(57)【要約】  移動する対象に対して的確に光を照射し続けるために、監視領域を撮像する少なくとも一つの撮像手段と、監視領域に信号光を照射する少なくとも一つの投射手段と、撮像手段に監視領域を撮像させる制御をするとともに、投射手段に信号光を照射させる制御をする制御手段と、自装置を空中で移動させるための少なくとも一つのプロペラと、プロペラを制御することによって自装置の飛行を制御する飛行制御手段とを備え、制御手段は、撮像手段によって撮像された画像データ上で信号光を照射すべき光照射対象を認識した場合、光照射対象に向かって信号光を照射するように投射手段を制御する光照射装置とする。
2016170766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視領域を撮像する少なくとも一つの撮像手段と、
前記監視領域に信号光を照射する少なくとも一つの投射手段と、
前記撮像手段に前記監視領域を撮像させる制御をするとともに、前記投射手段に前記信号光を照射させる制御をする制御手段と、
自装置を空中で移動させるための少なくとも一つのプロペラと、
前記プロペラを制御することによって自装置の飛行を制御する飛行制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記撮像手段によって撮像された画像データ上で信号光を照射すべき光照射対象を認識した場合、前記光照射対象に向かって信号光を照射するように前記投射手段を制御する光照射装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記画像データ上で前記光照射対象を認識した場合、前記光照射対象に向かって自装置を飛行させる飛行指示を前記飛行制御手段に出力し、
前記飛行制御手段は、
前記飛行指示に応じて、前記光照射対象に向かって自装置を飛行させる制御を行う請求項１に記載の光照射装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記撮像手段を制御する撮像制御部と、
前記投射手段を制御する投射制御部と、
前記監視領域を撮像した前記画像データを解析する処理部とを有し、
前記処理部は、
前記画像データを前記撮像手段から取得する画像取得部と、
前記画像取得部によって取得された前記画像データを解析し、前記画像データ上で光照射候補を検出し、検出した前記光照射候補に関する情報を出力する画像解析部と、
前記光照射対象に関する情報を記憶する対象記憶部と、
前記画像解析部によって出力された前記光照射候補に関する情報を取得した際に、前記対象記憶部に記憶された前記光照射対象に関する情報を参照して前記光照射候補が前記光照射対象であるか否かを検証し、前記光照射対象が認識された場合、前記光照射候補に関する情報を出力する対象認識部と、
前記光照射対象に照射する信号光の照射パターンを記憶する照射パターン記憶部と、
前記対象認識部から出力された前記光照射候補に関する情報に基づいて、前記照射パターン記憶部を参照して前記照射パターンを決定する照射条件決定部とを有する請求項２に記載の光照射装置。
【請求項４】
前記飛行制御手段は、
自装置が飛行している位置を特定する飛行位置特定部と、
自装置の飛行条件を記憶する飛行条件記憶部と、
前記監視領域および前記光照射対象に関する情報を入力する情報入力部と、
前記情報入力部に入力された情報に基づいて、自装置の飛行条件を設定する情報処理部と、
前記飛行条件記憶部に記憶された飛行条件を参照して前記プロペラの駆動条件を設定する駆動条件設定部とを有する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光照射装置。
【請求項５】
前記情報処理部は、
上位システムから飛行条件を取得した場合、前記上位システムから取得した飛行条件に基づいて自装置の飛行条件を設定する請求項４に記載の光照射装置。
【請求項６】
前記光照射対象に向けて指向性のある音波を出力する音波出力手段を有する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光照射装置。
【請求項７】
前記監視領域の監視時に音波を取得する音波入力手段を備え、
前記制御手段は、
前記光照射対象から発せられる音波の特徴データを記憶する波形記憶部と、
前記音波入力手段によって取得された音波の波形と、前記波形記憶部に記憶された音波の特徴データとを比較し、前記監視領域の監視時に取得された音波の波形に前記光照射対象から発せられた特徴データの有無を判定する音波判定部とを有する請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光照射装置。
【請求項８】
切り離し可能な少なくとも一つの小機を搭載し、
前記子機は、
特定の対象物を誘導する誘導光を発生させる発光部を有する請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光照射装置。
【請求項９】
前記制御手段は、
前記画像データから前記光照射対象の位置を推定する対象位置推定部を有する請求項３に記載の光照射装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、
前記対象位置推定部によって推定された前記光照射対象の位置を基に、信号光を照射する照射位置を最適化する照射位置最適化部を備える請求項９に記載の光照射装置。
【請求項１１】
前記対象記憶部は、
前記光照射対象に関する情報として鳥を認識するための情報を記憶し、
前記対象認識部は、
前記画像解析部によって出力された前記光照射候補に関する情報を取得した際に、前記対象記憶部に記憶された鳥を認識するための情報を参照して前記光照射候補が鳥であるか否かを検証し、鳥が認識された場合、前記光照射対象が鳥であるという情報を出力し、
前記照射条件決定部は、
前記対象認識部から出力された前記光照射対象が鳥であるという情報に基づいて、前記照射パターン記憶部を参照して前記照射パターンを決定し、
前記投射制御部は、
前記光照射対象である鳥に向けて信号光を照射する制御を行う請求項３に記載の光照射装置。
【請求項１２】
前記投射手段は、
特定波長の光を出射する光源と、
前記制御手段の制御に応じて、前記光源を駆動させる光源駆動部と、
前記光源から出射された光が入射する表示面を有し、前記光照射対象に照射する画像の位相分布を前記表示面に表示する位相変調素子と、
前記位相変調素子の表示面に前記位相分布を表示させる位相変調素子制御部と、
前記位相変調素子の表示面から出射された信号光を前記光照射対象に投射する投射部とを有する請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の光照射装置。
【請求項１３】
前記投射手段は、
前記監視領域の複数の前記光照射対象に対して同時に信号光を照射する請求項１２に記載の光照射装置。
【請求項１４】
前記光源は、
赤外領域の波長のレーザ光を出射し、
前記位相変調素子制御部は、
暗号化された画像の位相分布を前記位相変調素子の表示面に表示させる制御をする請求項１２または１３に記載の光照射装置。
【請求項１５】
監視領域を撮像する撮像手段と、前記監視領域に信号光を照射する投射手段と、前記撮像手段に前記監視領域を撮像させる制御をするとともに、前記投射手段に前記信号光を照射させる制御をする制御手段と、自装置を空中で移動させるための少なくとも一つのプロペラと、前記プロペラを制御することによって自装置の飛行を制御するとともに、自装置に搭載された蓄電池の充電状態を監視する飛行制御手段とを備える少なくとも一つの光照射装置と、
前記撮像手段と、前記投射手段と、前記制御手段とを備える少なくとも一つの据置型のカメラステーションとを備え、
前記制御手段は、
前記撮像手段によって撮像された画像データ上で信号光を照射すべき光照射対象を認識した場合、前記光照射対象に向かって信号光を照射するように前記投射手段を制御する光照射システム。
【請求項１６】
前記光照射装置および前記カメラステーションは、
他の前記光照射装置および前記カメラステーションと無線通信して連携し合い、前記光照射対象を所望の方向に誘導する信号光を前記光照射対象に対して協調的に照射する請求項１５に記載の光照射システム。
【請求項１７】
前記光照射装置に給電する給電ステーションを備え、
前記飛行制御手段は、
自装置の前記蓄電池の充電状態に応じて前記給電ステーションに向かう制御をする請求項１５または１６に記載の光照射システム。
【請求項１８】
特定波長のマイクロ波を発生させるマイクロ波発生部と、
前記マイクロ波発生部によって発生されたマイクロ波を出射するマイクロ波照射部と、
前記マイクロ波出射部によって出射されたマイクロ波の反射波を受信するアンテナを含む反射波受信部と、
前記反射波受信部によって受信された反射波から前記光照射対象の位置および方向を計測する計測部とを有する光照射対象検出装置を備える請求項１５乃至１７のいずれか一項に記載の光照射システム。
【請求項１９】
前記カメラステーションおよび前記光照射装置と無線通信して前記監視領域の画像データを取得し、取得した前記画像データ上で前記光照射対象を認識した場合、前記光照射対象に向かって信号光を照射するように前記カメラステーションおよび前記光照射装置のいずれか制御する請求項１５乃至１８のいずれか一項に記載の光照射システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光照射装置および光照射システムに関する。特に、移動する対象に対して光を照射する光照射装置および光照射システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、バードストライクが問題になっている。空港では、滑走路に離着陸する航空機のジェットエンジンの空気吸入口に鳥が吸い込まれると、大事故に発展するおそれがある。また、風力発電所では、風力発電装置のブレードに鳥が衝突すると、ブレードが破損したり、発電装置が誤動作したりするおそれがある。【０００３】
特許文献１には、空港や空港周辺を撮像した画像から鳥候補画像を抽出し、抽出された鳥候補画像の大きさと、その鳥候補画像の移動時間とによって鳥を検出する鳥検知システムについて開示されている。特許文献１の手法によれば、空港や風力発電所などの施設やその周辺に飛来した鳥を検出することができる。【０００４】
特許文献２には、風力発電装置に接近する鳥類を検出し、検出された鳥の退避を促す鳥類退避装置について開示されている。特許文献２の装置では、所定の空間領域を継続的に撮影することによって鳥類を検出し、検出された鳥類が飛翔する空間に向けて略平行光を照射することによって、鳥類の退避を促す。【０００５】
特許文献３には、威嚇音によって鳥獣類を威嚇排除する鳥獣類防除システムについて開示されている。【０００６】
また、鳥などの鳥獣に限らず、自動車などの移動体の動きをとらえ続け、その移動体に対して光を照射する用途がある。【０００７】
特許文献４には、監視空間に進入した物体を飛行ロボットに撮影させる撮影システムが開示されている。特許文献４の飛行ロボットは、監視空間に物体が進入したことを検出すると、検出した物体を追跡し、所定の高度から撮影する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２０１４／１５７０５８号
【特許文献２】特開２０１１−２２９４５３号公報
【特許文献３】特開２０００−２１７４９８号公報
【特許文献４】特開２０１４−１１９８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１〜３の手法によれば、鳥を検知するのに加えて、鳥の退避を促すことができる。しかし、特許文献２の手法では、鳥が飛翔している空間に向けて光を照射することはできるが、鳥自体に光を命中させることができるとは限らないという問題点がある。また、特許文献３のように威嚇音で鳥の退避を促す場合、現実的には、鳥が検出された地点に人が直接出向き、検出された鳥に対して的確に威嚇音が届くようにする必要がある。【００１０】
特許文献４の手法によれば、監視空間に進入した自動車などの移動体を飛行ロボットによって検出し、検出した移動体を撮影することはできる。しかし、飛行ロボットを移動体に追従させて飛行させながら、その移動体に対して光を照射し続ける方法については開示されていない。【００１１】
