の位置検知装置。
【請求項３】
請求項２記載の水中移動体の位置検知装置において、
前記対応部分特定手段は、前記選択画像及び前記測定画像のマップマッチングを行うことで算出されるマッチング率が第１閾値Ｍ１以上に達している部分を、前記選択画像上で前記測定画像に対応すると推定される部分として抽出することを特徴とする水中移動体の位置検知装置。
【請求項４】
請求項２記載の水中移動体の位置検知装置において、
前記対応部分特定手段で用いられる前記水中移動体が移動可能な範囲は、前記水中移動体の最大移動速度から算出されることを特徴とする水中移動体の位置検知装置。
【請求項５】
請求項１又は２記載の水中移動体の位置検知装置において、
前記画像選択手段で選択された選択画像から前記水平位置算出手段で直近に算出された水平位置を中心とする設定範囲を切り出し、切り出し画像を算出する選択画像切り出し手段をさらに備え、
前記対応部分特定手段は、前記選択画像切り出し手段で算出された切り出し画像と前記測定画像とに対して画像相関処理によるマップマッチングを行うことで前記選択画像上における前記測定画像に対応する部分を特定ことを特徴とする水中移動体の位置検知装置。
【請求項６】
請求項１又は２記載の水中移動体の位置検知装置において、
前記画像選択手段は、前記対応部分特定手段で算出されるマッチング率が第２閾値Ｍ２未満に到達したときは、前記対応部分特定手段で算出されるマッチング率が前記第２閾値Ｍ２以上に到達する記憶画像を選択画像として改めて選択することを特徴とする水中移動体の位置検知装置。
【請求項７】
請求項１又は２記載の水中移動体の位置検知装置において、
前記相対距離検出手段は、レーザを走査するとともにその反射光を受光するレーザセンサを備えることを特徴とする
【請求項８】
請求項１又は２記載の水中移動体の位置検知装置において、
前記垂直位置検出手段は、前記水中移動体の深度を検出する圧力センサであることを特徴とする水中移動体の位置検知装置。
【請求項９】
請求項１又は２記載の水中移動体の位置検知装置において、
前記水中移動体の姿勢角を検出する姿勢角検出手段をさらに備えることを特徴とする水中移動体の位置検知装置。
【請求項１０】
請求項９記載の水中移動体の位置検知装置において、
前記姿勢角検出手段は、
前記水中移動体における垂直軸周り、及びこの垂直軸と直交しかつ互いに直交する２軸周りの角速度を検出する角速度検出器と、
前記垂直軸周りの角度を検出する方位角検出器と、
前記２軸周りの角度を検出する傾斜角検出器とを備えることを特徴とする水中移動体の位置検知装置。
【請求項１１】
３次元空間を移動可能な水中移動体と、
前記水中移動体の垂直位置を検出する垂直位置検出手段と、
前記水中移動体の垂直位置に応じて定められる水平面における前記水中移動体とその周囲の構造物との相対距離を検出する相対距離検出手段と、
前記相対距離検出手段で検出された前記相対距離に基づいて、前記相対距離を検出した水平面における前記構造物の外形の画像データである測定画像を算出する測定画像算出手段と、
前記３次元空間の任意の水平面における前記構造物の外形の画像データであって、各画像を構成する各画素に前記３次元空間に対応する水平位置情報が付されている記憶画像が記憶された画像記憶手段と、
前記垂直位置検出手段で検出された前記水中移動体の垂直位置に基づいて、前記画像記憶手段に記憶された記憶画像の中から前記相対距離を検出した水平面に対応する記憶画像を選択する画像選択手段と、
前記画像選択手段で選択された選択画像と前記測定画像とに対して画像相関処理によるマップマッチングを行うことで前記選択画像上で前記測定画像に対応する部分を特定する対応部分特定手段と、
前記対応部分特定手段で特定された前記選択画像上の部分において前記相対距離を検出した位置に対応する画素を特定し、その特定した画素に付された水平位置を前記水中移動体の水平位置とする水平位置算出手段とを備えることを特徴とする水中移動体の位置検知装置。
【請求項１２】
３次元空間を移動可能な水中移動体の垂直位置を検出する垂直位置検出手順と、
前記垂直位置検出手順で検出した前記水中移動体の垂直位置に応じて定められる水平面において、前記水中移動体とその周囲の構造物との相対距離を検出する相対距離検出手順と、
前記相対距離検出手順で検出した前記相対距離に基づいて、前記相対距離を検出した水平面における前記構造物の外形の画像データである測定画像を算出する測定画像算出手順と、
前記３次元空間の任意の水平面における前記構造物の外形の画像データであって、各画像を構成する画素の少なくとも１つに前記３次元空間に対応する水平位置情報が付されている記憶画像が記憶された画像記憶部から、前記相対距離を検出した水平面に対応する記憶画像を、前記垂直位置検出手段で検出した前記水中移動体の垂直位置に基づいて選択する画像選択手順と、
