(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隔で配列される複数の柱状体画像により、当該複数の柱状体の配列状況を測定する柱状体配列の測定方法において、
前記柱状体画像により、前記柱状体の配列方向における明るさの連続データを作成する第１の段階と、
前記連続データにおいて、各柱状体中心の初期位置を設定する第２の段階と、各々の柱状体の前記初期位置間の画素数及びそれらの平均値を算出する第３の段階と、
算出した平均値と前記柱状体の中心間距離の仕様値とにより、前記柱状体画像における単位長さ当たりの画素数を算出する第４の段階と、
前記単位長さ当たりの画素数と柱状体の径の仕様値とにより、柱状体部分の画素数を算出し、当該柱状体部分が前記連続データにおいて占める各画素区間の中央位置を各柱状体の中心位置とする第５の段階と
を有することを特徴とする柱状体配列の測定方法。
【請求項２】
請求項１記載の柱状体配列の測定方法において、
前記第５の段階において求めた各中心位置の間の画素数及びそれらの平均値を算出する第６の段階を有し、
妥当な中心位置が求まるまで、前記第４、第５及び第６の段階を繰り返す
ことを特徴とする柱状体配列の測定方法。
【請求項３】
請求項２記載の柱状体配列の測定方法において、
順次算出される前記平均値の収束状況により、中心位置の妥当性を判断する
ことを特徴とする柱状体配列の測定方法。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の柱状体配列の測定方法において、
前記柱状体の中心間距離の仕様値と、前記第６の段階において算出した前記平均値とにより、前記柱状体画像における単位画素当たりの距離を算出し、これと、前記第６の段階において求めた各中心位置の間の画素数によって各柱状体中心間の実際の距離を求める
ことを特徴とする柱状体配列の測定方法。
【請求項５】
請求項４記載の柱状体配列の測定方法において、
前記各柱状体中心間の実際の距離から前記柱状体の径の仕様値を減じて前記各柱状体間の実際の距離を求める
ことを特徴とする柱状体配列の測定方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかの項記載の柱状体配列の測定方法において、
前記第１の段階は、前記柱状体画像における配列方向の複数のライン画像を用い、各配列方向位置の画素値を加算して前記明るさの連続データを作成する
ことを特徴とする柱状体配列の測定方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかの項記載の柱状体配列の測定方法において、
前記明るさの連続データを作成した前記柱状体の軸方向位置から少量変位した軸方向位置における明るさの連続データを新たに作成する第７の段階を有し、
前記第４の段階において、前記明るさの連続データを用いて得られた前記単位長さ当たりの画素数を、前記第７の段階において新たに作成した明るさの連続データにおける単位長さ当たりの画素数として前記第５の段階により各柱状体の中心位置を求める
ことを特徴とする柱状体配列の測定方法。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかの項記載の柱状体配列の測定方法において、
前記明るさの連続データを作成した前記柱状体の軸方向位置から少量ずつ変位した軸方向位置における明るさの連続データを、当該連続データを用いて各柱状体の中心位置を求めつつ順次作成し、順次作成される連続データを用いて得られた前記単位長さ当たりの画素数が安定した以降においては、当該安定した単位長さ当たりの画素数を、以降作成する連続データにおける単位長さ当たりの画素数とする
ことを特徴とする柱状体配列の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定間隔で配列される複数の柱状体の画像により、当該複数の柱状体各々の中心位置や間隔を測定する柱状体配列の測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
予め規定された所定間隔により配列される複数の柱状体にあっては、その実際の配列状況の検査等を行う際に、各々の柱状体の中心位置や間隔を測定する必要が生ずる。そして、かかる測定においては、柱状体の中心位置等を直接測定することができない場合があり、柱状体の外観を撮影した画像を用いて所定の画像解析を行うことにより中心位置等を求めることがしばしば行われる。例えば、原子炉炉心を構成する燃料集合体の燃料棒を測定対象とする場合である。しかし、そのような画像解析を行わなければならない場合とは、直接測定が不可能な場合であることから、必然的に柱状体の画像は劣悪なものとなり、画像解析が困難であることが多い。
【０００３】
以下に、従来における画像解析による柱状体配列の測定について、燃料集合体の検査を行う場合を例として説明する。まず、検査対象となる燃料集合体について概説する。燃料集合体とは、原子炉内に装荷されて原子炉炉心を構成するものであり、その構造は図９に示すようになっている。
