(57)【要約】【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１
2005049148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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分布の画像情報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、
を備えている放射線線量率分布の可視化装置。
【請求項２】
請求項１において、前記形状情報及び配置情報は３次元での情報を含むと共に、前記画像情報作成手段は放射線線量率分布の３次元の画像情報を作成する手段を備え、前記表示手段は前記３次元の画像情報を表示する手段を備える放射線線量率分布の可視化装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、前記記憶手段は、前記構造物の３次元形状と配置の情報を、前記構造物が分解される単位ごとに分けて格納する格納構造を備えている放射線線量率分布の可視化装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２において、
前記放射線管理区域内における作業者の目の位置および視野範囲を検出する眼球位置・視野検出手段と、
前記目の位置および視野範囲に基づいて特定された範囲の前記放射線線量率分布画像を生成する手段と、
前記作業者が携帯可能な撮像手段と、
前記作業者が携帯可能な前記表示手段と、
を備えている放射線線量率分布の可視化装置。
【請求項５】
請求項１又は請求項２において、
作業者が予定する作業位置および作業時間を格納する記憶手段と、
前記作業位置と前記作業時間と前記計算された放射線線量率分布から前記作業者の放射線による被ばく量を予測する手段と、
前記予測した被ばく量を表示する画像を生成する手段と、
を備えている放射線線量率分布の可視化装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記被ばく量を表示する画像は、
前記画像内で前記作業位置に対応する位置に表示された作業者を表す形状と、
前記形状に結び付けられた数値で表された前記作業者の予測被ばく量と、
を有する放射線線量率分布の可視化装置。
【請求項７】
請求項５において、
前記被ばく量を表示する画像は、
前記画像内で前記作業位置に対応する位置に表示された図形と、
前記図形の属性で表された予測被ばく量と、
を有する放射線線量率分布の可視化装置。
【発明の詳細な説明】
【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／ｃｍ３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／ｃｍ３、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／ｃｍ３、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。
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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