JP2005049148A

JP2005049148A - Device for visualizing radiation dose rate distribution

Info

Publication number: JP2005049148A
Application number: JP2003204229A
Authority: JP
Inventors: Mitsuko Fukuda; 光子福田; Koji Oga; 幸治大賀; Hisahiro Kusumi; 尚弘楠見
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2003-07-31
Publication date: 2005-02-24

Abstract

【課題】放射線環境下の作業現場で放射線源の配置変化に応じて変化する放射線線量率分布の３次元分布を可視化する。
【解決手段】作業現場の構造物に関する３次元モデルを格納した記憶装置３を備え、作業者が撮像装置２で撮影した作業現場の画像と３次元モデルを照合し、作業によって生じた構造物の配置の変化を状況認識手段４で認識した上でモデル修正手段５で３次元モデルに反映し、その反映後の３次元モデルを使用して、作業現場の放射線線量率分布を推定し、さらに画像の撮影にあわせて推定した放射線線量率分布を作業員が携帯する表示装置８で作業員が可視化できる状態にする。
【選択図】図１The present invention visualizes a three-dimensional distribution of a radiation dose rate distribution that changes in accordance with a change in the arrangement of radiation sources at a work site in a radiation environment.
A storage device 3 storing a three-dimensional model related to a structure at a work site is provided, and an image of the work site photographed by an imaging device 2 by a worker is collated with the three-dimensional model, and a structure generated by the work is detected. The change in the arrangement is recognized by the situation recognizing means 4 and then reflected in the three-dimensional model by the model correcting means 5, the radiation dose rate distribution at the work site is estimated using the three-dimensional model after the reflection, and further the image The worker can visualize the radiation dose rate distribution estimated in accordance with the imaging using the display device 8 carried by the worker.
[Selection] Figure 1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線や放射性物質を取り扱う施設において、放射線環境下で行われる作業現場での放射線線量率分布又は作業員の被ばく量を可視化する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
放射線や放射性物質を取り扱う施設として、例えば、原子力発電所が存在する。その原子力発電所の放射線管理区域（以下、単に管理区域という。）内には放射性物質が内面に付着した機器や配管があり、放射線源になっている。その周辺で機器などの分解や点検の作業を行う場合、事前にその作業の作業現場の複数箇所で放射線線量率の計測を行って全体の放射線線量率分布を推定し、作業中の被ばく量が合理的な範囲に押さえられるように必要な放射線遮蔽物の設置計画や作業時間の配分などを行う。
【０００３】
また、放射線線量率分布から作業現場全体の線量率マップを作成し、作業者に提示する。これによって、目に見えない放射線の、作業現場内の放射線線量率分布の状態を知って、作業者自らも放射線線量率の高い場所を避けるよう心がけることで、放射線の不要な被ばくを避けている。
【０００４】
その線量率マップは一般に作業現場の床面と平行な面の略図を描き、その図上に放射線線量率の各強度に対応して等高線を描いたもので、視認性を良くするため、放射線線量率の範囲に応じた色で等高線の間を塗り分けて表示することが良く行われている。
【０００５】
しかし、その線量率マップは、あくまでも作業開始以前に計測した測定値から推測された放射線線量率分布を示すもので、作業中に放射線線量率分布が変化する可能性がある場合には、その線量率マップではその変化に対応できない。
【０００６】
そのような線量率マップの欠点を解消する方法として、作業現場に設置されたエリアモニタの計測値を利用して、線量率マップを自動的に更新するシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−２４８１３５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このシステムでは、放射性物質濃度の変化などで放射線源の線源強度だけが変化した場合の線量率分布変化を推定することは可能であるが、作業現場の機器・配管の分解・移動など、線源の配置等が変化した場合の放射線線量率分布変化には対応できない。
【０００９】
放射線管理区域内の作業現場での点検・保守作業においては、しばしば放射線源となっている機器や配管を分解したり、移動したりする作業が含まれる。したがって、作業前に計測した線量率から分布を推定する従来の方法では、作業中に放射線源となる機器・配管の分解・移動が発生した場合、実際の作業現場の放射線線量率分布は測定した時点とは変化してしまい、本当の分布は分からなくなる。
【００１０】
しかし、分解・移動する度に放射線線量率を計測して正確な線量率マップを作成しようとすれば、今度は計測作業を行う作業者の放射線被ばくが増大してしまう。
【００１１】
また、線量率マップはあくまで２次元の表示であるため、高さ方向の分布が表現できない。放射線源となる機器には高さがあり、配管は水平方向にも垂直方向にも敷設されているので、実際の作業現場の放射線の強度は高さ方向についても大きく変化している可能性があり、平面図で表すには限界がある。
【００１２】
本発明は、作業中に発生する機器・配管の分解・移動に伴う放射線線量率分布の変化を推定し、３次元空間内の線量率分布として視認できるようにすることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題を解決するための放射線線量分布の可視化装置は、放射線管理区域内に配置された複数の構造物の形状情報と、前記放射線管理区域内での前記構造物の配置情報と、前記構造物の材質情報と、前記構造物に対する放射性物質情報とを格納した記憶手段と、撮像装置から前記放射線管理区域内の前記構造物の撮影画像情報と、前記記憶手段に記憶されている形状情報及び前記配置情報を照合して前記構造物の形状及び配置のうちの少なくとも１つの変化を認識する認識手段と、前記撮影画像情報に含まれている前記変化が認識された前記構造物の前記形状情報及び前記配置情報のうちの少なくとも１つを修正する修正手段と、前記形状情報及び前記配置情報の内の少なくとも一つの修正後の情報及び前記材質情報並びに放射性物質情報に基づいて前記放射線管理区域内の放射線線量率を計算する線量率分布計算手段と、前記放射線管理区域内における前記撮像装置で撮影された領域の放射線線量率の画像を前記放射線線量率に基づいて作成する画像情報作成手段と、前記画像情報を表示する表示手段とを備えている。
【００１４】
このような本発明においては、作業現場である放射線管理区域内に存在する構造物の形状の情報と配置の情報と、撮像して取り込んだ作業現場の構造物の画像を照合することによって、作業の進行に伴って変化する構造物の配置変化又は形状変化を認識し、その認識結果を変化した対象の情報に反映し、変化後の各情報に基づいて放射線線量率分布を計算することによって、実際の作業現場の放射線線量率分布の推定を可能とする。
