(57)【要約】【課題】図面上での移動可能領域に関して、実際には足場や仮置きなどの障害物によって通行できない場所を事前に把握し、その情報に基づいて移動経路探索を行うことで、効率的な現場作業を可能とする。【解決手段】サーバからプラントのエリアマップを入力する手段と、現在位置及び目的位置を入力する手段と、位置と時間の情報を対にしてサーバに出力する手段と、エリアマップに目的位置に至る探索経路と、現在位置を表示する表示処理部とを備えるモバイル端末と、現在位置から目的位置に至る経路を探索する探索手段と、現在位置から目的位置に至る移動経路を記録する移動経路記録手段と、探索手段によって探索された探索経路と、移動経路記録手段によって記録された移動経路とを比較する比較手段と、探索経路上でかつ移動経路外であって、探索経路と移動経路とで差異が生じた地点に隣接する領域を通行不可能領域としてエリアマップに反映するエリアマップ作成部とを備えるサーバと、を備えることを特徴とするプラントのナビゲーションシステム。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーバからプラントのエリアマップを入力する手段と、現在位置及び目的位置を入力する手段と、位置と時間の情報を対にして前記サーバに出力する手段と、前記エリアマップに前記目的位置に至る探索経路と、前記現在位置を表示する表示処理部とを備えるモバイル端末と、
現在位置から目的位置に至る経路を探索する探索手段と、現在位置から目的位置に至る移動経路を記録する移動経路記録手段と、前記探索手段によって探索された探索経路と、前記移動経路記録手段によって記録された移動経路とを比較する比較手段と、前記探索経路上でかつ前記移動経路外であって、前記探索経路と前記移動経路とで差異が生じた地点に隣接する領域を通行不可能領域として前記エリアマップに反映するエリアマップ作成部とを備える前記サーバと、
を備えることを特徴とするプラントのナビゲーションシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のプラントのナビゲーションシステムであって、
別途指定した期間において、単独もしくは複数の前記探索経路および前記移動経路を用いて、前記通行不可能領域を登録し、現在の移動可能な領域を示すエリアマップを作成して経路探索を行うことを特徴とするプラントのナビゲーションシステム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のプラントのナビゲーションシステムであって、
前記移動経路記録手段によって記録された移動経路において、複数の同じ移動経路が存在する場合に、通行不可能領域が重なった領域のみを当該通行不可能領域として登録することを特徴とするプラントのナビゲーションシステム。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプラントのナビゲーションシステムであって、
前記現在位置の特定に用いる位置同定に、プラント内機器の位置情報を用いることを特徴とするプラントのナビゲーションシステム。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のプラントのナビゲーションシステムであって、
前記現在位置から前記目的位置に至る移動中に、当該移動経路が前記探索経路から外れた場合に、前記現在位置から前記目的位置までの経路を再度探索することを特徴とするプラントのナビゲーションシステム。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のプラントのナビゲーションシステムであって、
プラント内における放射線量分布情報に基づいて、放射線量の高い領域を通行不可能領域に登録して、前記現在位置から前記目的位置に至る経路を探索することを特徴とするプラントのナビゲーションシステム。
【請求項７】
請求項６項に記載のプラントのナビゲーションシステムであって、
経路探索によって得られた経路上の放射線量積算値を算出し、当該放射線量積算値が予め定めた閾値を下回る探索経路を抽出して提示することを特徴とするプラントのナビゲーションシステム。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のプラントのナビゲーションシステムであって、
前記探索経路に従って移動するために要する移動時間を算出し、当該移動時間と予め登録した作業時間との合算時間が、予め登録した作業総時間を超える場合に通知することを特徴とするプラントのナビゲーションシステム。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のプラントのナビゲーションシステムであって、
前記現在位置から前記目的位置までの探索経路上の、隣接する複数の座標を用いて移動方向を特定し、モバイル端末上に、前記探索経路の移動方向を指示する矢印記号を、現場風景に重畳表示することを特徴とするプラントのナビゲーションシステム。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のプラントのナビゲーションシステムであって、
プラント内の移動経路途上の地点を記録し、再度経路探索する際に前記記録した地点を通過して目的地に向かう経路を探索することを特徴とするプラントのナビゲーションシステム。
【請求項１１】
プラントのエリアマップを入力する手段と、現在位置及び目的位置を入力する手段と、位置と時間の情報を対にして出力する手段と、前記エリアマップに前記目的位置に至る探索経路と、前記現在位置を表示する表示処理部とを備えるプラントのナビゲーション装置であって、
前記現在位置を入力する手段は、プラント現場状態を表す第１の特徴量を算出する特徴量算出部と、プラント現場状態をその位置情報とともに第２の特徴量として予め保持し、前記特徴量算出部で算出した第１の特徴量に類似の第２の特徴量を求めてその位置情報を現在位置として得る特徴量比較部を備えていることを特徴とするプラントのナビゲーション装置。
【請求項１２】
