(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
点検対象設備内の水面上を移動可能な移動体と、前記移動体にケーブルを介して昇降可能に設置され、目標位置にある点検対象物を保守点検するセンサ部と、前記点検対象設備内に設置され移動体を撮像する移動体撮像装置と、前記移動体の下部に設けられ前記センサ部を撮像するセンサ部撮像装置と、前記移動体撮像装置とセンサ部撮像装置から入力されたデータを処理するデータ処理装置と、を備えた水中点検装置において、
前記データ処理装置は、前記移動体撮像装置から入力された前記移動体の撮像画像に基づいて算出された当該移動体の三次元位置データと、前記センサ部撮像装置から入力された前記センサ部の撮像画像に基づいて算出された当該センサ部の三次元相対位置データを統合することにより、前記センサ部の三次元位置を算出することを特徴とする水中点検装置。
【請求項２】
点検対象設備内の水面上を移動可能な移動体と、前記移動体にケーブルを介して昇降可能に接続され、目標位置にある点検対象物を保守点検するセンサ部と、前記点検対象設備内に設置され移動体を撮像する移動体撮像装置と、前記移動体の下部に設けられ前記センサ部を撮像するセンサ部撮像装置と、前記移動体撮像装置とセンサ部撮像装置から入力されたデータを処理するデータ処理装置と、を備えた水中点検装置を用いて前記センサ部の三次元位置を算出する水中点検方法において、
前記データ処理装置は、前記移動体撮像装置から入力された移動体の撮像画像に基づいて算出された前記移動体の三次元位置データと、前記センサ部撮像装置から入力されたセンサ部の撮像画像に基づいて算出された前記センサ部の三次元相対位置データを統合することにより、前記センサ部の三次元位置を算出し、前記算出された三次元位置が前記目標位置に近接するまで前記移動体を移動させることを特徴とする水中点検方法。
【請求項３】
前記データ処理装置は、前記移動体撮像装置が時系列的に撮像した複数の撮像画像から、それぞれ複数の特徴点及び特徴量を求め、前記複数の撮像画像との間で前記複数の特徴量の類似性を判断することにより前記複数の特徴点の対応付けを行い、現時刻における前記移動体の三次元座標を求めるとともに当該移動体の実寸法情報と照合することで、現時刻における前記移動体の三次元位置データを算出することを特徴とする請求項２記載の水中点検方法。
【請求項４】
前記データ処理装置は、前記センサ部撮像装置が時系列的に撮像した複数の撮像画像から、それぞれ複数の特徴点及び特徴量を求め、前記複数の撮像画像との間で前記複数の特徴量の類似性を判断することにより前記複数の特徴点の対応付けを行い、現時刻における前記センサ部の三次元座標を求めるとともに当該センサ部の実寸法情報と照合することで、現時刻における前記センサ部の三次元相対位置データを算出することを特徴とする請求項２又は３記載の水中点検方法。
【請求項５】
前記移動体撮像装置及び／又は前記センサ部撮像装置は三次元形状測定装置からなり、前記データ処理装置で算出された当該移動体及び／又は当該センサ部の三次元形状データと、当該移動体及び／又は当該センサ部の三次元実形状情報とを照合することで前記移動体及び／又は前記センサ部の三次元位置データを算出することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の水中点検方法。
【請求項６】
前記データ処理装置により算出された前記移動体の三次元位置データ及び前記センサ部の三次元位置データと、前記移動体及び前記センサ部の目標位置を表示装置に表示することにより、前記移動体及び前記センサ部の移動制御を行うことを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の水中点検方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明に係る実施形態は、水中にある機器や構造物の保守点検作業を行うための水中点検装置及び水中点検方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば原子力プラントにおいて、原子炉容器内、燃料プール内又はタンク内等の水中にある機器や構造物の保守点検作業を行う場合、水面上から点検装置を水中に投下して保守点検作業が行われる。
