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公開番号2025004443
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-15
出願番号2023104135
出願日2023-06-26
発明の名称水中作業装置
出願人日立GEニュークリア・エナジー株式会社
代理人ポレール弁理士法人
主分類G09B 29/00 20060101AFI20250107BHJP(教育;暗号方法;表示;広告;シール)
要約【課題】水中での作業中に水に濁りが発生した場合でも作業を実行できる水中作業装置を提供する。
【解決手段】本発明による水中作業装置は、音響計測器11と光学計測器12とを備え水中に存在する作業対象物50に作業を行う作業装置10と、作業装置10を制御する制御装置40とを備える。音響計測器11は、音を用いて、物体の表面を表す点群データを音の点群データ51として取得する。光学計測器12は、光を用いて、物体の表面を表し色についての情報を持つ点群データを光の点群データ52として取得する。制御装置40は、音の点群データ51で作成された地図である音の点群地図61と、光の点群データ52で作成された地図である光の点群地図62とを備え、光の点群地図62と音の点群地図61との関係と、音の点群地図61と音の点群データ51との関係を求め、音の点群データ51と音の点群地図61とを用いて、光の点群地図62を更新する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
音響計測器と、光学計測器とを備え、水中に存在する作業対象物に作業を行う作業装置と、
前記作業装置を制御する制御装置と、
前記作業装置の操作に用いられる操作装置と、
を備え、
前記音響計測器は、音を用いて、前記作業装置の周囲に存在する物体の表面を表す点群データを、音の点群データとして取得し、
前記光学計測器は、光を用いて、前記作業装置の周囲に存在する物体の表面を表し色についての情報を持つ点群データを、光の点群データとして取得し、
前記制御装置は、前記音の点群データで作成された、前記作業装置の周囲に存在する物体についての地図である音の点群地図と、前記光の点群データで作成された、前記作業装置の周囲に存在する物体についての地図である光の点群地図とを備え、
前記制御装置は、前記光の点群地図と前記音の点群地図との関係と、前記音の点群地図と前記音の点群データとの関係を求め、前記音の点群データと前記音の点群地図とを用いて、前記光の点群地図を更新する、
ことを特徴とする水中作業装置。
続きを表示（約 760 文字）【請求項２】
前記作業装置は、前記作業対象物が存在する水の濁度を求める濁度推定部を備え、
前記制御装置は、
前記濁度が予め定めた基準値よりも大きい場合には、前記音の点群データと前記音の点群地図とを用いて、前記光の点群地図を更新し、
前記濁度が前記基準値以下の場合には、前記光の点群地図のデータを前記光の点群データで置き換えて、前記光の点群地図を更新する、
請求項１に記載の水中作業装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記光の点群データを用いて前記光の点群地図を作成し、前記音の点群データを用いて前記音の点群地図を作成する、
請求項１に記載の水中作業装置。
【請求項４】
前記作業装置は、前記作業対象物に作業を行う作業機構と、前記作業機構の作業領域を取得する作業領域取得部とを備え、
前記制御装置は、前記作業機構の作業内容に応じて、前記光の点群地図における前記作業領域の内部に点を追加する、
請求項１に記載の水中作業装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記光の点群地図に含まれる点を、前記音の点群地図に含まれる点を用いて表現するための関係式を作成することで、前記光の点群地図と前記音の点群地図との関係を求める、
請求項１に記載の水中作業装置。
【請求項６】
前記作業装置は、前記作業対象物に作業を行う作業機構を備え、
前記制御装置は、前記作業機構の作業内容に応じて、前記光の点群地図に含まれる点を前記音の点群地図に含まれる点を用いて表現するときの制約条件を作成し、
前記制御装置は、前記制約条件を考慮して前記関係式を作成する、
請求項５に記載の水中作業装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中で作業を行うための水中作業装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
河川や海洋などの水の中、またはタンクやプールなどの構造物の内部に満たされた水の中に存在する作業対象物（作業の対象となる物体）に対して、水中作業装置を用いて作業をする際に、水に濁りが発生する場合がある。このような水の濁りは、切断、移設、及び回収などの、作業対象物に対する積極的な働きかけを伴う作業によって発生する。また、調査などの、作業対象物に対する積極的な働きかけを伴わない作業においても、水流などによって水に濁りが発生することがある。このような水の濁りは、光学カメラなどの光学計測器によって作業対象物とその周辺の環境を認識することの妨げになる場合がある。
【０００３】
水の濁りが強い場合には、濁りによる散乱の影響で、光学計測器によって作業対象物などを認識することが難しく、濁りが解消するまで作業を中断する必要がある。このような場合でも、光と比べて透過性が高い超音波を用いたソナーなどの計測装置を用いると、作業対象物とその周辺の環境を把握することができる。しかし、超音波と光の物理的性質の違いから、超音波を用いた音響計測は、光を用いた光学計測と比べて空間分解能が低く、作業対象物の色情報が得られないという欠点がある。このため、音響計測によって得られる情報のみでは、水中作業装置の作業員は、作業対象物を認識しづらく、作業対象物に対して作業を行うのが困難である。
【０００４】
特許文献１には、濁水中においても作業対象物を認識できる装置の例が記載されている。特許文献１に記載された水中レーザ視認装置は、レーザ光のパルスを濁水中に照射する発振ヘッドと、シャッタ機構を有するイメージインテンシファイアを持つ撮像カメラ部とを備え、パルス光源とシャッタ制御を用いて濁水中の散乱体からの反射光を遮光し、撮影対象である作業対象物からの反射光のみを撮像することで、濁水中でも作業対象物の認識が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開平７－７２２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば特許文献１に記載された水中レーザ視認装置などのように、パルス光源とシャッタ制御を用いて濁水中の作業対象物を認識する装置では、濁水中の散乱体からの反射光の飛行時間と、作業対象物からの反射光の飛行時間の差が、シャッタの開閉速度に対して十分に大きい必要がある。このため、水中の作業対象物の周囲で水に濁りが発生すると、濁水中の散乱体と作業対象物との距離の差が小さく、散乱体からの反射光を選択的に遮光して作業対象物からの反射光のみを撮像することが困難である。
【０００７】
このように、従来の水中作業装置では、水中での作業中に、特に作業対象物の周囲で水に濁りが発生すると、作業員は、作業対象物を認識しづらく、水中作業装置によって作業対象物に対して作業を行うのが困難であるという課題がある。
【０００８】
本発明の目的は、水中での作業中に水に濁りが発生した場合でも作業を実行できる水中作業装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による水中作業装置は、音響計測器と光学計測器とを備え水中に存在する作業対象物に作業を行う作業装置と、前記作業装置を制御する制御装置と、前記作業装置の操作に用いられる操作装置とを備える。前記音響計測器は、音を用いて、前記作業装置の周囲に存在する物体の表面を表す点群データを、音の点群データとして取得する。前記光学計測器は、光を用いて、前記作業装置の周囲に存在する物体の表面を表し色についての情報を持つ点群データを、光の点群データとして取得する。前記制御装置は、前記音の点群データで作成された、前記作業装置の周囲に存在する物体についての地図である音の点群地図と、前記光の点群データで作成された、前記作業装置の周囲に存在する物体についての地図である光の点群地図とを備える。前記制御装置は、前記光の点群地図と前記音の点群地図との関係と、前記音の点群地図と前記音の点群データとの関係を求め、前記音の点群データと前記音の点群地図とを用いて、前記光の点群地図を更新する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、水中での作業中に水に濁りが発生した場合でも作業を実行できる水中作業装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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