【０００４】
図９に示すように、燃料集合体５０は、複数の燃料棒５１を束ねることによって構成されている。燃料棒５１は、それぞれ、金属製の薄板を正方格子状に組み上げたグリッド５２の各格子目５２ａに挿通され、これにより正方格子状に配列されている。グリッド５２は、燃料棒５１の長手方向に所定の間隔をあけて配置されており、挿通された複数の案内管５３に固定されている。案内管５３は、燃料棒５１よりも長く、その上下端にそれぞれ上部ノズル５４、下部ノズル５５が固定されている。
【０００５】
上述したような燃料集合体は毎年原子炉内から取り出され、燃料の挙動解析やボーイング（燃料棒曲がり）対策等のために、燃料棒間隔測定等の検査が行われる。この検査は、水を張ったプール内で燃料集合体をテレビカメラにより撮影してビデオテープに録画し、その録画された画像を解析することによって行われる。
【０００６】
そして、かかる画像解析による従来の測定手法として代表的なものには、カーソル法と二値化法がある。ここに、カーソル法とは、燃料棒の画像をモニタに表示し、検査員がモニタ上でカーソルをオーバーレイしてカーソル端を燃料棒境界にあわせ、そのカーソル長さ（画素数）から燃料棒間隔を測定する手法であり、二値化法とは、予め校正されて設定された既知の燃料棒画像の明るさと水平ラインの各画素の明るさとを比較して求めた燃料棒境界の間隔（画素数）から燃料棒間隔を測定する手法である。尚、二値化法については、燃料棒境界が二値化で明確に識別できる理想的な模擬集合体画像で試験した結果が報告されており（Oct.1994 France Assembly Dimensinal Measurement Station Using Video Image Processing by K.Kitagawa）、この報告によれば、計測精度は±０．３mmとされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記カーソル法を用いる場合にあっては、燃料棒境界が明瞭な画像が必要である。又、上記二値化法を用いる場合にあっては、プール内における燃料棒の明るさを既知のものとして割り出し、燃料棒境界を二値化で明確に分離することが前提となっているので、燃料集合体全体を一定の明るさで明瞭に撮影した鮮明な画像が必要である。
【０００８】
しかし、実際には撮影が原子炉建屋のプール内で行われることから、得られる燃料集合体のビデオ画像においては、照明が制限されてコントラストが不均一になり、テレビカメラの振れ及び燃料集合体の揺れによってぶれが生じ、燃料集合体の発熱による冷却水の陽炎によって揺らぎが生じる。又、撮像レンズや撮像管が放射線によって劣化し、更に、変色やフローマークによって燃料棒表面にムラが生じるので、これらによっても得られるビデオ画像の解像度及びコントラストが劣化する。
【０００９】
この結果、ビデオ画像は、それぞれの燃料棒の照明がよく当たった部分のみが極端に明るく、それ以外の部分が極端に暗い画像（高コントラストの画像）となったり、照明がよく当たった部分のみが極めて明るく、全体的に暗い画像（輝度がフラットな画像）となったりする。又、揺らぎによりそれぞれの燃料棒が実際よりも太く写った画像（帯状輝線が太い画像）となったり、表面ムラにより燃料棒部分の輝度が一定でない画像（帯状輝線に種々の形態のムラがある画像）となったりする。このように、実際の燃料集合体の検査においては、検査対象の撮影場所が狭く、撮影条件が悪いということから、得られる画像が相当劣悪なものとなってしまう。
【００１０】
このため、従来のカーソル法は、燃料棒境界の不明瞭さによってカーソルセット誤差が大きくなり、これに伴って測定誤差も大きくなるという問題点を有していた。又、従来の二値化法は、燃料棒の外径部を確実に識別することができず、正確な測定ができない場合が多いという問題点を有していた。尚、このような場合に画素値の変化を微分することで燃料棒境界を割り出す手法も考えられるが、画像が劣悪で正確な燃料棒境界画素値の変化曲線が得られないので、かかる手法によっても燃料棒位置を正確に割り出すことはできない。加えて、カーソル法においては、検査員の負荷が大きく、測定に長時間を要するという問題もある。
【００１１】