【００１５】
好ましくは、計算した放射線線量率の分布を画像として表示手段上で可視化することによって、作業現場の状況とともに線量率分布を見ることが可能になり、作業現場の放射線線量率分布が容易に把握できる。
【００１６】
更に好ましくは、撮影範囲に合成して計算した放射線線量率の分布の画像を表示することが有益である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を説明する。図１は本発明の実施例による放射線線量率可視化装置の構成の一例である。本実施例では、原子力発電所の放射線管理区域内の作業者が携帯可能な撮像手段として小型カメラを携帯することによって、作業者の目の前の作業空間の放射線線量率分布を可視化する構成の例である。以下、作業現場で作業者に放射線線量率の３次元分布を提示するまでの手順を順に説明する。
【００１８】
作業者は、放射線管理区域内の作業現場に撮像装置２および表示装置８を携帯する。図１の実施例では、表示装置８として、頭部に装着する小型の透過型ディスプレイを用いる。透過型ディスプレイは外光を通すと同時に入力された映像を表示する。撮像装置２にはＣＣＤカメラ等小型で軽量の装置を使用し、頭部に装着できるようにするのが望ましい。撮像装置２によって取り込まれた現場の画像は、まず、眼球位置・視野検出手段１に入力され、画像の解析によって作業者の目の位置および視野範囲を特定する。ここでは、解像度の高いＣＣＤカメラを使用し、作業現場内の壁，床，天井など移動する可能性の低い構造物にマーカを設置することによって作業現場内での特定を行う。
【００１９】
図２はここで使用するマーカの一例である。マーカは黒い縁どりのある四角形で、形のゆがみを防ぐために薄い板もしくは厚めのフィルムなどで製作し、壁，床，天井などに貼付けておく。このようなマーカを、カメラの画角から計算して常に少なくとも１つのマーカが画像に含まれるような間隔で設置する。マーカの色，形，文様自体にマーカの設置場所を示す情報を含めておくことで、画像からカメラの位置が逆算できる。
【００２０】
図２のマーカには、左側の領域マーカから情報を読出すためのガイド情報領域１０１，１０２、右側の領域に設置位置を示すデータ領域１０３がある。図３に、撮影した画像に含まれるマーカ領域を切り出した後、マーカから情報を読出す手順を示す。マーカ画像の周辺部から三角形の領域１０１を検出し（１１１）、この三角形の領域１０１が左上にくるようにマーカ画像を回転する（１１２）。これによって、画像の向きを訂正する。
【００２１】
次に、マーカ画像を拡大または縮小して規定のサイズに正規化する（１１３）。マーカ画像のサイズを正規化することによって、以降は予め定めた座標の画素を処理するだけで画像の処理が行えるので、データの読取り処理等が簡単になる。
【００２２】
次に、データ領域１０３を予め決められたセル配置に分割し（１１４）、分割したセルの色と、色に関するガイド情報の領域１０２の色の照合を行う。ここではセル配置を６行４列とし、各セルの領域は予め与えられた対角座標を元に認識する。セルの色は、領域内の画素をサンプリング（１１５）して得られた画素の色情報（ＲＧＢ値など）と、ガイド領域１０２の色を照合して、もっとも近いガイド領域の色をセルと色と判断する。ここではガイド領域の色が白と黒なので、セルの色も白または黒と判断される。この判断されたセルの色によって、セルの値を、例えば白なら０、黒なら１というように２値化する（１１６）。
【００２３】
全てのセルについて、色の照合を行うと、セルのならびは０と１のならびと解釈できる。そこで、上から８セルずつ、それぞれマーカの設置位置を２進数で表したＸ，Ｙ，Ｚ座標として解釈する（１１７）。図２の例に挙げたマーカ画像であれば、Ｘ，Ｙ，Ｚ座標がそれぞれ１２９，１６２，６５と読める。
【００２４】
図２は白と黒の２色でマーカを構成した例であるが、作業現場の照明環境で容易に区別のつく色であれば他の色の組み合わせでもよい。さらに、区別のつく範囲で色数を増やすことによって、同じ大きさのマーカで多くの情報を表現できる。例えば、２色だと、８マスのデータ領域で表現できるデータは２５６通りだが、４色使用するとその２５６倍のデータを表現できる。また、図２ではデータ領域の分割数を６×４としているが、分割数はカメラの分解能やマーカまでの最大距離，マーカに表示したい情報量などを勘案して調整する。
【００２５】
図４に、位置検出用マーカから読出した情報を利用して、作業者の目の位置を特定する処理手順を示す。まず、撮影された画像から位置検出に使用するマーカを選択する（１２１）。ただし、位置検出に使用するマーカは、データ領域から正常に位置情報が読出せるマーカとする。
【００２６】
撮影されたマーカの数が４つ以上の場合は、任意の３つのマーカの組み合わせの中から、３つのマーカの中心点を結んだ三角形の面積が最大になる組み合わせを選択する。マーカの数が３つ以下なら全てのマーカを使用する。
【００２７】
次に、マーカ画像の大きさを画像から割り出し、選択したマーカからカメラまでの距離を算出する（１２２）。マーカ画像の大きさは、壁に貼付けされたマーカの場合、マーカの中心を通る縦方向の長さとし、天井や床のマーカの場合はマーカの中心を通る横方向の長さとする。
【００２８】
ここで、特定の距離Ｌ０から位置検出用マーカを撮影した場合のマーカの大きさＳ０は既知であるとする。撮像装置２のレンズ等による画像の歪みを補正済みであるとすると、画像上の大きさがＳ１であるマーカＭ１からの距離Ｌ１は、
（Ｓ０／Ｓ１）×Ｌ０と推定される。
【００２９】
選択されたマーカからそれぞれの位置情報が得られているので、選択されたマーカＭ１，Ｍ２，Ｍ３の位置を中心とした半径Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の球面の交点としてカメラ位置が計算できる（１２３）。このとき、交点の座標は、計算上、マーカＭ１，Ｍ２，Ｍ３の位置を通る平面の両側の対称な２点が求まるが、マーカが壁や床などに貼付けされている状態であることを考慮して、その位置関係から適切な解を選択する（１２４）。
【００３０】
マーカが２つ以下の場合、マーカ中心からの距離だけではカメラ位置は２つの球面の交点によって定まる円周上の点、もしくは球面上の点になって、一意に定まらない。そこで、マーカ画像の歪みからマーカの面とカメラの角度を推定する（１２５）。例えば、壁に貼付けされたマーカであれば、マーカ画像の左右の辺の長さとマーカ画像の幅からマーカとカメラ位置の角度を推定する。推定した角度から、円周上あるいは球面上の妥当な点を選択する（１２６）。
【００３１】
カメラの位置が求まったなら、その座標を作業者の目の位置に変換する。カメラを常に所定の位置で携帯するようにしておけば、作業者の目の位置はカメラ位置の座標から簡単な演算で算出される（１２７）。
【００３２】
カメラ位置が推定できたら、それをもとに作業者の視野を判定する。視野の検出は、撮影した画像上のマーカが写っている位置と、画像の中心との距離から、例えば図５のような手順で視野の中心を推定する。撮影した画像の例を図１９に示す。視野の中心の推定は、まず、画像の中心点（２００）とマーカの中心位置（２０１）を通って画像を２分する線分Ｌを算出する（１３１）。次に、画像の中心（２００）からマーカ中心（２０１）までの距離Ｌ１と、画像上の線分Ｌの長さの比を求める（１３２）。
【００３３】
さらに、カメラ（２）の画角（２０２）を、先に算出した直線Ｌ上の画角（２０３）に換算する（１３３）。線分Ｌとカメラの中心を含む平面を切り取った模式図を図２０に示す。換算で求めた画角（２０３）と、先ほど計算したＬとＬ１の比から、画像の中心とマーカのなす角度（２０４）を求める（１３４）。
【００３４】
マーカ位置およびカメラ位置が既に計算できているので、カメラの撮影している方向のベクトル（２０６）は、カメラ位置からマーカ位置へ向かうベクトル（２０５）を、先に計算した画像中心とマーカのなす角度（２０４）で補正して求められる（１３５）。このとき、カメラの光軸と作業者が表示装置８の中央を見た時の視線が平行になるように装着するようにしておけば、作業者の視軸ベクトルが求まる（１３６）。作業者の視野は、求めた視軸を中心として一般的な人間の視野角を見込んだ領域として推定する（１３７）。
【００３５】
状況認識手段４は、作業現場の３次元モデルを格納した記憶装置３から構造物の３次元形状と配置のデータを取得し、取り込んだ画像と３次元モデルとの照合を行う。照合は画像のエッジ検出等から判定してもよいし、位置検出用に敷設したマーカと同様に、構造物用のマーカをつけておいてもよい。
【００３６】
図６に照合処理の概略フローを示す。照合処理に先立って、眼球位置・視野検出手段１で検出したカメラ位置と光軸の方向を利用し、３次元モデルをどこから見た画像と照合するかを限定する（１４１）。また、カメラの画角から撮影可能な範囲を限定する（１４２）。
