JPS5833105A - 要素識別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 素を探知し、骸特別の要素の相対位置を例えば皺空間領
域内においてのＸ，！座標により表わす出力信号を発す
る装置に関するものである．より詳細には、本発明は、
原子力蒸気発生器の１つの管を規準し、多数の同様の管
から成る管群内においての該１つの管の座標を与える装
置に関するものである。

従来技術に見られる原子力蒸気発生器４ａは、第Ｊム図
〜第３０図に示され、一直に方向法めされた非常に多数
のＵ字管ＪＪからなる管群を備えている．υ字管３１は
蒸気発生器６０の円筒部分参番中に配され、蒸気発生＠
４０の底部端は、放射線を閉じこめるためのハウジング
即ちチャネルヘッドダＳに組合され、チャネルヘッド＃
ｔは典屋的には萬Ｊム図に示すように半球状のボウルな
いしは底部＃ｔを備えている。

チャネルヘッドａｔは垂直壁３０によつで、普通に高温
脚部２ｇと称される第７部分と、低温脚部！６と称され
る第１部分とに区画されている。第３１図〜第３０＠（
一般に示すように、第７の管即ち入口管！コは高温の蒸
気を高温脚部ｓｒに供給し、出口管ｊヶは低温脚部ｊ４
に連結されている。高温脚部よｌに流入する高°温の蒸
気は、多数のＵ字管３コの露呈された開口部に流入し、
Ｕ字管Ｊコを通り、低温脚部ｊ１中に導かれる。第Ｊ五
図〜第ＪＯ図に示すように、Ｕ字管３コの蒸気入口は、
第１の半円形管板部分Ｊｔａの通孔中に支持されており
、Ｕ字管３コの排出開口は第２の半円形管板部分Ｊｉｂ
の通孔中に支持されている。管板部分ＪｔｔＬ、Ｊｌｂ
は集合的に管板と呼ばれている。

原子炉の蒸気発生器の保守には、８字管の目視チェック
を必要とし、このチェックは米国特許第３０＃ｌ参９３
号明細書に記載されたように放射線閉じ込めハウジング
中にビデオカメラを配することにより安全なしかたで行
なうことができ、それにより作業員はビデオカメラをい
ろいろの方向に方向法めし、ハウジング内部を目視チェ
ックすることができる。ビデオカメラは、上記米国特許
明細書に記載されたようにハウジング中に配されて回動
され、ビデオ信号を生成させ、これらの信号はハウジン
グの外部に転送され、適宜のＯＲＴモニター上において
見ることができる。そのため作業員は、ハウジング中に
存する強力な放射線に照射されない。

多数のＵ字管３Ｊの保守は、典型的には、欠陥のあるＵ
字管即ち放射性を帯びた水がそれから逃れるこきができ
る開口のあるＵ字管ＪＪの両端を閉塞することにより、
その８字管を不使用状態にすることによって行なわれる
。ＴＪ字管両端の閉塞即ちプラツギングは、欠陥υ字管
ＪＪＳ６に入ることによって行なわれる。この目的のた
めにポートないしはマンホール６Ｊ、６参が１□ 設けてあり、作業員はこれらのマンホールにより高温脚
部ｊｆ及び低温脚部！４に入ることができる。プラツギ
ングは、欠陥０字管ＪＪの先端を先ず識別し、次に一端
から他端にかけてテーパー状になった円筒形の爆薬形端
栓を挿入することによって行なわれる。端栓は欠陥０字
管Ｊλの開口に挿入され、作業員がチャネルヘッド４１
ｇを立去った後に端栓を爆発してＵ字管３Ｊのその先端
をシールする。８字管の管端をシールするためにプラツ
ギング以外の方法例えば溶接法を利用し得る０作業員は
次に欠陥０字管３Ｊの他端を探知し、上述したようにし
てその他端をシールする。第７３図、第３０図に示すよ
うに、マンホールＳ−，！−は画直壁３ｏに対し約ａ　
ｚ　Ｏに、第２０図に示す態様で配向され、また水平な
管板の管板面３ｔに対し約ａｔ’に、第７３図に示す態
様で配向されている。実際の例ではチャネルヘッドは直
径Ｊ、０３購（１０フイート）のオーダーであり、マン
ホールよ−、ｊヂは参〇、＆ｃｘ　（／　ｂインチ）の
直径を有し、入口管ｊＪ及び出口管ｊ１は０．９１ｗＬ
Ｌ（Ｊフィート）の直径を有する。

■字管Ｊ１の先端をふさぐことが困難なのは、普通は３
！００〜ダ２００本もの非常に多数のＵ字管３コがある
ためである。典型的には、蒸気発生器１０の円筒部分亭
を中において観察し、欠陥０字管を探知し、Ｕ字管群内
の位置を行と列により確認する。作業員は次にチャネル
ヘッド＃ｔに入り、欠陥のあることが分かった管群中の
Ｕ字管３コまでの行と列とを数えるととｋより、そのＵ
字管３Ｊを探知する。チャネルヘッドａｔ内に存する諸
条件の下で特別の欠陥Ｕ字管３コを探知することは、非
常に手間のかかる作業である。普通はチャネルへツＶａ
ｔ内の温度はデデ０〜ｚ＊℃＜ｔａｎ＠〜ｔｓｏ”ｌり
であり、湿度は１００％である。また１時間尚りｌＯ〜
３０ラドにもなる放射線が存在する０作業員の被曝レベ
ルを安全値に保つために、作業員がチャネルヘッド参ｔ
に滞在し得る最大の時間はわずかｊ−７０分である。こ
の条件に詔いての作業員の誤りは重大である。欠陥０字
管Ｊ１を識別する別の方法によれば、作業員が認識し得
る記号を備えた銘板が各々のＵ字管３１に固着される。

しかし、Ｕ字管をこのように識別し、作業員が列及び行
を数えることによりＵ字管を探知する場合、作業員は高
レベルの放射線に曝されるので、ての被曝レベルを低く
することが望まれている。

