(57)【要約】【課題】  良好な画質の監視画像を得ることのできる監視装置を提供する。【解決手段】  監視画角の情報がレーザレーダ制御部２内のズームレンズ制御部２８に入力されると、ズームレンズ制御部２８は、この監視画角に基づいて、受光部１２の位置を調節する。一方、この監視画角の情報は、送光レンズ制御部２７へも入力される。送光レンズ制御部２７は、この監視画角に適した照射領域にレーザ光が照射されるような位置に送光レンズ１１２を移動させる。これにより、送光レンズ１１２の位置を監視画角に応じて適切な位置に移動させることが可能となり、適切なレーザ照射領域及び監視画角にて、監視対象の情報を取得することが可能となる。【選択図】      図１
2006317304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する送光手段と、前記送光手段から出射された光が監視対象に到達し、前記監視対象により反射された反射光が到達するタイミングに合わせてシャッタを開き、取り込んだ前記反射光を画像信号に変換して出力する撮像手段とを備える監視装置であって、
前記撮像手段の監視画角に基づいて、前記送光手段の照射領域を調節する送光制御手段を備える監視装置。
【請求項２】
前記監視対象までの距離に基づいて前記撮像手段の監視画角を調節する撮像制御手段を更に備える請求項１に記載の監視装置。
【請求項３】
前記撮像手段から出力された画像信号のノイズ評価を行う評価手段を備え、
前記送光制御手段及び／又は前記撮像制御手段は、前記評価手段によるノイズ評価の結果に応じて、前記送光手段の照射領域及び／又は前記撮像手段の監視画角を調節する請求項２に記載の監視装置。
【請求項４】
光を出射する送光手段と、
前記送光手段から出射された光が監視対象に到達し、前記監視対象により反射された反射光が到達するタイミングに合わせてシャッタを開き、取り込んだ前記反射光を画像信号に変換して出力する撮像手段と、
前記送光手段が光を出射したタイミングと、前記撮像手段が前記シャッタを開くタイミングとに基づいて、前記監視対象までの距離を算出する距離算出手段と、
前記距離算出手段により算出された距離を用いて、前記監視対象の位置を特定する位置特定手段と、
海域の地理情報が格納されている記憶手段と、
前記位置特定手段により特定された前記監視対象の位置と前記記憶手段に格納されている地理情報とを照合することにより、前記監視対象の位置の状態を判定する判定手段と
を具備する監視装置。
【請求項５】
前記判定手段の判定結果に基づいて、前記監視対象の追尾を行う追尾手段を備える請求項４に記載の監視装置。
【請求項６】
前記送光手段が有する光源の近傍に設けられ、前記光源から出射される光を検知する光検知手段と、
前記光検知手段により光が検知されたタイミングを基準として、前記撮像手段のシャッタタイミングを決定するシャッタタイミング決定手段と
を具備する請求項１から請求項５のいずれかの項に記載の監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶などにおける障害物などの監視を行う監視装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、船舶等に設置され、広範囲に渡り物体を探知する監視装置として、レーザレーダを使用した監視装置がある（例えば、特開２００２−１６２４６６号公報参照）。
このようなレーザレーダを用いた監視装置は、例えば、図１２に示すように、レーザレーダ５１と、レーザレーダ５１を制御するレーザレーダ制御部５２と、レーザレーダ５１により得られた画像信号を表示する表示部５３とを備えている。レーザレーダ５１は、回旋台５４により、その迎角及び回転角が制御される構成となっている。
このような構成において、監視時においては、レーザレーダ５１内のレーザヘッドからパルスレーザ光を船舶の周辺に出射し、このレーザ光が監視対象Ａに到達して反射された反射光をレーザレーダ５１内に設けられた受光部にて撮像し、この画像信号を表示部５３に出力することにより、周囲に存在する物体（ここでは、監視対象Ａ）が表示部５３に表示される。