【００３７】
これによって、画像と照合する３次元モデルの範囲を限定することができ、処理を高速化できる。画像との照合は、まず、照合範囲にある３次元モデルの各要素を〔未決〕とラベリングする（１４３）。次に、カメラ位置から見たときの見え方と、入力された画像を比較し、ある誤差範囲以内で形状と向きが一致するもののラベルを〔不動〕に書換え、画像の一致した部分を消去する（１４４）。次に、依然としてラベルが〔未決〕のままの３次元モデルの要素と、残っている画像について、３次元モデルの要素の位置と向きを変えながら照合し（１４５）、一致させることができた要素のラベルを〔移動・回転〕と書換え、画像と一致したときの位置と向きを記録する（１４６）。
【００３８】
この時点でラベルが〔未決〕のまま残った要素は、視野外に移動していると判断し、作業現場の最外周に移動したものと仮定して、位置と向きのデータをデフォルト値から生成する（１４７）。さらに、この時点で消去されず残っている画像があった場合、今度は視野外にある３次元モデルの要素を〔未決〕とラベリングし（１４８）、移動と回転によって画像と合致させることができる要素を探索する（１４９）。原則として、作業現場に持ち込まれる遮蔽物などの構造物は事前にモデル化されているものとする。これによって、視野内の構造物の配置の変化を認識する。
【００３９】
状況認識手段４の認識結果はモデル修正手段５によって、記憶装置３に格納されている３次元モデルに反映される。ここで、機器・配管の分解・移動によって修正される情報は主として配置データである。記憶装置３に格納された３次元モデルの３次元形状と配置のデータは、図７のように機器・配管が分解されうる単位に、データも分割して格納しておく。
【００４０】
例えば、バルブ−１（３１）が、弁箱と弁体と弁棒の３つに分解される場合、分解された部分それぞれに、例えば弁棒００１（３２）といった固有のＩＤを割り当て、弁棒００１に関連付けられたデータとして、弁棒の３次元形状のデータ（３３）、弁棒の配置データ（３４）を格納する。これによって、点検のためにバルブ−１を分解して、弁棒を別の位置に移動した場合、記憶装置３の弁棒００１の配置データ（３４）だけを書換えるだけでモデルが修正できる。
【００４１】
修正された３次元モデルを入力として、線量率分布計算手段６が、作業現場の放射線線量率の３次元分布を計算する。線量率分布計算には、３次元モデルの３次元形状，配置，物質属性の各データが参照される。物質属性のデータテーブルの例を図８に示す。物質属性データテーブルには、放射線分布計算に必要な構造物の物質密度と、放射性物質に関するデータ（放射性物質データ）が格納されている。本実施例で使用するテーブルの項目は、構造物を指定するオブジェクト欄（２１）、その構造物の部分構造を指定する部分形状欄（２２）、その構造物の物質密度（２３）、及び構造物が放射線源である場合には放射性物質データである核種（２４）、核種の存在する形態（２５）、及び線源強度（２６）がある。
【００４２】
例えば、作業現場の構造物の１つである配管−１の物質属性データを検索する際には、まず、オブジェクト欄から配管−１を検索し、さらにその構造物の部分形状欄を検索して、構造物の部分ごとに物質の密度，放射性物質データを得る。配管−１は部分形状として、本体と内部の２つに分けられており、本体の物質密度として７．８９９８ｇ／ｃｍ^３がテーブルから得られる。本体の核種（２４）欄にはデータが無いので、線量率分布計算手段６は、配管−１の本体部分は放射線源でないとして計算する。また、内部の物質密度０．９９８２ｇ／ｃｍ^３、放射性物質としてＣｏ−６０を含み、内部に均等に分散して存在し、その線源強度は配管−１の内部全体で５００Ｂｑである。配管−２の場合、本体についてのデータは配管−１と同じで、内部については物質密度０．００１２０２５ｇ／ｃｍ^３、放射性物質としてＣｏ−６０を含むが、放射性物質は内部の境界面に存在し、その線源強度は配管−２全体で２００Ｂｑである。
【００４３】
線量率分布計算手段６は、３次元モデルのデータから放射線源の計算モデルを生成し、また、物質密度と形状から作業現場の構造物による放射線の減衰量を計算して、空間内の各点における線量率を算出する。
【００４４】
放射線線量率の計算結果は、分布画像生成手段７で可視化する。分布画像生成手段では、まず、３次元モデルのデータと作業者の目の位置，視野範囲から、画像を生成すべき範囲を特定する。分布画像生成の手順の一例を図９に示す。本実施例では、表示装置８として、頭部に装着する透過型ディスプレイを用いる。
【００４５】
分布画像の生成では、まず、画像を生成する範囲を決定する（１５１）。画像を生成する範囲は、原則として、眼球位置・視野検出手段１で計算した作業者の視野である。ただし、ここでは表示装置８が小型のディスプレイであるので、図１０のように、一般的な人間の視野全域（１６１）を覆えない可能性がある。そのような視野角に制限のあるディスプレイ（１６３）を使用する場合には、ディスプレイを通して見える範囲（１６２）に分布画像の生成範囲を制限する。
【００４６】
画像の生成範囲が定まったならば、次にその範囲の放射線線量率強度を可視化した画像を生成する。ここでは線量率の可視化方法としてボリュームレンダリングで３次元空間に線量率に応じた着色を行う。可視化画像の生成は、まず、３次元モデルの形状と配置のデータから生成範囲にある作業現場の構造物を選択する（１５２）。次に、生成範囲の３次元空間をボクセルに分割し（１５３）、これと、眼球位置・視野検出手段１で求めた作業者の目の位置から見た、構造物の前後関係を判定する（１５４）。
【００４７】
次に、構造物より作業者の目の位置に近いと判定されたボクセルを選択し（１５５）、そのボクセルの中心の線量率に応じた色で塗りつぶす（１５６）。ボクセルの色は全て半透明色とする。ここで、塗りつぶす色と線量率の対応は、作業現場の空間全体の最大線量率をＤｍａｘとし、０からＤｍａｘが均等に所定のカラーバー（１６４）と対応するように、予め対応をつけておく。カラーバーは最も線量の低い部分で青、高い部分で赤というように、線量率マップの表示などで慣れ親しんだ配色にすると、線量率のレベルが認識しやすい。構造物はボクセルとの前後関係を判定するだけで、描画は行わない。従って、ここで生成される画像は図１１のような、半透明の雲のような画像だけで構造物は含まれない。
【００４８】
このようにして生成された画像は、表示装置８に入力されて作業者に提示される。表示装置８は透過型のディスプレイであるので、ディスプレイの向こうにある機器・配管・壁・床などがそのまま見え、放射線線量率分布の画像は、その上に重なった状態で見える。その結果、作業者には線量率分布が、実際の機器や配管などを着色された霧で覆ったように見える。これによって、作業者は常にどこが線量の高い領域で、どこが低い領域か視覚的に確認しながら作業ができるので、被ばく量を低く押さえられるような作業位置をより的確に見いだすことができる。
【００４９】
また、線量率とカラーバーの色とを対応付けるのではなく、所定の線量率を超える境界面を抽出し、その近傍のボクセルを赤や黄色など注意を喚起する色で塗りつぶす方法もある。この方法では、接近時に注意の必要な領域をより明確に示すことができる。
【００５０】
あるいはまた、作業現場の３次元空間を２分する境界面、例えば床に平行な面や作業員の前方の床に垂直な面など、任意の面の上で線量率マップのような等高線を描くことで線量率を可視化する方法もある。
【００５１】
本実施例では、作業者の目の位置も視軸の方向も画像処理によって検出することで、必要なハードウェアを最小に押さえている。
【００５２】
処理を行う各手段については、望ましくは作業者が容易に携行可能な小型計算機に集約して搭載するか、もしくは、別の場所に設置した計算機に搭載して、無線通信によって作業者の携行する撮像装置２および表示装置８と接続する。
【００５３】
また、作業現場内に、無線などで作業者の位置検出を行う装置の敷設が可能な場合は、眼球位置・視野検出手段１で位置検出用マーカを使用した画像処理ではなく、直接作業者の位置や姿勢を検出するように構成できる。また、本実施例では、視軸方向として撮像装置２から視野の中心へのベクトルを使用しているが、瞳孔の位置検出を行うデバイスを利用して、より直接的に視点の検出をする構成も可能である。
【００５４】
本実施例では頭部に装着するタイプの透過型ディスプレイを使用しているが、頭部に装着する以外のディスプレイや、透過型でないディスプレイも使用可能である。作業者が透過型でないディスプレイを使用した場合は、生成した分布画像と撮像装置２で取り込んだ画像を合成して表示すれば、本実施例に近い効果が得られる。
【００５５】