プラントのエリアマップにおいて、現在位置から目的位置に至る経路を探索経路として定め、現在位置から目的位置に至る実経路を移動経路として記録し、前記探索経路と前記移動経路とを比較して、前記探索経路上でかつ前記移動経路外であって、前記探索経路と前記移動経路とで差異が生じた地点に隣接する領域を通行不可能領域として前記エリアマップに反映することを特徴とするプラントのナビゲーション方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラントのナビゲーションシステム、ナビゲーション装置、およびナビゲーション方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、出発地から目的地までの経路を提示するシステムとして、カーナビゲーション装置が知られている。
【０００３】
カーナビゲーション装置は、最短経路を探索して運転者に提示するが、最短経路を探索するにあたり、例えば、事故や工事によって通行が困難な領域が存在する場合、ＶＩＣＳ（Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ：登録商標）などから配信される渋滞情報から、その領域を避けて移動経路を作成する。
【０００４】
上記渋滞などの交通情報は、データ管理サーバによって所望のデータに整理され、ネットワークを介してカーナビゲーション装置に配信されるが、この点の処理に関して例えば特許文献１に記載の手法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−７３０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ナビゲーションシステムは自動車への適用ばかりではなく、近年はプラント内での日常的な巡視業務の場面でも利用されている。例えばプラント内を定期的に巡視し、あるいは検査などの目的で移動する場合に、作業者はモバイル端末を保持し、モバイル端末に表示された地図上の経路に従って移動し、目的の場所で巡視あるいは検査の結果を携帯端末に記憶する。
【０００７】
然るに、作業者が作業場所までの移動経路を探索する場合、例えばプラント内平面図を用いて、壁面など通過できない領域を定義し、通過可能領域を移動して移動経路長が短くなる経路を、移動経路探索アルゴリズムを用いて探索することになる。
【０００８】
プラント設備においては、種々の目的で多くの作業者が現場に立ち入りそれぞれの作業を行っているため、現場は日々状況が変化しているのが通例である。このため、図面には存在しない障害物によって通行できない場所が多々ある。このような場所は、直接関連する現場の作業者には経験的にわかっているが、書面などに記録されることはない。このため、作業員がプラント内巡視に赴くに際し、事前に最短経路を探索したとしても、実際に指示された経路に沿って移動していくと、通行ができない場面に遭遇するといったことが起こり得る。
【０００９】
この点に関し、現場にて通行不可能な領域があった場合に、その位置の記録を現場作業者に依頼することにより、通行不可能な場所をプラント平面図に集約し、通行可能な経路を更新することは可能である。しかし、現場で通行不可能な場所を記録する作業は、本来の現場作業以外の作業を強いることとなり、好ましくない。そのため、現場作業者が特段の操作をすることなく通行可否が判断できることが望ましい。
【００１０】
以上のことから本発明の目的は、図面上での移動可能領域に関して、実際には足場や仮置きなどの障害物によって通行できない場所を事前に把握し、その情報に基づいて移動経路探索を行うことで、効率的な現場作業を可能とするプラントのナビゲーションシステム、ナビゲーション装置、およびナビゲーション方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上のことから本発明においては、「サーバからプラントのエリアマップを入力する手段と、現在位置及び目的位置を入力する手段と、位置と時間の情報を対にしてサーバに出力する手段と、エリアマップに目的位置に至る探索経路と、現在位置を表示する表示処理部とを備えるモバイル端末と、現在位置から目的位置に至る経路を探索する探索手段と、現在位置から目的位置に至る移動経路を記録する移動経路記録手段と、探索手段によって探索された探索経路と、移動経路記録手段によって記録された移動経路とを比較する比較手段と、探索経路上でかつ移動経路外であって、探索経路と移動経路とで差異が生じた地点に隣接する領域を通行不可能領域としてエリアマップに反映するエリアマップ作成部とを備えるサーバと、を備えることを特徴とするプラントのナビゲーションシステム」としたものである。
【００１２】
また本発明においては、「プラントのエリアマップを入力する手段と、現在位置及び目的位置を入力する手段と、位置と時間の情報を対にして出力する手段と、エリアマップに目的位置に至る探索経路と、現在位置を表示する表示処理部とを備えるプラントのナビゲーション装置であって、現在位置を入力する手段は、プラント現場状態を表す第１の特徴量を算出する特徴量算出部と、プラント現場状態をその位置情報とともに第２の特徴量として予め保持し、特徴量算出部で算出した第１の特徴量に類似の第２の特徴量を求めてその位置情報を現在位置として得る特徴量比較部を備えていることを特徴とするプラントのナビゲーション装置」としたものである。
【００１３】
また本発明においては、「プラントのエリアマップにおいて、現在位置から目的位置に至る経路を探索経路として定め、現在位置から目的位置に至る実経路を移動経路として記録し、探索経路と移動経路とを比較して、探索経路上でかつ移動経路外であって、探索経路と移動経路とで差異が生じた地点に隣接する領域を通行不可能領域としてエリアマップに反映することを特徴とするプラントのナビゲーション方法」としたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、プラント内での通行不可能領域を自動的に判断することができ、現場状況に即した作業者の移動経路探索および移動ナビゲーションを提供することができる。
【００１５】
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例１に係るナビゲーションシステムの構成例を示すブロック図。
