(57)【要約】      （修正有）【課題】好適に監視を行う。【解決手段】監視システム１は、パルス状のレーザ光を照射する照射部と、レーザ光の反射光を受光して撮像する撮像部３４と、撮像部３４に取付けられて、開状態になることで撮像部３４に反射光を到達させるシャッタ部３２と、反射光を受光して、反射光の強度を時間毎に検出する強度検出部４２と、反射光の強度の検出結果に基づき、シャッタ部３２を開状態にして反射光を撮像部３４へ到達させるタイミングである、撮像タイミングを決定する制御部５６と、を有する。【選択図】図２
2020118489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス状のレーザ光を照射する照射部と、
前記レーザ光の反射光を受光して撮像する撮像部と、
前記撮像部に取付けられて、開状態になることで前記撮像部に前記反射光を到達させるシャッタ部と、
前記反射光を受光して、前記反射光の強度を時間毎に検出する強度検出部と、
前記反射光の強度の検出結果に基づき、前記シャッタ部を開状態にして前記反射光を前記撮像部へ到達させるタイミングである、撮像タイミングを決定する制御部と、
を有する、監視システム。
【請求項２】
前記制御部は、
タイミング設定モードにおいて、前記照射部に前記レーザ光を照射させ、前記レーザ光の反射光の強度の検出結果を前記強度検出部から取得して、前記撮像タイミングを決定し、
撮像モードにおいて、前記照射部に前記レーザ光を照射させ、決定した前記撮像タイミングで、前記シャッタ部を開状態にして、前記撮像部に前記反射光の像を撮像させる、請求項１に記載の監視システム。
【請求項３】
前記制御部は、前記反射光の強度が前後の時間に比べて高くなるピーク値となるタイミングに基づき、前記撮像タイミングを決定する、請求項１又は請求項２に記載の監視システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記照射部が前記レーザ光を照射してから所定時間経過後に前記ピーク値が検出されたタイミングに基づき、前記撮像タイミングを決定する、請求項３に記載の監視システム。
【請求項５】
前記撮像部と前記強度検出部とは、別の装置である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の監視システム。
【請求項６】
前記撮像部に向かう反射光の一部を前記強度検出部に導く分光部をさらに有する、請求項５に記載の監視システム。
【請求項７】
前記撮像部は、前記強度検出部として、前記反射光の像を撮像することで前記反射光の強度を検出するものであり、
前記制御部は、
前記照射部に前記レーザ光を照射させ、前記シャッタ部を所定時間毎に開状態にすることで、前記撮像部に前記所定時間毎に前記反射光の像を撮像させ、
前記撮像部が撮像した前記反射光の像のデータから、前記所定時間毎の反射光の強度を取得し、前記所定時間毎の反射光の強度に基づき、前記撮像タイミングを決定する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の監視システム。
【請求項８】
パルス状のレーザ光を照射する照射ステップと、
撮像部によって、前記レーザ光の反射光を受光して撮像する撮像ステップと、
前記反射光を受光して、前記反射光の強度を時間毎に検出する強度検出ステップと、
前記反射光の強度の検出結果に基づき、開状態になることで前記撮像部に前記反射光を到達させるシャッタ部を開状態にして前記反射光を前記撮像部へ到達させるタイミングである、撮像タイミングを決定する撮像タイミング決定ステップと、
を有する、監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視システム及び監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
港湾や船舶などには、海上などにある物体を検知する監視装置が設置される場合がある。この監視装置は、監視したい領域にレーザ光を照射して、照射したレーザ光の反射光を撮像して画像を生成することで、監視したい領域に、監視対象となる物体があるかを検知する。しかし、特に海上などでは、浮遊物など、監視対象以外の物体が多くあり、それらの物体にレーザ光が反射してしまい、監視対象以外の物体からの反射光が、撮像した画像に含まれるおそれがある。この場合、監視対象の画像を適切に生成できず、監視対象があるかを適切に検知できなくなる。
【０００３】
それに対し、シャッタにより撮像のタイミングを制御することで、監視対象以外の物体からの反射光を撮像することを抑制しつつ、監視対象からの反射光を適切に撮像するレンジゲート方式の撮像装置が用いられることがある。レンジゲート方式では、監視対象の反射光を適切に撮像するために、監視対象からの反射光が届くタイミングで撮像を行う必要がある。例えば特許文献１では、レーザ光を複数回照射して、監視対象の距離を測定する監視装置が記載されている。特許文献１によると、監視対象の距離を測定しているため、監視対象の位置に合わせた撮像タイミングにすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２４４２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、レンジゲート方式において、監視対象以外の物体からの反射光を撮像することを抑制しつつ、監視対象からの反射光を適切に撮像することによって、好適に監視を行うためには、改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、好適に監視を行う事が可能な監視システム及び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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る監視システムは、パルス状のレーザ光を照射する照射部と、前記レーザ光の反射光を受光して撮像する撮像部と、前記撮像部に取付けられて、開状態になることで前記撮像部に前記反射光を到達させるシャッタ部と、前記反射光を受光して、前記反射光の強度を時間毎に検出する強度検出部と、前記反射光の強度の検出結果に基づき、前記シャッタ部を開状態にして前記反射光を前記撮像部へ到達させるタイミングである、撮像タイミングを決定する制御部と、を有する。
【０００８】
