(57)【要約】【課題】原子炉内の遠隔目視検査の簡単で効果的な事前確認を行えるようにする。【解決手段】検査対象構造物の遠隔目視検査を支援する遠隔目視検査支援システムに、モニタ１６などの表示手段と、入力手段１５と、検査対象構造物の３次元モデルを記憶する３次元モデル記憶部１０と、モニタ１６に３次元モデルを表示させる３次元モデル表示部１４と、モニタ１６に表示された３次元モデルに対応させて入力手段１５によって指定された検査箇所を受信する検査箇所指定部１１と、検査カメラで検査対象構造物を撮影した静止画像および動画像の少なくとも一方の画像を撮影された位置と対応させて記憶する過去検査画像データベース１３と、過去検査画像データベース１３から検査箇所の位置に対応する過去検査画像を探索して抽出する過去検査画像探索部１２と、過去検査画像をモニタ１６に表示させる過去検査画像表示部１７と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象構造物の遠隔目視検査を支援する遠隔目視検査支援システムにおいて、
表示手段と、
入力手段と、
前記検査対象構造物の３次元モデルを記憶する３次元モデル記憶部と、
前記表示手段に前記３次元モデルを表示させる３次元モデル表示部と、
前記表示手段に表示された前記３次元モデルに対応させて前記入力手段によって指定された検査箇所を受信する検査箇所指定部と、
検査カメラで前記検査対象構造物を撮影した静止画像および動画像の少なくとも一方の画像を撮影された位置と対応させて記憶する過去検査画像データベースと、
前記過去検査画像データベースから前記検査箇所の位置に対応する過去検査画像を探索して抽出する過去検査画像探索部と、
前記過去検査画像を前記表示手段に表示させる過去検査画像表示部と、
を有することを特徴とする遠隔目視検査支援システム。
【請求項２】
前記過去検査画像表示部は前記過去検査画像を前記３次元モデルに貼り付けて前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項１に記載の遠隔目視検査支援システム。
【請求項３】
前記過去検査画像を撮影された時刻に沿って再生する検査映像再生部と、
前記検査映像再生部が再生した前記過去検査画像を撮影した前記検査カメラの位置を算出するカメラ３次元位置解析部と、
前記カメラ３次元位置解析部が算出した前記検査カメラの位置を前記過去検査画像が撮影された時刻に沿って連結して前記検査カメラの移動経路を生成するカメラ運動表示部と、
を有し、前記３次元モデル表示部は、前記カメラ運動表示部が生成した前記カメラの移動経路を前記３次元モデルとともに前記表示手段に表示させる、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の遠隔目視検査支援システム。
【請求項４】
前記入力手段によって入力される前記検査カメラの姿勢情報を受信するカメラ姿勢情報入力部を有し、
前記過去検査画像探索手段は、前記検査箇所の位置および前記姿勢情報に対応する前記過去検査画像を探索して抽出することを特徴とする請求項１ないし請求項３記載のいずれか１項に記載の遠隔目視検査支援システム。
【請求項５】
前記姿勢情報に基づいて前記過去検査画像を幾何変換する画像幾何変換処理部、を有することを特徴とする請求項４に記載の遠隔目視検査支援システム。
【請求項６】
複数の前記過去検査画像に基づいてそれらよりも解像度が高い高解像度画像を生成する画像高解像度化処理部と、
前記高解像度画像を用いて擬似的なズーム画像を生成する擬似ズーム画像生成部と、
を有することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の遠隔目視検査支援システム。
【請求項７】
前記入力手段によって入力される照明の位置および光量を含む照明情報を受信する照明情報入力部と、
前記照明情報に合わせて前記過去検査画像の輝度を変化させる画像明るさ変換処理部と、
を有することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の遠隔目視検査支援システム。
【請求項８】
検査対象構造物の遠隔目視検査を支援する遠隔目視検査支援コンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、