【特許文献１】特開２００２−１６２４６６号公報（第２−４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した監視装置では、監視対象Ａまでの距離が変化しても、その変化に連動して、送光部又は受光部の設定が調節されないため、遠方を監視する場合と、近傍を監視する場合とで、監視画像の画質が大きく異なるなどの問題があった。また、レーザ光を出射する送光部と、レーザ光の反射光を撮像する受光部とが連動していないため、最適な設定にて画像を取得することができない等の問題があった。
更に、上述した監視装置では、取得した監視画像を表示装置に表示させるだけであったため、その監視画像を確認した後の判断などについては、すべて監視員にゆだねられており、監視員などの負担が大きいという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題を解決する為になされたもので、第１の目的は、送光部と受光部とを連動させることにより、良好な画質の監視画像を得ることのできる監視装置を提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、監視員の負担を低減することのできる監視装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、光を出射する送光手段と、前記送光手段から出射された光が監視対象に到達し、前記監視対象により反射された反射光が到達するタイミングに合わせてシャッタを開き、取り込んだ前記反射光を画像信号に変換して出力する撮像手段とを備える監視装置であって、前記撮像手段の監視画角に基づいて、前記送光手段の照射領域を調節する送光制御手段を備える監視装置を提供する。
【０００６】
上記構成によれば、撮像手段は、送光手段から出射された光が監視対象に到達し、その反射光が戻ってくるタイミングに合わせて、シャッタを開くので、所望の反射光のみを取り込むことができる。この場合において、送光制御手段により、撮像手段の監視画角に基づいて送光手段の照射領域が調節されるので、監視画角に合わせた好適な領域に光を照射させることが可能となる。これにより、撮像手段により得られる画像信号を最適な画質の画像信号とすることができ、この画像信号を表示装置などに表示させることにより、最適な画質の監視画像を得ることが可能となる。
【０００７】
上記記載の監視装置は、前記監視対象までの距離に基づいて、前記撮像手段の監視画角を調節する撮像制御手段を更に備えると良い。
【０００８】
上記構成によれば、撮像制御手段により撮像手段の監視画角が調節されることにより、監視対象までの距離に対応する好適な監視画角に撮像手段の画角を設定することが可能となる。これにより、撮像手段により得られる画像信号は、監視対象までの距離に応じて設定された最適な監視画角、更に、その監視画角に合わせて設定された最適な照射領域によって取得されたものとなるので、この画像信号を表示装置などに表示させることにより、最適な画質の監視画像を得ることができる。
【０００９】
上記構成の監視装置は、前記撮像手段から出力された画像信号のノイズ評価を行う評価手段を備え、前記送光制御手段及び／又は前記撮像制御手段は、前記評価手段によるノイズ評価の結果に応じて、前記送光手段の照射領域及び／又は前記撮像手段の監視画角を調節すると良い。
【００１０】
上記構成によれば、評価手段により撮像手段から出力された画像信号に基づく画像のノイズ評価が行われる。そして、送光制御手段及び／又は前記撮像制御手段が、上記ノイズ評価の結果が向上するように、照射領域及び／又は監視画角を調節することにより、監視画像のノイズを低減させることが可能となる。これにより、監視画像の画質を更に向上させることができる。
送光制御手段及び／又は撮像制御手段は、例えば、上記評価手段によるノイズ評価の結果、例えば、Ｓ／Ｎ（Signal to Noise ratio）比が予め設定されているＳ／Ｎ比よりも高くなるように、照射領域及び／又は監視画角を調節すると良い。
或いは、送光制御手段及び／又は撮像制御手段が、照射領域及び／又は監視画角の設定を段階的に変化させたときのノイズ評価の結果（例えば、Ｓ／Ｎ比）を蓄積し、その中で最もＳ／Ｎ比が高かったときの照射領域及び／又は監視画角を決定し、この照射領域及び／又は監視画角を用いて監視を行うようにしても良い。
【００１１】
