JPH0515115B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、原子炉格納容器等のごとく、シビア
な環境におかれた建造物の自動点検装置に係り、
点検対象物に対する点検位置および方向を直観的
に把握するために好適な建造物の自動点検装置に
関する。

〔発明の背景〕

従来、原子炉格納装置の自動点検につき、原子
炉格納容器内に張り巡らされた点検軌道上を、カ
メラと通信車とを連結した点検車を走行させ、カ
メラを様々な角度、倍率で作動させ、カメラで撮
像した画像を通信車を通じてコンソールに伝送
し、このコンソールのCRTに前記画像を映し出
し、点検する技術が開発されている。

しかし、前記従来技術では、コンソールの
CRTに映し出された画像が点検対象物に対して、
カメラがどの位置、方向で撮像したものか不明で
ある。したがつて、複雑な画像に対しては点検対
象物が何であるか、専門家でも容易に把握できな
いという欠点があつた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、前記従来技術の欠点をなく
し、カメラで現在把握している位置および方向を
直観的に把握し得る建造物の自動点検装置を提供
するにあり、他の目的は点検対象物の全体画像
と、カメラで現在点検している位置および方向の
関係を、より一層明確に把握し得る建造物の自動
点検装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明の１番目の発明は、点検軌道上のカメラ
車のカメラの位置を検出する手段と、点検軌道に
対する前記カメラの方向を検出する手段と、これ
らの検出手段から伝送される検出信号を処理装置
に入力する手段と、処理装置内に予め記憶された
点検対象物および点検軌道の３次元情報と前記入
力信号とを組み合わせて計算し、前記カメラより
も離れた視点から見た模擬画像を作成する手段
と、前記模擬画像を表示する手段とを備えている
ところに特徴を有するもので、この構成によりカ
メラで現在点検している位置および方向を直観的
に把握することができたものである。

さらに、本発明の２番目の発明は、前記１番目
の発明において、点検対象物の全体画像の上に、
カメラの現在の位置および方向を表示する手段を
備えているところに特徴を有するもので、この構
成により点検対象物の全体画像と、カメラで現在
点検している位置および方向の関係を、より一層
明確に把握することができたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第９図によ
り説明する。

これらの図に示す実施例のものは、原子炉格納
容器に適用した場合を示すもので、点検対象物と
しての原子炉格納容器は、格納容器１と、圧力容
器２とを備えている。

前記格納容器１の内部には、第１図に示すよう
に、点検軌道３が張り巡らされており、この点検
軌道３には点検車１１が走行可能に支持されてい
る。

前記点検軌道３は、第３図に示すように、チエ
ーン駆動部４を備えており、このチエーン駆動部
４はケーブル８を介して制御部３９に接続されて
いる。前記チエーン駆動部４は、モータ５と、こ
れに連結されたスプロケツト６とを有している。
前記スプロケツト６には、第３図に示すように、
チエーン７が掛け渡されており、モータ５が順方
向または逆方向に回転すると、スプロケツト６を
介してチエーン７が点検車１１を前進方向または
後退方向に走行させるようになつている。前記モ
ータ５には、第３図に示すように、点検軌道３上
の点検車１１のカメラ１５の位置を検出する手段
としての位置検出器９が設けられている。

前記位置検出器９は、モータ５の回転方向と回
転数からチエーン７の走行方向と走行距離とを検
出し、その検出信号をカメラ１５の位置信号４０
として第３図に示すケーブル１０を通じて情報処
理部４８に伝送するようになつている（第６図参
照）。