前記検査対象構造物の３次元モデルを記憶する機能と、
前記３次元モデルを表示する機能と、
表示された前記３次元モデルに対応させて検査箇所を指定させる機能と、
検査カメラで前記検査対象構造物を撮影した静止画像および動画像の少なくとも一方の画像を撮影された位置と対応させて記憶する過去検査画像データベース機能と、
過去検査画像データベース機能で記憶した画像から前記検査箇所の位置に対応する過去検査画像を探索して抽出する機能と、
前記過去検査画像を表示する機能と、
を実現させることを特徴とする遠隔目視検査支援コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉内の遠隔目視検査を支援する遠隔目視検査支援システムおよび遠隔目視検査支援コンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントでは、原子炉の健全性を確認するため、定期的に原子炉内の構造物の目視検査を実施している。その目視検査においては、被ばくの問題から直接目視ができないため、水中カメラを遠隔で操作し、そのカメラ映像をモニタなどの表示装置を通して行う間接目視が行われている。間接目視では、モニタに映し出される映像を基に検査員が検査を行い、その映像は検査の記録としてビデオテープなどに録画し保存される。このような間接目視（遠隔目視）に使われる水中カメラは、検査員の指示のもと、ワイヤーや操作ポールなどを利用し、作業員が炉外から手動で遠隔操作されることが多い。
【０００３】
原子炉内には構造物が多数存在するため、検査対象箇所によっては、構造物間の狭隘な場所で検査を行う必要がある。このような状況下で、構造物を傷つけずカメラを操作するには炉内の構造を熟知しておく必要がある。熟練した検査員および操作員であれば、過去の経験からカメラを検査箇所にスムーズに接近させることできるが、経験の浅い検査員あるいは作業員である場合は、カメラの接近作業に多くの時間を有してしまうことが多い。
【０００４】
特許文献１には、原子力発電所の機器や系統などを３次元表示し、設備情報などを関連付ける方法が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−２０７９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
原子炉内の遠隔目視検査では、作業員のカメラの接近作業の熟練度によって、検査時間に大きな差が生じる。この経験の差をカバーするための対策として、たとえば実際の検査の前に、原子炉を模擬した設備を利用した作業訓練が行われている。しかし、このような模擬設備は限られたものしかなく、プラントごとの原子炉の形に対応した細かい訓練を行うことは、ほぼ不可能である。
【０００６】
また、この訓練の他に、これまで検査記録として取りためてきた炉内映像を見直し、過去、実際にどのように検査が行われていたかを確認する訓練を行うこともある。しかし、この方法では、カメラを通した映像を確認するため、作業員にはどの箇所を撮影しているかのイメージが湧きづらい。この場合、原子炉の図面などとつき合わせて確認する必要がある。
【０００７】
そこで、本発明は、原子炉内の遠隔目視検査の簡単で効果的な事前確認を行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するため、本発明は、検査対象構造物の遠隔目視検査を支援する遠隔目視検査支援システムにおいて、表示手段と、入力手段と、前記検査対象構造物の３次元モデルを記憶する３次元モデル記憶部と、前記表示手段に前記３次元モデルを表示させる３次元モデル表示部と、前記表示手段に表示された前記３次元モデルに対応させて前記入力手段によって指定された検査箇所を受信する検査箇所指定部と、検査カメラで前記検査対象構造物を撮影した静止画像および動画像の少なくとも一方の画像を撮影された位置と対応させて記憶する過去検査画像データベースと、前記過去検査画像データベースから前記検査箇所の位置に対応する過去検査画像を探索して抽出する過去検査画像探索部と、前記過去検査画像を前記表示手段に表示させる過去検査画像表示部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、検査対象構造物の遠隔目視検査を支援する遠隔目視検査支援コンