特許 6005496 遠隔監視装置および遠隔監視方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6005496

(24)【登録日】2016年9月16日

(45)【発行日】2016年10月12日

(54)【発明の名称】遠隔監視装置および遠隔監視方法

(51)【国際特許分類】

   G03B 17/56 20060101AFI20160929BHJP

   B25J 13/08 20060101ALI20160929BHJP

   G03B 15/00 20060101ALI20160929BHJP

   G03B 17/02 20060101ALI20160929BHJP

【ＦＩ】

   G03B17/56 A

   B25J13/08 A

   G03B15/00 S

   G03B17/02

【請求項の数】9

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2012-268222(P2012-268222)

(22)【出願日】2012年12月7日

(65)【公開番号】特開2014-115387(P2014-115387A)

(43)【公開日】2014年6月26日

【審査請求日】2015年7月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(74)【代理人】

【識別番号】110001092

【氏名又は名称】特許業務法人サクラ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 勝彦

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 美徳

(72)【発明者】

【氏名】重山 武蔵

(72)【発明者】

【氏名】高橋 宏昌

(72)【発明者】

【氏名】山崎 陽祐

【審査官】 井亀 諭

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−０９４７９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１３７１８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０４３２２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０４６０３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｂ １７／５６

Ｂ２５Ｊ １３／０８

Ｇ０３Ｂ １５／００

Ｇ０３Ｂ １７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

放射線に対する遮へい壁を貫通して前記遮へい壁に固定されて対象物を操作者が遠隔で取り扱うマニピュレータ装置の操作のための遠隔監視装置であって、
前記操作者からみて前記遮へい壁の反対側の前記マニピュレータ装置および前記対象物の状況を撮影可能なカメラボールと、
前記遮へい壁に固定されて伸縮自在で水平方向の角度が可変であって前記カメラボールを吊り下げるカメラアームと、を備え、
前記カメラボールは、外形が球状の複数の面を有する多面体であって、前記複数の面のそれぞれにカメラを有し、
前記複数のカメラは、撮影した映像の情報を発信する無線通信ユニットを具備し、
前記カメラボールの状態を監視する状態監視カメラおよび画像処理システムをさらに備え、
前記画像処理システムは、
前記複数のカメラの視線および視点位置を実時間で計算可能な画像データ入力インターフェイスと、
前記画像データ入力インターフェイスでの計算結果に基づき、画像演算および画像合成処理を行う画像処理部と、
前記画像処理部での画像処理結果を発信する画像データ出力インターフェイスと、を有し、
前記カメラボールは、前記複数の面の一部にマーカを有し、
前記状態監視カメラで撮像した前記マーカの情報を用いて、前記画像処理部は、前記カメラボールの位置および方向を特定する、
ことを特徴とする記載の遠隔監視装置。

【請求項2】

前記操作者の正面に設けられて遠隔監視画面を表示する映像モニタと、
前記操作者が前記遠隔監視画面を操作するための入力デバイスと、
前記操作者が要求した画面を前記遠隔監視画面に表示するための画面表示演算処理部と、
をさらに備え、
前記画面表示演算処理部は、前記画像処理システムによる処理結果と、前記入力デバイスからの信号に基づき、前記入力デバイスからの指令による方向の画像を抽出し前記映像モニタに出力する、
ことを特徴とする請求項１に記載の遠隔監視装置。

【請求項3】

前記入力デバイスは、
前記カメラボールの空間位置を指令する第１の入力スイッチと、
前記カメラボールの前記複数のカメラによるカメラ視線を指示する第２の入力スイッチと、
を有することを特徴とする請求項２に記載の遠隔監視装置。

【請求項4】

前記操作者の動作を撮影する撮影装置をさらに有し、
前記撮影装置からの出力に基づき前記カメラボールの空間位置および前記複数のカメラによるカメラ視線の指令信号を出力することを特徴とする請求項２に記載の遠隔監視装置。

【請求項5】

前記入力デバイスによる指示は、前記対象物、前記マニピュレータ装置および前記カメラボール間の相対位置であることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか一項に記載の遠隔監視装置。

