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論文

Plant maintenance and dismantling work support based on three-dimensional scanning technology

石井 裕剛*

International Electronic Journal of Nuclear Safety and Simulation (Internet), 4(2), p.97 - 104, 2013/06

コンピュータビジョンと微細加工技術の進展は、保守や解体作業環境の3次元モデリングのコストと困難さにて、大幅に遅延している。この論文では、3次元生成技術及びそれを可能にするアプリケーションの可能性についての最新の進捗を紹介している。

論文

Development of a tracking method for augmented reality applied to NPP maintenance work and its experimental evaluation

Bian, Z.*; 石井 裕剛*; 下田 宏*; 吉川 榮和*; 森下 喜嗣; 兼平 宜紀; 泉 正憲

IEICE Transactions on Information and Systems, E90-D(6), p.963 - 974, 2007/06

 被引用回数:3 パーセンタイル:68.28(Computer Science, Information Systems)

拡張現実感技術とは、作業対象物上にコンピュータグラフィックスによる作業情報を重ねて表示(重畳表示)させる技術で、作業員に作業の直感的理解を促すことができる。原子力発電プラントの定期検査の際にこの拡張現実感技術を用いて、作業に関連する情報を提示すれば、ヒューマンエラーの防止と作業の効率が上がると期待される。拡張現実感技術の実現に際しては、正確な位置・方向で重畳表示させるために、ユーザと情報提示対象物との位置・方向を求めるトラッキング技術が重要である。これまでマーカを用いたさまざまなトラッキング手法が提案されているが、原子力発電プラントへの適用を想定した場合、放射線の影響により、安全上作業対象物からできるだけ離れた位置の場合でもマーカの認識とトラッキング精度を確保しなければならないことである。本研究では、新たなトラッキング手法として、原子力発電所に多数存在する配管に着目し、その特徴を考慮して、配管や機器などに比較的貼りやすい縦長のラインコードマーカを開発した。本マーカを使用することで、作業対象物からの距離を遠方にしてもマーカの認識を確保できるようにした。本研究では、マーカを開発し、その評価実験を実験室で実施した。その結果、ユーザと作業対象物との距離が約10mの場合でも、約20cmの誤差範囲で認識することができ、従来のマーカよりも遠方でマーカを認識できることが確認された。

口頭

Development of a tracking method for augmented reality applied to NPP maintenance work and its experimental evaluation

Bian, Z.*; 石井 裕剛*; 泉 正憲

no journal, , 

拡張現実感技術とは、作業対象物上にコンピュータグラフィックスによる作業情報を重ねて表示(重畳表示)させる技術で、作業員に作業の直感的理解を促すことができる。原子力発電プラントの定期検査の際にこの拡張現実感技術を用いて、作業に関連する情報を提示すれば、ヒューマンエラーの防止と作業の効率が上がると期待される。拡張現実感技術の実現に際しては、正確な位置・方向で重畳表示させるために、ユーザと情報提示対象物との位置・方向を求めるトラッキング技術が重要である。これまでマーカを用いたさまざまなトラッキング手法が提案されているが、原子力発電プラントへの適用を想定した場合、放射線の影響により、安全上作業対象物からできるだけ離れた位置の場合でもマーカの認識とトラッキング精度を確保しなければならないことである。本研究では、新たなトラッキング手法として、原子力発電所に多数存在する配管に着目し、その特徴を考慮して、配管や機器などに比較的貼りやすい縦長のラインコードマーカを開発した。本マーカを使用することで、作業対象物からの距離を遠方にしてもマーカの認識を確保できるようにした。本研究では、マーカを開発し、その評価実験を実験室で実施した。その結果、ユーザと作業対象物との距離が約10mの場合でも、約20cmの誤差範囲で認識することができ、従来のマーカよりも遠方でマーカを認識できることが確認された。

口頭

原子力発電プラントの現場作業支援のための拡張現実感用トラッキング手法の開発と評価

石井 裕剛*; Bian, Z.*; 関山 友輝*; 下田 宏*; 吉川 榮和*; 泉 正憲; 兼平 宜紀; 森下 喜嗣

no journal, , 

拡張現実感技術とは、作業対象物上にコンピュータグラフィックスによる作業情報を重ねて表示(重畳表示)させる技術で、作業員に作業の直感的理解を促すことができる。原子力発電プラントの定期検査の際にこの拡張現実感技術を用いて、作業に関連する情報を提示すれば、ヒューマンエラーの防止と作業の効率が上がると期待される。拡張現実感技術の実現に際しては、重畳表示を正確な位置・方向を表示させるために、ユーザと情報提示対象物との位置・方向を求めるトラッキング技術が重要である。これまでマーカを用いたさまざまなトラッキング手法が提案されているが、原子力発電プラントへの適用に関しては、あまり研究されていなかった。これまで、著者らは原子力発電プラント内での使用を前提とする新トラッキング手法として配管に貼りつけるラインコードマーカを開発し、高精度のマーカの認識率を上げてきた。本研究では、複数のカメラとジャイロセンサを併用して、トラッキングを行うハイブリッとトラッキング技術を開発し、原子力発電プラント(ふげん)で評価実験を行った。その結果、トラッキングの範囲が、従来のトラッキング手法に比べて、3倍程度拡大された。

口頭

拡張現実感を利用した原子力発電プラントの解体支援手法の提案と評価

石井 裕剛*; 下田 宏*; Bian, Z.*; 中井 俊憲*; 泉 正憲; 森下 喜嗣; 兼平 宜紀*

no journal, , 

新型転換炉ふげん発電所(以下、ふげんという)で進めている拡張現実感技術を用いて解体にかかわる情報を現場において提供する「現場可視化システム」のプロトタイプシステムを開発した。本システムの解体作業への適用性を確認するため、ふげん内にある純水装置室のイオン塔を解体する模擬的なシナリオを作成し、ふげんの現場職員数名に適用して、その有効性を評価した。結果、3D-CADを使用した解体にかかわる情報の提供は、有効であることを確認し、さらに、本プロトタイプシステム上で3D-CADデータを切断する機能やその切断した3D-CADデータを記録・保存していくことは、解体作業の工程を管理していくうえで容易かつ効率的であるということを確認した。