本発明は、光を出射する送光手段と、前記送光手段から出射された光が監視対象に到達し、前記監視対象により反射された反射光が到達するタイミングに合わせてシャッタを開き、取り込んだ前記反射光を画像信号に変換して出力する撮像手段と、前記送光手段が光を出射したタイミングと、前記撮像手段が前記シャッタを開くタイミングとに基づいて、前記監視対象までの距離を算出する距離算出手段と、前記距離算出手段により算出された距離を用いて、前記監視対象の位置を特定する位置特定手段と、海域の地理情報が格納されている記憶手段と、前記位置特定手段により特定された前記監視対象の位置と前記記憶手段に格納されている地理情報とを照合することにより、前記監視対象の位置の状態を判定する判定手段とを具備する監視装置を提供する。
【００１２】
上記構成によれば、送光手段が光を出射するタイミングと、その光が監視対象に到達し、監視対象により反射された反射光を取り込むべく、撮像手段のシャッタが開かれるタイミングとに基づいて、監視対象までの距離が算出される。そして、この距離を用いて監視対象の位置が特定される。これは、例えば、当該装置の位置及び監視対象の方角がわかれば、上記距離を用いて、監視対象の位置を容易に特定することができる。
ここで、当該装置の位置は、例えば、ＧＰＳを用いることにより取得が可能であり、監視対象の方角は、送光手段或いは撮像装置の向きにより取得することが可能である。そして、このようにして特定された監視対象の位置と、記憶手段に格納されている近傍の地理情報とが照合されることにより、監視対象の位置の状態が判定される。これにより、例えば、浅瀬、重要設備等に必要以上に接近している場合や、規定航路以外を航行している場合に、監視対象が危険なものなのか否かを判断することが可能となり、監視員が自ら危険か否かを判断することがなくなり、負担を軽減することができる。
【００１３】
上記記載の監視装置において、前記判定手段の判定結果に基づいて、前記監視対象の追尾を行う追尾手段を備えると良い。
【００１４】
上記構成によれば、例えば、判定手段により、監視対象が危険であると判定された場合には、監視対象の追尾が追尾手段により行われるため、必要に応じて監視対象の更なる情報を取得することが可能となる。これにより、監視員などの負担軽減や見落としなどの危険を低減させることが可能となる。
【００１５】
上記記載の監視装置は、前記送光手段が有する光源の近傍に設けられ、前記光源から出射される光を検知する光検知手段と、前記光検知手段により光が検知されたタイミングを基準として、前記撮像手段のシャッタタイミングを決定するシャッタタイミング決定手段とを具備すると良い。
【００１６】
上記構成によれば、送光手段が有する光源の近傍には、光を検知する光検知手段が設けられ、更に、この光検知手段により光が検知されたタイミングを基準として、撮像手段のシャッタタイミングが決定される。これにより、送光手段に対して出射のタイミングを指示する信号が入力されてから実際に送光手段から光が発せられるまでの時間差（ジッタ）を解消することが可能となる。これにより、撮像手段のシャッタタイミングの精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の監視装置によれば、送光手段と撮像手段とを連動させることにより、良好な画質の監視画像を得ることができるという効果を奏する。
また、本発明の監視装置によれば、監視員の負担を低減することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
〔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全体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、レーザレーダ１、レーザレーダ制御部２、制御装置３、及び表示装置（表示手段）４を備えて構成されている。
【００１９】
レーザレーダ１は、送光部（送光手段）１１、受光部（撮像手段）１２を備えて構成されている。
上記送光部１１は、例えば、パルス状のレーザ光を発するレーザ発振器１１１と、レーザ発振器１１１から発せられたレーザ光を拡張して外部へ向けて出力する送光レンズ１１２、及び送光レンズ１１２の位置を調節するための送光レンズアクチュエータ（図示略）を主な構成要素として備えている。