【請求項6】

前記カメラアームは、前記カメラボールを吊り下げるためのフックを有することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の遠隔監視装置。

【請求項7】

前記カメラアームは、前記カメラボールを吊り下げるための永久磁石を有し、
前記カメラボールは、前記永久磁石に吸引されるための磁性体の金属部材を前記複数の面の一部の面の表面に有する、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の遠隔監視装置。

【請求項8】

前記操作者と反対側の前記遮へい壁内であって前記対象物より上方に設けられた上部が開放された遮へい容器をさらに備え、
前記遮へい容器は、前記カメラアームによって前記カメラボールが収納可能なように形成され、前記カメラボールが収納された状態では放射線を遮へい可能な遮へいを周囲に有する、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の遠隔監視装置。

【請求項9】

遮へい壁を貫通して前記遮へい壁に固定されて対象物を操作者が遠隔で取り扱うマニピュレータ装置の操作性を向上させるための遠隔監視装置を用いた遠隔監視方法であって、
前記遠隔監視装置は、
前記操作者からみて前記遮へい壁の反対側の前記マニピュレータ装置および前記対象物の状況を撮影可能なカメラボールと、
前記遮へい壁に固定されて伸縮自在で水平方向の角度が可変であって前記カメラボールを吊り下げるカメラアームと、を備え、
前記カメラボールは、外形が球状の複数の面を有する多面体であって、前記複数の面のそれぞれにカメラを有し、
前記複数のカメラは、撮影した映像の情報を発信する無線通信ユニットを具備し、
前記カメラボールの状態を監視する状態監視カメラおよび画像処理システムをさらに備え、
前記画像処理システムは、
前記複数のカメラの視線および視点位置を実時間で計算可能な画像データ入力インターフェイスと、
前記画像データ入力インターフェイスでの計算結果に基づき、画像演算および画像合成処理を行う画像処理部と、
前記画像処理部での画像処理結果を発信する画像データ出力インターフェイスと、を有し、
前記カメラボールは、前記複数の面の一部にマーカを有し、
前記状態監視カメラで撮像した前記マーカの情報を用いて、前記画像処理部は、前記カメラボールの位置および方向を特定し、
前記遠隔監視方法は、
前記カメラボールの位置を設定するカメラボール位置設定ステップと、
前記カメラボール位置設定ステップの後に、前記複数のカメラの映像を出力する映像出力ステップと、
前記映像出力ステップの後に、前記複数のカメラからの映像情報を処理する情報処理ステップと、
前記情報処理ステップの後に、前記情報処理ステップでなされた映像処理情報を合成する合成ステップと、
前記合成ステップで得られた合成画像を表示する表示ステップと、
を有することを特徴とする遠隔監視方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、遠隔監視装置および遠隔監視方法に関する。

【背景技術】

【0002】

放射線性物質を扱う施設、例えば使用済み燃料集合体の再処理施設などでは、放射線レベルが高くて人が直接近づくことができない機器、部屋が存在する。そのような施設においては、機械式や電動式のマニピュレータを用い、遠隔操作により各種機器の分解、部品の交換、組立などの保守、補修作業が行われている。

【0003】

放射線による被ばくを防止するために、遠隔保守、補修を行う部屋は、鉛やコンクリート等の遮へい壁により包囲されており、外側からその内部の状態を直接見ることはできないのが一般的である。

【0004】

放射線環境下においては、マニピュレータの遠隔操作に必要な遠隔監視装置には、遮へい壁に鉛ガラスを嵌め込み、鉛ガラス窓からの内部を見て操作を行うか、あるいは、マニピュレータの近傍に、パン・チルトの雲台がついた監視用カメラを取り付け、このカメラからの映像をモニタ等に表示して操作するのが一般的である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平９−２３４６８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

鉛ガラスは需要が世界的に少なく、鉛ガラスを製造するメーカが少なくなってきており、近年入手が困難となってきている。

【0007】

一方、パン・チルトの雲台付き監視用カメラは、比較的容易に手に入るが、高レベルの放射線環境下では、雲台やカメラの寿命が短く、雲台やカメラの交換作業が頻繁に発生する。このため、施設稼働率の低下や、交換費等のランニングコストの増加などの問題がある。

