JPH06130179A - 炉内点検装置 - Google Patents
炉内点検装置Info
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- JPH06130179A JPH06130179A JP4281945A JP28194592A JPH06130179A JP H06130179 A JPH06130179 A JP H06130179A JP 4281945 A JP4281945 A JP 4281945A JP 28194592 A JP28194592 A JP 28194592A JP H06130179 A JPH06130179 A JP H06130179A
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- data
- unit
- dimensional data
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高速増殖炉内を臨場感を持って観察可能で、
超音波カメラの撮影位置・方向をより自然に指示可能で
あり、さらに、可能な限り最小限の指示で意図する位置
へ容易かつ正確に移動できるような炉内点検装置を提供
する。 【構成】 相対方位検出部2、視点判定部3、および三
次元データ格納部4の三次元データを、三次元データ管
理部5で管理し、この管理情報に基づいて、表示画面制
御部6により画像情報を生成し、頭部装着型画像表示装
置1の画面上に、操作者の両眼視差を利用した臨場感の
ある立体画像を表示する。超音波カメラ7による高速増
殖炉内の撮影結果に基づいて、形状復元部8により撮影
範囲の形状データを復元し、三次元データ格納部4内の
三次元構造データを更新する。一般的には、三次元ポイ
ンティング装置10を使用して超音波カメラ7の位置・
方向の情報を入力する。
超音波カメラの撮影位置・方向をより自然に指示可能で
あり、さらに、可能な限り最小限の指示で意図する位置
へ容易かつ正確に移動できるような炉内点検装置を提供
する。 【構成】 相対方位検出部2、視点判定部3、および三
次元データ格納部4の三次元データを、三次元データ管
理部5で管理し、この管理情報に基づいて、表示画面制
御部6により画像情報を生成し、頭部装着型画像表示装
置1の画面上に、操作者の両眼視差を利用した臨場感の
ある立体画像を表示する。超音波カメラ7による高速増
殖炉内の撮影結果に基づいて、形状復元部8により撮影
範囲の形状データを復元し、三次元データ格納部4内の
三次元構造データを更新する。一般的には、三次元ポイ
ンティング装置10を使用して超音波カメラ7の位置・
方向の情報を入力する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、通常の光学式カメラで
は内部点検が不可能な高速増殖炉(FBR)の内部を点
検するための装置に係り、特に、超音波カメラを走査し
て超音波の反射波を信号として受信し、この信号を、頭
部装着型画像表示装置(HMD)や三次元ポインティン
グ装置などの仮想現実感(VR)技術を使って処理する
ことにより、炉内の点検を三次元的により自然に実施可
能とするための装置に関する。
は内部点検が不可能な高速増殖炉(FBR)の内部を点
検するための装置に係り、特に、超音波カメラを走査し
て超音波の反射波を信号として受信し、この信号を、頭
部装着型画像表示装置(HMD)や三次元ポインティン
グ装置などの仮想現実感(VR)技術を使って処理する
ことにより、炉内の点検を三次元的により自然に実施可
能とするための装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来型の原子炉では、炉内の冷却材とし
て光学的に透明な水が使用されていたため、炉内の点検
を行う際には、光学式カメラなどを利用することによ
り、炉内の状況を直接検査することが可能であった。こ
れに対し、現在開発が進められている高速増殖炉(FB
R: Fast Breeder Reactor)内
においては、炉内の冷却材として光学的に不透明な液体
金属ナトリウムが使用されている。したがって、このよ
うな高速増殖炉内の機器の状況や燃料集合体の状況など
を点検するために、従来のように通常の光学式カメラを
炉内に配置しても、炉内の状況を直接検査することはで
きない。
て光学的に透明な水が使用されていたため、炉内の点検
を行う際には、光学式カメラなどを利用することによ
り、炉内の状況を直接検査することが可能であった。こ
れに対し、現在開発が進められている高速増殖炉(FB
R: Fast Breeder Reactor)内
においては、炉内の冷却材として光学的に不透明な液体
金属ナトリウムが使用されている。したがって、このよ
うな高速増殖炉内の機器の状況や燃料集合体の状況など
を点検するために、従来のように通常の光学式カメラを
炉内に配置しても、炉内の状況を直接検査することはで
きない。
【0003】そのため、近年では、目視や光学式カメラ
に代わる手段として、液体金属ナトリウム中で伝播性能
に優れた超音波を利用して炉内の状況を把握する超音波
カメラが開発されている。このような超音波カメラの一
つとして、例えば、文献「高速炉用垂直型ナトリウム透
視装置」(東芝レビュー´85 40巻8号、 707
頁〜710頁)において記載されているような垂直型ナ
トリウム透視装置(V−USV)の開発が進められてい
る。
に代わる手段として、液体金属ナトリウム中で伝播性能
に優れた超音波を利用して炉内の状況を把握する超音波
カメラが開発されている。このような超音波カメラの一
つとして、例えば、文献「高速炉用垂直型ナトリウム透
視装置」(東芝レビュー´85 40巻8号、 707
頁〜710頁)において記載されているような垂直型ナ
トリウム透視装置(V−USV)の開発が進められてい
る。
【0004】図12は、このような超音波カメラによる
内部撮影の様子を示す模式図である。この図に示すよう
に、炉内の点検にあたっては、超音波カメラ51をロボ
ット・アーム52の先端に保持し、液体金属ナトリウム
53が封入された炉54内に挿入して、炉54内の点検
対象物55を撮影することが試みられている。すなわ
ち、炉54の外部からロボット・アーム52を操作して
超音波カメラ51を移動し、超音波で炉内を走査して反
射波を受信し、受信した反射波に信号処理を施して走査
面の形状を復元することが試みられている。
内部撮影の様子を示す模式図である。この図に示すよう
に、炉内の点検にあたっては、超音波カメラ51をロボ
ット・アーム52の先端に保持し、液体金属ナトリウム
53が封入された炉54内に挿入して、炉54内の点検
対象物55を撮影することが試みられている。すなわ
ち、炉54の外部からロボット・アーム52を操作して
超音波カメラ51を移動し、超音波で炉内を走査して反
射波を受信し、受信した反射波に信号処理を施して走査
面の形状を復元することが試みられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような超音波カメラの撮影を行う場合には、信号処理に
長時間を要するため、光学式カメラによる撮影のよう
に、撮影時に撮影対象の状況を直接把握できないという
問題がある。すなわち、超音波カメラで受信した反射波
の信号処理に際しては、超音波カメラの位置データと反
射波のデータとをそれぞれ蓄積した後、現行のワークス
テーション上においてオペレータが多種の処理指令を順
次入力することにより、データ編集、座標変換、画像処
理などを順次行う必要があるため、数時間のオーダーの
処理時間を要することになる。そのため、通常の光学式
カメラによる撮影のように、直接リアルタイムで撮影範
囲を目視確認しながら、最適な撮影位置・方向を決める
ことはできない。
ような超音波カメラの撮影を行う場合には、信号処理に
長時間を要するため、光学式カメラによる撮影のよう
に、撮影時に撮影対象の状況を直接把握できないという
問題がある。すなわち、超音波カメラで受信した反射波
の信号処理に際しては、超音波カメラの位置データと反
射波のデータとをそれぞれ蓄積した後、現行のワークス
テーション上においてオペレータが多種の処理指令を順
次入力することにより、データ編集、座標変換、画像処
理などを順次行う必要があるため、数時間のオーダーの
処理時間を要することになる。そのため、通常の光学式
カメラによる撮影のように、直接リアルタイムで撮影範
囲を目視確認しながら、最適な撮影位置・方向を決める
ことはできない。
【0006】このような問題に対し、近年進歩の著しい
仮想現実感(VR)技術を適用することで、通常の光学
式カメラによる撮影により近い、極めて自然な撮影を実
現することが考えられている。すなわち、炉内の空間
を、仮想の三次元空間として復元し、この仮想の三次元
空間内で、炉内の点検対象の認識、超音波カメラの操作
および指示を三次元的に自然に行えるような操作環境を
提供することが考えられている。
仮想現実感(VR)技術を適用することで、通常の光学
式カメラによる撮影により近い、極めて自然な撮影を実
現することが考えられている。すなわち、炉内の空間
を、仮想の三次元空間として復元し、この仮想の三次元
空間内で、炉内の点検対象の認識、超音波カメラの操作
および指示を三次元的に自然に行えるような操作環境を
提供することが考えられている。
【0007】ところで、炉内の撮影にあたっては、デー
タ処理の都合からも、必要最小限の部分だけを撮影し、
効率の良い点検を実施することが望ましい。このような
趣旨から、超音波カメラによる撮影としては、炉内の各
点検箇所に対し、比較的広い範囲を対象に概略撮影を行
う第1段階の撮影と、この第1段階の撮影に基づき、さ
らに調査が必要な箇所の詳細な撮影を行う第2段階の撮
影とを行うことが想定されている。
タ処理の都合からも、必要最小限の部分だけを撮影し、
効率の良い点検を実施することが望ましい。このような
趣旨から、超音波カメラによる撮影としては、炉内の各
点検箇所に対し、比較的広い範囲を対象に概略撮影を行
う第1段階の撮影と、この第1段階の撮影に基づき、さ
らに調査が必要な箇所の詳細な撮影を行う第2段階の撮
影とを行うことが想定されている。
【0008】このような撮影を行うにあたっては、ある
点検箇所から次の点検箇所へ容易かつ正確に移動するこ
とが必要である。従来、コンピュータ・グラフィックで
表現された仮想的な操作環境内で移動する手段として
は、「操作者の手によるジェスチャーで方向・速度を指
示する。」、「操作者が直接足で歩いて移動する。」な
どの方法がある。
点検箇所から次の点検箇所へ容易かつ正確に移動するこ
とが必要である。従来、コンピュータ・グラフィックで
表現された仮想的な操作環境内で移動する手段として
は、「操作者の手によるジェスチャーで方向・速度を指
示する。」、「操作者が直接足で歩いて移動する。」な
どの方法がある。
【0009】しかしながら、ジェスチャー指示では、正
確な位置を指し示すことや速度の調節は困難であり、意
図する位置へ容易に移動できない。また、歩行する方法
では、ケーブルの長さなどの制約のため、直接移動でき
る範囲が限られてしまう。このような問題を解決する方
法として、ローラー・スケートやコンベア・ベルトなど
で、歩行による移動を打ち消し、操作者の位置を固定し
たまま歩行感覚で移動する方法も考案されている。しか
し、その場合でも、移動範囲は主として平面上に限ら
れ、高低のある空間的な移動を行うことは難しい。この
ように、仮想的な操作環境上では、操作者が意図する位
置へ容易に移動することは困難である。
確な位置を指し示すことや速度の調節は困難であり、意
図する位置へ容易に移動できない。また、歩行する方法
では、ケーブルの長さなどの制約のため、直接移動でき
る範囲が限られてしまう。このような問題を解決する方
法として、ローラー・スケートやコンベア・ベルトなど
で、歩行による移動を打ち消し、操作者の位置を固定し
たまま歩行感覚で移動する方法も考案されている。しか
し、その場合でも、移動範囲は主として平面上に限ら
れ、高低のある空間的な移動を行うことは難しい。この
ように、仮想的な操作環境上では、操作者が意図する位