【０００３】
例えば、原子炉内の水中目視点検作業では、通常、撮像装置や推進装置等を有する水中点検装置を搭載した搬送装置を原子炉の上部に敷設したレールに沿って移動させ、水中点検装置を搬送装置から原子炉内の水中に吊下ろし、水中を移動させて保守点検作業を実施している。
【０００４】
このような水中点検装置では、保守点検作業を効率的に行うために、点検対象設備内における水中点検装置の位置を常時把握する必要がある。そのため、点検対象設備の設計情報や水中点検装置に搭載したジャイロセンサによる位置情報や撮像装置による画像データ等に基づいて、点検対象設備内における水中点検装置の位置を確認する手段が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１７５８３１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
水中の機器や構造物を水中点検装置により保守点検作業を行う際、点検対象設備が原子炉の場合は、水中点検装置を原子炉の上部から原子炉内に吊下ろし保守点検作業を実施できるが、点検対象設備がタンク等の場合は、水中点検装置を例えばタンクの上部に設けられた搬入口からタンク内に投入することになるため、タンク内へのアクセス経路が限られたものとなる。そして、タンク内の保守点検作業を円滑に行うために、水中点検装置の位置を画像等で常時把握し、遠隔操作や推進装置等により水中点検装置を点検対象物に速やかに近接させる必要がある。
【０００７】
しかしながら、従来の水中点検装置の位置確認手段は、点検対象設備の設計情報、水中点検装置に搭載したジャイロセンサや撮像装置による位置データ及び画像データ等に基づいて水中点検装置の位置を同定しているが、水中点検装置の位置・姿勢を計測するジャイロセンサの計測値に誤差があると、画像データとのマッチングに大きな誤差が生じ、実際の位置と大きく異なる可能性がある。さらに、ジャイロセンサは計測誤差が蓄積する性質があるため、長時間の保守点検作業には使用することができないという課題もある。
【０００８】
本発明の実施形態は、上記課題を解決するためになされたもので、点検対象設備内における水中点検装置の位置・姿勢を高精度で同定可能とすることで、保守点検作業を効率的に実施することができる水中点検装置及び水中点検方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の実施形態に係る水中点検装置は、点検対象設備内の水面上を移動可能な移動体と、前記移動体にケーブルを介して昇降可能に設置され、目標位置にある点検対象物を保守点検するセンサ部と、前記点検対象設備内に設置され移動体を撮像する移動体撮像装置と、前記移動体の下部に設けられ前記センサ部を撮像するセンサ部撮像装置と、前記移動体撮像装置とセンサ部撮像装置から入力されたデータを処理するデータ処理装置と、を備えた水中点検装置において、前記データ処理装置は、前記移動体撮像装置から入力された前記移動体の撮像画像に基づいて算出された当該移動体の三次元位置データと、前記センサ部撮像装置から入力された前記センサ部の撮像画像に基づいて算出された当該センサ部の三次元相対位置データを統合することにより、前記センサ部の三次元位置を算出することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の実施形態に係る水中点検方法は、点検対象設備内の水面上を移動可能な移動体と、前記移動体にケーブルを介して昇降可能に接続され、目標位置にある点検対象物を保守点検するセンサ部と、前記点検対象設備内に設置され移動体を撮像する移動体撮像装置と、前記移動体の下部に設けられ前記センサ部を撮像するセンサ部撮像装置と、前記移動体撮像装置とセンサ部撮像装置から入力されたデータを処理するデータ処理装置と、を備えた水中点検装置を用いて前記センサ部の三次