更に、上記従来の手法は、いずれも燃料棒境界間の画素数に基づいて測定を行うものであるが、上述したような悪条件下の撮影では、検査対象（燃料集合体）と基準スケールとを同時に撮影することができないのが通常であり、又、査対象とテレビカメラとの間の距離を一定に保つことが困難な場合も多い。従って、得られた画像においては、基準スケールや撮像位置が不明で１画素の大きさが実際にはどの程度の大きさであるか正確にはわからない。このため、上記従来の手法は、１画素以下の分解能が得られない上に、その基本単位となる１画素の大きさを予め適当に設定して測定を行わざるを得ず、これに起因して測定誤差が更に増大するという問題点を有していた。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、柱状体の実際の配列状況を画像解析によって測定する際に、劣悪な画像しか得られない場合にあっても、柱状体の中心位置や間隔を正確、精密、かつ、迅速に測定することができる柱状体配列の測定方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、所定間隔で配列される複数の柱状体画像により、当該複数の柱状体の配列状況を測定する柱状体配列の測定方法において、前記柱状体画像により、前記柱状体の配列方向における明るさの連続データを作成する第１の段階と、前記連続データにおいて、各柱状体中心の初期位置を設定する第２の段階と、各々の柱状体の前記初期位置間の画素数及びそれらの平均値を算出する第３の段階と、算出した平均値と前記柱状体の中心間距離の仕様値とにより、前記柱状体画像における単位長さ当たりの画素数を算出する第４の段階と、前記単位長さ当たりの画素数と柱状体の径の仕様値とにより、柱状体部分の画素数を算出し、当該柱状体部分が前記連続データにおいて占める各画素区間の中央位置を各柱状体の中心位置とする第５の段階とを有することを特徴としている。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の柱状体配列の測定方法において、前記第５の段階において求めた各中心位置の間の画素数及びそれらの平均値を算出する第６の段階を有し、妥当な中心位置が求まるまで、前記第４、第５及び第６の段階を繰り返すことを特徴としている。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の柱状体配列の測定方法において、順次算出される前記平均値の収束状況により、中心位置の妥当性を判断することを特徴としている。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項２または請求項３に記載の柱状体配列の測定方法において、  前記柱状体の中心間距離の仕様値と、前記第６の段階において算出した前記平均値とにより、前記柱状体画像における単位画素当たりの距離を算出し、これと、前記第６の段階において求めた各中心位置の間の画素数によって各柱状体中心間の実際の距離を求めることを特徴としている。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の柱状体配列の測定方法において、前記各柱状体中心間の実際の距離から前記柱状体の径の仕様値を減じて前記各柱状体間の実際の距離を求めることを特徴としている。
【００１８】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれかの項記載の柱状体配列の測定方法において、前記第１の段階は、前記柱状体画像における配列方向の複数のライン画像を用い、各配列方向位置の画素値を加算して前記明るさの連続データを作成することを特徴としている。
【００１９】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれかの項記載の柱状体配列の測定方法において、前記明るさの連続データを作成した前記柱状体の軸方向位置から少量変位した軸方向位置における明るさの連続データを新たに作成する第７の段階を有し、前記第４の段階において、前記明るさの連続データを用いて得られた前記単位長さ当たりの画素数を、前記第７の段階において新たに作成した明るさの連続データにおける単位長さ当たりの画素数として前記第５の段階により各柱状体の中心位置を求めることを特徴としている。
【００２０】
請求項８記載の発明は、請求項１〜６のいずれかの項記載の柱状体配列の測定方法において、前記明るさの連続データを作成した前記柱状体の軸方向位置から少量ずつ変位した軸方向位置における明るさの連続データを、当該連続データを用いて各柱状体の中心位置を求めつつ順次作成し、順次作成される連続データを用いて得られた前記単位長さ当たりの画素数が安定した以降においては、当該安定した単位長さ当たりの画素数を、以降作成する連続データにおける単位長さ当たりの画素数とすることを特徴としている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。尚、以下に述べる実施形態は、燃料の挙動を解析するデータを取得するために、撮像位置が読み取れない燃料集合体のビデオ画像から燃料棒中心位置及び間隔を測定する場合に本発明による柱状体配列の測定方法を適用した例である。
【００２２】
まず、画像解析を行う対象とする柱状体外観画像について説明する。ここでは、使用済み燃料集合体の検査のために撮影された燃料集合体の外観画像を対象とし、図１に示す構成の撮影装置によって撮影したものを用いる。
【００２３】
