JPS6117004A

JPS6117004A - 位置制御方法および装置

Info

Publication number: JPS6117004A
Application number: JP60066429A
Authority: JP
Inventors: ハラルト・シユマールフス
Original assignee: Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH
Current assignee: Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH
Priority date: 1984-03-29
Filing date: 1985-03-29
Publication date: 1986-01-25
Also published as: GB2157525A; US4727179A; GB8508239D0; FR2562238B1; FR2562238A1; DE3411720A1; GB2157525B; BR8501376A; BE902046A; DE3411720C2

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】〔利用分野〕本発明は、原子力プラントの遮蔽された高放射能性セル
、特に、使用済核燃料の再処理プラントの大型セル（ホ
ットセルという）内で、対象領域の範囲内にあるプラン
ト部品の位置を制御する方法と装置に関する。

〔発明の背景〕

これらの型の位置制御は、個々のプラント部品の位置の
変化、判に、固定した基準システムに対する、年月の経
過により生じた位置の変化を測定する。ここでいう年月
の経過というのは約２５年以上のことである。これらの
製のシステムは、必ずしも完全自動で作動する必要はな
い。むしろ、（オペレータと装置との間で）対話形で行
われる手順や装置を使用することができる。しかしなが
らくここで基本的なことは、それらの手順（方法）や装
置を、人がホットセルへ入る必要がないようにレイアウ
トすることである。

再処理を中で行うホットセルの太き嘔は、例えば１１０
０Ｘ２５ｘ２０でめる。例えば、対象領域で生じる構成
部品の位置決定時の測定精度を１ｍに設定した場合、こ
れは、理論上、４０億個の測定点を管理する必要がある
ことを意味する。このような特性からみて、前述の技術
による適切な位置制御の方法と装置には、多くの条件を
つけなければならないことがわかる。例えば、ホットセ
ルに適した位置制御の方法と装置に対して、次の条件を
満たてねばならない。つまり、高度の測定精度乃至分解能（例えば±１　ｗａｓ　）測
定および監視七九それの大きな領域（１００ｘ２ｏｍ）できるだけ小さなメモリーの必要性測定条件の長期にわたる再現能力（長期間経過したデー
タの比較可能性）遠隔操作の可能性ホットセルのハードウェアに対しての付加的出費の最小
化できるだけ簡単々操作のような条件が満たされねばならない。

〔発明の概要〕

本発明は、かかる条件を可能とするための方法と装置を
提供するものである。

本発明によれば、順次移動する離間配置の２個の光学撮
像システムにより、対象領域を部分的に撮像することに
よって解決がなされる。これを行う場合、対象領域の２
個の異なる部分が各々対をなして撮像されるので、各々
の対をなした映像により、対象領域の各々の部分は、２
個の撮像システムのそれぞれを介して対応する表示（記
録）媒体に正確に表示される。各表示媒体は、対応した
撮像システムに付随している。更に、対をなした映像に
より、映像毎に少くとも１個の画面のポイントならびに
、各撮像システムのそれぞれの位置が探知される。つま
り測定される。そして、前述の測定位置から、撮像縮尺
を考慮して、対象のポイントの位置を探知でき、しかも
、それをそれ以前の時点で、同様の方法で探知した対象
のポイントの位置と比較する。

装置に関しては、少くとも２個の光学撮像システムを相
対的に移動自在な方法でかつ対象領域に合わせて調整で
きるように構成することによって解決をはかる。ここで
、各撮像システムの視野は、対象領域の１部分でるる。

更に、各光学撮像システムには、表示（記録）媒体、そ
れ自身の表示装置が付属する。更に、本発明に従った装
置は、２個の撮１象システムの位置をうまく変化させ得
るようにレイアウトした位置決め手段を有する。更に、
撮像シ゛ステムのそれぞれの位置を探知するために第１
測定手段がアシ、対象領域の各部分の映像毎に少くとも
１個の画面のポイントの位置を探知するだめに第２測定
手段がある。最後に、測定装置により決定される撮像シ
ステムの位置と対象のポイントの位置を決定するだめの
それぞれの画像のポイントとを評価する評価手段も配設
される。