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、前記検査対象構造物の３次元モデルを記憶する機能と、前記３次元モデルを表示する機能と、表示された前記３次元モデルに対応させて検査箇所を指定させる機能と、検査カメラで前記検査対象構造物を撮影した静止画像および動画像の少なくとも一方の画像を撮影された位置と対応させて記憶する過去検査画像データベース機能と、過去検査画像データベース機能で記憶した画像から前記検査箇所の位置に対応する過去検査画像を探索して抽出する機能と、前記過去検査画像を表示する機能と、を実現させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、原子炉内の遠隔目視検査の簡単で効果的な事前確認を行えるようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係る遠隔目視検査支援システムの実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１２】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明に係る遠隔目視検査支援システムの第１の実施の形態におけるブロック図である。
【００１３】
本実施の形態の遠隔目視検査支援システムは、キーボードやマウスなどの入力手段１５と、モニタ１６などの表示手段と、３次元モデル記憶部１０と、検査箇所指定部１１と、過去検査画像データベース１３と、過去検査画像探索部１２と、３次元モデル表示部１４と、過去検査画像表示部１７を有している。この遠隔目視検査支援システムは、検査対象構造物の遠隔目視検査に際して、作業員が事前に確認あるいは訓練を行うためのシステムである。この遠隔目視検査支援システムは、遠隔目視検査支援コンピュータプログラムによって、１台あるいは複数台のコンピュータ上に構築することができる。
【００１４】
図２は、本実施の形態における遠隔目視検査支援コンピュータプログラムのフローチャートである。
【００１５】
遠隔目視検査支援コンピュータプログラムは、まず、過去検査画像データベース１３を構築する（工程Ｓ１）。過去検査画像データベース１３は、検査対象構造物の画像をその位置と対応させて記憶したデータベースである。つまり、過去に検査対象構造物を検査した際などに撮影された画像が、過去検査画像データベース１３に蓄積されている。
【００１６】
次に、検査対象構造物の３次元モデルを、３次元モデル記憶部１０に記憶する。この３次元モデルとは、炉内構造物などの検査対象構造物をコンピュータ上のデータとして表現したものであり、たとえば遠隔目視検査支援システムとは別の３次元ＣＡＤシステムなどを用いて作成される。
【００１７】
検査箇所指定部１１は、入力手段１５から検査箇所の指定を受け取る。たとえば検査箇所指定部１１は、３次元モデル表示部１４に検査対象構造物の３次元モデルをモニタ１６に表示させ（工程Ｓ３）、表示された３次元モデル上の検査箇所を、作業員に入力手段１５を用いて指定させる（工程Ｓ４）。検査箇所指定部１１は、指定された検査箇所を過去検査画像探索部１２に伝達する。
【００１８】
図３は、本実施の形態における表示画面の例を示す平面図である。
【００１９】
本実施の形態の遠隔目視検査支援システムを用いた遠隔目視検査の事前訓練では、まず、検査箇所指定部１１は、モニタ１６に検査対象構造物の３次元モデル２０を表示する。また、検査箇所指定部１１は、マウスなどの入力手段１５によって画面の内部を移動する指示ポインタ２１を、モニタ１６に表示する。訓練を受ける作業員は、モニタ１６に表示された３次元モデル上の検査箇所に指示ポインタ２１を移動させてクリックすることによって、検査箇所を指定する。このようにして検査箇所指定部１１は、検査対象構造物の検査位置を取得する。
【００２０】
過去検査画像探索部１２は、指定された検査箇所の位置をキーとして、過去検査画像データベース１３から当該箇所の過去検査画像を探索する（工程Ｓ５）。過去検査画像探索部１２は、探索した過去検査画像を抽出して、過去検査画像表示部１７に伝達する。過去検査画像表示部１７は、過去検査画像探索部１２によって探索された過去検査画像２２を、たとえばモニタ１６上の一部に検査画像表示ウィンドウ２４を設けて表示する（工程Ｓ６）。