置へ容易に移動することは困難である。
【0010】本発明は、以上のような従来技術の課題を
解決するために提案されたものであり、その目的は、液
体金属ナトリウムにより不可視な環境となっている高速
増殖炉内を、あたかも直接炉内を見ているかのような臨
場感を持って観察可能で、超音波カメラの撮影位置・方
向を直接三次元的により自然に指示可能であり、さら
に、可能な限り最小限の指示で意図する位置へ容易かつ
正確に移動できるような、炉内点検装置を提供すること
である。
解決するために提案されたものであり、その目的は、液
体金属ナトリウムにより不可視な環境となっている高速
増殖炉内を、あたかも直接炉内を見ているかのような臨
場感を持って観察可能で、超音波カメラの撮影位置・方
向を直接三次元的により自然に指示可能であり、さら
に、可能な限り最小限の指示で意図する位置へ容易かつ
正確に移動できるような、炉内点検装置を提供すること
である。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明による炉内点検装
置の構成について、図1を参照して説明する。ここで、
図1は、請求項1乃至3の発明の構成要素を備えた炉内
点検装置を示す構成図である。すなわち、本発明による
炉内点検装置は、光学的に不透明な冷却材が注入された
高速増殖炉の内部を点検する炉内点検装置において、次
のような特徴を有するものである。
置の構成について、図1を参照して説明する。ここで、
図1は、請求項1乃至3の発明の構成要素を備えた炉内
点検装置を示す構成図である。すなわち、本発明による
炉内点検装置は、光学的に不透明な冷却材が注入された
高速増殖炉の内部を点検する炉内点検装置において、次
のような特徴を有するものである。
【0012】まず、請求項1の発明においては、操作者
の頭部に装着され、操作者の両眼視差を利用して立体画
像を表示する画面を備えた頭部装着型画像表示装置(H
MD: Head Mount Display)1
と、前記操作者の頭部の三次元位置・方向を検出する相
対方位検出部2と、前記相対方位検出部2で検出される
三次元データに基づいて、前記頭部装着型画像表示装置
1の画面に画像を表示する視点の三次元位置・方向を判
定する視点判定部3とを有する。また、前記高速増殖炉
内の三次元構造データを格納する(高速増殖炉の)三次
元データ格納部4と、前記相対方位検出部2で検出され
た三次元データと、前記視点判定部3で判定された三次
元データと、前記高速増殖炉の三次元データ格納部4に
格納された三次元データを管理する三次元データ管理部
5を有する。そして、前記三次元データ管理部5で管理
される情報に基づいて、前記頭部装着型画像表示装置1
の画面にグラフィック表示する画像情報を生成し、この
画像情報を前記画面に送る表示画面制御部6を有する。
さらに、前記高速増殖炉内に配置され、超音波の走査に
よって炉内の撮影を行う超音波カメラ7と、前記超音波
カメラによる炉内の撮影結果から撮影範囲の形状データ
を復元し、前記高速増殖炉の三次元データ格納部4内の
三次元構造データを更新する形状復元部8とを有するこ
とを特徴としている。
の頭部に装着され、操作者の両眼視差を利用して立体画
像を表示する画面を備えた頭部装着型画像表示装置(H
MD: Head Mount Display)1
と、前記操作者の頭部の三次元位置・方向を検出する相
対方位検出部2と、前記相対方位検出部2で検出される
三次元データに基づいて、前記頭部装着型画像表示装置
1の画面に画像を表示する視点の三次元位置・方向を判
定する視点判定部3とを有する。また、前記高速増殖炉
内の三次元構造データを格納する(高速増殖炉の)三次
元データ格納部4と、前記相対方位検出部2で検出され
た三次元データと、前記視点判定部3で判定された三次
元データと、前記高速増殖炉の三次元データ格納部4に
格納された三次元データを管理する三次元データ管理部
5を有する。そして、前記三次元データ管理部5で管理
される情報に基づいて、前記頭部装着型画像表示装置1
の画面にグラフィック表示する画像情報を生成し、この
画像情報を前記画面に送る表示画面制御部6を有する。
さらに、前記高速増殖炉内に配置され、超音波の走査に
よって炉内の撮影を行う超音波カメラ7と、前記超音波
カメラによる炉内の撮影結果から撮影範囲の形状データ
を復元し、前記高速増殖炉の三次元データ格納部4内の
三次元構造データを更新する形状復元部8とを有するこ
とを特徴としている。
【0013】次に、請求項2の発明においては、前記請
求項1の発明の構成に加えて、以下のような構成を有す
る。すなわち、まず、前記超音波カメラ7を保持し、超
音波カメラ7の三次元位置および方向を変化させるよう
に動作するロボット・アーム9と、前記頭部装着型画像
表示装置1の画面にグラフィック表示された仮想的な高
速増殖炉内の位置を指定する三次元情報および前記超音
波カメラ7の三次元位置・方向の情報を入力する三次元
ポインティング装置10を有する。また、前記ロボット
・アーム9の動作を制御するロボット・アーム制御部1
1と、前記超音波カメラ7の撮影開始・停止を制御する
超音波カメラ制御部12を有する。さらに、前記超音波
カメラ7の撮影開始・停止指令を入力するコマンド入力
装置13と、前記コマンド入力装置13の入力情報から
コマンドの種類を判定し、前記ロボット・アーム制御部
11に動作開始・停止指令を送るとともに、前記超音波
カメラ制御部12に撮影開始・停止指令を送るコマンド
判定部14とを有する。以上のような構成要素を備えた
上で、前記三次元データ管理部5が、前記の各三次元デ
ータに加えて、前記三次元ポインティング装置10によ
る入力情報を管理するとともに、前記ロボット・アーム
制御部11と前記超音波カメラ制御部12に、超音波カ
メラ7の三次元位置・方向の情報を送るように構成され
たことを特徴としている。
求項1の発明の構成に加えて、以下のような構成を有す
る。すなわち、まず、前記超音波カメラ7を保持し、超
音波カメラ7の三次元位置および方向を変化させるよう
に動作するロボット・アーム9と、前記頭部装着型画像
表示装置1の画面にグラフィック表示された仮想的な高
速増殖炉内の位置を指定する三次元情報および前記超音
波カメラ7の三次元位置・方向の情報を入力する三次元
ポインティング装置10を有する。また、前記ロボット
・アーム9の動作を制御するロボット・アーム制御部1
1と、前記超音波カメラ7の撮影開始・停止を制御する
超音波カメラ制御部12を有する。さらに、前記超音波
カメラ7の撮影開始・停止指令を入力するコマンド入力
装置13と、前記コマンド入力装置13の入力情報から
コマンドの種類を判定し、前記ロボット・アーム制御部
11に動作開始・停止指令を送るとともに、前記超音波
カメラ制御部12に撮影開始・停止指令を送るコマンド
判定部14とを有する。以上のような構成要素を備えた
上で、前記三次元データ管理部5が、前記の各三次元デ
ータに加えて、前記三次元ポインティング装置10によ
る入力情報を管理するとともに、前記ロボット・アーム
制御部11と前記超音波カメラ制御部12に、超音波カ
メラ7の三次元位置・方向の情報を送るように構成され
たことを特徴としている。
【0014】続いて、請求項3の発明においては、請求
項2の発明の構成に加えて、以下のような構成を有す
る。すなわち、まず、前記高速増殖炉内における複数の
点検箇所への移動手段として、前記複数の点検箇所に対
応する複数の移動用ボタンを含む操作用具の三次元表示
データを格納する操作用具の三次元データ格納部15
と、前記複数の移動用ボタンに対応する移動情報を登録
する移動先テーブル16とを有する。そして、前記三次
元データ管理部5が、前記の各三次元データに加えて、
前記操作用具の三次元データ格納部15に格納されたデ
ータを管理するように構成され、前記表示画面制御部6
が、前記操作用具の三次元データ格納部15に格納され
た操作用具の三次元表示データに基づいて、前記頭部装
着型画像表示装置1の画面にグラフィック表示する操作
用具の画像情報を生成するように構成される。また、前
記三次元ポインティング装置10が、前記頭部装着型画
像表示装置1の画面に前記操作用具の画像情報が表示さ
れた際に、表示された操作用具上の複数の移動用ボタン
を選択できるように構成され、前記コマンド判定部14
が、三次元ポインティング装置10によって選択された
移動用ボタンを判定し、前記移動先テーブル16に登録
された移動用ボタンに対応する移動情報を前記三次元デ
ータ管理部5に送るように構成される。さらに、前記三
次元データ管理部5が、前記コマンド判定部14から受
け取った移動情報に基づいて、前記視点判定部3によっ
て判定された視点の三次元データを更新するように構成
されたことを特徴としている。
項2の発明の構成に加えて、以下のような構成を有す
る。すなわち、まず、前記高速増殖炉内における複数の
点検箇所への移動手段として、前記複数の点検箇所に対
応する複数の移動用ボタンを含む操作用具の三次元表示
データを格納する操作用具の三次元データ格納部15
と、前記複数の移動用ボタンに対応する移動情報を登録
する移動先テーブル16とを有する。そして、前記三次
元データ管理部5が、前記の各三次元データに加えて、
前記操作用具の三次元データ格納部15に格納されたデ
ータを管理するように構成され、前記表示画面制御部6
が、前記操作用具の三次元データ格納部15に格納され
た操作用具の三次元表示データに基づいて、前記頭部装
着型画像表示装置1の画面にグラフィック表示する操作
用具の画像情報を生成するように構成される。また、前
記三次元ポインティング装置10が、前記頭部装着型画
像表示装置1の画面に前記操作用具の画像情報が表示さ
れた際に、表示された操作用具上の複数の移動用ボタン
を選択できるように構成され、前記コマンド判定部14
が、三次元ポインティング装置10によって選択された
移動用ボタンを判定し、前記移動先テーブル16に登録
された移動用ボタンに対応する移動情報を前記三次元デ
ータ管理部5に送るように構成される。さらに、前記三
次元データ管理部5が、前記コマンド判定部14から受
け取った移動情報に基づいて、前記視点判定部3によっ
て判定された視点の三次元データを更新するように構成
されたことを特徴としている。
【0015】
【作用】以上のような構成を有する本発明の作用は、次
の通りである。
の通りである。
【0016】まず、請求項1の発明においては、頭部装
着型画像表示装置(HMD)1により、操作者に対し
て、仮想の高速増殖炉内空間を視覚的に提供することが
できる。すなわち、請求項1の発明においては、相対方
位検出部2により検出された操作者の頭部の三次元デー
タと、視点判定部3により判定された画面に表示する視
点の三次元データと、高速増殖炉の三次元データ格納部
4に格納された高速増殖炉内の三次元構造データとを利
用して、これらの三次元データを、三次元データ管理部
5によって総合的に管理することができる。そして、三
次元データ管理部5で管理される情報に基づいて、表示
画面制御部6により画像情報を生成し、頭部装着型画像
表示装置(HMD)1の画面上に、操作者の両眼視差を
利用した臨場感のある立体画像を表示することができ
る。したがって、操作者は、あたかも直接炉内を見てい
るかのような臨場感をもって炉内を観察することがで
き、超音波カメラ7による撮影位置の判断を、光学式カ
メラの場合のように直感的に行うことができる。また、
高速増殖炉の三次元データ格納部4に格納する高速増殖
炉内のデータとしては、初期状態では設計データを格納
しておき、超音波カメラ7による撮影後は、その撮影結
果に基づいて、形状復元部8により撮影範囲の形状デー
タを復元し、高速増殖炉の三次元データ格納部4内の三
次元構造データを更新することにより、最新状況の下で
炉内を観察することができる。
着型画像表示装置(HMD)1により、操作者に対し
て、仮想の高速増殖炉内空間を視覚的に提供することが
できる。すなわち、請求項1の発明においては、相対方
位検出部2により検出された操作者の頭部の三次元デー
タと、視点判定部3により判定された画面に表示する視
点の三次元データと、高速増殖炉の三次元データ格納部
