説明

遠隔目視検査支援システムおよび遠隔目視検査支援コンピュータプログラム

【課題】原子炉内の遠隔目視検査の簡単で効果的な事前確認を行えるようにする。
【解決手段】検査対象構造物の遠隔目視検査を支援する遠隔目視検査支援システムに、モニタ16などの表示手段と、入力手段15と、検査対象構造物の3次元モデルを記憶する3次元モデル記憶部10と、モニタ16に3次元モデルを表示させる3次元モデル表示部14と、モニタ16に表示された3次元モデルに対応させて入力手段15によって指定された検査箇所を受信する検査箇所指定部11と、検査カメラで検査対象構造物を撮影した静止画像および動画像の少なくとも一方の画像を撮影された位置と対応させて記憶する過去検査画像データベース13と、過去検査画像データベース13から検査箇所の位置に対応する過去検査画像を探索して抽出する過去検査画像探索部12と、過去検査画像をモニタ16に表示させる過去検査画像表示部17と、を備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、原子炉内の遠隔目視検査を支援する遠隔目視検査支援システムおよび遠隔目視検査支援コンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
原子力発電プラントでは、原子炉の健全性を確認するため、定期的に原子炉内の構造物の目視検査を実施している。その目視検査においては、被ばくの問題から直接目視ができないため、水中カメラを遠隔で操作し、そのカメラ映像をモニタなどの表示装置を通して行う間接目視が行われている。間接目視では、モニタに映し出される映像を基に検査員が検査を行い、その映像は検査の記録としてビデオテープなどに録画し保存される。このような間接目視(遠隔目視)に使われる水中カメラは、検査員の指示のもと、ワイヤーや操作ポールなどを利用し、作業員が炉外から手動で遠隔操作されることが多い。
【0003】
原子炉内には構造物が多数存在するため、検査対象箇所によっては、構造物間の狭隘な場所で検査を行う必要がある。このような状況下で、構造物を傷つけずカメラを操作するには炉内の構造を熟知しておく必要がある。熟練した検査員および操作員であれば、過去の経験からカメラを検査箇所にスムーズに接近させることできるが、経験の浅い検査員あるいは作業員である場合は、カメラの接近作業に多くの時間を有してしまうことが多い。
【0004】
特許文献1には、原子力発電所の機器や系統などを3次元表示し、設備情報などを関連付ける方法が開示されている。
【特許文献1】特開平10−207900号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
原子炉内の遠隔目視検査では、作業員のカメラの接近作業の熟練度によって、検査時間に大きな差が生じる。この経験の差をカバーするための対策として、たとえば実際の検査の前に、原子炉を模擬した設備を利用した作業訓練が行われている。しかし、このような模擬設備は限られたものしかなく、プラントごとの原子炉の形に対応した細かい訓練を行うことは、ほぼ不可能である。
【0006】
また、この訓練の他に、これまで検査記録として取りためてきた炉内映像を見直し、過去、実際にどのように検査が行われていたかを確認する訓練を行うこともある。しかし、この方法では、カメラを通した映像を確認するため、作業員にはどの箇所を撮影しているかのイメージが湧きづらい。この場合、原子炉の図面などとつき合わせて確認する必要がある。
【0007】
そこで、本発明は、原子炉内の遠隔目視検査の簡単で効果的な事前確認を行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上述の課題を解決するため、本発明は、検査対象構造物の遠隔目視検査を支援する遠隔目視検査支援システムにおいて、表示手段と、入力手段と、前記検査対象構造物の3次元モデルを記憶する3次元モデル記憶部と、前記表示手段に前記3次元モデルを表示させる3次元モデル表示部と、前記表示手段に表示された前記3次元モデルに対応させて前記入力手段によって指定された検査箇所を受信する検査箇所指定部と、検査カメラで前記検査対象構造物を撮影した静止画像および動画像の少なくとも一方の画像を撮影された位置と対応させて記憶する過去検査画像データベースと、前記過去検査画像データベースから前記検査箇所の位置に対応する過去検査画像を探索して抽出する過去検査画像探索部と、前記過去検査画像を前記表示手段に表示させる過去検査画像表示部と、を有することを特徴とする。