図１において、１は水を張ったプールであり、このプール１内に使用済みの燃料集合体５０が浸漬されている。２は上部ノズル５４と連結され、燃料集合体５０を吊った状態で支持する回転吊り具であり、長手方向軸５０ｙを中心として燃料集合体５０を回転させる。３はテレビカメラであり、紙面垂直方向に並んで２台設けられ（図示略）、それぞれが反射鏡４を介して燃料集合体５０の対向面の右半分、左半分の画像を同時に撮像する。
【００２４】
５はテレビカメラ３及び反射鏡４を収納した防水遮蔽ケースである。６は燃料集合体５０を照明するための水中照明装置であり、テレビカメラ３によって撮像される部分を照らすように所定の角度で設けられている。７は防水遮蔽ケース５及び水中照明装置６からなる撮像部が固定された基台である。８は基台７を駆動する撮像部移動台であり、これにより撮像部が昇降移動され、燃料集合体５０の全長に亘っての撮影ができるようになっている。
【００２５】
９はテレビカメラ３との間の信号伝達やテレビカメラ３及び水中照明装置６への電源供給のためのケーブルである。尚、このケーブル９は、上述のように撮像部が昇降移動する際、その移動に合わせてドラム１０によって繰り出されたり、巻き取られたりする。
【００２６】
１１は電源装置であり、ケーブル９を介してテレビカメラ３及び水中照明装置６へ電源を供給する。１２はテレビカメラ３の撮像する方向や焦点距離等を微調整するコントロールユニットである。１３はテレビカメラ３等の撮像部移動台８での位置を検出する昇降位置センサであり、検出した位置に応じた信号を文字発生器１４へ出力する。文字発生器１４は、昇降位置センサ１３から受けた信号に基づき、テレビカメラ３等の位置を表す所定形式の文字列を発生させ、当該文字列表示のためのビデオ信号をビデオ信号合成装置１５へ出力する。
【００２７】
ビデオ信号合成装置１５は、文字発生器１４とテレビカメラ３から受けたビデオ信号により、右半分、左半分それぞれの燃料集合体画像に撮像位置をオーバーライトした合成画像を生成し、左半分の合成画像をモニタテレビ１６Ｌ及びビデオデッキ１７Ｌへ、右半分の合成画像をモニタテレビ１６Ｒ及びビデオデッキ１７Ｒへ、それぞれ供給する。これにより、燃料集合体５０の左半分、右半分それぞれの画像がモニタテレビ１６Ｌ、１６Ｒに表示されつつ、ビデオデッキ１７Ｌ、１７Ｒでビデオテープに記録される。但し、これらの画像においては、上述のようにオーバーライトされた撮像位置情報が各画像から自動的に読み出すことができるほど明瞭であることは少ない。
【００２８】
上記構成により、左右のテレビカメラ３を燃料集合体５０の全長に亘って下から上へ又は上から下へ昇降させ、燃料集合体５０の１面全長に亘り撮影してモニタテレビ１６Ｌ、１６Ｒに表示すると同時にビデオデッキ１７Ｌ、１７Ｒでビデオテープに画像を記録する。このとき、各グリッド５２、上部ノズル５４及び下部ノズル５５の位置ではテレビカメラ３を一旦停止させて各部位の観察を行う。そして、各グリッド５２の間（燃料棒の位置）ではテレビカメラ３を一定の速度で移動させて撮像を行う。又、回転吊り具７で燃料集合体５０を回転させて上記同様の撮影を行うことにより、燃料集合体５０の各面の画像を撮影することもできる。
【００２９】
このようにして得られる画像の一部を図２に示す。この図は、テレビカメラ３を上から下へ、各グリッド５２、上部ノズル５４及び下部ノズル５５の位置では一旦停止させ、それ以外の燃料棒５１の位置では一定速度で移動させ、燃料集合体５０を上部から下部に向かって撮影したときに得られる画像を示しており、左側Ｌ、右側Ｒの（ａ）〜（ｉ）がそれぞれモニタテレビ１６Ｌ、１６Ｒの画面に順次表示される画像（以下、このような画像を「表示画面画像」という）から適当に選び出した画像である。
【００３０】
図示のように、得られる画像はかなり劣悪なものであるが、まず、（ａ）の表示画面画像（Ｌ、Ｒ双方。以下同様）に上部ノズル５４が写し出されている。そして、その下方から燃料棒５１に相当する複数の帯状輝線が写っており（（ｂ）〜（ｈ）の表示画面画像）、それら帯状輝線の下端部下方に下部ノズル５５が写っている（（ｉ）の表示画面画像）。又、（ｅ）、（ｇ）及び（ｉ）の表示画面画像はグリッド５２が写し出されたものである。
【００３１】
続いて、上述の燃料集合体外観画像を解析して燃料棒の中心位置及び間隔を測定する方法について、図３を参照して説明する。図３は中心位置及びその中心間距離の測定手順を示したフローチャートである。尚、以下に説明する画像解析による測定方法は、適当な演算手段や記憶手段を用いて実行することとすればよく、実行のための手段が特に限定されるものではない。
【００３２】
まず、ステップＳ1において、撮影した範囲（上下方向）の水平ライン画像における明るさの積分値をグラフ化する。この処理においては、初めに燃料集合体１面分のビデオテープを撮像速度と同じ速度で連続再生し、再生された表示画面画像から一定のタイミングで画像水平中央部の予め設定された範囲における複数の水平ライン画像を取り込む。そして、その取り込んだ水平ライン画像の各水平方向位置における画素値（明るさ）を加算し、１次元配列の画像情報データを作成する。このようにして作成した画像情報データの予め設定された範囲（燃料集合体が写る箇所等）を加算し、その加算した画像情報データの総和Ｌを‘明るさ積分値Ｌ’、表示画面画像取り込みの順番Ｎを‘画面番号Ｎ’としてグラフ上にプロットする。これにより得られるプロットデータＬ＝ｆ（Ｎ）のグラフを図４に示す（以下、このグラフを「グラフ１」とする）。