【図２】本発明の実施例１に係るエリアマップの例を示す図。
【図３】本発明の実施例１に係る移動経路座標の例を示す図。
【図４】本発明の実施例１に係る通行不可能情報をエリアマップに記載する処理の流れを示すフロー図。
【図５】本発明の実施例１に係る通行不可能領域を定義する例を示す図。
【図６】本発明の実施例１に係る複数の移動経路を用いて通行不可能領域を定義する例を示す図。
【図７】本発明の実施例１に係るエリアマップを更新する流れを示すフロー図。
【図８】本発明の実施例１に係る現在位置の自動認識処理の構成例を示すブロック図。
【図９】本発明の実施例１に係るプラント機器自動認識処理例を示すフロー図。
【図１０】本発明の実施例３に係る高放射線量領域を通行不可能領域と定義した場合の経路探索例を示す図。
【図１１】本発明の実施例３に係る作業者の被ばく線量積算値を閾値以下とするように高線量分布領域を通行不可能領域と定義する処理の流れを示す図。
【図１２】本発明の実施例４に係る模擬的な経路の設定例を示す図。
【図１３】本発明の実施例５に係る位置情報取得時に時刻情報を登録する処理の流れを示すフロー図。
【図１４】本発明の実施例６に係るナビゲーションに必要な移動方向矢印を表示する処理の流れを示すフロー図。
【図１５】本発明の実施例７に係る工具を仮置きした位置をマーキングする処理の流れを示すフロー図。
【図１６】本発明の実施例７に係る工具を仮置きした場所に接近した場合にアラートを発する処理の流れを示すフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。なお、以下の説明や各図において、同一要素または同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１８】
以下に本発明の実施例の説明を行うにあたり、本発明のナビゲーションシステムが適用されるプラントにおける各種の事情を予め理解しておくのがよい。これらの理解しておくべき事情は以下のようである。
【００１９】
まず稼働前の試験や稼働後の維持管理において、作業対象のプラント設備機器の種類や、同じ種類のプラント設備機器でも設置位置（設置場所）の違いなど、個々のプラント設備機器によって仕様や作業内容などが異なる。したがって、モータやバルブなどのプラント設備機器について、稼働前の試験や稼働後の維持管理を行うにあたって、作業効率の向上を図る上で、プラント設備機器個々の仕様や作業内容などが予めわかっていることが好ましい。また、作業対象機器がわかり、現在位置から作業対象機器位置までの移動経路も予め提示されていれば、移動による時間ロスを最小限に抑制できる。
【００２０】
プラント内での移動経路を探索する場合、プラント平面図などの図面をエリアマップとして利用することとなるが、図面は設計段階のものが多く、現場作業が継続されている状況での現在の図面は存在していないことがしばしばである。つまり、設計段階の図面を基に、通行可能な領域を通って移動経路を決めたとしても、実際の現場では仮置きや足場などの設置で通行不可能である可能性がある。この場合、指示された移動経路どおりには移動できず、現場への到着が遅れることにつながる。このため、エリアマップに通行不可能である情報を追加して、移動経路探索精度を高める必要がある。
【００２１】
通行不可能な領域の設定に際しては、現場作業者に当該領域の記録を依頼することにより、通行不可能な場所をエリアマップに反映させることは可能である。しかし、現場で通行不可能な場所を記録する作業は、本来の現場作業以外の作業を強いることとなり、好ましくない。そのため、現場作業者が特段の操作をすることなく通行可否が判断できることが望ましい。
【００２２】
上記点を踏まえたうえで、以下に、作業者が現場で移動経路に関する情報を特段に収集しなくとも、自動的に通行可否を判断して移動経路を提示可能なナビゲーションシステムの実施例について説明する。
【実施例１】
【００２３】
本発明の実施例１に係るナビゲーションシステムについて、図１から図９を参照して説明する。まず図１は、本発明の実施例１に係るナビゲーションシステムの構成を示すブロック図の例である。
【００２４】
本発明の実施例に係るナビゲーションシステム１は、ナビゲーション装置であるモバイル端末１０およびサーバ２０から構成されており、ここでは原子力設備などの放射線管理環境下においてナビゲーションシステム１を使用する事例を示している。
【００２５】
モバイル端末１０は、作業者の現在位置を自動で検出もしくは手動で入力する現在位置検出入力部１１、目的位置入力部１２、放射線量計測部１３、表示処理部１４、プロセッサやメモリなどが集積されたマイクロコンピュータ（マイクロコントローラ）１５、通信部１６によって構成されている。
【００２６】
モバイル端末１０の現在位置検出入力部１１は、自動で現在位置を推定する機能（ＧＰＳや加速度センサなど）を備えている場合には現在位置を自動で入力し、自動検出機能を備えない場合には周囲に存在するプラント機器の機器番号などを例えばカメラによる撮像により入力することで、自己位置を特定することができる。目的位置入力部１２では、作業対象となっているプラント機器の機器番号や、ライン番号などを入力することで目的位置を特定する。
【００２７】
また、モバイル端末１０には放射線量測定機器を備えており、放射線量計測部１３にて放射線量に関する情報を収集し、通信部１６を経由してサーバ２０と情報の授受を行う。放射線量計測に際しては、現在位置検出入力部１１で取得した現在位置情報と放射線量情報を対にして扱うことで、プラント内位置の放射線量情報をサーバ２０の放射線量分布データベースＤＢ１に蓄積することができ、放射線量分布作成部２３にて放射線量分布を作成することができる。
【００２８】
また、モバイル端末１０の表示処理部１４は、モバイル端末１０内に取得した各種情報を図示せぬ表示画面に表示する処理を行うものであり、例えばプラント内のエリアマップに現在位置、目的位置、経路などの情報を合わせて表示することで、作業者に対するナビゲーションを実施する。また各種情報を適宜の表示形式に変換して、作業者が理解しやすい形式での表示を実現する。なお、他の情報端末と共有するための手段として、ブルートゥース（登録商標）をはじめとした無線もしくは有線通信手段や、ＱＲコード（登録商標）をはじめとした画像コードや文字コードを介した情報伝達手段を用いることができる。
