JP2019158810A - 放射線量分布表示装置及び放射線量分布表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】作業員の周囲の放射線量分布を正確に把握できること。【解決手段】放射線量分布を表示する放射線量分布表示装置１０であって、周囲の映像を取得する映像取得手段２０と、映像取得手段により取得された映像を画面に表示する表示手段２１と、映像取得手段の位置を自己位置として推定する自己位置推定手段２４と、映像取得手段により取得されて表示手段の画面に表示された映像中の床面を認識する床面認識手段２５と、表示手段の画面に表示された映像中で床面認識手段により認識された床面に、予め取得され且つ前記自己位置に対応した放射線量分布マップを重ね合わせて表示する線量分布マップ重ね合わせ手段２６と、を有するものである。【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、映像取得手段により取得されて表示手段の画面に表示された映像中に、放射線量分布マップを表示する放射線量分布表示装置及び放射線量分布表示方法に関する。

原子力プラント等の放射線管理区域においては、被ばく低減の観点から作業エリアの放射線量の計測が行われ、放射線量の高い場所に関する情報が提供されている。決められたポイントでの放射線量の測定のほか、ガンマカメラ等による放射線量分布の計測も採用されている。そのほか、線量計による計測値と位置情報とを組み合わせて、放射線分布を作成する技術が開発されている。

特開２００５−４９１４８号公報

上述した技術により現場の放射線量の分布状況をマップ化することによって、放射線量の分布、特に放射線量が高い場所を確認できる。しかしながら、作業員は、紙に印刷された放射線量分布マップ、あるいはタブレット等の画面に表示された放射線量分布マップと照らし合わせて、自己の周囲の放射線量分布を把握する必要があり、自分の位置を正しく把握していないと、自己の周囲の放射線量分布を正確に把握することが難しいという課題がある。特許文献１では、複数のマーカーを用いて作業者の位置を推定し、撮影された領域の放射線分布を提供できるようにするものであるが、撮影された領域の放射線量を把握できるのみであり、あるエリアにいる場合の周辺から受ける放射線の強度を把握できるものではない。

本発明の実施形態は、上述の事情を考慮してなされたものであり、作業員の周囲の放射線量分布を正確に把握できる放射線量分布表示装置及び放射線量分布表示方法を提供することを目的とする。

本発明の実施形態における放射線量分布表示装置は、放射線量分布を表示する放射線量分布表示装置であって、周囲の映像を取得する映像取得手段と、前記映像取得手段により取得された映像を画面に表示する表示手段と、前記映像取得手段の位置を自己位置として推定する自己位置推定手段と、前記映像取得手段により取得されて前記表示手段の前記画面に表示された映像中の床面を認識する床面認識手段と、前記表示手段の前記画面に表示された映像中で前記床面認識手段により認識された床面に、予め取得され且つ前記自己位置に対応した放射線量分布マップを重ね合わせて表示する線量分布マップ重ね合わせ手段と、を有することを特徴とするものである。

本発明の実施形態における放射線量分布表示方法は、放射線量分布を表示する放射線量分布表示方法であって、周囲の映像を取得する映像取得手段、及び前記映像取得手段により取得された映像を画面に表示する表示手段を備えた表示装置を用意する工程と、前記映像取得手段の位置を自己位置として推定する工程と、前記映像取得手段により取得されて前記表示手段の前記画面に表示された映像中の床面を認識する工程と、前記表示手段の前記画面に表示された映像中で認識された床面に、予め取得され且つ前記自己位置に対応した放射線量分布マップを重ね合わせて表示する工程と、を有することを特徴とするものである。

本発明の実施形態によれば、作業員の周囲の放射線量分布を正確に把握できる。

本実施形態における放射線量分布表示装置の構成を示すブロック図。 図１の端末とＤＢ（データベース）との通信状況を説明する説明図。 建屋の部屋に設置されたマーカーと端末との関係を説明する概略側面図。 図１の床面認識手段による床面認識を説明する図であり、（Ａ）は、映像取得手段により取得されて表示手段の画面に表示された映像図、（Ｂ）は、端末との距離が測定される、図４（Ａ）の映像の範囲にある物体の各点を明示した映像図、（Ｃ）は、図４（Ａ）の映像中で認識された床面をハッチングで表示した映像図。 端末が存在する建屋の部屋の床面に放射線量分布マップを、仮想的に重ね合わせて位置決めする状況を説明する説明図。 図５で位置決めした放射線量分布マップを、図４（Ｃ）の映像中の床面に拡張現実の手法で重ね合わせて表示させた表示手段の画面上の映像図。 図６の映像図にＡＲタグを拡張現実の手法で表示させた映像図。 図１の距離測定手段が測定した距離情報に基づいて、マーカーの床面からの高さを求める例を示す概略側面図。

