JP4625349B2 - 監視装置 - Google Patents
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Description
例えば、従来では、図14に示されるように、海上に正方形状(例えば、50m×50m)のレーザ光を照射し、このレーザ光を探査領域に沿って縦方向、及び、横方向に走査させることにより、所望の探査領域における海上及び海中の様子を監視していた。
また、このようなレーザ光としては、例えば、特開2002−122659号公報(特許文献1)に示されるものがある。
このような場合、航海中の船舶の運航を妨げることなく、速やかに船舶の進行方向における海上等の様子を監視する必要がある。
しかしながら、上述した従来の監視手法のように、正方形状のレーザ光を進行方向に対して横方向及び縦方向に走査させていたのでは、船舶の前方における様子を効率よく監視することができず、監視の進行に合わせて船舶の運航を遅くするなど、船舶の運航を妨げるおそれもあった。
本発明は、船舶の針路前方の上空を前記針路に沿って飛行する機体に搭載され、一定の横幅を持って設定される探査領域を前記船舶の運航に応じて監視する監視装置であって、前記探査領域の横幅以上の照射領域に対して格子状に配置されたレーザマーカを照射する送光手段と、物体により反射された前記レーザマーカの反射光を撮像する撮像手段と、予め平水時におけるレーザマーカの画像を基準画像として保持し、該基準画像と前記撮像手段により撮像された画像とを比較することにより、前記基準画像のレーザマーカの位置と前記撮像手段に撮像された画像のレーザマーカの位置との差分を算出し、該差分に基づいて波の状態の変化の影響による画像の歪みを補正する画像補正手段と、前記画像補正手段により補正された画像を表示する表示手段と、を備え、前記送光手段は、上空から海上に向けて、前記レーザマーカを照射し、前記画像補正手段は、前記撮像手段によって撮像された画像を、前記差分に基づいて波の状態の変化の影響による画像の歪みを補正した後に、大気と海水の屈折率を用いてスネルの法則に従って補正する。
この場合において、上記送光手段が発したレーザ光により照射される海面の照射領域の横幅は、前記船舶の針路に沿って設定される探査領域の横幅(針路に直交する方向の長さ)以上なので、レーザ光を幅方向に走査させることなく、一度のレーザ照射により、幅方向における探査を実施することが可能となる。そして、この照射領域が船舶の針路に沿って連続的に移動されることにより、船舶の針路に沿って一定の横幅を持って設定される探査領域の監視を効率よく行うことが可能となる。
上記探査領域を船舶の針路に沿って連続的に移動させる手法としては、例えば、当該監視装置を移動するプラットフォーム、例えば、船舶やヘリコプターなどに搭載し、このプラットフォームを船舶の針路に沿って移動させる方法が挙げられる。これにより、このプラットフォームの移動に伴い、探査領域も移動させることが可能となる。そして、当該監視装置は、船舶の針路前方の上空を針路に沿って飛行する機体に搭載されているため、送光手段が上空から海上に向けてレーザマーカを照射するだけで、送光手段が出射するレーザマーカの照射領域を船舶の針路に沿って移動させることが可能となる。これにより、容易に監視を実現させることが可能となる。
上記探査領域の横幅は、例えば、150mから200mの間に設定されている。また、縦幅はレーザ光の出力性能に応じて適宜設定することが可能である。例えば、約1.5mから約5mの間に設定される。
〔第1の実施形態〕
図1は、本発明の第1の実施形態に係る監視装置の概略構成を示すブロック図である。
図1に示すように、本実施形態に係る監視装置は、送光部(送光手段)10、受光部(撮像手段)20、画像処理装置40、及び制御装置50を主な構成要素として備えている。
上記送光部10は、例えば、レーザ光を発するレーザ発振器11と、レーザ発振器11から発せられたレーザ光を後述する探査範囲に照射させる送光レンズ12、及び送光レンズの角度を調整するための送光レンズアクチュエータ13を備えている。
モニタ装置41は、この画像信号を表示させることにより、ICCDカメラヘッド23により取り込まれた画像データを可視情報として表示画面に再生する。
ダウンコンバータ42は、入力された画像データをビデオ信号に変換し、このビデオ信号を監視装置の外部に設置されている外部装置(図示略)に出力する。
Access Memory)等から構成されている。後述するような各種機能を実現するための一連の処理の過程は、プログラムの形式でROM等に記録されており、このプログラムをCPUがRAM等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、後述の各種機能が実現される。