上記レーザ発振器１１１は、例えば、半導体レーザなどの小型のレーザであり、後述するレーザレーダ制御部２内のレーザ電源２６から電源供給をうけ、パルス状のレーザ光を出射する。また、送光レンズアクチュエータは、後述するレーザレーダ制御部２内の送光レンズ制御部（送光制御手段）２７から供給される制御信号に基づいて、送光レンズ１１２の位置を調節する。これにより、送光レンズ１１２を通過して外部へ放射される光の照射領域を所望の範囲に調節することが可能となる。
【００２０】
受光部１２は、例えば、ズームレンズ１２１、高速ゲート装置１２２、及びＩＣＣＤ（イメージインテンシファイアＣＣＤ）カメラヘッド１２３を備えて構成されている。ズームレンズ１２１は、上記送光部１１から発せられ、監視対象により反射された反射光を集光して、高速ゲート装置１２２に導く。このズームレンズ１２１は、後述するレーザレーダ制御部２内に設けられたズームレンズ制御部（撮像制御手段）２８により供給される制御信号に基づいて向きなどが調節される。高速ゲート装置１２２は、後述するレーザレーダ制御部２内に設けられた高速ゲート装置制御部（シャッタタイミング決定手段）２４により駆動されるものであり、ズームレンズ１２１により導かれた光をＩＣＣＤカメラヘッド１２３に取り込むシャッタとして機能する。ＩＣＣＤカメラヘッド１２３は、取り込んだ光を電気信号に変換して画像信号を生成し、この画像信号をレーザレーダ制御部２内の画像処理装置２５へ出力する。
このようなレーザレーダ１は、旋回台５によりその回転角及び迎角が所望の角度に調節される構造となっている。
【００２１】
レーザレーダ制御部２は、制御装置３から供給される各種制御信号に基づいて、上記レーザレーダ１の送光部１１、受光部１２、及び旋回台５を制御する。レーザレーダ制御部２は、例えば、旋回台駆動部２１、同期回路２２、制御信号変換装置２３、高速ゲート装置制御部２４、画像処理装置２５、レーザ電源２６、送光レンズ制御部２７、及びズームレンズ制御部２８などを備えている。
制御装置３は、レーザレーダ２を制御するための各種制御信号を生成し、生成した各種制御信号をレーザレーダ制御部２に出力するとともに、レーザレーダ制御部２から供給される監視結果を表示装置４へ出力する。また、制御装置３は、図示しない入力装置と接続されており、この入力装置から入力された情報をレーザレーダ制御部２へ供給する。
表示装置４は、制御装置３から入力される監視結果を表示する表示モニタ（図示略）を備えている。
【００２２】
上述したレーザレーダ制御部２及び制御装置３は、例えば、ＣＰＵ（中央演算装置）、ＨＤ（Hard
Disc）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えるコンピュータシステムを内蔵している。後述の各種機能を実現するための一連の処理過程は、プログラムの形式でＨＤ又は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、後述の各種機能を実現させる。
【００２３】
次に、本実施形態に係る監視装置の作用について、説明する。
まず、監視時において、制御装置３は、図示しない入力装置から監視画角が入力されると、その監視画角の情報をレーザレーダ制御部２へ供給する。更に、制御装置３は、レーザ光を所定のタイミングで出射させるために必要となる同期制御信号、所定のタイミングで出射したレーザ光が所定の物体に到達し、反射された反射光のみを受光部１２が備えるＩＣＣＤカメラヘッド１２３に取り込むためのシャッタ駆動信号などを生成し、これらをレーザレーダ制御部２に出力する。
【００２４】
制御装置３から出力された監視画角の情報は、レーザレーダ制御部２内の送光レンズ制御部２７及びズームレンズ制御部２８に供給される。
送光レンズ制御部２７は、入力情報として取得した監視画角に適した照射領域を設定し、設定した照射領域に光が照射されるように、送光部１１の送光レンズ１１２の位置を調節する。具体的には、送光レンズ制御部２７は、監視画角に対して最適な照射領域が得られるような位置に送光レンズ１１２を移動させるための駆動信号を生成し、この駆動信号を図示しない送光レンズアクチュエータに出力する。これにより、監視画角に対して最適な照射領域となるように、送光レンズ１１２の位置が調節される。