【0009】
また、本発明は、検査対象構造物の遠隔目視検査を支援する遠隔目視検査支援コンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、前記検査対象構造物の3次元モデルを記憶する機能と、前記3次元モデルを表示する機能と、表示された前記3次元モデルに対応させて検査箇所を指定させる機能と、検査カメラで前記検査対象構造物を撮影した静止画像および動画像の少なくとも一方の画像を撮影された位置と対応させて記憶する過去検査画像データベース機能と、過去検査画像データベース機能で記憶した画像から前記検査箇所の位置に対応する過去検査画像を探索して抽出する機能と、前記過去検査画像を表示する機能と、を実現させることを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、原子炉内の遠隔目視検査の簡単で効果的な事前確認を行えるようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
本発明に係る遠隔目視検査支援システムの実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【0012】
[第1の実施の形態]
図1は、本発明に係る遠隔目視検査支援システムの第1の実施の形態におけるブロック図である。
【0013】
本実施の形態の遠隔目視検査支援システムは、キーボードやマウスなどの入力手段15と、モニタ16などの表示手段と、3次元モデル記憶部10と、検査箇所指定部11と、過去検査画像データベース13と、過去検査画像探索部12と、3次元モデル表示部14と、過去検査画像表示部17を有している。この遠隔目視検査支援システムは、検査対象構造物の遠隔目視検査に際して、作業員が事前に確認あるいは訓練を行うためのシステムである。この遠隔目視検査支援システムは、遠隔目視検査支援コンピュータプログラムによって、1台あるいは複数台のコンピュータ上に構築することができる。
【0014】
図2は、本実施の形態における遠隔目視検査支援コンピュータプログラムのフローチャートである。
【0015】
遠隔目視検査支援コンピュータプログラムは、まず、過去検査画像データベース13を構築する(工程S1)。過去検査画像データベース13は、検査対象構造物の画像をその位置と対応させて記憶したデータベースである。つまり、過去に検査対象構造物を検査した際などに撮影された画像が、過去検査画像データベース13に蓄積されている。
【0016】
次に、検査対象構造物の3次元モデルを、3次元モデル記憶部10に記憶する。この3次元モデルとは、炉内構造物などの検査対象構造物をコンピュータ上のデータとして表現したものであり、たとえば遠隔目視検査支援システムとは別の3次元CADシステムなどを用いて作成される。
【0017】
検査箇所指定部11は、入力手段15から検査箇所の指定を受け取る。たとえば検査箇所指定部11は、3次元モデル表示部14に検査対象構造物の3次元モデルをモニタ16に表示させ(工程S3)、表示された3次元モデル上の検査箇所を、作業員に入力手段15を用いて指定させる(工程S4)。検査箇所指定部11は、指定された検査箇所を過去検査画像探索部12に伝達する。
【0018】
図3は、本実施の形態における表示画面の例を示す平面図である。
【0019】
本実施の形態の遠隔目視検査支援システムを用いた遠隔目視検査の事前訓練では、まず、検査箇所指定部11は、モニタ16に検査対象構造物の3次元モデル20を表示する。また、検査箇所指定部11は、マウスなどの入力手段15によって画面の内部を移動する指示ポインタ21を、モニタ16に表示する。訓練を受ける作業員は、モニタ16に表示された3次元モデル上の検査箇所に指示ポインタ21を移動させてクリックすることによって、検査箇所を指定する。このようにして検査箇所指定部11は、検査対象構造物の検査位置を取得する。
【0020】
過去検査画像探索部12は、指定された検査箇所の位置をキーとして、過去検査画像データベース13から当該箇所の過去検査画像を探索する(工程S5)。過去検査画像探索部12は、探索した過去検査画像を抽出して、過去検査画像表示部17に伝達する。過去検査画像表示部17は、過去検査画像探索部12によって探索された過去検査画像22を、たとえばモニタ16上の一部に検査画像表示ウィンドウ24を設けて表示する(工程S6)。