この監視システムによると、散乱光の影響を抑えて、監視対象物からの反射光を適切に撮像することによって、好適に監視を行う事が可能となる。
【０００９】
前記制御部は、タイミング設定モードにおいて、前記照射部に前記レーザ光を照射させ、前記レーザ光の反射光の強度の検出結果を前記強度検出部から取得して、前記撮像タイミングを決定し、撮像モードにおいて、前記照射部に前記レーザ光を照射させ、決定した前記撮像タイミングで、前記シャッタ部を開状態にして、前記撮像部に前記反射光の像を撮像させることが好ましい。この監視システムによると、散乱光の影響を抑えて、監視対象物からの反射光を適切に撮像することができる。
【００１０】
前記制御部は、前記反射光の強度が前後の時間に比べて高くなるピーク値となるタイミングに基づき、前記撮像タイミングを決定することが好ましい。この監視システムによると、散乱光の影響を抑えて、監視対象物からの反射光を適切に撮像することができる。
【００１１】
前記制御部は、前記照射部が前記レーザ光を照射してから所定時間経過後に前記ピーク値が検出されたタイミングに基づき、前記撮像タイミングを決定することが好ましい。この監視システムによると、散乱光の影響を抑えて、監視対象物からの反射光を適切に撮像することができる。
【００１２】
前記撮像部と前記強度検出部とは、別の装置であることが好ましい。この監視システムは、撮像部と強度検出部とを別の装置として、監視対象物を適切に撮像することができる。
【００１３】
前記撮像部に向かう反射光の一部を前記強度検出部に導く分光部をさらに有することが好ましい。この監視システムは、装置構成を簡易にしつつ、監視対象物を適切に撮像することができる。
【００１４】
前記撮像部は、前記強度検出部として、前記反射光の像を撮像することで前記反射光の強度を検出するものであり、前記制御部は、前記照射部に前記レーザ光を照射させ、前記シャッタ部を所定時間毎に開状態にすることで、前記撮像部に前記所定時間毎に前記反射光の像を撮像させ、前記撮像部が撮像した前記反射光の像のデータから、前記所定時間毎の反射光の強度を取得し、前記所定時間毎の反射光の強度に基づき、前記撮像タイミングを決定することが好ましい。この監視システムは、装置構成を簡易にしつつ、監視対象物を適切に撮像することができる。
【００１５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る監視方法は、パルス状のレーザ光を照射する照射ステップと、撮像部によって、前記レーザ光の反射光を受光して撮像する撮像ステップと、前記反射光を受光して、前記反射光の強度を時間毎に検出する強度検出ステップと、前記反射光の強度の検出結果に基づき、開状態になることで前記撮像部に前記反射光を到達させるシャッタ部を開状態にして前記反射光を前記撮像部へ到達させるタイミングである、撮像タイミングを決定する撮像タイミング決定ステップと、を有する。この監視方法によると、散乱光の影響を抑えて、監視対象物からの反射光を適切に撮像することによって、好適に監視を行う事が可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、好適に監視を行う事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、第１実施形態に係る監視システムの模式図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る監視システムの模式的なブロック図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る制御部の模式的なブロック図である。
【図４】図４は、タイミング設定用のレーザ光のパルス幅を説明する図である。
【図５】図５は、反射光の波形の一例を示す図である。
【図６】図６は、撮像タイミングの一例を示す図である。
【図７】図７は、撮像タイミングの他の例を示す図である。
【図８】図８は、撮像タイミングの他の例を示す図である。
【図９】図９は、撮像のタイミングの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、撮像部が撮像した画像の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、第１実施形態に係る撮像の制御フローを説明するフローチャートである。
【図１２】図１２は、第２実施形態に係る監視システムの模式図である。
【図１３】図１３は、第３実施形態に係る監視システムの模式図である。
【図１４】図１４は、時間毎の反射光の強度の取得を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
【００１９】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る監視システムの模式図である。第１実施形態に係る監視システム１は、監視したい領域である監視領域に、監視対象物Ｔがいるかを監視するシステムであり、レーザーレーダーによる監視システムである。監視対象物Ｔは、例えば海上Ｏに存在する船舶などであるが、監視対象物Ｔは船舶に限られず任意である。また、図１に示すように、第１実施形態に係る監視システム１は、海上Ｏを航行する船舶Ｓに搭載されるが、監視システム１の搭載箇所は船舶Ｓに限られず任意であり、例えば港湾に設置されていてもよい。また、監視領域も、海上Ｏに限られない。
【００２０】
監視システム１は、照射装置１０と、撮像装置１２と、検出装置１４と、制御装置１６とを有する。図１では、説明の便宜上、照射装置１０と撮像装置１２と検出装置１４と制御装置１６とが、船舶Ｓ上に一列に並んで記載されているが、実際の照射装置１０と撮像装置１２と検出装置１４と制御装置１６との位置は、図１の記載に限られず任意である。
【００２１】