具体的には、制御装置50は、所定の周波数を有する同期制御信号を同期回路51へ出力する。同期回路51は、この同期制御信号に基づいて、レーザ光の送光と受光の同期を取るための同期信号をレーザ電源52及びカメラコントローラ54に出力する。
これにより、レーザ電源52は、同期回路51から供給された同期信号に基づいて、レーザ発振器11の動作信号を形成する。これにより、所定のタイミングでレーザ発振器11から送光レンズ12を介してパルスレーザ光が発せられる。例えば、レーザ電源52は、数百Hzのパルス状のレーザ光を出射させる。
カメラコントローラ54は、上述の同期回路51から入力される同期信号及び制御装置50から入力されるシャッタ動作信号に基づいて、上述した高速ゲート装置22を駆動する。これにより、一定距離で反射されてきたレーザ光のみがICCDカメラヘッド23に取り込まれることとなる。
また、図1において、符号53は、レーザ発振器11を冷却するためのレーザ冷却器、また、符号60は、制御装置50に対して外部から入力情報を与えるための入力装置である。
例えば、船舶200が速度十数ノットにて進行している場合、ヘリコプター100は、高度数百フィートの上空を速度数十ノットで飛行する。
船舶200の針路上には、例えば、一定の横幅Hを持つ探査領域Pが設定されており、この探査領域Pに対してレーザ光を照射し、その反射光を受光することにより、探査領域Pにおける上記監視を行う。この探査領域の横幅Hは、例えば、150mから200mの間に設定されている。また、縦幅は、監視装置が備えるレーザ発振器11(図1参照)の出力性能に応じて適宜設定することが可能であるが、例えば、約1.5mから約5mの間に設定される。
同期回路51は、制御装置50からの同期制御信号に基づいて同期信号を生成し、この同期信号をレーザ電源52及びカメラコントローラ54に出力する。レーザ電源52は、同期回路51から供給された同期信号に基づいて、レーザ発振器11の駆動信号を生成し、この駆動信号に基づいて、レーザ発振器11を駆動させる。これにより、レーザ発振器11からは所定のタイミングでパルス状のレーザ光が出射され、このレーザ光が送光レンズ12を介して海上へ向けて照射されることとなる。
これにより、モニタ41には、探査領域Pにおける所望の深度の探査結果が可視情報として再生されることとなる。
この場合において、送光部10が発したレーザ光により照射される海面の照射領域Qの横幅Uは、船舶200の針路に沿って設定される探査領域Pの横幅H(針路に直交する方向の長さ)以上なので、レーザ光を幅方向に走査させることなく、一度のレーザ照射により、探査領域Pの幅方向Hにおける探査を実施することが可能となる。
そして、送光部10が発したレーザ光により照射される照射領域Qが、船舶200の針路に沿って連続的に移動されることにより、船舶200の針路に沿って一定の横幅を持って設定される探査領域Pの監視を効率よく行うことが可能となる。
次に、本発明の第2の実施形態に係る監視装置について説明する。
まず、上述した第1の実施形態に係る監視装置により、平水時の海面を監視する場合、図3に示すように、大気の屈折率(例えば、na=1.0)と海水の屈折率(ns=1.33)が異なることから、上述した受光部20により取り込まれ、画像処理装置によりモニタ41に表示される画像には、歪みが発生する。
例えば、図4に示されるような格子状の模様を大気中に置き、これを大気中にて撮像して、この画像をモニタ41に表示させると、屈折率の相違はないため、画像には歪みが生じないこととなる。一方、図4に示されるような格子状の模様を海中に沈め、これを大気中から撮像して、この画像をモニタ41に表示させると、大気中と海水中では屈折率が異なるため、図5に示すように、この画像には歪みが生ずることとなる。
sinθ2=sinθ1×ns/na=1.33sinθ1 (1)
本実施形態に係る監視装置では、このような画像の歪みを解消させる機能を備えたものであり、上述した波の状況を観察しながら、リアルタイムで画像の歪みを解消させ、歪みのない画像をモニタ41に表示させることを目的としている。
図8は、本実施形態に係る監視装置の概略構成を示したブロック図である。本実施形態に係る監視装置が、上述の第1の実施形態と異なる点は、海上に格子状のレーザマーカを照射させる海上用送光部(図示略)、及び、海上用送光部により照射されたレーザマーカの反射光を撮像するための海面用受光部30を備えている点、更に、画像処理装置40が、この海面用受光部30により取得された画像データに基づいて、受光部20により得られた画像データを補正する補正機能を備えている点である。