【0008】

そこで本発明の実施形態は、低コストで遠隔交換作業が容易な遠隔監視装置、遠隔操作システムおよび遠隔監視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】

上述の目的を達成するため、本発明の実施形態は、放射線に対する遮へい壁を貫通して前記遮へい壁に固定されて対象物を操作者が遠隔で取り扱うマニピュレータ装置の操作のための遠隔監視装置であって、前記操作者からみて前記遮へい壁の反対側の前記マニピュレータ装置および前記対象物の状況を撮影可能なカメラボールと、前記遮へい壁に固定されて伸縮自在で水平方向の角度が可変であって前記カメラボールを吊り下げるカメラアームと、を備え、前記カメラボールは、外形が球状の複数の面を有する多面体であって、前記複数の面のそれぞれにカメラを有し、前記複数のカメラは、撮影した映像の情報を発信する無線通信ユニットを具備し、前記カメラボールの状態を監視する状態監視カメラおよび画像処理システムをさらに備え、前記画像処理システムは、前記複数のカメラの視線および視点位置を実時間で計算可能な画像データ入力インターフェイスと、前記画像データ入力インターフェイスでの計算結果に基づき、画像演算および画像合成処理を行う画像処理部と、前記画像処理部での画像処理結果を発信する画像データ出力インターフェイスと、を有し、前記カメラボールは、前記複数の面の一部にマーカを有し、前記状態監視カメラで撮像した前記マーカの情報を用いて、前記画像処理部は、前記カメラボールの位置および方向を特定する、ことを特徴とする。

【0010】

また、本発明の実施形態は、遮へい壁を貫通して前記遮へい壁に固定されて対象物を操作者が遠隔で取り扱うマニピュレータ装置の操作性を向上させるための遠隔監視装置を用いた遠隔監視方法であって、前記遠隔監視装置は、前記操作者からみて前記遮へい壁の反対側の前記マニピュレータ装置および前記対象物の状況を撮影可能なカメラボールと、前記遮へい壁に固定されて伸縮自在で水平方向の角度が可変であって前記カメラボールを吊り下げるカメラアームと、を備え、前記カメラボールは、外形が球状の複数の面を有する多面体であって、前記複数の面のそれぞれにカメラを有し、前記複数のカメラは、撮影した映像の情報を発信する無線通信ユニットを具備し、前記カメラボールの状態を監視する状態監視カメラおよび画像処理システムをさらに備え、前記画像処理システムは、前記複数のカメラの視線および視点位置を実時間で計算可能な画像データ入力インターフェイスと、前記画像データ入力インターフェイスでの計算結果に基づき、画像演算および画像合成処理を行う画像処理部と、前記画像処理部での画像処理結果を発信する画像データ出力インターフェイスと、を有し、前記カメラボールは、前記複数の面の一部にマーカを有し、前記状態監視カメラで撮像した前記マーカの情報を用いて、前記画像処理部は、前記カメラボールの位置および方向を特定し、前記遠隔監視方法は、前記カメラボールの位置を設定するカメラボール位置設定ステップと、前記カメラボール位置設定ステップの後に、前記複数のカメラの映像を出力する映像出力ステップと、前記映像出力ステップの後に、前記複数のカメラからの映像情報を処理する情報処理ステップと、前記情報処理ステップの後に、前記情報処理ステップでなされた映像処理情報を合成する合成ステップと、前記合成ステップで得られた合成画像を表示する表示ステップと、を有す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、低コストで遠隔交換作業が容易な遠隔監視装置、遠隔操作システムおよび遠隔監視方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る遠隔監視装置の構成を示す平面図である。