また、複数の作業者が同じ作業現場で作業する場合、各人の可視化装置の間で３次元モデルが共有されるように構成すれば、他の作業者によって、自分では見えないような位置で行われた機器・配管の分解・移動も随時３次元モデルに反映されるので、作業現場の状況と３次元モデルとの整合性がより確実になる。
【００５６】
図１２に別の実施例の構成を示す。図１２は、作業者が携行する線量計９から、作業者の位置での線量率の計測値を取り込み、分布補正手段１０で、線量率分布計算手段６で算出した分布を補正する場合の構成である。分布補正手段１０は、例えば、実測値と作業者の位置での推定値との差を、全体の分布に加減して、あるいは、実測値と推定値の比を乗じて補正する。
【００５７】
図１３にまた別の構成による実施例を示す。この実施例では、経過時間を計測する手段１１を備え、計測した経過時間と、作業者の位置から、作業者の被ばく量を推定する手段１２により、線量率分布から被ばく量の推定を行う。作業者の位置は、眼球位置・視野検出手段１で検出した作業者の目の位置から胸部などの位置として容易に推定できる。経過時間を計測する手段は、計算機が一般に持っているタイマ等が使用できる。
【００５８】
推定した被ばく量は、作業者の見ている表示装置８としてのディスプレイに表示する。あるいは、放射線管理部門などに設置された別のディスプレイ１３に表示する。推定した被ばく量を表示することによって、作業者が随時読出し可能な線量計を携帯していない場合でも、作業中の被ばく量の変化を把握できる。
【００５９】
図１４は、被ばく量を予測する機能を持った実施例の構成である。作業者に関して、予定している作業の実施位置と予測所要時間のデータベース１４を持ち、線量率分布計算手段６の算出した分布と、作業者が作業を予定している位置と予測所要時間から、作業被ばく量予測・推定手段１５が作業被ばく量を推定する。
【００６０】
つまり、経過時間から当該時点までの被ばく量を推定するのに加え、現在の線量率分布の条件下で残りの作業を実施すると、作業完了までにどれだけ被ばくするかを予測計算し、表示装置８に提示する。現時点までの推定被ばく量とともに、作業完了までの予測被ばく量を個別に、あるいは、合算して作業者に提示することによって、作業者は作業位置の変更や作業時間の短縮など、積極的に被ばく量を下げる対策を講じる動機付けが強化される。
【００６１】
図１５には、作業者ではない放射線管理者などの第三者が、複数の作業者の線量率分布と被ばく状況をモニタ可能できるようにした実施例を示す。この実施例においては、撮像装置２は作業現場全体が見渡せて、構造物の配置変化や作業者の位置が撮影できる場所に１台以上の撮像装置を設置する。作業者の位置は、撮影した画像から推定することもできるが、作業者が画像処理の困難な位置または姿勢になっても位置が特定できる点で、無線発信機等の位置検出手段を使用することが望ましい。
【００６２】
被ばく量の予測は、前記実施例の場合と同様の手順で行う。この実施例では、予測した結果を第三者に視認性よく提示するための手段として、全体画像生成手段１６を備える。カメラを複数設置して多地点から撮影した場合、取り込んだ映像のそれぞれに分布を合成した映像を生成するほかに、全体画像生成手段１６によって、作業現場を鳥瞰した画像を３次元モデルから生成し、生成した作業現場全体の画像と、線量率分布状況および作業者の被ばく量に関する情報を合成して表示する。個々のカメラで撮影されている領域の現在の分布を監視することもでき、また、全体画像を見ることで作業チーム全体の被ばく状況が一目で把握できる。
【００６３】
図１６に、作業現場全体を鳥瞰した全体画像の生成例を示す。全体画像では、作業現場の映像のかわりに、３次元モデルから生成した作業現場の構造物（１７１〜１７４）をＣＧで可視化し、構造物のＣＧに線量率分布（１７５）を合成して表示装置１３に表示する。また、現場にいる作業者をアイコン（１７６，１７７）で表示し、作業被ばく量の予測値（１７８，１７９）をアイコンの近傍に表示する。アイコンは立位と座位など作業者の姿勢に応じたアイコンを表示するようにしておくと、より状況がわかりやすく表示できる。放射線管理者は入力装置１７を介して指定のカメラからの映像と分布を合成した画像か、３次元モデルから生成した全体画像に線量率分布と作業被ばく量関連の情報を合成した画像かを選択して表示させる。
【００６４】
作業者を表すアイコン（１７６，１７７）は、作業者ごと又は作業チームごとに色等を変えて表示すると、作業者ごと又は作業チームごとの被ばく状況が把握しやすい。
【００６５】
図１７には形状の表示によって被ばく量関連の情報を可視化した全体画像の例を示す。ここでは作業者の位置にアイコンではなく、球（１８１，１８２）を表示している。球の大きさがその位置での作業時間で、色が作業被ばく量の予測値のレベルを示す。この方法で表示すると、作業被ばく量の大きな作業が色によって一目で分かり、球の大きさによって作業時間の長短が分かるので、作業時間の短縮によって作業被ばく量の低減が可能かが一目で把握できる。
【００６６】
図１８はまた別の形状で被ばく量関連情報を可視化した全体画像の例である。ここでは、作業者を円柱（１９１，１９２）で表示し、円柱の太さで作業時間を、円柱の高さで作業被ばく量を示している。また、円柱の濃色の部分が実際に経過した時間の割合を、淡色の部分が予定されている残りの作業時間の割合を示す。この方法では、円柱の高さによって各作業者の被ばく量の多寡が直感的に把握でき、作業チーム内の被ばく量の偏りが一目で把握できる。また、円柱の形状だけで被ばく量と作業時間が把握できるので、作業現場全体を覆った形で放射線線量率分布を可視化した画像と併用するのに適する。
【００６７】
本発明の各実施例によれば、作業現場に存在する構造物の３次元形状データと配置、および、材質からなる作業現場の３次元モデルと、撮像装置によって取り込んだ画像を照合することによって、作業の進行に伴って変化する構造物の配置変化を３次元モデルに反映し、修正されたモデルに基づいて放射線線量率分布を計算することによって、実際の作業現場の放射線線量率分布を推定し、常に作業現場の状況と合致する放射線線量率分布の可視化を可能とする。また、計算した放射線線量率の３次元分布を撮影した画像範囲に合わせて可視化することによって、実際の状態とともに線量率分布を見せることが可能になり、作業現場の線量率分布が容易に把握できるようになる。
【００６８】
【発明の効果】
本発明によれば、実際の作業現場の放射線線量率分布を推定し、常に作業現場の状況と合致する放射線線量率分布の可視化を可能と出来るので、実際の状態の放射線線量率分布を認識することが可能になり、実際の作業現場の線量率分布が容易に把握できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による放射線線量率の可視化装置の構成図である。
【図２】作業位置検出用に布設する位置検出用マーカの一例示図である。
【図３】位置検出用マーカからの情報読出し手順の処理フロー図である。
【図４】位置検出用マーカから作業位置を特定する手順の処理フロー図である。
【図５】位置検出用マーカから作業者の視野を推定する手順の処理フロー図である。
【図６】３次元モデルと画像との照合の概略フロー図である。
【図７】３次元モデルのデータの格納構造の例示図である。
【図８】３次元モデルの物質属性のデータを格納するデータテーブルの例示図である。
【図９】分布画像生成の概略処理フロー図である。
【図１０】作業者の視野を覆いきれないディスプレイを使用する場合の視野範囲の制限の模式図である。
【図１１】生成される線量率分布の可視化画像の例示図である。
【図１２】測定値による線量率の補正機能のある実施例の構成図である。
【図１３】被ばく量の推定機能のある実施例の構成図である。
【図１４】作業被ばく量予測機能のある実施例の構成図である。
【図１５】作業被ばく量予測管理機能のある実施例の構成図である。
【図１６】作業被ばく量管理用全体画像の例示図である。
【図１７】作業被ばく量管理用全体画像の別の例示図である。
【図１８】作業被ばく量管理用全体画像のさらに別の例示図である。
【図１９】視野の中心を推定しようとする画像の例示図である。
【図２０】視野の中心を推定する方法の模式図である。
【符号の説明】
１…眼球位置・視野検出手段、２…撮像装置、３…記憶装置、４…状況認識手段、５…３次元モデルの修正手段、６…線量率分布計算手段、７…分布画像生成手段、８…表示装置。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for visualizing a radiation dose rate distribution or an exposure dose of a worker at a work site performed in a radiation environment in a facility that handles radiation or a radioactive substance.