光学的な種々のマツピング装置が従来から提案され、こ
れらのマツピング装置は、同様な管の存在する領域内の
成る特別の管を探知し易くするようにチャネルヘッド中
に配設される。典型的にはレーザーなどの光源がチャネ
ルヘッドの床面上に取付けられ、管３コの先端群がある
管板の方に向けられる。レーザーは作業員又はコンピュ
ーター遠隔制御により方向を変えることができるため、
投射されたビームは特別の管に入射し、その管を作業員
に対して識別する。

レーザーは作業員により方向決めされ、成る特別の管に
指向されることができる。ビデオカメラも管群を見るよ
うにチャネルヘッド中に配され１．作業員はレーザーを
方向決めして、そのビームを問題の管に入射させること
ができる。し−ザー又は光源は適宜の位置センサーに接
続され、それらの位置センサーはレーザービームの方向
を表わす出力信号を出し、それらの出力信号は識別され
た管の座標を与えるために使用される。しかし、管が光
線を反射するように管をしっかりとふさがない限り、管
の中心からビームが反射されるようにできないため、ど
の管に光点が入射したか否かについて作業員が誤った判
断をすることがある。また、ビデオカメラに別にサーボ
制御部を設けない限り、作業員は、光源だけでなく、ビ
デオカメラも方向決めしなければならない。

米国特許第乞ｌ＃６．デコ参号明細書には、複数のビデ
オカメラを使用してその出力信号をコンピューターに加
え、領域内にあるビデオカメラにより規準された物体の
１組の座標をそのコンピューターにより計算するように
したシステムが開示されている。このシステムの操作に
は、少くとも一台のビデオカメラを使用し、可視型のプ
ログラミング装置を用意することが明らかに必要であり
、それによって物体の座標位置を計算することができる
。

従って本発明の目的は、従来の装置の欠陥を克服するた
めの、複数の要素中の成る一つの要素をマツピングし識
別する改曳された装置を提供することにある。

この目的から、本発明は、成る領域内に配置された複数
の要素のうちの一要素を識別する識別装置であって、該
複数の要素のうちの一要素と交差する規準線を限定し、
該規準線が該複数の要素のうちどの一要素とも交差する
ように作業員により操作され得るように取付けられ、上
記領域ｔこ対し成る未知の位置に可変に配することがで
き、それにより該未知の位置と上記領域との間に基準線
を形成するようにした、規準装置と、上記規準線と基準
線との間に含まれる角度を表わす角度信号を発するため
に上記規準装置に結合された方向検出装置と、上記角度
信号に応答し、上記規準装置により規準された上記−要
素の上記領域内においての位置を識別するためのデータ
処理装置とを有することを特徴とする要素識別装置に存
する。

本発明の代表的な実施例による要素識別装置は、危険な
環境即ち高レベルの放射線が存在する環境中におかれた
物体を識別するものであり、規準装置は、峡環境中にお
かれたビデオカメラでよく、該環境の外部には、陰極線
管（ＯＲテ）からなるディスプレイ装置が配置されてい
る。

作業員は、ビデオカメラが見た儂をＯＲ１上において観
察し、規準される領域とビデオカメラとの間の十字線に
よりビデオカメラを規準し、ＯＲＴ上において観察され
る要素に十字−を合致させた時に方向検出装置の出力が
尚該要素の位置を高精度で識別できるようにする。

作動に当り要素識別装置は、全て同一平面内にある多数
の要素から成る要素群に対して可変に位置される。規準
装置は、既知の平面内にある少くとも３つの要素に対し
整列され、かくして規準装置と３つの要素との間の対応
基準線が限定される０次に、上記平面に含まれる位置が
未知の別の要素に関して、規準装置を整列させ、それ等
の間に基準線を設定する。新しい基準線の位置を表わす
出力信号が方向検出装置により与えられ、それにより上
記平面内においての上記未知の要素の位置特に座標位置
が定められる。

特別の実施態様によれば、ビデオカメラに接続したレゾ
ルパーからなる方向検出装置の出力信号は、コンピュー
ターに入力され、そのコンピューターは、管板の平面内
における蒸気発生器の管の列及び行に対応するＸ１ｉｌ
ｌ及びＩ座標を計算する。

次に、図面に示した本発明の好ましい実施例について更
に詳述する。

図面特に第７図には、ビデオカメラノコを含む識別装置
ＩＯが示され、ビデオカメラｌ−は、第１軸であるＹ軸
ノコ及びＹ軸ノコと直角の第１軸であるＩ軸ノコの回り
に回動自在にジンバル上に当鋏技術分野で既知のように
堆付けられている（第３図、第６図参照）。そのためビ
デオカメラ／Ｊは複数の管Ｊコの任意のものを規準する
ように第Ｊム図〜第３ａ図に示すように可変に配置する
ことができる０本発明の代表的な実施例によれば、要素
即ち管Ｊλは蒸気発生器４０の一部であり（第Ｊム〜ｊ
Ｏ図％ｍ１図参照）、高度に放射性をもった閉じ込めら
れた領域であるチャネルヘッド＃Ｓ中に配置されている
。この実施例ではビデオカメラ／Ｊはノズルカバー又は
マンホールに関係した取付＾上に取付けるか又はチャネ
ルヘッドダｔの底部に配設する。ビデオカメラｌ−は、
第１図、第１図に示すように、ジンバルモーターに組み
合わされており、ジンバルモーターは第１Ｉ５ｉｉ！Ｉ
′ｔｌは参照数字ｉｔにより表わされているが、第３図
ではより特定的に、Ｙ字ｉ３の回りにビデオカメラ／Ｊ
ヲハンニンクスるための第７ジンパルモーター／ｊｌＬ
及びＸ軸ノコの回りにビデオカメラノコをテイルテイン
グさせるための第１ジンバルモーター／　Ｉ　ｂ　ｉ）
ｈら成っている。ジンバルモーターｔｌｌ：ａ、／ｌｂ
は一例とシテ、制御１１Ｊｆ＃ｃより発生させたデジタ
ル形の制御信号により駆動され、軸ノコ、ＩＩの回りの
全回動角に亘り少くと１．　’／１ｏｏｏの精度の解會
度ｔで、制御部コｌから導出された制御信号に増分的に
応答する。