【0021】
また、モニタ16に表示される検査対象構造物の3次元モデル20は、マウスのドラッグなどの操作で、視点を自由に変えて見ることができるようにしてもよい。このように視点を変えることができるようにすると、作業員は検査箇所を指示しやすくなる。さらに、過去検査画像探索部12によって探索された過去検査画像22は、検査対象構造物の3次元モデル20上に貼り付けるように表示すると、作業員は、より直感的にイメージしやすくなる。
【0022】
このような、遠隔目視検査支援システムを用いると、実際に検査する箇所を3次元モデルとして提示することにより、作業者は、検査対象構造物の3次元的なイメージを得ることができる。さらに、その3次元位置と実際の過去検査画像をリンクさせることにより、当該箇所の具体的な検査画像を3次元構造と結び付けて確認することができる。このようにして、原子炉内の遠隔目視検査の簡単で効果的な事前確認および事前訓練を行うことができる。
【0023】
[第2の実施の形態]
図4は、本発明に係る遠隔目視検査支援システムの第2の実施の形態におけるブロック図である。
【0024】
本実施の形態の遠隔目視検査支援システムは、第1の実施の形態の遠隔目視検査支援システムに、検査映像再生部25と、カメラ3次元位置解析部26と、カメラ運動表示部27とを追加したものである。
【0025】
検査映像再生部25は、過去の検査映像を再生する。カメラ3次元位置解析部26は、検査映像からその映像を撮影したカメラの3次元位置を算出する。カメラ運動表示部27は、過去の検査映像にしたがって3次元モデル上にカメラが移動する様子を表示する。
【0026】
次に動作について説明する。
【0027】
まず、検査映像再生部25にて検査作業の参考にしたい過去検査映像を再生する。その再生された映像がカメラ3次元位置解析部26に入力されると、映像が撮影された際のカメラの位置が出力される。そして、その出力されたカメラ位置に従って、検査対象構造物の3次元モデル20(図2参照)上にカメラの3次元的な動きを示すポインタをカメラ運動表示部27にて表示させる。
【0028】
このような遠隔目視検査支援システムを用いると、作業者は、過去に行った際の映像を確認すると同時に、どのようなカメラの操作のもとで行われたかを3次元モデル上のカメラの動きにより確認することができる。たとえば、検査熟練者の映像を再生することにより、効率的なカメラの操作軌道を確認することができる。
【0029】
[第3の実施の形態]
図5は、本発明に係る遠隔目視検査支援システムの第3の実施の形態におけるブロック図である。
【0030】
本実施の形態の遠隔目視検査支援システムは、第1の実施の形態の遠隔目視検査支援システムに、カメラ姿勢情報入力部28を追加したものである。カメラ姿勢情報入力部28は、入力手段15からカメラ姿勢情報を受信する。また、本実施の形態の過去検査画像データベース13は、検査箇所の位置および過去検査画像を撮影の際のカメラの姿勢ととともに記憶している。
【0031】
図6は、本実施の形態における表示画面の例を示す平面図である。
【0032】
カメラ姿勢情報の入力には、モニタ16に表示されたカメラ姿勢情報入力ウィンドウ34を用いる。カメラ姿勢情報入力ウィンドウ34には、グローバル座標軸35が表示される。また、モニタ16には、グローバル座標軸35が、検査対象構造物との関係が分かるように検査対象構造物の3次元モデル20とともに表示される。つまり、グローバル座標軸35は、検査対象構造物の姿勢を示しているということができる。また、カメラ姿勢情報入力ウィンドウ34には、カメラ座標軸36も表示されている。カメラ座標軸36は、たとえばカメラのレンズが向かう方向をy方向とする。カメラ座標軸36は、カメラの絵などとともに表示すると、作業員の理解が容易である。
【0033】
作業員は、マウスなどの入力手段15によって、カメラの姿勢を示すカメラ座標軸36をグローバル座標軸35に対して相対的に動かすことによって、カメラ姿勢情報を入力する。指示ポインタ21によって入力された検査位置とカメラ姿勢情報を基に、過去検査画像探索部12は、過去検査画像データベース13から過去検査画像を検索する。探索された過去検査画像22は、検査画像表示ウィンドウ24に表示される。