【００２５】
上記監視画角に適した照射領域の設定については、例えば、送光レンズ制御部２７は、監視画角とそれに適した照射領域とを対応付けたテーブルを保有しており、このテーブルを参照することにより、監視画角に適した照射領域を設定するようにしても良い。或いは、上述のテーブルに代わって、監視画角と送光レンズ１１２の位置とを直接的に対応付けたテーブルを保有しており、このテーブルから送光レンズ１１２の位置を直接的に取得するような構成としても良い。この監視画角と送光レンズ１１２とを対応付けたテーブルの一例を図２に示す。図２において、縦軸は、送光レンズ１１２の位置、横軸は監視画角である。この図に示すように、監視画角が決定されれば、送光レンズの位置が一意的に決定されることとなる。
【００２６】
一方、ズームレンズ制御部２８は、受光部１２の監視画角が、入力情報として取得した監視画角となるようにレーザレーダ１内に配置されたズームレンズ１２１を駆動する駆動信号を生成し、この駆動信号を図示しないズームレンズアクチュエータに出力する。これにより、ズームレンズ１２１が監視画角に応じた位置まで移動される。
【００２７】
また、制御装置３から出力された同期制御信号及びシャッタ駆動信号は、レーザレーダ制御部２内の制御信号変換装置２３を経由して、同期回路２２、高速ゲート装置制御部２４へそれぞれ供給される。
同期回路２２は、入力された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生成し、この同期信号をレーザ電源２６及び高速ゲート装置制御部２４に出力する。
レーザ電源２６は、同期回路２２から供給された同期信号に基づいて、レーザレーダ１が備える送光部１１内のレーザ発振器１１１の動作信号を生成し、この動作信号に基づいてレーザ発振器１１１を駆動する。これにより、所定のタイミングでレーザ発信器１１１からパルスレーザ光が発せられることとなる。
一方、高速ゲート装置制御部２４は、制御装置３から入力されたシャッタ駆動信号及び同期回路２２から入力された同期信号に基づいて、レーザレーダ１が備える受光部１２の高速ゲート装置１２２を駆動する。
【００２８】
これにより、まず、レーザ電源２６によりレーザ発振器１１１が駆動されることにより、所定のタイミングでパルス状のレーザ光がレーザ発振器１１１から出射される。このレーザ光は、送光レンズ制御部２７にて位置が調節された送光レンズ１１２を通過することにより、監視画角に適した照射領域が得られるよう拡張されて、外部へ出射される。そして、照射領域内に存在する物体により反射された上記レーザ光は、所定の監視画角に設定された受光部１２のズームレンズ１２１を介して高速ゲート装置１２２へ導かれる。そして、高速ゲート装置１２２は、高速ゲート装置制御部２４から供給されるシャッタ駆動信号に基づいて駆動されることにより、物体によって反射されてきたレーザ光のみをＩＣＣＤカメラヘッド１２３に取り込むことが可能となる。
【００２９】
そして、ＩＣＣＤカメラヘッド１２３により取り込まれた光の情報は、電気信号である画像信号に変換されて、レーザレーダ制御部２内の画像処理装置２５に出力される。画像処理装置２５は、所定の画像処理を画像信号に施し、この画像信号を出力する。画像処理装置２５からの画像信号は、制御信号変換装置２３を経由して制御装置３へ入力される。制御装置３は、入力された画像信号を表示装置４に出力する。これにより、物体の輪郭などが可視情報として、表示装置４の表示モニタに表示されることとなる。そして、表示モニタに表示された画像を監視員等が確認することにより、照射領域に存在した物体の形状や大きさなどの情報を取得することが可能となる。
【００３０】
以上、述べてきたように、本実施形態に係る監視装置によれば、図示しない入力装置から指定された監視画角に基づいて、送光部１１から出射されるレーザ光の照射領域が調節されるので、図３及び図４に示すように監視画角に連動して照射領域を変化させることが可能となる。つまり、図３に示すように、監視画角が大きいときには、照射領域も監視画角に合わせて大きくなるように調節され、図４に示すように、監視画角が小さい場合には、照射領域も連動して小さくなるように調節される。そして、照射領域は、常に、監視画角による領域よりも小さな範囲に調節されるので、無駄な光の照射を防止することができ、効率よく監視を行うことが可能となる。