従って、位置制御のために考えられる複数の方法と装置
から選択したものとして光学的波長で作動するシステム
があり、これによって、写真撮影原理に基づいてとった
映像をお互いに比較するようになっている。これによシ
格納（メモリー）に対する要求が少くてすむ。本発明に
よる方法は、従来の写真測量法を熟慮した上で、絶対座
標でなく、相対座標に依存する。この方法においては、
お互いに時間的経過の異なる映像を比較する時、基準点
が、全ての場合に必要な同一の測定精度であ仝か否かに
注意を払う必要がない。従って、本発明は長期にわたっ
て測定条件を確実に再現できる。

つまり、時間的経過が非常に異なるデータを比較可能に
する。又、ホットセル内におけるカメラの遠隔操作は、
たとえ目的は異なっても、すでに基本的には、本出願人
のドイツ公開牝許第３，１３８，４８４号から明らかで
あるので、遠隔制御操作も可能である。又、ホットセル
の中に絶対配置せねばならないものは撮像用カメラだけ
であって、残りの部品は外部に配置することができるの
で、操作をできるだけ簡単にする要件も満たされる。更
に、撮像７ステムや画面のポイントのそれぞれの位置を
測定器械で探知することも今日では同様に簡単な手段で
可能である。

各々表示媒体を備えた本発明による２個の移動できる別
個の撮像システムを使用することによって、簡単な装置
の確保と共に、高度の分解能、同時に、大きな測定領域
も保障される。この場合、撮像システムとして使用され
得るものは、普通の型の標準テレビカメラである。これ
らの型の標準テレビカメラは、実際上、最大Ｍ像度が５
００Ｘ７００ポイントであって、その結果、必要分解能
が画面のポイントにつき１＃ＩＩ＋の場合、一枚の映像
で約５００Ｘ７００　ｃｍの対象範囲上でしか計算でき
ないという欠点を有する。さて、相対的測定の場合、同
−映像内に少くとも２個の測定位置がなければならない
から、非常に離れた測定位置を探知せねばならないとき
は、一般に、そのような小石な測定範囲で目的を達成す
ることはできない。従って、その視野を、１０の係数で
拡大することが望ましい。しかしながら、５０００　Ｘ
　７０００の画面のポイント数をもつ標準撮像７ステム
は、少くとも今日では、経済的観点から製造でき々い。

そこで、この問題は、前述の２個の撮像７ステムを空間
的に移動すなわち変位できるように、竹にお互いに相対
的に移動できるように配置することによって解決される
。この装置によシ、撮像縮尺や分解能を悪化させること
なしに、遠隔の対象領域内の測定点を同時に探知するこ
ともできる。この２個の撮像システムの場合、対象領域
が部分毎に順次、対をなして撮像されるので、判大型撮
像システムで殆んど瞬間的に撮影したのと同じことにな
り、高度の分解能乃至解像度をもつ。

竹に、ホットセルの場合に原則として可能な基本的には
平たい観察領域に、対象領域を減少させる場合、２個の
撮像システムが１つの面だけを移動するので、竹に簡単
な撮像条件を達成できる。

制御コンピュータを使用することによって、本発明によ
る位置の制御は、大部分、自動的に行われ、オペレータ
は、所望の画面のポイントをマークする場合にしか、介
入する必要はない。この型の制御コンピュータは父、お
互いに異なる時点で、本発明により決定された対象のポ
イントの座標を自己駆動様式で比較するようになってい
る。

基本的には、両撮像システムを共通の取付装置に固定状
態で支持することができ、対象領域をうまく、対をなし
て走査できるように、この取付装置を全体として移動さ
せることもできる。しかしながら、一方の撮像システム
を固定状態に支持し、他方の撮像システムだけを可動状
態にする方が望ましい。こうすると、１方、又は他方の
撮像システムの位置だけを画像で測定すればよいという
効果がある。

データを迅速に処理し、この装置を簡単に操作できるよ
うにするために、これらの撮像システムは、テレビカメ
ラの原理に基づいて構成するのが好ましい。これと同じ
ことが表示（記録）媒体についてもあてはまり、これも
テレビの画面の原理、例えばブラウン管（陰極線管）の
原理に基づいて構成するのが良い。