本発明の目的は、上述した課題を解決し、移動する対象に対して的確に光を照射し続ける光照射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の光照射装置は、監視領域を撮像する少なくとも一つの撮像手段と、監視領域に信号光を照射する少なくとも一つの投射手段と、撮像手段に監視領域を撮像させる制御をするとともに、投射手段に信号光を照射させる制御をする制御手段と、自装置を空中で移動させるための少なくとも一つのプロペラと、プロペラを制御することによって自装置の飛行を制御する飛行制御手段とを備え、制御手段は、撮像手段によって撮像された画像データ上で信号光を照射すべき光照射対象を認識した場合、光照射対象に向かって信号光を照射するように投射手段を制御する。【００１３】
本発明の光照射システムは、監視領域を撮像する撮像手段と、監視領域に信号光を照射する投射手段と、撮像手段に監視領域を撮像させる制御をするとともに、投射手段に信号光を照射させる制御をする制御手段と、自装置を空中で移動させるための少なくとも一つのプロペラと、プロペラを制御することによって自装置の飛行を制御するとともに、自装置に搭載された蓄電池の充電状態を監視する飛行制御手段とを備える少なくとも一つの光照射装置と、撮像手段と、投射手段と、制御手段とを備える少なくとも一つの据置型のカメラステーションとを備え、制御手段は、撮像手段によって撮像された画像データ上で信号光を照射すべき光照射対象を認識した場合、光照射対象に向かって信号光を照射するように投射手段を制御する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、移動する対象に対して的確に光を照射し続ける光照射装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の一例の下面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の一例の側面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の別の一例の側面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の飛行制御手段の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の情報入出力機能の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の撮像手段の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の制御手段の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の制御手段に含まれる処理部の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の投射手段の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の投射手段の構成例を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の投射手段の構成例における光学系の一例を示す概念図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の利用シーンの一例を示す概念図である。
【図１４】本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の利用シーンの一例を示す概念図である。
【図１５】本発明の第１の実施形態に係る光照射システムの利用シーンの一例を示す概念図である。
【図１６】本発明の第１の実施形態に係る光照射システムの利用シーンの一例を示す概念図である。
【図１７】本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の変形例の下面図である。
【図１８】本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の変形例の断面図である。
【図１９】本発明の第２の実施形態に係る光照射装置の一例の正面図である。
【図２０】本発明の第２の実施形態に係る光照射装置の構成を示すブロック図である。
【図２１】本発明の第２の実施形態に係る光照射装置の制御手段の構成を示すブロック図である。
【図２２】本発明の第３の実施形態に係る光照射装置の一例の正面図である。
【図２３】本発明の第３の実施形態に係る光照射装置の構成を示すブロック図である。
【図２４】本発明の第３の実施形態に係る光照射装置の制御手段の構成を示すブロック図である。
【図２５】本発明の第４の実施形態に係る光照射システムの一例を示す概念図である。
【図２６】本発明の第４の実施形態に係る光照射装置の飛行制御手段の構成を示すブロック図である。
【図２７】本発明の第４の実施形態に係る光照射システムのカメラステーションの構成を示すブロック図である。
【図２８】本発明の第４の実施形態に係る光照射システムによって光照射対象を追い払う一例を示す概念図である。
【図２９】本発明の第４の実施形態に係る光照射システムによって光照射対象を追い払う別の一例を示す概念図である。
【図３０】本発明の第４の実施形態に係る光照射システムに搭載する光照射対象検出装置の一例の構成を示すブロック図である。
【図３１】本発明の第４の実施形態に係る光照射システムの給電ステーションの構成を示すブロック図である。
【図３２】本発明の第４の実施形態に係る光照射システムの変形例を示す概念図である。
【図３３】本発明の第５の実施形態に係る光照射装置の一例の側面図である。
【図３４】本発明の第５の実施形態に係る光照射装置の構成を示すブロック図である。
【図３５】本発明の第５の実施形態に係る光照射装置の子機脱着手段の構成を示すブロック図である。
【図３６】本発明の第５の実施形態に係る光照射装置の子機の構成を示すブロック図である。
【図３７】本発明の第５の実施形態に係る光照射装置の利用シーンの一例を示す概念図である。
【図３８】本発明の第６の実施形態に係る光照射装置の制御手段に含まれる処理部の構成を示すブロック図である。
【図３９】本発明の第６の実施形態に係る光照射装置が対象とする利用シーンの一例を示す概念図である。
【図４０】本発明の第６の実施形態に係る光照射装置が対象とする利用シーンの一例を示す概念図である。
【図４１】本発明の第６の実施形態に係る光照射装置の利用シーンの一例を示す概念図である。
【図４２】本発明の第６の実施形態に係る光照射装置の利用シーンの一例を示す概念図である。
【図４３】本発明の第６の実施形態に係る光照射装置の利用シーンの一例を示す概念図である。
【図４４】本発明の各実施形態に係る光照射装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお、以下の実施形態の説明に用いる全図においては、特に理由が無い限り、同様箇所には同一符号を付す。また、以下の実施形態において、同様の構成・動作に関しては繰り返しの説明を省略する場合がある。
【００１７】
（第１の実施形態）
〔構成〕
まず、本発明の第１の実施形態に係る光照射装置１について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態に係る光照射装置１の下面図である。図２は、本実施形態に係る光照射装置１の側面図である。なお、光照射装置１の上面図、背面図および斜面図等は省略する。
【００１９】
本実施形態に係る光照射装置１は、監視領域を撮像するカメラ機能と、監視領域を移動する対象（以下、光照射対象と呼ぶ）に光を照射するプロジェクタ機能とを搭載する本体１０を備える。図１および図２のように、カメラ３０１およびプロジェクタ３０２が光照射装置１の本体１０から外部に露出している。なお、図１および図２中には、カメラ３０１およびプロジェクタ３０２の先端部のみを図示しており、それらの大部分の機能は本体１０の中に搭載されている。また、カメラ３０１の機能は後述する撮像手段によって得られ、プロジェクタ３０２の機能は後述する投射手段によって得られる。
【００２０】
カメラ３０１は、光照射装置１が３６０度の視野をもつように設置されればよく、その数に限定はない。例えば、一つのカメラ３０１を介して３６０度の視野を得られれば、カメラ３０１を一つとしてもよい。カメラ３０１の視野は、静止状態で３６０度の視野が得られなくても、空中姿勢を変えることによって３６０度の視野を得られればよい。また、複数のカメラ３０１が互いの視野の一部を補い合うように設置してもよい。
【００２１】
プロジェクタ３０２は、前方を監視する場合は光照射装置１の正面に、下方を監視する場合は光照射装置１の下面に、上方を監視する場合は光照射装置１の上面に設置することが好ましい。なお、カメラ３０１とプロジェクタ３０２とを異なる面に設定してもよい。また、図３のように、複数の面に複数のカメラ３０１およびプロジェクタ３０２をセットにして設置してもよい。また、カメラ３０１およびプロジェクタ３０２に保護フィルムや保護ガラスなどの保護部材を設けてもよい。
【００２２】
また、本実施形態に係る光照射装置１は、本体１０を空中で移動させるための少なくとも一つのプロペラ２０を備える。プロペラ２０は、ローターや回転翼とも呼ばれる。各プロペラ２０は、回転することによって揚力を発生させるためのブレード２１と、ブレードを回転させるためのモータ２２によって構成され、フレーム２５によって本体１０に固定されている。なお、図１〜図３のプロペラ２０の大きさや取り付け位置は概念的なものであって、光照射装置１を飛行させるために十分に設計されたものではない。
【００２３】
図１〜図３の例では、光照射装置１の本体１０に４つのプロペラ２０が設置されている。光照射装置１に複数のプロペラ２０が備えられている場合、各プロペラ２０の回転数は互いに独立して制御される。
【００２４】
図１〜図３の例では、４つのブレード２１を備えるクワッドコプターを一例として挙げている。なお、光照射装置１は、単一のブレード２１を備えるものであってもよいし、複数のブレード２１を備えるマルチコプターであってもよい。空中での姿勢安定性や飛行性能を考慮すると、光照射装置１は複数のブレード２１を備えるマルチコプターであることが好ましい。本実施形態に係る光照射装置１は、一般にドローンと呼ばれる小型飛行体の飛行機能によって実現できる。
【００２５】
光照射装置１に複数のブレード２１を設ける場合、それぞれのブレード２１の大きさが異なっていてもよい。また、光照射装置１に設置された各ブレード２１の回転面が異なっていてもよい。例えば、一般的なヘリコプターのように、揚力を得るためのメインのプロペラと、機体の姿勢を安定するためのサブのプロペラとを有する構成としてもよい。また、例えば、光照射装置１は、空気よりも比重の軽い気体を充填させた気球や風船などの浮力で空中に浮遊し、推進や方向制御のためにプロペラ２０を用いる構成としてもよい。
【００２６】
〔光照射装置〕
次に、本実施形態に係る光照射装置１の機能構成について図面を参照しながら説明する。
【００２７】
図４のように、本実施形態に係る光照射装置１は、アンテナ１１、通信手段１２、飛行制御手段１３、プロペラ駆動手段１４、充電池１５、少なくとも一つのプロペラ２０、撮像手段３１、投射手段３２および制御手段３３を備える。
【００２８】
アンテナ１１は、外部の上位システムなどによって発信された無線信号を受電するためのアンテナである。
【００２９】
通信手段１２は、アンテナ１１によって受電された無線信号を受信するとともに、光照射装置１の内部で生成されたデータを外部の上位システムなどに送信するための通信制御機能を有する。
【００３０】
飛行制御手段１３は、光照射装置１の飛行を制御する手段である。飛行制御手段１３は、光照射装置１の飛行を制御するための手段である。ここで、図５を用いて飛行制御手段１３について詳細に説明する。
【００３１】
〔飛行制御手段〕
図５のように、飛行制御手段１３は、情報入力部１３１、情報処理部１３２、飛行位置特定部１３３、駆動条件設定部１３４および飛行条件記憶部１３５を有する。
【００３２】
情報入力部１３１は、通信手段１２や制御手段３３から情報を入力し、入力した情報を情報処理部１３２に出力する。
【００３３】