監視システム１は、照射装置１０から、例えば海上Ｏの監視領域にレーザ光Ｌ０を照射する。監視領域に監視対象物Ｔが存在する場合、レーザ光Ｌ０は、監視対象物Ｔに照射され、監視対象物Ｔから、反射光Ｌ１として反射される。監視システム１は、撮像装置１２でその反射光Ｌ１を受光して撮像することにより、監視対象物Ｔの画像を取得する。この画像を確認することで、監視領域に監視対象物Ｔがいることを確認することができ、監視が可能となる。しかし、監視領域には、監視対象物Ｔではない物体Ｕが存在する場合がある。物体Ｕとしては、例えば、雨や霧などの浮遊粒子が挙げられる、この場合、レーザ光Ｌ０は、物体Ｕにも照射され、物体Ｕからの反射光、ここでは散乱光Ｌ２として、撮像装置１２に入射する。撮像装置１２が入射した散乱光Ｌ２を撮像した場合、散乱光Ｌ２の像によって監視対象物Ｔの像を適切に取得することができなくなる。それに対し、監視システム１は、レンジゲート方式を用いて反射光Ｌ１の像を撮像している。すなわち、散乱光Ｌ２と反射光Ｌ１との撮像装置１２への入射タイミングが異なることを利用し、監視システム１は、反射光Ｌ１の入射タイミングで撮像できるように、撮像装置１２による撮像タイミングを調整している。監視システム１は、反射光Ｌ１の入射タイミングで適切に撮像できるように、検出装置１４により反射光Ｌ１が入射するタイミングを検出して、その検出結果に基づき、撮像するタイミングを設定する。以下、監視システム１の構成についてより詳細に説明する。なお、反射光Ｌ１も散乱光Ｌ２も、レーザ光Ｌ０の反射光であるため、反射光Ｌ１や散乱光Ｌ２を区別しない場合は、適宜、反射光Ｌ３と記載する。すなわち、反射光Ｌ３は、反射光Ｌ１や散乱光Ｌ２などを含む、レーザ光Ｌ０の反射光である。
【００２２】
図２は、第１実施形態に係る監視システムの模式的なブロック図である。照射部としての照射装置１０は、レーザ光Ｌ０を照射する装置であり、図２に示すように、レンズ２０と光源部２２とを有する。光源部２２は、パルス状のレーザ光Ｌ０を照射する光源である。光源部２２は、例えば半導体レーザである。レーザ光Ｌ０は、近赤外領域の波長帯の光であり、より具体的には８００ｎｍ以上９００ｎｍ以下の波長帯の光である。ただし、レーザ光Ｌ０の波長帯はこれに限られず任意である。光源部２２から照射されたレーザ光Ｌ０は、レンズ２０を通って、監視領域に照射される。なお、照射装置１０は、制御装置１６によって制御されて、レンズ２０の角度を調整するアクチュエータ（図示略）を有していてもよい。
【００２３】
撮像装置１２は、カメラであり、図２に示すように、レンズ３０と、シャッタ部３２と、撮像部３４とを有する。レンズ３０は、レーザ光Ｌ０の反射光である反射光Ｌ３を集光して、シャッタ部３２に導く。シャッタ部３２は、撮像部３４に取付けられた開閉可能なシャッタである。シャッタ部３２は、開状態において、レンズ３０から導かれた反射光Ｌ３を撮像部３４に到達させ、閉状態において、レンズ３０から導かれた反射光Ｌ３を遮断して、反射光Ｌ３を撮像部３４に到達させない。撮像部３４は、例えばＩＣＣＤ（Ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｄ  Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）などの撮像素子である。撮像部３４は、受光した反射光Ｌ３の像を撮像して、電気信号、すなわち画像データに変換する。
【００２４】
検出装置１４は、反射光Ｌ３を受光して反射光Ｌ３の強度を検出する。ここでの強度とは、入射光の照度、すなわち単位面積当たりの入射光束である。検出装置１４は、レンズ４０と、強度検出部４２とを有する。レンズ４０は、反射光Ｌ３を集光して、強度検出部４２に導く。強度検出部４２は、受光した反射光Ｌ３の強度を検出するセンサである。強度検出部４２は、例えばＰＩＮフォトダイオード及びＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ  Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）などのフォトダイオードであってもよいし、ＰＭＴ（Ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ  Ｔｕｂｅ）であってもよい。すなわち、強度検出部４２は、反射光Ｌ３の強度を検出可能なセンサであれば、任意のものであってよい。
【００２５】
制御装置１６は、照射装置１０、撮像装置１２、及び検出装置１４を制御する装置、ここではコンピュータである。制御装置１６は、入力部５０と、出力部５２と、記憶部５４と、制御部５６とを有している。入力部５０は、ユーザの入力を受け付ける装置であり、例えばマウス、キーボード、又はタッチパネル等である。出力部５２は、撮像装置１２が撮像した画像などを表示する装置であり、本実施形態では、ディスプレイやタッチパネルである。また、出力部５２は、撮像装置１２が撮像した画像を印刷するプリンタを備えていてもよい。記憶部５４は、制御部５６の演算内容やプログラムの情報などを記憶するメモリであり、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）などの外部記憶装置とのうち、少なくとも１つ含む。
【００２６】
図３は、第１実施形態に係る制御部の模式的なブロック図である。制御部５６は、演算装置、すなわちＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）である。図３に示すように、制御部５６は、照射制御部６０、検出結果取得部６２、撮像タイミング決定部６４、シャッタ制御部６６、画像取得部６８、及び表示制御部７０を有する。照射制御部６０、検出結果取得部６２、撮像タイミング決定部６４、シャッタ制御部６６、画像取得部６８、及び表示制御部７０は、制御部５６が記憶部５４に記憶されたソフトウェア（プログラム）を読み出すことで実現されて、後述する処理を実行する。
【００２７】
制御部５６は、タイミング設定モードにおいて、撮像タイミングを決定する。撮像タイミングとは、シャッタ部３２を開かせて反射光Ｌ３を撮像部３４へ到達させて、撮像部３４に反射光Ｌ３の像を撮像させるタイミングである。その後、制御部５６は、撮像モードにおいて、決定した撮像タイミングで、撮像装置１２に反射光Ｌ３を撮像させる。以降の制御部５６の説明では、最初に撮像タイミングモードについて説明し、その後、撮像モードについて説明する。
【００２８】
（タイミング設定モード）