4に格納された高速増殖炉内の三次元構造データとを利
用して、これらの三次元データを、三次元データ管理部
5によって総合的に管理することができる。そして、三
次元データ管理部5で管理される情報に基づいて、表示
画面制御部6により画像情報を生成し、頭部装着型画像
表示装置(HMD)1の画面上に、操作者の両眼視差を
利用した臨場感のある立体画像を表示することができ
る。したがって、操作者は、あたかも直接炉内を見てい
るかのような臨場感をもって炉内を観察することがで
き、超音波カメラ7による撮影位置の判断を、光学式カ
メラの場合のように直感的に行うことができる。また、
高速増殖炉の三次元データ格納部4に格納する高速増殖
炉内のデータとしては、初期状態では設計データを格納
しておき、超音波カメラ7による撮影後は、その撮影結
果に基づいて、形状復元部8により撮影範囲の形状デー
タを復元し、高速増殖炉の三次元データ格納部4内の三
次元構造データを更新することにより、最新状況の下で
炉内を観察することができる。
【0017】次に、請求項2の発明においては、操作者
は、頭部装着型画像表示装置(HMD)1によって仮想
の高速増殖炉内を観察しながら、コマンド入力装置13
によって撮影開始を指示し、三次元ポインティング装置
10によって超音波カメラ7の三次元位置・方向の情報
を入力することにより、光学式カメラの撮影に近い、よ
り自然な撮影を実現できる。すなわち、操作者が、コマ
ンド入力装置13によって撮影開始を指示すると、コマ
ンド入力装置13の入力情報がコマンド判定部14に送
られ、コマンド判定部14からロボット・アーム制御部
11と超音波カメラ制御部12に対して動作開始指令お
よび撮影開始指令が送られる。一方、操作者が、三次元
ポインティング装置10によって超音波カメラ7の三次
元位置・方向の情報を入力すると、この情報は、三次元
データ管理部5によって、ロボット・アーム制御部11
と超音波カメラ制御部12に送られる。その結果、ロボ
ット・アーム制御部11により、ロボット・アーム9が
駆動され、操作者が指示した三次元位置・方向に超音波
カメラ7が移動し、超音波カメラ制御部12により超音
波カメラ7の撮影が開始される。
は、頭部装着型画像表示装置(HMD)1によって仮想
の高速増殖炉内を観察しながら、コマンド入力装置13
によって撮影開始を指示し、三次元ポインティング装置
10によって超音波カメラ7の三次元位置・方向の情報
を入力することにより、光学式カメラの撮影に近い、よ
り自然な撮影を実現できる。すなわち、操作者が、コマ
ンド入力装置13によって撮影開始を指示すると、コマ
ンド入力装置13の入力情報がコマンド判定部14に送
られ、コマンド判定部14からロボット・アーム制御部
11と超音波カメラ制御部12に対して動作開始指令お
よび撮影開始指令が送られる。一方、操作者が、三次元
ポインティング装置10によって超音波カメラ7の三次
元位置・方向の情報を入力すると、この情報は、三次元
データ管理部5によって、ロボット・アーム制御部11
と超音波カメラ制御部12に送られる。その結果、ロボ
ット・アーム制御部11により、ロボット・アーム9が
駆動され、操作者が指示した三次元位置・方向に超音波
カメラ7が移動し、超音波カメラ制御部12により超音
波カメラ7の撮影が開始される。
【0018】続いて、請求項3の発明においては、操作
用具の三次元データ格納部15に格納された操作用具の
三次元データと、移動先テーブル16とにより、可能な
限り最小限の指示で意図する位置へ容易かつ正確に移動
できる。すなわち、請求項3の発明においては、操作用
具の三次元データ格納部15に格納された操作用具の三
次元データに基づいて、表示画面制御部6により画像情
報を生成し、頭部装着型画像表示装置(HMD)1の画
面に、複数の移動用ボタンを含む操作用具の画像情報を
表示することができる。この状態において、操作者は、
このようにして表示された操作用具上の移動用ボタンの
一つを、三次元ポインティング装置10によって選択す
ることができる。この選択に応じて、コマンド判定部1
4は、選択された移動用ボタンを判定し、移動先テーブ
ル16に登録された移動用ボタンに対応する移動情報を
三次元データ管理部5に送る。三次元データ管理部5
は、コマンド判定部14から受け取った移動情報に基づ
いて、視点の三次元データを更新し、操作者が選択した
移動用ボタンに対応する特定の点検箇所に視点を移動さ
せる。したがって、操作者は、頭部装着型画像表示装置
(HMD)1の画面上に表示された移動用ボタンの一つ
を三次元ポインティング装置10によって選択するとい
う簡単な操作だけで、意図する位置へ容易かつ正確に移
動でき、移動作業に要する操作者の負荷を軽減すること
ができる。
用具の三次元データ格納部15に格納された操作用具の
三次元データと、移動先テーブル16とにより、可能な
限り最小限の指示で意図する位置へ容易かつ正確に移動
できる。すなわち、請求項3の発明においては、操作用
具の三次元データ格納部15に格納された操作用具の三
次元データに基づいて、表示画面制御部6により画像情
報を生成し、頭部装着型画像表示装置(HMD)1の画
面に、複数の移動用ボタンを含む操作用具の画像情報を
表示することができる。この状態において、操作者は、
このようにして表示された操作用具上の移動用ボタンの
一つを、三次元ポインティング装置10によって選択す
ることができる。この選択に応じて、コマンド判定部1
4は、選択された移動用ボタンを判定し、移動先テーブ
ル16に登録された移動用ボタンに対応する移動情報を
三次元データ管理部5に送る。三次元データ管理部5
は、コマンド判定部14から受け取った移動情報に基づ
いて、視点の三次元データを更新し、操作者が選択した
移動用ボタンに対応する特定の点検箇所に視点を移動さ
せる。したがって、操作者は、頭部装着型画像表示装置
(HMD)1の画面上に表示された移動用ボタンの一つ
を三次元ポインティング装置10によって選択するとい
う簡単な操作だけで、意図する位置へ容易かつ正確に移
動でき、移動作業に要する操作者の負荷を軽減すること
ができる。
【0019】
【実施例】以下には、本発明による炉内点検装置の一実
施例について説明する。
施例について説明する。
【0020】(1)実施例の構成…図2 まず、図2は、炉内点検装置を示す構成図である。この
図2において、21は、頭部装着型画像表示装置(HM
D)1の視点の三次元座標基準となる交流磁界をその周
囲に形成する磁気発振機であり、頭部装着型画像表示装
置(HMD)1と三次元ポインティング装置10には、
この磁気発振機21からの磁界を検出する磁気センサー
22,23がそれぞれ設けられている。この場合、頭部
装着型画像表示装置(HMD)1は、操作者の頭部に装
着され、三次元ポインティング装置10は、操作者の手
に携帯される。
図2において、21は、頭部装着型画像表示装置(HM
D)1の視点の三次元座標基準となる交流磁界をその周
囲に形成する磁気発振機であり、頭部装着型画像表示装
置(HMD)1と三次元ポインティング装置10には、
この磁気発振機21からの磁界を検出する磁気センサー
22,23がそれぞれ設けられている。この場合、頭部
装着型画像表示装置(HMD)1は、操作者の頭部に装
着され、三次元ポインティング装置10は、操作者の手
に携帯される。
【0021】頭部装着型画像表示装置(HMD)1には
また、相対方位検出部2と視点判定部3が設けられてい
る。相対方位検出部2は、2つの磁気センサー22,2
3によって検出された磁界から、磁気発振機21に対す
る磁気センサー22,23の相対的な三次元位置と方向
を検出し、それによって、頭部装着型画像表示装置(H
MD)1と三次元ポインティング装置10の相対的な三
次元位置と方向を検出する機能を有する。視点判定部3
は、相対方位検出部2で検出された磁気センサー22の
三次元データから、頭部装着型画像表示装置(HMD)
1の画面に画像を表示する視点の三次元位置と方向を判
定する機能を有する。
また、相対方位検出部2と視点判定部3が設けられてい
る。相対方位検出部2は、2つの磁気センサー22,2
3によって検出された磁界から、磁気発振機21に対す
る磁気センサー22,23の相対的な三次元位置と方向
を検出し、それによって、頭部装着型画像表示装置(H
MD)1と三次元ポインティング装置10の相対的な三
次元位置と方向を検出する機能を有する。視点判定部3
は、相対方位検出部2で検出された磁気センサー22の
三次元データから、頭部装着型画像表示装置(HMD)
1の画面に画像を表示する視点の三次元位置と方向を判
定する機能を有する。
【0022】高速増殖炉の三次元データ格納部4は、設
計データ部24、画像データ部25、復元データ部2
6、データ合成部27、および三次元構造データ部28
を備えている。設計データ部24は、高速増殖炉(FB
R)の設計時に作成された高速増殖炉(FBR)の三次
元形状データを蓄積する機能を有する。画像データ部2
5は、高速増殖炉(FBR)内の状況を撮影して得られ
た画像データを蓄積する機能を有する。復元データ部2
6は、超音波撮影によるデータに基づいて形状復元部8
によって復元された高速増殖炉(FBR)内の構造の三
次元形状データを蓄積する機能を有する。データ合成部
27は、設計データ部24、画像データ部25、および
復元データ部26のデータを合成する機能を有し、ここ
で合成されたデータが、高速増殖炉(FBR)の三次元
構造データとして三次元構造データ部28に蓄積され
る。
計データ部24、画像データ部25、復元データ部2
6、データ合成部27、および三次元構造データ部28
を備えている。設計データ部24は、高速増殖炉(FB
R)の設計時に作成された高速増殖炉(FBR)の三次
元形状データを蓄積する機能を有する。画像データ部2
5は、高速増殖炉(FBR)内の状況を撮影して得られ
た画像データを蓄積する機能を有する。復元データ部2
6は、超音波撮影によるデータに基づいて形状復元部8
によって復元された高速増殖炉(FBR)内の構造の三
次元形状データを蓄積する機能を有する。データ合成部
27は、設計データ部24、画像データ部25、および
復元データ部26のデータを合成する機能を有し、ここ
で合成されたデータが、高速増殖炉(FBR)の三次元
構造データとして三次元構造データ部28に蓄積され
る。
【0023】図中15,16は、操作用具の三次元デー
タ格納部と移動先テーブルである。操作用具の三次元デ
ータ格納部15は、操作パネルなどの、仮想世界で操作
用具として用いられる物体の形状、位置、方向のデータ
を蓄える機能を有しており、本実施例において、この操
作用具の三次元データ格納部15には、高速増殖炉(F
BR)内における複数の点検箇所に対応する複数の移動
用ボタンを含む操作パネルのデータが蓄積されている。
移動先テーブル16には、操作パネル上の各移動用ボタ
ンに対応する移動情報が登録されている。
タ格納部と移動先テーブルである。操作用具の三次元デ
ータ格納部15は、操作パネルなどの、仮想世界で操作
用具として用いられる物体の形状、位置、方向のデータ
を蓄える機能を有しており、本実施例において、この操
作用具の三次元データ格納部15には、高速増殖炉(F
BR)内における複数の点検箇所に対応する複数の移動
用ボタンを含む操作パネルのデータが蓄積されている。
移動先テーブル16には、操作パネル上の各移動用ボタ
ンに対応する移動情報が登録されている。
【0024】三次元データ管理部5は、前述した相対方
位検出部2、視点判定部3、高速増殖炉の三次元データ
格納部4、および操作用具の三次元構造データ格納部1
5から得られる、各三次元データを管理し、頭部装着型
画像表示装置(HMD)1に三次元データを適宜提供す
る機能を有する。
位検出部2、視点判定部3、高速増殖炉の三次元データ
格納部4、および操作用具の三次元構造データ格納部1
5から得られる、各三次元データを管理し、頭部装着型
画像表示装置(HMD)1に三次元データを適宜提供す
る機能を有する。
【0025】頭部装着型画像表示装置(HMD)1に
は、操作者の両眼視差を利用する手段として、視差設定
装置29、視差管理部30、視差初期値データ部31、
