(57)【要約】      （修正有）【課題】水中航行体に備えられた撮像システムにおいて対象物を適切に撮像する。【解決手段】撮像システム２は、水中航行体１に設けられ、水中航行体１の周囲を撮像する撮像装置２６と、水中航行体１の周囲に音波を出力し、音波の反射波を受信する距離測定装置２４と、制御装置１８と、を備える。制御装置１８は、距離測定装置２４が受信した反射波に基づき検出された撮像対象物までの距離を取得する距離取得部と、距離取得部が取得した撮像対象物までの距離に基づき、撮像装置２６による撮像条件を設定する撮像条件設定部と、撮像条件設定部が設定した撮像条件に基づき、撮像装置２６に撮像させる撮像制御部と、を有する。【選択図】図２
2020134827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中航行体に設けられる撮像システムであって、
前記水中航行体の周囲を撮像する撮像装置と、
前記水中航行体の周囲に音波を出力し、前記音波の反射波を受信する距離測定装置と、
制御装置と、を備え
前記制御装置は、
前記距離測定装置が受信した前記反射波に基づき検出された撮像対象物までの距離を取得する距離取得部と、
前記距離取得部が取得した前記撮像対象物までの距離に基づき、前記撮像装置による撮像条件を設定する撮像条件設定部と、
前記撮像条件設定部が設定した前記撮像条件に基づき、前記撮像装置に撮像させる撮像制御部と、
を有する、撮像システム。
【請求項２】
前記撮像装置は、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、を備え、
前記撮像条件設定部は、前記撮像対象物までの距離に基づき、前記撮像部が前記反射光を撮像するタイミングである撮像タイミングを設定し、
前記撮像制御部は、前記撮像タイミングに基づき、前記撮像部に前記反射光を撮像させる、請求項１に記載の撮像システム。
【請求項３】
前記撮像条件設定部は、前記撮像対象物までの距離に基づき、前記撮像装置が備えるレンズのピントを設定し、
前記撮像制御部は、前記撮像条件設定部が設定したピントで、前記撮像装置に撮像させる、請求項１又は請求項２に記載の撮像システム。
【請求項４】
前記撮像条件設定部は、前記撮像対象物までの距離に基づき、前記撮像装置が備えるレンズの画角を設定し、
前記撮像制御部は、前記撮像条件設定部が設定した画角で、前記撮像装置に撮像させる、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の撮像システム。
【請求項５】
前記撮像装置は、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、を備え、
前記撮像条件設定部は、前記撮像対象物までの距離に基づき、前記撮像部が備えるレンズの画角と、前記照射部による前記レーザ光の照射角とを設定し、
前記撮像制御部は、前記撮像条件設定部が設定した前記レーザ光の照射角で前記照射部に前記レーザ光を照射させ、前記撮像条件設定部が設定した画角で前記撮像部に撮像させる、請求項４に記載の撮像システム。
【請求項６】
前記撮像条件設定部は、前記撮像部が撮像する領域である撮像領域と、前記レーザ光が照射される領域である照射領域とが同じ面積になるように、前記画角と前記照射角とを設定する、請求項５に記載の撮像システム。
【請求項７】
前記撮像条件設定部は、前記撮像部が撮像する領域である撮像領域よりも、前記レーザ光が照射される領域である照射領域が狭くなるように、前記画角と前記照射角とを設定する、請求項５に記載の撮像システム。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の撮像システムを備える、水中航行体。
【請求項９】
水中航行体の周囲を撮像する撮像装置と、前記水中航行体の周囲に音波を出力し、前記音波の反射波を受信する距離測定装置と、を用いて、前記水中航行体の周囲を撮像する撮像方法であって、
前記距離測定装置が受信した前記反射波に基づき検出された撮像対象物までの距離を取得する距離取得ステップと、
前記距離取得ステップで取得した前記撮像対象物までの距離に基づき、前記撮像装置による撮像条件を設定する撮像条件設定ステップと、
前記撮像条件設定ステップで設定した前記撮像条件に基づき、前記撮像装置に撮像させる撮像制御ステップと、
を有する、撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像システム、水中航行体、及び撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水中を航行する水中航走体は、周囲の物体を撮像する撮像システムを備えている場合がある。例えば特許文献１には、水中カメラを用いて撮像する旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２０６０３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、水中においては、光の散乱や減衰が大きいため、撮像対象物を適切に撮像できないおそれがある。また、水中航行体は、自律航行しているため、例えば画像をユーザが確認して、撮像条件を設定することができない場合がある。従って、水中航行体に備えられた撮像システムにおいて、対象物を適切に撮像することが求められている。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、対象物を適切に撮像することができる撮像システム、水中航行体、及び撮像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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る撮像システムは、水中航行体に設けられる撮像システムであって、前記水中航行体の周囲を撮像する撮像装置と、前記水中航行体の周囲に音波を出力し、前記音波の反射波を受信する距離測定装置と、制御装置と、を備え前記制御装置は、前記距離測定装置が受信した前記反射波に基づき検出された撮像対象物までの距離を取得する距離取得部と、前記距離取得部が取得した前記撮像対象物までの距離に基づき、前記撮像装置による撮像条件を設定する撮像条件設定部と、前記撮像条件設定部が設定した前記撮像条件に基づき、前記撮像装置に撮像させる撮像制御部と、を有する。
【０００７】
この撮像システムによると、対象物からの反射光を適切に受光することが可能となり、対象物を適切に撮像することができる。
【０００８】