例えば、情報入力部１３１は、どのあたりの監視領域を監視するのか、どの対象を光照射対象とするのかなどといった情報を通信手段１２から入力する。また、例えば、情報入力部１３１は、検出された光照射対象が何であるのか、その光照射対象がどこに位置するのかなどといった情報を制御手段３３から入力する。また、例えば、情報入力部１３１は、自装置をどこに向けて飛行させればよいかという飛行指示を制御手段３３から入力する。
【００３４】
また、情報入力部１３１は、上位システムから飛行位置や飛行速度などに関する飛行条件を受信した場合、その飛行条件を情報処理部１３２に通知する。
【００３５】
情報処理部１３２は、飛行制御手段１３に入力された情報に基づいて、光照射装置１の飛行条件を設定する。通常、情報処理部１３２は、光照射装置１が光照射対象５０１に向かって飛行するように制御する。光照射装置１が光照射対象５０１にどれくらいの距離に近づくのかは、例えば飛行条件記憶部１３５が記憶する飛行条件に含めればよい。
【００３６】
また、情報処理部１３２は、上位システムから取得された飛行条件を受けた場合、その飛行条件を設定する処理結果を駆動条件設定部１３４に出力する。
【００３７】
飛行位置特定部１３３は、光照射装置１が飛行している現状の位置を特定するための手段である。例えば、飛行位置特定部１３３は、ＧＰＳ（Global Positioning System）などの測位システムや、地磁気センサや加速度センサ、速度センサ、高度センサ、測距センサなどの飛行位置を特定するためのセンサを含む。
【００３８】
駆動条件設定部１３４は、情報処理部１３２の処理結果に応じて、飛行条件記憶部１３５から適切な飛行条件を取得し、取得した飛行条件に基づいてプロペラ２０の駆動条件を設定する。駆動条件設定部１３４は、自身が設定したプロペラ２０の駆動条件をプロペラ駆動手段１４に出力する。なお、情報処理部１３２による処理結果が上位システムから取得された飛行条件を含む場合、その飛行条件に基づいたプロペラ２０の駆動条件をプロペラ駆動手段１４に出力する。
【００３９】
飛行条件記憶部１３５は、光照射装置１の飛行条件を記憶する記憶装置である。例えば、飛行条件記憶部１３５は、光照射対象の大きさや移動速度に応じたプロペラ２０の駆動条件を記憶しておけばよい。例えば、飛行条件記憶部１３５は、光照射対象との距離関係や位置関係に応じたプロペラ２０の駆動条件を記憶しておいてもよい。例えば、飛行条件記憶部１３５は、光照射装置１が行う動作に応じた飛行条件をテーブル形式などにまとめて記録しておいてもよい。
【００４０】
図４に戻ると、プロペラ駆動手段１４は、飛行制御手段１３の制御に応じて、プロペラ２０を駆動させる手段である。なお、図４においては、複数のプロペラ２０に対して一つのプロペラ駆動手段１４を設けているが、複数のプロペラ２０に対して複数のプロペラ駆動手段１４を設けてもよい。
【００４１】
例えば、光照射対象との距離をつめる段階では、プロペラ駆動手段１４は、プロペラ２０の回転速度を速める。例えば、光照射対象の移動速度が速い場合には、プロペラ駆動手段１４は、プロペラ２０の回転速度を速める。例えば、プロペラ駆動手段１４は、複数のプロペラ２０の回転速度を変えることによって、光照射装置１の飛行姿勢や方向を適切な状態に変える。なお、プロペラ駆動手段１４の動作はここで挙げた限りではない。
【００４２】
〔情報入出力機能〕
撮像手段３１、投射手段３２および制御手段３３は、図６のように、情報入出力機能３０を構成する。撮像手段３１は、監視領域５００の範囲を撮像する。制御手段３２は、撮像手段３１が撮像した画像を解析し、画像上の対象物を認識する。画像上の対象物に光照射対象５０１が含まれる場合、投射手段３２は、その光照射対象５０に対して光を投射する。なお、図６においては、複数の光照射対象５０１の例を示しているが、光照射対象５０１は一つであってもかまわない。
【００４３】
撮像手段３１は、光照射対象５０に対して光を照射した後もその光照射対象５０を撮像し続ける。制御手段３３は、撮像手段３１によって撮像された画像を逐一解析し、その光照射対象５０の位置を特定し続ける。そして、投射手段３２は、制御手段３３の制御に応じて、光照射対象５０１に対して光を照射し続ける。
【００４４】
また、情報入出力機能３０は、撮像された監視領域５００に照射された光に対して何らかの変化や操作が検出された場合、その検出内容に応じた処理を実行するインターフェース装置として機能することもできる。
【００４５】
例えば、監視領域５００において光照射対象５０１が素早く回避動作を行った場合、情報入出力機能３０は、その回避動作を検出し、それまでとは異なる強度やパターンの光を光照射対象５０１に照射するようにしてもよい。すなわち、情報入出力機能３０は、照射した光に対する何らかの変化や操作に対してインタラクティブな応答を示す。
【００４６】
情報入出力機能３０は、光照射対象５０１に当てた信号光の反射光をモニターし、インタラクティブに動作する。例えば、光照射対象５０１が鏡面を有する場合、情報入出力機能３０は、光照射対象５０１に当てた信号光が散乱されて戻ってくるはずの光の一部もしくは全部を検出できないことがある。また、光照射対象５０１が信号光を吸収してしまう場合も、情報入出力機能３０は、光照射対象５０１に当てた信号光が散乱されて戻ってくるはずの光の一部もしくは全部を検出できないことがある。これらのような場合、情報入出力機能３０は、光照射対象５０１が鏡面を有したり、光照射対象５０１が光吸収体に覆われていたりすると判定することができる。すなわち、情報入出力機能３０は、光照射対象５０１に当てた信号光のうち、どれだけの光が情報入出力機能３０に戻ってきたのかを検証することによって、光照射対象５０１の状態を把握することができる。
【００４７】
また、情報入出力機能３０は、例えば、マイクロ波やミリ波などの図示しない検出機能によって光照射対象５０を検出し、検出された光照射対象５０の方向に撮像手段３１の撮像方向を向ける機能を有していてもよい。
【００４８】
〔撮像手段〕
図７は、本実施形態に係る撮像手段３１の構成を示すブロック図である。撮像手段３１は、撮像素子３１１、画像処理プロセッサ３１３、内部メモリ３１４およびデータ出力部３１５を有する。
【００４９】
なお、図示していないが、撮像手段３１には、少なくとも一つの撮像用のレンズが組み込まれることが好ましい。撮像手段３１に組み込まれたレンズは、焦点距離を変えることができるズームレンズであることが好ましく、焦点を自動的に合わせるオートフォーカス機能が搭載されていることが好ましい。また、撮像手段３１には、手振れを防止する機能などの一般的なデジタルカメラに適用されている機能が搭載されていることが好ましい。ただし、撮像手段３１は、ピンホールカメラのように、レンズを有さない構成としてもよい。
【００５０】
撮像素子３１１は、監視領域５００を撮像し、監視領域５００の画像データを取得するための素子である。撮像素子３１１は、半導体部品が集積回路化された光電変換素子である。撮像素子３１１は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などの固体撮像素子によって実現できる。通常、撮像素子３１１は、可視領域の光を撮像する素子によって構成するが、赤外線や紫外線、Ｘ線、ガンマ線、電波、マイクロ波などの電磁波を撮像・検波できる素子によって構成してもよい。
【００５１】
画像処理プロセッサ３１３は、撮像素子３１１によって撮像された画像データに対して、暗電流補正や補間演算、色空間変換、ガンマ補正、収差の補正、ノイズリダクション、画像圧縮などの画像処理を実行する画像処理専用の集積回路である。なお、画像データを加工せずに出力する場合は、画像処理プロセッサ３１３を省略できる。画像処理プロセッサ３１３は、必要な処理ができるように設計されたプロセッサを用いればよい。
【００５２】
内部メモリ３１４は、画像処理プロセッサ３１３によって画像処理を行う際に処理しきれなかった画像データや、処理済みの画像データを一時的に格納する記憶素子である。なお、撮像素子３１１によって撮像された画像データを内部メモリ３１４に一時的に記憶するように構成してもよい。内部メモリ３１４は、一般的なメモリによって構成すればよい。
【００５３】
データ出力部３１５は、画像処理プロセッサ３１３によって処理済みの画像データを制御手段３３に出力する。
【００５４】
〔制御手段〕
制御手段３３は、撮像手段３１が撮像した監視領域５００に光照射対象５０１が含まれている場合、光照射対象５０１に向けて適切な画像を投射するように投射手段３２を制御する。また、制御手段３３は、ユーザインターフェース装置として機能する場合、監視領域５００において検出された変化や操作に応じた画像情報を投射手段３２に提供するとともに、その画像情報に関する画像を投射するように投射手段３２を制御する。また、制御手段３３は、光照射対象５０１を認識した場合、その光照射対象５０１に向けて自装置を飛行させる飛行指示を飛行制御手段１３に出力する。制御手段３３は、例えば演算装置や制御装置などを含むマイクロコンピュータの機能によって実現できる。
【００５５】
なお、制御手段３３は、光照射対象５０１を検出した結果や、監視領域５００になされた操作に関する情報をサーバなどの上位システムに所定のタイミングで送信するように構成してもよい。
【００５６】
図８のように、制御手段３３は、撮像制御部３３１、通信部３３２、処理部３３３、投射画像記憶部３３４および投射制御部３３５を有する。
【００５７】
撮像制御部３３１は、監視領域５００を撮像手段３１に撮像させる制御を行う。撮像制御部３３１は、所定のタイミングで監視領域５００を撮像手段３１に撮像させる。例えば、撮像制御部３３１は、光照射対象５０１を検出するまでは一定周期で監視領域５００を撮像し、光照射対象５０１を検出して光を照射している段階では撮像周期を短くして光照射対象５０１を動画撮影するように制御すればよい。例えば、撮像制御部３３１は、光照射対象５０１の検出の有無に関わらず、監視領域５００を動画撮影するように制御してもよい。なお、撮像制御部３３１による撮像制御はここで挙げた限りではない。
【００５８】
撮像制御部３３１は、撮像手段３１から出力された画像データを取得し、取得した画像データを処理部３３３に出力する。
【００５９】
通信部３３２は、通信手段１２および飛行制御手段１３と通信するための手段である。通信部３３２は、通信手段１２から光照射対象５０１に関する情報を受信すると、受信した情報を処理部３３３に渡す。また、通信部３３２は、通信手段１２から光照射対象５０１を検出する指示を受信すると、受信した指示に応答して監視領域５００を撮像する指示を撮像制御部３３１に送る。また、通信部３３２は、処理部３３３から監視領域５００の解析結果を受信すると、その解析結果を飛行制御手段１３に送信する。
【００６０】
処理部３３３は、撮像制御部３３１から取得した監視領域５００の画像データを解析し、解析結果に応じて光の照射条件を決定する。また、処理部３３３は、監視領域５００の解析結果を通信部３３２に送信する。
【００６１】
ここで、図９を用いて、処理部３３３の構成について説明する。
【００６２】
図９のように、処理部３３３は、画像取得部３４１、画像解析部３４２、対象記憶部３４３、対象認識部３４４、照射条件決定部３４５および照射パターン記憶部３４６を有する。
【００６３】
画像取得部３４１は、撮像制御部３３１から画像データを取得し、取得した画像データを画像解析部３４２に出力する。
【００６４】
画像解析部３４２は、画像取得部３４１から画像データを取得し、取得した画像データを解析する。例えば、画像解析部３４２は、画像データに光照射対象５０１の候補の有無を解析する。画像解析部３４２は、光照射対象５０１の候補（以下、光照射候補）を検出すると、検出された光照射候補に関する情報を対象認識部３４４に出力する。光照射候補に関する情報とは、例えば、光照射候補の画像情報や加速度、速度、位置などに関する情報である。例えば、画像解析部３４２は、時間的に連続した複数の画像データを解析し、光照射候補の速度や加速度、位置に関する情報を解析する。なお、光照射候補に関する情報は、ここで挙げた限りではない。
【００６５】
対象記憶部３４３は、光照射対象５０１に関する情報を記憶する。例えば、対象記憶部３４３は、光照射対象５０１の特徴データを記憶する。例えば、対象記憶部３４３は、光照射対象５０１の特徴データとして、光照射対象５０１の形状や大きさ、移動速度、移動パターンなどに関するデータを記憶する。
【００６６】