このように、監視画角に合わせた好適な範囲に光を照射させることが可能となるので、撮像手段により得られる画像信号を最適な画質の画像信号とすることができ、この画像信号を表示装置４などに表示させることにより、最適な画質の監視画像を得ることが可能となる。
【００３１】
〔第２の実施形態〕
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。本実施形態に係る監視装置は、その構成を第１の実施形態に係る監視装置の構成と略同じくするが、上述した第１の実施形態に係る監視装置では、入力装置（図示略）から監視画角が入力されるのに対し、本実施形態に係る監視装置では、入力装置（図示略）から監視対象までの距離が入力される点で異なる。
本実施形態では、監視対象までの距離に基づいて、最適な監視画角及びレーザ光の最適な照射領域を設定し、監視を行う。以下、本実施形態に係る監視装置について図１を参照して説明する。
【００３２】
まず、図示しない入力装置から監視対象までの距離が入力されると、この距離は、制御装置３からレーザレーダ制御部２内のズームレンズ制御部２８へ供給される。ズームレンズ制御部２８は、監視対象までの距離に基づいて、その距離に適した監視画角を設定する。例えば、ズームレンズ制御部２８は、監視対象までの距離とその距離に適した監視画角とを対応付けたテーブルを保有しており、このテーブルを参照することにより、入力情報として得た距離に対応する最適な監視画角を設定する。
【００３３】
図５に、監視対象までの距離と監視画角とを対応付けたテーブルの一例を示す。この図に示すように、監視対象までの距離が長いほど、監視画角が狭く設定されるようになっている。これは、遠距離の監視においては、ＩＣＣＤカメラヘッド１２３に入射するレーザ光の反射成分が減少するため、近距離を監視する場合に比べて、画角を狭めて、カメラ入射光量を保持する必要があるからである。
ズームレンズ制御部２８は、このようなテーブルを参照することにより、監視画角を設定すると、この監視画角に応じた位置にズームレンズ１２１を移動させるための駆動信号を生成し、これをズームレンズアクチュエータに供給する。これにより、ズームレンズ１２１が監視画角に応じた位置に移動されることとなる。
【００３４】
一方、ズームレンズ制御部２８は、設定した上記監視画角の情報を送光レンズ制御部２７へ出力する。これにより、送光レンズ制御部２７は、送光部１１による照射領域がこの監視画角に適した領域となるように、送光部１１を制御する。なお、送光レンズ制御部２７の処理については、上述と同様である。
そして、上述したように、監視対象までの距離に基づいて監視画角が設定され、この監視画角に適した照射領域が設定されることにより、図６に示すように、監視対象Ａまでの距離が長いほど、監視画角が狭く設定され、これに連動して照射領域が狭い範囲に設定されることとなる。
【００３５】
以上説明してきたように、本実施形態に係る監視装置によれば、監視対象までの距離に基づいて最適な監視画角が得られるよう受光部１２を調節し、更に、その監視画角に適した照射領域が得られるよう送光部１１を調節するので、監視対象までの距離に応じた最適な監視を行うことが可能となる。これにより、監視結果として表示された画像の画質を最適なものにすることができる。
【００３６】
なお、上述した第２の本実施形態に係る監視装置において、受光部１２にて取得された画像信号のノイズ評価をするノイズ評価機能（ノイズ評価手段）を画像処理装置２５に付加し、このノイズ評価機能の評価結果に基づいて、上述の監視画角及び照射領域を微調節するようにしても良い。
具体的には、上述した監視装置において、設定された監視画角及び照射領域を段階的に少しずつ変化させながら、受光部１２にて取得された画像信号のノイズ評価を画像処理装置２５にて行う。このノイズ評価は、例えば、Ｓ／Ｎ（Signal to Noise ratio）比を求めることにより行われる。