【００３３】
グラフ１においては、縦軸が画面番号Ｎ、横軸が明るさ積分値Ｌを示している。ここで、ビデオ画像は、テレビカメラ３を上から下へ、各グリッド５２では一時停止し、それ以外では一定速度で移動させて撮影したものであり、かつ、明るさ積分値Ｌが一定時間毎の表示画面画像の定位置（中央部）から取り出した水平ライン画像における画素値の加算値である。従って、縦軸のＮは、撮像時の時間軸に対応する画面番号、すなわち、テレビカメラ３の移動に伴う撮影範囲の上下方向位置に対応し、横軸のＬは、画面番号Ｎの表示画面画像における定位置での明るさ積分値、すなわち、撮影範囲上下方向各位置における明るさ積分値に対応することとなる（後述）。
【００３４】
尚、表示画面画像には、通常、歪が生じており、その歪は画像の中央部で最も少なく、縁部へ向かうほど多くなっている。このため、上記ステップＳ1の処理では、各表示画面画像の中央部から明るさ積分値を取得することにより、歪の影響を最小限に低減している。
【００３５】
次に、プロットデータＬ＝ｆ（Ｎ）から、表示画面画像中の燃料棒が撮影されていて燃料棒中心位置及び間隔を測定する部分を確定する（図３のステップＳ2）。この処理においては、まず、グリッド５２の部分でテレビカメラ３が停止している位置を明るさ積分値Ｌが安定している部分にあたりを付け、燃料集合体５０のグリッド５２の数と、各グリッド５２間をテレビカメラ３が一定速度で移動しながら撮影していることとをもとに、そのあたりが妥当であるかを確認する。
【００３６】
このようにしてプロットデータＬ＝ｆ（Ｎ）における各グリッド５２の位置を確定した後に、各グリッド５２の上端位置、下端位置をそれぞれ明るさ積分値Ｌが大きく変化する位置にマッチングする。そして、各グリッドの下端から次のグリッドの上端までの間を燃料棒中心位置及び間隔の測定範囲とし、各画面番号Ｎを燃料集合体５０の上下方向各位置に対応させる。これにより、測定を行う燃料棒部分（グラフ１中Ｒの部分参照）と、グリッド部分（テレビカメラ３が停止しているときの画像及びグリッド部分を通過中の画像。グラフ１中Ｇの部分参照）とを判別すると共に、画面番号Ｎを時間から上下方向位置へ変換するテーブルを作成しておく。
【００３７】
上述したように測定範囲を確定し、当該測定範囲における表示画面画像から取得した上記１次元配列の画像情報データを順に第１番目、第２番目、…の画像情報データとして取り込む。ここで、各画像情報データについては、その表示画面画像の画面番号と上記テーブルとにより、燃料集合体５０の上下方向位置のどこに対応するものであるかが分かるようになっている。
【００３８】
尚、各画像情報データは、一本の水平ライン画像から作成したものでもよいが、本実施形態においては、上述のように複数の水平ライン画像の各画素位置における画素値を加算して作成したものとしている。これは、現実に撮影されたビデオ画像に適用してサブ画素単位での計測をより正確に行うためであり、複数の画素値を加算することによって、燃料棒５１の表面ムラや画像中のノイズ比を平均化して低減し、解析データの分解能が向上するようにしているのである。
【００３９】
このようにして取り込んだ画像情報データにより、画素位置ｘと、複数水平ライン画像の画素位置ｘにおける明るさ（画素値）の加算値ｙ（以下、「明るさ加算値ｙ」という）のグラフを作成する（図３のステップＳ3）。この処理は、まず第１番目の画像情報データにおける画素位置ｘと明るさ加算値ｙから、スプライン補間等によってｘとｙの関係を連続曲線ｙ＝ｇ（ｘ）（連続データ）で表し、これをプロットしてグラフに表すことによって行う。これにより得られる連続曲線ｙ＝ｇ（ｘ）の一部のグラフを図５に示す（以下、このグラフを「グラフ２」とする）。
【００４０】
グラフ２においては、横軸が画素位置ｘ、縦軸が明るさ加算値ｙを示している。ここで、この画素位置ｘを示す横軸における基本長さ単位は画素数である。尚、グラフ２中の黒点がプロットした点（ｘ，ｙ）であり、それらの間を結んでいる曲線が連続曲線ｙ＝ｇ（ｘ）の一部である。又、グラフ２中央部に現れている連続曲線ｙ＝ｇ（ｘ）の山は、上述した帯状輝線の部分であり、これが１本の燃料棒に相当する。
【００４１】
続いて、第１番目の画像情報データの山と谷をサーチし、燃料棒での正反射等を考慮して仮の燃料棒境界における明るさ加算値ａを設定し、ｘ軸と平行な直線ｙ＝ａを連続曲線ｙ＝ｇ（ｘ）に重ねて描く（図５参照）。そして、連続曲線ｙ＝ｇ（ｘ）の各山で切られたｙ＝ａの各線分のｘ軸方向中央位置
Ａ11，Ａ12，…，Ａ1j，…，Ａ1m