元位置を算出する水中点検方法において、前記データ処理装置は、前記移動体撮像装置から入力された移動体の撮像画像に基づいて算出された前記移動体の三次元位置データと、前記センサ部撮像装置から入力されたセンサ部の撮像画像に基づいて算出された前記センサ部の三次元相対位置データを統合することにより、前記センサ部の三次元位置を算出し、前記算出された三次元位置が前記目標位置に近接するまで前記移動体を移動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の実施形態によれば、点検対象設備内における水中点検装置の位置を精度よく同定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る水中点検装置の構成図。
【図２】第１の実施形態に係る移動体及びセンサ部の構成図。
【図３】第１の実施形態に係る水中点検作業フロー図。
【図４】第１の実施形態に係る三次元位置データの算出フロー図。
【図５】第１の実施形態に係る三次元位置データ算出手法の概念図。
【図６】第１の実施形態に係る移動体及びセンサ部の表示例を示す図（その１）。
【図７】第１の実施形態に係る移動体及びセンサ部の表示例を示す図（その２）。
【図８】第２の実施形態に係る水中点検装置の構成図。
【図９】第２の実施形態に係る三次元位置データの算出フロー図。
【図１０】第２の実施形態に係る移動体及びセンサ部の表示例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る水中点検装置及び水中点検方法の実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
第１の実施形態に係る水中点検装置及び点検方法について、図１乃至図７を用いて説明する。なお、本実施形態では点検対象設備がタンクの例を説明するが、原子炉容器や燃料プール、又は一般の容器にも適用可能である。
【００１４】
（構成）
第１の実施形態に係る水中点検装置１０は、図１に示すように、水等の液体が満たされている点検対象設備２０内の水面上を移動可能な移動体（ビークル）１０１と、水中にある機器や構造物の点検に使用するセンサ群（例えば、可視カメラ、超音波センサ等）が配置されたセンサ部１０２と、移動体１０１からケーブル１１２によりセンサ部１０２を水中に投下又は引上げるためのセンサ部昇降装置１０３と、移動体１０１に接続された制御ケーブル、電源ケーブル等からなるケーブル１１３を移動体１０１の移動に合わせて繰出し又は巻取るケーブル駆動装置１０４と、移動体１０１、センサ部１０２、センサ部昇降装置１０３及びケーブル駆動装置１０４を制御する制御装置１０５と、点検対象設備２０内に設置され、点検対象設備２０内の移動体１０１等を撮像する移動体撮像装置１０６と、移動体１０１の下部に設けられセンサ部１０２等を撮像するセンサ部撮像装置１０７と、位置算出処理を行うデータ処理装置１０８と、算出した位置等の情報を出力する表示装置１０９と、から構成される。
【００１５】
また、点検対象設備２０には、内部にアクセスするための搬入口１１４が設けられている。この搬入口１１４は開閉蓋等を備えてもよいが、図１では省略している。  
移動体１０１は、例えばスラスタ等の推進装置１１１を用いて水上を移動可能な船型又はホバー型の移動体（ビークル）が用いられ、制御装置１０５により移動制御される。この移動体１０１には、センサ部１０２、センサ部昇降装置１０３及びセンサ部撮像装置１０７が搭載され、センサ部１０２には点検内容に応じて、可視カメラ、赤外線カメラ、超音波センサ、放射線検出器、温度計、等からなるセンサ群が配置される。
【００１６】
センサ部昇降装置１０３は、水中に投下されるセンサ部１０２に接続された制御／電源ケーブル等からなるケーブル１１２を繰出し又は巻取ることが可能なケーブル巻取装置からなり、制御装置１０５により駆動制御される。
【００１７】
ケーブル駆動装置１０４は、移動体１０１に接続された制御／電源ケーブル等からなるケーブル１１３の繰出し、巻取りが可能なケーブル巻取装置からなり、制御装置１０５により駆動制御される。