視差テストデータ部32、表示データ切替部33、およ
び視差保持部34が設けられている。視差設定装置29
は、操作者に合った両眼視差を用いて右目用と左目用の
2つの画像を提供するために視差を調整する機能を有す
る。視差管理部30は、画面表示に用いられる視差を管
理する機能を有する。視差初期値データ部31は、視差
の初期値を保持する機能を有する。視差テストデータ部
32は、視差調整用のテスト画像データを保持する機能
を有する。表示データ切替部33は、通常時において
は、画面に表示するデータとして三次元データ管理部5
から得られるデータを提供し、視差設定装置29によっ
て視差設定が行われた際に、画面に表示するデータとし
て視差テストデータ部32から得られるデータを提供す
るように、表示データを切り替える機能を有する。視差
保持部34は、設定後の視差の値を保持する機能を有す
る。
は、操作者の両眼視差を利用する手段として、視差設定
装置29、視差管理部30、視差初期値データ部31、
視差テストデータ部32、表示データ切替部33、およ
び視差保持部34が設けられている。視差設定装置29
は、操作者に合った両眼視差を用いて右目用と左目用の
2つの画像を提供するために視差を調整する機能を有す
る。視差管理部30は、画面表示に用いられる視差を管
理する機能を有する。視差初期値データ部31は、視差
の初期値を保持する機能を有する。視差テストデータ部
32は、視差調整用のテスト画像データを保持する機能
を有する。表示データ切替部33は、通常時において
は、画面に表示するデータとして三次元データ管理部5
から得られるデータを提供し、視差設定装置29によっ
て視差設定が行われた際に、画面に表示するデータとし
て視差テストデータ部32から得られるデータを提供す
るように、表示データを切り替える機能を有する。視差
保持部34は、設定後の視差の値を保持する機能を有す
る。
【0026】本実施例において、表示画面制御部6は、
頭部装着型画像表示装置(HMD)1に設けられてい
る。この表示画面制御部6は、視差管理部30から受け
取る視差の値と、表示データ切替部33から受け取る表
示データから、右目用と左目用の2つの画像を生成する
機能を有する。頭部装着型画像表示装置(HMD)1に
は、この表示画面制御部6で生成された右目用画像を表
示する右目用画像装置35と、左目用画像を表示する左
目用画像装置36とが設けられている。
頭部装着型画像表示装置(HMD)1に設けられてい
る。この表示画面制御部6は、視差管理部30から受け
取る視差の値と、表示データ切替部33から受け取る表
示データから、右目用と左目用の2つの画像を生成する
機能を有する。頭部装着型画像表示装置(HMD)1に
は、この表示画面制御部6で生成された右目用画像を表
示する右目用画像装置35と、左目用画像を表示する左
目用画像装置36とが設けられている。
【0027】図中13,14は、コマンド入力装置とコ
マンド判定部である。コマンド入力装置13は、超音波
撮影の開始や停止などの、点検システムに対する指示コ
マンドを入力する機能を有する。コマンド判定部14
は、コマンド入力装置13からの入力に従って、実行す
べきコマンドを判定し、ロボット・アーム制御部11に
動作開始指令または動作停止指令を送るとともに、超音
波カメラ制御部12に撮影開始指令または撮影停止指令
を送る機能を有する。また、コマンド判定部14は、三
次元ポインティング装置10によって、操作用具上の移
動用ボタンが選択された際に、移動先テーブル16に登
録された移動用ボタンに対応する移動情報を三次元デー
タ管理部5に送る機能を有する。
マンド判定部である。コマンド入力装置13は、超音波
撮影の開始や停止などの、点検システムに対する指示コ
マンドを入力する機能を有する。コマンド判定部14
は、コマンド入力装置13からの入力に従って、実行す
べきコマンドを判定し、ロボット・アーム制御部11に
動作開始指令または動作停止指令を送るとともに、超音
波カメラ制御部12に撮影開始指令または撮影停止指令
を送る機能を有する。また、コマンド判定部14は、三
次元ポインティング装置10によって、操作用具上の移
動用ボタンが選択された際に、移動先テーブル16に登
録された移動用ボタンに対応する移動情報を三次元デー
タ管理部5に送る機能を有する。
【0028】さらに、ロボット・アーム制御部11と超
音波カメラ制御部12は、コマンド判定部14からの指
令を受け取るとともに、座標系変換部37からの座標デ
ータを受け取るように構成されている。座標系変換部3
7は、三次元データ管理部5で管理されている各物体の
位置・方向の情報を、現実の制御対象であるロボット・
アーム9の制御系の座標に変換する機能を有する。
音波カメラ制御部12は、コマンド判定部14からの指
令を受け取るとともに、座標系変換部37からの座標デ
ータを受け取るように構成されている。座標系変換部3
7は、三次元データ管理部5で管理されている各物体の
位置・方向の情報を、現実の制御対象であるロボット・
アーム9の制御系の座標に変換する機能を有する。
【0029】ロボット・アーム制御部11によって制御
されるロボット・アーム9は、その先端に超音波カメラ
7を保持しており、旋回動作、折り畳み動作、送り動作
などを行うことにより、超音波カメラ7の三次元位置・
方向を自由に変化できるように構成されている。また、
超音波カメラ制御部12によって制御される超音波カメ
ラ7は、ロボット・アーム9の先端部に搭載されてお
り、超音波の発受信が可能な超音波発信器とその超音波
受信器をアレイ状に並べて構成されている。
されるロボット・アーム9は、その先端に超音波カメラ
7を保持しており、旋回動作、折り畳み動作、送り動作
などを行うことにより、超音波カメラ7の三次元位置・
方向を自由に変化できるように構成されている。また、
超音波カメラ制御部12によって制御される超音波カメ
ラ7は、ロボット・アーム9の先端部に搭載されてお
り、超音波の発受信が可能な超音波発信器とその超音波
受信器をアレイ状に並べて構成されている。
【0030】一方、形状復元部8は、超音波撮影により
得られた超音波の反射波のデータを格納する反射波デー
タ部38と、反射波データを形状データに変換するデー
タ変換部39を備えている。この形状復元部8は、反射
波データ部38に格納された反射波データから、データ
変換部39によって撮影範囲の三次元構造を復元し、復
元された三次元構造データを、高速増殖炉の三次元デー
タ格納部4の復元データ部26に送る機能を有する。
得られた超音波の反射波のデータを格納する反射波デー
タ部38と、反射波データを形状データに変換するデー
タ変換部39を備えている。この形状復元部8は、反射
波データ部38に格納された反射波データから、データ
変換部39によって撮影範囲の三次元構造を復元し、復
元された三次元構造データを、高速増殖炉の三次元デー
タ格納部4の復元データ部26に送る機能を有する。
【0031】(2)実施例の作用…図3〜図7 以上のような構成を有する本実施例の炉内点検装置の具
体的な動作について、図3乃至図11を参照して具体的
に説明する。この場合、図3は、主要な動作の流れの概
略を示すフローチャート、図4および図5は、視差調整
および点検箇所への移動の手順をそれぞれ示すフローチ
ャートである。また、図6および図7は、超音波カメラ
制御の手順を示すフローチャートであり、図6は、超音
波カメラの位置決めの手順を示すフローチャート、図7
は、超音波カメラの撮影の手順を示すフローチャートで
ある。さらに、図8は、頭部装着型画像表示装置(HM
D)上に視差テストデータを表示した画像例を示す説明
図、図9は、磁気センサーで検出される方向の一例を示
す説明図、図10は、点検箇所への移動に用いられる操
作パネルの一例を示す説明図、図11は、超音波カメラ
の2つの操作方法を示す説明図である。
体的な動作について、図3乃至図11を参照して具体的
に説明する。この場合、図3は、主要な動作の流れの概
略を示すフローチャート、図4および図5は、視差調整
および点検箇所への移動の手順をそれぞれ示すフローチ
ャートである。また、図6および図7は、超音波カメラ
制御の手順を示すフローチャートであり、図6は、超音
波カメラの位置決めの手順を示すフローチャート、図7
は、超音波カメラの撮影の手順を示すフローチャートで
ある。さらに、図8は、頭部装着型画像表示装置(HM
D)上に視差テストデータを表示した画像例を示す説明
図、図9は、磁気センサーで検出される方向の一例を示
す説明図、図10は、点検箇所への移動に用いられる操
作パネルの一例を示す説明図、図11は、超音波カメラ
の2つの操作方法を示す説明図である。
【0032】(a)視差調整…図4、図8 頭部装着型画像表示装置(HMD)1の画面において、
右目と左目にそれぞれ合った画像を提示するために、視
差調整を行う。すなわち、両眼視差を利用して操作者に
立体感を感じさせるためには、各人の視差に合う画像を
提示する必要がある。
右目と左目にそれぞれ合った画像を提示するために、視
差調整を行う。すなわち、両眼視差を利用して操作者に
立体感を感じさせるためには、各人の視差に合う画像を
提示する必要がある。
【0033】本実施例においては、視差初期値データ部
31に視差の初期値を予め保持しておく。そしてまず、
ステップ1において、現在の視差の値が、操作者に適当
であるか否かを判断する。この時点で視差の値が操作者
に適当であれば、視差の初期値をそのまま保持し、視差
調整を終了する。ステップ1において、現在の視差の値
が操作者に合致しない場合には、ステップ2において、
視差設定装置29によって視差の変更を指示し、操作者
に合った視差となるように調整を行う。ここで、視差設
定装置29は、具体的には、視差設定を行うための視差
設定要求信号と、視差に相当する数値情報と、視差設定
完了信号を入力可能に構成されている。なお、視差の値
の入力は、頭部装着型画像表示装置(HMD)1の装着
によって装置を観察できなくなっても入力が可能である
ように、レバーやダイヤル操作などの動作で、視差の値
を調整可能に設定することが望ましい。
31に視差の初期値を予め保持しておく。そしてまず、
ステップ1において、現在の視差の値が、操作者に適当
であるか否かを判断する。この時点で視差の値が操作者
に適当であれば、視差の初期値をそのまま保持し、視差
調整を終了する。ステップ1において、現在の視差の値
が操作者に合致しない場合には、ステップ2において、
視差設定装置29によって視差の変更を指示し、操作者
に合った視差となるように調整を行う。ここで、視差設
定装置29は、具体的には、視差設定を行うための視差
設定要求信号と、視差に相当する数値情報と、視差設定
完了信号を入力可能に構成されている。なお、視差の値
の入力は、頭部装着型画像表示装置(HMD)1の装着
によって装置を観察できなくなっても入力が可能である
ように、レバーやダイヤル操作などの動作で、視差の値
を調整可能に設定することが望ましい。
【0034】ステップ2において、視差設定装置29に
より入力された視差設定要求信号は、表示データ切替部
33および視差管理部30に送られる。ステップ3にお
いて、表示データ切替部33は、三次元データ管理部5
で管理されるデータに代えて、視差テストデータ部32
に保持された視差テストデータを選択し、表示画面制御
部6に表示データとして送る。また、ステップ4におい
て、視差管理部30は、視差設定装置29より受け取っ
た視差の変更値を表示画面制御部6に送る。
より入力された視差設定要求信号は、表示データ切替部
33および視差管理部30に送られる。ステップ3にお
いて、表示データ切替部33は、三次元データ管理部5
で管理されるデータに代えて、視差テストデータ部32
に保持された視差テストデータを選択し、表示画面制御
部6に表示データとして送る。また、ステップ4におい
て、視差管理部30は、視差設定装置29より受け取っ
た視差の変更値を表示画面制御部6に送る。
【0035】表示画面制御部6は、視差管理部30より
送られた視差の変更値に基づいて、表示データ切替部3
3より送られた視差テストデータから、右目用画像およ
び左目用画像を生成し、右目用画像装置35および左目