【図2】本発明の第１の実施形態に係る遠隔監視装置の構成を示す側面図である。

【図3】本発明の第１の実施形態に係る遠隔監視装置のパノラマカメラボールの外観図である。

【図4】本発明の第１の実施形態に係る遠隔監視方法の手順を示すフロー図である。

【図5】本発明の第２の実施形態に係る遠隔監視装置のパノラマカメラボールの外観図である。

【図6】本発明の第３の実施形態に係る遠隔監視装置の構成を示す平面図である。

【図7】本発明の第３の実施形態に係る遠隔監視装置の構成を示す側面図である。

【図8】本発明の第３の実施形態に係る遠隔監視装置のパノラマカメラボールの収納時の状態を示す平面図である。

【図9】本発明の第３の実施形態に係る遠隔監視装置のパノラマカメラボールの収納時の状態を示す側面図である。

【図10】本発明の第４の実施形態に係る遠隔監視装置のパノラマカメラボールの外観図である。

【図11】本発明の第４の実施形態に係る遠隔監視装置の構成を示す平面図である。

【図12】本発明の第４の実施形態に係る遠隔監視装置の制御ユニットの構成を示すブロック図である。

【図13】本発明の第５の実施形態に係る遠隔監視装置のパノラマカメラボールの外観図である。

【図14】本発明の第６の実施形態に係る遠隔監視装置のマスターアームのグリップ部の側面図である。

【図15】本発明の第７の実施形態に係る遠隔監視装置の構成を示す平面図である。

【図16】本発明の第８の実施形態に係る遠隔監視装置の構成を示す概念的平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る遠隔監視装置について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明は省略する。

【0014】

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る遠隔監視装置の構成を示す平面図である。また、図２は、本発明の第１の実施形態に係る遠隔監視装置の構成を示す側面図である。

【0015】

遮へい壁１の内側には、取り扱う対象物５０が置かれている。対象物５０は、放射能を有し放射線を発する。遮へい壁１は、この放射線から操作者２７を防護する。

【0016】

遮へい壁１の一部は、操作者２７から、遮へい壁１の内側の対象物５０が見えるようにたとえば、鉛ガラスなどのような透明な部材の窓が嵌め込まれている。

【0017】

マスタースレーブマニピュレータ（以下、「ＭＳＭ」と略す。）３が、遮へい壁１を貫通し、遮へい壁１に固定されている。ＭＳＭ３の遮へい壁１の外側の部分は、操作者２７が操作するマスターアーム３ａを有する。マスターアーム３ａは操作者２７が直接グリップを掴み、操作者２７の力により動作するアームである。

【0018】

ＭＳＭ３の遮へい壁１の内側の部分は、スレーブアーム３ｂを有する。スレーブアーム３ｂは、図示しない駆動軸と駆動機構の２種類の軸を有する機械・電動式アームである。

【0019】

駆動軸は、操作者２７側のマスターアーム３ａの各軸の動きに機械的に一対一に対応して、操作者２７の操作力により追従動作する。また、電動機構は、操作者２７のスイッチ操作指令により電動モータ等のアクチュエータ駆動により動作する。

【0020】

ＭＳＭ３のマスターアーム３ａやスレーブアーム３ｂの各軸の駆動軸には、図示しないポジションセンサが内蔵されており、回転軸と直動軸のそれぞれの動作角度、あるいは動作ストロークを実測可能な構成となっている。

【0021】

遮へい壁１のＭＳＭ３が貫通している位置より上の高さで、カメラアーム４が遮へい壁１を貫通し、遮へい壁１に固定されている。カメラアーム４は、ＭＳＭ３の貫通箇所の上方でやや横にずれた位置で遮へい壁１を貫通している。なお、貫通位置は、ＭＳＭ３の貫通高さより高い位置で、その真上でもよい。カメラアーム４の遮へい壁１の外側部分は、制御ユニット６０に接続されている。

【0022】

カメラアーム４は、水平横振り軸５とアーム軸方向伸縮軸６の２つの電動動作軸を有する。水平横振り軸５は、カメラアーム４の遮へい壁１への固定部に固定されており、カメラアーム４のアーム部は水平横振り軸５を中心に水平に向きが可変となっている。

【0023】

また、カメラアーム４のアーム部はアーム軸方向伸縮軸６に沿って長さが可変となっている。水平方向の向きと、アーム部の長さが可変であることにより、アーム部の全長の範囲で、水平方向の任意の位置にアクセスすることができる。