を各燃料棒の第１次中心位置とする（図３のステップＳ4）。ここで、Ａ1jの添え字‘1’は、第‘１’次の中心位置（第１回目に求めた燃料棒中心位置）であることを示し、下付き添え字‘j’は、燃料棒番号を示している。以下においては、この中心位置等を順次校正していくので、順次求められる中心位置等のカウンタを‘ｉ’で表す（現在ｉ＝１）。
【００４２】
尚、直線ｙ＝ａにおける‘ａ’の値は、測定条件や連続曲線ｙ＝ｇ（ｘ）の態様等に応じて定めるものであるが、連続曲線ｙ＝ｇ（ｘ）がグラフ２に示されたような態様となる場合にあっては、例えば、ｙ＝ｇ（ｘ）の最大値最小値間の１／３程度の値を用いるとよい。基本的には、各燃料棒が１本として対応検知される値とすればよく、燃料棒での正反射等が起こっている場合には、各燃料棒が２本に分割識別されないような正反射部分の明るさ加算値よりも低い安定した値をａとする。
【００４３】
次いで、ステップＳ5へ進み、上記ステップＳ4で求めた各燃料棒の中心位置の間の距離（以下、単に「中心間距離」という）Ｂ11、Ｂ12、…、Ｂ1j、…、Ｂ1m-1を
Ｂ11＝Ａ12−Ａ11
Ｂ12＝Ａ13−Ａ12
：
Ｂ1j＝Ａ1j+1−Ａ1j
：
Ｂ1m-1＝Ａ1m−Ａ1m-1
として求め、これらを平均して中心間距離の平均値Ｂ1xを算出する。尚、ｙ＝ｇ（ｘ）におけるｘ軸の基本長さ単位が画素数であることから、ここにいう距離の単位も画素数である。又、ここでは、連続曲線と直線との交点を求め、その各交点間の中央位置間隔を中心間距離としているので、中心間距離の画素数は整数値ではなく、実数値で表されるサブ画素（実数画素数）で求まる。
【００４４】
尚、より精度を高めて誤差を小さくするために、上述のように隣接する燃料棒間の中心間距離のみならず、２本隣、３本隣、…、ｎ本隣の燃料棒中心間距離の平均値を合わせて、或いは独立して併用することとしてもよい。これらは、測定対象物の実態を考慮し、最も現実的な所から誤差の小さい中心間距離を算出することができるように選定する。
【００４５】
次に、ステップＳ6でカウンタｉのカウント値が１より大であるか否か判断する。今、ｉ＝１であるので、ここでの判断結果は“ＮＯ”となり、ステップＳ7へと進む。尚、このステップＳ6は、第２次以降の中心間距離平均値Ｂix（ｉ≧２）について、その値の収束状況を調べる処理（後述）へ進むためのステップであり、第１次平均値Ｂ1x算出後の現段階では何等の処理も行わずにステップＳ7へ進むのである。
【００４６】
ステップＳ7では、上記平均値Ｂ1x（実数画素数）と通常の長さ単位で表された燃料棒中心間距離の仕様値Ｂ（mm）を用い、単位長さ当たりの画素数Ｇ1を
Ｇ1＝Ｂ1x／Ｂ  （実数画素数／mm）
として算出し、ステップＳ8へ進む。
【００４７】
ステップＳ8では、上記単位長さ当たりの画素数Ｇ1と通常の長さ単位で表された燃料棒の径の仕様値Ｊ（mm）を用い、連続曲線ｙ＝ｇ（ｘ）のグラフにおける燃料棒の径の長さＨ1を
Ｈ1＝Ｇ1×Ｊ  （実数画素数）
として算出する。そして、この長さＨ1のｘ軸に平行な線分を連続曲線ｙ＝ｇ（ｘ）のグラフにおける各山内で平行移動し、各線分が各山内に納まる所の各線分の中央位置を第２次中心位置
Ａ21，Ａ22，…，Ａ2j，…，Ａ2m
とする（図６参照）。尚、この処理は周知の幾何学的演算処理によって行うものであるので、具体的処理内容の説明は省略する。
【００４８】
ステップＳ8での処理が終了すると、カウンタｉを１インクリメントし（ステップＳ9）、ステップＳ5へ戻る。そして、ステップＳ8で求めた第２次中心位置Ａ21，Ａ22，…，Ａ2j，…，Ａ2mにより、上記同様にして第２次中心間距離Ｂ21、Ｂ22、…、Ｂ2j、…、Ｂ2m-1を求め、それらの平均値Ｂ2xを算出してステップＳ6へ進む。
【００４９】
このとき、ｉ＝２であるので、ステップＳ6での判断結果は“ＹＥＳ”となり、ステップＳ10へ進む。そして、第１次、第２次中心間距離の平均値Ｂ1x、Ｂ2xの差Ｄ＝Ｂ2x−Ｂ1xを求め、この差Ｄが一定値ｄ以下となったか否か判断する。ここで、一定値ｄは、差Ｄの収束状況、すなわち、中心間距離の平均値が一定の値に収束したか否かを判断する基準となるものであり、理想的には０である。しかし、実際にはＤ＝０となるまで収束させることが困難な場合が多いので、０に近い値（必要精度における差より小さい値）を用いることとすればよい。
【００５０】
ステップＳ10において、Ｄ＞ｄであった場合には、判断結果が“ＮＯ”となり、再びステップＳ7、Ｓ8へと進み、上記同様にして平均値Ｂ2xと仕様値Ｂにより単位長さ当たりの画素数Ｇ2を算出して燃料棒の径の長さＨ2を算出し、その長さＨ2の線分がｙ＝ｇ（ｘ）の各山内に納まった時の中央位置により、第３次中心位置Ａ31，Ａ32，…，Ａ3j，…，Ａ3mを求める（図７参照）。そして、ステップＳ9でｉをインクリメントした後、ステップＳ5へ戻って第３次中心間距離Ｂ31、Ｂ32、…、Ｂ3j、…、Ｂ3m-1を求め、それらの平均値Ｂ3xを算出し、再びステップＳ6、Ｓ10へと進んで差Ｄの収束状況を調べる。
【００５１】