対象認識部３４４は、画像解析部３４２から取得した光照射候補に関する情報を基に、対象記憶部３４３に記憶された特徴データを用いて、その光照射候補が光照射対象５０１であるか否かを認識する。対象認識部３４４は、光照射候補が光照射対象５０１であると認識すると、その光照射対象５０１の大きさや加速度、速度、位置などの情報を照射条件決定部３４５に出力する。
【００６７】
光照射対象５０１が鳥である場合、対象認識部３４４は、例えば特許文献１（国際公開第２０１４／１５７０５８号）や特許文献２（特開２０１１−２２９４５３号公報）などに開示された方法やアルゴリズムを適用して鳥を認識することができる。また、光照射対象５０１が鳥以外の場合、対象認識部３４４は、光照射対象５０１を認識することに適した方法やアルゴリズムを適用して光照射対象５０１を認識すればよい。なお、対象認識部３４４が光照射対象５０１を認識するアルゴリズムには限定を加えない。
【００６８】
照射条件決定部３４５は、光照射対象５０１の大きさや加速度、速度、位置などの情報を対象認識部３４４から取得すると、取得した情報に基づいて、照射パターン記憶部３４６を参照して光照射対象５０１に照射する信号光の照射条件を決定する。照射条件決定部３４５は、信号光の照射条件として、信号光の照射方向や照射時間、輝度、パルス幅、照射パターンなどの条件を設定する。照射条件決定部３４５は、複数の光照射対象５０１が検出された場合、それらの複数の光照射対象５０１に照射する信号光の照射条件を決定する。
【００６９】
例えば、光照射対象５０１が鳥である場合、照射条件決定部３４５は、照射パターン記憶部３４６を参照し、鳥に向けて輝度の強い信号光を照射する条件を決定する。例えば、光照射対象５０１に目印の信号光を照射し続ける場合、照射条件決定部３４５は、照射パターン記憶部３４６を参照し、光照射対象５０１およびその周辺の特定位置に信号光を継続的に照射する条件を決定する。いずれの状況においても、照射条件決定部３４５は、対象認識部３４４から取得した光照射対象５０１の大きさや加速度、速度、位置などの情報に基づいて、信号光の照射条件を決定する。
【００７０】
また、照射条件決定部３４５は、光照射対象５０１が鳥などの動物である場合、光照射対象５０１に信号光を当てた際に、光照射対象５０１を追い払う方向を予測する。この際、照射条件決定部３４５は、光照射対象５０１に信号光を照射するタイミングを決定する。
【００７１】
例えば、空港などの施設に飛来する鳥を追い払う場合、空港から離れる方向に鳥が逃げていくようにする必要がある。このような場合、照射条件決定部３４５は、空港と鳥との間に光照射装置１が移動したタイミングで信号光を照射することが好ましい。
【００７２】
例えば、空港の上空領域に入り込んでしまった鳥に対していきなり信号光を照射すると、離陸しようとする飛行機の方向に鳥が逃げていくことも予想される。このような場合、照射条件決定部３４５は、飛行機の離着陸地点と鳥との間に光照射装置１が移動したタイミングで信号光を照射するように決定することが好ましい。
【００７３】
例えば、空港の周辺で飛んでいるものの、空港から離れる方向に飛んでいく鳥に対して信号光を照射すると、あわてた鳥が空港の方に飛んできてしまうことも想定される。このような場合、照射条件決定部３４５は、信号光を照射しないように決定することが好ましい。
【００７４】
照射パターン記憶部３４６は、光照射対象５０１に照射する照射パターンを記憶する。例えば、鳥に対しては、照射径を絞った輝度の強い光を鳥に照射するという照射パターンを記憶しておけばよい。例えば、光照射対象５０１に目印を照射する場合、照射パターン記憶部３４６は、比較的大きめの照射径の信号光を光照射対象５０１の所定の位置に照射する照射パターンを記憶しておけばよい。例えば、目印を照射する光照射対象５０１に信号光を直接あてることが難しい場合、照射パターン記憶部３４６は、比較的大きめの照射径の信号光を光照射対象５０１周辺の所定の位置に照射する照射パターンを記憶しておけばよい。なお、照射パターン記憶部３４６に記憶する照射パターンは、ここで挙げた限りではなく、任意に設定できる。
【００７５】
図８に戻ると、投射画像記憶部３３４は、投射手段３２が投射する目的画像を記憶する。なお、投射画像記憶部３３４は、目的画像以外のデータを記憶するように構成してもよい。目的画像は、例えば円形状など、目的画像が照射された対象が検出対象であることを識別するための所定の画像を含む。また、投射手段３２が位相変調型の空間変調素子を含む場合、投射画像記憶部３３４は、その空間変調素子の表示面に表示させる位相分布を記憶しておけばよい。なお、光照射対象５０１に照射する信号光の形状を設定する必要がない場合は、投射画像記憶部３３４の構成や機能を省略してもよい。
【００７６】
投射制御部３３５は、処理部３３３から信号光の照射条件を取得すると、適切な目的画像を投射画像記憶部３３４から取得する。そして、投射制御部３３５は、取得した目的画像を投射手段３２に提供し、照射条件に基づいて投射手段３２を制御してその目的画像を信号光として投射させる。
【００７７】
〔投射手段〕
図１０は、本実施形態に係る投射手段３２の構成を示すブロック図である。投射手段３２は、光源駆動部３７、光源３６および投射部３８を有する。
【００７８】
光源３６は、特定波長の光４１を発する光源を有する。通常、光源３６は、可視光領域の光４１を発するように構成する。なお、光源３６は、赤外領域や紫外領域などの可視光領域以外の光４１を発するように構成してもよい。
【００７９】
光源３６は、例えばレーザ光源やＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ランプ、放電灯、電球などの発光源を用いることができる。なお、光源３６に用いる発光源はここで挙げた限りではない。また、光源３１は、別の発光源から発せられた光を反射する反射体であってもよい。
【００８０】
光源駆動部３７は、制御手段３３によって設定された照射条件に基づいて、指定された出力の信号光が出射されるように光源３６を駆動する。
【００８１】
投射部３８は、光源３６から出射された光４１を信号光４３として投射する。
【００８２】
投射手段３０は、例えば図１１のように、位相変調型の空間変調素子を搭載する投射手段３２−１とすることができる。
【００８３】
図１１は、本実施形態に係る投射手段３２−１の構成例を示すブロック図である。図１１は、投射手段３２に位相変調型の空間変調素子を含む例である。位相変調型の空間変調素子を用いると、単一の投射手段３２−１の一度の照射で、複数の光照射対象に対して個別に信号光を照射することができる。図１１のように、投射手段３２−１は、光源駆動部３２１、光源３２２、位相変調素子制御部３２４、位相変調素子３２５、投射部３２６を有する。
【００８４】
光源駆動部３２１は、制御手段３０の投射制御部３４によって設定されたレーザ条件に基づいて、指定された出力のレーザ光が出射されるように光源３２２を駆動する。
【００８５】
光源３２２は、特定波長のコヒーレントなレーザ光４０１を発するレーザ光源を有する。通常、光源１１は、可視光領域のレーザ光４０１を発するように構成する。なお、光源１１は、赤外領域や紫外領域などの可視光領域以外のレーザ光４０１を発するように構成してもよい。
【００８６】
光源３２２は、投射範囲内の領域に光を均一に投射するのではなく、一部分に光を集中させて投射する。投射手段３２−１は、文字や記号などの線画を投射する際には、レーザ光４０１の照射量を減らすことができるため、全体的なレーザ出力を抑えることができる。すなわち、光源３２２は、小型かつ低電力のレーザ光源と、そのレーザ光源を駆動する低出力の電源とで構成できる。
【００８７】
位相変調素子制御部３２４は、位相変調素子３２５上の表示領域に照射されるレーザ光４０１の位相と、表示領域で反射される変調光４０２の位相との差分を決定づけるパラメータが変化するように位相変調素子３２５を制御する。位相変調素子３２５上の表示領域に照射されるレーザ光４０１の位相と、表示領域で反射される変調光４０２の位相との差分を決定づけるパラメータは、例えば、屈折率や光路長などの光学的特性に関するパラメータである。例えば、位相変調素子制御部３２４は、位相変調素子３２５上の表示領域に印可する電圧を制御することによって、表示領域の屈折率を変化させる。その結果、表示領域に照射されたレーザ光４０１は、表示領域の屈折率に基づいて適宜回折される。
【００８８】
すなわち、位相変調素子３２５に照射されたレーザ光４０１の位相分布は、表示領域の光学的特性に応じて変調される。なお、位相変調素子制御部３２４による位相変調素子３２５の制御はここで挙げた限りではない。
【００８９】
位相変調素子３２５は、位相がそろったコヒーレントなレーザ光４０１の入射を受け、入射されたレーザ光４０１の位相を変調する位相変調型の空間変調素子を含む。位相変調素子３２５は、変調された変調光４０２を投射部３２６に向けて出射する。
【００９０】
位相変調素子３２５上の表示領域には、被投射面上で目的画像を表示するための位相分布が表示される。位相変調素子３２５の表示領域で反射された変調光４０２は、一種の回折格子が集合体を形成したような画像になり、これらの回折格子で回折された光が集まることによって目的画像が形成される。
【００９１】
位相変調素子３２５は、例えば、強誘電性液晶やホモジーニアス液晶、垂直配向液晶などを用いた空間変調素子によって実現される。位相変調素子３２５は、例えば、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）によって実現できる。また、位相変調素子３２５は、例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）によって実現してもよい。
【００９２】
投射部３２６は、位相変調素子３２５によって反射された変調光４０２を投射光４０３として投射する光学系を含む。
【００９３】
図１２は、本実施形態に係る投射手段３２−１の光学的な構成について説明するための概念図である。図１２のように、投射手段３２−１では、光源３２２が出射したレーザ光をコリメータ５３によって平行なレーザ光４０１とし、位相変調素子３２５の表示面に入射する。
【００９４】
投射手段３２−１では、図１２のように、位相変調素子３２５上の表示面に対して、レーザ光４０１の入射角を非垂直にする。すなわち、投射手段３２−１では、光源３２２から出射されるレーザ光の出射軸を位相変調素子３２５上の表示面に対して斜めにする。位相変調素子３２５上の表示面に対してレーザ光４０１の出射軸を斜めに設定すれば、ビームスプリッタを用いなくても位相変調素子３２５の表示面にレーザ光４０１を入射できるため効率を向上させることができる。
【００９５】
位相変調素子３２５で変調された変調光４０２は、投射部３２６によって投射光４０３として投射される。図１２のように、投射部３２６は、フーリエ変換レンズ３２７、アパーチャ３２８および投射レンズ３２９を有することが好ましい。なお、投射光４０３が投射された際の画像の大きさを規定する必要が無い場合、投射部３２６にレンズを設けなくてもよい。
【００９６】
フーリエ変換レンズ３２７は、位相変調素子３２５上の表示面で反射された変調光４０２を無限遠に投射した際に形成される像を、近傍の焦点位置に形成させるための光学レンズである。
【００９７】
アパーチャ３２８は、フーリエ変換レンズ３２７によって集束された光に含まれる高次光を消去し、画像領域を特定する機能を有する。アパーチャ３２８の開口部は、アパーチャ３２８の位置における投射画像の画像領域よりも小さく開口され、投射画像の周辺領域を遮るように設置される。例えば、アパーチャ３２８の開口部は、矩形状や円形上になるように形成される。アパーチャ３２８は、フーリエ変換レンズ３２７の焦点位置に設置されることが好ましいが、高次光を消去する機能を発揮できれば、焦点位置からずれていても構わない。
【００９８】
投射レンズ３２９は、フーリエ変換レンズ３２７によって集束された光を拡大して投射する光学レンズである。投射レンズ３２９は、位相変調素子３２５に入力された位相分布に対応する目的画像が被投射面上に表示されるように投射光４０３を投射する。
【００９９】
投射手段３２は、暗号化された赤外レーザ光を信号光として出射してもよい。暗号化された赤外レーザ光を光照射対象５０１に照射されても、赤外線カメラなどを用いない限り信号光を視認することができない。また、赤外レーザ光が赤外線カメラなどによって認識されてしまっても、信号光が暗号化されていれば、信号光に含まれる情報を第三者に把握されにくい。