【００１８】
移動体撮像装置１０６は、例えば三次元カメラからなり、点検対象設備２０の内部全体を俯瞰できる位置に設置することが望ましいが、これに限定されず、移動体撮像装置１０６に回転駆動装置を付設し、撮像範囲を適宜変更可能とし、点検対象設備２０の内部全体を撮像可能となるようにしてもよい。
【００１９】
センサ部撮像装置１０７は、例えば、三次元カメラからなり、水中のセンサ部１０２を撮像し相対的な位置計測を行う。このセンサ部撮像装置１０７は、図１に示すように、移動体の下部に設けられる。また、図２に示すように、センサ部撮像装置１０７を移動体１０１の前後左右等に複数設け、計測精度を上げるようにしてもよい。
【００２０】
データ処理装置１０８は、移動体撮像装置１０６で取得したデータと、移動体１０１の寸法等の情報を基に、水中点検設備２０内の移動体１０１の位置及び姿勢（三次元位置データ）を算出する。また、センサ部撮像装置１０７で取得したデータとセンサ部１０２の寸法を基に、センサ部１０２の相対的な位置及び姿勢（三次元相対位置データ）を算出する。
【００２１】
（作用）
〈水中点検作業フロー〉
本実施形態に係る水中点検装置１０を用いて点検対象設備２０内の保守点検作業を行う際の水中点検作業フローを図３により説明する。
【００２２】
なお、本実施形態では、点検対象設備２０の下部にある点検対象物（例えば、点検対象物２０の底面又は底部構造物）を点検対象とする例について説明するが、これに限定されず、点検対象設備２０の側部等他の部分を点検対象としてもよい。また、点検対象設備２０内における点検対象物の位置（「点検対象位置」又は「目標位置」という）は、点検対象設備２０の設計データや機器配置情報等により既知のものとする。
【００２３】
まず、センサ部１０２を搭載した移動体１０１を点検対象設備２０の搬入口１１４から点検対象設備２０内の水面上に投下する。同時に移動体撮像装置１０６も搬入口１１４から点検対象設備２０内に搬入し、適切な位置に設置する。（Ｓ１）。
【００２４】
次に、点検対象設備２０内の点検対象位置（目標位置）の上部近傍に向けて、制御装置１０５によりケーブル駆動装置１０４を操作するとともに移動体１０１の推進装置１１１を駆動制御し、移動体１０１を目標位置の上部近傍へ移動させる（Ｓ２）。
【００２５】
次に、移動体撮像装置１０６により移動体１０１の三次元画像を撮像し、データ処理装置１０８は撮像画像等に基づいて移動体１０１の三次元位置データを算出するとともに、表示装置１０９に出力する（Ｓ３）。なお、三次元位置データの算出方法については後述する。
【００２６】
次に、Ｓ３で算出した移動体１０１の三次元位置データに基づき、移動体１０１が点検対象位置（目標位置）の上部にあるか否かを表示装置１０９に表示された画像等に基づいて判断する（Ｓ４）。移動体１０１が点検対象位置の上部に到達していなければ、Ｓ２に戻り、移動体１０１を再度移動させる。
【００２７】
次に、Ｓ４で移動体１０１が点検対象位置（目標位置）の上部にあると判断されれば、センサ部昇降装置１０３によりケーブル１１２を繰出して水中にセンサ部１０２を投下する（Ｓ５）。
【００２８】
次に、移動体１０１に搭載したセンサ部撮像装置１０７によりセンサ部１０２の三次元画像を撮像し、データ処理装置１０８は撮像画像等に基づいてセンサ部１０２の三次元相対位置データを算出するとともに、表示装置１０９に出力する（Ｓ６）。
【００２９】
次に、Ｓ３及びＳ４で算出した移動体１０１の三次元位置データとセンサ部１０２の三次元相対位置データを統合し、点検対象設備２０内におけるセンサ部１０２の三次元位置を算出するとともに、表示装置１０９に出力する（Ｓ７）。
【００３０】
次に、センサ部１０２が点検対象位置（目標位置）にあるか否かを表示装置１０９に表示された画像等に基づいて判断する。点検対象位置から離れている場合は、Ｓ２へ戻り移動体１０１を再度移動させてセンサ部１０２が点検対象位置に近接するように調整する（Ｓ８）。
【００３１】