【００２１】
また、モニタ１６に表示される検査対象構造物の３次元モデル２０は、マウスのドラッグなどの操作で、視点を自由に変えて見ることができるようにしてもよい。このように視点を変えることができるようにすると、作業員は検査箇所を指示しやすくなる。さらに、過去検査画像探索部１２によって探索された過去検査画像２２は、検査対象構造物の３次元モデル２０上に貼り付けるように表示すると、作業員は、より直感的にイメージしやすくなる。
【００２２】
このような、遠隔目視検査支援システムを用いると、実際に検査する箇所を３次元モデルとして提示することにより、作業者は、検査対象構造物の３次元的なイメージを得ることができる。さらに、その３次元位置と実際の過去検査画像をリンクさせることにより、当該箇所の具体的な検査画像を３次元構造と結び付けて確認することができる。このようにして、原子炉内の遠隔目視検査の簡単で効果的な事前確認および事前訓練を行うことができる。
【００２３】
［第２の実施の形態］
図４は、本発明に係る遠隔目視検査支援システムの第２の実施の形態におけるブロック図である。
【００２４】
本実施の形態の遠隔目視検査支援システムは、第１の実施の形態の遠隔目視検査支援システムに、検査映像再生部２５と、カメラ３次元位置解析部２６と、カメラ運動表示部２７とを追加したものである。
【００２５】
検査映像再生部２５は、過去の検査映像を再生する。カメラ３次元位置解析部２６は、検査映像からその映像を撮影したカメラの３次元位置を算出する。カメラ運動表示部２７は、過去の検査映像にしたがって３次元モデル上にカメラが移動する様子を表示する。
【００２６】
次に動作について説明する。
【００２７】
まず、検査映像再生部２５にて検査作業の参考にしたい過去検査映像を再生する。その再生された映像がカメラ３次元位置解析部２６に入力されると、映像が撮影された際のカメラの位置が出力される。そして、その出力されたカメラ位置に従って、検査対象構造物の３次元モデル２０（図２参照）上にカメラの３次元的な動きを示すポインタをカメラ運動表示部２７にて表示させる。
【００２８】
このような遠隔目視検査支援システムを用いると、作業者は、過去に行った際の映像を確認すると同時に、どのようなカメラの操作のもとで行われたかを３次元モデル上のカメラの動きにより確認することができる。たとえば、検査熟練者の映像を再生することにより、効率的なカメラの操作軌道を確認することができる。
【００２９】
［第３の実施の形態］
図５は、本発明に係る遠隔目視検査支援システムの第３の実施の形態におけるブロック図である。
【００３０】
本実施の形態の遠隔目視検査支援システムは、第１の実施の形態の遠隔目視検査支援システムに、カメラ姿勢情報入力部２８を追加したものである。カメラ姿勢情報入力部２８は、入力手段１５からカメラ姿勢情報を受信する。また、本実施の形態の過去検査画像データベース１３は、検査箇所の位置および過去検査画像を撮影の際のカメラの姿勢ととともに記憶している。
【００３１】
図６は、本実施の形態における表示画面の例を示す平面図である。
【００３２】
カメラ姿勢情報の入力には、モニタ１６に表示されたカメラ姿勢情報入力ウィンドウ３４を用いる。カメラ姿勢情報入力ウィンドウ３４には、グローバル座標軸３５が表示される。また、モニタ１６には、グローバル座標軸３５が、検査対象構造物との関係が分かるように検査対象構造物の３次元モデル２０とともに表示される。つまり、グローバル座標軸３５は、検査対象構造物の姿勢を示しているということができる。また、カメラ姿勢情報入力ウィンドウ３４には、カメラ座標軸３６も表示されている。カメラ座標軸３６は、たとえばカメラのレンズが向かう方向をｙ方向とする。カメラ座標軸３６は、カメラの絵などとともに表示すると、作業員の理解が容易である。
【００３３】
作業員は、マウスなどの入力手段１５によって、カメラの姿勢を示すカメラ座標軸３６をグローバル座標軸３５に対して相対的に動かすことによって、カメラ姿勢情報を入力する。指示ポインタ２１によって入力された検査位置とカメラ姿勢情報を基に、過去検査画像探索部１２は、過去検査画像データベース１３から過去検査画像を検索する。探索された過去検査画像２２は、検査画像表示ウィンドウ２４に表示される。
【００３４】