口頭

ふげん発電所における現場可視化システムの開発,1; ハイブリッドトラッキング手法の開発

下田 宏*; 石井 裕剛*; 関山 友輝*; Bian, Z.*; 泉 正憲; 森下 喜嗣

no journal, , 

拡張現実感をプラント機器の保守や解体作業の支援に適用するためには、キーテクノロジーとなるトラッキング技術の開発が不可欠である。本研究では、複数のカメラとジャイロセンサを併用した新しいハイブリッドトラッキング手法を開発し、少ない数のマーカで広範囲のトラッキングを行うことを可能にした。

口頭

ふげん発電所における現場可視化システムの開発,2; 遺伝的アルゴリズムを用いたマーカ配置の最適化

石井 裕剛*; 下田 宏*; Bian, Z.*; 泉 正憲; 森下 喜嗣

no journal, , 

拡張現実感を利用する際に必須の技術となるトラッキングの精度は、環境に貼り付けるマーカの配置によって大きく変化する。トラッキングを行う必要がある領域が複雑な場合や、マーカを貼り付けられる場所が制限される場合等には、人手により最適なマーカ配置を見つけることは困難である。本研究では遺伝的アルゴリズムを用いてマーカ配置の最適化を行う手法を開発し、その効果をシミュレーションにより評価した。

口頭

Augmented reality applications for nuclear power plant maintenance work

石井 裕剛*; Bian, Z.*; 関山 友輝*; 中井 俊憲*; 下田 宏*; 泉 正憲; 森下 喜嗣

no journal, , 

拡張現実感技術は、原子力発電所の保守作業を効率的かつ安全に実施していくために有効な技術の一つである。本拡張現実感技術を現場での保守作業へ適用させるためには、現場での作業者の位置を同定するトラッキング技術の改善,ユーザインターフェースの改善,システムの有効性の評価とさまざまな技術について検討する必要がある。著者らは、これまでの研究で、これら各種の技術課題についての解決法を検討してきた。本検討の実施状況を報告する。

口頭

A Feasibility study of decommissioning support method by augmented reality

下田 宏*; 中井 俊憲*; 石井 裕剛*; Bian, Z.*; 泉 正憲; 森下 喜嗣

no journal, , 

新型転換炉ふげん発電所(以下、「ふげん」という)で進めている拡張現実感技術を用いて解体にかかわる情報を現場において提供する「現場可視化システム」のプロトタイプシステムを開発した。本システムの解体作業への適用性を確認するため、ふげん内にある純水装置室のイオン塔を解体する模擬的なシナリオを作成し、被験者による実験を通して、その有効性を評価した。その結果、3D-CADを使用した解体にかかわる情報の提供は、作業員が現場の状況を把握するうえで有効であることを確認し、さらに、本プロトタイプシステム上で3D-CADデータを現場の状況に合わせて更新できる機能は、解体作業の工程を管理していくうえで利便性があるということを確認した。

口頭

ふげん発電所における現場可視化システムの開発,3; 解体作業支援への応用

泉 正憲; 森下 喜嗣; 下田 宏*; 石井 裕剛*; 中井 俊憲*; Bian, Z.*

no journal, , 

新型転換炉ふげん発電所(以下、ふげんという)で進めている拡張現実感技術を用いて解体にかかわる情報を現場において提供する「現場可視化システム」のプロトタイプシステムを開発した。本システムの解体作業への適用性を確認するため、ふげん内にある純水装置室のイオン塔を解体する模擬的なシナリオを作成し、ふげんの現場職員数名に適用して、その有効性を評価した。その結果、3D-CADを使用した解体にかかわる情報の提供は、作業員が現場の状況を把握するうえで有効であることを確認し、さらに、本プロトタイプシステム上で3D-CADデータを現場の状況に合わせて更新できる機能は、解体作業の工程を管理していくうえで利便性があるということを確認した。

口頭

ARを用いた作業支援システムの開発

石井 裕剛*; 香田 有哉

no journal, , 

原子力発電所は他の産業プラントと比べて放射性物質で汚染した機器や構造物を有する特徴があり、廃止措置を安全かつ合理的に実施するためには、事前に作業計画を多角的に検討・作成し、解体現場において確実に実行することが重要である。このため「ふげん」では作業計画支援のひとつの方策として、計算機(PC等)を用いて現場画像とCG情報等を重畳表示させる拡張現実感技術(Augmented Reality以下、「AR技術」という。)を現場において活用する研究開発を京都大学と共同して実施している。本会議では、これまでに開発していたAR技術を用いた支援システムの一部を紹介する。

口頭

3次元再構成モデルと拡張現実感を用いた作業情報伝達システムの開発

原園 友規*; 木村 太郎*; 石井 裕剛*; 下田 宏*; 香田 有哉

no journal, , 

本件は、作業現場の3次元再構成モデルと拡張現実感(AR)技術を用いた情報参照システムの開発について、京都大学の学生がポスターセッションを実施するものである。情報参照システムは、解体作業における、作業計画立案者や作業員間の直感的な情報共有を可能にすることを目的として、作業現場の3次元再構成モデルを用い て、現場環境を様々な視点から確認して作業対象箇所を検討し、さらに、作業対象箇所の材質や稼働状況などの情報を書き込み、解体作業時にも共有できる作業支援システムである。

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