次に、Ｓ８でセンサ部１０２が点検対象位置（目標位置）にあると判断されれば、位置決めが完了したとして移動体１０１の移動及びセンサ部昇降装置１０３の操作を停止し（Ｓ９）、センサ部１０２により各種目的に応じた水中点検を実施する（Ｓ１０）。
【００３２】
〈移動体及びセンサ部の三次元位置データの算出フロー〉
次に、データ処理装置１０８による移動体１０１の三次元位置データの算出フロー及びセンサ部１０２の三次元相対位置データの算出フローについて、図４及び図５により説明するが、両者は基本的なフローは同じなので、ここでは移動体１０１の三次元位置データの算出フローについて説明する。
【００３３】
まず、データ処理装置１０８は、移動体撮像装置１０６により時系列的に撮像された移動体１０１の三次元画像を取得する（Ｓ２０）。図５（ａ）、（ｂ）は、異なる時刻に撮像された三次元画像の例である。
【００３４】
次に、取得した各三次元画像から移動体１０１のエッジ等の特徴点（例えば、図５（ａ）のａ１〜ａ３、図５（ｂ）のａ１’〜ａ３’）を抽出する（Ｓ２１）。  
次に、Ｓ２１で抽出した特徴点ａ１〜ａ３、ａ１’〜ａ３’の近傍に設定された特徴量算出領域ｂ１〜ｂ３、ｂ１’〜ｂ３’における色情報や輝度勾配情報を基にした特徴量（例えば、ＨＯＧ(Histogram of Oriented Gradients）特徴量）ｃ１〜ｃ３、ｃ１’〜ｃ３’を算出する（Ｓ２２）。
【００３５】
次に、Ｓ２２で算出された各特徴量ｃ１〜ｃ３、ｃ１’〜ｃ３’を比較し、先に撮像された三次元画像（図５（ａ））の特徴量ｃ１〜ｃ３と類似する特徴量を有する特徴点（対応点）を、後に撮像された三次元画像（図５（ｂ））から抽出し、特徴点の対応付けを行う（Ｓ２３）。
【００３６】
図５に示す例では、図５（ａ）の特徴点ａ１〜ａ３における特徴量ｃ１〜ｃ３にそれぞれ類似するものが図５（ｂ）におけるｃ１’〜ｃ３’であり、これにより、特徴点ａ１〜ａ３と特徴点（対応点）ａ１’〜ａ３’がそれぞれ対応すると判断する。  
なお、図５（ａ）、（ｂ）では、便宜上、特徴点がそれぞれ３つ図示されているが、実際の特徴点の数は４以上となる場合もある。
【００３７】
次に、Ｓ２３で各特徴点の対応付けが終了した後、三次元撮像装置における三角測量の原理により、対応点ａ１’〜ａ３’の三次元座標を算出する（Ｓ２４）。  
次に、Ｓ２４で算出された移動体１０１の３カ所以上の対応点の三次元座標と、移動体１０１の実際の特徴点の配置・寸法情報を表した既知の三次元データとを照合することで（Ｓ２５）、点検対象設備２０内の三次元空間における移動体１０１の実際の位置・姿勢を表す三次元位置データを算出する（Ｓ２６）。
【００３８】
なお、説明を省略するが、センサ部１０２の三次元相対位置データも、上記Ｓ２０〜Ｓ２６と同様な手順で算出される。  
そして、センサ部の絶対的な三次元位置データは、図３のＳ７で説明したように、移動体１０１の三次元位置データとセンサ部１０２の三次元相対位置データを統合することにより算出される。
【００３９】
（変形例）
図４のＳ２３における対応点の抽出ステップでは、時系列的に取得した三次元画像から対応点の位置を追跡することも可能であり、２回目以降の位置計測処理においては、特徴点抽出から対応点抽出までの処理を省略することで処理時間を短縮することができる。
さらに、特徴点の追跡処理手法としては、例えば特徴点周辺画像のテンプレートマッチングによる追跡や、Lucas-Kanade法、Mean-Shift法などの手法が適用可能である。
【００４０】
その際、位置計測対象物（移動体１０１、センサ部１０２）に基準マーカ（例えば、ＬＥＤマーカや球体マーカなど）を３個以上取り付けておき、基準マーカを特徴点として検出することもできる。これにより、特徴点検出及び対応付けの処理を簡略化することも可能である。
【００４１】
また、移動体１０１の位置は、例えば搬入口１１４の近傍に設置した移動体撮像装置１０６の設置位置情報から、移動体１０１の点検対象設備２０内における実際の三次元位置データ（位置座標・姿勢）を算出することができる。
【００４２】