【0024】

カメラアーム４の先端には、電動式ワイヤ７が設けられている。電動式ワイヤ７は、遠隔操作により吊り下げ、吊り上げが可能である。電動式ワイヤ７の先端にはフック８が設けられている。また、フック８は、パノラマカメラボール９を吊り下げている。

【0025】

図３は、本発明の第１の実施形態に係る遠隔監視装置のパノラマカメラボールの外観図である。

【0026】

パノラマカメラボール９は、３６面体であり、その各面９ａにそれぞれ１台ずつ、スマートフォン１０を取付け可能なホルダー１１を有する。３６面体の複数の各辺９ｂに吊り耳１２が取り付けられている。吊り耳１２は、フック８により吊り下げられる部分である。

【0027】

各ホルダー１１にはスマートフォン１０が設けられている。スマートフォン１０は、図示しない、少なくとも、ＣＰＵ、メモリ、バッテリー、Ｗｉｆｉ等の無線通信ユニット、カメラ１３を内蔵する。これらの構成により、外部無線からの指令に基づき、遠隔制御で、かつケーブルレスで連続的に静止画像を無線伝送可能なカメラユニットである。

【0028】

なお、パノラマカメラボール９は、３６面体には限定されない。各面のカメラ１３による映像が互いに重複し、全方位がいずれかのカメラ１３によって撮影可能であるように構成されていれば、これより少ない面数、すなわち少ないカメラ１３の台数であってよい。

【0029】

制御ユニット６０または汎用コンピュータにより無線通信ユニットからの撮像情報を受信し、モニタに表示する。

【0030】

図４は、本発明の第１の実施形態に係る遠隔監視方法の手順を示すフロー図である。

【0031】

まず、カメラアーム４の水平方向および長さを調整して、パノラマカメラボール９の位置を設定する（ステップＳ１）。

【0032】

ステップＳ１の後に、パノラマカメラボール９の各スマートフォン１０に内蔵されたカメラ１３からの映像出力を取得する（ステップＳ２）。

【0033】

ステップＳ２の後に、各カメラ１３からの映像出力に基づき、映像情報を処理し、必要とする対象物５０やスレーブアーム３ｂなどの映像を抽出する（ステップＳ３）。

【0034】

ステップＳ３の後に、対象物５０やスレーブアーム３ｂなどの必要な映像を表示する（ステップＳ４）。

【0035】

以下に、本実施形態の作用および効果を説明する。

【0036】

カメラアーム４の水平振り軸５とアーム軸方向伸縮軸６の動作を合わせることで、取付け位置を中心とした半円で、アーム軸方向伸縮軸６を最大伸ばした距離から最小に縮めた距離までの範囲にカメラボールを吊り下げることが可能となる。

【0037】

たとえば、カメラアーム４の取付位置がＭＳＭ３の取付位置の真上にあって、カメラアーム４の長さをスレーブアーム３ｂと同等とした場合は、スレーブアーム３ｂの動作範囲と同じ範囲にパノラマカメラボール９を移動して、設置することが可能な遠隔監視装置を提供することが可能となる。

【0038】

また、パノラマカメラボール９は全方位を同時に見ることができるため、パノラマカメラボール９の方位に関係なく、常に全方位を見渡すことが可能な遠隔監視装置を提供できる。

【0039】

さらに、パノラマカメラボール９に取り付けるカメラ１３の映像を無線通信にて伝送を行えるので、パノラマカメラボール９はケーブルレスであり、カメラアーム４への取付けはフック８に吊り耳１２を掛けるだけですむという利点が得られる。

【0040】

また、本実施形態による遠隔監視装置は、スマートフォン１０の機能を活用しており、低コストで高い機能を実現できる。また、パノラマカメラボール９の位置決めのための複雑な機構を必要としないため、信頼性の高いシステムを実現することができる。