以下、本発明を実施するための形態を、図面に基づき説明する。
図１は、本実施形態における放射線量分布表示装置の構成を示すブロック図である。この図１及び図２に示す放射線量分布表示装置１０は、作業員が建屋内で所持する端末１１と、建屋の部屋１（図３）の例えば壁２に設置された基準位置提示手段としてのマーカー１２と、端末１１と通信回線（例えば無線通信回線）によりデータ通信するサーバー１３と、放射線量分布マップ等を格納しサーバー１３に接続されたＤＢ（データベース）１４と、を有して構成される。通信回線がない場合は、放射線量分布マップ等は、放射線分布表示装置１０の端末１１内に格納することもある。そして、この放射線量分布表示装置１０は、端末１１を所持した作業員の周囲の放射線量分布マップを、端末１１の画像取得手段２０（後述）が撮影した映像中に仮想的に表示するものである。

図１及び図３に示す基準位置提示手段としてのマーカー１２は例えばＱＲコードであり、このマーカー１２が端末１１の画像取得手段２０により撮影されることで、マーカー１２が有する基準位置情報が端末１１に提示される。具体的には、マーカー１２は、このマーカー１２が壁２に設置された建屋の部屋１における絶対座標系の３次元空間の起点となる基準位置の情報を提示する。この基準位置情報に基づいて、後述の如く、端末１１の自己位置推定手段２４が端末１１の自己位置を推定することが可能になる。また、本実施形態のマーカー１２が提示する基準位置情報は、建屋の部屋１の床面３からの高さＨの情報を有する。

図１及び図２に示すＤＢ１４には、建屋の部屋１の位置及び部屋の床面３などに関する建屋位置情報と、放射線量分布マップ１５（図５）が格納されている。この放射線量分布マップ１５は、作業員がある位置にいるときに周囲から受ける放射線量の強度分布を２次元表示するものであり、２次元平面座標と各座標における予め計測された放射線量のデータとに基づいて作成されている。図５の放射線量分布マップ１５では、放射線量の高い領域Ｐが濃い色で、放射線量の低い領域Ｑが薄い色でそれぞれ表示されている。この放射線量分布マップ１５の表示態様は、３段階以上の諧調で表示されてもよい。

また、放射線量分布マップ１５は、建屋における各部屋１の床面３に関するエリア情報を有することで、作業員が存在する部屋１の床面３に応じた放射線量分布マップ１５を提供することが可能になる。更に、放射線量分布マップ１５には、上述のエリア情報に加えて、建屋の各部屋１の平面視におけるマーカー１２の位置に対応して位置情報（例えばマップマーカー１６（図５））が付与されている。これにより、建屋の部屋１の平面視におけるマーカー１２と放射線量分布マップ１５のマップマーカー１６のそれぞれの位置を一致させることで、後述の如く、部屋１の床面３の全てまたは一部に放射線量分布マップ１５を仮想的に重ね合わせて位置決めすることが可能になる。

さて、作業員が建屋内で所持する端末１１は、図１に示すように、映像取得手段２０、表示手段２１、距離測定手段２２、方位検出手段２３、自己位置推定手段２４、床面認識手段２５、画像操作手段３３、線量分布マップ重ね合わせ手段２６、仮想表示手段２７及び放射線計測手段２８を有して構成される。この端末１１は、タブレット端末やスマートフォン等の携帯端末のほか、スマートグラス等のウェアラブル端末（デバイス）などの機器が好ましい。

映像取得手段２０は、端末１１の周囲の映像をリアルタイムで取得するものであり、例えばビデオカメラ等である。表示手段２１は、映像取得手段２０により取得された映像３０を画面２９（共に図４）に表示するものであり、例えば液晶ディスプレイ装置である。

距離測定手段２２は、端末１１の周囲の物体との距離Ｌ（図３）を測定するものであり、例えば赤外線やレーザー光を用いた距離センサである。この距離測定手段２２は、表示手段２１の画面２９に表示された映像３０の範囲にある物体の各点４（図３、図４（Ｂ））と端末１１との距離を、３次元座標で測定して取得する。方位検出手段２３は、映像取得手段２０の撮影方位、即ち端末１１の傾きθ（図３）を検出するものであり、例えば３軸の加速度計やジャイロセンサ等である。