以下同様に、Ｄ＞ｄである限り、ステップＳ7、Ｓ8、Ｓ9及びＳ5の処理を繰り返し行う。このようにして、求めた中心位置の妥当性を判断しつつ、順次、第４次、第５次、…の中心位置、中心間距離及びその平均値を求めていくのである。
【００５２】
そして、ｉ＝ｎ（図８参照）のとき、Ｄ≦ｄとなったとすると、ステップＳ10における判断結果が“ＹＥＳ”となり、ステップＳ11へ進む。そして、このときの各中心位置Ａn1，Ａn2，…，Ａnj，…，Ａnm、中心間距離Ｂn1、Ｂn2、…、Ｂnj、…、Ｂnm-1、平均値Ｂnxを、それぞれ、各燃料棒の中心位置、中心間距離、中心間距離の平均値とする。
【００５３】
ここで、上述のようにして求められた燃料棒の中心間距離は実数画素数によって表されている。そこで、単位画素当たりの長さＫを
Ｋ＝Ｂ／Ｂnx  （mm／１画素）
として求め、各燃料棒中心間の実際の距離Ｃn1、Ｃn2、…、Ｃnj、…、Ｃnm-1（mm）を
Ｃnj＝Ｂnj×Ｋ  （mm）
として算出する。尚、各燃料棒の中心位置についても実際の距離の座標によって表す必要がある場合には、Ａnj×Ｋ（mm）として算出すればよい。
【００５４】
更に、各燃料棒の径が仕様値Ｊ（mm）に等しいとみなして各燃料５１の境界を確定し、各燃料棒間隔Ｅn1、Ｅn2、…、Ｅnj、…、Ｅnm-1（mm）を
Ｅnj＝Ｃnj−Ｊ  （mm）
として算出する。このようにして、第１番目の画像情報データから各燃料棒の実際の中心位置、中心間距離及び燃料棒間隔を求め、ステップＳ12へ進む。
【００５５】
ステップＳ12では、次に解析すべき第２番目の画像情報データがあるか否か判断し、これがある場合にはステップＳ13へ進む。そして、当該画像情報データにおける画素位置ｘと明るさ加算値ｙから、上記同様にスプライン補間等によってｘとｙの関係を連続曲線ｙ＝ｇ（ｘ）（連続データ）で表す。又、カウンタｉを０とすると共に、単位長さ当たりの画素数の初期値Ｇ0を、上記第１番目の画像情報データを解析したときに最終的に得られた値Ｇnとし、ステップＳ8へ戻る。
【００５６】
ステップＳ8では、上述のように設定した初期値Ｇ0とこれに対応する燃料棒の径の長さＨ0（＝前回最終的に得られたＨn）により、上記同様にして第１次中心位置Ａ11，Ａ12，…，Ａ1j，…，Ａ1mを求める。次いで、ステップＳ9でｉをインクリメントした後、ステップＳ5へ戻って第１次中心間距離Ｂ11、Ｂ12、…、Ｂ1j、…、Ｂ1m-1を求め、それらの平均値Ｂ1xを算出してステップＳ6へ進む。
【００５７】
今、第２番目の画像情報データについては、解析が開始されたばかりであり、ｉ＝１である。従って、このときはステップＳ6からＳ7、Ｓ8、Ｓ9、Ｓ5へと進み、第２次中心位置、第２次中心間距離等を求める。そしてこれ以降では、ステップＳ6での判断結果が“ＹＥＳ”となり、ステップＳ10における判断を行い、上記同様にＤ＞ｄである限り、ステップＳ7、Ｓ8、Ｓ9及びＳ5の処理を繰り返す。
【００５８】
このようにして第２番目の画像情報データについての処理を行い、Ｄ≦ｄとなったときにステップＳ10からステップＳ11へ進み、上記同様にして各燃料棒の実際の中心位置、中心間距離及び燃料棒間隔を求める。次いで、再びステップＳ12で次に解析すべき画像情報データの有無を判断し、これがある限り、再び当該画像情報データから連続曲線ｙ＝ｇ（ｘ）（連続データ）を求め、上記同様に単位長さ当たりの画素数の初期値設定を行って（ステップＳ13）ステップＳ8へ戻り、上記同様の処理を行う。そして、画像情報データをすべて解析し終えると、ステップＳ12での判断結果が“ＹＥＳ”となり、図３の処理を終了する。
【００５９】
尚、本実施形態においては、上述したように、第２番目以降の画像情報データについては、前回の画像情報データの処理によって得られた単位長さあたりの画素数を用いて処理を開始することとしている。これは、第１番目、第２番目、…と続く画像情報データが、それぞれ燃料集合体５０における僅かに上下位置が異なる位置に対応する画像情報データであり、撮像条件がさほど大きく変わっていないビデオ画像から取得され、かつ、そのビデオ画像が燃料棒５１の軸方向にほぼ合致した方向へテレビカメラ３を移動させて撮影したものであるということから、続く画像情報データが順次対応する上下方向位置における中心位置が近い位置にあるということを利用しているのである。このような処理の形態とすることにより、妥当な中心位置への収束に要する計算量を減らし、更なる処理の高速化、測定の効率化等を図ることができる。
【００６０】
但し、かかる形態による手法を用いる場合には、画像情報データについて上述のような前提条件がある。従って、この前提条件が満たされない場合にあっては、上記第１番目の画像情報データについて行った処理を第２番目、第３番目、…の画像情報データについても同様に行い、単位長さ当たりの画素数の値が安定してきたときに、上述の初期値設定（図３のステップＳ13）を行う処理形態へ移行することとするのが望ましい。
【００６１】