【００２９】
また通信部１６は、モバイル端末１０で入力した各種情報（現在位置、目的位置、放射線量など）について、位置と計測値と時刻の情報を対にしてサーバ２０に送信し、サーバ２０からエリアマップの情報を得る。このため、モバイル端末１０は位置の情報を時系列的に送信していることから、移動経路の情報を送信したものということができる。
【００３０】
図２は、プラント内エリアマップの一例であり、移動経路の基準位置（例えばエリアの入り口扉であり、座標上は（０、２００）と定義されている）とプラント設備機器設置位置（座標上は（３５００、５００）と定義されている。）をエリアマップ上の絶対位置座標と一致させた移動経路Ｒに沿って移動すべきことを示している。
【００３１】
図３は、図２のプラント内エリアマップにおける移動経路Ｒを二次元のｘ−ｙ座標上に示した図であり、図２の位置関係に対応している。この場合に、作業者が図３の絶対位置補正地点で、プラント機器の機器番号などを特定することで、その時点の相対位置座標が、エリアマップで示される絶対位置座標に変換され反映される。
【００３２】
なお、図２の例では、プラント設備機器の認識を１回行う例を示したが、移動経路の途中でのプラント設備機器の認識回数を増やすことで、移動中に逐次絶対位置座標を補正することができる。
【００３３】
また、一般的なカーナビゲーションでは道路上を走行することを想定しているのに対して、プラント設備内の移動では、エリアマップに記された通路から外れた領域に入り込んで作業する場合が少なくない。つまり、作業中の移動を記録するためには高い測位精度を要求される。本発明の実施例１によれば、プラント設備機器の認識による位置補正機会を増やすことで、測位誤差を小さく抑制することができる。
【００３４】
図１のサーバ２０は、放射線量分布設定部２１、経路設定部２２、通信部１６および放射線量分布データベースＤＢ１、エリアマップデータベースＤＢ２によって構成されている。
【００３５】
このうち放射線量分布設定部２１は、放射線量分布作成部２３と放射線量積算値算出部２４を含み、モバイル端末１０内の放射線量計測部１３で取得した放射線量情報を用いて放射線量分布作成部２３と放射線量積算値算出部２４で算出した放射線量分布や放射線量積算値について、エリアマップデータベースＤＢ２に記憶されているエリアマップ上の放射線量計測位置情報と重畳して、放射線量分布データベースＤＢ１を作成する。
【００３６】
経路設定部２２は、経路探索部２６、実移動経路記録部２７、探索経路と実移動経路との比較部２８、通行可能マップ作成部２９から成る。ここでは、経路探索部２６で得られた探索経路と、実移動経路記録部２７で記録された実移動経路とを、探索経路と実移動経路との比較部２８で比較し、通行不可能領域情報をエリアマップデータベースＤＢ２内のエリアマップに追記する。なお、経路探索部で探索した経路が探索経路であり、実際にエリア内を移動した経路が移動経路である。探索経路は、凡そ経路幅長で区切られ、それらが領域である。
【００３７】
前記エリアマップの作成について、その詳細フロー図を図４に示す。
【００３８】
図４のエリアマップ作成処理フローでは、最初の処理ステップＳ１において探索経路および移動経路を対で取得し、処理ステップＳ２において双方の経路に差異があるかを確認する。差異がある例を図５に示し説明する。
【００３９】
図５において、予め作成された探索経路は始点Ｓから終点Ｇに至る経路Ｒ１であるが、実際に作業者が現場に赴いた状況では途中に障害箇所Ｊが存在しており、実際の移動経路は探索経路Ｒ１の途中から変更せざるを得ず、これが迂回後の移動経路Ｒ２のようであったものとする。処理ステップＳ２の処理では、探索経路上でかつ実移動経路外であり、双方経路に差異が生じた地点に隣接する領域を、通行不可能領域Ｊとして定義し、経路設定部２２のエリアマップ作成部２９でエリアマップデータベースＤＢ２に情報を追加する。
【００４０】
図５に示した考え方に則り図４の処理ステップＳ３では、探索経路Ｒ１を作業者に示しているにも関わらず、移動経路Ｒ２は探索経路Ｒ１と異なった事実から、現場には通行を妨げる障害物が存在していると推定し、図５に示す通行不可能領域Ｊを定義する。
【００４１】
なお図４の処理ステップＳ２の判断処理で、双方経路に差分がないとされた場合、あるいは処理ステップＳ３で通行不可能領域Ｊが定義された後は、処理ステップＳ４に移動し、他の経路が他にも存在するか否かを判断し、他にも存在する場合には処理ステップＳ１からの一連の処理を繰り返し実行し、他には存在しない場合には処理ステップＳ５でエリアマップデータベースＤＢ２に通行不可能領域Ｊの情報を追加して、一連の処理を終了する。
【００４２】
これにより、サーバ２０での経路探索部２６において、現在位置Ｓから目的位置Ｇまでの最短経路を探索する際に、当該通行不可能領域Ｊを通過しない経路の中で最短となる経路を選定することとなる。
【００４３】
なお探索経路と移動経路との比較部２８では、用いるデータの記録期間を指定することができる。通行不可能領域Ｊで、何らかの作業が行われていた場合、ある期間が過ぎたのちには通行可能に変更されている可能性がある。この状態を反映させるために、指定期間内で一度でも当該通行不可能領域Ｊを通過した実績がある場合には、通行不可能領域Ｊの定義を解除する。
【００４４】
図６は複数の移動経路を用いて通行不可能領域Ｊを定義する例を示している。この例では、左上の探索経路Ｒ１を推奨された場合に、各作業者はその時々の障害事情（通行不可能領域Ｊ１、Ｊ２）を反映して、異なる移動経路Ｒ２ａ、Ｒ２ｂ、Ｒ２ｃを採用したことを表している。なお移動経路は時系列的にはＲ２ａ、Ｒ２ｂ、Ｒ２ｃの順で生成されたものとする。
【００４５】