後から説明するように、領域又は管群３１を走査し、最
も傾斜した角度にある要素即ち第３図１こ示すように領
域３ｒの遠い隅部（ある要素上にビデオカメラ／Ｊを最
も正確に規準することが必要である。

第１図、第３図に示すように、ビデオカメラｌ−はレン
ズｌ亭に組合されており、レンズ／１は第１図に示すよ
うに十字ｍ／　４を備えている。

第１図はビデオカメラｌλが見た儂のディスプレイされ
た曹を示している。１１１図に示すようＥこ、ビデオカ
メラ／Ｊからのビデオ出力信号は１組のビデオカメラ制
御部２６に入力され、ビデオカメラ制御Ｓコ４は、ビデ
オカメラノコが規準した曽をディスプレイするためのＣ
Ｉｉ？Ｊ＃の形の典型的なモニターに信号を送出する。

このｇｌ二亭１は第一図に示され、管３コの領域ＪＫを
ビデオカメラｌ−が規準する時にビデオカメラノコが見
る視野を示している。第一図に示すよう蒼こ、座Ｉｌｌ
　ＣＸ、Ｙ）をもった１つの管Ｊ゛−が規準される。即
ちビデオカメラ／Ｊは、座標（Ｘ、Ｙ）ＯＪ）管Ｊ　Ｊ
　（Ｘ、Ｙ）　Ｋ：十字４９　ｔ　４　ａ　、　／　４
　’ｂの交点ｒ、Ｈいしは中心点ｉｔｓが正確に合致す
るように操向ないしは調節自在に配置される。また領域
３を内の規準された管Ｊコ（”＊”）の座標位置を指示
する７組のオーバレイ信号も、僚コ参１上に−ディスプ
レイされる。第一図に示すように、規準された管ＪＪ（
！、？）の座標値はＸ＝０、Ｘ＝Ｏである。後に説明す
るようにマイクロプロセッサ−Ｊコはこれらのオーバレ
イ信号を発生させてモニター用のＯＲテＪ−に出力する
。

ジンバルモーター１１（ＩＩ＆、１１％）は、第１図、
第３図に示すように、Ｘ軸ノコ及び丁軸１３に対するビ
デオカメラ／Ｊの回転角度を表わす出力信号をマイクロ
プロセッサー−１に供給するための対応のジンバル角度
センサーコ０（コＯａ、コＱｂ）に組み合わされている
。より詳細には、ジンバル角度センサー−〇ａは、ジン
パルモーター／ｆｆ＆と組み合わされ、ｘ＠ｔｚの回り
に回動される時のビデオカメラ／λの規準線と基準線と
の間のパンニング角度θを測定する。同様にジンバル角
度センサーコＯｂは、ジンバルモーター／ざｂに組み合
わされ、Ｙ軸１３の回りに回動される時のビデオカメラ
ｌコの規準線と基準線との間のテイルテイング角度φを
測定する。第１図に示すようにパンニング角度θとテイ
ルテイング角度φを表わす出力信号はマイクロプロセッ
サーーーに供給される。

ジンバル角度センサーコＯａ、２０１１は位相ずれのあ
る正弦波の形のアナログ出力信号を与えるレゾルパーで
よく、位相ずれは回転角度θ、φにそれぞれ等しい。ジ
ンバル角度センサー２０ａ。

−〇ｂの出力信号はデジタル変換器ｉｔに加えられ、変
換器１９は一例としてｌコビットのデジタル出力信号を
送出し、その出力信号は入出力袋ｆｉｔコｌに、次いで
マイクロプロセッサ−ココに供給される。

マイクロプロセッサーーーは、代表的にはランダムアク
セスメモリ（ＲＡＭ　）を含むプログラマブルメモリを
、当該技術において周知のように含み、このメモリは、
パンニング角ｌ１ｌｊ＃及びテイルテイング角度φを表
わす入力信号をビデオカメラ！−が規準した領域Ｊｌ中
の未知の管３コの行と列の指標即ち座標を表わす出力表
現に変換するためのプログラムを備えている。規準され
た管３コの行と列の座標を与えるには、マイクロプロセ
ッサーーーは、管群の爾又は管板の面、即ち第５図に示
す管３２の先端により限定される面を識別装置１０に対
し最初に限定ないしは位置決めしなければならない。こ
の目的のためにビデオカメラノコは少くとも３個のデー
タ基準点ないしは既知点Ｐ丁、、ＦＴ□ＰＴ、上に規準
される。これらの点は、管３Ｊの領域即ち管板面３ｇの
隅角にある管Ｊ＃、３６．ダ０であってもよい。第Ｓ図
、第６図に示すように、これらの点ＦＴ、　、　ＦＴ、
　、ＰＴ、は固定点ないしは既知点であり、それらの間
の距＊　”、＊　ｄｔａμ、は既知である。本発明の重
要な点は、識別装置１０が管板面Ｊｌに対するいろいろ
の位置のうちどの１つの位置にあってもよいことである
。これは識別装置ｉｏが典型的にはチャネルヘッド＃を
中に急いでおかれること、即ち作業員が纂り図に示すマ
ンホール６コを開放し、管板面３Ｋに対する相対位置に
ついて大きな注意を払うことなく急いでチャネルへラド
−ｌの床面或いは底面上にそれをおくことのために重要
である。後から説明するようにビデオカメラノコは、管
％。