前記点検車１１は、第２図および第３図に示す
ごとく、カメラ車１２と、通信車１３とを連結し
て構成されている。

前記カメラ車１２には、第４図に示すように、
雲台１４に支持されたカメラ１５と、このカメラ
１５の角度を変える第１、第２の操作手段１６，
１７とを備えている。前記カメラ１５には、
ITVカメラが使用されている。前記第１の操作
手段１６は、回転駆動部１８と、これに連結され
たウオーム２０と、このウオーム２０にかみ合わ
されかつ雲台１４に取り付けられたウオームギヤ
２２とを有し、回転駆動部１８を順方向または逆
方向に回転させるに伴い、ウオーム、ウオームギ
ヤ２０，２２を通じてカメラ１５を第４図におい
て上下方向に操作し、角度を変えるようになつて
いる。前記第２の操作手段１７は、回転駆動部１
９と、これに連結されたウオーム２１と、これに
かみ合わされかつ雲台１４に取り付けられたウオ
ームギヤ２３とを備え、回転駆動部１８を順方向
または逆方向に回転させると、ウオーム、ウオー
ムギヤ２１，２３を通じてカメラ１５を第４図に
おいて左右方向に操作し、角度を変えるようにな
つている。さらに、前記第１、第２の操作手段１
６，１７の回転駆動部１８，１９には、第４図に
示すように、カメラ１５の視点、すなわちカメラ
１５の上下、左右の方向を検出する手段としての
第１、第２のポテンシオメータ２４，２５が設け
られている。

前記第１、第２のポテンシオメータ２４，２５
は、カメラ１５の第１、第２の操作手段１６，１
７における回転駆動部１８，１９の回転方向と回
転角、すなわちカメラ１５の振り角を検出し、そ
の検出信号をカメラ１５の上下、左右方向信号２
８，２９として通信車１３の内部に設けられたカ
メラ１５の方向信号系のＡ／Ｄコンバータ３０，
３１に伝送するように構成されている。

前記通信車１３には、第５図に示すように、映
像信号系と、カメラ１５の方向信号系と、これら
の信号系から伝送される信号のミキサ３５とを備
えている。前記映像信号系は、モデユレータ２７
を有し、カメラ１５から伝送される映像信号２６
を前記モデユレータ２７によりモデユレートして
前記ミキサ３５に送るようになつている。一方、
カメラ１５の方向信号系は、前記第１、第２のポ
テンシオメータ２４，２５に各別に接続された
Ａ／Ｄコンバータ３０，３１と、これらのＡ／Ｄ
コンバータ３０，３１に共通に接続されたＰ／Ｓ
コンバータ３２と、これに接続されたFSKモデ
ユレータ（周波数偏移変調器）３３とを備え、前
記第１、第２のポテンシオメータ２４，２５から
伝送されたカメラ１５の上下、左右方向信号２
８，２９をＡ／Ｄコンバータ３０，３１により
Ａ／Ｄ変換し、Ｐ／Ｓコンバータ３２によりＰ／
Ｓ変換し、ついでFSKモデユレータ３３により
モデユレートし、カメラ１５の方向信号３４とし
て前記ミキサ３５に送るように構成されている。
前記ミキサ３５は、前記映像信号２６と、カメラ
１５の方向信号３４とを合成し、映像およびカメ
ラ１５の方向信号の合成信号３６を、ケーブル３
７を通じて分配器４２に送るようになつている。

なお、第１図および第２図中、３８はケーブル
類を挿通する格納容器貫通部を示す。

前記分配器４２は、操作室４１内に設置されて
いる。この分配器４２には、第６図に示すよう
に、カメラ１５の方向信号系と、映像信号系とが
接続されている。前記カメラ１５の方向信号系
は、分配器４２に接続されたFSKデイモデユレ
ータ（周波数偏移復調器）４３と、これに接続さ
れかつ情報処理部４８に接続されたＳ／Ｐコンバ
ータ４４とを備えている。そして、このカメラ１
５の方向信号系は、前記分配器４２から分配され
た信号をFSKデイモデユレータ４３により復調
させ、Ｓ／Ｐコンバータ４４によりＳ／Ｐ変換
し、ついでカメラ１５の方向信号４５として情報
処理部４８の第２のプロセス入力装置５０に送る
ように構成されている。一方、前記映像信号系
は、分配器４２に接続されたデイモデユレータ４
６を有し、前記分配器４２から分配された信号を
デイモデユレータ４６により復調させ、映像信号
としてTVモニタ５７に送るようになつている。