【０１００】
例えば、光照射対象５０１が鳥である場合、群れで空港などの施設に到来することが想定される。群れで到来した複数の鳥のうちいずれかに信号光を照射できれば、その鳥は信号光を認識して逃げいくことが想定される。その際、他の鳥が逃げた鳥に追従して逃げていくことを想定することもできるので、少なくとも一羽の鳥に信号光を照射すればよい。なお、群れで到来した複数の鳥に対して同様に信号光を照射すれば、信号光を直接認識して逃げていく鳥の数も増えるため、複数の鳥に信号光を同様に照射する方が効果的である。
【０１０１】
図１１のように位相変調素子３２５を用いれば、単一の投射手段３２−１で複数の光照射対象５０１に同時に信号光を照射することが可能となる。
【０１０２】
以上が、本実施形態に係る光照射装置１の構成についての説明である。
【０１０３】
以上のように、本実施形態に係る光照射装置は、検出された光照射対象を確実に追跡することができるため、光照射対象に信号光を照射し続けることができる。すなわち、本実施形態に係る光照射装置によれば、移動する対象に対して的確に光を照射し続けることができる。
【０１０４】
例えば、空港に飛来する鳥を光照射対象とする場合、複数の光照射装置を２４時間体制で稼働させ、空港やその周辺に鳥に巣を作らせなかったり、よせつけなかったりすることが可能である。鳥は自分に近寄ってくるものに対して目を向けることになるため、近寄ってきた光照射装置に目を向け、光照射装置から出射された光を感じることになる。従って、本実施形態に係る光照射装置を用いた光照射システムによれば、システムの管理者は、遠隔からときどき状態を監視すればよいことになる。
【０１０５】
また、光照射対象に目印の信号光を照射し続ける例としては、図１３のような用途がある。図１３の例では、複数の光照射装置１が複数の光照射対象５０２に対して信号光を照射する。すなわち、光照射対象５０２にとっては、複数の光照射装置１から信号光を照射される。そして、光照射対象５０２に照射された信号光を目印として、飛翔体６０２が誘導される。飛翔体６０２は、光照射対象５０２に照射された信号光を検知し、検知した誘導光を目指して飛翔する。
【０１０６】
図１３に示すように、光照射装置１が飛び回ることができるので、１機の光照射装置１で複数の光照射対象５０２に対してマーキングすることが可能となる。また、複数の光照射装置１が飛びまわれば、いずれかの光照射装置１が故障しても、別の光照射装置１が光照射対象５０２に対してマーキングし続けることができる。人間の判断や動作によって光照射装置１と同じことを実現すると、一人の人間は一台の光照射対象５０２にしか対応できないため、多くの人数を要する。通常、飛翔体６０２が飛んでくる中に人を配置することは難しく、場合によっては人命を危険にさらすことにもなるので、光照射装置１と同じことを実現することはできない。
【０１０７】
図１４は、飛翔体６０２が光照射対象５０２に照射された信号光の反射光を検知し、検知した反射光を目指して飛翔する例である。図１５は、光照射対象５０４の近傍に光照射装置４を位置させ、誘導光によって飛翔体６０４を誘導する例である。図１６は、光照射対象５０４に光照射装置４を着陸させ、誘導光によって飛翔体６０４を誘導する例である。図１４〜図１６のいずれの例においても、光照射装置４から発信された誘導光に導かれて、飛翔体６０４を確実に光照射対象５０４に誘導することができる。
【０１０８】
（変形例）
ここで、図１７および図１８を用いて、本実施形態に係る光照射装置１の変形例について説明する。図１７は、本変形例に係る光照射装置１−２の概念図である。図１８は、図１７の光照射装置１−２のＡ−Ａ’線断面図である。
【０１０９】
図１７の光照射装置１−２は、投射手段３２を内蔵した投射ユニット１０１を有する。投射ユニット１０１は、ガイド１０２によって本体１０の中央部分の穴に設置される。図１８のように、投射ユニット１０１の対向する一対の面からプロジェクタ３０２が突出している。投射ユニット１０１の両面のプロジェクタ３０２からは、単一の投射手段３２によって生成された信号光が出射される。また、本体１０には、３６０度の視野が得られるようにカメラ３０１が設置されている。
【０１１０】
図１８のように、投射ユニット１０１は、ガイド１０２に沿って上下に動くことによって、プロジェクタ３０２が本体の上下方向に突出することができる。そのため、光照射装置１−２は、実質的に３６０度の方向に信号光を照射することができる。
【０１１１】
本変形例の光照射装置１−２によれば、単一の投射手段３２で３６０度の方向に信号光を照射することが可能になる。なお、投射ユニットの一方の面に投射窓を設け、ガイドに沿って投射ユニットを回転させることによって信号光の照射方向を３６０度になるように構成してもよい。
【０１１２】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る光照射装置２について図面を参照しながら説明する。図１９は、本実施形態に係る光照射装置２の正面図である。光照射装置２は、音波を発生する音波発射口３０５を備える。光照射装置２は、信号光とともに、音波を光照射対象に照射することができる。なお、音波発射口３０５は、音波を光照射対象に照射するための開口部であり、その形状に限定は加えない。
【０１１３】
図２０のように、本実施形態に係る光照射装置２は、第１の実施形態に係る光照射装置１の構成に、音波出力手段３５１を加えた構成を有する。また、図２１のように、本実施形態に係る光照射装置２の制御手段３３−２は、第１の実施形態に係る光照射装置１の制御手段３３の構成に、音波制御部３３６を加えた構成を有する。なお、音波出力手段３５１および音波制御部３３６以外の光照射装置２の構成は、第１の実施形態に係る光照射装置１の構成と同様である。
【０１１４】
制御手段３３−２の処理部３３３は、光照射対象の大きさや加速度、速度、位置などの情報を音波制御部３３６に出力する。
【０１１５】
音波制御部３３６は、光照射対象の大きさや加速度、速度、位置などの情報を処理部３３３から取得する。音波制御部３３６は、光照射対象に対して音波を指向させるように音波出力手段３５１を制御する。音波制御部３３６は、光照射対象の位置情報を基に、光照射装置２と光照射対象との距離を計算する。そして、音波制御部３３６は、算出した光照射装置２と光照射対象との距離、光照射対象の大きさや加速度、速度、位置などの情報に基づいて、音波を向ける方向や音波の出力を設定する。
【０１１６】
音波出力手段３５１は、音波制御部３３６の制御に応じて、所定の音波を発生させる。音波出力手段３５１は、例えば指向性の高いスピーカによって実現できる。例えば、原音に超音波の変調をかけることによって音波に指向性を持たせることができる。音波出力手段３５１によって発せられた音波は、音波発射口３０５から光照射対象に向けて出力される。
【０１１７】
例えば、光照射装置２は、信号光に加えて、鳥が嫌がる波長領域や音量の音波を鳥に向けて発する。また、光照射装置２が猛禽類などの声を発すれば、猛禽類を怖がる鳥は驚いて逃げる。また、光照射装置２は、信号光を照射せずに、鳥が嫌がる波長領域や音量の音波を鳥に向けて発することができてもよい。
【０１１８】
以上のように、本実施形態に係る光照射装置によれば、信号光に加えて音波を光照射対象に対して発することができる。そのため、バードストライク対策として音を利用する場合であっても、人が現場に行かなくてもよくなる。また、本実施形態に係る光照射装置は、光を照射した箇所に向けて指向性の高い音を供給するような用途にも利用することができる。
【０１１９】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る光照射装置３について図面を参照しながら説明する。図２２は、本実施形態に係る光照射装置３の正面図である。光照射装置３は、音波を入力する音波入力口３０６を備える。光照射装置３は、監視領域の監視時に音波を入力する。なお、音波入力口３０６は、音波を入力するための開口部であり、その形状に限定は加えない。
【０１２０】
図２３のように、本実施形態に係る光照射装置３は、第１の実施形態に係る光照射装置１の構成に、音波入力手段３５２を加えた構成を有する。また、図２４のように、本実施形態に係る光照射装置３の制御手段３３−３は、第１の実施形態に係る光照射装置１の制御手段３３の構成に、波形記憶部３３７および音波判定部３３８を加えた構成を有する。なお、音波入力手段３５２、波形記憶部３３７および音波判定部３３８以外の光照射装置３の構成は、第１の実施形態に係る光照射装置１の構成と同様である。
【０１２１】
音波入力手段３５２は、音波入力口３０６を介して、監視領域の監視時に音波を入力する。例えば、光照射対象が鳥などの鳥獣である場合、音波入力手段３５２は、鳥獣の発する鳴き声などを含む音波を入力することになる。また、音波入力手段３５２は、監視領域の監視時に取得された音波に関して、光照射装置３の姿勢や音波入力口３０６の向きごとに、取得された音波の大きさや周波数の変化などの情報を含む音波入力情報を取得する。
【０１２２】
音波入力手段３５２は、監視領域の監視時に取得された音波の波形および音波入力情報を音波判定部３３８に出力する。音波入力手段３５２は、例えば指向性の高いマイクロフォンによって実現できる。
【０１２３】
波形記憶部３３７は、光照射装置５０３から発せられる音波の特徴データを記憶する。例えば、光照射装置５０３が鳥などの鳥獣である場合、波形記憶部３３７は、それらの鳥獣の鳴き声や呻き声などの音波の特徴データを記憶する。
【０１２４】
音波判定部３３８は、監視領域の監視時に取得された音波の波形および音波入力情報を音波入力手段３５２から取得する。
【０１２５】
音波判定部３３８は、監視領域の監視時に取得された音波の波形に光照射対象が含まれるか否かを検証する。このとき、音波判定部３３８は、監視領域の監視時に取得された音波から取得された波形と、波形記憶部３３７に記憶された特徴データを比較する。そして、音波判定部３３８は、監視領域の監視時に取得された音波の波形中に光照射対象の特徴データを検出した場合、入力された音波に光照射対象があると判定する。例えば、光照射対象が鳥などの鳥獣である場合、音波判定部３３８は、監視領域の監視時に取得された音波の波形から、その鳥獣の発する鳴き声を検出しようとする。
【０１２６】
音波判定部３３８は、監視領域の監視時に取得された音波に光照射対象に由来する特徴データが含まれると判定すると、音波入力情報からその音波が発せられた方向を特定する。音波判定部３３８は、光照射装置３の姿勢や音波入力口３０６の向きに対して、入力された音波の大きさや周波数がどのように変化したのかを検証し、光照射対象の位置を特定する。
【０１２７】
音波判定部３３８は、特定した光照射対象の位置を処理部３３３に出力する。処理部３３３は、音波判定部３３８から取得した情報を参考にして、光照射対象の位置を特定する。
【０１２８】
例えば、濃霧が発生していたり、土煙が発生したりして視界が悪い状況においては、光照射装置３が光照射対象を撮像しにくいことが想定される。また、何らかの原因で光照射装置３の撮像範囲の死角に光照射対象が入ることも想定される。また、光照射装置３の光照射対象領域以外の位置に光照射対象が接近しているような場合も想定される。そのような場合、本実施形態に係る光照射装置３は、音波入力手段３５２に入力された音波情報を用いて、光検出対象の位置を特定することができる。なお、音波入力手段３５２は、撮像手段３１の補助として、光検出対象の大まかな位置を特定する程度の機能を有していてもよい。
【０１２９】
以上のように、本実施形態に係る光照射装置によれば、撮像手段によって撮像された視覚情報に加えて、聴覚情報によって光照射対象を知覚することができる。そのため、視覚情報で光照射対象を捉えなくても、聴覚情報で光照射対象を捉えることができる。
【０１３０】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態に係る光照射システムについて図面を参照しながら説明する。図２５は、本実施形態に係る光照射システムに関する概念図である。本実施形態に係る光照射システムは、例えば空港などに設置され、空港やその周辺に飛来した鳥などの光照射対象５０４を追いはらうことに利用できる。
【０１３１】