ｊＡ、ＱＯの既知の端部により形成される既知点ＰＴ、
　、　ＦＴ、　、　ＦＴ、上に規準され、かくして管板
面３ｇに対する識別装置１０の相対位置が確立される。

この目的でビデオカメラ１２は３つの基準線、ｙ＊’ｅ
、ｔ４’ｅ＊Ｏ’　ｌこ沿い規準される。これらの基準
線は、管板面Ｊｒに対する識別装置１０の相対位置を高
精度で限定する基準ベクトル又は単位ベクトルを確立す
る。以下に詳述するように、マイクロプロセッサ−ココ
は、ジンバル角度センサー２１１）＆、Ｊｏｂからそれ
ぞれ導出された角度−１，φ、；θ１．φｌ：＃ｌＩφ
、を表わす出力信号組を利用して、基準＠’ｔ　”ｅ　
’　”ｍ亭０１に沿い既知点ＦＴ、　、　ＰＴ、　、　
ＦＴ、の方にそれぞれ向かう基準ベクトル又は単位ベク
トルを限定する。その後に作業員は未知点ＰＴｊにある
未知の管を規準するためにビデオカメラ／Ｊを規準線Ｉ
ＩコＩに沿い方向決めする。センサー−〇ｔＬ、Ｊａｂ
から導出された出力信号＃１．φ１は、規準１１＊Ｊ’
に沿つヘクトルを限定するので、マイクロプロセッサ−
ココは、未知点ＰＴ１にあるその未知の管３ＪのＸ、Ｙ
座標として位置計算をすることができる〇にスーパーイ
ンポーズする。

更に第１図に示すように、管板面Ｊｔ中の任意の要素即
ち管ＪＪを規準線ダコ瞥に沿い規準するようにビデオカ
メラノコを方向決めするための適切な方向決め装置が設
けられる。この目的で、ビデオカメラ／Ｊを選択的に方
向決めするために作業員が容易に掴むことができる操縦
かん３０の形の適当な制御装置が設けられている。

操縦かん３０により供与された位置決め制御１号は制御
部コｊに供給され、制御ココＳは、ビデオカメラ／コを
移動即ち！　＠／　Ｊ及び（又は）ＸＧＩＩ／−ｔの回
りの両方向にビデオカメラノコを回動させるための信号
をジンバルモーターＩＬａ。

ｉｇｂに出力する。以上の説明かられかるようＩこ、作
業員は、十字線／６の中心点ｉｔ、ｃが問題の要素即ち
管ココに整列されるまで０ＲＴＪダの像コＩＩｌを見な
がら操縦かん３０を操作する。

この点ではディスプレイされた座標位置は管３１の正確
な座標位置を作業員に指示する。その後Ｊこ作業員はチ
ャネルヘッドｙｔ内の放射性領域に入り、識別された管
３コに向かって直接に進むことができる。ＭＹ直角座標
系以外のどの座標系も本発明の範囲内にて使用すること
ができる。

管３２がビデオカメラノコから蓮へいされている場合に
は、規準点を有するターゲットを、該規準点がビデオカ
メラノコにより直接見られるように管３コに取り付ける
ことができる。規準点は規準ずべき管ココに対し成る固
定的な関係をもたねばならない。オフセットとしてのそ
の関係は、マイクロプロセッサーーーに入力することが
でき、それによりマイクロプロセッサー二λは被規準管
Ｊλの規準点に基づいて、既知のオフセットを加えるこ
とにより、被規準管３コの座標位置がすみやかに計算さ
れ、ＯＲＴコ参上にディスプレイされる０代表的な例に
よれば、ターゲットは、管ココの先端の近く〈同心状に
取り付けた既知半径のシリンダーで形成することができ
る。この場合にはオフセットは半径に等しいので、シリ
ンダー縁上に作業員がビデオカメラノコを規準するとマ
イクロプロセッサーーーは、シリンダー縁の規準に基づ
いてシリンダー半径を計算された位置に加えることによ
り、管３−２自身の正確な座標位置を与える。同様に６
手持ちプローブ又はターゲットを管ＪＪの先端に挿入し
、それにより作業員が手持ちプローブ上にビデオカメラ
ｌ−を規準できるようにしてもよい。プローブを管ココ
の局面に整列させ、マイクロプロセッサーーーにより使
用されるべきオフセットを管半径に対応させることによ
り、管の中心の座標位置が容易に計算できるようにする
ことも考えられる。

本発明の代表的な実施例において、ビデオカメラノコ及
びビデオカメラ制御部−６は、ン二−株式会社により型
式名ムＶＯ−７−００の下（製造されているビジコン型
のものでヨ＜、Ｙ軸／Ｊ及びＸ軸ｔＳの回りに回動させ
るためのジンバル取付は部及びジンバルモーター／１は
、クリットツープレシイジョン（Ｃ！１ｉｆｔｏｎ　Ｐ
ｒｅｃｉｓｉｏｎ）社により商品名１＠ＱｇＤＭ−／　
の下に製造されている装置でよく、十字ｐｔｂ付きのレ
ンズ／参はピコ７　（Ｖｉａｏｎ　）社により商品名［
Ｖ／／、ｊ−９０ＭＢ　　の下に製造されているズーム
レンズでよく、ジンバル角度センサー及びデジタル変換
器／ツはコンピューター・コンバージョン社（Ｃｏｍｐ
ｕｔｅｒ　０ｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　Ｃｏｍｐａｎｙ　）
によりそれぞれ商品名ＮＩＬＨ９０−／／−ム凡及び瀧
Ｄ８デ０ＤＢ−７−の下に製造されているレゾルパー及
び変換器でよく、入出力装置コＩは、インタラクチイブ
ｅストラクチュアー（工ｎｔｅｒａｏｔｉｖｅ　Ｅｌｔ
ｒｕｏｔｕｒｅａ）により商品名ＭＩＤＩφｔの下に製
造されているものでよく、マイクロプロセッサ−ココは
アップル・コンピューター（ムｐｐｌｅ　Ｏｏ鳳ｐｕｔ
・ｒ）により商品名Ｎｌ１ＡコＥＪｔｏｇｔの下に製造
されているアップルｌプラスマイクロプロセッサ−でよ
く、また制御部コを及び操縦かん３Ｑはテ、Ｇ、プロダ
クツ社により製造されている上記アップルと両立可能な
操縦かんとしてよい。