本発明による位置制御は２個の撮像システムとそれに対
応する数の表示装置を使用するのが好ましい。この装置
をでより、本装置のコストも最低限に軽減でき、実際に
、１個の判大型撮像システムを使用したのと同じ程度と
なシ、分解能もそれに匹敵する。しかしながら、撮像７
ステムを３個以上使用し、光示媒体もそれに対応して増
やすようにすることも基本的には可能である。そうすれ
ば、分解能はそれだけ増す。

〔実施例〕

以下本発明を、添付図面に略示した実施例を参照して以
下に説明する。

図示の実施例において、ホン゛トセル１０の内部には、
平らで、機械的な位置決めテーブル３０が静止的に配置
されている。位置決めテーブル３０の上には、第１の半
導体式カメラ４０が静止的に配置されるとともに、第２
の半導体式カメラ４２が移動ないし変位できるようにし
て配置されている。第２の半導体式カメラ４２を変位可
能とするため、位置決めテーブル３０は相互に直交する
案内レール３２．３４を有している。図にはそのような
案内レールが２本だけ示されている。しかし、本質的に
、そのような案内レールを数本設けることができる。ま
た、これらの案内レールは必ずしも直交していなくても
よい。４これらの半導体式カメラ４０．４２は、プラント部品の
それぞれの位置の変化の決定のために供される。このた
めに、２つの半導体式カメラ４０゜４２や機械的位置決
めテーブル３０は、監視されるべきプラント部品から適
切な距離をへだてて配置きれる。監視されるべきプラン
ト部品の全体を、以下、対象領域と言う。

既に述べたように、半導体式カメラ４０　、４２それぞ
れの視野は、対象領域の一部をカバーするにすぎない。

２つの半導体式カメラ４０．４２の相互間での変位可能
性によって、・対象領域の全体を検知できる観察カメラ
が擬似的に７ミユレートでれる。従って、その観察カメ
ラは、用いた２つの半導体式カメラそれぞれの分解能す
なわち解像度をもつ。このシミュレートされた巨大なカ
メラの高い解像度は、次のことによって得られる。すな
わち、対象領域の全体が１つの映像で描かれるのではな
く、次々に作られる複数の対の映像゛で描かれることに
よって得られる。

本出願人の実験によれば、ソニー社のカメラを半導体式
カメラとして用いた場合、そのカメラは１５０ｔで４４
Ｘ２９Ｘ６７簡の寸法であるにも拘らず、３８０　Ｘ　
４９０画素の解像度が得られる。それでは、ＣＯＤチッ
プ上の画素寸法は、０．０２３　ｘ　Ｏ，０１３ｍとな
っている。それ故、位置決めテーブル３０上での２つの
半導体式カメラ４０．４２の位置決め精度は、それら相
互間では精密でなければならない。

若し、機械的な低精度のために高い画素解像度を無駄に
したくないなら、約０．０１０−の精密さが必要であろ
う。この程度の機械的位置決め精度は、今日ではそれ程
の困難なしに得られる。例えば、第２のカメラ４２を、
案内レール３２又は３４にそって、図示しない機械的駆
動装置でもって駆動することにより得られる。

２つの半導体式カメラ４０．４２の信号出力は、信号線
４４．４６を介してデュアルモニタ４８の制御入力端子
に接続される。デュアルモニタ装置４８は、第１の半導
体式カメラ４０の信号出力を入力として受ける第１モニ
タ５０と、第２の半導体式カメラ４２と同様に関係づけ
られた第２モニタ５２とから成っている。従って、対象
領域のうちから第１の半導体カメラ４０で撮像された部
分は第１モニタにうつし出ケれ、第２の半導体カメラ４
２で撮像された対象領域の部分は第２モニタ５２にうつ
し出場れる。デュアルモニタ装置４８は、信号線５６．
５８を介して、操作棒ユニットすなわちジョイスティッ
ク５４に接続されている。

ここでは、第１の操作棒６０が第１モニタ５０に結合ち
れ、第２の操作棒６２が第２モニタ５２に結合でれてい
る。これらの操作棒は、周知のやシ方で、モニタ上にマ
ーヤング・ポイントを付し、それらのポイントの位置を
映像スクリーン上で決定する働きをする。