【0041】

以上のように、本実施形態によれば、遠隔操作ために低コストで容易に遠隔監視が可能となる。

【0042】

［第２の実施形態］
図５は、本発明の第２の実施形態に係る遠隔監視装置のパノラマカメラボールの外観図である。

【0043】

本実施形態は、第１の実施形態の変形である。カメラアーム４の電動式ワイヤ７には、フック８の代わりに永久磁石１５が取り付けられている。

【0044】

一方、パノラマカメラボール９の一部の面には、磁性体の金属部材１４が取り付けられている。

【0045】

このように構成された本実施形態では、永久磁石１５で磁性体の金属部材１４を吸着させて、電動式ワイヤ７でパノラマカメラボール９を吊り上げることが可能となる。

【0046】

永久磁石１５で磁性体の金属部材１４を吸引するだけの作業であるため、フック８に吊り耳１２を掛ける作業に比べて、単純で簡単な遠隔操作となる。

【0047】

なお、第１の実施形態の吊り耳１２と同様に、磁性体の金属部材１４はパノラマカメラボール９の全方向に設けられているため、着脱操作はパノラマカメラボール９の姿勢に関係なく、どの姿勢で置かれていてもいずれかの磁性体の金属部材１４上を向いているので、パノラマカメラボール９が無作為に遠隔着脱が可能であり、通常のフックに掛ける作業に比べ、作業性が改善される。

【0048】

［第３の実施形態］
図６は、本発明の第３の実施形態に係る遠隔監視装置の構成を示す平面図である。また、図７は、本発明の第３の実施形態に係る遠隔監視装置の構成を示す側面図である。

【0049】

カメラアーム４が貫通している遮へい壁１の電動式ワイヤ７のアクセス可能な範囲で、対象物５０の高さより高い位置に遮へい容器１７が設けられている。遮へい容器１７は遮へい壁１に取り付けられている。なお、遮へい壁１に取り付けなくとも、対象物５０より高い位置で、かつ、電動式ワイヤ７がアクセス可能な位置であれば、他の壁や構築物などに取り付けてもよい。

【0050】

遮へい容器１７は、パノラマカメラボール９を挿入可能な大きさであり、電動式ワイヤ７により吊り下げられながら収納されるように上部が開放されている。また、遮へい容器１７の材質は放射線の遮へい効果が高い材質と厚みを有し、この遮へい容器１７の内部では作業エリア内の高い放射線レベルを十分に軽減することが可能となっている。

【0051】

図８は、本発明の第３の実施形態に係る遠隔監視装置のパノラマカメラボールの収納時の状態を示す平面図である。また、図９は、本発明の第３の実施形態に係る遠隔監視装置のパノラマカメラボールの収納時の状態を示す側面図である。遮へい容器１７の中に、パノラマカメラボール９が挿入され、収納されている状態を示している。

【0052】

このような構成とすることで、遠隔保守作業を実施していない場合は、カメラアーム４を操作して、パノラマカメラボール９を前記の遮へい容器１７内に移動し、収納することにより、パノラマカメラボール９の放射線被曝を低減し、カメラ１３（図３または図５参照）の寿命を延ばすことが可能となる。

【0053】

［第４の実施形態］
本実施形態は、第１の実施形態の変形であり、図１１に示す監視カメラ２１が設けられている。

【0054】

図１０は、本発明の第４の実施形態に係る遠隔監視装置のパノラマカメラボールの外観図である。パノラマカメラボール９のいくつかの面にはマーカ４０が取り付けられている。マーカ４０は、監視カメラ２１から見た映像に映るカメラ１３がどのカメラであるかを同定可能なように取り付けられた識別子である。

【0055】

なお、マーカ４０は、第３の実施形態における磁性体の金属部材１４に色を付して、吸引用の磁性体と兼用してもよい。また、カメラ１３に取り付けてもよい。

【0056】

図１１は、本発明の第４の実施形態に係る遠隔監視装置の構成を示す平面図である。遮へい壁１内部の保守室２０の４隅の位置であって、カメラアーム４より高い場所に室内に向けて状態監視カメラとしての監視カメラ２１が固定配置されている。監視カメラ２１の映像信号は、遮へい壁１の外側の遠隔操作室２２内の制御ユニット６０に接続される。