図４は、タイミング設定用のレーザ光のパルス幅を説明する図である。照射制御部６０は、照射装置１０を制御して、照射装置１０にレーザ光Ｌ０を照射させる。照射制御部６０は、タイミング設定モードにおいて、照射装置１０に、タイミング設定用のレーザ光Ｌ０を照射させる。図４の波形Ａ０に示すように、照射制御部６０は、タイミング設定モードにおいて、任意の時刻ｔにおいて、照射装置１０にタイミング設定用のレーザ光Ｌ０を照射させる。照射制御部６０は、パルス幅Ｗ１のパルス状のレーザ光Ｌ０を、タイミング設定用のレーザ光Ｌ０として照射させる。すなわち、照射制御部６０は、時刻ｔから、時刻ｔよりパルス幅Ｗ１だけ後の時刻まで、タイミング設定用のレーザ光Ｌ０を照射させる。パルス幅Ｗ１は、例えば１００ｎｓ以上１０μｓ以下であるが、それに限られず任意である。照射制御部６０は、タイミング設定モードにおいて、タイミング設定用のレーザ光Ｌ０を一度だけ照射させるが、複数回照射させてもよい。
【００２９】
図５は、反射光の波形の一例を示す図である。照射装置１０から照射されたレーザ光Ｌ０は、物体Ｕや監視対象物Ｔに反射されて、反射光Ｌ３として、検出装置１４の強度検出部４２に入射する。反射光Ｌ３は、照射領域内の様々な位置にある物体から反射される反射光を含む。従って、反射光Ｌ３の時間波形、すなわち時間毎の強度の波形は、図５の波形Ａ１に示すように、時間毎に強度が異なる連続波の波形となる。図５の例では、反射光Ｌ３は、レーザ光Ｌ０が照射された時刻ｔから、時間経過に従って徐々に強度が高くなり、時刻ｔａにおいてピーク値（極大値）となり、時刻ｔａから、時間経過に従って徐々に強度が低下する。そして、反射光Ｌ３は、時刻ｔａより後の時刻ｔｂから強度が高くなり、時刻ｔｃでピーク値（極大値）となり、時刻ｔｃから時刻ｔｄまで強度が低下する。そして、時刻ｔｄから、強度低下の傾きが小さくなりつつさらに強度が低下し、時刻ｔｅで強度がゼロとなる。すなわち、図５の例では、反射光Ｌ３の強度は、時刻ｔａ及び時刻ｔｃにおいて、強度が前後の時間に比べて高くなるピーク値となる。
【００３０】
このような波形の反射光Ｌ３は、検出装置１４の強度検出部４２に入射する。強度検出部４２は、入射した反射光Ｌ３の強度を、時間毎に検出する。強度検出部４２は、所定の時間毎に反射光Ｌ３の強度を逐次検出してもよいし、反射光Ｌ３の強度を、時間的に連続して検出してもよい。
【００３１】
図３に示す検出結果取得部６２は、強度検出部４２から、強度検出部４２の検出結果、すなわち、タイミング設定用のレーザ光Ｌ０の反射光Ｌ３の、時間毎の強度の検出結果を取得する。検出結果取得部６２は、時間毎の反射光Ｌ３の強度の検出結果から、反射光Ｌ３の時間毎の波形（図５の例では波形Ａ１）を生成する。ただし、検出結果取得部６２は、時間毎の反射光Ｌ３の強度の検出結果を取得すればよく、必ずしも波形を生成しなくてよい。
【００３２】
図６は、撮像タイミングの一例を示す図である。図３に示す撮像タイミング決定部６４は、検出結果取得部６２が取得した時間毎の反射光Ｌ３の強度の検出結果に基づき、撮像タイミングと、撮像時間とを決定する。撮像タイミングとは、後述の撮像モードにおいて、シャッタ部３２を開かせて反射光Ｌ３を撮像部３４へ到達させて、撮像部３４に反射光Ｌ３の像を撮像させるタイミングである。撮像時間とは、シャッタ部３２を開かせ続けて反射光Ｌ３を撮像部３４へ到達させ続ける時間、すなわち撮像部３４に撮像させ続ける時間である。
【００３３】
図６は、撮像タイミングの一例を示す図である。撮像タイミング決定部６４は、反射光Ｌ３の波形Ａ１のうちのピークの波形に基づき、撮像タイミング及び撮像時間を決定する。図６に示すように、撮像タイミング決定部６４は、反射光Ｌ３の波形Ａ１において、時刻ｔｃのピーク値が、監視対象物Ｔからの反射光Ｌ１によるものだと判断して、時刻ｔｃに基づき、撮像タイミングと撮像時間とを決定する。図６の例では、撮像タイミング決定部６４は、波形Ｂ１に示すように、時刻ｔｃのピークの始点の時刻が時刻ｔｂであると判断して、時刻ｔｂに基づき撮像タイミングを決定する。タイミング設定用のレーザ光Ｌ０を照射した時刻ｔから、ピークの始点の時刻までの時間を、ここでは時刻ｔから時刻ｔｂまでの時間を、遅延時間Δｔ１とすると、撮像タイミング決定部６４は、レーザ光Ｌ０を照射してから遅延時間Δｔ１だけ経過したタイミングを、撮像タイミングとして決定する。また、撮像タイミング決定部６４は、時刻ｔｃのピークの終点の時刻が時刻ｔｄであると判断して、ピークの始点から終点までの時間、ここでは時刻ｔｂから時刻ｔｄまでの間の時間を、撮像時間Δｔ２として決定する。なお、撮像タイミング決定部６４は、例えば、時刻ｔｃに向かって強度が上がり始めた時刻ｔｂを、ピークの始点の時刻と判断し、時刻ｔｃから強度の下がる傾きが緩やかになり始めるタイミングである時刻ｔｄを、ピークの終点の時刻と判断する。ただし、ピークの始点の時刻と、ピークの終点の時刻との判断方法は、これに限られず任意である。例えば、時刻ｔｃに向かって強度が上がり始めた時刻ｔｂよりも、所定時間だけ早い時刻を、ピークの始点の時刻と判断してもよい。また、強度の下がる傾きが緩やかになり始める時刻ｔｄよりも、所定時間だけ遅い時刻を、ピークの終点の時刻と判断してもよい。すなわち、撮像タイミング決定部６４は、時刻ｔｃをピーク値とするピークの波形に基づき、ピークの始点の時刻と、ピークの終点の時刻とを判断すればよい。
【００３４】
また、撮像タイミング決定部６４は、時刻ｔｃより前の時刻ｔａにおけるピーク値については、監視対象物Ｔからの反射光Ｌ１によるものでなく、物体Ｕからの散乱光Ｌ２によるものと判断して、時刻ｔａに基づいては撮像タイミングを決定しない。すなわち、監視システム１の近くにある物体Ｕからの散乱光Ｌ２ほど、強度が高くなる傾向にあるため、撮像タイミング決定部６４は、時刻ｔからの経過時間が短い時間帯における強度のピークを、監視対象物Ｔからの反射光Ｌ１でなく、物体Ｕからの散乱光Ｌ２によるものと判断し、この時間帯を撮像タイミングに設定しない。言い換えれば、撮像タイミング決定部６４は、レーザ光Ｌ０を照射してから所定時間経過するまでの時間帯のピーク値は、撮像タイミング及び撮像時間を決定する対象から除外する。このように、撮像タイミング決定部６４は、レーザ光Ｌ０を照射してから所定時間経過するまでの時間帯を、撮像タイミングとしない。そして、撮像タイミング決定部６４は、レーザ光Ｌ０を照射してから所定時間経過後にピーク値が検出されたタイミング（ここでは時刻ｔｃ）に基づき、撮像タイミング及び撮像時間を決定する。また、撮像タイミング決定部６４は、例えば、時刻ｔ以降で最初に検出されたピーク（ここでは時刻ｔａのピーク）を、撮像タイミング及び撮像時間の決定対象から除外し、時刻ｔ以降で２つ目からのピーク（ここでは時刻ｔｃのピーク）に基づき、撮像タイミング及び撮像時間を決定してもよい。
【００３５】