管板面３１に関する識別装置１０の相対位置の決定と、
その後の、管板面ＪＳ中の座標値としての未知点ＰＴ１
の位置の識別とＫついて、以下に説明する。彼達のいろ
いろの決定及び計算は、以上の説明かられかるように、
マイクロプロセッサーコλのＲＡＭ中に格納されたプロ
グラムによって行なわれる。最初は、鉱６図に示した既
知点ＦＴ、　、　ＦＴ、　、　ＰＴ、によｐ規定される
管板面Ｊｇに対する識別装置１０の相対位置は未知でＰ
Ｔｌ、　ＦＴ、上にビデオカメラを規準する。（イ）基
準＠Ｊ＊＋を規定するための＃１．φ、（ロ）基準ｌｌ
ｌ３４’を規定するためのθ１．φ１、ｔ／→基準ｓ参
〇＋を規定するためＯ＃ｈφ３、の３組のカメラ角ｔＫ
よって、各々の基準線が規定される。これらの角度及び
基準＠　、ｙ　４Ｉ’、　Ｊ　ｍｌ、　＊　ｏＩは次の
変換に従って単位ベクトルｅｌ＋・１．ｅ、に変換され
る。

θ、　＝　（”１ｘ’、　”１７’ｊ・ｉｚ　）　　　
　　　（１１変換式（１）から明らかなように、いかな
る単位ベクトルも、第６図に示すように！軸、Ｙ軸及び
ｚ軸に沿うその成分によって定義できる。ベクトルｅ１
のｚ、ｙ、ｚ成分・ＩＸ、・汀ｅｅｉアは次式によって
表わされる。

６１Ｘ＝　８ｉｎコφ１ｃｏｓ　ａ１ θ１ｙ−ｓｉｎ　−２φ１　ｓｉｎ　０１　　　　　（
ｇｅｌ、二００８コφ１ 以上に限定された単位ベクトル”１　＋　８Ｍ　＋　ｅ
ｍは無次元であ〕、ビデオカメラｌ−から各々の既知点
ＰＴ１．　ＦＴ、　、　ＦＴ、　Ｋ至る距離を規定する
には、長さ掛算子ないしはスカラーハ、λ８．λ、を第
６図に示すように定義する。即ち座標位置（０，０，０
）から既知点ＦＴＩＫ至るベクトルは八ｓｅｌである。

ベクトル表記法に従って、既知点ＦＴ、　、　ＦＴ、間
の距離ｄ誼、既知点ＰＴ１．　ＰＴ、間の距離ｄｌｌ、
及び既知点ＦＴ、　、　ＦＴ、間の距離ｄｔｍは、次式
にょシ定義される。

１　λ１・、　−λｔ　６．　　Ｉ　　”　ｄｔ鵞、１
λＩ”ｌ−λ１θ、１＝ｄ□　　　　　（３）１λ、ｅ
、−λ、・ｍｌ”ｄｔｘ 変換式（３）においてλ１．λ宜、λ、は未知であるが
、距離ｄＩ！　＋　ｄｌｍ　ｅ　ｄ！Ｊ　は、管Ｊコの
管板面Ｊｇｏ既知形状から測定できる。明らかなように
、式（３）をλ１．λ、、λ、について解くことができ
、それによ〉管板面３１のビデオカメラｌ−に対する相
対位置を限定でき、未知の管３コに対応する任意の未知
点ＰＴ１がベクトルλ、θ１．λ、０１．λ、・、（基
準＠ｙ＊＋、Ｊ６＋　、ｕｏ’ｙｃ沿ツｔ：へｌ　）ル
）Ｏ線形組合せに従って、次式によ〉位置決めされ限定
される。

ｐ’ｒ１：　Ｐ’ｒ、α＋　ｉ＋　ＰＴ＊偽１−４−Ｆ
Ｔ、αｓｉ　　（４）ここにＦＴ、はベクトルλｉ６１
に対応するベクトル、ＰＴｌはλ１・、に対応するベク
トルを示し、α口、α、１．α社は、管板面３ｔの未知
点ＰＴ１までの基準線−コＩＫ滴ったベクトルＰＴ１を
定義する１組の線形スカラーである。変換式（４は次の
ようＫも表現される。

ここにα１はα＋ｉ＋αｗｉｔα、１のスカラー組、Ｐ
は演算子、項Ｐα１は未知点ＰＴ１の方に向かうベクト
ルを定義する。各々の点ＰテｌｅＰテｌ　ｍ　Ｐ′ｒｌ
が管板面Ｓｔ中にある特別の場合に次の式が成立する。

α１ｍ＋αむ＋α１．　＝　ｔ　　　　　　　１８）ベ
クトル信号１を規定する式（揚はベタトル記号λｉ’ｉ
　　Ｋより次のように定義される。

λ１６１　：　α１１λＩ’Ｓ＋α１２λ２”２＋α１
１λ−８（７）未知点Ｉ’Ｔｉへのベクトルは、行拘演
算子ＬＫより次のようにも限定される。

ここに行列演算子りは次のように表３ｊＩされる。

ルａ、、ｅ、　、　ｅ、のＩ、Ｙ、Ｚ成分である。

ｔｌＩＮ６図に示す規準１ｉＩＱａ１に沿う単位ペタト
ル＠１は、次式６時 ５ｔ＝Ｊ１ｓｌ＝（ｅ１ｘ＋、ｅｌ、ｉ、ｅｌｇ）　　
　　　　ｎλ１；１ に従ってベクトル信号λｉ”１を正規化することによっ
て得られる。

ビデオカメ２１コが未知点ＰτＩＫ向かう規準ｆ！ゲ−
１に６い規準するように配置された時に角度φｉ＊’ｉ
　Ｃ’値をそれぞれ表わす角度センサーコＯａ、ＪＯＩ
）の出力信号は、一定される変量であ夛、これら０変量
は、角度変換に対する次の逆ベクトルを用いることによ
シ、次式１１　、　ｔａφｉ”　’　””−”ｉｇ　　
　　　　　Ｌ１２ を規定するために用いられる。

式ＩＩ　、　１１は、未知点ＰＴｌ０方に向かう単位ベ
タトルｅ１のＩ、Ｙ、Ｚ成分に−１，φ１を表わす角度
センサー１０＆、−〇ｂの出力信号を直接＃Ｃ関連させ
る。また弐〇、ｕは、管１１ｔ面ＪｔｌＣ対する識別装
置１００相対位置を示し、峙に未知点ｐ’ｒ１０率位ベ
クトルｅ１の方向を示す。