このように本実施の形態では、検査箇所でのカメラの動きによって変化する検査画像を作業者に提示することができる。このため、作業者は細かいカメラの動かし方を確認することができる。
【００３５】
［第４の実施の形態］
図７は、本発明に係る遠隔目視検査支援システムの第４の実施の形態におけるブロック図である。
【００３６】
本実施の形態の遠隔目視検査支援システムは、第３の実施の形態の遠隔目視検査支援システムに、画像幾何変換処理部２９を追加したものである。
【００３７】
過去検査画像探索部１２は、カメラ姿勢情報入力部２８からの入力によるカメラ姿勢情報と検査箇所指定部１１からの入力よる検査位置とを基に、過去検査画像データベース１３から過去検査画像を検索する。しかし、これらの検索キーに完全に一致する画像がない場合もある。そこで、その場合は一番近い画像を過去検査画像探索部１２の出力とする。画像幾何変換処理部２９は、位置情報および姿勢情報を基に、たとえばアフィン変換などの幾何変換処理を過去検査画像に施す。幾何変換処理を施された過去検査画像は、過去検査画像表示部１７に伝達され、その変換後の画像がモニタ１６に表示される。
【００３８】
この遠隔目視検査支援システムを用いると、過去検査画像データベースにない指定箇所においても、画像を推測して作業者に提示することができる。
【００３９】
［第５の実施の形態］
図８は、本発明に係る遠隔目視検査支援システムの第５の実施の形態におけるブロック図である。
【００４０】
本実施の形態の遠隔目視検査支援システムは、第３の実施の形態の遠隔目視検査支援システムに、画像高解像度化処理部４０と、擬似ズーム画像生成部４１とを追加したものである。擬似ズーム画像生成部４１は、画像高解像度化処理部４０により生成された高解像度画像を用いて擬似ズーム画像を表示する。
【００４１】
過去検査画像探索部１２は、伝達された検査箇所の位置に基づいて、検査箇所の近傍の動画像データあるいは複数の静止画像データを探索して抽出する。抽出された動画像データあるいは複数の静止画像データは、画像高解像度化処理部４０に伝達される。画像高解像度化処理部４０は、伝達された動画像データの複数のフレームあるいは複数の静止画像データを用いて、より高解像度の画像を生成する。
【００４２】
図９は、本実施の形態における高解像度化処理の例を示す模式図である。
【００４３】
画像高解像度化処理部４０では、たとえば動画像データのうち、撮影時刻が異なる２枚のフレーム画像５０，５１を用いる。図９（ａ）は、２枚のフレーム画像５０，５１を模式的に高さを変えて配置した場合の斜視図を示したものである。図９（ｂ）は、（ａ）を上から見た図である。
【００４４】
これらのフレーム画像５０，５１は、少なくとも一部は同じ部分を撮影したものであり、画素５２，５３を最小単位として表現されている。パラボラフィッティングなどの手法を用いることによって、画素５３，５４よりも小さい大きさを単位として、これらのフレーム画像５０，５１の位置関係を知ることができる。図９に示す２枚のフレーム画像５０，５１は、検査対象構造物を画素５２，５３の約半分ずれて撮影したものである。そこで、元のフレーム画像５０，５１を、その解像度よりも小さい単位で重ね合わせることにより、元のフレーム画像５０，５１の画素５２，５３よりも小さい画素５４を生成することができる。
【００４５】
図９に示すように、２枚のフレーム画像５０，５１を重ね合わせることにより、２倍の解像度を持つ画像を生成することができる。重ね合わせる際、高解像度画像の画素５４上には、２つのフレーム画像５０，５１の画素５２，５３に対応した２つの値が存在している。そこで、高解像度画像の画素５４の値は、たとえば２つのフレーム画像５０，５１の画素５２，５３に対応した２つの値を平均した値とする。
【００４６】
過去検査画像データベース１３に動画像データが記憶されていない場合には、検査箇所の近傍の複数の静止画像データを用いてもよい。この場合は、動画像の複数のフレーム画像の代わりに、複数の静止画像データを用いることにより、高解像度画像を生成することができる。また、ここでは２枚のフレーム画像を用いることとしているが、画像高解像度化処理部４０では３枚以上のフレーム画像を用いて高解像度画像を生成することも可能である。
【００４７】
このように本実施の形態によれば、検査対象へカメラが更に接近する場合や、ズームレンズを用いる場合の画像を推測して作業者に提示することができる。