自己位置推定手段２４は、図１及び図３に示すように、映像取得手段２０を備えた端末１１の位置を自己位置として推定するものである。つまり、自己位置推定手段２４は、図３に示すように、まず、マーカー１２が提示する基準位置情報を、映像取得手段２０がマーカー１２を撮影した映像から取得して、端末１１が存在する建屋の部屋１における３次元空間（絶対座標系）の基準位置を把握する。

次に、自己位置推定手段２４は、端末１１の周囲の物体と端末１１との距離Ｌを、距離測定手段２２の測定値から取得する。即ち、自己位置推定手段２４は、図４(Ａ)に示すように、映像３０中の範囲にあるすべての物体の各点４（図４（B））と端末１１との距離Ｌを、距離測定手段２２の測定値から取得する。基準位置を把握した後に端末１１が移動あるは方位を変更した場合、自己位置推定主担２４は、直前に取得したすべての物体の各点４の距離の変化に基づいて、基準位置からの移動量や方位の変化量を算出する。この処理を繰り返すことで作業者が移動した場合も、上述の如く取得した基準位置情報と周囲の物体との距離Ｌとに基づいて、自己位置推定手段２４は、端末１１の位置である自己位置を推定する。

この自己位置推定手段２４の算出処理は、周囲との３次元的な距離情報に基づく３次元空間作成と自己位置推定を同時に行う推定手法であるＳｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ（ＳＬＡＭ）であり、周囲の構造物の配置や寸法情報を予め把握する必要がない。

床面認識手段２５は、図１、図３及び図４に示すように、映像取得手段２０により取得されて表示手段２１の画面２９に表示された映像３０中の床面３１を認識するものである。つまり、床面認識手段２５は、まず、マーカー１２が提示する基準位置情報を、映像取得手段２０がマーカー１２を撮影することで取得する。これにより、床面認識手段２５は、基準位置情報が有する実際の床面３からマーカー１２までの高さＨの情報を取得する。次に、床面認識手段２５は、端末１１の現在の自己位置を自己位置推定手段２４から取得する。

次に、床面認識手段２５は、端末１１の現在の位置（自己位置）において、表示手段２１の画面２９に表示された映像３０の範囲にある全ての物体の各点４（図３、図４（Ｂ））と端末１１との距離Ｌ（図３）を、距離測定手段２２の測定値から取得する。更に、床面認識手段２５は、距離測定手段２２が距離Ｌを測定したときの端末１１の傾きθ（図３）を、方位検出手段２３の検出値から取得する。

床面認識手段２５は、実際の床面３からのマーカー１２の高さＨを基準とした現在の端末１１の位置において、距離測定手段２２が測定した端末１１から物体の点４までの距離Ｌと、方位検出手段２３が検出した端末１１の傾きθとから、距離測定手段２２が測定した物体の点４の位置（高さ）を算出する。そして、床面認識手段２５は、この点４の位置が実際の床面３の位置と一致していると判断したときに、この点４と同様な点群が表示手段２１の画面２９上の画像３０中に表示された領域を、床面３１として認識する。図４（Ｃ）では、床面認識手段２５が床面３１と認識した領域をハッチングで表示している。

なお、床面認識手段２５は、映像取得手段２５により取得されて表示手段２１の画面２９に表示された映像３０中の床面３１が、端末１１を所持する作業員により画面２９上でタッチされて選択されたときに、その選択位置が画像操作手段３３（図１）により床面認識手段２５へ出力されることで、その選択された位置を画面２９上の画像３０中で床面３１として認識してもよい。ここで、画像操作手段３３は、例えばタッチパッド等の位置入力装置である。

図１に示す線量分布マップ重ね合わせ手段２６は、表示手段２１の画面２９に表示された映像３０中で床面認識手段２５により認識された床面３１に、予め取得され且つ端末１１の自己位置に対応した放射線量分布マップ１５を、拡張現実（ＡＲ；Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）の手法で重ね合わせて表示するものである。

つまり、線量分布マップ重ね合わせ手段２６は、放射線量分布マップ１５が有するエリア情報と、自己位置推定手段２４が推定した端末１１の自己位置とに基づいて、端末１１を所持した作業員が存在する建屋の部屋１の床面３に応じた放射線量分布マップ１５を、ＤＢ１４から選択する。次に、線量分布マップ重ね合わせ手段２６は、図５に示すように、建屋の部屋１の平面視におけるマーカー１２の位置に対応して放射線量分布マップ１５に付与されたマップマーカー１６を、端末１１を所持した作業員が存在する部屋１の平面視におけるマーカー１２に一致させるようにして、上述の如く選択された放射線量分布マップ１５を、作業員（端末１１）が存在する部屋１の床面３の全てまたは一部に仮想的に重ね合わせて位置決めする。

