原研,LiDARとカメラ等で原発の3Dマップを作成

日本原子力研究開発機構(原研)は,福島第一原子力発電所(1F)廃炉現場の3次元マップを仮想空間に描画し,任意の視点から汚染箇所の観察を可能とするシステム「iRIS」を開発した(ニュースリリース)。

原研はこれまでに,浜松ホトニクスと早稲田大学が開発したコンプトンカメラをベースに,小型ロボットやドローンに搭載可能となるよう小型軽量化したコンプトンカメラを製作し,従来のコンプトンカメラでは測定が困難な1F建屋内の比較的線量率が高い場所で高濃度汚染箇所の可視化試験を進めてきた。

しかし,コンプトンカメラでガンマ線の飛来方向を特定するためには,カメラの位置や姿勢は固定した状態で測定する必要があった。このため,複数の測定を実施するには時間を要するだけでなく,1Fサイト内のような広範囲の汚染分布を把握するには効率が悪かった。

また,コンプトンカメラをはじめとする従来のガンマカメラは2次元的な汚染分布を表示するものであり,機器やガレキ,複雑な構造物が存在する廃炉現場で3次元的な汚染分布を得るにはそのままでは適用できなかった。

このような課題を解決するために,iRISでは3つのキーデバイス,3D-LiDAR,コンプトンカメラおよびサーベイメータを組み合わせた。iRISでは以下のことを行なっている。

① 3D-LiDARを用いた自己位置推定と環境地図作成の同時実行(SLAM)により廃炉現場の3次元モデルを構築するとともに,移動中のシステムの自己位置および姿勢の情報を逐一記録

② これらの情報を,コンプトンカメラを用いて各位置で取得した放射線飛来方向の情報に同期→移動しながら取得したデータによる3次元的な汚染の可視化がはじめて実現可能に

③ サーベイメータを用いることで,歩行ルート上の線量率を逐一記録可能

④ ①~③のような複数のセンサー情報を入力ファイルとし,数回のボタン操作で3次元汚染マップを描画できる専用ソフトウェア(COMRIS)を新たに開発

このソフトウェアを用いることにより,線量率,高濃度汚染箇所をカラーコンター図でPC上の仮想空間に表示できるようになった。

このシステムを用いた測定では,線量の高い排気筒下部に進入することなく,比較的線量率の低い通路上を歩行することにより,遠隔にて5分未満で完了した。この測定データをもとに,高濃度汚染箇所を可視化した3次元マップを描画することに成功した。

これは移動しながらの連続測定によって,1Fに存在する高濃度汚染箇所に近づくことなく “見える化”したはじめての結果だとしている。

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