図６において、探索経路Ｒ１に対して実移動経路Ｒ２ａでは移動開始時点で移動方向が逆方向となっている。このため、通行不可能領域Ｊ１は図６の実移動経路Ｒ２ａに示す位置に定義される。次に、実移動経路Ｒ２ｂでは、移動開始時点で、探索経路Ｒ１と同方向に移動している。つまり、実移動経路Ｒ２ａで定義した移動不可能領域Ｊ１は移動可能であったことを示している。よって、実移動経路Ｒ２ｂの取り込みによって実移動経路Ｒ２ａで定義した移動不可能領域Ｊ１の定義を解除する。実移動経路Ｒ２ｃでは、実移動経路Ｒ２ｂで定義した移動不可能領域Ｊ２を通過しない経路で目的位置Ｇに移動しているため、実移動経路Ｒ２ｂで定義した移動不可能領域Ｊ２の定義は維持される。かくして、複数の移動経路を用いて通行不可能領域Ｊを定義することができる。
【００４６】
上記に示した通行不可能領域Ｊを決定する手法を用いて、エリアマップに通行不可能領域を設定して、経路探索に用いるエリアマップを更新することができる。図７は、エリアマップを更新する流れを示すフロー図であり、この例では処理ステップＳ１１において改定前のエリアマップを入力し、処理ステップＳ１２において移動不可能領域Ｊに通行不可を意味するブロックのシンボルを付与し、処理ステップＳ１３において変更後のエリアマップを出力する。
【００４７】
次に、本発明の実施例１に係る現在位置の自動認識処理についてその一例を示す。なお現在位置の自動認識処理は、図１のモバイル端末１０内の機能であり、例えば主に現在位置検出入力部１１とマイクロコンピュータ１５により達成される機能である。
【００４８】
現在位置の自動認識処理の第１の例は、例えば、二次元赤外線カメラを用いて周囲の空間状態を把握し、ＳＬＡＭ（Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ  Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍａｐｐｉｎｇ）を用いて自己位置推定する方法がある。ＳＬＡＭでは、現在の位置情報と周辺地図を同時に作成し、位置情報の差分から相対変位量を算出する。つまり、絶対位置情報を得るためには、最低２カ所での絶対位置補正が必要となる。当該位置情報として、例えば対象エリアへの入り口を基準位置にすればよく、残り最低１カ所の位置認識を行えばよい。
【００４９】
現在位置の自動認識処理の第２の例を図８に示す。図８は、現在位置の自動認識処理のブロック図である。モバイル端末１０には、エリア特定部２００、特徴量算出部３００、特徴量比較部５００、比較用特徴量ＤＢ作成部６００を備えている。これらの機能は、図１のモバイル端末１０内の、例えば主に現在位置検出入力部１１とマイクロコンピュータ１５により達成されている機能である。
【００５０】
エリア特定部２００は、ＧＰＳ処理部２１０、電子コンパス２２０、ビーコン受信部２３０、無線ＬＡＮ通信部２４０、マーカ読取部２５０およびエリア情報収集部２６０によって構成されている。
【００５１】
エリア特定部２００のエリア情報収集部２６０は、作業対象（認識対象）のプラント設備機器が設置されている認識対象エリアを特定する。ＧＰＳ処理部２１０は、衛星通信を利用してモバイル端末１０の位置情報を取得する。電子コンパス２２０は、方位計の一例であり、地磁気を検知してモバイル端末１０の方位情報を取得する。ビーコン受信部２３０は、認識対象エリア内に複数設置したビーコン親機との通信でモバイル端末１０の位置情報を取得する。無線ＬＡＮ通信部２４０は、モバイル端末１０をＷｉ―Ｆｉ（登録商標）などの無線通信でＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）と接続する。マーカ読取部２５０は、モバイル端末１０の位置を特定するために認識対象エリア内に複数貼り付けられているマーカを読み取る。エリア情報収集部２６０は、電子コンパス２２０、ビーコン受信部２３０、無線ＬＡＮ通信部２４０およびマーカ読取部２５０が取得した各種の情報を収集する。
【００５２】
またエリア特定部２００は、エリア情報収集部２６０が収集した各種の情報を基に、プラント建屋の入口（基準位置）から、認識対象のプラント設備機器が設置されている認識対象エリアまでの、モバイル端末１０の位置情報を取得する。エリア特定部２００による認識対象エリアの特定は、電磁的に遮蔽されていない、無線を使用できる環境下に限られる。
【００５３】
特徴量算出部３００は、ストラクチャセンサ３１０、カメラ（撮像装置）３２０、電子コンパス３３０、特徴量算出部３００および特徴量データベースＤＢ３によって構成される。特徴量算出部３００は、カメラ３２０で撮影して得られる画像や点群データを用いて、配管に関する情報を第１の特徴量として取得する。認識対象エリア内の空間は、通常、電磁的に遮蔽された空間である。したがって、特徴量算出部３００は、認識対象エリア内に入室した後、すなわち、電磁的に遮蔽されていて、無線が使用できない状況下において、認識対象のプラント設備機器に接続された配管に関する特徴量を取得する。
【００５４】
ストラクチャセンサ３１０は、赤外線カメラであり、モバイル端末１０から撮影対象物までの距離の二次元情報を取得する。カメラ３２０は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサなどからなり、認識対象のプラント設備機器、これに接続されている配管などを含む認識対象エリア内の設備機器を撮影する。電子コンパス３３０は、地磁気を検知してモバイル端末１０の方位情報を取得する。特徴量算出部３００は、ストラクチャセンサ３１０およびカメラ３２０から与えられる情報を基に、撮像した配管に関する特徴量を第１の特徴量として算出する。特徴量データベースＤＢ３は、特徴量算出部３００によって算出された配管に関する特徴量の数値が記録されるデータベースである。
【００５５】
特徴量算出部３００の特徴量データベースＤＢ３に蓄積された第１の特徴量は、監視対象プラントの現場における現状状態を特徴量として取得したものであるが、これに対し図８の比較用特徴量ＤＢ作成部６００は、監視対象プラントの現場における初期設計状態、あるいは改変が行われた場合には改変後状態を第２の特徴量として予め作成して得るものである。したがって、第２の特徴量はプラントにおける機器や配管などの位置情報を含むものということができる。
【００５６】