用画像装置36にそれぞれ表示する。ここで、視差テス
トデータを表示した画像例を図8に示す。この図8に示
すように、視差テストデータは、画像上で観察される水
平方向のズレがなくなった状態で、操作者に合った視差
の値が得られるようにデザインされている。
送られた視差の変更値に基づいて、表示データ切替部3
3より送られた視差テストデータから、右目用画像およ
び左目用画像を生成し、右目用画像装置35および左目
用画像装置36にそれぞれ表示する。ここで、視差テス
トデータを表示した画像例を図8に示す。この図8に示
すように、視差テストデータは、画像上で観察される水
平方向のズレがなくなった状態で、操作者に合った視差
の値が得られるようにデザインされている。
【0036】続いて、ステップ5において、変更した視
差の値が、操作者に適当であるか否かを判断する。すな
わち、右目用画像装置35および左目用画像装置36の
画面上に表示された画像のズレがなくなったか否かが判
断される。ズレがなくならない場合には、さらに視差設
定装置29により新たな視差の値が入力され、視差管理
部30によって表示画面制御部6に更新された視差の値
が送られ、表示画面制御部6は、更新された視差の値に
基づいて、右目用画像装置35および左目用画像装置3
6に表示する右目用画像および左目用画像を更新する。
差の値が、操作者に適当であるか否かを判断する。すな
わち、右目用画像装置35および左目用画像装置36の
画面上に表示された画像のズレがなくなったか否かが判
断される。ズレがなくならない場合には、さらに視差設
定装置29により新たな視差の値が入力され、視差管理
部30によって表示画面制御部6に更新された視差の値
が送られ、表示画面制御部6は、更新された視差の値に
基づいて、右目用画像装置35および左目用画像装置3
6に表示する右目用画像および左目用画像を更新する。
【0037】操作者は、以上のようにして視差設定装置
29により視差の値を調整しながら、右目用画像装置3
5および左目用画像装置36に表示された右目用画像お
よび左目用画像を同時に観察し、視差テストデータのズ
レがなくなったと判断した場合に、ステップ6におい
て、変更した視差の値を保持する。すなわち、視差設定
装置29により視差設定完了信号を入力する。
29により視差の値を調整しながら、右目用画像装置3
5および左目用画像装置36に表示された右目用画像お
よび左目用画像を同時に観察し、視差テストデータのズ
レがなくなったと判断した場合に、ステップ6におい
て、変更した視差の値を保持する。すなわち、視差設定
装置29により視差設定完了信号を入力する。
【0038】この結果、視差設定装置29によって、視
差設定完了信号および視差値情報が視差管理部30に送
られ、視差管理部30は、受信した視差値を視差保持部
34に格納する。この後、次の視差設定要求があるまで
の間、視差管理部30は、表示画面制御部6に対して、
視差保持部34に保持された視差の値を継続して提供す
る。同時に、視差設定装置29によって、表示データ切
替部33に対しても視差設定完了信号が送られ、表示デ
ータ切替部33は、視差テストデータ部32に保持され
た視差テストデータに代えて、三次元データ管理部5で
管理されるデータを選択し、表示画面制御部6に表示デ
ータとして送る。
差設定完了信号および視差値情報が視差管理部30に送
られ、視差管理部30は、受信した視差値を視差保持部
34に格納する。この後、次の視差設定要求があるまで
の間、視差管理部30は、表示画面制御部6に対して、
視差保持部34に保持された視差の値を継続して提供す
る。同時に、視差設定装置29によって、表示データ切
替部33に対しても視差設定完了信号が送られ、表示デ
ータ切替部33は、視差テストデータ部32に保持され
た視差テストデータに代えて、三次元データ管理部5で
管理されるデータを選択し、表示画面制御部6に表示デ
ータとして送る。
【0039】(b)操作者の状態検知…図9 本実施例において、磁気発振機21は、(例えば60H
zの)交流磁界を形成し、磁気センサー22,23は、
この発生磁界を検出して、相対方位検出部2に送る。相
対方位検出部2は、磁気センサー22,23の検出結果
から、磁気発振機21に対する各磁気センサー22,2
3の相対的な三次元位置・方向を導出する。ここで、方
向とは、磁気センサー22,23自身の指す方向であ
る。図9は、このように磁気センサー22,23で検出
される方向の一例を示す説明図である。
zの)交流磁界を形成し、磁気センサー22,23は、
この発生磁界を検出して、相対方位検出部2に送る。相
対方位検出部2は、磁気センサー22,23の検出結果
から、磁気発振機21に対する各磁気センサー22,2
3の相対的な三次元位置・方向を導出する。ここで、方
向とは、磁気センサー22,23自身の指す方向であ
る。図9は、このように磁気センサー22,23で検出
される方向の一例を示す説明図である。
【0040】頭部装着型画像表示装置(HMD)1に設
けられた磁気センサー22の検出結果から導出された三
次元データは、コンピュータ・グラフィックで表示され
る仮想世界を管理する三次元データ管理部5の座標系に
対し、操作者の頭部の三次元位置・方向を示すデータと
して扱われる。また、三次元ポインティング装置10に
設けられた磁気センサー23の検出結果から得られた三
次元データも、同様に、三次元データ管理部5の座標系
に対し、操作者がその手に装備する三次元ポインティン
グ装置10の三次元位置・方向を示すデータとして扱わ
れる。
けられた磁気センサー22の検出結果から導出された三
次元データは、コンピュータ・グラフィックで表示され
る仮想世界を管理する三次元データ管理部5の座標系に
対し、操作者の頭部の三次元位置・方向を示すデータと
して扱われる。また、三次元ポインティング装置10に
設けられた磁気センサー23の検出結果から得られた三
次元データも、同様に、三次元データ管理部5の座標系
に対し、操作者がその手に装備する三次元ポインティン
グ装置10の三次元位置・方向を示すデータとして扱わ
れる。
【0041】なお、これらの磁気センサー22,23か
ら導出された三次元位置・方向情報は、磁気発振機21
に対する相対値にすぎないため、三次元データ管理部5
においては、磁気センサー22,23の三次元位置・方
向の基準となる磁気発振機21の三次元位置・方向デー
タが定義される。したがって、磁気センサー22,23
から導出されたそれぞれの三次元情報は、三次元データ
管理部5において、磁気発振機21の三次元情報に対す
る相対値として扱われる。
ら導出された三次元位置・方向情報は、磁気発振機21
に対する相対値にすぎないため、三次元データ管理部5
においては、磁気センサー22,23の三次元位置・方
向の基準となる磁気発振機21の三次元位置・方向デー
タが定義される。したがって、磁気センサー22,23
から導出されたそれぞれの三次元情報は、三次元データ
管理部5において、磁気発振機21の三次元情報に対す
る相対値として扱われる。
【0042】さらに、以上のようにして相対方位検出部
2で導出された操作者の頭部の三次元データは、視点判
定部3に送られる。視点判定部3は、受け取った操作者
の頭部の三次元データを変換して、頭部装着型画像表示
装置(HMD)1の画面に画像を表示する視点の三次元
位置・方向のデータを得る。
2で導出された操作者の頭部の三次元データは、視点判
定部3に送られる。視点判定部3は、受け取った操作者
の頭部の三次元データを変換して、頭部装着型画像表示
装置(HMD)1の画面に画像を表示する視点の三次元
位置・方向のデータを得る。
【0043】なお、本実施例では、頭部装着型画像表示
装置(HMD)1や三次元ポインティング装置の位置検
出を行う方法として、磁気発振機21と磁気センサー2
2,23との組み合わせを採用しているが、三次元にお
ける位置と方向が検出可能であれば、超音波、ポテンシ
ョンメータによる計測などの他の方法を採用することも
可能である。
装置(HMD)1や三次元ポインティング装置の位置検
出を行う方法として、磁気発振機21と磁気センサー2
2,23との組み合わせを採用しているが、三次元にお
ける位置と方向が検出可能であれば、超音波、ポテンシ
ョンメータによる計測などの他の方法を採用することも
可能である。
【0044】(c)仮想世界の管理と表示 高速増殖炉の三次元データ格納部4において、データ合
成部27は、設計データ部24に格納された高速増殖炉
(FBR)の炉内構造の設計データと、画像データ部2
5に格納された高速増殖炉(FBR)の炉内状況の画像
データと、復元データ部26に格納された超音波撮影に
基づく復元データとを合成して高速増殖炉(FBR)の
三次元構造データを形成し、三次元構造データ部28に
蓄積する。
成部27は、設計データ部24に格納された高速増殖炉
(FBR)の炉内構造の設計データと、画像データ部2
5に格納された高速増殖炉(FBR)の炉内状況の画像
データと、復元データ部26に格納された超音波撮影に
基づく復元データとを合成して高速増殖炉(FBR)の
三次元構造データを形成し、三次元構造データ部28に
蓄積する。
【0045】三次元データ管理部5は、相対方位検出部
2から受け取った操作者の頭部と手に関する三次元デー
タと、視点判定部3から受け取った視点に関する三次元
データと、FBRの三次元データ格納部4の三次元構造
データ部28から受け取った高速増殖炉(FBR)の三
次元構造データと、操作用具の三次元構造データ格納部
15から受け取った操作用具の三次元構造データとから
なる仮想世界の三次元データを管理する。
2から受け取った操作者の頭部と手に関する三次元デー
タと、視点判定部3から受け取った視点に関する三次元
データと、FBRの三次元データ格納部4の三次元構造
データ部28から受け取った高速増殖炉(FBR)の三
次元構造データと、操作用具の三次元構造データ格納部
15から受け取った操作用具の三次元構造データとから
なる仮想世界の三次元データを管理する。
【0046】表示画面制御部6は、三次元データ管理部
5で管理される操作者の頭部および視点の三次元データ
と、視差管理部30から受け取る視差の値に基づき、三
次元データ管理部5で管理される仮想世界の三次元デー
タから、右目用と左目用として表示する範囲を決定し、
右目用画像データおよび左目用画像データを生成する。
ここで、前述した通り、視差初期値データ部31には視
差の初期値が保持されており、視差管理部30は、視差
設定装置29による視差設定が行われていない場合に
は、視差初期値データ部31に格納されている視差の初
期値を表示画面制御部6に提供し、視差設定が行われて
いる場合には、視差保持部34に格納されている視差の
値を表示画面制御部6に提供する。
5で管理される操作者の頭部および視点の三次元データ
と、視差管理部30から受け取る視差の値に基づき、三
次元データ管理部5で管理される仮想世界の三次元デー
タから、右目用と左目用として表示する範囲を決定し、
右目用画像データおよび左目用画像データを生成する。
ここで、前述した通り、視差初期値データ部31には視
差の初期値が保持されており、視差管理部30は、視差
設定装置29による視差設定が行われていない場合に
は、視差初期値データ部31に格納されている視差の初
期値を表示画面制御部6に提供し、視差設定が行われて
いる場合には、視差保持部34に格納されている視差の
値を表示画面制御部6に提供する。
【0047】表示画面制御部6によって生成された右目
用画像データおよび左目用画像データは、それぞれ、右
目用画像装置35および左目用画像装置36に表示さ
れ、操作者は、両画像を頭部装着型画像表示装置(HM
D)1によって同時に観察することにより、立体感を得
ることができる。
用画像データおよび左目用画像データは、それぞれ、右
目用画像装置35および左目用画像装置36に表示さ
れ、操作者は、両画像を頭部装着型画像表示装置(HM
D)1によって同時に観察することにより、立体感を得
ることができる。
【0048】三次元データ管理部5で管理される視点の
三次元データは、磁気発振機21に対する磁気センサー
22の三次元位置・方向を基に視点判定部3で常に更新