前記撮像装置は、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、を備え、前記撮像条件設定部は、前記撮像対象物までの距離に基づき、前記撮像部が前記反射光を撮像するタイミングである撮像タイミングを設定し、前記撮像制御部は、前記撮像タイミングに基づき、前記撮像部に前記反射光を撮像させることが好ましい。この撮像システムによると、対象物からの反射光を適切に受光できるタイミングを撮像タイミングとして設定することが可能となり、対象物を適切に撮像することができる。
【０００９】
前記撮像条件設定部は、前記撮像対象物までの距離に基づき、前記撮像装置が備えるレンズのピントを設定し、前記撮像制御部は、前記撮像条件設定部が設定したピントで、前記撮像装置に撮像させることが好ましい。この撮像システムによると、対象物Ｔに対して適切に焦点を合わせることが可能となり、対象物Ｔを適切に撮像することができる。
【００１０】
前記撮像条件設定部は、前記撮像対象物までの距離に基づき、前記撮像装置が備えるレンズの画角を設定し、前記撮像制御部は、前記撮像条件設定部が設定した画角で、前記撮像装置に撮像させることが好ましい。この撮像システムによると、対象物を適切に撮像することができる。
【００１１】
前記撮像装置は、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、を備え、前記撮像条件設定部は、前記撮像対象物までの距離に基づき、前記撮像部が備えるレンズの画角と、前記照射部による前記レーザ光の照射角とを設定し、前記撮像制御部は、前記撮像条件設定部が設定した前記レーザ光の照射角で前記照射部に前記レーザ光を照射させ、前記撮像条件設定部が設定した画角で前記撮像部に撮像させることが好ましい。この撮像システムによると、対象物を適切に撮像することができる。
【００１２】
前記撮像条件設定部は、前記撮像部が撮像する領域である撮像領域と、前記レーザ光が照射される領域である照射領域とが同じ面積になるように、前記画角と前記照射角とを設定することが好ましい。この撮像システムによると、撮像領域と照射領域とを対応付けて、対象物を適切に撮像することができる。
【００１３】
前記撮像条件設定部は、前記撮像部が撮像する領域である撮像領域よりも、前記レーザ光が照射される領域である照射領域が狭くなるように、前記画角と前記照射角とを設定することが好ましい。この撮像システムによると、画像を明るくして画質を向上させることができる。
【００１４】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る水中航行体は、前記撮像システムを備える。この水中航行体によると、対象物からの反射光を適切に受光することが可能となり、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、本開示に係る撮像方法は、前記水中航行体の周囲を撮像する撮像装置と、前記水中航行体の周囲に音波を出力し、前記音波の反射波を受信する距離測定装置と、を用いて、前記水中航行体の周囲を撮像する撮像方法であって、前記距離測定装置が受信した前記反射波に基づき検出された撮像対象物までの距離を取得する距離取得ステップと、前記距離取得ステップで取得した前記撮像対象物までの距離に基づき、前記撮像装置による撮像条件を設定する撮像条件設定ステップと、前記撮像条件設定ステップで設定した前記撮像条件に基づき、前記撮像装置に撮像させる撮像制御ステップと、を有する。この撮像方法によると、対象物からの反射光を適切に受光することが可能となり、対象物を適切に撮像することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、対象物を適切に撮像することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、第１実施形態に係る水中航行体の構成の模式図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る水中航行体の構成の模式図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る距離測定装置と撮像装置との模式的なブロック図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る制御装置の模式的なブロック図である。
【図５】図５は、撮像タイミングを説明するためのグラフである。
【図６】図６は、画像取得部が生成した画像の例を示す図である。
【図７】図７は、第１実施形態に係る対象物の撮像フローを説明するフローチャートである。
【図８】図８は、撮像条件を再設定する場合のフローを説明するフローチャートである。
【図９】図９は、レーザ光の照射領域の他の例を説明する図である。
【図１０】図１０は、第２実施形態に係る撮像装置の模式的なブロック図である。
【図１１】図１１は、第２実施形態に係る対象物の撮像フローを説明するフローチャートである。
【図１２】図１２は、第３実施形態に係る対象物の撮像フローを説明するフローチャートである。
【図１３】図１３は、画角と照射角とを説明する模式図である。
【図１４】図１４は、撮像領域と照射領域とを説明する模式図である。
【図１５】図１５は、画角と照射角との他の例を説明する模式図である。
【図１６】図１６は、撮像領域と照射領域との他の例を説明する模式図である。
【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実施形態に係る水中航行体の構成の模式図である。図１に示すように、第１実施形態に係る水中航行体１は、水中Ｏを航行する装置である。水中航行体１は、水中Ｏを自力で航行する装置であり、例えばＵＵＶ（Ｕｎｍａｎｎｄ  Ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）などである。すなわち、水中航行体１は、運転者に運転されることなく、水中Ｏを自律航行可能な装置である。水中航行体１は、距離測定装置２４Ａ、２４Ｂと撮像装置２６Ａ、２６Ｂとを備え、距離測定装置２４Ａ、２４Ｂと撮像装置２６Ａ、２６Ｂとにより、水中航行体１の周囲を撮像する。
【００２０】
図２は、第１実施形態に係る水中航行体の構成の模式図である。図２に示すように、水中航行体１は、筐体１０と、尾翼１２と、推進部１４と、通信機器１６と、制御装置１８と、電源２０と、推進装置２２と、距離測定装置２４Ａ、２４Ｂと、撮像装置２６Ａ、２６Ｂとを備える。本実施形態に係る撮像システム２は、制御装置１８と、距離測定装置２４Ａ、２４Ｂと、撮像装置２６Ａ、２６Ｂとを含む。
【００２１】