また、散乱光Ｌ２の波形と、監視対象物Ｔからの反射光Ｌ１の波形とは、形状が異なることがある。従って、撮像タイミング決定部６４は、ピークの波形の形状及びピーク値の大きさに基づき、監視対象物Ｔからの反射光Ｌ１によるピークであるかを判断して、反射光Ｌ１によるものと判断したピークに基づき、撮像タイミング及び撮像時間を決定してもよい。例えば、撮像タイミング決定部６４は、ピークの値が所定値より高く、かつ、ピークの幅（ピークの始点から終点までの長さ）が所定値より短いピークを、監視対象物Ｔからの反射光Ｌ１によるものと判断して、そのピークに基づき、撮像タイミング及び撮像時間を決定してよい。図５の例では、撮像タイミング決定部６４は、時刻ｔｃのピーク値が所定値より高く、ピークの幅である時刻ｔｂから時刻ｔｄまでの長さが所定値より短いと判断して、時刻ｔｃのピークに基づき、上述の方法で撮像タイミング及び撮像時間を決定する。
【００３６】
図７及び図８は、撮像タイミングの他の例を示す図である。図７の反射光Ｌ３の波形Ａ２に示すようにピークが複数ある場合、撮像タイミング決定部６４は、複数のピークのそれぞれに基づき、撮像タイミング及び撮像時間を決定してもよい。すなわち、図７の波形Ａ２では、レーザ光Ｌ０を照射してから所定時間経過後の時間帯である時刻ｔｇと時刻ｔｃとに、ピークがある。この場合、撮像タイミング決定部６４は、時刻ｔｇのピークと時刻ｔｃのピークとのそれぞれを、監視対象物Ｔからの反射光Ｌ１によるものと判断して、それらのピークに基づき、撮像タイミング及び撮像時間を決定してよい。すなわち、時刻ｔから、時刻ｔｇのピークの始点である時刻ｔｆまでの間の時間を遅延時間Δｔ１ａとし、始点である時刻ｔｆから、終点である時刻ｔｈまでの時間を撮像時間Δｔ２ａとする。この場合、撮像タイミング決定部６４は、レーザ光Ｌ０を照射してから遅延時間Δｔ１ａだけ経過したタイミングを、１つ目の撮像タイミングとし、撮像時間Δｔ２ａを、１つ目の撮像時間とする。また、撮像タイミング決定部６４は、レーザ光Ｌ０を照射してから遅延時間Δｔ１だけ経過したタイミングを、２つ目の撮像タイミングとし、撮像時間Δｔ２を、２つ目の撮像時間とする。このように、反射光Ｌ３の波形においてピーク値となるタイミング（時刻）が複数ある場合には、撮像タイミング決定部６４は、ピーク値となった複数のタイミングのうちから、撮像タイミングとして設定するタイミングを選択する。あるいは、複数のタイミング全てを選択する。
【００３７】
また、撮像タイミング決定部６４は、図８に示すように、監視領域に監視対象物Ｔがいない場合の反射光Ｌ３の波形Ａ０を予め取得しておき、検出結果取得部６２が今回取得した反射光Ｌ３の波形Ａ１と比較することで、撮像タイミング及び撮像時間を決定してもよい。すなわち、監視対象物Ｔがいない場合の反射光Ｌ３の波形Ａ０は、物体Ｕの散乱光Ｌ２によるピークは存在するが、監視対象物Ｔの反射光Ｌ１によるピークは存在しない。従って、撮像タイミング決定部６４は、波形Ａ１に、波形Ａ０には存在しなかったピークが含まれるかを検出する。撮像タイミング決定部６４は、波形Ａ０には存在しなかったピークがある場合には、そのピークが、監視対象物Ｔの反射光Ｌ１によるものと判断して、そのピークに基づき、上述の方法で、撮像タイミング及び撮像時間を決定する。すなわち、図８の例では、波形Ａ０には、時刻ｔｂから時刻ｔｄまでのピークが含まれず、波形Ａ１には、時刻ｔｂから時刻ｔｄまでのピークが含まれる。従って、撮像タイミング決定部６４は、時刻ｔｂから時刻ｔｄまでのピークに基づき、撮像タイミング及び撮像時間を決定する。
【００３８】
以上のように、撮像タイミング決定部６４は、時間毎の反射光Ｌ３の強度の検出結果に基づき、さらに言えば反射光Ｌ３の時間波形のピークに基づき、撮像タイミング及び撮像時間を決定する。撮像タイミング及び撮像時間の決定により、タイミング設定モードは終了する。なお、タイミング設定モードにおいては、撮像装置１２のシャッタ部３２は閉状態になっていることが好ましく、撮像部３４が撮像していないことが好ましい。
【００３９】
（撮像モード）
次に、撮像モードについて説明する。図９は、撮像のタイミングの一例を示す図である。図３に示す照射制御部６０は、撮像モードにおいて、照射装置１０に、撮像用のレーザ光Ｌ０を照射させる。図９の波形Ｃに示すように、照射制御部６０は、撮像モードにおいて、照射装置１０に、パルス幅Ｗ２となる撮像用のパルス状のレーザ光Ｌ０を、周期Δｔ０毎に照射させる。すなわち、図９の例では、照射制御部６０は、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、・・・において、パルス幅Ｗ２のレーザ光Ｌ０を、照射させる。時刻ｔ１と時刻ｔ２との間、及び、時刻ｔ２と時刻ｔ３との間が、周期Δｔ０となる。なお、撮像用のレーザ光Ｌ０のパルス幅Ｗ２は、タイミング設定用のレーザ光Ｌ０のパルス幅Ｗ１と同じ長さであることが好ましい。すなわち、パルス幅Ｗ２は、１００ｎｓ以上１０μｓ以下であるが、それに限られず任意である。また、周期Δｔ０は、５００μｓ以上３３ｍｓ以下であるが、それに限られず任意に設定してよい。また、照射制御部６０は、タイミング設定モードにおいてタイミング設定用のレーザ光Ｌ０を照射してから、１秒以内に、撮像モードに移行して撮像用のレーザ光Ｌ０を照射することが好ましい。このように早めに撮像用のレーザ光Ｌ０を照射することで、監視対象物Ｔが移動する場合にも、高精度に監視対象物Ｔを撮像することができる。
【００４０】
照射装置１０から照射された撮像用のレーザ光Ｌ０は、物体Ｕや監視対象物Ｔに反射されて、反射光Ｌ３として、撮像装置１２のシャッタ部３２に入射する。図３に示すシャッタ制御部６６は、撮像装置１２のシャッタ部３２の開閉を制御する。すなわち、シャッタ制御部６６は、シャッタ部３２の開状態（反射光Ｌ３が撮像部３４に到達可能な状態）と、閉状態（反射光Ｌ３が撮像部３４に到達不可能な状態）とを切り替える。シャッタ制御部６６は、撮像モードにおいて、撮像タイミング決定部６４が決定した撮像タイミングで、シャッタ部３２を開状態にして、撮像部３４に反射光Ｌ３の像を撮像させる。
【００４１】