【００４８】
［第６の実施の形態］
図１０は、本発明に係る遠隔目視検査支援システムの第６の実施の形態におけるブロック図である。
【００４９】
本実施の形態の遠隔目視検査支援システムは、第１の実施の形態の遠隔目視検査支援システムに、照明情報入力部４２と画像明るさ変換処理部４３とを追加したものである。
【００５０】
照明情報入力部４２には、照明に関する情報が入力される。照明に関する情報とは、照明がカメラに対してどの位置に配置されているか、また、どのくらいの光量を発するかについての情報である。この情報は、たとえば入力手段１５から入力される。
【００５１】
過去検査画像データベース１３は、記憶された画像データが照明情報をキーに整理されている。この場合、過去検査画像探索部１２は、検査箇所指定部１１から伝達される検査箇所の位置と、照明情報入力部４２から伝達される照明に関する情報とに基づいて、一致あるいはほぼ一致する画像を探索して抽出する。過去検査画像探索部１２が抽出した画像は、過去検査画像表示部１７に伝達されて、モニタ１６に表示される。
【００５２】
また、過去検査画像データベース１３は、記憶された画像データが照明情報をキーに整理されていない場合などには、過去検査画像探索部１２は、検査箇所指定部１１から伝達される検査箇所の位置に基づいて、一致あるいはほぼ一致する画像を探索して抽出する。過去検査画像探索部１２が抽出した画像は、画像明るさ変換処理部４３に伝達される。画像明るさ変換処理部４３は、擬似的に検査画像に明るさの変化を与える変換を施し、その変換後の画像は過去検査画像表示部１７に伝達されて、モニタ１６に表示される。
【００５３】
このように、本実施の形態によれば、検査箇所における照明の変化によって変化する検査画像を作業者に提示することができ、作業者は照明の調整具合を確認することができる。
【００５４】
［他の実施の形態］
上述の各実施の形態は単なる例示であり、本発明はこれらに限定されない。また、各実施の形態の特徴を組み合わせて実施することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る遠隔目視検査支援システムの第１の実施の形態におけるブロック図である。
【図２】本発明に係る遠隔目視検査支援システムの第１の実施の形態における遠隔目視検査支援コンピュータプログラムのフローチャートである。
【図３】本発明に係る遠隔目視検査支援システムの第１の実施の形態における表示画面の例を示す平面図である。
【図４】本発明に係る遠隔目視検査支援システムの第２の実施の形態におけるブロック図である。
【図５】本発明に係る遠隔目視検査支援システムの第３の実施の形態におけるブロック図である。
【図６】本発明に係る遠隔目視検査支援システムの第３の実施の形態における表示画面の例を示す平面図である。
【図７】本発明に係る遠隔目視検査支援システムの第４の実施の形態におけるブロック図である。
【図８】本発明に係る遠隔目視検査支援システムの第５の実施の形態におけるブロック図である。
【図９】本実施の形態における高解像度化処理の例を示す模式図である。
【図１０】本発明に係る遠隔目視検査支援システムの第６の実施の形態におけるブロック図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０…３次元モデル記憶部、１１…検査箇所指定部、１２…過去検査画像探索部、１３…過去検査画像データベース、１４…３次元モデル表示部、１５…入力手段、１６…モニタ、１７…過去検査画像表示部、２０…検査対象構造物の３次元モデル、２１…指示ポインタ、２２…過去検査画像、２４…検査画像表示ウィンドウ、２５…検査映像再生部、２６…カメラ３次元位置解析部、２７…カメラ運動表示部、２８…カメラ姿勢情報入力部、２９…画像幾何変換処理部、３４…カメラ姿勢情報入力ウィンドウ、３５…グローバル座標軸、３６…カメラ座標軸、４０…画像高解像度化処理部、４１…擬似ズーム画像生成部、４２…照明情報入力部、４３…画像明るさ変換処理部、５０…フレーム画像、５１…フレーム画像、５２…画素、５３…画素、５４…画素
【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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