上記海面用受光部30は、受光部20と同様に、ズームレンズ31、高速ゲート装置32、及びICCDカメラヘッド33を備えている。また、本実施形態に係る監視装置において、上記海面用受光部30の高速ゲート装置32を制御するためのカメラコントローラ55が備えられている。
そして、海面用受光部30にて取得されたレーザマーカの画像データは、画像処理装置40に出力される。画像処理装置40は、この海面用受光部30によって取得された画像データに基づいて、海面の様子を把握し、この海面の様子に基づいて、受光部20により取得された画像データを補正することにより、海水と大気との屈折率に起因する画像の歪みを除去し、歪みのない画像をモニタ41に表示させる。
例えば、平水時であれば、海面用送光部により出射されたレーザ光は、図9に示すように、格子状に均等に照射されることとなるため、海面用受光部30にて取得される画像は、図10に示すように、規則正しくレーザマーカが配置されたものとなる。
一方、海上が波浪でうねっていた場合には、海面用送光部により出射されたレーザ光は、図11に示すように、海上に不均一に照射されることとなるため、海面用受光部30にて取得される画像は、図11に示すように、不均一にレーザマーカが配置されたものとなる。ここで、白丸は、平水時において取得されるマーカの位置を示している。
具体的には、実際に取得された各マーカの位置と、平水時における位置との差分を算出し、この差分を図12に示すように、ベクトル量で表す。これにより、画像の歪みが、ベクトル量として得られることとなる。つまり、歪みの向きがベクトルの向きとして得られ、歪みの大きさがベクトルの長さとして得られることとなる。
画像処理装置40は、このようにして得られた各マーカにおけるベクトル量に基づいて、受光部20から出力されてくる画像データを補正することにより、つまり、受光部20から出力された画像データにおいて、上記各マーカの位置に対応する画素をそのマーカにおいて得られたベクトル量だけ移動させることによって、受光部20により得られた画像データを補正する。そして、補正後の画像データをモニタ41に表示させる。これにより、歪み成分が除去された画像をモニタ41に表示させることができる。
なお、上記レーザマーカの間隔や点数などについては、運用条件に応じて適宜変更可能である。
20 受光部
40 画像処理装置
41 モニタ
50 制御装置
100 ヘリコプター
200 船舶
30 海面用受光部
Claims (1)
- 船舶の針路前方の上空を前記針路に沿って飛行する機体に搭載され、一定の横幅を持って設定される探査領域を前記船舶の運航に応じて監視する監視装置であって、
前記探査領域の横幅以上の照射領域に対して格子状に配置されたレーザマーカを照射する送光手段と、
物体により反射された前記レーザマーカの反射光を撮像する撮像手段と、
予め平水時におけるレーザマーカの画像を基準画像として保持し、該基準画像と前記撮像手段により撮像された画像とを比較することにより、前記基準画像のレーザマーカの位置と前記撮像手段に撮像された画像のレーザマーカの位置との差分を算出し、該差分に基づいて波の状態の変化の影響による画像の歪みを補正する画像補正手段と、
前記画像補正手段により補正された画像を表示する表示手段と、を備え、
前記送光手段は、上空から海上に向けて、前記レーザマーカを照射し、
前記画像補正手段は、前記撮像手段によって撮像された画像を、前記差分に基づいて波の状態の変化の影響による画像の歪みを補正した後に、大気と海水の屈折率を用いてスネルの法則に従って補正する監視装置。
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JP5859300B2 (ja) * | 2011-12-19 | 2016-02-10 | 三菱重工業株式会社 | 制御装置及び方法並びにプログラム |
CN112130156B (zh) * | 2020-09-01 | 2023-07-07 | 河南护航实业股份有限公司 | 一种利用激光栅对升船机内船舶进行定位、测速的方法 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02231591A (ja) * | 1989-03-06 | 1990-09-13 | Hitachi Ltd | 合成開口レーダ画像の歪補正方法 |
JPH0422280A (ja) * | 1990-05-16 | 1992-01-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 画像の動き検出装置 |