されるため、頭部装着型画像表示装置(HMD)1を装
着した操作者が頭部を動かした場合には、その動きに応
じた画面をリアルタイムで表示することが可能である。
三次元データは、磁気発振機21に対する磁気センサー
22の三次元位置・方向を基に視点判定部3で常に更新
されるため、頭部装着型画像表示装置(HMD)1を装
着した操作者が頭部を動かした場合には、その動きに応
じた画面をリアルタイムで表示することが可能である。
【0049】(d)入力装置 超音波カメラ7による炉内の点検を行うために、コマン
ド入力装置13によって指定されるコマンド、操作モー
ドの例を表1に示す。
ド入力装置13によって指定されるコマンド、操作モー
ドの例を表1に示す。
【0050】
【表1】 本実施例において、炉内点検作業に用いられる三次元ポ
インティング装置10、コマンド入力装置13、およ
び、視差設定装置29などの入力装置は、実際には、一
つの入力装置で兼用することが可能である。このような
入力装置は、三次元ポインティングを行うことが可能で
あり、かつ、表1に示すような各コマンド、モード指定
が入力できるものであればよい。既存の入力装置として
は、複数の入力ボタンを備えた三次元マウスや三次元ジ
ョイスティック、ジェスチャー認識で複数のコマンド入
力が可能なデータグローブなどを使用することが可能で
ある。
インティング装置10、コマンド入力装置13、およ
び、視差設定装置29などの入力装置は、実際には、一
つの入力装置で兼用することが可能である。このような
入力装置は、三次元ポインティングを行うことが可能で
あり、かつ、表1に示すような各コマンド、モード指定
が入力できるものであればよい。既存の入力装置として
は、複数の入力ボタンを備えた三次元マウスや三次元ジ
ョイスティック、ジェスチャー認識で複数のコマンド入
力が可能なデータグローブなどを使用することが可能で
ある。
【0051】また、このような各種の入力装置は、必ず
しも一つの装置として実現される必要はなく、個別に設
けたり、複数の入力装置を適宜組み合わせることなども
可能である。例えば、三次元ポインティング装置10に
ついては三次元マウスやデータグローブを使用し、表1
に示したコマンドの指示、モードの指示を行うコマンド
入力装置13については、音声認識装置で実現するな
ど、複数の装置に役割分担させる構成も可能である。
しも一つの装置として実現される必要はなく、個別に設
けたり、複数の入力装置を適宜組み合わせることなども
可能である。例えば、三次元ポインティング装置10に
ついては三次元マウスやデータグローブを使用し、表1
に示したコマンドの指示、モードの指示を行うコマンド
入力装置13については、音声認識装置で実現するな
ど、複数の装置に役割分担させる構成も可能である。
【0052】(e)点検箇所への移動…図5,図10 操作用具の三次元構造データ格納部15には、図10に
示すような操作パネルのデータが格納されている。この
図10に示すように、操作パネル41は、複数の点検箇
所に対応する複数の移動用ボタン42と、点検状態を示
すメッセージ・エリア43を備えており、図中44は三
次元ポインティング装置10の三次元ポインタである。
本実施例においては、このように仮想世界中にグラフィ
ック表示される操作パネル41を使用して、複数の移動
用ボタン42の一つを三次元ポインタ44で指定するこ
とにより、点検位置への移動処理を容易に実現すること
ができる。
示すような操作パネルのデータが格納されている。この
図10に示すように、操作パネル41は、複数の点検箇
所に対応する複数の移動用ボタン42と、点検状態を示
すメッセージ・エリア43を備えており、図中44は三
次元ポインティング装置10の三次元ポインタである。
本実施例においては、このように仮想世界中にグラフィ
ック表示される操作パネル41を使用して、複数の移動
用ボタン42の一つを三次元ポインタ44で指定するこ
とにより、点検位置への移動処理を容易に実現すること
ができる。
【0053】まず、ステップ7において、コマンド入力
装置13からコマンド判定部14に対し、表1のモード
1への切り替え信号を送る。この結果、ステップ8にお
いて、操作モードがボタン指定モードとなり、ステップ
9において、操作者は、三次元ポインティング装置10
により三次元ポインタ44の位置と方向を仮想世界内で
指示する。ステップ10において、コマンド判定部14
は、三次元データ管理部5で管理されている三次元ポイ
ンタ44の位置・方向情報と、操作パネル41上の移動
用ボタン42の占める領域情報を参照し、三次元ポイン
タ44が移動用ボタン42の領域内に移動したか否かを
判定する。
装置13からコマンド判定部14に対し、表1のモード
1への切り替え信号を送る。この結果、ステップ8にお
いて、操作モードがボタン指定モードとなり、ステップ
9において、操作者は、三次元ポインティング装置10
により三次元ポインタ44の位置と方向を仮想世界内で
指示する。ステップ10において、コマンド判定部14
は、三次元データ管理部5で管理されている三次元ポイ
ンタ44の位置・方向情報と、操作パネル41上の移動
用ボタン42の占める領域情報を参照し、三次元ポイン
タ44が移動用ボタン42の領域内に移動したか否かを
判定する。
【0054】以上のようなステップ10において、三次
元ポインタ44が移動用ボタン42の領域内に移動した
と判定した場合には、ステップ11において、コマンド
判定部14は、三次元ポインタ44によって指定された
ボタンの番号を判定し、このボタンの番号を移動先テー
ブル16に送る。次の表2は、移動先テーブル16の内
容例を示している。この移動先テーブル16において
は、平行移動成分と回転移動成分からなる移動情報が登
録されている。
元ポインタ44が移動用ボタン42の領域内に移動した
と判定した場合には、ステップ11において、コマンド
判定部14は、三次元ポインタ44によって指定された
ボタンの番号を判定し、このボタンの番号を移動先テー
ブル16に送る。次の表2は、移動先テーブル16の内
容例を示している。この移動先テーブル16において
は、平行移動成分と回転移動成分からなる移動情報が登
録されている。
【0055】
【表2】 続いて、ステップ12において、移動先テーブル16を
用いて、そこに登録された移動情報のうち、三次元ポイ
ンタ44で指示されたボタン番号に対応する各点検箇所
の観察に適切な位置へ視点を移動させる特定の移動情報
を参照する。すなわち、コマンド判定部14は、移動先
テーブル16に登録された移動情報のうち、指示された
ボタン番号に対応する移動情報を三次元データ管理部5
に送る。
用いて、そこに登録された移動情報のうち、三次元ポイ
ンタ44で指示されたボタン番号に対応する各点検箇所
の観察に適切な位置へ視点を移動させる特定の移動情報
を参照する。すなわち、コマンド判定部14は、移動先
テーブル16に登録された移動情報のうち、指示された
ボタン番号に対応する移動情報を三次元データ管理部5
に送る。
【0056】続いて、ステップ13において、三次元デ
ータ管理部5は、コマンド判定部14から受け取った移
動情報に基づいて、視点の三次元データの基準となる磁
気発振機21の三次元情報を更新し、それによって、磁
気センサー22,23の三次元情報も更新される。ここ
で、磁気発振機21の三次元情報を更新する理由は、本
実施例の仮想世界において、視点の三次元データが、磁
気発振機21の三次元データを基準とした相対値として
管理されているからである。すなわち、本実施例におい
て、仮に、視点の三次元データを直接更新したとして
も、視点の三次元データは常に、磁気センサー22で検
出される磁気発振機21に対する相対値を基に、視点判
定部3で常時更新されているため、即座に元の位置に戻
ってしまう。したがって、本実施例では、前述のよう
に、ステップ13において、三次元データ管理部5の座
標系内で、磁気発振機21の三次元情報を更新すること
により、ステップ14において、視点の位置を意図する
点検箇所に移動させることができる。
ータ管理部5は、コマンド判定部14から受け取った移
動情報に基づいて、視点の三次元データの基準となる磁
気発振機21の三次元情報を更新し、それによって、磁
気センサー22,23の三次元情報も更新される。ここ
で、磁気発振機21の三次元情報を更新する理由は、本
実施例の仮想世界において、視点の三次元データが、磁
気発振機21の三次元データを基準とした相対値として
管理されているからである。すなわち、本実施例におい
て、仮に、視点の三次元データを直接更新したとして
も、視点の三次元データは常に、磁気センサー22で検
出される磁気発振機21に対する相対値を基に、視点判
定部3で常時更新されているため、即座に元の位置に戻
ってしまう。したがって、本実施例では、前述のよう
に、ステップ13において、三次元データ管理部5の座
標系内で、磁気発振機21の三次元情報を更新すること
により、ステップ14において、視点の位置を意図する
点検箇所に移動させることができる。
【0057】なお、本実施例においては、点検箇所への
移動に使用する操作用具として、三次元表示の操作パネ
ル41を使用したが、この目的に使用する操作用具は自
由に変更可能であり、必ずしも本実施例のように高速増
殖炉(FBR)の構造を模式的に示したものである必要
はない。例えば、予め複数の点検箇所が指定され、確認
されている場合には、その点検箇所のリストを画面に表
示して、選択するように構成することなどが可能であ
る。
移動に使用する操作用具として、三次元表示の操作パネ
ル41を使用したが、この目的に使用する操作用具は自
由に変更可能であり、必ずしも本実施例のように高速増
殖炉(FBR)の構造を模式的に示したものである必要
はない。例えば、予め複数の点検箇所が指定され、確認
されている場合には、その点検箇所のリストを画面に表
示して、選択するように構成することなどが可能であ
る。
【0058】(f)超音波カメラの制御…図6、図7、
図11 所定の点検箇所に移動した後は、コマンド入力装置13
からコマンド判定部24に対して、表1のモード2への
切り替え信号を送る。この結果、操作モードがカメラ位
置制御モードとなり、操作者は、超音波カメラ7の位置
と方向を仮想世界内で指示可能となる。
図11 所定の点検箇所に移動した後は、コマンド入力装置13
からコマンド判定部24に対して、表1のモード2への
切り替え信号を送る。この結果、操作モードがカメラ位
置制御モードとなり、操作者は、超音波カメラ7の位置
と方向を仮想世界内で指示可能となる。
【0059】ここで、超音波カメラ7の三次元位置と方
向を仮想世界内に指示する方法としては、図11の
(A)に示すように、操作者の手に携帯される三次元ポ
インティング装置10の位置と方向に超音波カメラ7の
三次元位置と方向を一致させる方法と、図11の(B)
に示すように、操作者の視線に超音波カメラ7の三次元
位置と方向を一致させる方法とが考えられる。後者の方
法は、具体的には、頭部装着型画像表示装置(HMD)
1に表示する画面を決定する視点の位置と方向に、超音
波カメラ7の位置と方向を一致させ、頭部装着型画像表
示装置(HMD)1の画面上で観察している範囲をその
まま超音波カメラ7の撮影範囲に対応させる方法であ
る。この場合、操作者の視線に超音波カメラ7を追随さ
せる方法は、前述の三次元ポインティング装置10を利
用した方法に比べて視野が狭くなるため、本実施例にお
いては、大まかな位置決めを三次元ポインティング装置
10で行い、位置の微調整を視線に追随させる方法で行
うというように、2つの方法を組み合わせて使用するこ
とによって位置決めを行う。そのため、本実施例におい
ては、前記の表1に示した操作モードに加えて、次の表
3に示すような操作モードを使用する。
向を仮想世界内に指示する方法としては、図11の
(A)に示すように、操作者の手に携帯される三次元ポ
インティング装置10の位置と方向に超音波カメラ7の
三次元位置と方向を一致させる方法と、図11の(B)
に示すように、操作者の視線に超音波カメラ7の三次元
位置と方向を一致させる方法とが考えられる。後者の方
法は、具体的には、頭部装着型画像表示装置(HMD)