なお第２の特徴量は、比較用特徴量ＤＢ作成部６００において、ＣＡＤ６１０あるいはプラント建設初期の状態や改変後の状態を示す現場撮像情報６２０などから予め作成され、特徴量比較部５００の比較用特徴量データベースＤＢ４に蓄積されている。
【００５７】
ここで比較用特徴量データベースＤＢ４は、比較用特徴量データベース作成部６００で作成された特徴量、すなわち三次元設計データ（ＣＡＤデータ）から取得される配管に関する情報が、第２の特徴量（比較用特徴量）として記録されるデータベースである。この比較用特徴量データベースＤＢ４は、第２の特徴量として、プラント設備内における配管の配管径、配管長および床もしくは壁から配管までの距離の他に、プラント設備機器と配管との位置関係や、プラント設備内における配管同士の位置関係も含むことができる。
【００５８】
特徴量比較部５００は、特徴量データベースＤＢ３の第１の特徴量と、比較用特徴量データベースＤＢ４の第２の特徴量とを比較し、該当する認識対象エリア内で一致する特徴量をもつ配管をリストアップする。この第１の特徴量と第２の特徴量との比較において、マッチングの指標となる閾値の設定を、モバイル端末１０上で調整可能とすることができる。比較用特徴量データベースＤＢ４には、プラント設備機器に接続された配管の情報が含まれているため、複数の配管を特定することによって間接的に作業対象のプラント設備機器を推定することができる。
【００５９】
このように第１の特徴量であるプラント現場状態として、機器や配管の構成や構造を取得し、他方第２の特徴量であるプラント現場状態として、機器や配管の構成や構造を当該位置の情報を含めて予め記憶しておくことにより、これらの比較結果、類似の特徴量が検出されるときに、同一個所と推定することができ、その位置情報を得ることができる。
【００６０】
図９に、上記プラント機器自動認識処理のフロー図を示す。図９の一連の処理フローでは、その前提として処理ステップＳ２１におけるプラント建屋、エリアの特定、及び処理ステップＳ２２における比較用特徴量データベースＤＢ４の作成が完了しているものとする。
【００６１】
かかる前提の下で、処理ステップＳ２３では作業者が現場においてモバイル端末１０のカメラを使用して認識させる機器につながる配管を例えば撮影する。処理ステップＳ２４では、撮影した画像から指定した配管の特徴量を算出し、処理ステップＳ２５では撮影した特徴量（第１の特徴量）と比較用特徴量データベースＤＢ４の第２の特徴量とを比較する。
【００６２】
処理ステップＳ２５では比較結果に応じて、一致しない場合は処理ステップＳ２８に移行し、一致する場合は処理ステップＳ２７において一致する配管候補リストを表示したうえで、処理ステップＳ２８に移行する。
【００６３】
処理ステップＳ２８では、監視すべき他の配管が残っているかを判断し、残っている場合には処理ステップＳ２３に戻り、一連の処理を繰り返し実行する。またすべての配管認識が終了している場合には処理ステップＳ２９に移行し、特定された配管が接続された機器情報を表示して一連の処理を終了する。
【００６４】
図９の一連の処理の終了後には、配管などの機器が具体的に特定されていることから、当該配管の現場における位置を特定することができる。
【００６５】
なお、方位計の一例である電子コンパス２２０を利用できる環境であれば、モバイル端末１０の方位を認識することができるため、モバイル端末１０の位置情報とその方位情報からカメラ３２０が撮影する画像を推定することができるが、電子コンパス２２０や加速度センサなどによる位置推定は、誤差を累積する恐れがある。それに対して、プラント機器を特定することにより、目の前にあるプラント設備機器の絶対位置がわかるため、移動経路の絶対位置補正として利用できる。
【実施例２】
【００６６】
実施例２では、複数の通行不可領域Ｊをエリアマップに反映させることについて説明する。
【００６７】
実施例２は、実施例１の応用例であり、上記した操作を、複数の作業者の移動経路もしくは、単数の作業者が複数記録した移動経路に対して行い、エリアマップに複数の通行不可能領域を記載する。当該エリアマップを用いて経路探索を実施することで、現場の状態を出来る限り反映した経路探索が可能となる。
【実施例３】
【００６８】
実施例３では、プラント内の現場における危険個所、危険環境について通行不可能領域Ｊを定義することについて説明する。
【００６９】
実施例１などでは、通行不可能領域Ｊは他の作業者の作業領域であり、立ち入り、通行ができない場面を想定していた。ここでは、通行不可能領域Ｊとして放射線の観点から設定することについて説明する。
【００７０】
実施例３は、実施例１乃至実施例２の応用例であり、現場での被ばく線量積算値が許容される閾値以下となるように、放射線量が高い領域を避けた探索経路を提示する。経路探索においては、実際には通行可能であったとしても、高放射線量領域の一部もしくは全部の領域に通行不可能領域Ｊを定義する。
【００７１】
図１のサーバ２０の放射線量分布設定部２１において、放射線量分布作成部２３で作成した放射線量分布となっているエリア内を、経路設定部２２の経路探索部２６で探索した探索経路上を移動した場合に、作業者が被ばくすると推定される放射線量積算値を放射線量積算値算出部２４で算出する。作業者は、１日の作業で被ばくする放射線量積算値の許容閾値が決められていることが多く、当該経路設定部２２で得られた探索経路で、放射線量積算値がどの程度であるかを確認することができる。当該放射線量積算値が閾値と同等以上である場合には、特に高放射線量となっている箇所を避けて移動経路を選定することによって、当該積算値を低減可能である。
【００７２】
図１０は、通行不可能領域Ｊ１に加えて、高放射線量領域となっている斜線領域を通行不可能領域Ｊ３と定義した場合である。放射線量分布は前述したモバイル端末に備えた放射線線量計を用いて測定できる。サーバ２０の放射線量積算値算出部２４にて、探索された探索経路Ｒ１に沿って算出し、作業者に許容される被ばく量の閾値を超越する場合には、高放射線量領域Ｊ３を通行不可能領域に設定して再度移動経路探索を実施することで、算出される作業者の被ばく量を更新することができる。作業者に許容される被ばく量が閾値以下となるように通行不可能領域の変更を繰り返し、探索経路を決定する。