本実施形態に係る光照射システムの光照射装置４の飛行制御手段１３−４は、第１の実施形態に係る光照射装置１の飛行制御手段１３に充電池監視部１３６を追加した構成を有する。なお、本実施形態に係る光照射装置４に、第２の実施形態に係る光照射装置２の音波発生機能や、第３の実施形態に係る光照射装置３の音波入力機能を追加してもよい。
【０１３２】
また、本実施形態に係る光照射システムは、光照射装置４に加えて、据置型のカメラステーション３００を備える。カメラステーション３００は、本実施形態に係る光照射システムの規模に応じて、設置台数を変更することができる。例えば、光照射システムを空港に用いる場合、数十〜数百台程度のカメラステーション３００を設置することが現実的である。
【０１３３】
さらに、本実施形態に係る光照射システムは、光照射装置４に給電するための給電ステーション５０を備える。給電ステーション５０は、本実施形態に係る光照射システムの規模に応じて、設置台数を変更することができる。
【０１３４】
図２６のように、光照射装置４は、充電池監視部１３６を有する。充電池監視部１３６は、自装置の充電池１５の残量や使用状況を監視する。また、充電池監視部１３６は、情報処理部１３２から自装置の飛行状況を取得し、取得した飛行状況を充電池１５の残量や使用状況に応じて、給電ステーション５０に向かうか否かを判断する。
【０１３５】
例えば、充電池監視部１３６は、充電池１５の残量が少なく、そのまま光照射対象５０４に光を照射し続けることが困難であると判断した場合、給電ステーション５０に着陸制御するように情報処理部１３２等に通知する。例えば、充電池監視部１３６は、充電池１５の出力以上を検知した場合、給電ステーション５０に着陸制御するように情報処理部１３２等に通知する。例えば、光照射対象５０４が頻発する時間帯に備え、所定の時刻になると給電ステーション５０に着陸制御するように情報処理部１３２等に通知するようにしてもよい。
【０１３６】
飛行制御手段１３−４は、充電池監視部１３６の通知に応じて、給電ステーション５０に自装置が向かうように制御する。
【０１３７】
また、光照射装置４は、通信手段１２を介して、カメラステーション３００と無線通信する。例えば、光照射装置４は、カメラステーション３００から光照射対象５０４が接近してくるという情報を入力すると、その光照射対象５０４に信号光を照射して追い払うことができる位置に移動する。そして、光照射装置４は、光照射対象５０４を追い払えることができる位置に到達したタイミングで光照射対象５０４に信号光を照射する。このように、光照射装置４は、カメラステーション３００と連携して光照射対象５０４を追い払う。
【０１３８】
図２７のように、カメラステーション３００は、第１の実施形態に係る光照射装置１の情報入出力機能３０と同様に、撮像手段３１０、投射手段３２０および制御手段３３０を有する。撮像手段３１０は撮像手段３１の機能を有し、投射手段３２０は投射手段３２の機能を有し、制御手段３３０は制御手段３１の機能を有する。投射手段３２０は、監視領域５００内の光照射対象５０４に対して信号光を照射する。
【０１３９】
カメラステーション３００は、図示しないカメラによって光照射対象５０４を含む監視領域５００を監視し、図示しないプロジェクタを介して光照射対象５０４に対して信号光を照射する。例えば、カメラステーション３００は、対象施設の周辺に設置されることが好ましい。
【０１４０】
カメラステーション３００は、光照射対象５０４を監視しやすい高さに届くポールなどに据え付けられる。カメラステーション３００を設置する高さは任意に設定できる。カメラステーション３００の監視方向は、遠隔操作によって変更することができることが好ましい。例えば、ポールの先端に水平方向および垂直方向に回転可能な治具を設置し、その治具にカメラステーション３００の情報入出力機能を設置すればよい。また、監視方向を制御する機能をカメラステーション３００に追加し、外部の端末操作によって監視方向を制御するように構成してもよい。
【０１４１】
また、カメラステーション３００は、制御手段３３０内の通信部によって、他のカメラステーション３００および光照射装置４と無線通信する。そして、カメラステーション３００は、他のカメラステーション３００および光照射装置４と連携して、光照射対象５０４を協調的に追い払う。カメラステーション３００は、他のカメラステーション３００や光照射装置４から受信した画像データを解析して光照射対象の位置を判断するようにしてもよい。
【０１４２】
図２８および図２９は、施設領域５１４に侵入しようとする光照射対象５０４を追い払う一例を示す概念図である。
【０１４３】
図２８の例は、光照射対象５０４に信号光を照射すれば、施設領域５１４の範囲外に光照射対象５０４を追い払うことができる場合である。
【０１４４】
まず、カメラステーション３００−１が光照射対象５０４を検出する。カメラステーション３００−１は、光照射対象５０４を検出すると、検出した光照射対象５０４に信号光を照射するとともに、他のカメラステーション３００−２および光照射装置４に、光照射対象５０４の位置を通知して信号光を照射するように通知する。
【０１４５】
そして、カメラステーション３００−２は、カメラステーション３００−１からの通知を受けて光照射対象５０４に信号光を照射する。光照射装置４は、カメラステーション３００−１からの通知を受けて光照射対象５０４に近づき、施設領域５１４の範囲外に光照射対象５０４を追い払える位置に到達したタイミングで光照射対象５０４に信号光を照射する。
【０１４６】
図２９の例は、光照射対象５０４に信号光を照射すると、施設領域５１４の範囲内に光照射対象５０４が入り込む可能性がある場合である。
【０１４７】
まず、カメラステーション３００−１が光照射対象５０４を検出する。カメラステーション３００−１は、光照射対象５０４を検出すると、検出した光照射対象５０４に信号光を照射するとともに、他のカメラステーション３００−２および光照射装置４−１および４−２に、光照射対象５０４の位置を通知する。このとき、カメラステーション３００−１は、信号光を照射すると光照射対象５０４を施設領域５１４に追い込む可能性が高いカメラステーション３００−２および光照射装置４−１に対しては、いきなり信号光を照射しないように通知する。一方、カメラステーション３００−１は、信号光を照射しても光照射対象５０４を施設領域５１４に追い込む可能性が低い光照射装置４−２に対しては、すぐに光照射対象５０４に信号光を照射するように通知する。
【０１４８】
光照射装置４−２は、カメラステーション３００−１の通知を受けて光照射対象５０４に信号光を照射しながら、光照射対象５０４に近づいていく。カメラステーション３００−２は、カメラステーション３００−１からの通知を受けて待機する。光照射装置４は、カメラステーション３００−１からの通知を受けて光照射対象５０４に近づき、施設領域５１４の範囲外に光照射対象５０４を追い払える位置に到達したタイミングで光照射対象５０４に信号光を照射する。
【０１４９】
このように、本実施形態に係る光照射システムは、複数のカメラステーション３００や光照射装置４が連携することによって、光照射対象を施設領域から確実に追い出すことができる。すなわち、本実施形態に係る光照射システムにおいては、複数のカメラステーション３００と光照射装置４とが互いに連携し合し、光照射対象を所望の方向に誘導する信号光を光照射対象に対して協調的に照射する。
【０１５０】
また、光照射対象を検出するレーダの機能を有する光照射対象検出装置２００をカメラステーション３００に追加してもよい。光照射対象が鳥の場合、光照射対象検出装置２００は鳥レーダ相当する。なお、光照射装置４や給電ステーション５０などの構成に光照射対象検出装置２００を追加してもよい。
【０１５１】
例えば、図３０のように、光照射対象検出装置２００は、マイクロ波発生部２０１と、マイクロ波照射部２０２と、反射波受信部２０３と、計測部２０４とを有する。
【０１５２】
マイクロ波発生部２０１は、特定波長のマイクロ波を発生させる。マイクロ波発生部２０１は、光照射対象５０４が鳥である場合、ＸバンドやＳバンドなどの特定波長のマイクロ波を発生させればよい。マイクロ波出射部２０２は、光照射対象５０４に向けてマイクロ波を出射する。反射波受信部２０３は、マイクロ波出射部２０２が出射したマイクロ波の反射波をスキャンして受信するアンテナ（図示しない）を含む。反射波受信部２０３のアンテナは、回転しながら反射波をスキャンする。計測部２０４は、反射波の状況によってから光照射対象５０４の位置や方向を計測する。計測部２０４は、アンテナが回転しながらスキャンした反射波によって、光照射対象５０４の方向を計測することができる。また、計測部２０４は、反射波が戻ってくる時間によって光照射対象５０４の位置を計測することができる。
【０１５３】
光照射対象検出装置２００は、カメラステーション３００の制御手段３３０に検出結果を送信する。なお、光照射対象検出装置２００を光照射装置４に搭載する場合、光照射対象検出装置２００は、光照射装置４の制御手段３３に検出結果を送信する。
【０１５４】
また、本実施形態に係る光照射システムは、別のシステムに搭載された鳥レーダの情報を受信するように構成してもよい。本実施形態に係る光照射システムは、受信した鳥レーダの情報に基づいて、光照射対象５０４の撮像方向や信号光の投射方向を設定すればよい。
【０１５５】
図３１のように、給電ステーション５０は、通信部５１、離着陸スペース５２、給電制御部５３および給電部５４を有する。なお、図３１には給電ステーション５０を一つしか図示していないが、複数の給電ステーション５０を設けてもよい。
【０１５６】
通信部５１は、光照射装置と無線通信する。通信部５１は、給電が必要となった光照射装置からの着陸依頼に応じて、その光照射装置に対して着陸信号を発するように構成することができる。また、通信部５１は、給電が必要な光照射装置に対して着陸命令を発するように構成してもよい。また、通信部５１は、離着陸スペース５２や給電部５４の空き状況を光照射装置に対して通知するように構成してもよい。
【０１５７】
離着陸スペース５２は、光照射装置が離着陸するためのスペースである。離着陸スペース５２は、給電ステーション５０の上面に設置されることが好ましい。なお、離着陸スペース５２に着陸すれば、給電部５４から光照射装置に給電できるように構成してもよい。
【０１５８】
給電制御部５３は、光照射装置に給電する条件を設定する。例えば、給電制御部５３は、光照射装置の充電状態に応じて供給する電力を変えたり、給電中の光照射装置の数に応じて供給する電力を変えたりすればよい。なお、給電制御部５３によって設定される電力の供給モードについては限定を加えない。
【０１５９】
給電部５４は、光照射装置に給電する部位である。例えば、給電部５４は、光照射装置の電源プラグに給電部５４の給電器具を直接接触させ、給電制御部５３の制御に応じて光照射装置に給電するように構成することができる。また、例えば、給電部５４は、光照射装置の受電部に対して、無線給電するように構成することもできる。なお、給電部５４による光照射装置に対する給電方式については限定を加えない。
【０１６０】
また、給電ステーション５０は、光照射対象５０４が鳥である場合、鳥レーダの情報を受電し、鳥レーダと連携して光照射装置４の充電タイミングを設定してもよい。例えば、鳥レーダに鳥が捉えられていないときは、光照射装置に着陸を要請して給電するように構成することができる。また、例えば、鳥レーダにたくさんの鳥が捉えられたときは、鳥の飛来時刻を予測し、予測した時刻に多くの光照射装置４が十分な電力を蓄えた状態で飛行できるように構成することができる。
【０１６１】
以上のように、本実施形態に係る光照射システムによれば、複数のカメラステーションと光照射装置とが互いに連携し合うことによって、光照射対象を所望の方向に誘導することができる。また、本実施形態に係る光照射システムによれば、光照射装置が自装置の電池残量をモニターし、自ら給電ステーションに戻って充電池を充電することができる。さらに、本実施形態に係る光照射システムに鳥レーダを追加し、鳥レーダと連携させて給電ステーションにおける充電タイミングを設定すればより効果的である。
【０１６２】
（変形例）
ここで、第４の実施形態に係る光照射システムの変形例について図面を用いて説明する。図３２は、変形例に係る光照射システムの構成を示す概念図である。図３２の変形例は、図２５の構成に監視センタ６０を追加した構成を有する。
【０１６３】