[0002]
[Prior art]
As a facility that handles radiation and radioactive materials, for example, a nuclear power plant exists. Within the radiation control area of the nuclear power plant (hereinafter simply referred to as the control area), there are equipment and pipes with radioactive materials attached to the inner surface, which are radiation sources. When disassembling or inspecting equipment in the vicinity, the radiation dose rate is measured in advance at multiple locations on the work site to estimate the overall radiation dose rate distribution. The necessary radiation shielding installation plan and work time allocation will be made so that it can be kept within a reasonable range.
[0003]
In addition, a dose rate map of the entire work site is created from the radiation dose rate distribution and presented to the operator. In this way, knowing the state of the radiation dose rate distribution of invisible radiation within the work site, the workers themselves try to avoid places with high radiation dose rates, thereby avoiding unnecessary radiation exposure. .
[0004]
The dose rate map is generally a schematic drawing of a plane parallel to the floor at the work site, and contour lines corresponding to each intensity of the radiation dose rate are drawn on the map. It is often performed that the contour lines are separately displayed with colors according to the rate range.
[0005]
However, the dose rate map shows the radiation dose rate distribution estimated from the measured values measured before the start of work. If there is a possibility that the radiation dose rate distribution may change during the work, the dose rate map The rate map cannot cope with that change.
[0006]
As a method for solving such a drawback of the dose rate map, there is known a system that automatically updates the dose rate map using a measurement value of an area monitor installed at a work site (for example, Patent Documents). 1).
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-8-248135
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, with this system, it is possible to estimate the change in dose rate distribution when only the radiation source intensity changes due to changes in radioactive material concentration, etc., but disassembly and movement of equipment and piping at the work site, etc. The radiation dose rate distribution cannot be changed when the radiation source layout changes.
[0009]
Inspection / maintenance work at the work site in the radiation control area often includes work of disassembling or moving equipment and piping that are radiation sources. Therefore, in the conventional method of estimating the distribution from the dose rate measured before work, the radiation dose rate distribution at the actual work site was measured when the equipment or piping that became the radiation source was disassembled or moved during the work. It changes from the point in time, and the true distribution is lost.
[0010]
However, if an attempt is made to create an accurate dose rate map by measuring the radiation dose rate every time it is disassembled or moved, the radiation exposure of the worker who performs the measurement operation will increase.
[0011]
Further, since the dose rate map is a two-dimensional display to the last, the distribution in the height direction cannot be expressed. The radiation source equipment has a height, and the piping is laid in both the horizontal and vertical directions, so the radiation intensity at the actual work site may vary greatly in the height direction. Yes, there is a limit to represent it in a plan view.
[0012]
It is an object of the present invention to estimate a change in radiation dose rate distribution accompanying disassembly / movement of equipment and piping generated during work so that it can be visually recognized as a dose rate distribution in a three-dimensional space.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
An apparatus for visualizing a radiation dose distribution for solving the problems of the present invention includes: shape information of a plurality of structures arranged in a radiation management area; arrangement information of the structures in the radiation management area; Storage means for storing material information of the structure and radioactive material information for the structure, photographed image information of the structure in the radiation management area from the imaging device, and shape information stored in the storage means Recognizing means for recognizing at least one change in shape and arrangement of the structure by comparing the arrangement information, and the shape of the structure in which the change included in the captured image information is recognized Correction means for correcting at least one of the information and the arrangement information, at least one of the shape information and the arrangement information after correction, the material information, and the radioactive substance A dose rate distribution calculating means for calculating the radiation dose rate in the radiation control area based on the information, and an image of the radiation dose rate of the region imaged by the imaging device in the radiation control area based on the radiation dose rate Image information creating means for creating the image information, and display means for displaying the image information.
[0014]
In the present invention as described above, the information on the shape of the structure and the information on the arrangement of the structure existing in the radiation control area that is the work site are collated with the image of the structure of the work site that is captured and captured. By recognizing the change in the arrangement or shape of the structure that changes with the progress of the process, reflect the recognition result on the information of the changed object, and calculate the radiation dose rate distribution based on each changed information, Enables estimation of radiation dose rate distribution at actual work sites.
[0015]
Preferably, the calculated radiation dose rate distribution is visualized on the display means as an image, so that the dose rate distribution can be seen together with the situation at the work site, and the radiation dose rate distribution at the work site can be easily grasped. .
[0016]
More preferably, it is beneficial to display an image of the radiation dose rate distribution calculated by combining with the imaging range.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Examples of the present invention will be described below. FIG. 1 shows an example of the configuration of a radiation dose rate visualization apparatus according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, the radiation dose rate distribution in the work space in front of the worker's eyes is visualized by carrying a small camera as an imaging means that can be carried by the worker in the radiation control area of the nuclear power plant. It is an example. Hereinafter, the procedure until the worker is presented with the three-dimensional distribution of the radiation dose rate at the work site will be described in order.
[0018]
The operator carries the imaging device 2 and the display device 8 at a work site in the radiation management area. In the embodiment of FIG. 1, a small transmissive display attached to the head is used as the display device 8. The transmissive display displays the input image simultaneously with the passage of external light. It is desirable to use a small and lightweight device such as a CCD camera for the imaging device 2 so that it can be worn on the head. The on-site image captured by the imaging device 2 is first input to the eyeball position / field-of-view detection means 1, and the position and field-of-view range of the operator are specified by analyzing the image. Here, a high resolution CCD camera is used, and a marker is placed on a structure that is unlikely to move, such as a wall, a floor, or a ceiling in the work site, thereby performing identification in the work site.
[0019]
FIG. 2 is an example of the marker used here. The marker is a square with a black edge and is made of a thin plate or thick film to prevent distortion of the shape, and is affixed to the wall, floor, ceiling, etc. Such a marker is calculated from the angle of view of the camera and is always installed at an interval such that at least one marker is included in the image. By including information indicating the marker location in the marker color, shape, and pattern itself, the camera position can be calculated backward from the image.
[0020]
The marker in FIG. 2 includes guide information areas 101 and 102 for reading information from the left area marker, and a data area 103 indicating the installation position in the right area. FIG. 3 shows a procedure for reading out information from the marker after cutting out the marker area included in the photographed image. A triangular area 101 is detected from the periphery of the marker image (111), and the marker image is rotated so that the triangular area 101 is at the upper left (112). This corrects the orientation of the image.
[0021]
Next, the marker image is enlarged or reduced and normalized to a prescribed size (113). By normalizing the size of the marker image, it is possible to process the image only by processing pixels having predetermined coordinates thereafter, so that the data reading process is simplified.
[0022]
Next, the data area 103 is divided into predetermined cell arrangements (114), and the color of the divided cells is compared with the color of the area 102 of the guide information related to the colors. Here, the cell arrangement is 6 rows and 4 columns, and the area of each cell is recognized based on diagonal coordinates given in advance. The color of the cell is obtained by comparing the color information (RGB value, etc.) of the pixel obtained by sampling (115) the pixels in the area and the color of the guide area 102, and the color of the closest guide area is the color of the cell. Judge. Here, since the color of the guide area is white and black, the color of the cell is also determined to be white or black. Depending on the determined cell color, the cell value is binarized, for example, 0 for white and 1 for black (116).
[0023]
When color matching is performed for all cells, the cell order can be interpreted as 0 and 1 order. Therefore, each of the eight cells from the top is interpreted as an X, Y, Z coordinate representing the marker installation position in binary number (117). In the case of the marker image shown in the example of FIG. 2, the X, Y, and Z coordinates can be read as 129, 162, and 65, respectively.