1に表示する画面を決定する視点の位置と方向に、超音
波カメラ7の位置と方向を一致させ、頭部装着型画像表
示装置(HMD)1の画面上で観察している範囲をその
まま超音波カメラ7の撮影範囲に対応させる方法であ
る。この場合、操作者の視線に超音波カメラ7を追随さ
せる方法は、前述の三次元ポインティング装置10を利
用した方法に比べて視野が狭くなるため、本実施例にお
いては、大まかな位置決めを三次元ポインティング装置
10で行い、位置の微調整を視線に追随させる方法で行
うというように、2つの方法を組み合わせて使用するこ
とによって位置決めを行う。そのため、本実施例におい
ては、前記の表1に示した操作モードに加えて、次の表
3に示すような操作モードを使用する。
【0060】
【表3】 すなわち、本実施例において、所定の点検箇所に移動し
た後は、図6に示すように、コマンド入力装置13から
コマンド判定部14に対して、表3のモード2−1への
切り替え信号を送る。この結果、ステップ16におい
て、操作モードが、三次元ポインティング装置10によ
る超音波カメラ7の位置決めモードとなり、ステップ1
7において、操作者は、三次元ポインティング装置10
により超音波カメラ7の位置と方向を仮想世界内で指示
する。ステップ18において、操作者は、頭部装着型画
像表示装置(HMD)1の画面上で三次元ポインタ44
の位置・方向の画像情報と、超音波カメラ7の位置・方
向の画像情報とを比較参照して、超音波カメラ7が、点
検箇所に対して適切な位置(少なくとも微調整によって
完全に適切な位置に調整可能な範囲内の位置)に設定さ
れたか否かを判断する。このステップ18において、超
音波カメラ7が点検箇所に対する適切な位置から一定以
上(微調整可能な程度以上)ずれていると判断した場合
には、再びステップ17に戻り、三次元ポインティング
装置10により超音波カメラ7の位置と方向を調整す
る。
た後は、図6に示すように、コマンド入力装置13から
コマンド判定部14に対して、表3のモード2−1への
切り替え信号を送る。この結果、ステップ16におい
て、操作モードが、三次元ポインティング装置10によ
る超音波カメラ7の位置決めモードとなり、ステップ1
7において、操作者は、三次元ポインティング装置10
により超音波カメラ7の位置と方向を仮想世界内で指示
する。ステップ18において、操作者は、頭部装着型画
像表示装置(HMD)1の画面上で三次元ポインタ44
の位置・方向の画像情報と、超音波カメラ7の位置・方
向の画像情報とを比較参照して、超音波カメラ7が、点
検箇所に対して適切な位置(少なくとも微調整によって
完全に適切な位置に調整可能な範囲内の位置)に設定さ
れたか否かを判断する。このステップ18において、超
音波カメラ7が点検箇所に対する適切な位置から一定以
上(微調整可能な程度以上)ずれていると判断した場合
には、再びステップ17に戻り、三次元ポインティング
装置10により超音波カメラ7の位置と方向を調整す
る。
【0061】ステップ18において、超音波カメラ7が
点検箇所に対して適切な位置に設定されたと判断した場
合には、ステップ19に進み、超音波カメラ7の微調整
が必要か否かを判断する。すなわち、超音波カメラ7が
微調整の必要がない程度まで完全に適切な位置に設定さ
れたか否かを判断する。このステップ19において、微
調整の必要がないと判断した場合には、カメラの位置設
定を完了する。ステップ19において、微調整の必要が
あると判断した場合には、ステップ20において、コマ
ンド入力装置13からコマンド判定部14に対して、表
3のモード2−2への切り替え信号を送る。この結果、
ステップ21において、操作モードが、頭部装着型画像
表示装置(HMD)1による超音波カメラ7の位置決め
モードとなり、ステップ22において、操作者は、その
頭部を動かすことにより、その頭部に装着された頭部装
着型画像表示装置(HMD)1の位置と方向を移動する
ことによって超音波カメラ7の位置と方向を仮想世界内
で指示する。このような調整を行いながら、操作者は、
ステップ23において、超音波カメラ7が完全に適切な
位置に設定されたか否かを判断する。このステップ23
において、超音波カメラ7が点検箇所に対して完全に適
切な位置に設定されていないと判断した場合には、再び
ステップ22に戻り、頭部装着型画像表示装置(HM
D)1の位置と方向を移動することによって超音波カメ
ラ7の位置と方向の微調整を行う。
点検箇所に対して適切な位置に設定されたと判断した場
合には、ステップ19に進み、超音波カメラ7の微調整
が必要か否かを判断する。すなわち、超音波カメラ7が
微調整の必要がない程度まで完全に適切な位置に設定さ
れたか否かを判断する。このステップ19において、微
調整の必要がないと判断した場合には、カメラの位置設
定を完了する。ステップ19において、微調整の必要が
あると判断した場合には、ステップ20において、コマ
ンド入力装置13からコマンド判定部14に対して、表
3のモード2−2への切り替え信号を送る。この結果、
ステップ21において、操作モードが、頭部装着型画像
表示装置(HMD)1による超音波カメラ7の位置決め
モードとなり、ステップ22において、操作者は、その
頭部を動かすことにより、その頭部に装着された頭部装
着型画像表示装置(HMD)1の位置と方向を移動する
ことによって超音波カメラ7の位置と方向を仮想世界内
で指示する。このような調整を行いながら、操作者は、
ステップ23において、超音波カメラ7が完全に適切な
位置に設定されたか否かを判断する。このステップ23
において、超音波カメラ7が点検箇所に対して完全に適
切な位置に設定されていないと判断した場合には、再び
ステップ22に戻り、頭部装着型画像表示装置(HM
D)1の位置と方向を移動することによって超音波カメ
ラ7の位置と方向の微調整を行う。
【0062】以上のようなステップ23において、超音
波カメラ7が点検箇所に対して完全に適切な位置に設定
されたと判断した場合には、ステップ24において、操
作者は、コマンド入力装置13によってコマンド判定部
14に対してモード1への切り替え信号を送る。モード
1においては、三次元ポインタ44と超音波カメラ7の
位置・方向は無関係であるため、超音波カメラの位置・
方向はモード1に切り替えられた時点で固定される。
波カメラ7が点検箇所に対して完全に適切な位置に設定
されたと判断した場合には、ステップ24において、操
作者は、コマンド入力装置13によってコマンド判定部
14に対してモード1への切り替え信号を送る。モード
1においては、三次元ポインタ44と超音波カメラ7の
位置・方向は無関係であるため、超音波カメラの位置・
方向はモード1に切り替えられた時点で固定される。
【0063】次に、ステップ25において、操作者は、
コマンド入力装置13により、コマンド判定部14に対
してコマンド1を指示する。コマンド判定部14は、入
力をコマンド1と判定すると、座標系変換部37とロボ
ット・アーム制御部11に動作開始指令を送る。座標系
変換部37は、三次元データ管理部5で管理されている
仮想世界内での超音波カメラ7の位置・方向情報を、ロ
ボット・アーム制御部11で扱われる制御系の位置・方
向情報に変換し、ロボット・アーム制御部11に送る。
コマンド入力装置13により、コマンド判定部14に対
してコマンド1を指示する。コマンド判定部14は、入
力をコマンド1と判定すると、座標系変換部37とロボ
ット・アーム制御部11に動作開始指令を送る。座標系
変換部37は、三次元データ管理部5で管理されている
仮想世界内での超音波カメラ7の位置・方向情報を、ロ
ボット・アーム制御部11で扱われる制御系の位置・方
向情報に変換し、ロボット・アーム制御部11に送る。
【0064】ステップ26において、ロボット・アーム
制御部11は、座標系変換部37から受け取った位置・
方向情報に対応して移動するために適切な、軌道、動作
を産出し、ロボット・アーム9の先端に搭載された超音
波カメラ7を、座標系変換部37から受け取った位置・
方向情報に一致する位置・方向に移動させる。ステップ
27において、このようなロボット・アーム9の動作が
完了すると、ロボット・アーム制御部11は、コマンド
判定部14に対して、ロボット・アーム9の動作が完了
したことを告げる。移動完了を確認したコマンド判定部
14は、ステップ28において、三次元データ管理部5
で管理される操作パネル41上のメッセージエリア43
の表示を変更する指示を与え、操作者に対してロボット
・アーム9の移動が完了したことを提示する。なお、こ
のメッセージ表示の変更指示は、操作者に制御の状態を
伝える形態の一つの例であり、この形態は自由に変更可
能である。例えば、頭部装着型画像表示装置(HMD)
1の画面上の超音波カメラ7の表示形態や色を変化させ
たり、音声情報で伝達するなどの形態を用いることが可
能である。
制御部11は、座標系変換部37から受け取った位置・
方向情報に対応して移動するために適切な、軌道、動作
を産出し、ロボット・アーム9の先端に搭載された超音
波カメラ7を、座標系変換部37から受け取った位置・
方向情報に一致する位置・方向に移動させる。ステップ
27において、このようなロボット・アーム9の動作が
完了すると、ロボット・アーム制御部11は、コマンド
判定部14に対して、ロボット・アーム9の動作が完了
したことを告げる。移動完了を確認したコマンド判定部
14は、ステップ28において、三次元データ管理部5
で管理される操作パネル41上のメッセージエリア43
の表示を変更する指示を与え、操作者に対してロボット
・アーム9の移動が完了したことを提示する。なお、こ
のメッセージ表示の変更指示は、操作者に制御の状態を
伝える形態の一つの例であり、この形態は自由に変更可
能である。例えば、頭部装着型画像表示装置(HMD)
1の画面上の超音波カメラ7の表示形態や色を変化させ
たり、音声情報で伝達するなどの形態を用いることが可
能である。
【0065】ロボット・アーム9の移動完了を確認する
と、操作者は、ステップ29において、コマンド入力装
置13により、表1のコマンド2をコマンド判定部14
に入力する。コマンド判定部14は、入力をコマンド2
と判定し、超音波カメラ制御部12に撮影開始指令を送
る。超音波カメラ制御部12は、コマンド判定部14か
ら受け取った撮影開始指令に従って、超音波カメラ7に
よる撮影を開始する。超音波撮影中に得られた反射波の
データは、反射波データ部38に順次格納されていく。
と、操作者は、ステップ29において、コマンド入力装
置13により、表1のコマンド2をコマンド判定部14
に入力する。コマンド判定部14は、入力をコマンド2
と判定し、超音波カメラ制御部12に撮影開始指令を送
る。超音波カメラ制御部12は、コマンド判定部14か
ら受け取った撮影開始指令に従って、超音波カメラ7に
よる撮影を開始する。超音波撮影中に得られた反射波の
データは、反射波データ部38に順次格納されていく。
【0066】ステップ30において、撮影が完了する
と、超音波カメラ7はコマンド判定部14に対して移動
が完了したことを告げる。撮影完了を確認したコマンド
判定部14は、ステップ31において、三次元データ管
理部5で管理される操作パネル41上のメッセージエリ
ア43の表示を変更する指示を与え、操作者に対して超
音波撮影が完了したことを提示する。なお、このメッセ
ージ表示の変更指示は、操作者に制御の状態を伝える形
態の一つの例であり、前述したように、この形態は自由
に変更可能である。
と、超音波カメラ7はコマンド判定部14に対して移動
が完了したことを告げる。撮影完了を確認したコマンド
判定部14は、ステップ31において、三次元データ管
理部5で管理される操作パネル41上のメッセージエリ
ア43の表示を変更する指示を与え、操作者に対して超
音波撮影が完了したことを提示する。なお、このメッセ
ージ表示の変更指示は、操作者に制御の状態を伝える形
態の一つの例であり、前述したように、この形態は自由
に変更可能である。
【0067】撮影完了後、形状復元部8は、反射波デー
タ部38に格納された超音波の反射波のデータから、デ
ータ変換部39により撮影範囲の形状復元を行い、形状
データに変換する。形状復元部8で復元された形状デー