監視センタ６０は、複数のカメラステーション３００および光照射装置４と無線通信し合う。監視センタ６０は、複数のカメラステーション３００および光照射装置４から光照射対象５０４の情報を収集する。監視センタ６０は、それぞれの光照射対象５０４に対してどのように対応すべきかを複数のカメラステーション３００および光照射装置４に通知する。
【０１６４】
複数のカメラステーション３００および光照射装置４は、監視センタ６０の指示に従って動作する。また、監視センタ６０が光照射装置４の飛行動作を無線制御するように構成してもよい。
【０１６５】
光照射対象５０４が鳥である場合、監視センタ６０に鳥レーダの機能を追加してもよい。この場合、監視センタ６０は、鳥レーダによって取得した情報を基に、複数のカメラステーション３００および光照射装置４の撮像方向を設定する。
【０１６６】
本変形例の光照射システムによれば、複数のカメラステーション３００および光照射装置４の動作を監視センタ６０によって制御することができるので、複数のカメラステーション３００および光照射装置４がより協調的に動作することができる。その結果、より確実に光照射対象を施設領域に侵入しないようにすることができる。
【０１６７】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態に係る光照射システムについて図面を参照しながら説明する。図３３は、本実施形態に係る光照射装置５の側面図である。本実施形態に係る光照射装置５は、第１の実施形態に係る光照射装置１に加えて、少なくとも一つの子機１８を備える。子機１８は、光誘導する機能を有する脱着可能な装置である。
【０１６８】
図３４のように、本実施形態に係る光照射装置５は、第１の実施形態に係る光照射装置１の構成に、子機脱着手段１７を加えた構成を有する。
【０１６９】
図３５は、子機脱着手段１７の構成を示すブロック図である。子機脱着手段１７は、受信部１７１、脱着制御部１７２および脱着機構１７３を有する。
【０１７０】
受信部１７１は、子機１８を取り外す状況において、子機１８−１〜ｎのいずれかの子機１８を光照射装置５から取り外す（ｎは自然数）。例えば、光照射装置が光照射対象と所定の距離に近づいた場合や接触すると、上位システムが子機１８を取り外す指示を光照射装置５に送信する。このとき、受信部１７１は、通信手段１２を経由して指示を受信し、受信した指示を脱着制御部１７２に出力する。
【０１７１】
脱着制御部１７２は、受信した指示に応じて、いずれかの子機１８を取り外すように脱着機構１７３を制御する。
【０１７２】
脱着機構１７３は、子機１８を脱着する機構である。脱着機構１７３は、脱着制御部１７２の制御に応じて稼働し、指定された子機１８を切り離す。例えば、脱着機構１７３は、子機１８の一部と嵌合したり、子機の一部を把持したりすることによって、子機１８と接続される構造をもつ。
【０１７３】
図３６は、子機１８の構成を示すブロック図である。子機１８は、子機側脱着機構１８１、対象付着機構１８２および発光部１８３を有する。
【０１７４】
子機側脱着機構１８１は、脱着機構１７３と接続される部位であり、脱着機構１７３の動きに伴って、脱着機構１７３と脱着する機構である。なお、脱着機構１７３および子機側脱着機構１８１の構造には限定を加えない。
【０１７５】
対象付着機構１８２は、光照射対象やその周辺に付着するための機構である。例えば、光照射対象が磁石につく場合、対象付着機構１８２を磁石にすることができる。また、例えば、対象付着機構１８２は、光照射対象に粘着する粘着剤などにしてもよい。なお、対象付着機構１８２には限定を加えない。
【０１７６】
発光部１８３は、子機１８が切り離された際に誘導光を発生する。誘導光の発生に関しては限定を加えない。
【０１７７】
図３７は、本実施形態に係る光照射装置５の利用シーンの一例である。
【０１７８】
図３７の例では、まず、光照射装置５が光照射対象５０５に接近して着陸を試みる。そして、光照射装置５は、光照射対象５０５に着陸すると、いずれかの子機１８を切り離す。切離された子機１８は光照射対象５０５に付着し、飛翔体を誘導する誘導光を発生する。誘導光に誘導された飛翔体は、光照射対象５０５に向けて飛翔する。
【０１７９】
以上のように、本実施形態に係る光照射装置によれば、光照射装置５が複数の光照射対象に対して誘導光を発生させる子機を設置することができる。そのため、本実施形態によれば、第４の実施形態に係る光照射装置と比べて、より効率的に光照射対象に誘導光に誘導される飛翔体を導くことができる。このとき、誘導光に導かれた飛翔体が光照射対象に接触したとしても、本実施形態に係る光照射装置が破損しなくてもすむ。
【０１８０】
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態に係る光照射装置６について図面を参照しながら説明する。図３８は、本実施形態に係る光照射装置の処理部３３３−６の構成を示すブロック図である。
【０１８１】
本実施形態に係る光照射装置６の処理部３３３−６は、第１の実施形態に係る処理部３３３の構成に加えて、対象位置推定部３４７および照射位置最適化部３４８を有する。
【０１８２】
図３９は、光照射装置６が光照射対象５０６に直接信号光を照射すると、照射された信号光が光照射対象５０６の表面で散乱されずに反射されてしまう例である。この場合、飛翔体は誘導光を捉えることができない。
【０１８３】
図４０は、光照射対象５０６が土煙の中にいたり、煙幕をはっていたりする例である。この場合、光照射装置６は、光照射対象５０６を直接撮像することができないため、光照射対象５０６に信号光を照射することができない。
【０１８４】
図３９や図４０の例のように、光照射装置６は、光照射対象５０６に直接信号光を照射できない場合、信号光を照射する位置を光照射対象５０６の近傍などに変更する必要がある。このような場合、情報入出力機能３０が、光照射対象５０１に当てた信号光のうちどれだけの光が情報入出力機能３０に戻ってきたのかを検証し、光照射対象５０１の状態を把握すればよい。
【０１８５】
対象位置推定部３４７は、光照射対象５０６を直接撮像できない場合に、その光照射対象５０６の位置を推定する。
【０１８６】
例えば、対象位置推定部３４７は、光照射対象５０６が自身の周囲に煙幕をはっている場合、その煙幕に関する情報を対象認識部３４３から取得し、煙幕の外縁を特定する。このとき、対象位置推定部３４７は、煙幕の移動を光照射対象５０６の移動と捉え、煙幕の外縁の移動速度や位置を計算する。そして、対象位置推定部３４７は、光照射対象の推定位置を算出する。
【０１８７】
照射位置最適化部３４８は、対象位置推定部３４７によって推定された光照射対象５０６の推定位置を基に、信号光を照射する位置を最適化する。
【０１８８】
例えば、図３９のように、光照射対象５０６が信号光を散乱しない外装をもつものとする。このような場合、光照射装置６は、図４１のように、その光照射対象５０６の近傍に信号光を照射する。また、光照射対象５０６の一部は信号光を散乱しない外装を持つが、別の部分は信号光を散乱する外装をもつものとする。このような場合、光照射装置６は、図４２のように、光照射対象５０６の信号光を散乱する外装部分に信号光を照射する。ただし、図３９や図４２のような場合、制御手段３３が図１４の散乱光と同じような照射径の大きな光を光照射対象５０６に照射するように投射手段３２を制御し、模擬的な誘導光を照射するように構成してもよい。
【０１８９】
また、図４０のように光照射対象５０６が自身の周囲に煙幕をはっている場合、光照射装置６は、図４３のように光照射対象の推定位置に飛翔体を誘導する位置で信号光または誘導光を照射し、飛翔体を誘導してもよい。
【０１９０】
以上のように、図３９および図４０の何れの場合においても、飛翔体６０６が信号光に導かれて飛翔することが可能となる。
【０１９１】
以上のように、本実施形態に係る光照射装置によれば、光照射対象を直接撮像できなかったり、光照射対象に直接信号光を照射できなかったりする場合であっても、光照射対象またはその近傍に飛翔体を誘導することができる。
【０１９２】
（ハードウェア構成）
次に、本発明の各実施形態に係る光照射装置の機能を可能とするためのハードウェア構成について、図４４のコンピュータ９０を一例として挙げて説明する。なお、図４４のコンピュータ９０は、各実施形態に係る光照射装置を可能とするための一構成例であって、本発明の範囲を限定するものではない。また、各実施形態に係る光照射装置は、図４４のコンピュータ９０の機能を有するマイクロコンピュータとすることが好ましい。
【０１９３】
図４４のように、コンピュータ９０は、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５、通信インターフェース９６を備える。プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５および通信インターフェース９６は、バス９９を介して互いにデータ授受可能に接続される。また、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３および入出力インターフェース９５は、通信インターフェース９６を介して、インターネットやイントラネットなどのネットワークと無線接続する。コンピュータ９０は、ネットワークを介して上位システムのサーバやコンピュータに接続され、上位システムからデータを受信する。
【０１９４】
プロセッサ９１は、補助記憶装置９３等に格納されたプログラムを主記憶装置９２に展開し、展開されたプログラムを実行する。本実施形態においては、コンピュータ９０にインストールされたソフトウェアプログラムを用いる構成とすればよい。プロセッサ９１は、本実施形態に係る光照射装置の演算処理や制御処理を実行する。
【０１９５】
主記憶装置９２は、プログラムが展開される領域を有する。主記憶装置９２は、例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの揮発性メモリとすればよい。また、ＭＲＡＭ（Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの不揮発性メモリを主記憶装置９２として構成・追加してもよい。
【０１９６】
補助記憶装置９３は、目的画像などの各種データを記憶する手段である。補助記憶装置９３は、ハードディスクやフラッシュメモリなどのローカルディスクによって構成される。なお、各種データを主記憶装置９２に記憶させる構成とし、補助記憶装置９３を省略することも可能である。
【０１９７】
入出力インターフェース９５は、コンピュータ９０と周辺機器との接続規格に基づいて、コンピュータ９０と周辺機器とを接続する装置である。通信インターフェース９６は、規格や仕様に基づいて、インターネットやイントラネットなどのネットワークに接続するためのインターフェースである。なお、図４４においては、インターフェースをＩ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）と略して表記している。入出力インターフェース９５および通信インターフェース９６は、外部機器と接続するインターフェースとして共通化してもよい。
【０１９８】
コンピュータ９０には、必要に応じて、キーボードやマウス、タッチパネルなどといった入力機器を接続できるように構成してもよい。それらの入力機器は、情報や設定の入力に使用される。なお、タッチパネルを入力機器として用いる場合は、表示機器の表示部が入力機器の入力部を兼ねる構成とすればよい。プロセッサ９１と入力機器との間のデータ授受は、入力インターフェース９５に仲介させればよい。
【０１９９】
通信インターフェース９６は、ネットワークを通じて、別のコンピュータやサーバなどの上位システムに接続される。上位システムは、通信インターフェース９６を介して、本発明の各実施形態で用いる基本画像の位相分布をコンピュータ９０に送信する。また、上位システムは、通信インターフェース９６を介して、本発明の各実施形態で用いる各種データをコンピュータ９０に送信する。
【０２００】
また、コンピュータ９０には、各種の情報を表示するための表示機器を備え付けてもよい。表示機器を備え付ける場合、コンピュータ９０には、表示機器の表示を制御するための表示制御装置（図示しない）が備えられていることが好ましい。表示機器は、入力インターフェース９５を介してコンピュータ９０に接続すればよい。
【０２０１】