【００７３】
図１１に作業者の被ばく線量積算値を閾値以下とするように高線量分布領域を通行不可能領域と定義する処理の算出フローを示す。図１１の算出フローによれば、処理ステップＳ３１において作業者の移動経路探索を実行する。処理ステップＳ３２では、探索経路Ｒ１上における被ばく線量情報を確認して、その環境が作業者の被ばく線量の閾値との大小関係を判断する。閾値以下であれば、最初に計画した探索経路Ｒ１を採用して終了し、閾値以上の個所が存在するのであれば、処理ステップＳ３３に移行して、最初に計画した探索経路Ｒ１に高線量分布領域を通行不可能領域Ｊ２として最初に計画した探索経路Ｒ１に追加して終了する。
【実施例４】
【００７４】
実施例４も実施例３と同様に放射線領域の取り扱いに関する処理である。
【００７５】
実施例３では、高放射線量領域に通行不可能領域Ｊを設定したため、高放射線量領域を通過しない経路選定となっている。しかし、放射線量によっては、通行したとしても被ばく線量積算値が小さくなる場合もあるが、この経路は除外させることになる。そこで、放射線量に相当する模擬的な経路長を当該領域に与えることで、放射線量に対する通行のしにくさを反映させることを可能とする。
【００７６】
図１２は、本発明の実施例４に係る模擬的な経路の設定例を示す図である。図１２によれば、高放射線領域を含むエリアマップ（図１２の上部）と、高放射線領域を含む平面でエリアマップを切り出して、高さ方向の経路を描いた図（図１２の下部）である。経路上の平面高さ方向の長さはゼロであり、高放射線領域には模擬的に平面高さ方向の長さを与えている。この場合、経路長としては高放射線領域ではない経路と比べて、当該領域を通過するための経路長が長くなっている。障害物によって通行不可能となった領域は平面高さが無限長であることと等価である。放射線量によって平面高さ方向の経路長を変えることで、放射線領域の通行のしやすさを定量的に定義することができる。経路長が最短となる経路を探索するアルゴリズムをそのまま利用することができる利点がある。
【実施例５】
【００７７】
次に、本発明の実施例５について説明する。実施例５では、作業員が所持したモバイル端末１０で現在位置や移動経路を取得する際に、時刻を登録する。
【００７８】
図１３は、位置情報取得時に時刻情報を登録する処理の流れを示すフロー図である。図１３のフローチャートに示すように、モバイル端末１０のプロセッサは、処理ステップＳ４１においてプラント設備機器の特定または絶対位置の取得を行ったか否かを判断する。ここで、プラント設備機器の特定または絶対位置の取得を行った場合、処理ステップＳ４２においてプラント設備機器の特定または絶対位置の取得を行った時刻を、時刻スタンプとして登録する。時刻スタンプを登録した後、およびプラント設備機器の特定または絶対位置の取得を行っていないと判断したときには、モバイル端末１０のプロセッサは、時刻スタンプ登録ルーチンを終了する。
【００７９】
このように時刻スタンプを併せて記録することで、どの作業にどの程度時間を費やしたかを算出可能であり、現場管理者による作業進捗報告書の作成にも利用できる。
【実施例６】
【００８０】
次に、本発明の実施例６について説明する。
【００８１】
実施例６は、現在位置座標と経路探索結果である探索経路座標とを照合し、探索経路に沿って作業者が移動できるように、矢印で移動方向を示すことで、作業者の移動を支援する。
【００８２】
図１４は上記した作業者の移動支援に関する実施のフロー図を示している。なお図１４において、右側のフローはサーバ２０内の経路設定部２２におけるエリアマップ作成処理、左側のフローはモバイル端末１０における処理を示している。
【００８３】
まず、図１４右側のサーバ２０内の経路設定部２２におけるエリアマップ作成処理では、処理ステップＳ６０において改定前エリアマップを入力し、処理ステップＳ６１において通行不可能領域にブロックを設置し、処理ステップＳ６２２において高放射線領域にブロックを設置することで、最終的に処理ステップＳ６３において改定後エリアマップを出力する。これにより改定後エリアマップには通行不可能領域（高放射線領域も含む）が設定されていることになる。
【００８４】
図１４左側のモバイル端末１０では、通信部１６を介して処理ステップＳ５１においてエリアマップをサーバ２０から取得する。次に処理ステップＳ５２において現在位置を検知モバイル端末１０に入力し、処理ステップＳ５３において目的位置を入力する。これらのエリアマップ、現在位置、目的位置の入力に応じて、処理ステップＳ５４では移動経路探索、並びに座標取得が実施される。
【００８５】
次に処理ステップＳ５６では、再度現在位置を取得するとともに処理ステップＳ５７において経路上座標を取得する。処理ステップＳ５９では現在位置から設定した目的位置に到達したかを判断し、目的位置に到達していない場合には処理ステップＳ５８において目的位置よりン座標との差分ベクトルを算出し、処理ステップＳ５８においてモバイル端末１０の表示画面上に移動方向のナビゲーションを例えば矢印にて表示する。これにより作業者には、画面上で移動すべき方向などが具体的に表示されることになる。
【００８６】
かくして、図１４のモバイル端末１０における一連の処理によれば、前述の通行不可能領域を設定し、エリアマップに反映した上で、現在位置から目的位置までの移動経路を探索し、探索経路座標を取得する。同時に現在位置を取得し、当該現在位置が前記探索経路上の座標と別途指定した距離誤差以内に存在する探索経路上の現在位置を算出して、それに隣接する目的位置寄りの座標に向かう方向ベクトルを算出する。最後に、そのベクトルに相当する移動方向を画面に表示する。上記操作を目的位置に到達するまで繰り返し実施する。
【００８７】
なお上記操作の途中において、現在位置から探索経路上の各座標までの距離が、別途指定した距離よりも長くなってしまった場合は、作業者が探索経路から外れてしまったと判断し、当該現在位置から前記目的位置までの移動経路探索を再度実施するのがよい。
【実施例７】
【００８８】
次に、本発明の実施例７について説明する。
【００８９】