前記情報処理部４８は、第１図に示すように、
操作室４１内に設置されている。また、この情報
処理部４８は、第７図に示すように、第１、第２
のプロセス入出力装置４９，５０と、処理装置と
してのCPU５１と、メモリインタフエース５２
と、メモリ５３と、CPTコントローラ５４とを
備えている。前記第１のプロセス入出力装置４９
は、前記チエーン駆動部４のモータ５に設けられ
た位置検出器９から伝送されるカメラ１５の位置
信号４０を取り込み、この位置信号４０をメモリ
インタフエース５２を通じてメモリ５３に格納す
るようになつている。前記第２のプロセス入出力
装置５０は、前記分配器４２に接続されたカメラ
１５の方向信号系からカメラ１５の方向信号４５
を取り込み、このカメラ１５の方向信号４５をメ
モリインタフエース５２を通じてメモリ５３に格
納するようになつている。さらに、前記メモリ５
３には点検対象物および点検軌道３の全体画像
が、ワイヤフレームまたは多面体の面の集合体等
の３次元データとして予め格納されている。前記
CPU５１は、前記メモリ５３からカメラ１５の
位置信号４０と、カメラ１５の方向信号４５と、
点検対象および点検軌道３の３次元構成情報を取
り込み、これらの信号および情報を組み合わせて
計算し、カメラ１５よりも離れた視点から見た模
擬画像を作成するようになつている。さらに、
CPU５１は点検対象物の全体画像と、カメラ１
５の現在の位置および方向に関する情報を提供し
得るようになつている。前記CPTコントローラ
５４は、メモリインタフエース５２を通じてカメ
ラ１５よりも離れた視点から見た模擬画像と、点
検対象物の全体画像とカメラ１５の現在の位置お
よび方向に関する情報とを選択して取り出し、コ
ンソール５５の３次元CPT５６に送るようにな
つている。

前記コンソール５５は、第１図に示すように、
操作室４１内に設置されている。また、このコン
ソール５５は第６図に示すように、３次元CPT
５６と、TVモニタ５７とを備えている。そし
て、前記３次元CPT５６には前記CPTコントロ
ーラ５４の選択に従い、カメラ１５よりも離れた
視点から見た模擬画像と、点検対象物の全体画像
の上にカメラ１５の現在の位置および方向を表示
した画像とを映し出すようになつている。一方、
前記TVモニタ５７にはカメラ１５が撮像した映
像を映し出すようになつている。

前記実施例の自動点検装置は、次のように作用
する。

すなわち、制御部３９からの制御信号によりチ
エーン駆動部４のモータ５が駆動され、スプロケ
ツト６を介してチエーン７が走行されるに伴い、
点検軌道３に沿つて点検車１１が走行する。

ついで、点検軌道３上の任意の位置で点検車１
１が静止され、この静止位置で制御部３９によ
り、カメラ車１２に搭載されたカメラ１５の第
１、第２の操作手段１６，１７が制御され、カメ
ラ１５の視点が定められ、カメラ１５は色々な視
点から点検対象物を撮像する。

その間、第３図に示すように、前記チエーン駆
動部４のモータ５に設けられた位置検出器９によ
りカメラ１５の位置が検出され、カメラ１５の位
置信号４０として、操作室４１内に設置された情
報処理部４８に伝送される。一方、カメラ１５が
撮像した映像は映像信号２６として第５図に示す
ように、通信車１３に設けられた映像信号系のモ
デユレータ２７に伝送される。他方、第４図に示
すように、カメラ１５の前記第１、第２の操作手
段１６，１７の回転駆動部１８，１９に設けられ
た第１、第２のポテンシオメータ２４，２５によ
りカメラ１５の振り角が検出され、その検出信号
はカメラ１５の上下、左右方向信号２８，２９と
して第５図に示すように、カメラ１５の方向信号
系のＡ／Ｄコンバータ３０，３１に伝送される。