[0024]
FIG. 2 shows an example in which the marker is configured with two colors of white and black, but other colors may be combined as long as they are easily distinguishable in the lighting environment of the work site. Furthermore, by increasing the number of colors within a distinguishable range, a large amount of information can be expressed with markers of the same size. For example, in the case of 2 colors, there are 256 types of data that can be expressed in the data area of 8 squares. However, if 4 colors are used, 256 times the data can be expressed. In FIG. 2, the number of divisions of the data area is 6 × 4, but the number of divisions is adjusted in consideration of the resolution of the camera, the maximum distance to the marker, the amount of information to be displayed on the marker, and the like.
[0025]
FIG. 4 shows a processing procedure for specifying the position of the worker's eyes using the information read from the position detection marker. First, a marker used for position detection is selected from the photographed image (121). However, the marker used for position detection is a marker that can normally read position information from the data area.
[0026]
When the number of photographed markers is four or more, a combination that maximizes the area of a triangle that connects the center points of the three markers is selected from a combination of arbitrary three markers. If the number of markers is 3 or less, all markers are used.
[0027]
Next, the size of the marker image is determined from the image, and the distance from the selected marker to the camera is calculated (122). The size of the marker image is the vertical length passing through the center of the marker in the case of a marker attached to the wall, and the horizontal length passing through the center of the marker in the case of a marker on the ceiling or floor.
[0028]
Here, it is assumed that the marker size S0 is known when the position detection marker is photographed from the specific distance L0. Assuming that the distortion of the image by the lens of the imaging device 2 has been corrected, the distance L1 from the marker M1 whose size on the image is S1 is
It is estimated that (S0 / S1) × L0.
[0029]
Since the respective position information is obtained from the selected marker, the camera position can be calculated as the intersection of the spherical surfaces of the radii L1, L2, and L3 with the position of the selected marker M1, M2, M3 as the center (123). . At this time, as the coordinates of the intersection point, two symmetrical points on both sides of the plane passing through the positions of the markers M1, M2, and M3 are obtained in the calculation, but it is considered that the marker is in a state of being attached to a wall or a floor. Then, an appropriate solution is selected from the positional relationship (124).
[0030]
When the number of markers is two or less, the camera position becomes a point on the circumference determined by the intersection of the two spherical surfaces or a point on the spherical surface and is not uniquely determined only by the distance from the marker center. Therefore, the angle between the marker surface and the camera is estimated from the distortion of the marker image (125). For example, in the case of a marker attached to a wall, the angle between the marker and the camera position is estimated from the length of the left and right sides of the marker image and the width of the marker image. An appropriate point on the circumference or sphere is selected from the estimated angle (126).
[0031]
Once the camera position is determined, the coordinates are converted to the position of the operator's eyes. If the camera is always carried at a predetermined position, the position of the operator's eyes is calculated by simple calculation from the coordinates of the camera position (127).
[0032]
If the camera position can be estimated, the visual field of the worker is determined based on the estimated camera position. For the detection of the visual field, the center of the visual field is estimated from the distance between the position of the marker on the photographed image and the center of the image, for example, according to the procedure shown in FIG. An example of a photographed image is shown in FIG. To estimate the center of the visual field, first, a line segment L that bisects the image through the center point (200) of the image and the center position (201) of the marker is calculated (131). Next, the ratio of the distance L1 from the center (200) of the image to the marker center (201) and the length of the line segment L on the image is obtained (132).
[0033]
Further, the angle of view (202) of the camera (2) is converted into the angle of view (203) on the straight line L calculated previously (133). FIG. 20 shows a schematic diagram obtained by cutting a plane including the line segment L and the center of the camera. The angle (204) formed by the center of the image and the marker is obtained from the angle of view (203) obtained by conversion and the ratio of L and L1 calculated earlier (134).
[0034]
Since the marker position and the camera position have already been calculated, the vector (206) of the direction in which the camera is shooting is obtained by forming the vector (205) from the camera position to the marker position with the previously calculated image center and the marker. It is obtained by correcting with the angle (204) (135). At this time, if the optical axis of the camera is mounted so that the line of sight when the operator looks at the center of the display device 8 is parallel, the visual axis vector of the worker can be obtained (136). The worker's field of view is estimated as a region that anticipates a general human viewing angle centered on the obtained visual axis (137).
[0035]
The situation recognition means 4 acquires the three-dimensional shape and arrangement data of the structure from the storage device 3 storing the three-dimensional model of the work site, and collates the captured image with the three-dimensional model. The collation may be determined from image edge detection or the like, or a structure marker may be provided in the same manner as a marker laid for position detection.
[0036]
FIG. 6 shows a schematic flow of the collation process. Prior to the collation processing, the camera position detected by the eyeball position / field-of-view detection means 1 and the direction of the optical axis are used to limit where the three-dimensional model is collated with the image viewed from (141). Further, the range that can be photographed is limited from the angle of view of the camera (142).
[0037]
Thereby, the range of the three-dimensional model to be collated with the image can be limited, and the processing can be speeded up. For collation with an image, first, each element of the three-dimensional model in the collation range is labeled [undecided] (143). Next, the appearance when viewed from the camera position is compared with the input image, the label whose shape and orientation match within a certain error range is rewritten as [immovable], and the matching part of the image is deleted (144). Next, the elements of the 3D model whose label is still [undecided] and the remaining image are collated while changing the position and orientation of the elements of the 3D model (145), and can be matched. The label is rewritten as [Move / Rotate], and the position and orientation when it coincides with the image are recorded (146).
[0038]
At this point, the elements whose label remains [Undecided] are judged to have moved out of the field of view, and the position and orientation data are generated from the default values, assuming that they have moved to the outermost periphery of the work site. (147). Furthermore, if there is an image that remains unerased at this point, the element of the three-dimensional model that is out of the field of view can be labeled [undecided] (148) and matched with the image by movement and rotation. The element is searched (149). As a general rule, it is assumed that structures such as shields brought into the work site are modeled in advance. Thereby, a change in the arrangement of the structures in the field of view is recognized.
[0039]
The recognition result of the situation recognition unit 4 is reflected on the three-dimensional model stored in the storage device 3 by the model correction unit 5. Here, the information corrected by the disassembly / movement of the equipment / pipe is mainly arrangement data. The data of the three-dimensional shape and arrangement of the three-dimensional model stored in the storage device 3 is also divided and stored in units that can be disassembled as shown in FIG.
[0040]
For example, when the valve-1 (31) is disassembled into three parts, that is, a valve box, a valve body, and a valve stem, a unique ID such as a valve stem 001 (32) is assigned to each of the disassembled parts. As data associated with 001, three-dimensional shape data (33) of the valve stem and arrangement data (34) of the valve stem are stored. Thus, when the valve-1 is disassembled for inspection and the valve stem is moved to another position, the model can be corrected by rewriting only the arrangement data (34) of the valve stem 001 of the storage device 3.
[0041]
Using the corrected three-dimensional model as an input, the dose rate distribution calculation means 6 calculates the three-dimensional distribution of the radiation dose rate at the work site. The dose rate distribution calculation refers to each data of the three-dimensional shape, arrangement, and substance attribute of the three-dimensional model. An example of the substance attribute data table is shown in FIG. The substance attribute data table stores the substance density of the structure necessary for the radiation distribution calculation and data related to the radioactive substance (radioactive substance data). The items of the table used in this embodiment are an object column (21) for designating a structure, a partial shape column (22) for designating a partial structure of the structure, a material density (23) of the structure, and a structure. When the object is a radiation source, there is a nuclide (24) which is radioactive material data, a form in which the nuclide exists (25), and a source intensity (26).