また、コンピュータ９０には、必要に応じて、リーダライタを備え付けてもよい。リーダライタは、バス９９に接続され、プロセッサ９１と図示しない記録媒体（プログラム記録媒体）との間で、記録媒体からのデータ・プログラムの読み出し、コンピュータ９０の処理結果の記録媒体への書き込みなどを仲介する。記録媒体は、例えばＳＤ（Ｓｅｃｕｒｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ）カードやＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）メモリなどの半導体記録媒体などで実現できる。また、記録媒体５１６は、フレキシブルディスクなどの磁気記録媒体、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）などの光学記録媒体やその他の記録媒体によって実現してもよい。
【０２０２】
以上が、本発明の各実施形態に係る光照射装置を可能とするためのハードウェア構成の一例である。なお、図４４のハードウェア構成は、各実施形態に係る光照射装置を可能とするためのハードウェア構成の一例であって、本発明の範囲を限定するものではない。また、各実施形態に係る光照射装置による処理をコンピュータに実行させる処理プログラムも本発明の範囲に含まれる。さらに、各実施形態に係る処理プログラムを記録したプログラム記録媒体も本発明の範囲に含まれる。
【０２０３】
以上、実施形態を参照して本発明を説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【０２０４】
この出願は、２０１５年４月２０日に出願された日本出願特願２０１５−０８５８２２を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【０２０５】
１    光照射装置
１０    本体
１１    アンテナ
１２    通信手段
１３    飛行制御手段
１４    プロペラ駆動手段
１５    充電池
１７    子機脱着手段
１８    子機
２０    プロペラ
２１    ブレード
２２    モータ
２５    フレーム
３０    情報入出力機能
３１    撮像手段
３２    投射手段
３３    制御手段
３６    光源
３７    光源駆動部
３８    投射部
５０    給電ステーション
５１    通信部
５２    離着陸スペース
５３    給電制御部
５４    給電部
６０    監視センタ
１３１    情報入力部
１３２    情報処理部
１３３    飛行位置特定部
１３４    駆動条件設定部
１３５    飛行条件記憶部
１３６    充電池監視部
１７１    受信部
１７２    脱着制御部
１７３    脱着機構
１８１    子機側脱着機構
１８２    対象付着機構
１８３    発光部
２００    光照射対象検出装置
２０１    マイクロ波発生部
２０２    マイクロ波照射部
２０３    反射波受信部
２０４    計測部
３０１    カメラ
３０２    プロジェクタ
３１１    撮像素子
３１３    画像処理プロセッサ
３１４    内部メモリ
３１５    データ出力部
３２１    光源駆動部
３２２    光源
３２４    位相変調素子制御部
３２５    位相変調素子
３２６    投射部
３２７    フーリエ変換レンズ
３２８    アパーチャ
３２９    投射レンズ
３３１    撮像制御部
３３２    通信部
３３３    処理部
３３４    投射画像記憶部
３３５    投射制御部
３３６    音波制御部
３３７    波形記憶部
３３８    音波判定部
３４１    画像取得部
３４２    画像解析部
３４３    対象記憶部
３４４    対象認識部
３４５    照射条件決定部
３４６    照射パターン記憶部
３４７    対象位置推定部
３４８    照射位置最適化部
３５１    音波出力手段
３５２    音波入力手段
【図１】
2016170766.tif 000003
【図２】
2016170766.tif 000004
【図３】
2016170766.tif 000005
【図４】
2016170766.tif 000006
【図５】
2016170766.tif 000007
【図６】
2016170766.tif 000008
【図７】
2016170766.tif 000009
【図８】
2016170766.tif 000010
【図９】
2016170766.tif 000011
【図１０】
2016170766.tif 000012
【図１１】
2016170766.tif 000013
【図１２】
2016170766.tif 000014
【図１３】
2016170766.tif 000015
【図１４】
2016170766.tif 000016
【図１５】
2016170766.tif 000017
【図１６】
2016170766.tif 000018
【図１７】
2016170766.tif 000019
【図１８】
2016170766.tif 000020
【図１９】
2016170766.tif 000021
【図２０】
2016170766.tif 000022
【図２１】
2016170766.tif 000023
【図２２】
2016170766.tif 000024
【図２３】
2016170766.tif 000025
【図２４】
2016170766.tif 000026
【図２５】
2016170766.tif 000027
【図２６】
2016170766.tif 000028
【図２７】
2016170766.tif 000029
【図２８】
2016170766.tif 000030
【図２９】
2016170766.tif 000031
【図３０】
2016170766.tif 000032
【図３１】
2016170766.tif 000033
【図３２】
2016170766.tif 000034
【図３３】
2016170766.tif 000035
【図３４】
2016170766.tif 000036
【図３５】
2016170766.tif 000037
【図３６】
2016170766.tif 000038
【図３７】
2016170766.tif 000039
【図３８】
2016170766.tif 000040
【図３９】
2016170766.tif 000041
【図４０】
2016170766.tif 000042
【図４１】
2016170766.tif 000043
【図４２】
2016170766.tif 000044
【図４３】
2016170766.tif 000045
【図４４】
2016170766.tif 000046
【手続補正書】
【提出日】平成29年9月14日(2017.9.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視領域を撮像する少なくとも一つの撮像手段と、
前記監視領域に信号光を照射する少なくとも一つの投射手段と、
前記撮像手段に前記監視領域を撮像させる制御をするとともに、前記投射手段に前記信号光を照射させる制御をする制御手段と、
自装置を空中で移動させるための少なくとも一つのプロペラと、
前記プロペラを制御することによって自装置の飛行を制御する飛行制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記撮像手段によって撮像された画像データ上で信号光を照射すべき光照射対象を認識した場合、前記光照射対象に向かって信号光を照射するように前記投射手段を制御する光照射装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記撮像手段を制御する撮像制御部と、
前記投射手段を制御する投射制御部と、
前記監視領域を撮像した前記画像データを解析する処理部とを有し、
前記処理部は、
前記画像データを前記撮像手段から取得する画像取得部と、
前記画像取得部によって取得された前記画像データを解析し、前記画像データ上で光照射候補を検出し、検出した前記光照射候補に関する情報を出力する画像解析部と、
前記光照射対象に関する情報を記憶する対象記憶部と、
前記画像解析部によって出力された前記光照射候補に関する情報を取得した際に、前記対象記憶部に記憶された前記光照射対象に関する情報を参照して前記光照射候補が前記光照射対象であるか否かを検証し、前記光照射対象が認識された場合、前記光照射候補に関する情報を出力する対象認識部と、
前記光照射対象に照射する信号光の照射パターンを記憶する照射パターン記憶部と、
前記対象認識部から出力された前記光照射候補に関する情報に基づいて、前記照射パターン記憶部を参照して前記照射パターンを決定する照射条件決定部とを有する請求項１に記載の光照射装置。
【請求項３】
前記飛行制御手段は、
自装置が飛行している位置を特定する飛行位置特定部と、
自装置の飛行条件を記憶する飛行条件記憶部と、
前記監視領域および前記光照射対象に関する情報を入力する情報入力部と、
前記情報入力部に入力された情報に基づいて、自装置の飛行条件を設定する情報処理部と、
前記飛行条件記憶部に記憶された飛行条件を参照して前記プロペラの駆動条件を設定する駆動条件設定部とを有する請求項１または２に記載の光照射装置。
【請求項４】
前記光照射対象に向けて指向性のある音波を出力する音波出力手段を有する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光照射装置。
【請求項５】
前記監視領域の監視時に音波を取得する音波入力手段を備え、
前記制御手段は、
前記光照射対象から発せられる音波の特徴データを記憶する波形記憶部と、
前記音波入力手段によって取得された音波の波形と、前記波形記憶部に記憶された音波の特徴データとを比較し、前記監視領域の監視時に取得された音波の波形に前記光照射対象から発せられた特徴データの有無を判定する音波判定部とを有する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光照射装置。
【請求項６】
切り離し可能な少なくとも一つ子機を搭載し、
前記子機は、
特定の対象物を誘導する誘導光を発生させる発光部を有する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光照射装置。
【請求項７】
前記投射手段は、
特定波長の光を出射する光源と、
前記制御手段の制御に応じて、前記光源を駆動させる光源駆動部と、
前記光源から出射された光が入射する表示面を有し、前記光照射対象に照射する画像の位相分布を前記表示面に表示する位相変調素子と、
前記位相変調素子の表示面に前記位相分布を表示させる位相変調素子制御部と、
前記位相変調素子の表示面から出射された信号光を前記光照射対象に投射する投射部とを有する請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光照射装置。
【請求項８】
前記投射手段は、
前記監視領域の複数の前記光照射対象に対して同時に信号光を照射する請求項７に記載の光照射装置。
【請求項９】
前記光源は、
赤外領域の波長のレーザ光を出射し、
前記位相変調素子制御部は、
暗号化された画像の位相分布を前記位相変調素子の表示面に表示させる制御をする請求項７または８に記載の光照射装置。
【請求項１０】
監視領域を撮像する撮像手段と、前記監視領域に信号光を照射する投射手段と、前記撮像手段に前記監視領域を撮像させる制御をするとともに、前記投射手段に前記信号光を照射させる制御をする制御手段と、自装置を空中で移動させるための少なくとも一つのプロペラと、前記プロペラを制御することによって自装置の飛行を制御するとともに、自装置に搭載された蓄電池の充電状態を監視する飛行制御手段とを備える少なくとも一つの光照射装置と、
前記撮像手段と、前記投射手段と、前記制御手段とを備える少なくとも一つの据置型のカメラステーションとを備え、
前記制御手段は、
前記撮像手段によって撮像された画像データ上で信号光を照射すべき光照射対象を認識した場合、前記光照射対象に向かって信号光を照射するように前記投射手段を制御する光照射システム。
【国際調査報告】
2016170766.tif 000047
2016170766.tif 000048
2016170766.tif 000049
2016170766.tif 000050