ついで、通信車１３の映像信号系では第５図に
示すごとく、モデユレータ２７に送り込まれた映
像信号２６をモデユレートしてミキサ３５に送
り、カメラ１５の方向信号系では同第５図に示す
ように、前記Ａ／Ｄコンバータ３０，３１に送り
込まれたカメラ１５の上下、左右方向信号２８，
２９をＡ／Ｄ変換し、ついでＰ／Ｓコンバータ３
２によりＰ／Ｓ変換し、さらにFSKモデユレー
タ３３によりモデユレートし、カメラ１５の方向
信号３４としてミキサ３５に送る。そして、ミキ
サ３５では前記映像信号２６とカメラ１５の方向
信号３４とを合成し、この映像信号およびカメラ
１５の方向信号の合成信号３６をケーブル３７を
通じて、操作室４１内に設置された分配器４２に
伝送する。

続いて、前記分配器４２では第６図に示すよう
に、合成信号３６をカメラ１５の方向信号系と映
像信号系へ分配する。そして、カメラ１５の方向
信号系では分配された信号をFSKデイモデユレ
ータ４３により復調させ、Ｓ／Ｐコンバータ４４
によりＳ／Ｐ変換し、カメラ１５の方向信号４５
として、操作室４１内に設置された情報処理部４
８の第２のプロセス入出力装置５０に送り、映像
信号系では分配された信号をデイモデユレータ４
６により復調させ、映像信号４７として、操作室
４１内に設置されたコンソール５５のTVモニタ
５７に送る。

したがつて、第６図および第７図から分かるよ
うに、情報処理部４８の第１のプロセス入出力装
置４９にはカメラ１５の位置信号４０が送り込ま
れ、第２のプロセス入出力装置５０にはカメラ１
５の方向信号４５が送り込まれる。

ついで、情報処理部４８の第１のプロセス入出
力装置４９に送り込まれたカメラ１５の位置信号
４０と、第２のプロセス入出力装置５０に送り込
まれたカメラ１５の方向信号４５とは、メモリイ
ンタフエース５２を通じてメモリ５３に格納され
る。また、このメモリ５３には点検対象物および
点検軌道３の全体画像が予め格納されている。

進んで、情報処理部４８のCPU５１による情
報処理の詳細を第８図および第９図に基づいて説
明する。

いま、第８図に示すように、点検対象物（格納
容器）に固定された絶対座標系XYZと、任意に
設定された点検車位置を原点５８とし、点検軌道
３の接線方向５９と法線方向６０とを２つの直交
軸（X′軸、Z′軸）とする点検車座標系X′Y′Z′と、
カメラの視点を原点とし、カメラの視線方向と上
方向を直交軸（Ｕ軸、Ｗ軸）とするカメラ座標系
UVWと、さらにカメラよりも離れた視点を原点
６１とする視点座標U′V′W′について考察する。

前記絶対座標系XYZから点検車座標系
X′Y′Z′への変換は、平行移動（ΔX，ΔY，ΔZ）
と座標軸回転（Ｙ軸回転Δθ_yとＺ軸回転Δθ_zの重
ね合わせ）によつて演算される。

前記点検車座標系X′Y′Z′からカメラ座標系
UVWへは、Y′軸を回転軸とする変換（Δθ′_y）と
Z′軸を回転軸とする変換（Δθ′_z）の重ね合わせに
よる座標軸回転の変換となる。