[0042]
For example, when retrieving the material attribute data of piping-1 which is one of the structures at the work site, first, piping-1 is retrieved from the object column, and further the partial shape column of the structure is retrieved. Obtain material density and radioactive material data for each part of the structure. Piping-1 is divided into two parts, a main body and an inner part, and the material density of the main body is 7.8998 g / cm. ³ Is obtained from the table. Since there is no data in the nuclide (24) column of the main body, the dose rate distribution calculating means 6 calculates that the main body portion of the pipe-1 is not a radiation source. Also, the internal material density is 0.9982 g / cm ³ In addition, Co-60 is included as a radioactive substance, and is uniformly dispersed inside, and its source strength is 500 Bq in the whole inside of pipe-1. In the case of piping-2, the data about the main body is the same as that of piping-1, and the inside has a material density of 0.0012025 g / cm. ³ Co-60 is included as a radioactive substance, but the radioactive substance is present on the inner boundary surface, and its radiation source intensity is 200 Bq for the entire pipe-2.
[0043]
The dose rate distribution calculation means 6 generates a radiation source calculation model from the data of the three-dimensional model, calculates the radiation attenuation amount by the structure of the work site from the material density and shape, and calculates each point in the space. Calculate the dose rate at.
[0044]
The calculation result of the radiation dose rate is visualized by the distribution image generating means 7. In the distribution image generating means, first, a range in which an image is to be generated is specified from the data of the three-dimensional model, the eye position of the worker, and the visual field range. An example of the procedure for generating the distribution image is shown in FIG. In this embodiment, a transmissive display attached to the head is used as the display device 8.
[0045]
In the generation of the distribution image, first, the range for generating the image is determined (151). The range in which the image is generated is, in principle, the visual field of the operator calculated by the eyeball position / visual field detection means 1. However, since the display device 8 is a small display here, there is a possibility that the general human visual field (161) cannot be covered as shown in FIG. When such a display (163) with a limited viewing angle is used, the generation range of the distribution image is limited to a range (162) visible through the display.
[0046]
Once the image generation range is determined, an image in which the radiation dose rate intensity in the range is visualized is generated. Here, as a method for visualizing the dose rate, volume rendering is used to color the three-dimensional space according to the dose rate. To generate a visualized image, first, a work site structure in the generation range is selected from the shape and arrangement data of the three-dimensional model (152). Next, the three-dimensional space of the generation range is divided into voxels (153), and the anteroposterior relationship of the structure as seen from the eye position of the operator determined by the eyeball position / field-of-view detection means 1 is determined ( 154).
[0047]
Next, a voxel determined to be closer to the operator's eye position than the structure is selected (155) and painted with a color corresponding to the dose rate at the center of the voxel (156). All voxel colors are translucent. Here, the correspondence between the color to be painted and the dose rate is set in advance so that the maximum dose rate of the entire space at the work site is Dmax, and 0 to Dmax correspond to the predetermined color bar (164) evenly. . If the color bar has a familiar color scheme, such as displaying the dose rate map, such as blue at the lowest dose and red at the highest dose, the dose rate level can be easily recognized. The structure only determines the context of the voxel and does not draw it. Therefore, the image generated here is only an image like a semi-transparent cloud as shown in FIG. 11 and does not include a structure.
[0048]
The image generated in this way is input to the display device 8 and presented to the operator. Since the display device 8 is a transmissive display, devices, piping, walls, floors, etc. beyond the display can be seen as they are, and an image of the radiation dose rate distribution can be seen superimposed on it. As a result, the dose rate distribution appears to the worker as if the actual equipment or piping was covered with colored fog. Thus, the operator can always work while visually confirming where the dose is high and where the dose is low, so that the work position where the exposure dose can be kept low can be found more accurately.
[0049]
Further, there is a method of extracting a boundary surface exceeding a predetermined dose rate and painting voxels in the vicinity thereof with a color that calls attention, such as red or yellow, instead of associating the dose rate with the color of the color bar. In this method, it is possible to more clearly indicate an area requiring attention when approaching.
[0050]
Alternatively, a contour line like a dose rate map is drawn on an arbitrary plane such as a boundary plane that bisects the three-dimensional space of the work site, for example, a plane parallel to the floor or a plane perpendicular to the floor in front of the worker. There is also a way to visualize the dose rate.
[0051]
In this embodiment, the position of the operator's eyes and the direction of the visual axis are detected by image processing, thereby minimizing necessary hardware.
[0052]
Each means for processing is preferably mounted on a small computer that can be easily carried by an operator, or mounted on a computer installed in another location and carried by the operator by wireless communication. The imaging device 2 and the display device 8 are connected.
[0053]
In addition, when it is possible to lay a device for detecting the position of the worker wirelessly or the like in the work site, it is not the image processing using the position detection marker in the eyeball position / field-of-view detection means 1 but directly the worker's position. It can be configured to detect position and orientation. In this embodiment, a vector from the imaging device 2 to the center of the visual field is used as the visual axis direction. However, a configuration for detecting a viewpoint more directly using a device for detecting the position of the pupil is used. Is also possible.
[0054]
In the present embodiment, a transmissive display of a type that is worn on the head is used, but a display other than that attached to the head or a non-transmissive display can also be used. When the operator uses a display that is not transmissive, an effect close to that of the present embodiment can be obtained if the generated distribution image and the image captured by the imaging device 2 are combined and displayed.
[0055]
In addition, when multiple workers work on the same work site, if the 3D model is shared among the visualization devices of each person, it is in a position that cannot be seen by other workers. Since the performed disassembly / movement of the equipment / piping is reflected in the 3D model at any time, the consistency between the situation at the work site and the 3D model becomes more reliable.
[0056]
FIG. 12 shows the configuration of another embodiment. FIG. 12 shows a configuration in which a dose rate measurement value at the worker's position is taken from a dosimeter 9 carried by the operator, and the distribution correction means 10 corrects the distribution calculated by the dose rate distribution calculation means 6. It is. The distribution correction means 10 corrects, for example, by adding or subtracting the difference between the actual measurement value and the estimated value at the worker's position to the overall distribution or by multiplying the ratio between the actual measurement value and the estimated value.
[0057]
FIG. 13 shows an embodiment with another configuration. In this embodiment, a means 11 for measuring the elapsed time is provided, and the dose is estimated from the dose rate distribution by means 12 for estimating the dose of the worker from the measured elapsed time and the position of the worker. The position of the worker can be easily estimated as the position of the chest or the like from the position of the eyes of the worker detected by the eyeball position / field-of-view detection means 1. As a means for measuring the elapsed time, a timer or the like that a computer generally has can be used.
[0058]
The estimated exposure dose is displayed on a display serving as the display device 8 viewed by the worker. Or it displays on another display 13 installed in the radiation management department etc. By displaying the estimated exposure dose, it is possible to grasp the change in the exposure dose during work even when the operator does not carry a dosimeter that can be read at any time.
[0059]
FIG. 14 shows a configuration of an embodiment having a function of predicting the exposure dose. The worker has a database 14 of the scheduled execution position and estimated required time for the worker, the distribution calculated by the dose rate distribution calculating means 6, the position where the operator is scheduled to perform the task and the estimated required time, The work exposure amount predicting / estimating means 15 estimates the work exposure amount.
[0060]
In other words, in addition to estimating the amount of exposure from the elapsed time to the relevant point in time, if the remaining work is performed under the conditions of the current dose rate distribution, the estimated amount of exposure will be calculated before the work is completed, and the display device Presented in 8. By presenting the estimated exposure to the present time and the predicted exposure to the completion of the work individually or in total, the worker can be actively exposed by changing the work position or shortening the work time. Motivation to take measures to reduce the amount will be strengthened.
[0061]
FIG. 15 shows an embodiment in which a third party such as a radiation manager who is not an operator can monitor the dose rate distribution and exposure status of a plurality of workers. In this embodiment, the image pickup apparatus 2 is installed at least one image pickup apparatus in a place where the entire work site can be looked over and the arrangement change of the structure and the position of the worker can be photographed. The position of the worker can be estimated from the captured image, but position detection means such as a radio transmitter is used in that the position can be specified even if the worker is in a position or posture where image processing is difficult. It is desirable.