前記画像選択手順で選択した選択画像及び前記測定画像算出手順で算出した測定画像に対して画像相関処理によるマップマッチングを行うことで、前記選択画像上で前記測定画像に対応する部分を特定する対応部分特定手順と、
前記対応部分特定手順で特定した前記選択画像上の部分において前記相対距離を検出した位置に対応する画素を特定し、その特定した画素と前記水平位置情報が付された画素の位置から前記水中移動体の水平位置を算出する水平位置算出手順とを備えることを特徴とする水中移動体の位置検知方法。
【請求項１】
３次元空間を移動可能な水中移動体と、
前記水中移動体の垂直位置を検出する垂直位置検出手段と、
前記水中移動体の垂直位置に応じて定められる水平面における前記水中移動体とその周囲の構造物との相対距離を検出する相対距離検出手段と、
前記相対距離検出手段で検出された前記相対距離に基づいて、前記相対距離を検出した水平面における前記構造物の外形の画像データである測定画像を算出する測定画像算出手段と、
前記３次元空間の任意の水平面における前記構造物の外形の画像データであって、各画像を構成する画素の少なくとも１つに前記３次元空間に対応する水平位置情報が付されている記憶画像が記憶された画像記憶手段と、
前記垂直位置検出手段で検出された前記水中移動体の垂直位置に基づいて、前記画像記憶手段に記憶された記憶画像の中から前記相対距離を検出した水平面に対応する記憶画像を選択する画像選択手段と、
前記画像選択手段で選択された選択画像と前記測定画像とに対して画像相関処理によるマップマッチングを行うことで前記選択画像上で前記測定画像に対応する部分を特定する対応部分特定手段と、
前記対応部分特定手段で特定された前記選択画像上の部分において前記相対距離を検出した位置に対応する画素を特定し、その特定した画素と前記水平位置情報が付された画素の位置から前記水中移動体の水平位置を算出する水平位置算出手段とを備えることを特徴とする水中移動体の位置検知装置。
【請求項２】
３次元空間を移動可能な水中移動体と、
前記水中移動体の垂直位置を検出する垂直位置検出手段と、
前記水中移動体の垂直位置に応じて定められる水平面における前記水中移動体とその周囲の構造物との相対距離を検出する相対距離検出手段と、
前記相対距離検出手段で検出された前記相対距離に基づいて、前記相対距離を検出した水平面における前記構造物の外形の画像データである測定画像を算出する測定画像算出手段と、
前記３次元空間の任意の水平面における前記構造物の外形の画像データであって、各画像を構成する画素の少なくとも１つに前記３次元空間に対応する水平位置情報が付されている記憶画像が記憶された画像記憶手段と、
前記垂直位置検出手段で検出された前記水中移動体の垂直位置に基づいて、前記画像記憶手段に記憶された記憶画像の中から前記相対距離を検出した水平面に対応する記憶画像を選択する画像選択手段と、
前記画像選択手段で選択された選択画像と前記測定画像とに対して画像相関処理によるマップマッチングを行うことで前記選択画像上で前記測定画像に対応すると推定される部分を複数抽出し、その複数抽出された部分の中から前記水中移動体が移動可能な範囲にあるものを前記選択画像上における前記測定画像に対応する部分と特定する対応部分特定手段と、
前記対応部分特定手段で特定された前記選択画像上の部分において前記相対距離を検出した位置に対応する画素を特定し、その特定した画素と前記水平位置情報が付された画素の位置から前記水中移動体の水平位置を算出する水平位置算出手段とを備えることを特徴とする水中移動体の位置検知装置。
【請求項３】
請求項２記載の水中移動体の位置検知装置において、
前記対応部分特定手段は、前記選択画像及び前記測定画像のマップマッチングを行うことで算出されるマッチング率が第１閾値Ｍ１以上に達している部分を、前記選択画像上で前記測定画像に対応すると推定される部分として抽出することを特徴とする水中移動体の位置検知装置。
【請求項４】
請求項２記載の水中移動体の位置検知装置において、
前記対応部分特定手段で用いられる前記水中移動体が移動可能な範囲は、前記水中移動体の最大移動速度から算出されることを特徴とする水中移動体の位置検知装置。
【請求項５】
請求項１又は２記載の水中移動体の位置検知装置において、
前記画像選択手段で選択された選択画像から前記水平位置算出手段で直近に算出された水平位置を中心とする設定範囲を切り出し、切り出し画像を算出する選択画像切り出し手段をさらに備え、
前記対応部分特定手段は、前記選択画像切り出し手段で算出された切り出し画像と前記測定画像とに対して画像相関処理によるマップマッチングを行うことで前記選択画像上における前記測定画像に対応する部分を特定ことを特徴とする水中移動体の位置検知装置。
【請求項６】
請求項１又は２記載の水中移動体の位置検知装置において、