第２の半導体式カメラ４２のＸ−Ｙ変位のだめの図示し
ない精密駆動の制御入力、デュアルモニタ４８の制御入
力、および操作棒ユニット５４の制御入力は、データ伝
送できるように、データ線？２，７４，７６．７８．８
０　　を介して制御コンビネータ７０に接続でれている
。このようにして、制御コンピュータは、２つの半導体
式カメラ４０（この第１のカメラの位置は一定である）
および４２の相対位置と、操作棒ユニット５４により２
つのモニタ５０．５２上にそれぞれマークされた２つの
測定点の位置との情報を受ける。制御コンピュータ７０
には各撮像動作の縮尺がストアきれてい　−る（図示の
実施例では縮尺は一定である）から、画面にマークされ
た対象のポイントの現実の場所が、従って対象のポイン
トの１方から他方までの間隔が、簡単な、幾何光学的計
算により前述のデータから求められる。このために、写
真測量で知られている方法を利用できる。

図示の装置における位置制御は、全体として、次のよう
にして行われる。２つの半導体式カメラ４０．４２は、
既知の撮像縮尺をもつそれぞれが“視野中に測定場所を
、すなわち対象視野のポイントを有するようにして、配
置される。外部の室２０に居るオペレータは、第１モニ
タ５０に第１の操作棒６０で第１の半導体式カメラ４ｏ
を通して見た測定場所の位置を入力し、第２モニタ５２
に第２の操作棒６２：ｒ：第２の半導体式カメラ４２を
通して見た測定場所の位置を入力する。また、コンピュ
ータ７０には、各測定場所に密接に関連した測定場所番
号が、例えば最初の２つの測定場所に対しては測定場所
番号ＡおよびＢがストアされ、更に、測定ＡおよびＢの
場所での画面に関連する半導体式カメラ４０．４２それ
ぞれの位置決めテーブル３０上での位置もストアされる
。制御コンピュータは、座標から場所ＡからＢへのベク
トルを決定する。それ故、各測定課程で、各測定場所に
伴う三次元座標、従ってここではベクトルＡＨを結ぶ座
標ａａａとｂｂｂがストアされるとともに、適用される
撮像縮尺がストアでれる。次に、２つのカメラからの位
置ＢおよびＣが観察てれ、同様のやり方で処理される。

このようにして、対象領域の全体が記録される。かくし
て、２つのカメラの位置から独立したベクトル場が得ら
れる。

このような様式のベクトル場の決定は写真測量で知られ
ている。尤も、写真測量では、対としての撮像による対
象領域の一連の記録ではなくて、対象領域の次の部分の
一連の記録が用いられる。ここで注意すべきことは、実
施例に示した撮像技術は、写真測量で知られている立体
撮影技術とは関係がない点である。

繰返し測定においても、上述の手順通りに進めることが
でき、ベクトル場は順次比較される。局所的移動、すな
わちホットセル内でのプラント部品側々の相対的な場所
の変位を、上記したようなベクトル場比較によって容易
に自動的に知ることができる。かかるベクトル場比較は
、既述の制御コンピュータ７０により行うと有利である
。なお、例えばホットセル全体の変位のような完全に包
括的移動をもまた知シたい場合には、絶対的基準点をス
トアする必要がおる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例による装置の概略図である。１０・・・・ホットセル、２０・・・・外部の室、３０
・・・・位置決めテーブル、３２　、３４・・・・案内
レール、４０．４２・・・・カメラ、４８・・・・デュ
アルモニタ装置、５０．５２・・・・モニタ、５４・・
・・操作棒ユニット、７０・・・・制御コンピュータ。特許出願人　　　　ドイツチェ・ゲゼルゾヤフト・フユ
ア・代理人　山川政樹（ｌｂ・２名）図面の浄書（内容に変更なし昭和　　　年　　　月　　　日特許庁長官殿　　　　　　　　　　　６ｏ、７．２５１
、事件の表示昭和ど０年特　　許願第ｇｇ、４．２ｑ号２、発明の名
称併置制衛１状査キム・怪鵞３、補正をする者事件との関係　　　　特　　　　許出願人６、補正の対
象図　　　　面