タは、高速増殖炉の三次元データ格納部4の復元データ
部26に保持され、次回以降の点検時に再利用すること
が可能になる。
タ部38に格納された超音波の反射波のデータから、デ
ータ変換部39により撮影範囲の形状復元を行い、形状
データに変換する。形状復元部8で復元された形状デー
タは、高速増殖炉の三次元データ格納部4の復元データ
部26に保持され、次回以降の点検時に再利用すること
が可能になる。
【0068】なお、超音波カメラ7の撮影によって得ら
れたデータの処理は、前述したように、長時間を要する
ため、撮影したデータを即時にフィードバックすること
はできない。すなわち、復元データ部26に保持された
データは、実際には、一定時間以上前に保存された撮影
データである。したがって、例えば、撮影したデータを
当日に処理して不具合箇所を見つけた場合に、その不具
合箇所の画像データを復元データ部26に保存してお
き、次の日に復元データ部26から画像データを取り出
して立体画像を構築すれば、その最新の画像情報にした
がって、不具合箇所を観察しながら、より詳細な点検
(撮影)を実施することができる。
れたデータの処理は、前述したように、長時間を要する
ため、撮影したデータを即時にフィードバックすること
はできない。すなわち、復元データ部26に保持された
データは、実際には、一定時間以上前に保存された撮影
データである。したがって、例えば、撮影したデータを
当日に処理して不具合箇所を見つけた場合に、その不具
合箇所の画像データを復元データ部26に保存してお
き、次の日に復元データ部26から画像データを取り出
して立体画像を構築すれば、その最新の画像情報にした
がって、不具合箇所を観察しながら、より詳細な点検
(撮影)を実施することができる。
【0069】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、頭部装着型画像表示装置(HMD)と三次元データ
を利用することにより、液体金属ナトリウムにより不可
視な環境となっている高速増殖炉内を、あたかも直接炉
内を見ているかのような臨場感を持って観察可能で、超
音波カメラの撮影位置・方向を直接三次元的により自然
に指示可能であり、さらに、可能な限り最小限の指示で
意図する位置へ容易かつ正確に移動できるような、優れ
た炉内点検装置を提供することができる。
は、頭部装着型画像表示装置(HMD)と三次元データ
を利用することにより、液体金属ナトリウムにより不可
視な環境となっている高速増殖炉内を、あたかも直接炉
内を見ているかのような臨場感を持って観察可能で、超
音波カメラの撮影位置・方向を直接三次元的により自然
に指示可能であり、さらに、可能な限り最小限の指示で
意図する位置へ容易かつ正確に移動できるような、優れ
た炉内点検装置を提供することができる。
【図1】本発明による炉内点検装置の基本的な構成を示
す構成図。
す構成図。
【図2】本発明による炉内点検装置の一実施例を示す構
成図。
成図。
【図3】図2の炉内点検装置の動作の流れの概略を示す
フローチャート。
フローチャート。
【図4】図2の炉内点検装置による視差調整の手順を示
すフローチャート。
すフローチャート。
【図5】図2の炉内点検装置による点検箇所への移動を
示すフローチャート。
示すフローチャート。
【図6】図2の炉内点検装置による超音波カメラの位置
決めの手順を示すフローチャート。
決めの手順を示すフローチャート。
【図7】図2の炉内点検装置による超音波カメラの撮影
の手順を示すフローチャート。
の手順を示すフローチャート。
【図8】図2の炉内点検装置の頭部装着型画像表示装置
(HMD)上に視差テストデータを表示した画像例を示
す説明図。
(HMD)上に視差テストデータを表示した画像例を示
す説明図。
【図9】図2の炉内点検装置の磁気センサーで検出され
る方向の一例を示す説明図。
る方向の一例を示す説明図。
【図10】図2の炉内点検装置において点検箇所への移
動に用いられる操作パネルの一例を示す説明図。
動に用いられる操作パネルの一例を示す説明図。
【図11】図2の炉内点検装置における超音波カメラの
2つの操作方法を示す説明図。
2つの操作方法を示す説明図。
【図12】超音波カメラによる高速増殖炉(FBR)内
の撮影の様子を示す模式図。
の撮影の様子を示す模式図。
1…頭部装着型画像表示装置(HMD) 2…相対方位検出部 3…視点判定部 4…高速増殖炉の三次元データ格納部 5…三次元データ管理部 6…表示画面制御部 7…超音波カメラ 8…形状復元部 9…ロボット・アーム 10…三次元ポインティング装置 11…ロボット・アーム制御部 12…超音波カメラ制御部 13…コマンド入力装置 14…コマンド判定部 15…操作用具の三次元データ格納部 16…移動先テーブル 21…磁気発振機 22,23…磁気センサー 24…設計データ部 25…画像データ部 26…復元データ部 27…データ合成部 28…三次元構造データ部 29…視差設定装置 30…視差管理部 31…視差初期値データ部 32…視差テストデータ部 33…表示データ切替部 34…視差保持部 35…右目用画像装置 36…左目用画像装置 37…座標系変換部 38…反射波データ部 39…データ変換部 41…操作パネル 42…移動用ボタン 43…メッセージ・エリア 44…三次元ポインタ
Claims (3)
- 【請求項1】 光学的に不透明な冷却材が注入された高
速増殖炉の内部を点検する炉内点検装置において、 操作者の頭部に装着され、操作者の両眼視差を利用して
立体画像を表示する画面を備えた頭部装着型画像表示装
置と、 前記操作者の頭部の三次元位置・方向を検出する相対方
位検出部と、 前記相対方位検出部で検出される三次元データに基づい
て、前記頭部装着型画像表示装置の画面に画像を表示す
る視点の三次元位置・方向を判定する視点判定部と、 前記高速増殖炉内の三次元構造データを格納する三次元
データ格納部と、 前記相対方位検出部で検出された三次元データと、前記
視点判定部で判定された三次元データと、前記三次元デ
ータ格納部に格納された三次元データを管理する三次元
データ管理部と、 前記三次元データ管理部で管理される情報に基づいて、
前記頭部装着型画像表示装置の画面にグラフィック表示
する画像情報を生成し、この画像情報を前記画面に送る
表示画面制御部と、 前記高速増殖炉内に配置され、超音波の走査によって炉
内の撮影を行う超音波カメラと、 前記超音波カメラによる炉内の撮影結果から撮影範囲の
形状データを復元し、前記三次元データ格納部内の三次
元構造データを更新する形状復元部とを有することを特
徴とする炉内点検装置。 - 【請求項2】 前記超音波カメラを保持し、超音波カメ
ラの三次元位置および方向を変化させるように動作する
ロボット・アームと、 前記頭部装着型画像表示装置の画面にグラフィック表示
された仮想的な高速増殖炉内の位置を指定する三次元情
報および前記超音波カメラの三次元位置・方向の情報を
入力する三次元ポインティング装置と、 前記ロボット・アームの動作を制御するロボット・アー
ム制御部と、 前記超音波カメラの撮影開始・停止を制御する超音波カ
メラ制御部と、 前記超音波カメラの撮影開始・停止指令を入力するコマ
ンド入力装置と、 前記コマンド入力装置の入力情報からコマンドの種類を
判定し、前記ロボット・アーム制御部に動作開始・停止
指令を送るとともに、前記超音波カメラ制御部に撮影開
始・停止指令を送るコマンド判定部とを有し、 前記三次元データ管理部が、前記三次元ポインティング
装置による入力情報を管理するとともに、前記ロボット
・アーム制御部と前記超音波カメラ制御部に、超音波カ
メラの三次元位置・方向の情報を送るように構成された
ことを特徴とする請求項1に記載の炉内点検装置。 - 【請求項3】 前記高速増殖炉内における複数の点検箇
所への移動手段として、 前記複数の点検箇所に対応する複数の移動用ボタンを含
む操作用具の三次元表示データを格納する操作用具の三
次元データ格納部と、 前記複数の移動用ボタンに対応する移動情報を登録する
移動先テーブルとを有し、 前記三次元データ管理部が、前記操作用具の三次元デー
タ格納部に格納されたデータを管理するように構成さ
れ、 前記表示画面制御部が、前記操作用具の三次元データ格
納部に格納された操作用具の三次元表示データに基づい
て、前記頭部装着型画像表示装置の画面にグラフィック
表示する操作用具の画像情報を生成するように構成さ
れ、 前記三次元ポインティング装置が、前記頭部装着型画像
表示装置の画面に前記操作用具の画像情報が表示された
際に、表示された操作用具上の複数の移動用ボタンを選
択できるように構成され、 前記コマンド判定部が、三次元ポインティング装置によ
って選択された移動用ボタンを判定し、前記移動先テー
ブルに登録された移動用ボタンに対応する移動情報を前
記三次元データ管理部に送るように構成され、 前記三次元データ管理部が、前記コマンド判定部から受
け取った移動情報に基づいて、前記視点判定部によって
判定された視点の三次元データを更新するように構成さ
れたことを特徴とする請求項2に記載の炉内点検装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4281945A JPH06130179A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 炉内点検装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4281945A JPH06130179A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 炉内点検装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06130179A true JPH06130179A (ja) | 1994-05-13 |
Family
ID=17646106
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4281945A Pending JPH06130179A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 炉内点検装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06130179A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08123979A (ja) * | 1994-10-28 | 1996-05-17 | Canon Inc | 頭部装着型表示装置 |
EP3171220A1 (en) | 2006-01-19 | 2017-05-24 | Nikon Corporation | Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method |
JP2020113916A (ja) * | 2019-01-15 | 2020-07-27 | サン電子株式会社 | 頭部装着型表示装置及びコンピュータプログラム |
-
1992
- 1992-10-20 JP JP4281945A patent/JPH06130179A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08123979A (ja) * | 1994-10-28 | 1996-05-17 | Canon Inc | 頭部装着型表示装置 |
EP3171220A1 (en) | 2006-01-19 | 2017-05-24 | Nikon Corporation | Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method |
JP2020113916A (ja) * | 2019-01-15 | 2020-07-27 | サン電子株式会社 | 頭部装着型表示装置及びコンピュータプログラム |
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