より詳しくは、図９の波形Ｂに示すように、シャッタ制御部６６は、撮像タイミングまでは、すなわち、照射装置１０が撮像用のレーザ光Ｌ０を照射した時刻から遅延時間Δｔ１だけ経過する時刻までは、シャッタ部３２を閉状態にしておく。そして、シャッタ制御部６６は、撮像タイミングにおいて、すなわち撮像用のレーザ光Ｌ０を照射した時刻から遅延時間Δｔ１だけ経過した時刻において、シャッタ部３２を開状態に切り替える。そして、シャッタ制御部６６は、撮像タイミングから撮像時間Δｔ２が経過するまで、すなわち、シャッタ部３２を開状態に切り替えた時刻から撮像時間Δｔ２だけ経過する時刻まで、シャッタ部３２を開状態に保つ。そして、シャッタ制御部６６は、撮像タイミングから撮像時間が経過したら、すなわち、シャッタ部３２を開状態に切り替えた時刻から撮像時間Δｔ２だけ経過した時刻の後に、シャッタ部３２を閉状態に切り替える。なお、照射装置１０は、周期Δｔ０毎に、撮像用のレーザ光Ｌ０を照射するため、シャッタ制御部６６は、レーザ光Ｌ０が照射される毎に、このようにシャッタ部３２の開状態と閉状態との切り替えを行う。
【００４２】
図９の例では、シャッタ制御部６６は、撮像用のレーザ光Ｌ０の照射時刻である時刻ｔ１から遅延時間Δｔ１だけ経過した時刻ｔ１ａ（１回目の撮像タイミング）に、シャッタ部３２を開状態に切り替え、時刻ｔ１ａから、撮像時間Δｔ２経過後の時刻ｔ１ｂまで、シャッタ部３２を開状態に保つ。そして、シャッタ制御部６６は、時刻ｔ１ｂに、シャッタ部３２を閉状態に切り替える。その後、シャッタ制御部６６は、撮像用のレーザ光Ｌ０の次の照射時刻である時刻ｔ２から遅延時間Δｔ１だけ経過した時刻ｔ２ａ（２回目の撮像タイミング）に、シャッタ部３２を開状態に切り替え、時刻ｔ２ａから、撮像時間Δｔ２経過後の時刻ｔ２ｂまで、シャッタ部３２を開状態に保つ。そして、シャッタ制御部６６は、時刻ｔ２ｂに、シャッタ部３２を閉状態に切り替える。その後、シャッタ制御部６６は、撮像用のレーザ光Ｌ０の次の照射時刻である時刻ｔ３から遅延時間Δｔ１だけ経過した時刻ｔ３ａ（３回目の撮像タイミング）に、シャッタ部３２を開状態に切り替え、時刻ｔ３ａから、撮像時間Δｔ２経過後の時刻ｔ３ｂまで、シャッタ部３２を開状態に保つ。そして、シャッタ制御部６６は、時刻ｔ３ｂに、シャッタ部３２を閉状態に切り替える。シャッタ制御部６６は、以降も同様に、レーザ光Ｌ０が照射される毎に、シャッタ部３２の開状態と閉状態との切り替えを行う。
【００４３】
このように、シャッタ制御部６６は、このようにして、撮像タイミングから撮像時間Δｔ２が経過するまでの間だけ、シャッタ部３２を開状態にする。シャッタ部３２が開状態になっている間は、撮像部３４に反射光Ｌ３が到達するため、撮像部３４は、シャッタ部３２が開状態となっている期間に、反射光Ｌ３の像を撮像する。一方、シャッタ部３２が閉状態となっている間は、撮像部３４に反射光Ｌ３が到達しないため、撮像部３４は、シャッタ部３２が閉状態となっている期間には、反射光Ｌ３の像を撮像しない。すなわち、撮像部３４は、シャッタ部３２が開状態となっている、撮像タイミングから撮像時間Δｔ２が経過するまでの間だけ、反射光Ｌ３の像を撮像する。
【００４４】
図１０は、撮像部が撮像した画像の一例を示す図である。図３に示す画像取得部６８は、撮像部３４が撮像した反射光Ｌ３の像のデータ、すなわち画像データを取得する。表示制御部７０は、画像取得部６８が取得した画像データを、画像として出力部５２に表示させる。ここで、撮像部３４は、撮像タイミングにおいて反射光Ｌ３の像を撮像している。撮像タイミングは、強度検出部４２が検出した反射光Ｌ３の時間毎の強度に基づき設定されており、物体Ｕからの散乱光Ｌ２の像が含まれることが抑制され、かつ、監視対象物Ｔからの反射光Ｌ１の像が適切に含まれるように設定されている。従って、撮像部３４が撮像した反射光Ｌ３の像、すなわち表示制御部７０が表示する画像Ｐは、例えば図１０に示すように、散乱光Ｌ２の像が含まれることが抑制され、監視対象物Ｔが適切に含まれたものとなる。作業者は、この画像を確認することで、監視対象物Ｔがあるかを適切に認識することができる。
【００４５】
次に、以上説明した撮像の制御フローを、フローチャートに基づき説明する。図１１は、第１実施形態に係る撮像の制御フローを説明するフローチャートである。図１１に示すように、制御部５６の照射制御部６０は、タイミング設定用のレーザ光Ｌ０を、照射装置１０に照射させる（ステップＳ１０）。タイミング設定用のレーザ光Ｌ０は、監視対象物Ｔなどに反射されて、反射光Ｌ３として、検出装置１４の強度検出部４２に入射する。強度検出部４２は、時間毎の反射光Ｌ３の強度を検出する。制御部５６の検出結果取得部６２は、強度検出部４２から、時間毎の反射光Ｌ３の強度の検出結果を取得し（ステップＳ１２）、制御部５６の撮像タイミング決定部６４は、時間毎の反射光Ｌ３の強度の検出結果に基づき、撮像タイミングを決定する（ステップＳ１４）。撮像タイミング決定部６４は、時間毎の反射光Ｌ３の強度の検出結果から、物体Ｕからの散乱光Ｌ２の像が含まれることが抑制され、かつ、監視対象物Ｔからの反射光Ｌ１の像が適切に含まれるように、撮像タイミング及び撮像時間を決定する。以上がタイミング設定モードでの制御である。
【００４６】
次に、撮像モードに移行し、制御部５６の照射制御部６０は、撮像用のレーザ光Ｌ０を、照射装置１０に照射させる（ステップＳ１６）。撮像用のレーザ光Ｌ０は、監視対象物Ｔなどに反射されて、反射光Ｌ３として、撮像装置１２のシャッタ部３２に入射する。そして、制御部５６のシャッタ制御部６６は、撮像タイミングでシャッタ部３２を開状態にして、撮像部３４に反射光Ｌ３を入射させて、撮像部３４に反射光Ｌ３の像を撮像させる（ステップＳ１８）。監視が終了しない場合（ステップＳ２０；Ｎｏ）、ステップＳ１４に戻り、周期Δｔ０が経過したら、撮像用のレーザ光Ｌ０を再度照射させ、後の制御を続ける。また、制御部５６は、ステップＳ１０に戻り、撮像タイミングを再度設定した後、撮像を行ってもよい。例えば、制御部５６は、撮像タイミングを決定してから所定時間が経過したかを判断し、所定時間が経過した場合は、ステップＳ１０に戻り、撮像タイミングを設定し直してもよい。監視を終了する場合（ステップＳ２０；Ｙｅｓ）、本制御を終了する。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態に係る監視システム１は、照射部としての照射装置１０と、撮像部３４と、シャッタ部３２と、強度検出部４２と、制御部５６とを有する。照射装置１０は、監視領域に、パルス状のレーザ光Ｌ０を照射する。撮像部３４は、レーザ光Ｌ０の反射光Ｌ３を受光して撮像する。シャッタ部３２は、撮像部３４に取付けられて、開状態になることで撮像部３４に反射光Ｌ３を到達させる。強度検出部４２は、反射光Ｌ３を受光して、反射光Ｌ３の強度を時間毎に検出する。制御部５６は、反射光Ｌ３の強度の検出結果に基づき、撮像タイミングを決定する。撮像タイミングは、シャッタ部３２を開状態にして反射光Ｌ３を撮像部３４へ到達させるタイミングである。