Claims

【特許請求の範囲】

（１）原子力プラントの遮蔽された高放射能性セル、特
に、使用済核燃料の再処理プラントの大型セル（ホット
セル）内で対象領域内に位置するプラント部品の位置を
制御する位置制御方法において、ａ）前記対象領域は、
少くとも２個の光学撮像システム（４０、４２）の特殊
移動により順次、部分的にかつそれらの各部分が組の映
像として撮像され、ｂ）各組の映像に対して、対象領域
の各部分は、撮像システム（４０、４２）それぞれに関
連した（同様の）記録媒体（５０、５２）に、撮像シス
テム（４０、４２）を通して正確に表示され、かつ両撮
像システム（４０、４２）の各々の位置は、少くとも１
個の画面のポイントとして測定され、ｃ）各々の撮像縮尺を考慮して、測定データから決定さ
れる対象のポイントの位置は、その対象の同一のポイン
トの位置に比較されるが、それより以前の時点ですでに
決定されているものに同様の方法で比較されることを特
徴とする位置制御方法。
（２）２つの撮像システム（４０、４２）が共通面（３
０）の範囲内でのみ移動することを特徴とする特許請求
の範囲第１項に記載の方法。
（３）対象領域として選択されるのは、基本的には平担
な領域であることを特徴とする特許請求の範囲第１項又
は２項に記載の方法。
（４）撮像システムとして使用されるのはテレビジョン
カメラの原理に基づいて構成された２個のカメラ（４０
、４２）であり、表示用（記録）媒体として使用される
のは２個の画面スクリーン（５０、５２）であり、制御
コンピュータ（７０）は、画面スクリーン（５０、５２
）の操作棒（６０、６２）の画面のポイントを測定する
ため、および撮像システムの位置と画面のポイントと撮
像縮尺とを共通に評価するために、使用されることを特
徴とする特許請求の範囲第１項〜第３項のいづれか１項
に記載の方法。
（５）原子力プラントの遮蔽された高放射能性セル、特
に、使用済核燃料の再処理プラントの大型セル（ホット
セル）内で、対象領域内にあるプラント部品の位置を制
御する装置であつて、ａ）少くとも２個の光学撮像システム（４０、４２）は
、お互いに移動可能な方法で配置され、対象領域に合わ
せて調整できるようになつており、ｂ）各撮像システム
（４０、４２）の視野は対象領域からの一部分のサイズ
のものであり、各撮像システム（４０、４２）はそれ自
身の表示装置（５０、５２）に関連しており、ｃ）撮像システム（４０、４２）の位置をうまく変える
ために配設された位置決め手段（３０、３２、３４、７
０）を有し、ｄ）撮像システム（４０、４２）の各位置を探知する第
１測定手段を有し、ｅ）対象領域の各部分の映像により少くとも１個の画面
のポイントの位置を記録する第２測定手段（５４）を有
し、ｆ）撮像システム（４０、４２）の位置と、映像により
記録された画面のポイントの位置と、その結果行われる
対象のポイントの位置の決定とを包括して処理する評価
手段（７０）を有することを特徴とする位置制御装置。
（６）前記評価手段（７０）は異なる時点で決定された
対象のポイントの位置を自動的に比較する比較手段を含
むことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の装置。
（７）撮像システム（４０）は固定状態に取付られるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第５項又は６項に記載の
装置。
（８）撮像システム（４０、４２）は一つの面で相対的
に移動できる状態に取付られることを特徴とする特許請
求の範囲第５項〜第７項のいづれか１項に記載の装置。
（９）撮像システム（４０、４２）は共通の取付け装置
（３０）に配置されることを特徴とする特許請求の範囲
第５項〜第８項のいづれか１項に記載の装置。
（１０）各撮像システム（４０、４２）はテレビジョン
カメラの原理に基づいて構成され、表示装置（５０、５
２）はテレビジョンの画面の原理に基づいて構成される
ことを特徴とする特許請求の範囲第５項〜第９項のいづ
れか１項に記載の装置。
（１１）第２測定手段は操作棒（６０、６２）を有する
ことを特徴とする特許請求の範囲第５項〜第１０項の少
くともいづれか１項に記載の装置。
（１２）評価手段（１０）は第１及び第２測定手段（６
０、６２）のアウトプットに接続した制御コンピュータ
であることを特徴とする特許請求の範囲第５項〜第１１
項のいづれか１項に記載の装置。