なお、移動体撮像装置１０６の設置位置は、搬入口１１４の近傍に限定されるものではなく、移動体１０１側に取り付けられた三次元撮像装置で点検対象設備２０内の基準座標（例えば、搬入口１１４）を撮像し、基準位置に対する当該三次元撮像装置の位置座標・姿勢を求めることで、同様に移動体１０１の位置を計測することもできる（図示せず）。
【００４３】
〈表示部の機能〉
データ処理装置１０８は、図６及び図７に示すように、移動体１０１及びセンサ部１０２の三次元位置データに基づいて、移動体１０１及びセンサ部１０２の位置を点検対象設備２０の画像上に描画した上面図や側面図（図６参照）、又は三次元画像（図７参照）を作成し、表示装置１０９に適宜組み合わせて出力する。
【００４４】
なお、表示装置１０９の画面上に、実際の三次元位置情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を文字情報として出力することも可能である。また、表示画像の設定（各画像の配置構成、三次元画像の視点位置・方向、等）は適宜変更可能である。
【００４５】
表示装置１０９として、算出した三次元位置情報を表示することが可能なディスプレイや、データとして記憶可能な記録媒体（例えば、ＨＤＤ、ＣＤ、ＤＶＤ等）が用いられる。
【００４６】
（効果）
以上、説明したように本第１の実施形態によれば、点検対象設備２０が、アクセス経路が限られているタンク等の場合であっても、特徴量の比較手法を用いた三次元位置データ算出手段により、点検対象設備２０内における移動体１０１及びセンサ部１０２の位置を高精度で求めることができる。  
また、移動体１０１及びセンサ部１０２の位置を可視化された画像で表示することで、保守点検作業の効率化を図ることができる。
【００４７】
さらに、センサ部１０２の三次元位置データは、移動体１０１の三次元位置データと統合することにより算出されるため、センサ部１０２を水中に投下している間に、移動体１０１が水面の揺れなどにより微小に位置変動している場合にも高精度で算出することが可能となる。
【００４８】
［第２の実施形態］
第２の実施形態に係る水中点検装置及び点検方法について、図８乃至図１０を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同一又は類似の構成については同一の符号を付し、重複説明を省略する。
【００４９】
（構成）
本第２の実施形態では、図８に示すように、センサ部１０２が水中で移動するためのセンサ部移動装置１１０（例えば、スラスタ、クローラ等）を備えるとともに、移動体撮像装置１０６及びセンサ部撮像装置１０７として、例えば測定対象の表面形状を取得可能な三次元形状撮像装置（三次元スキャナ）を用いる構成としている。
【００５０】
三次元スキャナからなる移動体撮像装置１０６は、点検対象設備２０内の構造物及び移動体１０１の三次元形状データ（例えば、点群データや距離画像データ）を取得し、センサ部撮像装置１０７は、センサ部１０２の三次元データ（例えば、点群データや距離画像データ）を取得する。なお、センサ部撮像装置１０７として、水中用のレーザ又は超音波三次元スキャナが用いられる。
【００５１】
（作用）
〈水中点検作業フロー〉
本第２の実施形態に係る水中点検装置１０を用いて点検対象設備２０内の保守点検作業を行う際の水中点検作業フローを図９により説明する。なお、第１の実施形態（図３）と同じ動作をする部分については説明を省略し、相違する部分のみを説明する。
【００５２】
図９に示すＳ３３及びＳ３７では、図１０に示すように、それぞれ算出された移動体１０１又はセンサ部１０２の三次元位置と、移動体の目標位置１０１ａ又はセンサ部の目標位置１０２ａを同時に描画した画像や位置情報を表示装置１０９に出力し、操作者は現時点での移動体１０１又はセンサ部１０２の位置と、移動体又はセンサ部の目標位置１０１ａ、１０２ａの一致、不一致を判断する。  
Ｓ３３で計測した移動体１０１の位置が点検対象位置の上部（目標位置）に到達していなければ、Ｓ３１に戻り、移動体１０１を再度移動させる。
【００５３】
一方、Ｓ３７で算出されたセンサ部１０２が点検対象位置（目標位置）から離れている場合は、センサ部１０２の下部に設けられたセンサ部移動装置１１０を用いてセンサ部の位置調整を行い（Ｓ３８）、Ｓ３５に戻る。