【0034】
このように本実施の形態では、検査箇所でのカメラの動きによって変化する検査画像を作業者に提示することができる。このため、作業者は細かいカメラの動かし方を確認することができる。
【0035】
[第4の実施の形態]
図7は、本発明に係る遠隔目視検査支援システムの第4の実施の形態におけるブロック図である。
【0036】
本実施の形態の遠隔目視検査支援システムは、第3の実施の形態の遠隔目視検査支援システムに、画像幾何変換処理部29を追加したものである。
【0037】
過去検査画像探索部12は、カメラ姿勢情報入力部28からの入力によるカメラ姿勢情報と検査箇所指定部11からの入力よる検査位置とを基に、過去検査画像データベース13から過去検査画像を検索する。しかし、これらの検索キーに完全に一致する画像がない場合もある。そこで、その場合は一番近い画像を過去検査画像探索部12の出力とする。画像幾何変換処理部29は、位置情報および姿勢情報を基に、たとえばアフィン変換などの幾何変換処理を過去検査画像に施す。幾何変換処理を施された過去検査画像は、過去検査画像表示部17に伝達され、その変換後の画像がモニタ16に表示される。
【0038】
この遠隔目視検査支援システムを用いると、過去検査画像データベースにない指定箇所においても、画像を推測して作業者に提示することができる。
【0039】
[第5の実施の形態]
図8は、本発明に係る遠隔目視検査支援システムの第5の実施の形態におけるブロック図である。
【0040】
本実施の形態の遠隔目視検査支援システムは、第3の実施の形態の遠隔目視検査支援システムに、画像高解像度化処理部40と、擬似ズーム画像生成部41とを追加したものである。擬似ズーム画像生成部41は、画像高解像度化処理部40により生成された高解像度画像を用いて擬似ズーム画像を表示する。
【0041】
過去検査画像探索部12は、伝達された検査箇所の位置に基づいて、検査箇所の近傍の動画像データあるいは複数の静止画像データを探索して抽出する。抽出された動画像データあるいは複数の静止画像データは、画像高解像度化処理部40に伝達される。画像高解像度化処理部40は、伝達された動画像データの複数のフレームあるいは複数の静止画像データを用いて、より高解像度の画像を生成する。
【0042】
図9は、本実施の形態における高解像度化処理の例を示す模式図である。
【0043】
画像高解像度化処理部40では、たとえば動画像データのうち、撮影時刻が異なる2枚のフレーム画像50,51を用いる。図9(a)は、2枚のフレーム画像50,51を模式的に高さを変えて配置した場合の斜視図を示したものである。図9(b)は、(a)を上から見た図である。
【0044】
これらのフレーム画像50,51は、少なくとも一部は同じ部分を撮影したものであり、画素52,53を最小単位として表現されている。パラボラフィッティングなどの手法を用いることによって、画素53,54よりも小さい大きさを単位として、これらのフレーム画像50,51の位置関係を知ることができる。図9に示す2枚のフレーム画像50,51は、検査対象構造物を画素52,53の約半分ずれて撮影したものである。そこで、元のフレーム画像50,51を、その解像度よりも小さい単位で重ね合わせることにより、元のフレーム画像50,51の画素52,53よりも小さい画素54を生成することができる。
【0045】
図9に示すように、2枚のフレーム画像50,51を重ね合わせることにより、2倍の解像度を持つ画像を生成することができる。重ね合わせる際、高解像度画像の画素54上には、2つのフレーム画像50,51の画素52,53に対応した2つの値が存在している。そこで、高解像度画像の画素54の値は、たとえば2つのフレーム画像50,51の画素52,53に対応した2つの値を平均した値とする。
【0046】
過去検査画像データベース13に動画像データが記憶されていない場合には、検査箇所の近傍の複数の静止画像データを用いてもよい。この場合は、動画像の複数のフレーム画像の代わりに、複数の静止画像データを用いることにより、高解像度画像を生成することができる。また、ここでは2枚のフレーム画像を用いることとしているが、画像高解像度化処理部40では3枚以上のフレーム画像を用いて高解像度画像を生成することも可能である。
【0047】