前記画像選択手段は、前記対応部分特定手段で算出されるマッチング率が第２閾値Ｍ２未満に到達したときは、前記対応部分特定手段で算出されるマッチング率が前記第２閾値Ｍ２以上に到達する記憶画像を選択画像として改めて選択することを特徴とする水中移動体の位置検知装置。
【請求項７】
請求項１又は２記載の水中移動体の位置検知装置において、
前記相対距離検出手段は、レーザを走査するとともにその反射光を受光するレーザセンサを備えることを特徴とする
【請求項８】
請求項１又は２記載の水中移動体の位置検知装置において、
前記垂直位置検出手段は、前記水中移動体の深度を検出する圧力センサであることを特徴とする水中移動体の位置検知装置。
【請求項９】
請求項１又は２記載の水中移動体の位置検知装置において、
前記水中移動体の姿勢角を検出する姿勢角検出手段をさらに備えることを特徴とする水中移動体の位置検知装置。
【請求項１０】
請求項９記載の水中移動体の位置検知装置において、
前記姿勢角検出手段は、
前記水中移動体における垂直軸周り、及びこの垂直軸と直交しかつ互いに直交する２軸周りの角速度を検出する角速度検出器と、
前記垂直軸周りの角度を検出する方位角検出器と、
前記２軸周りの角度を検出する傾斜角検出器とを備えることを特徴とする水中移動体の位置検知装置。
【請求項１１】
３次元空間を移動可能な水中移動体と、
前記水中移動体の垂直位置を検出する垂直位置検出手段と、
前記水中移動体の垂直位置に応じて定められる水平面における前記水中移動体とその周囲の構造物との相対距離を検出する相対距離検出手段と、
前記相対距離検出手段で検出された前記相対距離に基づいて、前記相対距離を検出した水平面における前記構造物の外形の画像データである測定画像を算出する測定画像算出手段と、
前記３次元空間の任意の水平面における前記構造物の外形の画像データであって、各画像を構成する各画素に前記３次元空間に対応する水平位置情報が付されている記憶画像が記憶された画像記憶手段と、
前記垂直位置検出手段で検出された前記水中移動体の垂直位置に基づいて、前記画像記憶手段に記憶された記憶画像の中から前記相対距離を検出した水平面に対応する記憶画像を選択する画像選択手段と、
前記画像選択手段で選択された選択画像と前記測定画像とに対して画像相関処理によるマップマッチングを行うことで前記選択画像上で前記測定画像に対応する部分を特定する対応部分特定手段と、
前記対応部分特定手段で特定された前記選択画像上の部分において前記相対距離を検出した位置に対応する画素を特定し、その特定した画素に付された水平位置を前記水中移動体の水平位置とする水平位置算出手段とを備えることを特徴とする水中移動体の位置検知装置。
【請求項１２】
３次元空間を移動可能な水中移動体の垂直位置を検出する垂直位置検出手順と、
前記垂直位置検出手順で検出した前記水中移動体の垂直位置に応じて定められる水平面において、前記水中移動体とその周囲の構造物との相対距離を検出する相対距離検出手順と、
前記相対距離検出手順で検出した前記相対距離に基づいて、前記相対距離を検出した水平面における前記構造物の外形の画像データである測定画像を算出する測定画像算出手順と、
前記３次元空間の任意の水平面における前記構造物の外形の画像データであって、各画像を構成する画素の少なくとも１つに前記３次元空間に対応する水平位置情報が付されている記憶画像が記憶された画像記憶部から、前記相対距離を検出した水平面に対応する記憶画像を、前記垂直位置検出手段で検出した前記水中移動体の垂直位置に基づいて選択する画像選択手順と、
前記画像選択手順で選択した選択画像及び前記測定画像算出手順で算出した測定画像に対して画像相関処理によるマップマッチングを行うことで、前記選択画像上で前記測定画像に対応する部分を特定する対応部分特定手順と、
前記対応部分特定手順で特定した前記選択画像上の部分において前記相対距離を検出した位置に対応する画素を特定し、その特定した画素と前記水平位置情報が付された画素の位置から前記水中移動体の水平位置を算出する水平位置算出手順とを備えることを特徴とする水中移動体の位置検知方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１０−２０３８８８（Ｐ２０１０−２０３８８８Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４９０５１（Ｐ２００９−４９０５１）
【出願日】平成２１年３月３日（２００９．３．３）
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３日（２００９．３．３）
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
【Ｆターム（参考）】
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