その後、線量分布マップ重ね合わせ手段２６は、図６に示すように、上述のようにして部屋１の床面３に位置決めされた放射線量分布マップ１５を、表示手段２１の画面２９に表示された映像３０中の床面３１に、拡張現実の手法で重ね合わせて表示する。このとき、部屋１の床面３よりも手前（端末１１側）に構造物５（図３）が存在する場合には、距離測定手段２２から取得した構造物５と端末１１との距離情報に基づいて、この構造物５の映像に放射線量分布マップ１５を表示しないようにして、作業員による視覚上の違和感を無くすことも可能である。

図１に示す仮想表示手段２７は、表示手段２１の画面２９に表示された映像３０に放射線量分布マップ１５が仮想的に表示された場合、図７に示すように、この放射線量分布マップ１５における放射線量に関する標識としてのＡＲタグ３４を、拡張現実の手法により仮想的に表示するものである。このＡＲタグ３４は、放射線量が高いことを示す注意喚起の表示や、放射線量の数値表示などである。

図１に示す放射線計測手段２８は、映像取得手段２０等を備えた端末１１の周囲の放射線量を、リアルタイムまたは所定のタイミングで計測するものである。この放射線計測手段２８にて計測された放射線量は、ＤＢ１４に格納された放射線量分布マップ１５に反映される。つまり、放射線計測手段２８にて計測された放射線量は、図１及び図２に示すように無線通信回線でサーバー１３に送信される。このサーバー１３はデータ更新手段３５を備え、このデータ更新手段３５が、ＤＢ１４内の放射線量分布マップ１５における放射線量のデータを、放射線計測手段２８が計測した値に更新する。

更に、放射線計測手段２８にて計測された放射線量は、仮想表示手段２７によってＡＲタグ３４に、またはこのＡＲタグ３４とは異なる画面２９上の位置に拡張現実の手法で表示されてもよい。

以上のように構成されたことから、本実施形態によれば、次の効果（１）及び（２）を奏する。
（１）図１及び図６に示すように、放射線量分布表示装置１０の端末１１は、周囲の映像を取得する映像取得手段２０と、この映像取得手段２０により取得された映像を画面２９に表示する表示手段２１と、線量分布マップ重ね合わせ手段２６とを備える。この線量分布マップ重ね合わせ手段２６は、映像取得手段２０により取得されて表示手段２１の画面２９に表示された映像３０中の床面３１に、端末１１の位置（自己位置）に対応した放射線量分布マップ１５を、拡張現実の手法で重ね合わせて表示する。この結果、映像取得手段２０を用いて映像３０を取得した作業員は周囲、特に端末１１の映像取得手段２０を向けた方向の周囲の放射線量分布を正確に把握することができる。

（２）表示手段２１の画面２９に表示された映像３０の床面３１に、線量分布マップ重ね合わせ手段２６により放射線量分布マップ１５が仮想的に表示されることに加え、この放射線量分布マップ１５が表示された映像３０に、仮想表示手段２７は放射線量に関する情報、例えば放射線量が高いため注意を喚起するＡＲタグ３４を拡張現実の手法で表示する。このＡＲタグ３４の表示によって、作業員の被爆低減に寄与することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができ、また、それらの置き換えや変更は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、自己位置推定手段２４は、端末１１の周囲の物体との距離情報と、マーカー１２が提示する基準位置情報とに基づいて、端末１１の自己位置を推定する場合に限らず、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ；全地球測位システム）やビーコン等を利用して、端末１１の自己位置を推定してもよい。つまり、自己位置推定手段２４は、位置情報を持って配置された基地局や衛星と無線通信することで、端末１１の位置（自己位置）を推定してもよい。

また、床面認識手段２５が表示手段２１の画面２９に表示された映像３０中の床面３１を認識する際に基準とする、実際の床面３からマーカー１２までの高さＨは、マーカー１２が基準位置情報として有している場合に限らず、距離測定手段２２による測定値に基づいて算出されてもよい。

つまり、床面認識手段２５は、図８に示すように、距離測定手段２２により測定された端末１１とマーカー１２間の距離と、この距離測定時に方位検出手段２３により検出された端末１１の傾きとから、端末１１とマーカー１２間の高さＨ１を求める。次に、床面認識手段２５は、距離測定手段２２により測定された実際の床面３上の任意の点４と端末１１間の距離と、この距離測定時に方位検出手段２３により検出された端末１１の傾きとから、実際の床面３上の任意の点４と端末１１間の高さＨ２を求める。その後、床面認識手段２５は、上述のようにして求めた端末１１とマーカー１２間の高さＨ１と、実際の床面３上の任意の点４と端末１１間の高さＨ２とを加算して、実際の床面３からマーカー１２までの高さＨを算出してもよい。