【００４８】
反射光Ｌ３には、監視対象物Ｔからの反射光Ｌ１だけでなく、物体Ｕからの散乱光Ｌ２も含まれる。従って、監視対象物Ｔを適切に撮像するためには、物体Ｕからの散乱光Ｌ２の受光を抑制しつつ、監視対象物Ｔからの反射光Ｌ１を適切に受光可能なタイミングを、撮像タイミングとして設定することが必要となる。それに対し、本実施形態に係る監視システム１は、反射光Ｌ３の強度を時間毎に検出し、時間毎の反射光Ｌ３の強度から、撮像タイミングを決定する。この監視システム１は、時間毎の反射光Ｌ３の強度から、監視対象物Ｔからの反射光Ｌ１を受光するタイミングを好適に検出できるため、撮像タイミングを、物体Ｕからの散乱光Ｌ２の受光を抑制しつつ、監視対象物Ｔからの反射光Ｌ１を適切に受光可能なタイミングにすることができる。従って、この監視システム１によると、物体Ｕからの散乱光Ｌ２の影響を抑えて、監視対象物Ｔからの反射光Ｌ１を適切に撮像することが可能となり、好適に監視を行う事ができる。また、撮像タイミングを決定するためのレーザ光Ｌ０の照射を、１回のみにすることも可能となるため、撮像タイミングの設定を、容易に、また、迅速に行うこともできる。また、反射光Ｌ３の強度のデータだけで撮像タイミングを決定することができるため、撮像タイミングの設定のために画像を撮像して表示する必要がなくなり、撮像タイミングの設定を容易に、また、迅速に行うことができる。
【００４９】
また、制御部５６は、タイミング設定モードにおいて、照射装置１０にタイミング設定用のレーザ光Ｌ０を照射させ、反射光Ｌ３の強度の検出結果を強度検出部４２から取得して、撮像タイミングを決定する。そして、制御部５６は、撮像モードにおいて、照射装置１０に撮像用のレーザ光Ｌ０を照射させ、決定した撮像タイミングで、シャッタ部３２を開状態にして、撮像部３４に反射光Ｌ３の像を撮像させる。この監視システム１によると、タイミング設定モードで撮像タイミングを決定して、撮像モードにおいて、その決定した撮像タイミングで撮像を行わせるため、物体Ｕからの散乱光Ｌ２の影響を抑えて、監視対象物Ｔを適切に撮像することができる。
【００５０】
また、制御部５６は、反射光Ｌ３の強度が前後の時間に比べて高くなるピーク値となるタイミングに基づき、撮像タイミングを決定する。この制御部５６は、反射光Ｌ３の強度がピーク値となるタイミングに基づき撮像タイミングを設定しているため、監視対象物Ｔからの反射光Ｌ１を受光するタイミングに合わせて、撮像タイミングを好適に設定できる。従って、この監視システム１によると、物体Ｕからの散乱光Ｌ２の影響を抑えて、監視対象物Ｔを適切に撮像することができる。
【００５１】
また、制御部５６は、照射装置１０がレーザ光Ｌ０を照射してから所定時間経過後にピーク値が検出されたタイミングに基づき、撮像タイミングを決定する。制御部５６は、散乱光Ｌ２に起因する確率が高い早期時間帯のピークを除外して、所定時間経過後のピークに基づき、撮像タイミングを決定するため、物体Ｕからの散乱光Ｌ２の影響を抑えて、監視対象物Ｔを適切に撮像することができる。
【００５２】
また、第１実施形態においては、撮像部３４（撮像装置１２）と強度検出部４２（検出装置１４）とは、別の装置である。第１実施形態に係る監視システム１は、撮像部３４と強度検出部４２とを別の装置として、監視対象物Ｔを適切に撮像することができる。
【００５３】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る監視システム１Ａは、分光部１８を有する点で、第１実施形態と異なる。第２実施形態において第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
【００５４】
図１２は、第２実施形態に係る監視システムの模式図である。図１２に示すように、第２実施形態に係る監視システム１Ａは、照射装置１０、撮像装置１２、検出装置１４、及び制御装置１６に加え、分光部１８を有する。分光部１８は、撮像装置１２に向かう反射光Ｌ３の光路上に設けられ、撮像装置１２に向かう反射光Ｌ３の一部を、検出装置１４の強度検出部４２に導く。分光部１８は、例えばビームスプリッタである。撮像部３４に向かう反射光Ｌ３は、分光部１８で、反射光Ｌ３ａと反射光Ｌ３ｂとに分光され、反射光Ｌ３ａが撮像装置１２に入射し、反射光Ｌ３ｂが、例えば分光部１８に対向して設けられるミラー１９で反射して、検出装置１４に入射する。ただし、分光部１８は、撮像装置１２に向かう反射光Ｌ３の一部を、検出装置１４の強度検出部４２に導くものであれば、ビームスプリッタに限られず、任意のものであってよい。分光部１８は、例えば、撮像装置１２に向かう反射光Ｌ３の光路の一部に設けられたミラーであってもよい。この場合、例えば、ミラーが設けられていない光路を通った反射光Ｌ３が、反射光Ｌ３ａとして撮像装置１２に入射し、ミラーで反射した反射光Ｌ３が、反射光Ｌ３ｂとして、検出装置１４に入射する。また、図１２の例では、分光部１８は、撮像装置１２の外部に設けられていたが、撮像装置１２の内部であって、レンズ３０とシャッタ部３２との間に設けられていてもよい。すなわち、撮像装置１２のレンズ３０で集光された後の反射光Ｌ３が、分光部１８によって分光されてもよい。
【００５５】
このように、第２実施形態に係る監視システム１Ａは、撮像部３４に向かう反射光Ｌ３の一部を強度検出部４２に導く分光部１８をさらに有する。監視システム１Ａは、分光部１８を有することで、反射光を強度検出部４２に導くためのレンズ（第１実施形態のレンズ４０）を不要とすることができ、装置構成を簡易にしつつ、監視対象物Ｔを適切に撮像することができる。
【００５６】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態に係る監視システム１Ｂは、検出装置１４を備えず、撮像装置１２の撮像部３４が、強度検出部４２として、反射光Ｌ３の強度を検出する。第３実施形態において第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
【００５７】