次に、未知ＡＰＴｉＫ指向し一定された角度φ１．＃１
から導出される単位ベタトル・１を、管板面Ｊｔ中にお
いての未知Ｏ管Ｊコｔｖｉ１７１１ｏ座標位ｔａ見ばＩ
、Ｙ座標又は行及び列Ｏ位置に変換することが必畳にな
る。この目的のため、次式％式％ のように１１板面３Ｋにおいての未知点Ｐτ１の座標位
置に一連されるβスカラーに従って単位ベクトルｅ１を
規定する。

大輪は、基準単位ベクトル・、、町、ｅｌ及びλｈλ１
．λＳの値によ〕ベクトル・１を定義する。基準単位ベ
クトルθ１．町、ｅ、は、センサーＪＯから得られた３
組Ｏ角度φ、＃ｌ；φｌ　ｅ　ａ、　；φ畠、−畠によ
〉それぞれ定義されるＯＪつの大綱及びこれから述べる
式（２）、旬、−を連立方寝式として解くこと（より、
λ１．λ２．λ、０値が導出畜れる。明らかなようにλ
、ｈ、λ、は、菖ｂ＃Ａに示す既知Ｏ距離ｄ１１　ｖ　
ｄｕ　ｅ　ｄＬｌ及び一定された角度１１＊’ｌ’φｌ
＋’ｆｆ１ｌφｓ、ｆ’ｓｏ銀の関数である０βは角度
−１゜０１により限定される単位ベクトルｅ１に角度φ
１゜ａｌ；φ！・０１：φ１・ａＩ及びλｌ・λ鵞−λ
１を関連させるスカラー量の組である。

上式（８）、（２））Ｋ示した行列演算子ＬＯ定義Ｋｌ
ｌ意して、式輪に示した各々の変換式は行列演算子りの
逆数即ちＬ−ｊ　Ｋよ〉割算され、次式１４が導かれる
。

１２ β１＝Ｌ・１　　　　　　　　　壷◆ ここにβ１は次式Ｑ９により定義される。

β１＝〔β１１．ββ１．βｓ１：］　　　　　８１次
に次大輪 によシ、ベクトルβ、１．β、１．β、１の先端が管板
面ＪＫ内にある特別の場合にスカラー演算子β１を変換
する。

式−の分母は次式ＩＩ に従った加算を表わしている。

弐ＵＫよるスカラーβ１から１１への変換により次式舖 １１ｉ＋β、１＋β、１＝ｌ　　　　　　　　鱒の条件
が確実に満たされると共に、べＩトル６１によ）定義さ
れる全ての点は管１［ＷＪ＃にあるように強制される。

このようにβ１は、φ１．−１の値と大輪から得た３つ
の次元のある値１−Ｉ、λ■町。

λ、ｅ、によ〕定義されるスカラーであ）、管板面ＪＩ
ＩＤコつの次元にこれらの値を関連させる０式（５）Ｋ
よ〕定義される行列演算子Ｐは管１［函３１ｏ既知点”
＠ｅ　ＰＴｍ　ｓ　”ｓ　を表現するｊＸＪＯ数字列又
は順序をもった集合（ｏｒｄｅｒθ（ｌ　５ｅｔ）であ
シ、次式ＩＩ ＰＴｌ　：　Ｆ、＃□　　　　　　　　　１嗜によシベ
クトル・１を管板面Ｊｓの点に関連させるために用いら
れる。ここにＦＴ、はベクトル６１によ〕指示される管
板面Ｊ　ｔ（ＤＸ　、Ｙ座標による未知点の座標位置で
ある。このように大輪は、・１を定義する一定された角
度−１，φ１と、管板面Ｊｔｊ／Ｃおける未知点のＸ、
Ｙ座標位置に対する（ＩＩ！定された角度−１ｅ’ｌ：
φ１θ、；φ、、θ、から導かれた）λ１．λ２．λ１
の計算された値との関係を表わしている。

第１図かられかるように、未知のスカラー即ち長さＯＲ
算子λ這、λ！、λ、は、既知の距離ｄ１１゜ｄＩｓ　
＋　ｄｕ又は６　’＜　１の関数であ）、ここに、ｋ、
ｊは距離ｄＯ先趨の点であ）、次式− （λに＋λ１−−λにλｊｃＯ１８（”ｃ、”ｊ））　
”＝　ｄｋｌ　　　　ｗにより表わされる。

距ＩＩ’　ｄＩｓ　ｅ　ｄ工、ｄｌ、についてＪっの式
の各々を連立方程式として解くことによ〕、λ３．λ１
．λ、の値が得られる。上述したように距離ｄ１”　ｓ
　ｌ１１ｍ　ｅ　ｄｔｌは、管Ｊ１−３４、管、７４−
４ｔＯ，管ダｏ−ｙ修の間の距離に対応している。式（
社）は距離λ、（０１，λ、＋０１゜λ、′。）の初期
推定値を想定したニュートンーラフラン法を用いて解か
れる・式Ｃ１１に従う距離式は初期推定値についての線
形ティラー級数によ）展開される。結果としての紐形方
程式はλ１の変分Δλ３．Δλ８．Δλ、について解か
れ、これらの変分は初期推定値に加えられる。こＯ手順
は躯れんに至るｔで反復される０妥当な推定値λ（０）
から出脅してλ１０値の小数点以下ｌｊ位家でＯ精縦を
得るためには、多くともｚｇＩｏ！Ｌ＊を豪することが
判明している。各回の反復の後に１Δλｋ（Ｏ）− ”ｋｌ　−”ｋＡ （ｏｌ　　　（０）”　　（０）’　　（０）　（０）
　　　　　　ｙ＊ｄｋノ＝（λｋ　十λＪ　−コλｋ　
λ１　　ｃｏｓ（・ｍ、ｅｉ））　　　　ｗによシ表わ
されるティツー展−から＊果する前回の推定値Ｋｍ見ら
れる。