[0062]
The exposure dose is predicted according to the same procedure as in the above embodiment. In this embodiment, the entire image generating means 16 is provided as means for presenting the predicted result to a third party with good visibility. When multiple cameras are installed and shot from multiple points, in addition to generating a video that combines the distribution of each captured video, the whole image generation means 16 generates a bird's-eye view of the work site from a three-dimensional model. The generated image of the entire work site is combined with the information on the dose rate distribution status and the exposure dose of the worker and displayed. It is also possible to monitor the current distribution of the areas photographed by individual cameras, and to see at a glance the exposure situation of the entire work team by looking at the entire image.
[0063]
FIG. 16 shows an example of generating an entire image in which the entire work site is viewed from the bird's-eye view. In the whole image, instead of the work site image, the work site structure (171 to 174) generated from the three-dimensional model is visualized by CG, and the dose rate distribution (175) is synthesized and displayed on the CG of the structure. Display on the device 13. Further, the worker at the site is displayed with an icon (176, 177), and the predicted value (178, 179) of the work exposure amount is displayed in the vicinity of the icon. If the icons are displayed according to the posture of the operator such as standing and sitting, the situation can be displayed more clearly. The radiation manager selects an image obtained by synthesizing the image and distribution from the designated camera via the input device 17 or an image obtained by synthesizing the dose rate distribution and information related to the work exposure amount on the entire image generated from the three-dimensional model. To display.
[0064]
When the icons (176, 177) representing the workers are displayed with different colors or the like for each worker or each work team, it is easy to grasp the exposure situation for each worker or each work team.
[0065]
FIG. 17 shows an example of an entire image obtained by visualizing exposure dose related information by displaying the shape. Here, not the icon but the sphere (181, 182) is displayed at the position of the worker. The size of the sphere is the working time at that position, and the color indicates the predicted value level of the work exposure amount. When displayed in this way, work with a large amount of work exposure can be seen at a glance by color, and the length of work time can be seen by the size of the sphere, so it is possible to grasp at a glance whether work exposure can be reduced by shortening the work time. .
[0066]
FIG. 18 shows an example of the entire image in which the exposure related information is visualized in another shape. Here, the worker is displayed as a cylinder (191, 192), the working time is indicated by the thickness of the cylinder, and the amount of work exposure is indicated by the height of the cylinder. Moreover, the ratio of the time which the dark color part of the cylinder actually passed is shown, and the ratio of the remaining work time where the light color part is scheduled is shown. In this method, the amount of exposure dose of each worker can be intuitively grasped by the height of the cylinder, and the bias of the exposure dose in the work team can be grasped at a glance. Further, since the exposure dose and work time can be grasped only by the shape of the cylinder, it is suitable for use in combination with an image in which the radiation dose rate distribution is visualized so as to cover the entire work site.
[0067]
According to each embodiment of the present invention, by collating the three-dimensional shape data and arrangement of the structure existing at the work site, and the three-dimensional model of the work site made of material with the image captured by the imaging device, Estimate the radiation dose rate distribution at the actual work site by reflecting the change in the arrangement of the structure that changes with the progress of work in the 3D model and calculating the radiation dose rate distribution based on the modified model. This makes it possible to visualize the radiation dose rate distribution consistent with the situation at the work site. In addition, by visualizing the calculated three-dimensional distribution of radiation dose rate according to the captured image range, it is possible to show the dose rate distribution along with the actual state, and the dose rate distribution at the work site can be easily grasped. It becomes like this.
[0068]
【The invention's effect】
According to the present invention, the radiation dose rate distribution in the actual work site can be estimated, and the radiation dose rate distribution that always matches the situation in the work site can be visualized, so that the radiation dose rate distribution in the actual state is recognized. This makes it possible to easily grasp the actual dose rate distribution at the work site.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a radiation dose rate visualization apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing an example of a position detection marker installed for detecting a work position.
FIG. 3 is a process flow diagram of a procedure for reading information from a position detection marker;
FIG. 4 is a process flow diagram of a procedure for specifying a work position from a position detection marker.
FIG. 5 is a process flow diagram of a procedure for estimating an operator's field of view from a position detection marker;
FIG. 6 is a schematic flow diagram of matching between a three-dimensional model and an image.
FIG. 7 is a view showing an example of a data storage structure of a three-dimensional model.
FIG. 8 is an exemplary diagram of a data table that stores substance attribute data of a three-dimensional model.
FIG. 9 is a schematic process flow diagram of distribution image generation.
FIG. 10 is a schematic diagram of the limitation of the visual field range when using a display that cannot cover the worker's visual field.
FIG. 11 is a view showing an example of a visualized image of a generated dose rate distribution.
FIG. 12 is a configuration diagram of an embodiment having a function of correcting a dose rate based on a measured value.
FIG. 13 is a configuration diagram of an embodiment having an exposure amount estimating function.
FIG. 14 is a configuration diagram of an embodiment having a work exposure amount prediction function;
FIG. 15 is a configuration diagram of an embodiment having a work exposure amount prediction management function;
FIG. 16 is a view showing an example of an overall image for work exposure management;
FIG. 17 is another exemplary diagram of an overall image for work exposure management.
FIG. 18 is a view showing still another example of the overall image for work exposure management.
FIG. 19 is a view showing an example of an image for which the center of the visual field is to be estimated.
FIG. 20 is a schematic diagram of a method for estimating the center of the visual field.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Eyeball position and visual field detection means, 2 ... Imaging device, 3 ... Memory | storage device, 4 ... Situation recognition means, 5 ... Three-dimensional model correction means, 6 ... Dose rate distribution calculation means, 7 ... Distribution image generation means, 8 ... display device.

Claims

Stores shape information of a plurality of structures arranged in a radiation management area, arrangement information of the structure in the radiation management area, material information of the structure, and radioactive material information for the structure Storage means
A change in at least one of the shape and arrangement of the structure by collating the captured image information of the structure in the radiation management area from the imaging device with the shape information and the arrangement information stored in the storage means Recognition means for recognizing
Correction means for correcting at least one of the shape information and the arrangement information of the structure in which the change included in the captured image information is recognized;
A dose rate distribution calculating means for calculating a radiation dose rate in the radiation control area based on at least one of the shape information and the arrangement information after correction and the material information and radioactive material information;
Image information creating means for creating image information of a radiation dose rate distribution of a region imaged by the imaging device in the radiation management area based on the radiation dose rate;
Display means for displaying the image information;
A device for visualizing radiation dose rate distribution.

2. The shape information and arrangement information according to claim 1, wherein said shape information and arrangement information include information in three dimensions, said image information creation means comprises means for creating three-dimensional image information of a radiation dose rate distribution, and said display means comprises said 3 An apparatus for visualizing a radiation dose rate distribution, comprising means for displaying dimensional image information.

3. The radiation dose rate according to claim 1, wherein the storage means includes a storage structure that stores information on the three-dimensional shape and arrangement of the structure separately for each unit in which the structure is decomposed. Distribution visualization device.

In claim 1 or claim 2,
An eyeball position / field-of-view detection means for detecting a position and a field-of-view range of an operator in the radiation management area;
Means for generating said radiation dose rate distribution image in a range specified based on said eye position and field of view range;
Imaging means portable by the operator;
The display means portable by the operator;
A device for visualizing radiation dose rate distribution.

In claim 1 or claim 2,
Storage means for storing the work position and work time scheduled by the worker;
Means for predicting the radiation dose of the worker from the work position, the work time and the calculated radiation dose rate distribution;
Means for generating an image for displaying the predicted exposure dose;
A device for visualizing radiation dose rate distribution.

In claim 5,
The image displaying the exposure dose is
A shape representing the worker displayed at a position corresponding to the work position in the image;
The predicted dose of the worker represented by a numerical value associated with the shape;
An apparatus for visualizing radiation dose rate distribution.

In claim 5,
The image displaying the exposure dose is
A graphic displayed at a position corresponding to the work position in the image;
A predicted exposure amount represented by the attribute of the figure;
An apparatus for visualizing radiation dose rate distribution.