このように本実施の形態によれば、検査対象へカメラが更に接近する場合や、ズームレンズを用いる場合の画像を推測して作業者に提示することができる。
【0048】
[第6の実施の形態]
図10は、本発明に係る遠隔目視検査支援システムの第6の実施の形態におけるブロック図である。
【0049】
本実施の形態の遠隔目視検査支援システムは、第1の実施の形態の遠隔目視検査支援システムに、照明情報入力部42と画像明るさ変換処理部43とを追加したものである。
【0050】
照明情報入力部42には、照明に関する情報が入力される。照明に関する情報とは、照明がカメラに対してどの位置に配置されているか、また、どのくらいの光量を発するかについての情報である。この情報は、たとえば入力手段15から入力される。
【0051】
過去検査画像データベース13は、記憶された画像データが照明情報をキーに整理されている。この場合、過去検査画像探索部12は、検査箇所指定部11から伝達される検査箇所の位置と、照明情報入力部42から伝達される照明に関する情報とに基づいて、一致あるいはほぼ一致する画像を探索して抽出する。過去検査画像探索部12が抽出した画像は、過去検査画像表示部17に伝達されて、モニタ16に表示される。
【0052】
また、過去検査画像データベース13は、記憶された画像データが照明情報をキーに整理されていない場合などには、過去検査画像探索部12は、検査箇所指定部11から伝達される検査箇所の位置に基づいて、一致あるいはほぼ一致する画像を探索して抽出する。過去検査画像探索部12が抽出した画像は、画像明るさ変換処理部43に伝達される。画像明るさ変換処理部43は、擬似的に検査画像に明るさの変化を与える変換を施し、その変換後の画像は過去検査画像表示部17に伝達されて、モニタ16に表示される。
【0053】
このように、本実施の形態によれば、検査箇所における照明の変化によって変化する検査画像を作業者に提示することができ、作業者は照明の調整具合を確認することができる。
【0054】
[他の実施の形態]
上述の各実施の形態は単なる例示であり、本発明はこれらに限定されない。また、各実施の形態の特徴を組み合わせて実施することもできる。
【図面の簡単な説明】
【0055】
【図1】本発明に係る遠隔目視検査支援システムの第1の実施の形態におけるブロック図である。
【図2】本発明に係る遠隔目視検査支援システムの第1の実施の形態における遠隔目視検査支援コンピュータプログラムのフローチャートである。
【図3】本発明に係る遠隔目視検査支援システムの第1の実施の形態における表示画面の例を示す平面図である。
【図4】本発明に係る遠隔目視検査支援システムの第2の実施の形態におけるブロック図である。
【図5】本発明に係る遠隔目視検査支援システムの第3の実施の形態におけるブロック図である。
【図6】本発明に係る遠隔目視検査支援システムの第3の実施の形態における表示画面の例を示す平面図である。
【図7】本発明に係る遠隔目視検査支援システムの第4の実施の形態におけるブロック図である。
【図8】本発明に係る遠隔目視検査支援システムの第5の実施の形態におけるブロック図である。
【図9】本実施の形態における高解像度化処理の例を示す模式図である。
【図10】本発明に係る遠隔目視検査支援システムの第6の実施の形態におけるブロック図である。
【符号の説明】
【0056】
10…3次元モデル記憶部、11…検査箇所指定部、12…過去検査画像探索部、13…過去検査画像データベース、14…3次元モデル表示部、15…入力手段、16…モニタ、17…過去検査画像表示部、20…検査対象構造物の3次元モデル、21…指示ポインタ、22…過去検査画像、24…検査画像表示ウィンドウ、25…検査映像再生部、26…カメラ3次元位置解析部、27…カメラ運動表示部、28…カメラ姿勢情報入力部、29…画像幾何変換処理部、34…カメラ姿勢情報入力ウィンドウ、35…グローバル座標軸、36…カメラ座標軸、40…画像高解像度化処理部、41…擬似ズーム画像生成部、42…照明情報入力部、43…画像明るさ変換処理部、50…フレーム画像、51…フレーム画像、52…画素、53…画素、54…画素

【特許請求の範囲】
【請求項1】
検査対象構造物の遠隔目視検査を支援する遠隔目視検査支援システムにおいて、
表示手段と、
入力手段と、
前記検査対象構造物の3次元モデルを記憶する3次元モデル記憶部と、