記号ｃｏｏ（＠に、　＠１　）はベクトル＠ｘ　ｅ　ｅ
１０間Ｏ角ＷＩＯ余弦であり、轟該技術において周知の
ように、ベクトルｅｋ、ｅノの間の内積を取ることによ
シ導會出される。これらの余弦値は式−に挿入され、λ
１．λ１．λ１０値について解かれ、これらの値は管板
＠、３を内の未知Ｏ点Ｐ７１０Ｘ、！座標値を与えるた
めに、式ｔｌＫｍつてφ、＃０＄Ｉ定値と共に用いられ
る。式（２）を解くための反復法は、以下に！５！明す
るように１プログラム内蔵マイクロプロセツサ−１１に
よって行われるのに特別に適合している。

マイタロプロセッサー−２はプログラムを駅容したラン
ダムアク竜スメ峰す（ＲＡＭ）を有し、このプログラム
は周知のＲＡＳ工Ｃ言語で書かれ、既知点ＰＴｌ、　Ｆ
Ｔ、　、　ＰＴ、Ｏ関の既知０距離ｄＩｔ　＊　ｄｌｌ
　＃ｄｘｓ及び角度−１，φ１；０鵞、φ寓；−１．φ
１の組に基づいて基準ペタトルλ１．町；λ鵞＋ｅｆ　
＋λ１．・１を計算するいろいろのステップを実行する
と共に、角度竜７　＋　−Ｊ７ａ　、　ＪＯｂによる角
質＃１．φ１ｏ１１定値に基づいて未知点ＰＴＩの管板
面ＪＩＩＣおけるＸ、！座標の計算を実行する。

上記プログラムの一例によれば、入力サブルーチンによ
シ、ジンバル角度竜ンす−コＯＩＩ＃にレゾルバーから
の出力は変換器ｌデによ〉デジタル数に変換され、マイ
クロプロセッサ−ＪＪのボートに入力されるｏ特に、レ
ゾルバ−又は角度センサーコＯの出力信号によ〕、成る
基準点から位相角の固有ずれ角度を減算するステップを
動作させる。このずれ角変は、識別装置１０中に組込Ｉ
れた特別のセンサー−〇に依存する。

次のステップはマイクロプロセッサ−１１のポートを初
期設定するＯＣ！ＲＴコ夢上にメツセージをディスプレ
イさせ、基準Ｏ管２４１，２４．００又はビデ才力メツ
／Ｊをその行及び列の指標例えば／　、　／　；　／　
、　１００及びａｔ、参ＯｆＣよ〉職別して、作業員に
これらＯ管を職別することを指示する０次のステップに
よ）作業員は操縦かんＳＯを操作して３組の角度＃１．
φｌ＄Ｇ＊φ鵞＄’ｌｅφ膠を入力することができる。

ビデオカメラ／Ｊが各Ｊ＠規準された後、基準１ＩＪＩ
・に１９つた規準Ｏための角度信号０１．φ８、規準−
Ｊ４１Ｋｆ＆１つたＩＩ準Ｏための角度信号−１，φ■
及び規準線＃　ＤＩ　Ｋ　ａつた規準のための角度信号
−３，φ、の対応する角度組される。

次のステップは、式（２）Ｅｌつて単位ベクトル’１−
１ｅ”ｌ　（”＃”＠”成分を計算し、金部でｔつの数
値に対する各ペタシルＯためｔ）２つの威分の値を与え
る。次のステップで、ＲＡＭ中の既知のロケーションか
ら長さの掛算子即ちスカララーλ、（ｄｉ　、　λ−，
λ、（Ｃ４の初期推定値を呼出し、続くステップで第６
図に示す既知Ｏ距離ｄｕ　、”ｌａ。

ｄｕ　をマイクロプロセッサ−１１のＲＡＭから読出す
・次のステップは、一つのベクトルの内積を亀ることに
より単位べｊトル＠、、＠、、＠、Ｃ）間の角度の余弦
値を計算する。即ちベクトルスカラーの間の角度の余弦
は町、ｅ！に等しい。次に、最初に層定したスカラーλ
（ｑＯ値をディスプレイし、次のステップでは、ニュー
トンーラフラン法に従って式（２）、１００屓復解が行
なわれる〇特に、大輪に従って距離”ｋｌの最初の近似
が行（＠ なわれる。その彼、ｄｋＡ　−ｄｋｌＯ差が計算され、
その差Ｏ値を用いて、次のステップによυ、与えられた
距離ｅＬ１１　ｅ　”１１　ｅ　ｄｕ　を式ａＩＫ従っ
て限定式の行列が大部に従って形成され、続くステップ
で、サブルーチンに移ることくよりその反転が取られる
。このサブルーチンは、主な手続きに戻る前に周知のガ
ウスの消去法によ）反転演算が行なわれる。次のステッ
プによ）、Δλｋ。

Δλ１の未知の値について解くために式−の両辺に逆行
列が掛けられる。これらＯΔλに、Ａｌｊ。

値は上述したティラー展開において用いるべきものであ
る。次のステップでは、Δλの計算された。値瀘λの以
１０１１に加えられ、次Ｏステップでは、Δλに、Δ〜
の計算値の平方ＩＫが自乗され、その合計の平方機が計
算される・次に計算された和を任意の小さい値と比較し
、もしそＯ値よりも小さければ、反復誤差がλ８．λ寓
、λａＤ値の所望０Ｉ１１度を得るに足る低レベルＥ１
つたこと、即ち式＠ＩＫ従うＪつ０式がλ１　、λｌ　
＊λ、について解かれたことが知られる。次のステップ
では、各々のλ１．・１の値が求められ、それらＯ値は
１１について解くために大輪に代入される０次のステッ
プでは行列りが呼び出され、その後Ｏステップで呼出し
たサブルーチンにおいて５周知のｊクスの消去法Ｋ［い
そＯ反転が計算される〇プログラムは行列Ｌ　　ｅＱｌ
用によ〉未知点即ちＰＴｌの座標Ｏ計算を開始する０ベ
クトルｅｉは、その後のステップに始蒙って、次のよう
に呼出される。最初に、ベクトル・１のＸ、Ｙ、Ｚ成分
値と角ｆ−１，φ１についての角度センサーコ００出力
が計算され、それによ）上述した弐Ｉ、に従ってベクト
ル・１が定義される。次に弐軸に従ってベクトル・１と
行列Ｌ　との積を求めることによ多ベクＦル行列β１が
計算される。ベクトルスカラーβ１を特別の場會／ｉＫ
縮減して点Ｍ１．　？？、　。