３…実際の床面、１０…放射線量分布表示装置、１１…端末、１２…マーカー（基準位置提示手段）、１４…ＤＢ、１５…放射線量分布マップ、２０…映像取得手段、２１…表示手段、２２…距離測定手段、２３…方位検出手段、２４…自己位置推定手段、２５…床面認識手段、２６…線量分布マップ重ね合わせ手段、２７…仮想表示手段、２８…放射線計測手段、２９…表示手段の画面、３０…映像、３１…映像中の床面、３３…画像操作手段、３４…ＡＲタグ（標識）、３５…データ更新手段、Ｈ…マーカーの床面からの高さ、Ｌ…端末と周囲の物体との距離、θ…傾き（撮影方位）。

Claims (11)

1. 放射線量分布を表示する放射線量分布表示装置であって、
   周囲の映像を取得する映像取得手段と、
   前記映像取得手段により取得された映像を画面に表示する表示手段と、
   前記映像取得手段の位置を自己位置として推定する自己位置推定手段と、
   前記映像取得手段により取得されて前記表示手段の前記画面に表示された映像中の床面を認識する床面認識手段と、
   前記表示手段の前記画面に表示された映像中で前記床面認識手段により認識された床面に、予め取得され且つ前記自己位置に対応した放射線量分布マップを重ね合わせて表示する線量分布マップ重ね合わせ手段と、を有することを特徴とする放射線量分布表示装置。
2. 前記自己位置推定手段は、基準位置情報を提示する基準位置提示手段からの前記基準位置情報と、周囲の物体との距離を測定する距離測定手段からの前記距離とに基づいて、自己位置を推定するよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載の放射線量分布表示装置。
3. 前記自己位置推定手段は、位置情報を持って配置された基地局と無線通信することで、自己位置を推定するよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載の放射線量分布表示装置。
4. 前記床面認識手段は、自己位置推定手段により推定された自己位置と、周囲の物体との距離を測定する距離測定手段からの前記距離と、映像取得手段の撮影方位を検出する方位検出手段からの前記撮影方位と、基準位置提示手段の床面からの高さ情報とに基づいて、前記映像取得手段により取得されて表示手段の画面に表示された映像中の床面を認識するよう構成されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放射線量分布表示装置。
5. 前記基準位置提示手段の床面からの高さ情報は、前記基準位置提示手段が提示する基準位置情報が有するよう構成されたことを特徴とする請求項４に記載の放射線量分布表示装置。
6. 前記基準位置提示手段の床面からの高さ情報は、距離測定手段が測定した基準位置提示手段までの距離と、床面上の任意の点までの距離とに基づいて算出されるよう構成されたことを特徴とする請求項４に記載の放射線量分布表示装置。
7. 前記床面認識手段は、映像取得手段により取得されて表示手段の画面に表示された映像中の床面が前記画面上で選択されたときに、その選択された位置を床面として認識するよう構成されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放射線量分布表示装置。
8. 前記線量分布マップ重ね合わせ手段にて表示された映像に、注意喚起を含む標識を仮想的に表示させる仮想表示手段を、更に有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の放射線量分布表示装置。
9. 前記映像取得手段の周囲の放射線量を計測する放射線計測手段を更に有し、前記放射線計測手段により計測された放射線量が放射線量分布マップに反映されて、この放射線量分布マップが更新されるよう構成されたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の放射線量分布表示装置。
10. 前記仮想表示手段は、映像取得手段の周囲の放射線量を計測する放射線計測手段により計測された前記放射線量を仮想的に表示するよう構成されたことを特徴とする請求項８に記載の放射線量分布表示装置。
11. 放射線量分布を表示する放射線量分布表示方法であって、
    周囲の映像を取得する映像取得手段、及び前記映像取得手段により取得された映像を画面に表示する表示手段を備えた表示装置を用意する工程と、
    前記映像取得手段の位置を自己位置として推定する工程と、
    前記映像取得手段により取得されて前記表示手段の前記画面に表示された映像中の床面を認識する工程と、
    前記表示手段の前記画面に表示された映像中で認識された床面に、予め取得され且つ前記自己位置に対応した放射線量分布マップを重ね合わせて表示する工程と、を有することを特徴とする放射線量分布表示方法。