筐体１０は、先端部１０Ａから末尾部１０Ｂまでの軸方向が長く形成される中空のハウジングである。尾翼１２は、筐体１０の末尾部１０Ｂの外周面に設けられる翼部である。推進部１４は、筐体１０の末尾部１０Ｂに設けられ、推進装置２２に駆動されることで、水中航行体１を推進させる機構である。推進部１４は、例えばプロペラなどである。通信機器１６は、筐体１０の外周に設けられ、例えば水上において外部機器と通信を行うための通信機器（例えばアンテナ）である。なお、通信機器１６は、水中航行体１に設けられていなくてもよい。
【００２２】
制御装置１８は、筐体１０の内部に設けられ、水中航行体１を制御するコンピュータである。電源２０は、筐体１０の内部に設けられ、水中航行体１を動作させるための電源、すなわちバッテリである。推進装置２２は、筐体１０の内部に設けられ、制御装置１８の制御により推進部１４を駆動する装置である。推進装置２２は、例えばモータなどである。
【００２３】
距離測定装置２４Ａは、筐体１０の先端部１０Ａに設けられる装置である。距離測定装置２４Ａは、図１に示すように、音波（音波ビーム）Ｓ１を出力して、音波Ｓ１の反射波Ｓ２を受信することで、水中Ｏに存在する対象物Ｔまでの距離を測定可能な装置である。本実施形態では、距離測定装置２４Ａは、水中航行体１の進行方向に向けて音波Ｓ１を出力して、その反射波Ｓ２を受信することで、水中航行体１の進行方向にある対象物Ｔまでの距離を測定可能な音響前方ソーナである。なお、対象物Ｔは、図１の例では、水中Ｏや水底Ｇに存在する構造物としているが、対象物Ｔは、水中Ｏや水底Ｇに存在する任意の物体であってよく、例えば、水底Ｇそのものであってもよい。
【００２４】
距離測定装置２４Ｂは、筐体１０の外周面の水底Ｇ側の箇所に設けられる装置である。距離測定装置２４Ｂは、図１に示すように、音波Ｓ１を出力して、音波Ｓ１の反射波Ｓ２を受信することで、水中Ｏに存在する対象物Ｔまでの距離を測定可能な装置である。距離測定装置２４Ｂは、水底Ｇ側に向けて音波Ｓ１を出力して、その反射波Ｓ２を受信することで、水底Ｇ側にある対象物Ｔまでの距離や、水中航行体１の水底Ｇからの高さを測定可能な、音響測位型高度計である。
【００２５】
このように、本実施形態においては、水中航行体１は、水中航行体１の進行方向側に音波Ｓ１を出力する距離測定装置２４Ａと、水中航行体１の水底Ｇ側に音波Ｓ１を出力する距離測定装置２４Ｂとを有する。ただし、水中航行体１は、水中航行体１の周囲に向けて音波Ｓ１を出力し、その反射波Ｓ２を受信する距離測定装置を有していればよく、例えば距離測定装置を１つ有してもよく、３つ以上有してもよい。また、距離測定装置が設けられる位置も任意である。以下、距離測定装置２４Ａ、２４Ｂを区別しない場合、距離測定装置２４と記載する。
【００２６】
撮像装置２６Ａは、筐体１０の先端部１０Ａに設けられる撮像装置である。撮像装置２６Ａは、距離測定装置２４Ａに対応して設けられており、水中航行体１の進行方向側を撮像する。撮像装置２６Ｂは、筐体１０の外周面の水底Ｇ側の箇所に設けられる撮像装置である。撮像装置２６Ｂは、距離測定装置２４Ｂに対応して設けられており、水中航行体１の水底Ｇ側を撮像する。このように、本実施形態においては、水中航行体１は、水中航行体１の進行方向側を撮像する撮像装置２６Ａと、水中航行体１の水底Ｇ側を撮像する撮像装置２６Ｂとを有する。ただし、水中航行体１は、水中航行体１の周囲を撮像する撮像装置を有していればよく、例えば撮像装置が１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。また、撮像装置が設けられる位置も任意である。以下、撮像装置２６Ａ、２６Ｂを区別しない場合、撮像装置２６と記載する。
【００２７】
なお、距離測定装置２４と撮像装置２６とは、水中航行体１において、互いにほぼ同じ位置に設けられているが、違う位置に設けられていてもよい。例えば、距離測定装置２４は、撮像装置２６よりも、音波Ｓ１や後述のレーザ光Ｌ１の進行方向側に設けられていてもよい。例えば、距離測定装置２４Ａは、撮像装置２６Ａよりも、水中航行体１の進行方向側に設けられていてもよい。距離測定装置２４が撮像装置２６よりも音波Ｓ１やレーザ光Ｌ１の進行方向側に設けられることで、音波Ｓ１とレーザ光Ｌ１との出力タイミングのずれを小さくして、撮像を好適に行うことができる。
【００２８】
水中航行体１は、以上のような構成になっているが、構成は以上の説明に限られない。水中航行体１は、少なくとも、撮像システム２、すなわち制御装置１８、距離測定装置２４、及び撮像装置２６を有していればよい。以下、距離測定装置２４、撮像装置２６、及び制御装置１８をより詳細に説明する。
【００２９】
図３は、第１実施形態に係る距離測定装置と撮像装置との模式的なブロック図である。図３に示すように、距離測定装置２４は、音波出力部３０と音波受信部３２とを有する。音波出力部３０は、制御装置１８の制御により、水中Ｏを航行する水中航行体１の周囲に向けて、音波Ｓ１を出力する。例えば、距離測定装置２４Ａの音波出力部３０は、水中航行体１の進行方向に音波Ｓ１を出力し、距離測定装置２４Ｂの音波出力部３０は、水中航行体１の水底Ｇ側に音波Ｓ１を出力する。音波受信部３２は、音波Ｓ１の反射波である反射波Ｓ２を受信する。すなわち、図１に示すように、音波Ｓ１は、水中Ｏに存在する対象物Ｔに照射される。対象物Ｔに照射された音波Ｓ１は、対象物Ｔに反射され、反射波Ｓ２として、距離測定装置２４に戻ってくる。音波受信部３２は、距離測定装置２４に戻ってきた反射波Ｓ２を受信する。従って、距離測定装置２４によると、水中航行体１から対象物Ｔまでの距離を測定できる。なお、本実施形態では、後述するように、制御装置１８が、音波受信部３２が受信した反射波Ｓ２の情報に基づき、水中航行体１から対象物Ｔまでの距離を算出するが、距離測定装置２４が、音波受信部３２が受信した反射波Ｓ２の情報に基づき、水中航行体１から対象物Ｔまでの距離を算出してもよい。
【００３０】
第１実施形態に係る撮像装置２６は、レンジゲート方式を用いた撮像装置である。図３に示すように、撮像装置２６は、照射部４０と撮像部５０とを有する。照射部４０は、レーザ光Ｌ１を照射する装置であり、図３に示すように、レンズ４２と光源部４４とを有する。光源部４４は、パルス状のレーザ光Ｌ１を照射する光源である。光源部４４は、例えば半導体レーザである。レーザ光Ｌ１は、任意の波長帯の光であってよいが、水中Ｏでの減衰が少ない４３０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の波長帯の光であることが好ましい。光源部４４は、制御装置１８の制御によりレーザ光Ｌ１を照射する。光源部４４から照射されたレーザ光Ｌ１は、レンズ４２を通って、対象物Ｔに照射される。撮像装置２６は、距離測定装置２４が音波Ｓ１を出力した場所と同じ場所に、レーザ光Ｌ１を照射する。例えば、図１に示すように、撮像装置２６Ａの照射部４０は、水中航行体１の進行方向にレーザ光Ｌ１を出力し、撮像装置２６Ｂの照射部４０は、水中航行体１の水底Ｇ側にレーザ光Ｌ１を出力する。なお、照射部４０は、制御装置１８によって制御されて、レンズ４２の位置を調整するアクチュエータ（図示略）を有していてもよい。