さらに、視点座標系U′V′W′はカメラ座標系
UVWをＵ軸のマイナス方向へΔU平行移動させ
て求めることができる。

以上の座標変換に必要なデータの中で、ΔX，
ΔY，ΔZ，Δθ_y，Δθ_zの一連のデータは、カメラ
の位置信号４０に一意対応の点検ルート３次元デ
ータとして情報処理部４８のメモリ５３に格納さ
れている。

Δθ′_y，Δθ′_zは、それぞれカメラの上下方向の振
り角、左右方向の振り角であり、カメラの方向信
号４５として情報処理部４８のCPU５１に取り
込まれる。

ΔUは、視点後退距離を示す任意の定数であ
る。

次に、第９図に示すように、カメラの位置信号
４０と、点検軌道３次元データにより、絶対座標
系XYZ上のカメラの位置（ΔX，ΔY，ΔZ）を判
定する。さらに、カメラの方向信号４５の上下、
左右方向の振り角（Δθ′_y，Δθ′_z）と、点検軌道３
次元データの座標軸回転角（Δθ_y，Δθ_z）の重ね
合わせにより、カメラ座標系UVWの絶対座標系
XYZに対する回転角（Δθ_v，Δθ_wとする）を算出
する。

一方、点検対象物の形状はワイヤフレーム、ま
たは多面体の面の集合体等の３次元データとして
情報処理部４８のメモリ５３に予め格納されてい
る。

以上の各データから第９図に示すように、３次
元CPT５６上に点検対象物と点検軌道３の絶対
座標系XYZでの全体画像６２を表示し、現在の
カメラの位置（ΔX，ΔY，ΔZ）と方向（Δθ_v，
Δθ_w）を模擬するカメラの形象６３を重ね合わせ
る。これにより、カメラが点検対象物（格納容
器）のどの位置にいて、どの方向を撮像している
かを明確に把握することができる。

また、前述のカメラの位置（ΔX，ΔY，ΔZ）
と方向（Δθ_v，Δθ_w）、および視点後退距離ΔUに
より、絶対座標系XYZでの点検対象物のデータ
を視点座標系U′V′W′のデータに変換することが
できる。すなわち、カメラの視点より距離ΔU後
退した視点６１から見た点検対象物の３次元画像
６４を作成することができ、これを３次元CPT
５６上に表示する。この３次元画像６４は、点検
対象物（格納容器）全体の３次元画像６２上の撮
像対象物をカメラがとらえたイメージで拡大表示
するものであり、実際のTV映像よりも広域のエ
リアを模擬するものである。これにより、カメラ
がTVモニタ５７に映し出している配管や構築物
が何であるかを、３次元画像である全体画像６２
に模擬されているTV画像周辺の広域の画像６４
から直観的に把握することができる。

以上２つの３次元画像６２，６４を作成するこ
とによりカメラが点検対象物のどの付近を撮像し
ているか、さらにはその場所の何を撮像している
かを容易に把握することができる。

なお、本発明は図面に示す原子炉格納容器に限
らず、シビアな環境におかれた建造物全般に適用
することができる。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明の１番目の発明によれば、
点検軌道上のカメラ車のカメラの位置を検出する
手段と、点検軌道に対する前記カメラの方向を検
出する手段と、これらの検出手段から伝送される
検出信号を処理装置に入力する手段と、処理装置
内に予め記憶された点検対象物および点検軌道の
３次元情報と前記入力信号とを組み合わせて計算
し、前記カメラよりも離れた視点から見た模擬画
像を作成する手段と、前記模擬画像を表示する手
段とを備えており、カメラよりも離れた視点から
見た模擬画像、すなわち広域なエリアの映像をシ
ミユレートする３次元画像を映し出すことができ
るので、カメラが複雑な部分をとらえている場合
であつても、前記３次元画像を観察することによ
り、点検対象物のどの付近を、またその場所の何
を映し出しているかを直観的に把握し得る効果が
ある。