又、上記実施形態において、単位長さ当たりの画素数Ｇiの値が、順次行われる画像情報データの処理において測定精度に影響しないくらい安定している場合には、図３のステップＳ10での処理を省略し、即時に中心位置等を求める処理形態へ移行することとしてもよい。このようにすると、必要とされる測定精度を確保しつつ、より一層の高速化を図ることができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、複数の柱状体の配列状況を画像解析によって測定する柱状体配列の測定方法において、各柱状体中心間画素数の平均値と中心間距離の仕様値とにより、柱状体画像における単位長さ当たりの画素数を算出し、その単位長さ当たりの画素数と柱状体の径の仕様値とにより、柱状体部分の画素数を算出し、当該柱状体部分が明るさの連続データにおいて占める各画素区間の中央位置を各柱状体の中心位置とすることとしたので、中心間画素数のばらつきを補正した単位長さ当たりの画素数が実数値で算出されると共に、柱状体の径が仕様値へと近づくように中心位置が校正される。これにより、劣悪な画像しか得られず、かつ、基準スケールを同時に撮影できないような場合にあっても、柱状体の中心位置を正確、かつ、精密に測定することができるという効果が得られる。尚、このような本願発明による柱状体配列の測定方法は、適当な演算手段や記憶手段等を用いて容易に実行することができるので、迅速に柱状体の中心位置を測定することができ、検査員の負担も軽減される。
【００６３】
又、請求項２記載の発明によれば、妥当な中心位置が求まるまで処理を繰り返すこととしたので、実際の柱状体中心位置に限りなく近い測定結果を得ることができるという効果が得られる。そして、請求項３記載の発明にあっては、かかる中心位置の妥当性の判断を順次算出される中心間画素数の平均値の収束状況によって判断することとしたので、順次求められる中心位置の変動を的確に捉えた判断の下での処理が可能となる。
【００６４】
更に、請求項４記載の発明によれば、中心間距離の仕様値と前記平均値とによって単位画素当たりの距離を算出し、これと上述したように正確かつ精密に求められた中心位置の間の画素数に基づいて各柱状体中心間の実際の距離を求めることとしたので、１画素以下の分解能で正確な柱状体中心間距離を測定することができるという効果が得られる。加えて、請求項５記載の発明によれば、かかる正確な柱状体中心間距離に基づく柱状体間距離を求めることができる。
【００６５】
又、請求項６記載の発明によれば、柱状体画像中の複数のライン画像を用いて明るさの連続データを作成することとしたので、柱状体画像におけるコントラストのばらつきやノイズ、柱状体表面のムラ等が平均化され、それらの影響を除去した明るさの連続データを取得することができる。これにより、測定精度が更に向上するという効果が得られる。
【００６６】
尚、請求項７記載の発明によれば、前に配列状況を測定した位置より柱状体軸方向について少量変位した位置での配列状況を、前の測定において得られた単位長さ当たりの画素数を用いて測定することとしたので、軸方向に少量変位した位置で配列状況及び柱状体画像の取得条件がさほど変わらない場合にあっては、十分な測定精度を維持しつつ、測定の更なる高速化、効率化等を図ることができる。
【００６７】
一方、請求項８記載の発明によれば、順次作成した連続データを用いて得られた単位長さ当たりの画素数が安定した以降、その安定した単位長さ当たりの画素数を用いることとしたので、配列状況及び柱状体画像の取得条件が軸方向位置によって変化している場合にあっても、測定精度を損なうことなく、測定の高速化、効率化等を図ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  燃料集合体の外観を撮影するための撮影装置の構成を示す図である。
【図２】  燃料集合体５０を上部から下部に向かって撮影したときに得られる画像を示す図である。
【図３】  燃料棒中心位置及びその中心間距離の測定手順を示したフローチャートである。
【図４】  Ｌ＝ｆ（Ｎ）のグラフを示す図である。
【図５】  連続曲線ｙ＝ｇ（ｘ）及び直線ｙ＝ａのグラフを示す図である。
【図６】  長さＨ1の線分が連続曲線ｙ＝ｇ（ｘ）の山内に納まる所から第２次中心位置を求める様子を示した図である。
【図７】  長さＨ2の線分が連続曲線ｙ＝ｇ（ｘ）の山内に納まる所から第３次中心位置を求める様子を示した図である。
【図８】  長さＨn-1の線分が連続曲線ｙ＝ｇ（ｘ）の山内に納まる所から最終的な中心位置等を求める様子を示した図である。
【図９】  燃料集合体の構造を示す図である。
【符号の説明】
３  テレビカメラ
７  基台
８  撮像部移動台
１６Ｌ、１６Ｒ  モニタテレビ
１７Ｌ、１７Ｒ  ビデオデッキ
５１  燃料棒
【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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