【0057】

図１２は、本発明の第４の実施形態に係る遠隔監視装置の制御ユニットの構成を示すブロック図である。

【0058】

制御ユニット６０は、主に、映像データを取込むための画像データ入力インターフェイス６２、画像処理部６３、カメラアーム制御部６４、および映像信号ケーブルを接続するための画像信号入力端子６１を有する。

【0059】

画像処理部６３およびカメラアーム制御部６４は計算機６５内に内蔵されている。なお、画像処理部６３およびカメラアーム制御部６４はそれぞれ独立の計算機６５内に設けられてもよい。

【0060】

また、パノラマカメラボール９に取り付けたスマートフォン１０のＷｉｆｉ型式の映像信号は、保守室２０内に設置したアンテナで受けて、無線ルータ（図示せず）でＬＡＮ有線信号に変換し、画像データ入力インターフェイス６２に入力される。なお、本実施形態ではカメラアーム４をアンテナとして利用しているが、別途、設けてもよい。

【0061】

画像データ入力インターフェイス６２の各映像は計算機６５内の画像処理部６３で画像処理されてマーカ４０を検出する。なお、画像処理部６３での画像処理結果は、図示しない画像データ出力インターフェイスから発信される。

【0062】

計算機６５は、更に、識別結果より、同じ色のマーカを２つ以上の監視カメラ２１が捉えるようなマーカを選別し、その２つ以上のカメラ映像情報より三角測量法の原理により、色マーカの中心点の３次元位置を計算し、その結果から、パノラマカメラボール９の空間上のリアルな位置と、パノラマカメラボール９内の個々のスマートフォン１０のカメラ視線ベクトルを計算する。

【0063】

同時に、計算機６５では、各スマートフォン１０のカメラ映像から３６０度全方位のパノラマ映像を計算、合成し、パノラマカメラボール９の空間上のリアルな位置と、パノラマカメラボール９内の個々のスマートフォン１０のカメラ視線ベクトルの結果と合わせて、作成したパノラマ映像を保守室２０の仮想空間内に貼り付ける。

【0064】

このような構成とすることで、パノラマカメラボール９がふらふらと揺れたり、回転したりして、パノラマカメラボール９の位置、方向が未知であっても、マーカ４０からの情報によりリアルタイムにパノラマカメラボール９の位置、方向を特定することができる。

【0065】

また、本実施形態では、最終的にパノラマ映像を仮想空間に映像を貼り付けることにより、映像は固定され、更に、自由に見たい視線、見たい画角の映像を切り出すことが可能となる。本実施形態では、実時間で３６０度パノラマ映像を更新可能となるので、実時間で、即時に見たい映像を引き出すことも可能となる効果がある。

【0066】

［第５の実施形態］
図１３は、本発明の第５の実施形態に係る遠隔監視装置のパノラマカメラボールの外観図である。本発明は、第１の実施形態の変形であり、パノラマカメラボール９の内部にジャイロセンサ２４が内蔵されている。

【0067】

このような構成とすることにより、ジャイロセンサ２４からの信号により、パノラマカメラボール９の方向情報を取得でき、パノラマカメラボール９の位置も容易に計算可能とすることができる。この結果、マーカ取り付けや、周囲の監視カメラ２１映像の画像処理などが不要となる。

【0068】

［第６の実施形態］
図１４は、本発明の第６の実施形態に係る遠隔監視装置のマスターアームのグリップ部の側面図である。

【0069】

マスターアーム３ａのグリップ２５の親指側のタッチパネル２６が取付けられている。また、パノラマカメラボール９の位置とカメラ視線に対する指令をこのタッチパネル２６の指操作で行えるような認識ソフトが制御ユニット６０に設けられている。

【0070】

認識ソフトは、例えば、タッチパネル２６をタップすることで、パノラマカメラボール９の位置の指令と、カメラ視線の指令の切り替えを行えるようなソフトとする。パノラマカメラボール９の位置への指令モードとなった場合は、タッチパネル２６上の前後、上下の指移動がパノラマカメラボール９の前後、上下移動の指令となり、押し当て力の増減が左右動作の指示となるような認識ソフトとなっている。また、左右の移動の停止はダブルタップとする。