ＦＴ、が管＊ｍ５ｔＫあるようにするため、弐■ら得た
座標値が計算される。最後のステップにおいて未知点Ｆ
Ｔｉの座標値が未知の管、ＦＪＯ行及び列の指標即ちＸ
、Ｙ値としてＯＲＴ　Ｊ　参上にディスプレイされる＠ 本発明の教示において、作業員の操作する操縦かんに応
答する制御部ＡＩをマイクロプロセンサーＪＪＫ適用す
るととによ〕、マイタロプロセッサーＪＪがジンバルモ
ーターｌＩ＆、／ｌｂを成る既知の位置の方に向けるこ
とが考えられる。この実施例においては、テイルテイン
グ及びパンニングの角度φ、＃はマイクロプロセッサー
ーーによシ設定され、第１ＩＩＯ貴施例に示したジンバ
ル角度センサーＪ０は不要に：するであろう。一本発明
Ｏ別の特徴によれば、マイクロプロセンサーＪＪはビデ
オテープレコーダ一に接続され、それによｆｉＵ字管選
択プロセス及び指示された座標値を容易に記鍮しておく
仁とができる。

本発明によ〕、従来のシステムに比べて著しく有利な識
別装置がＩｌ！供され６０本発−の識別位置は、作業員
が光源とイメージセンサーとの両方を操作する仁とを不
ｌ！にする０即も本発明Ｏ教示によれば作業員は単にビ
デオカメラの形の規準鉄量を操作するだけでよいｏｔｆ
：、＃ｌみ込んだ十字線は全て０１！＊に対してドリフ
）０ない基準を与え、ビデオカメラ、ビデオカメラ制御
部及びディスプレイ装置を含む入手の容品なビデオ機器
の使用を可能にする０同様にジンバルモーター及び童ン
サーも、マイクロプロセッサーコλによシ容易に処理可
能なデジタル出力信号を与える入手の容易な装置である
。マイタロ１０セツサーココは、ジンバル角Ｗ、信号を
行と夕・、のＩＩＩＬＫ変換する反復操作並びに管端を
含む基準面の計算を実行する。本発明による識別装置の
１１着な利点は、作業員が問題の管を簡単に見出だせる
ようにしたことによシ、放射線レベルの高いハウジング
又はチャネルヘッド内部の滞留時間が実質的に減少され
ることにある。

本発明はいろいろと変形して実施でき、上達した構成は
単なる例であｐ１本発明を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

第１！Ｅｌは、要素領域中０７つの要素上にビデオカメ
ラをＩＩ卑し、ビデオカメラ出力を用いてμ要素領域中
の該１つｏｉｉｉ素の位置特に座標位置を定めるための
、本発明の一実施例による識別装置を示す機能的なブロ
ック！ａｌｌ、第１図は１＠１図Ｏ識別値置に組み込す
れたモニターが見る９及び作業員がビデオカメラを上記
要素に対し規準することを可能にする十字線Ｏ像を示す
略図、第３Ａ図は原子炉の蒸気発生器の斜視図であり、
その内部に取り付けた多数の管を示す図、第３Ｂ図は第
３ム図の蒸気発生器のダチャネルヘッドの側面図、ＷＩ
ＪＪＣ図は第、？Ｂ図のチャネルヘッドの底面図であ夛
、特に入口管と出口管とマンホールとを示すｇ、ｇダ図
は本発明の規準装置を配置することができる原子炉の蒸
気発生器のチャネルヘッドを示す別の斜視図、第ｊ＠Ｉ
は第３ム〜３ｃ図、第ダＷｊＡに示す蒸気発生器の畳素
即ちＵ字管群並びにこれらＣ）Ｕ字管のうち１つを規準
し識別するように方内決めされる第１図に示すビデオカ
メラを示す斜視図、第６図は／＠０空関限定軸を示す説
明図であり、ｍｙ図に示すビデオカメラを要素群のうち
既知の要素であるＵ字管Ｋｌ！準することによ３１７本
の基準線を設定し、次にビデオカメラを要素群中の未知
ＯＩＩ素に規準するととによ）要素群０面における該未
知０賛嵩Ｏ位置を定めることを示す図である。 ＩＯ・・識別装置、ｌＪ・・ビデオカメラ（規準装置）
、コＯ・・シンバル角度センサー（方向検出装置）、コ
コ・・マイクロプロセッサ−（データ処理装置）、３コ
・・管（要素）、Ｊｌ　、３４１．４１０’・・基準線
、３ｇ・・領域、＃コＩ・・規準線、ＦＴ、　、　ＦＴ
、　、　ＦＴ、・・既知の位置、ＰＴＩ・・未知の位置
、−９φ・・角度０特許出願人　　　　ウェスチングツ
八ウスＯエレクトリック・コーポレーション 第３Ａ図 １ 笛３ＣＰ２１ ○○＼〜 ○Ｏ○゛＼

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 領域内に配置された複数の要素のうちの一要素を識別す
   る識別装置であって、諌複数の要素のうちの一要素と交
   差する規準線を限定し、鋏規準線が該１数の要素のうち
   どの一要素とも交差するように作業員により操作され得
   るように職付けられ、上記領域に対し成る未知の位置に
   可変に配することがで舎、それにより蚊未知の位置と上
   記領域との間に基準線を形成するようにした、規準装置
   と、上記規準線と基準線との間に含まれる角度を表わす
   角度信号を発信するために上記規準装置に結合された方
   向検出装置と、上記角度信号に応答し、上記規準装置に
   より規準された上記−要素の上記領域内においての位置
   を識別するためのデータ処理装置とを有することを特徴
   とする要素識別装置−