Development of a virtual reality simulator for the ITER blanket remote handling system

ITERブランケット遠隔保守システム用仮想現実シミュレータの開発

武田 信和; 角舘 聡; 中平 昌隆; 柴沼 清; Tesini, A.*

Takeda, Nobukazu; Kakudate, Satoshi; Nakahira, Masataka; Shibanuma, Kiyoshi; Tesini, A.*

ITERでは、DT反応によって生じる中性子が構造物を放射化するため、真空容器内機器の保守は遠隔装置によって実施する必要がある。遠隔装置を運用する際、保守対象機器あるいは真空容器との衝突回避は最重要課題である。このため、これらの機器の配置状況を把握することは必要不可欠であり、真空容器内における視覚情報を取得することが最も望ましい。しかし、高放射線環境下であることを考慮すると、カメラを設置することは難しく、また、保守対象機器と真空容器とのインターフェイスは対象機器自身あるいはほかの機器によって視線を遮られることが多いため、視覚情報のみによってこれらの接触状況を把握することは困難である。以上の理由から、真空容器内における各機器の位置情報等を把握するためのシミュレータは核融合における遠隔保守システムにおいて必要不可欠である。著者らは一般的な3Dロボットシミュレーションソフトウエアである"ENVISION"を用いて、ITERブランケット遠隔保守システム用シミュレータを構築した。シミュレータはITER工学設計活動期間中にブランケット保守システムの一部として開発されたマニピュレータの制御装置に接続されており、LANを通じて得られるモータの位置データを用いてマニピュレータとブランケットモジュールの位置を再現できる。さらにシミュレータは、ブランケットモジュールをスクリーン上で半透明にすることによりその背後で行われる接続操作を示す等、仮想的な視覚情報を提供することも可能である。また、実際の運転前に保守手順を確認することにも用いられる。

The maintenance activity in the ITER has to be performed remotely because 14 MeV neutron caused by fusion reaction induces activation of structural material and emission of ray. In general, it is one of the most critical issues to avoid collision between the remote maintenance system and in-vessel components. Therefore, the visual information in the vacuum vessel is required strongly to understand arrangement of these devices and components. However, there is a limitation of arrangement of viewing cameras in the vessel because of high intensity of ray. Furthermore, visibility of the interested area such as the contacting part is frequently disturbed by the devices and components, thus it is difficult to recognize relative position between the devices and components only by visual information even if enough cameras and lights are equipped. From these reasons, the simulator to recognize the positions of each devices and components is indispensable for remote handling systems in fusion reactors. The authors have been developed a simulator for the remote maintenance system of the ITER blanket using a general 3D robot simulation software "ENVISION". The simulator is connected to the control system of the manipulator which was developed as a part of the blanket maintenance system in the EDA and can reconstruct the positions of the manipulator and the blanket module using the position data of the motors through the LAN. In addition, it can provide virtual visual information, such as the connecting operation behind the blanket module with making the module transparent on the screen. It can be used also for checking the maintenance sequence before the actual operation.