【００３１】
図１に示すように、撮像装置２６（照射部４０）から照射されたレーザ光Ｌ１は、対象物Ｔに照射される。対象物Ｔに照射されたレーザ光Ｌ１は、対象物Ｔに反射され、反射光Ｌ２として、撮像装置２６に戻ってくる。
【００３２】
撮像部５０は、カメラであり、図３に示すように、レンズ５２と、シャッタ部５４と、撮像素子５６とを有する。レンズ５２は、レーザ光Ｌ１の反射光Ｌ２を集光して、シャッタ部５４に導く。シャッタ部５４は、撮像素子５６に取付けられた開閉可能なシャッタである。シャッタ部５４は、開状態において、レンズ５２から導かれた反射光Ｌ２を撮像素子５６に到達させ、閉状態において、レンズ５２から導かれた反射光Ｌ２を遮断して、反射光Ｌ２を撮像素子５６に到達させない。
【００３３】
図４は、第１実施形態に係る制御装置の模式的なブロック図である。制御装置１８は、距離測定装置２４と撮像装置２６とを制御する装置、ここではコンピュータである。制御装置１８は、さらに、通信機器１６や推進装置２２などを制御してもよい。図４に示すように、制御装置１８は、制御部６０と記憶部６２とを有する。制御部６０は、演算装置、すなわちＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）である。記憶部６２は、制御部６０の演算内容やプログラムの情報や生成した画像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）やＳＤカードなどのフラッシュメディアなどの外部記憶装置とのうち、少なくとも１つ含む。
【００３４】
制御部６０は、音波制御部７０と、距離取得部７２と、撮像条件設定部７４と、撮像制御部７６と、画像取得部７８とを有する。音波制御部７０と、距離取得部７２と、撮像条件設定部７４と、撮像制御部７６と、画像取得部７８とは、制御部６０が記憶部６２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。
【００３５】
音波制御部７０は、距離測定装置２４に音波Ｓ１を出力させる。距離測定装置２４は、音波制御部７０の制御により音波Ｓ１を出力して、音波Ｓ１の反射波Ｓ２を受信する。距離取得部７２は、距離測定装置２４から、反射波Ｓ２の情報を取得して、反射波Ｓ２の情報に基づき、水中航行体１から対象物Ｔまでの距離を算出する。以下、水中航行体１から対象物Ｔまでの距離を、対象距離と記載する。本実施形態では、距離取得部７２は、距離測定装置２４から、音波Ｓ１を照射したタイミングと反射波Ｓ２を受信したタイミングとを取得し、音波Ｓ１を照射したタイミングと反射波Ｓ２を受信したタイミングとに基づき、対象距離を算出する。すなわち、音波Ｓ１を照射したタイミングと反射波Ｓ２を受信したタイミングとの差分は、音波Ｓ１が対象物Ｔまで進行して距離取得部７２に戻ってくるまでの時間となる。距離取得部７２は、音波Ｓ１が対象物Ｔまで進行して距離取得部７２に戻ってくるまでの時間と、水中Ｏにおける音波Ｓ１の速度に基づき、対象距離を算出する。
【００３６】
このように、距離取得部７２は、音波Ｓ１を照射したタイミングと反射波Ｓ２を受信したタイミングとに基づき、水中航行体１から対象物Ｔまでの対象距離を算出する。ただし、対象距離は、距離測定装置２４によって算出されてもよい。この場合、距離取得部７２は、距離測定装置２４が算出した対象距離を取得する。すなわち、距離取得部７２は、距離測定装置２４が受信した反射波Ｓ２に基づき検出された対象物Ｔまでの対象距離を取得する、ということができる。
【００３７】
撮像条件設定部７４は、距離取得部７２が取得した対象距離に基づき、撮像部５０の撮像条件を設定する。撮像条件とは、撮像を行うために撮像部５０に対して設定される条件であり、本実施形態では、撮像タイミングである。撮像タイミングとは、撮像部５０が、反射光Ｌ２を受光して、受光した反射光Ｌ２の像を撮像するタイミングを指す。さらに言えば、撮像タイミングは、シャッタ部５４を開状態にして反射光Ｌ２を撮像素子５６へ到達させるタイミングを指す。
【００３８】
撮像タイミングについて具体的に説明する。図５は、撮像タイミングを説明するためのグラフである。図５に示す照射タイミングは、照射部４０がレーザ光Ｌ１を照射するタイミングである。図５は、照射タイミングである時刻ｔ１において照射部４０がレーザ光Ｌ１を照射する例を示している。照射部４０は、パルス状のレーザ光Ｌ１を照射するものであり、図５におけるレーザ光Ｌ１のパルス幅を、パルス幅Ｗ１とする。この場合、照射部４０は、時刻ｔ１から、時刻ｔ１よりパルス幅Ｗ１だけ後の時刻まで、レーザ光Ｌ１を照射する。一方、撮像条件設定部７４は、照射部４０がレーザ光Ｌ１を照射する照射タイミングより所定時間遅れた時刻を、撮像タイミングとして設定する。すなわち、図５の例では、時刻ｔ１より時間Δｔだけ遅れた時刻ｔ２を、撮像タイミングとして設定する。撮像部５０は、撮像タイミングである時刻ｔ２においてシャッタ部５４を開状態に切り替え、撮像時間である時間Ｗ２の間、開状態を続け、時刻ｔ１から時間Ｗ２が経過したら、シャッタ部５４を閉状態に切り替える。すなわち、撮像タイミングである時刻ｔ１から、時間Ｗ２が経過するまでの間が、撮像部５０が撮像を行う時間（撮像素子５６が反射光Ｌ２を受光する時間）である。
【００３９】
撮像条件設定部７４は、この撮像タイミングを、距離取得部７２が取得した対象物Ｔまでの対象距離に基づき設定する。照射部４０から照射されるレーザ光Ｌ１は、対象物Ｔで反射されて反射光Ｌ２として撮像部５０に戻って来る。撮像条件設定部７４は、対象距離と、レーザ光Ｌ１の水中Ｏでの速度とに基づき、レーザ光Ｌ１が照射部４０から照射される時刻（照射タイミング）から反射光Ｌ２が撮像部５０に戻って来る時刻までの時間を、算出する。レーザ光Ｌ１が照射部４０から照射される時刻から反射光Ｌ２が撮像部５０に戻って来る時刻までの時間を、以下、遅れ時間と記載する。撮像条件設定部７４は、この遅れ時間に基づき、撮像タイミングを設定する。すなわち、図５の例では、遅れ時間が時間Δｔとなり、撮像条件設定部７４は、照射タイミングである時刻ｔ１から、遅れ時間である時間Δｔだけ経過した時刻ｔ２を、撮像タイミングとして設定する。
【００４０】