図１３は、第３実施形態に係る監視システムの模式図である。図１３に示すように、第３実施形態に係る監視システム１Ｂは、照射装置１０、撮像装置１２、及び制御装置１６を有するが、検出装置１４を有さず、撮像装置１２が、検出装置１４の機能を受け持つ。制御装置１６は、タイミング設定モードにおいて、タイミング設定用のレーザ光Ｌ０の反射光Ｌ３を、時間毎に撮像装置１２の撮像部３４に受光させて、撮像部３４に時間毎に反射光Ｌ３の像を撮像させる。そして、制御装置１６は、撮像部３４が撮像した時間毎の反射光Ｌ３の像のデータから画像を生成して、その画像から、時間毎の反射光Ｌ３の強度を取得する。制御装置１６は、この時間毎の反射光Ｌ３の強度に基づき、撮像タイミングを設定する。撮像タイミングを設定した後は、第１実施形態と同様のフローで撮像を行う。以下、第３実施形態の撮像タイミングの設定についてより具体的に説明する。
【００５８】
図１４は、時間毎の反射光の強度の取得を説明する図である。第３実施形態に係る照射制御部６０は、タイミング設定モードにおいて、第１実施形態と同様に、照射装置１０に、タイミング設定用のレーザ光Ｌ０を照射させる。すなわち、照射制御部６０は、時刻ｔにおいて、パルス幅Ｗ１のレーザ光Ｌ０を照射させる（図４を参照）。そして、シャッタ制御部６６は、シャッタ部３２を所定時間毎に開状態にすることで、撮像部３４に、所定時間ごとに、タイミング設定用のレーザ光Ｌ０の反射光Ｌ３の像を撮像させる。すなわち、図１４に示すように、シャッタ制御部６６は、時間Δｔ３の間、シャッタ部３２を開状態として撮像部３４に反射光Ｌ３を撮像させ、時間Δｔ３が経過したら、シャッタ部３２を閉状態に切り替えて、撮像部３４に反射光Ｌ３の撮像を停止させる。シャッタ制御部６６は、シャッタ部３２を、時間Δｔ４の間、閉状態に保つ。シャッタ部３２を閉状態に切り替えてから時間Δｔ４が経過したら、シャッタ部３２を開状態に切り替えて、時間Δｔ３の間、シャッタ部３２を開状態に保つ。シャッタ制御部６６は、この開閉切り替えを以降も続ける。シャッタ制御部６６による開閉切り替えを行わせる時間、すなわち撮像部３４に反射光Ｌ３の撮像を行わせる時間は、予め任意の長さに設定可能である。
【００５９】
図１４の例では、波形Ｂ３に示すように、レーザ光Ｌ０を照射した時刻ｔでシャッタ部３２を開状態として、時刻ｔから時間Δｔ３だけ経過した時刻ｔｓ１において、シャッタ部３２を閉状態に切り替える。そして、時刻ｔｓ１から時間Δｔ４だけ経過した時刻ｔｓ２において、シャッタ部３２を開状態に切り替え、時刻ｔｓ２から時間Δｔ３だけ経過した時刻ｔｓ３において、シャッタ部３２を閉状態に切り替え、時刻ｔｓ３から時間Δｔ４だけ経過した時刻ｔｓ４において、シャッタ部３２を開状態に切り替える。以降も、同様の開閉切替を行う。なお、図１４の例では、最初にシャッタ部３２を開状態にした時刻が、レーザ光Ｌ０を照射した時刻ｔであったが、時刻ｔにシャッタ部３２を開状態にすることに限られない。
【００６０】
ここで、シャッタ部３２を開状態に保つ時間Δｔ３は、タイミング設定用のレーザ光Ｌ０のパルス幅Ｗ１と同じ長さであることが好ましい。また、シャッタ部３２を閉状態にしてから次に開状態にするまでの時間Δｔ４は、パルス幅Ｗ１に対し０倍以上１倍以下であることが好ましく、出来るだけ短い方が好ましい。
【００６１】
検出結果取得部６２は、撮像部３４が撮像した反射光Ｌ３の像のデータを取得する。撮像タイミング決定部６４は、撮像部３４が撮像した反射光の像のデータから、所定時間毎の反射光Ｌ３の強度を取得し、所定時間毎の反射光Ｌ３の強度に基づき、撮像タイミングを決定する。すなわち、撮像タイミング決定部６４は、撮像部３４が撮像した画像に基づき、画像の輝度値を取得して、その輝度値を、反射光Ｌ３の強度として取得する。さらに言えば、撮像部３４が撮像した反射光Ｌ３の像のデータは、画像上の位置毎の輝度値のデータということもできるため、撮像タイミング決定部６４は、位置毎の輝度値から、画像の輝度値を算出して、画像の輝度値を、反射光Ｌ３の強度として取得してよい。撮像タイミング決定部６４は、時間毎に撮像された画像のそれぞれについて輝度値を算出して、時間毎の反射光Ｌ３の強度を取得する。
【００６２】
図１４の強度値Ｃは、撮像タイミング決定部６４が取得した、時間毎の反射光Ｌ３の強度の一例を示している。すなわち、強度値Ｃ１は、時刻ｔから時刻ｔｓ１までの間に撮像された画像から算出された、時刻ｔから時刻ｔｓ１までの間の反射光Ｌ３の強度を示している。同様に、強度値Ｃ２は、時刻ｔｓ２から時刻ｔｓ３までの間に撮像された画像から算出された、時刻ｔｓ２から時刻ｔｓ３までの間の反射光Ｌ３の強度を示している。以降も同様である。撮像タイミング決定部６４は、この強度値Ｃに基づき、反射光Ｌ３の強度の時間波形である波形Ａ３を生成して、波形Ａ３に基づき、第１実施形態と同様の方法で、撮像タイミングを設定する。すなわち、撮像タイミング決定部６４は、波形Ａ３からピークを抽出し、ピークに基づき、撮像タイミング及び撮像時間を決定する。
【００６３】
以上説明したように、第３実施形態に係る撮像部３４は、強度検出部４２として、反射光Ｌ３の像を撮像することで、反射光Ｌ３の強度を検出するものである。そして、制御部５６は、照射装置１０にタイミング設定用のレーザ光Ｌ０を照射させ、シャッタ部３２を所定時間毎に開かせることで、撮像部３４に所定時間毎に反射光Ｌ３の像を撮像させる。制御部５６は、撮像部３４が撮像した反射光Ｌ３の像のデータから、所定時間毎の反射光Ｌ３の強度を取得し、所定時間毎の反射光Ｌ３の強度に基づき、撮像タイミングを決定する。第３実施形態に係る監視システム１は、撮像部３４によって反射光Ｌ３の強度を検出させるため、検出装置１４を別途設けることが不要となり、装置構成を簡易にしつつ、監視対象物Ｔを適切に撮像することができる。
【００６４】
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００６５】
１  監視システム
１０  照射装置（照射部）
１２  撮像装置
１４  検出装置
１６  制御装置
３２  シャッタ部
３４  撮像部
４２  強度検出部
５６  制御部
６０  照射制御部
６２  検出結果取得部
６４  撮像タイミング決定部
６６  シャッタ制御部
Ｌ０  レーザ光
Ｌ１、Ｌ３  反射光
Ｌ２  散乱光
Ｔ  監視対象物
【図１】
2020118489.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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