また、本発明の２番目の発明によれば、前記１
番目の発明において、点検対象物の全体画像の上
に、カメラの現在の位置および方向を表示する手
段を備えているので、点検対象物の全体画像に対
するカメラの現在点検している位置および方向
を、より一層明確に把握し得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第９図は本発明の一実施例を示すもの
で、第１図は原子炉格納容器とこれに適用された
本発明を構成する各部の配置を示す斜視図、第２
図は点検軌道と点検車の詳細を示す斜視図、第３
図は点検車用のチエーン駆動部とカメラの位置を
検出する手段としての位置検出器の取り付け状態
を示す斜視図、第４図はカメラの取り付け状態と
カメラの方向を変える第１、第２の操作手段とカ
メラの方向を検出する手段としての上下、左右ポ
テンシオメータの取り付け状態を示す斜視図、第
５図は点検車のカメラ車と通信車の内部に設けら
れた機器の取り回しを示すブロツク図、第６図は
通信車と信号伝達系と情報処理部とコンソールと
の取り回しを示すブロツク図、第７図は情報処理
部を構成する機器とコンソールに設けられた３次
元CPTの取り回しを示すブロツク図、第８図は
３次元グラフイツクに関する座標系を示す図、第
９図は情報処理と画像作成との関係を示すフロー
チヤートである。 １……点検対象物としての格納容器、３……点
検軌道、９……カメラの位置を検出する手段とし
ての位置検出器、１１……点検車、１２……カメ
ラ車、１３……通信車、１５……カメラ、１６，
１７……カメラの方向を変える第１、第２の操作
手段、２４，２５……カメラの方向を検出する手
段としての第１、第２のポテンシオメータ、４０
……情報処理部に送るカメラの位置信号、４５…
…同じくカメラの方向信号、４７……同じくカメ
ラの映像信号、４８……情報処理部、４９，５０
……処理装置へ入力する手段としての第１，第２
のプロセス入出力装置、５１……処理装置として
のCPU、５２……メモリインタフエース、５３
……メモリ、５４……CPTコントローラ、５５
……コンソール、５６……模擬画像を表示する手
段として３次元CPT、５７……TVモニタ、５８
……点検車の位置、６１……カメラよりも離れた
視点、６２……点検対象物の模擬画像である３次
画像、６３……カメラの位置および方向の表示と
してのカメラの形象、６４……カメラから離れた
視点から見た３次元画像。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 点検対象物に張り巡らされた点検軌道上を、
   カメラを搭載したカメラ車と通信車とを連結した
   点検車を走行させて点検する建造物の自動点検装
   置において、前記点検軌道上のカメラ車のカメラ
   の位置を検出する手段と、点検軌道に対する前記
   カメラの方向を検出する手段と、これらの検出手
   段から伝送される検出信号を処理装置に入力する
   手段と、処理装置内に予め記憶された点検対象物
   および点検軌道の３次元情報と前記入力信号とを
   組み合わせて計算し、前記カメラよりも離れた視
   点から見た模擬画像を作成する手段と、前記模擬
   画像を表示する手段とを備えていることを特徴と
   する建造物の自動点検装置。 ２ 点検対象物に張り巡らされた点検軌道上を、
   カメラを搭載したカメラ車と通信車とを連結した
   点検車を走行させて点検する建造物の自動点検装
   置において、前記点検軌道上のカメラ車のカメラ
   の位置を検出する手段と、点検軌道に対する前記
   カメラの方向を検出する手段と、これらの検出手
   段から伝送される検出信号を処理装置に入力する
   手段と、処理装置内に予め記憶された点検対象物
   および点検軌道の３次元情報と前記入力信号とを
   組み合わせて計算し、前記カメラよりも離れた視
   点から見た模擬画像を作成する手段と、前記模擬
   画像を表示する手段と、点検対象物の全体画像の
   上に、前記カメラの現在の位置および方向を表示
   する手段とを備えていることを特徴とする建造物
   の自動点検装置。