【0071】

カメラ視線の指示モードとなった場合は、タッチパネル２６上の前後移動はカメラ視線を左右に移動し、上下の指移動はカメラ視線を上下に移動するようにソフトを作成する。

【0072】

このような、本実施形態により、操作者２７はマスターアーム３ａを手放すことなく、パノラマカメラボール９の位置の指示と、カメラ視線の指示を行うことができる。

【0073】

［第７の実施形態］
図１５は、本発明の第７の実施形態に係る遠隔監視装置の構成を示す平面図である。本実施形態は、第４の実施形態の変形である。

【0074】

操作者２７の立ち位置正面にカメラ２８ａおよびカメラ２８ｂを配置する。また、操作者は頭や肩や脚等に色マーカ２９を取り付ける。

【0075】

カメラ２８ａおよびカメラ２８ｂの映像信号は、パノラマカメラボール９の映像信号や監視カメラ２１と同様にして、画像処理用計算機に取込み可能とする。

【0076】

以上の構成とすることで、操作者２７の動作、ジェスチャーを実時間で認識することが可能となり、このジェスチャー指示により、パノラマカメラボール９の位置の指示と、カメラ視線の指示を行うことができる。

【0077】

このような本実施形態では、第６の実施形態におけるマスターアーム３ａの操作と別の手段で、操作者２７が遠隔監視装置のカメラを操作することが可能となり、ＭＳＭ操作と同時にカメラ操作も実施可能となる効果が得られる。

【0078】

［第８の実施形態］
図１６は、本発明の第８の実施形態に係る遠隔監視装置の構成を示す概念的平面図である。

【0079】

本実施形態は、見たい物体に貼り付けられた相対座標空間でのパノラマカメラボール９の位置の指示と、カメラ視線の指示をする方法である。図１６に示すように、スレーブアーム３ｂの手先３０を、見たい物体に指示する。この場合、指示は、遠隔監視装置の制御計算機に部品名などで指示する。手先３０の相対座標３１上で、パノラマカメラボール９の位置の指示と、カメラ視線ベクトルの指示を行う。

【0080】

この操作モードでは、監視対象が移動している場合に便利なモードである。保守部品を掴みに行く場合は、スレーブアーム３ｂの手先を監視カメラが自動追従する方が操作は容易になる。

【0081】

［その他の実施形態］
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。各実施形態は、パノラマカメラボールが、多面体を有する場合を示したが、これに限定されず、たとえば、中心から立体的な放射状に延びた軸の頂点のそれぞれにカメラを取り付けた形態のパノラマカメラボールも、本発明の範囲であり、同様の効果が得られる。

【0082】

また、各実施形態の特徴を組み合わせてもよい。

【0083】

さらに、これらの実施形態は、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、置き換え、変更を行うことができる。

【0084】

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同様に、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ものである。

【符号の説明】

【0085】

１…遮へい壁、３…マスタースレーブマニピュレータ（ＭＳＭ）（マニピュレータ装置）、３ａ…マスターアーム、３ｂ…スレーブアーム、４…カメラアーム、５…水平横振り軸、６…アーム軸方向伸縮軸、７…電動式ワイヤ、８…フック、９…パノラマカメラボール（カメラボール）、１０…スマートフォン、１１…ホルダー、１２…吊り耳、１３…カメラ、１４…磁性体の金属部材、１５…永久磁石、１６…U字状堰、１７…遮へい容器、２０…保守室、２１…監視カメラ、２２…遠隔操作室、２４…ジャイロセンサ、２５…グリップ、２６…タッチパネル、２７…操作者、２８ａ、２８ｂ…カメラ、２９…色マーカ、３０…手先、３１…相対座標、４０…マーカ、５０…対象物、６０…制御ユニット、６１…画像信号入力端子、６２…画像データ入力インターフェイス、６３…画像処理部、６４…カメラアーム制御部、６５…計算機、９ａ…各面、９ｂ…各辺

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】