【００５４】
〈移動体及びセンサ部の三次元位置データの算出フロー〉
次に、第２の実施形態に係るデータ処理装置１０８による移動体１０１の位置計測処理フロー及びセンサ部１０２の相対位置計測処理フローについて説明する。
【００５５】
まず、三次元スキャナからなる移動体撮像装置１０６及びセンサ部撮像装置１０７により、移動体１０１の表面形状及びセンサ部１０２の表面形状を示す三次元形状データ（例えば、点群データ）を取得し、データ処理装置１０８は取得した三次元形状データと、既知の移動体１０１やセンサ部１０２の三次元形状モデルとの位置合わせを行うことで、移動体１０１及びセンサ部１０２の三次元位置データを算出する。
【００５６】
三次元モデルの位置合わせは、例えば三次元局所特徴量のマッチングによる位置合わせ手法やＩＣＰ法（Iterative Closest Point）による位置合わせ手法等を採用することができる。
【００５７】
三次元局所特徴量は、構造物のエッジ点や角（コーナ点）等を三次元特徴点として抽出し、その周辺局所領域の三次元特徴量（例えば、ＰＦＨ（Point Feature Histogram）特徴量、ＦＰＦＨ（Fast Point Feature Histogram）特徴量、ＳＨＯＴ特徴量、等）を算出する。
【００５８】
また、ＩＣＰ法は、位置合わせを行う疎点群データと三次元データについて、最近傍頂点間距離の二乗和を反復計算により最小化（収束）させることで、位置合わせを行う手法である。
【００５９】
これにより、移動体１０１の三次元位置データ及びセンサ部１０２の三次元相対位置データを算出でき、これらを統合してセンサ部１０２の点検対象設備２０内における三次元位置を算出することができる。
【００６０】
なお、本実施形態では、移動体撮像装置１０６及びセンサ部撮像装置１０７として、三次元スキャナを用いる例について説明したが、これに限定されず、いずれかを三次元カメラとしてもよい。
【００６１】
〈表示部の機能〉
データ処理装置１０８は、算出した移動体位置及びセンサ部位置を描画した画像に加え、図１０に示すように、点検対象設備２０内の点検対象箇所の点検を行う際の移動体１０１の目標位置１０１ａ、及びセンサ部１０２の目標位置１０２ａを画像上に重ね合わせて描画した画像を生成し、表示装置１０９に出力する。  
また、移動体１０１及びセンサ部１０２の三次元位置情報と、それぞれの目標位置１０１ａ、１０２ａからのずれ量を数値として画面上に描画することも可能である。
【００６２】
（効果）
以上、説明したように第２の実施形態によれば、三次元スキャナ等で取得した三次元形状データを用いることで移動体１０１及びセンサ部１０２の三次元位置を高精度で算出することが可能となる。
【００６３】
また、算出した移動体１０１及びセンサ部１０２の位置情報と目標位置情報を合わせて可視化することで、移動体１０１及びセンサ部１０２の移動操作を効率的に行うことが可能となり、保守点検時間の短縮化を図ることができる。
【００６４】
また、センサ部１０２の投下後にもセンサ部移動装置１１０による微調整が可能であるため、センサ部１０２を目標位置に高精度かつ短時間で到達させることが可能となる。
【００６５】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、組み合わせ、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６６】
１０…水中点検装置、２０…点検対象設備、１０１…移動体（ビークル）、１０２…センサ部、１０３…センサ部昇降装置、１０４…ケーブル駆動装置、１０５…制御装置、１０６…移動体撮像装置、１０７…センサ部撮像装置、１０８…データ処理装置、１０９…表示装置、１１０…センサ部移動装置、１１１…推進装置、１１２、１１３…ケーブル、１１４…搬入口
【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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