図４に戻り、撮像制御部７６は、照射部４０を制御して、照射タイミングで、照射部４０にレーザ光Ｌ１を照射させる。照射タイミングは、任意に設定してよい。また、撮像制御部７６は、撮像部５０を制御して、撮像条件設定部７４が設定した撮像条件に基づき、撮像部５０に撮像させる。本実施形態では、撮像制御部７６は、撮像条件設定部７４が設定した撮像タイミングに基づき、撮像部５０に反射光Ｌ２の像を撮像させる。さらに言えば、撮像制御部７６は、照射タイミングから遅れ時間経過した撮像タイミングで、シャッタ部５４を開状態に切り替えて、撮像素子５６に反射光Ｌ２を受光させる。そして、撮像制御部７６は、撮像時間（図５の例では時間Ｗ２）の間、開状態を続け、撮像タイミングから撮像時間が経過したら、シャッタ部５４を閉状態に切り替える。シャッタ部５４が開状態になっている間は、撮像素子５６に反射光Ｌ２が到達するため、撮像素子５６は、シャッタ部５４が開状態となっている期間に、反射光Ｌ２の像を撮像する。一方、シャッタ部５４が閉状態となっている間は、撮像素子５６に反射光Ｌ２が到達しないため、撮像素子５６は、シャッタ部５４が閉状態となっている期間には、反射光Ｌ２の像を撮像しない。すなわち、撮像素子５６は、シャッタ部５４が開状態となっている、撮像タイミングから撮像時間が経過するまでの間だけ、反射光Ｌ２の像を撮像する。
【００４１】
図６は、画像取得部が生成した画像の例を示す図である。画像取得部７８は、撮像部５０が撮像した反射光Ｌ２の像のデータ、すなわち画像データを取得する。画像取得部７８は、取得した画像データに基づき、反射光Ｌ２の画像Ｐ（例えば図６に示すように対象物Ｔが写った画像Ｐ）を、生成する。なお、画像取得部７８は、画像Ｐを作成しなくてもよく、撮像部５０から画像データを取得すればよい。
【００４２】
ここで、水中Ｏにおいては、レーザ光Ｌ１などの光の散乱や減衰が大きくなり、撮像したい対象物Ｔを適切に撮像するのが困難となる場合がある。それに対し、本実施形態においては、レンジゲート方式を用いて撮像タイミングを制御することで、対象物Ｔに反射された反射光を適切に撮像することで、対象物Ｔを撮像する。ただし、水中Ｏにおいては、レーザ光Ｌ１などの光の散乱や減衰が大きくなるため、撮像部５０の視認距離が短くなる。言い換えれば、撮像部５０は、対象物Ｔを視認可能な程度に撮像できる距離（深度）、すなわち被写体深度が、短くなる。従って、特に水中Ｏにおいては、撮像タイミングを適切に調整しないと、対象物Ｔからの反射光を受光できず、対象物を適切に撮像することができなくなる。さらに、水中航行体１は、自律航行しているため、例えばユーザが撮像タイミングの設定を行うことができず、適切な撮像タイミングの設定が困難となる。それに対し、本実施形態においては、対象物Ｔまでの対象距離を測定しその測定結果を用いて撮像タイミングを設定している。従って、本実施形態によると、対象物Ｔからの反射光Ｌ２を適切に受光できるタイミングを撮像タイミングとして設定することが可能となり、対象物Ｔを適切に撮像することができる。
【００４３】
制御装置１８は、以上のような構成となっている。次に、対象物Ｔの撮像フローについて説明する。図７は、第１実施形態に係る対象物の撮像フローを説明するフローチャートである。図７に示すように、制御装置１８は、音波制御部７０により、距離測定装置２４に音波Ｓ１を出力させる（ステップＳ１０）。距離測定装置２４は、音波Ｓ１の反射波Ｓ２を受信する。そして、制御装置１８は、距離取得部７２により、距離測定装置２４から、音波Ｓ１と反射波Ｓ２との情報を取得して、音波Ｓ１と反射波Ｓ２との情報に基づき、水中航行体１から対象物Ｔまでの対象距離を算出する（ステップＳ１２）。そして、制御装置１８は、撮像条件設定部７４により、対象距離に基づき、撮像条件、ここでは撮像タイミングを設定する（ステップＳ１４）。撮像タイミングを設定したら、制御装置１８は、撮像制御部７６により、照射部４０に、照射タイミングでレーザ光Ｌ１を照射させる（ステップＳ１６）。そして、撮像制御部７６は、照射タイミングより遅れ時間だけ経過した撮像タイミングにおいて、撮像部５０に反射光Ｌ２の像を撮像させる（ステップＳ１８）。制御装置１８は、画像取得部７８により、撮像部５０が撮像した反射光Ｌ２の像の画像データを取得して、撮像部５０が撮像した画像Ｐを生成する（ステップＳ２０）。これにより、対象物Ｔの撮像フローは終了する。
【００４４】
なお、制御装置１８は、撮像部５０が撮像した画像Ｐの画質を解析し、解析結果に基づき、撮像条件（ここでは撮像タイミング）を再度設定して、撮像をやり直してもよい。図８は、撮像条件を再設定する場合のフローを説明するフローチャートである。制御装置１８は、撮像部５０が撮像した画像Ｐ、すなわち撮像部５０が撮像した画像データを解析して、画質が所定条件を満たすかを判断する（ステップＳ２２）。制御装置１８は、撮像部５０が撮像した画像データに基づき、画像Ｐの画質が所定条件を満たすかを判断する。例えば、画像データは、画像Ｐの画素毎の輝度の情報を有している。従って、例えば制御装置１８は、画像データから、画像Ｐの画素毎の輝度を取得し、輝度の分布又は輝度値が所定条件を満たさない場合に、画像Ｐの画質が所定条件を満たさないと判断し、輝度の分布又は輝度値が所定条件を満たす場合は、画像Ｐの画質が所定条件を満たすと判断する。本実施形態では、例えば、画像Ｐの全画素の輝度の平均値が所定値以下であったり、輝度が最も高い画素の輝度値が所定値以下であったりする場合に、画像Ｐの画質が所定条件を満たさないと判断する。すなわち、制御装置１８は、画像Ｐが所定の明るさよりも暗い場合に、反射光Ｌ２を適切に受光できておらず撮像タイミングがずれているとして、画像Ｐの画質が所定条件を満たさないと判断する。
【００４５】
画質が所定条件を満たす場合（ステップＳ２２；Ｎｏ）、撮像条件を再設定せず、本処理を終了する。一方、画質が所定条件を満たさない場合（ステップＳ２２；Ｙｅｓ）、制御装置１８は、撮像条件設定部７４により、撮像条件（本実施形態では撮像タイミング）を再設定して、再設定した撮像条件で、撮像を行う（ステップＳ２４）。すなわち、制御装置１８は、再設定した撮像条件、ここでは再設定した撮像タイミングを用いて、図７のステップＳ１６、Ｓ１８を実行して、再度撮像を行う。なお、撮像条件設定部７４は、画像Ｐの画質に基づき、再設定する撮像条件の内容を設定してよいし、元の撮像条件から所定値だけ変化させた撮像条件（例えば元の撮像タイミングから所定時間だけ異なる時刻）を、再設定する撮像条件としてもよい。
【００４６】