実施例７では、作業員が所持したモバイル端末１０で現在位置や経路をナビゲーションする際に、プラント設備内で工具を仮置きした場所をマーキングして、作業終了後にそのマーキングした箇所を表示する、もしくはその場所に接近したことを警告する。
【００９０】
図１５は、工具を仮置きした位置をマーキングする処理の流れを示すフロー図である。図１５のフローチャートに示すように、モバイル端末１０のプロセッサは、処理ステップＳ７１において作業員が工具を仮置きしたか否かを判断する。この判断は、例えばディスプレイの画面上に、仮置きしたとき作業員がタッチする「仮置きボタン」を表示し、そのボタンのタッチの有無から行う。あるいは、モバイル端末１０のカメラ３２０が撮影した画像に基づいて、モバイル端末１０のプロセッサが工具の仮置きの有無を判断するようにしてもよい。
【００９１】
そして、工具の仮置きがあると判断したとき、モバイル端末１０のプロセッサは、処理ステップＳ７２において現在の座標位置をエリアマップ上にマーキングする。マーキングした後、および仮置きがないと判断したときには、モバイル端末１０のプロセッサは、仮置き確認ルーチンを終了する。
【００９２】
図１６は、工具を仮置きした場所に接近した場合にアラートを発する処理の流れを示すフロー図である。図１６のフローチャートは、工具の仮置きをマーキングした場合に行う処理を示す。
【００９３】
まずモバイル端末１０のプロセッサは、処理ステップＳ８１において現在位置が、マーキングした座標位置と閾値以下の距離になったか否かを判断する。ここで、マーキングした座標位置と閾値以下の距離に接近した場合、処理ステップＳ８２において仮置き工具ありを表示または音声で作業員に警告する。警告した後、およびマーキングした座標位置に接近していないと判断したときには、モバイル端末１０のプロセッサは、仮置き警告ルーチンを終了する。
【００９４】
このように工具の仮置きした場所に接近したとき警告することで、撤収の際の置き忘れを防止できる。
【００９５】
また本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、図１や図１６に示す各機能部については、ソフトウェアで実現する場合の他、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計するなどによってハードウェアで実現してもよい。
【００９６】
上記した本発明によれば、現場作業者に、プラント内平面図を基にして移動経路探索を実施した結果を提示し、実際の移動経路と比較した場合、探索経路と実際の移動経路が一致した場合には、その経路上には通行に障害となるものが存在しなかったと判断できる。それとは異なり、提示した探索経路と異なる移動経路を選択した場合には、探索経路と移動経路とが分岐した場所の付近に何らかの障害物が存在し、やむを得ず提示された探索経路と異なる経路で移動したと推察される。
【００９７】
本発明は、この状況を把握するために、作業者に提示した前記探索経路と、作業者が実際に移動した経路とを比較し、当該探索経路と当該移動経路とに差異がある場合は、当該差異が生じる地点に隣接した領域であって、前記探索経路上かつ前記移動経路外に障害物が存在すると仮定して、通行不可能領域を定義する。前記通行不可能領域の定義を、複数の作業者もしくは複数の経路に対して実施し、その結果をプラント内平面図に追記することで、現在のプラント内通行可能領域に関するエリアマップを作成できる。
【００９８】
本発明は、上記プラント内通行可能領域に関するエリアマップを基に、モバイル端末もしくは作業者が入力した現在位置から目的地までを経路探索する手段と、実際の作業者の移動経路を記録する手段と、前記経路探索によって得られた探索経路と、前記移動経路との比較する手段と、前記探索経路と前記移動経路との差異が生じた場合に、前記探索経路上に通行不可能領域を定義する手段と、前記通行不可能領域をエリアマップに追加して、現在の通行可能領域を記したエリアマップに改訂する手段と、を有するナビゲーションシステムを提供する。
【００９９】
また、本発明は、予め指定した期間における、当該プラント内での過去の探索経路および移動経路を用いて、前記通行可能領域を記すエリアマップを作成することで、作業の開始および終了を把握することができ、現場作業進捗を確認することが可能となる。
【０１００】
また、本発明は、別途取得した放射線量分布データを基に、前記探索経路を移動した際の被ばく線量積算値を算出することができる。被ばく線量積算値の許容閾値が存在する場合には、前記算出された被ばく積算値が閾値を超越しないように、放射線量が高い領域を通行不可領域に指定して、より放射線量の低い領域を通る経路を提示することで、前記被ばく積算値を低減することが可能である。
【０１０１】
以上の説明では、モバイル端末を用いた一連の移動経路提示概要を示したが、その一部もしくは全てを外部コンピュータによって実施し、無線もしくは有線通信手段を用いて、情報の授受を行ってもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
１…ナビゲーションシステム、１０…モバイル端末、１１…現在位置検出入力部、１２…目的位置入力部、１３…放射線量計測部、１４…表示処理部、１５…マイクロコンピュータ、１６…通信部、２０…サーバ、２１…放射線量分布設定部、２２…経路設定部、２３…放射線量分布作成部、２４…放射線量積算値算出部、ＤＢ１…放射線量分布データベース、２６…経路探索部、２７…移動経路記録部、２８…探索経路と移動経路との比較部、２９…エリアマップ作成部、ＤＢ２…エリアマップデータベース、２００…エリア特定部、２１０…ＧＰＳ、２２０…電子コンパス、２３０…ビーコン、２４０…ＷｉＦｉ、２５０…マーカ、２６０…エリア情報、３００…特徴量算出部、３１０…ストラクチャセンサ、３２０…カメラ、３３０…電子コンパス、ＤＢ３…特徴量データベース、５００…特徴量比較部、ＤＢ４…比較用特徴量データベース、６００…比較用特徴量データベース作成部、６１０…ＣＡＤ、６２０…現場撮像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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