前記表示手段に前記3次元モデルを表示させる3次元モデル表示部と、
前記表示手段に表示された前記3次元モデルに対応させて前記入力手段によって指定された検査箇所を受信する検査箇所指定部と、
検査カメラで前記検査対象構造物を撮影した静止画像および動画像の少なくとも一方の画像を撮影された位置と対応させて記憶する過去検査画像データベースと、
前記過去検査画像データベースから前記検査箇所の位置に対応する過去検査画像を探索して抽出する過去検査画像探索部と、
前記過去検査画像を前記表示手段に表示させる過去検査画像表示部と、
を有することを特徴とする遠隔目視検査支援システム。
【請求項2】
前記過去検査画像表示部は前記過去検査画像を前記3次元モデルに貼り付けて前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項1に記載の遠隔目視検査支援システム。
【請求項3】
前記過去検査画像を撮影された時刻に沿って再生する検査映像再生部と、
前記検査映像再生部が再生した前記過去検査画像を撮影した前記検査カメラの位置を算出するカメラ3次元位置解析部と、
前記カメラ3次元位置解析部が算出した前記検査カメラの位置を前記過去検査画像が撮影された時刻に沿って連結して前記検査カメラの移動経路を生成するカメラ運動表示部と、
を有し、前記3次元モデル表示部は、前記カメラ運動表示部が生成した前記カメラの移動経路を前記3次元モデルとともに前記表示手段に表示させる、ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の遠隔目視検査支援システム。
【請求項4】
前記入力手段によって入力される前記検査カメラの姿勢情報を受信するカメラ姿勢情報入力部を有し、
前記過去検査画像探索手段は、前記検査箇所の位置および前記姿勢情報に対応する前記過去検査画像を探索して抽出することを特徴とする請求項1ないし請求項3記載のいずれか1項に記載の遠隔目視検査支援システム。
【請求項5】
前記姿勢情報に基づいて前記過去検査画像を幾何変換する画像幾何変換処理部、を有することを特徴とする請求項4に記載の遠隔目視検査支援システム。
【請求項6】
複数の前記過去検査画像に基づいてそれらよりも解像度が高い高解像度画像を生成する画像高解像度化処理部と、
前記高解像度画像を用いて擬似的なズーム画像を生成する擬似ズーム画像生成部と、
を有することを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の遠隔目視検査支援システム。
【請求項7】
前記入力手段によって入力される照明の位置および光量を含む照明情報を受信する照明情報入力部と、
前記照明情報に合わせて前記過去検査画像の輝度を変化させる画像明るさ変換処理部と、
を有することを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の遠隔目視検査支援システム。
【請求項8】
検査対象構造物の遠隔目視検査を支援する遠隔目視検査支援コンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、
前記検査対象構造物の3次元モデルを記憶する機能と、
前記3次元モデルを表示する機能と、
表示された前記3次元モデルに対応させて検査箇所を指定させる機能と、
検査カメラで前記検査対象構造物を撮影した静止画像および動画像の少なくとも一方の画像を撮影された位置と対応させて記憶する過去検査画像データベース機能と、
過去検査画像データベース機能で記憶した画像から前記検査箇所の位置に対応する過去検査画像を探索して抽出する機能と、
前記過去検査画像を表示する機能と、
を実現させることを特徴とする遠隔目視検査支援コンピュータプログラム。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2010−9479(P2010−9479A)
【公開日】平成22年1月14日(2010.1.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−170724(P2008−170724)
【出願日】平成20年6月30日(2008.6.30)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【Fターム(参考)】