なお、ステップＳ２４で再設定した撮像条件で撮像した場合、画像Ｐの画質が所定条件を満たすかを再度確認してよい。画質が所定条件を満たす場合、その再設定した撮像条件で撮像した画像Ｐを、適切な画像とする。一方、画質が所定条件を満たさない場合は、さらに撮像条件を設定し直して、所定条件を満たすまで、撮像条件の設定と撮像とを続けてもよい。また、撮像条件の再設定を所定回数繰り返しても、画質が所定条件を満たさない場合は、これまでの撮像条件のうちで最も画質が良くなる撮像条件の画像Ｐを、適切な画像としてよい。また、ステップＳ２４においては、画質が最もよくなる撮像条件を探して、画質が最もよくなる撮像条件で撮像した画像Ｐを、適切な画像としてよい。
【００４７】
図９は、レーザ光の照射領域の他の例を説明する図である。本実施形態においては、撮像装置２６は、距離測定装置２４が音波Ｓ１を出力した場所と同じ場所に、レーザ光Ｌ１を出力している。さらに言えば、撮像装置２６は、図１に示すように、レーザ光Ｌ１が照射される領域である照射領域ＲＬが、音波Ｓ１が照射される領域ＲＳに重畳するように、レーザ光Ｌ１を出力している。撮像装置２６は、図９に示すように、照射領域ＲＬが、距離測定装置２４により音波Ｓ１が照射される領域ＲＳより狭くなるように、レーザ光Ｌ１を出力してもよい。この場合においても、照射領域ＲＬは、音波Ｓ１が照射される領域ＲＳに重畳することが好ましい。図９に示すように照射する場合、例えば、制御装置１８は、音波Ｓ１の反射波Ｓ２の情報に基づき、音波Ｓ１が照射された領域ＲＳから、対象物Ｔが存在している領域を検出する。制御装置１８は、例えば、広範囲の領域ＲＳに出力された音波Ｓ１において、反射波Ｓ２として戻って来る時間が早い領域を、対象物Ｔが存在する領域であると判断する。そして、制御装置１８は、音波Ｓ１が照射された領域ＲＳのうち、対象物Ｔが存在する領域と判断した領域を、レーザ光Ｌ１を照射する照射領域ＲＬとして設定する。そして、制御装置１８は、レーザ光Ｌ１を照射する照射領域ＲＬとして設定した領域、すなわち対象物Ｔが存在する領域と判断した領域に、レーザ光Ｌ１を照射させる。このようにレーザ光Ｌ１の照射領域ＲＬを設定することで、対象物Ｔがいる領域にレーザ光Ｌ１を照射させて、対象物Ｔを適切に撮像することができる。
【００４８】
以上説明したように、第１実施形態に係る撮像システム２は、水中航行体１に設けられ、撮像装置２６と、距離測定装置２４と、制御装置１８とを備える。撮像装置２６は、水中航行体１の周囲を撮像する。距離測定装置２４は、水中航行体１の周囲に音波Ｓ１を出力し、音波Ｓ１の反射波Ｓ２を受信する。制御装置１８は、距離取得部７２と、撮像条件設定部７４と、撮像制御部７６とを有する。距離取得部７２は、距離測定装置２４が受信した反射波Ｓ２に基づき検出された対象物Ｔまでの対象距離を取得する。撮像条件設定部７４は、距離取得部７２が取得した対象物Ｔまでの対象距離に基づき、撮像装置２６による撮像条件を設定する。撮像制御部７６は、撮像条件設定部７４が設定した撮像条件に基づき、撮像装置２６に撮像させる。
【００４９】
水中Ｏにおいては、光の散乱や減衰が大きくなるため、対象物Ｔを視認可能な程度に撮像できる被写体深度が、短くなる。従って、特に水中Ｏにおいては、対象物Ｔから反射光を受光できず、対象物を適切に撮像することができなくなる。さらに、水中航行体１は、自律航行しているため、例えばユーザが撮像条件の設定を行うことができず、適切な撮像条件の設定が困難となる場合がある。それに対し、本実施形態に係る撮像システム２は、対象物Ｔまでの対象距離を測定し、その測定結果を用いて撮像条件を設定している。従って、本実施形態によると、対象物Ｔからの反射光を適切に受光することが可能となり、対象物Ｔを適切に撮像することができる。また、本実施形態においては、対象物Ｔとの距離を測定するために、音波Ｓ１を用いている。音波Ｓ１を用いることで、水中Ｏにおいても反射波Ｓ２を適切に受信することが可能となり、距離測定を正確に行うことができる。
【００５０】
また、撮像装置２６は、レーザ光Ｌ１を照射する照射部４０と、レーザ光Ｌ１の反射光Ｌ２を受光して撮像する撮像部５０と、を備える。撮像条件設定部７４は、対象物Ｔまでの対象距離に基づき、撮像部５０が反射光Ｌ２を撮像する撮像タイミングを設定する。撮像制御部７６は、撮像タイミングに基づき、撮像部５０に反射光Ｌ２を撮像させる。この撮像システム２は、対象物Ｔまでの距離の測定結果を用いて撮像タイミングを設定している。従って、本実施形態によると、対象物Ｔからの反射光Ｌ２を適切に受光できるタイミングを撮像タイミングとして設定することが可能となり、対象物Ｔを適切に撮像することができる。
【００５１】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る撮像システム２は、撮像条件として撮像部５０ａのピントを設定する点で、第１実施形態とは異なる。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。
【００５２】
図１０は、第２実施形態に係る撮像装置の模式的なブロック図である。図１０に示すように、第２実施形態に係る撮像装置２６ａは、照射部４０ａと撮像部５０ａとを有する。第２実施形態に係る撮像装置２６ａは、レンジゲート方式の撮像装置ではなく、言い換えれば、撮像タイミングを調整して、パルス状のレーザ光の反射光を受光するタイミングを調整するものではない。照射部４０ａは、対象物Ｔに向けてレーザ光Ｌ１を照射するが、このレーザ光Ｌ１はパルス状のレーザ光でなくてもよい。また、照射部４０ａは、レーザ光以外の光を照射するものであってもよい。撮像部５０ａは、照射部４０ａから照射されたレーザ光Ｌ１の対象物Ｔによる反射光Ｌ２の像を撮像するが、撮像タイミングが対象距離によって設定されるものではない。なお、第２実施形態における照射部４０ａは、水中Ｏにおいて光量を大きくするために設けられるが、自然光で撮像が可能であれば、照射部４０ａを設けなくてもよい。
【００５３】
図１１は、第２実施形態に係る対象物の撮像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、制御装置１８は、音波制御部７０により、距離測定装置２４に音波Ｓ１を出力させ（ステップＳ３０）、距離取得部７２により、距離測定装置２４から、音波Ｓ１と反射波Ｓ２との情報を取得して、音波Ｓ１と反射波Ｓ２との情報に基づき、水中航行体１から対象物Ｔまでの対象距離を算出する（ステップＳ３２）。このステップＳ３０、Ｓ３２は、第１実施形態のステップＳ１０、Ｓ１２と同様である。
【００５４】