JPH05232222A (ja) * | 1991-12-03 | 1993-09-07 | Nec Corp | 海難救助システム |
JPH05266161A (ja) * | 1992-03-18 | 1993-10-15 | Meidensha Corp | ベクトル型データの補正装置 |
JPH07114649A (ja) * | 1993-08-27 | 1995-05-02 | Nippon Denki Security Syst Kk | 歪んだ画像を修正するための画像処理方法及びこれを 実行するための装置 |
JPH08178594A (ja) * | 1994-08-23 | 1996-07-12 | Hughes Aircraft Co | 水中の物体の破壊 |
JPH099263A (ja) * | 1995-06-21 | 1997-01-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 動画像の動き補償予測符号化方法および符号化器 |
JP2000019248A (ja) * | 1998-07-03 | 2000-01-21 | Nec Corp | 合成開口レーダシステム及びそれに用いるプラットフォーム位置計測方法並びにその制御プログラムを記録した記録媒体 |
JP2001027671A (ja) * | 1998-04-28 | 2001-01-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 航行障害物探知装置 |
US20020126024A1 (en) * | 1999-11-30 | 2002-09-12 | Irwin Kaplan | System for and method of wide searching for targets in a marine environment |
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Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02231591A (ja) * | 1989-03-06 | 1990-09-13 | Hitachi Ltd | 合成開口レーダ画像の歪補正方法 |
JPH0422280A (ja) * | 1990-05-16 | 1992-01-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 画像の動き検出装置 |
JPH05232222A (ja) * | 1991-12-03 | 1993-09-07 | Nec Corp | 海難救助システム |
JPH05266161A (ja) * | 1992-03-18 | 1993-10-15 | Meidensha Corp | ベクトル型データの補正装置 |
JPH07114649A (ja) * | 1993-08-27 | 1995-05-02 | Nippon Denki Security Syst Kk | 歪んだ画像を修正するための画像処理方法及びこれを 実行するための装置 |
JPH08178594A (ja) * | 1994-08-23 | 1996-07-12 | Hughes Aircraft Co | 水中の物体の破壊 |
JPH099263A (ja) * | 1995-06-21 | 1997-01-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 動画像の動き補償予測符号化方法および符号化器 |
JP2001027671A (ja) * | 1998-04-28 | 2001-01-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 航行障害物探知装置 |
JP2000019248A (ja) * | 1998-07-03 | 2000-01-21 | Nec Corp | 合成開口レーダシステム及びそれに用いるプラットフォーム位置計測方法並びにその制御プログラムを記録した記録媒体 |
US20020126024A1 (en) * | 1999-11-30 | 2002-09-12 | Irwin Kaplan | System for and method of wide searching for targets in a marine environment |
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