制御装置１８は、撮像条件設定部７４により、対象距離に基づき、撮像条件、ここでは撮像部５０ａのピントを設定する（ステップＳ３４）。ピントとは、焦点距離、すなわち撮像部５０ａの焦点が合う距離を指す。従って、撮像条件設定部７４は、対象距離に基づき、撮像部５０ａの焦点距離を設定するということができる。例えば、撮像条件設定部７４は、焦点位置が対象物Ｔの位置となるように、ピントを設定してよい。言い換えれば、撮像条件設定部７４は、撮像部５０ａの焦点距離が対象距離と一致するように、ピントを設定してよい。ただし、撮像部５０ａの焦点距離が対象距離と一致するようにピント設定することに限られない。例えば、撮像条件設定部７４は、対象距離と設定するピントとの関係、すなわち対象距離と設定する焦点距離との関係を、予め定めておき、その関係に基づき、ピントを設定してもよい。この場合、例えば、撮像条件設定部７４は、対象距離の長さとピントとの関係をテーブルとして記憶部６２に記憶させておき、記憶部６２からこのテーブルを読み出す。撮像条件設定部７４は、距離取得部７２が算出した対象距離に対応付けられたピントを、テーブルから抽出し、抽出したピントを、撮像部５０ａのピントとして設定する。
【００５５】
ピントを設定したら、制御装置１８は、撮像制御部７６により、照射部４０にレーザ光Ｌ１を照射させ、撮像部５０ａに設定したピントで反射光Ｌ２の像を撮像させる（ステップＳ３６）。撮像制御部７６は、撮像部５０ａに設けられたアクチュエータによりレンズ５２の位置を調整することで、ピントを設定する。制御装置１８は、画像取得部７８により、撮像部５０が撮像した反射光Ｌ２の像の画像データを取得して、撮像部５０が撮像した画像Ｐを生成する（ステップＳ２０）。これにより、対象物Ｔの撮像フローは終了する。
【００５６】
このように、第２実施形態において、撮像条件設定部７４は、対象物Ｔまでの対象距離に基づき、撮像装置２６ａが備えるレンズ５２のピントを設定する。そして、撮像制御部７６は、撮像条件設定部７４が設定したピントで、撮像装置２６ａに撮像させる。水中Ｏにおいては、光の散乱や減衰が大きくなるため、対象物を適切に撮像することができないおそれがある。それに対し、本実施形態に係る撮像システム２は、対象物Ｔまでの対象距離を測定し、その測定結果を用いてピントを設定している。従って、本実施形態によると、対象物Ｔに対して適切に焦点を合わせることが可能となり、対象物Ｔを適切に撮像することができる。
【００５７】
なお、第２実施形態においても、第１実施形態の図８で示した処理を実行してもよい。この場合、例えば、制御装置１８は、画像Ｐの画素毎の輝度比、すなわち輝度が高い画素と低い画素との輝度の差分が、所定値より低い場合に、画像Ｐの画質が所定条件を満たさないと判断する。すなわち、制御装置１８は、画素毎の輝度比が低く、画像Ｐのシャープさが不足している場合に、ピントが合っていないとして、画像Ｐの画質が所定条件を満たさないと判断する。
【００５８】
また、第２実施形態の撮像装置２６ａは、レンジゲート方式ではないが、第１実施形態と同様に、レンジゲート方式を用いてもよい。第２実施形態においてレンジゲート方式を用いる場合、制御装置１８は、予め設定したタイミングを撮像タイミングとしてよい。また、制御装置１８は、第１実施形態のように対象距離に基づき撮像タイミングを設定してもよい。この場合、制御装置１８は、対象距離に基づき、撮像タイミングとピントとの両方を調整するといえる。
【００５９】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態に係る撮像システム２は、撮像条件として撮像部５０ａの画角を設定する点で、第２実施形態とは異なる。第３実施形態において第２実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
【００６０】
第３実施形態に係る撮像システム２は、第２実施形態と同様に、レンジゲート方式を用いないが、後述するように、レンジゲート方式を用いてもよい。図１２は、第３実施形態に係る対象物の撮像フローを説明するフローチャートである。図１２に示すように、制御装置１８は、音波制御部７０により、距離測定装置２４に音波Ｓ１を出力させ（ステップＳ４０）、距離取得部７２により、距離測定装置２４から、音波Ｓ１と反射波Ｓ２との情報を取得して、音波Ｓ１と反射波Ｓ２との情報に基づき、水中航行体１から対象物Ｔまでの対象距離を算出する（ステップＳ４２）。このステップＳ４０、Ｓ４２は、第１実施形態のステップＳ１０、Ｓ１２や第２実施形態のステップＳ３０、Ｓ３２と同様である。
【００６１】
制御装置１８は、撮像条件設定部７４により、対象距離に基づき、撮像条件、ここでは撮像部５０ａの画角θＣと照射部４０ａの照射角θＬとを設定する（ステップＳ４４）。図１３は、画角と照射角とを説明する模式図であり、図１４は、撮像領域と照射領域とを説明する模式図である。画角θＣとは、図１３に示すように、撮像領域ＲＣを角度で示したパラメータである。撮像領域ＲＣとは、撮像部５０ａが撮像する範囲を示す領域であり、撮像部５０ａは、撮像領域ＲＣ内にある物体を撮像する。図１４が、図１３のＤ−Ｄ断面から見た場合の撮像領域ＲＣを示している。また、照射角θＬは、図１３に示すように、照射領域ＲＬを角度で示したパラメータである。言い換えれば、照射角θＬとは、レーザ光Ｌ１の広がり角度である。照射領域ＲＬとは、レーザ光Ｌ１が照射される範囲を示す領域である。図１４が、図１３のＤ−Ｄ断面から見た場合の照射領域ＲＬを示している。図１３及び図１４に示すように、ここでは、撮像領域ＲＣと照射領域ＲＬとが同じ面積となるように、画角θＣと照射角θＬとが設定されている。
【００６２】
撮像条件設定部７４は、対象距離が長いほど画角θＣが小さくなり、対象距離が短いほど画角θＣが大きくなるように、画角θＣを設定する。また、撮像条件設定部７４は、対象距離が長いほど照射角θＬが小さくなり、対象距離が短いほど照射角θＬが大きくなるように、照射角θＬを設定する。これにより、遠くの対象物Ｔに対しては狭い領域でレーザ光Ｌ１を照射することができ、画像Ｐが暗くなることを抑制できる。また、近くの対象物Ｔに対しては、広範囲を撮像できる。なお、撮像条件設定部７４は、対象距離と設定する画角θＣ及び照射角θＬとの関係を、予め定めておき、その関係に基づき、画角θＣと照射角θＬとを設定してもよい。例えば、撮像条件設定部７４は、対象距離の長さと画角θＣと照射角θＬとの関係をテーブルとして記憶部６２に記憶させておき、記憶部６２からこのテーブルを読み出す。撮像条件設定部７４は、距離取得部７２が算出した対象距離に対応付けられた画角θＣと照射角θＬを、テーブルから抽出し、抽出した画角θＣと照射角θＬを、撮像部５０ａの画角θＣ及び照射部４０ａの照射角θＬとして設定する。
【００６３】
画角θＣと照射角θＬとを設定したら、制御装置１８は、撮像制御部７６により、設定した照射角θＬで照射部４０にレーザ光Ｌ１を照射させ、設定した画角θＣで撮像部５０ａに反射光Ｌ２の像を撮像させる（ステップＳ４６）。撮像制御部７６は、撮像部５０ａに設けられたアクチュエータによりレンズ５２の位置を調整することで、画角θＣを設定し、照射部４０ａに設けられたアクチュエータによりレンズ４２の位置を調整することで、照射角θＬを設定する。制御装置１８は、画像取得部７８により、撮像部５０が撮像した反射光Ｌ２の像の画像データを取得して、撮像部５０が撮像した画像Ｐを生成する（ステップＳ２０）。これにより、対象物Ｔの撮像フローは終了する。
【００６４】
なお、制御装置１８は、図１３及び図１４に示すように、照射領域ＲＬと撮像領域ＲＣとが重畳し、かつ、照射領域ＲＬと撮像領域ＲＣと同じ面積となるように、画角θＣと照射角θＬとを調整している。ただし、制御装置１８は、照射領域ＲＬと撮像領域ＲＣとが異なる面積となるように、画角θＣと照射角θＬとを調整してもよい。図１５は、画角と照射角との他の例を説明する模式図であり、図１６は、撮像領域と照射領域との他の例を説明する模式図である。図１５及び図１６に示すように、制御装置１８は、撮像領域ＲＣよりも照射領域ＲＬが狭くなるように、画角θＣと照射角θＬとを設定してもよい。ここでは、制御装置１８は、照射角θＬを一定として画角θＣを大きくすることで、撮像領域ＲＣよりも照射領域ＲＬが狭くする。このように画角θＣを大きくすることで、反射光Ｌ２の像の光パワー密度を上昇させることが可能となり、画像Ｐを明るくして画質を向上させることができる。なお、制御装置１８は、画角θＣを一定として照射角θＬを小さくしてもよい。この場合でも、反射光Ｌ２の像の光パワー密度を上昇させることが可能となり、画像Ｐを明るくして画質を向上させることができる。
【００６５】
また、第３実施形態においても、第１実施形態の図８で示した処理を実行してもよい。この場合、例えば、制御装置１８は、画像Ｐの全画素の輝度の平均値が所定値以下であったり、輝度が最も高い画素の輝度値が所定値以下であったりする場合に、画像Ｐの画質が所定条件を満たさないと判断する。すなわち、制御装置１８は、画像Ｐが所定の明るさよりも暗い場合に、明るさが不足しているとして、画像Ｐの画質が所定条件を満たさないと判断する。この場合、制御装置１８は、新たな撮像条件として、撮像領域ＲＣよりも照射領域ＲＬが狭くなるように、画角θＣと照射角θＬとを再設定してよい。
【００６６】
また、第３実施形態の撮像装置２６ａは、レンジゲート方式ではないが、第１実施形態と同様に、レンジゲート方式を用いてもよい。第３実施形態においてレンジゲート方式を用いる場合、制御装置１８は、予め設定したタイミングを撮像タイミングとしてよい。また、第３実施形態においてレンジゲート方式を用いる場合、制御装置１８は、第１実施形態のように対象距離に基づき撮像タイミングを設定してもよい。この場合、制御装置１８は、対象距離の基づき、撮像タイミングと画角θＣと照射角θＬとを設定するといえる。また、第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせ、ピントと画角θＣと照射角θＬとを設定してもよい。また、第１実施形態から第３実施形態を組み合わせ、撮像タイミングとピントと画角θＣと照射角θＬとを設定してもよい。
【００６７】
また、第３実施形態においては、画角θＣと照射角θＬとを設定したが、画角θＣのみを設定してよい。この場合、例えば、照射角θＬを一定値としておき、対象距離に基づき画角θＣを設定する。また、照射部４０ａを備えず自然光で撮像する場合も、照射角θＬを設定せず画角θＣを設定する。
【００６８】
以上説明したように、第３実施形態において、撮像条件設定部７４は、対象物Ｔまでの対象距離に基づき、撮像装置２６ａが備えるレンズ５２の画角θＣを設定する。そして、撮像制御部７６は、撮像条件設定部７４が設定した画角θＣで、撮像装置２６ａに撮像させる。水中Ｏにおいては、光の散乱や減衰が大きくなるため、対象物を適切に撮像することができないおそれがある。それに対し、本実施形態に係る撮像システム２は、対象物Ｔまでの対象距離を測定し、その測定結果を用いて画角θＣを設定している。従って、本実施形態によると、対象物Ｔの距離に応じて撮像領域ＲＣを設定したり、対象物Ｔの距離に応じて光量を設定したりすることが可能となり、対象物Ｔを適切に撮像することができる。
【００６９】
また、撮像条件設定部７４は、対象物Ｔまでの対象距離に基づき、撮像部５０ａが備えるレンズ５２の画角θＣと、照射部４０ａによるレーザ光Ｌ１の照射角θＬとを設定する。そして、撮像制御部７６は、撮像条件設定部７４が設定したレーザ光Ｌ１の照射角θＬで照射部４０ａにレーザ光Ｌ１を照射させ、撮像条件設定部７４が設定した画角θＣで撮像部５０ａに撮像させる。従って、本実施形態によると、対象物Ｔの距離に応じて光量を設定することが可能となり、対象物Ｔを適切に撮像することができる。
【００７０】
また、撮像条件設定部７４は、撮像部５０ａが撮像する領域である撮像領域ＲＣと、レーザ光Ｌ１が照射される領域である照射領域ＲＬとが同じ面積になるように、画角θＣと照射角θＬとを設定する。本実施形態によると、撮像領域ＲＣと照射領域ＲＬとを同じ面積とすることで、撮像領域ＲＣと照射領域ＲＬとを対応付けて、対象物Ｔを適切に撮像することができる。
【００７１】
また、撮像条件設定部７４は、撮像領域ＲＣよりも照射領域ＲＬが狭くなるように、に画角θＣと照射角θＬとを設定してもよい。照射領域ＲＬを狭くすることで、像の光パワー密度を上昇させることが可能となり、画像Ｐを明るくして画質を向上させることができる。
【００７２】
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】
【００７３】
１  水中航行体
１８  制御装置
２４  距離測定装置
２６  撮像装置
４０  照射部
５０  撮像部
７０  音波制御部
７２  距離取得部
７４  撮像条件設定部
７６  撮像制御部
７８  画像取得部
Ｌ１  レーザ光
Ｌ２  反射光
Ｓ１  音波
Ｓ２  反射波
【図１】
2020134827.tif 000003
【図２】
2020134827.tif 000004
【図３】
2020134827.tif 000005
【図４】
2020134827.tif 000006
【図５】
2020134827.tif 000007
【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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【図１５】
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【図１６】
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