そして、ノイズ評価の結果得られた上記Ｓ／Ｎ比が予め設定されているノイズ許容値を上回った場合に、そのときの、監視画角及び照射領域を採用して、当該距離に係る監視を行うこととする。或いは、監視画角及び照射領域を段階的に変化させたときのＳ／Ｎ比を蓄積し、その中で最もＳ／Ｎ比が高かったときの照射領域及び監視画角を採用して、当該距離に係る監視を行うこととする。
このように、監視画角及び照射領域をノイズの評価結果に基づいて調節することにより、監視画像のノイズを低減させることが可能となり、画質の高い監視画像を得ることができる。
【００３７】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態に係る監視装置について説明する。
上述した第１の実施形態及び第２の実施形態においては、図７に示すような雨や霧などの要因により発生する散乱光の影響を回避するために、図８に示すように、送光部１１から出射された光が装置近傍における雨や霧などに反射して戻ってくる期間においては、高速ゲート装置１２２を閉じておくことにより、散乱光の影響を回避し、監視対象に到達したレーザ光の反射光が戻ってくるタイミングに合わせて高速ゲート装置１２２を開けることにより、図９に示すように、監視対象Ａからの反射光のみを取り込むことを可能にしている。
これに対して、本実施形態に係る監視装置では、図１０に示すように、強い散乱光を発生させる領域が受光部１２の監視画角に含まれないように、送光部１１と受光部１２とを配置する。これにより、上述したような高速ゲート装置１２２の開閉制御を行うことなく、簡易な処理により、雨や霧などによる散乱光の影響を回避し、監視対象Ａからの反射光を取り込むことが可能となる。
【００３８】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態に係る監視装置について説明する。
本実施形態に係る監視装置は、上述した第１乃至第３の実施形態に係る監視装置が備えるレーザレーダ制御部２内に、後述するような危険探知部を更に付加したものである。
本実施形態に係る危険探知部３０は、図１１に示されるように、距離算出部（距離算出手段）３１、位置特定部（位置特定手段）３２、記憶部（記憶手段）３３、判定部（判定手段）３４、及び追尾部（追尾手段）３５を備えている。この危険探知部３０が備える各部により実現される各機能を実現するための一連の処理過程は、例えば、プログラムの形式で、レーザレーダ制御部２が備えるＨＤ又はＲＯＭ等に記録されており、このプログラムをレーザレーダ制御部２に内蔵された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実現されるものである。
【００３９】
上記距離算出部３１は、送光部１１（図１参照）が光を出射したタイミングと、受光部１２が高速ゲート装置１２２を開くタイミングとに基づいて、監視対象Ａまでの距離を算出する。具体的には、送光部１１からレーザ光が出射された時刻とｔ１とし、その光が監視対象Ａに到達し、反射された反射光が受光部１２に取り込まれた時点をｔ２とした場合、監視対象Ａまでの距離Ｌは、以下の（１）式にて得ることができる。
Ｌ＝ｃ・（ｔ２−ｔ１）／２      （１）
上記（１）式にて、ｃは光の速度である。
【００４０】
上記位置特定部３２は、距離算出部３１によって算出された監視対象Ａまでの距離を用いて、監視対象Ａの位置を特定する。例えば、自己（監視装置）の位置情報と、そこを基点とした監視対象Ａの方角と距離とがわかれば、監視対象Ａの位置を特定することができる。ここで、自己の位置情報については、例えば、監視装置がＧＰＳ受信機等を備えることにより、位置情報を取得することが可能となる。また、監視対象Ａの方角については、送光部１２の旋回角に基づいて決定することが可能である。これらの情報により、位置特定部３２は、監視対象Ａの位置を特定する。
【００４１】
記憶部３３には、海域の地理情報が格納されている。これにより、位置がわかれば、その位置がどのような状態にあるのかを確認することができる。
判定部３４は、位置特定部３２により特定された監視対象Ａの位置と、記憶部３３に格納されている海域の地理情報とを照合することにより、監視対象Ａの位置がどのような状態にあるのかを判定する。これにより、浅瀬、重要設備等に必要以上に接近している場合や、規定航路以外を航行している場合に、監視対象Ａが危険なのか否かを判断することができる。
【００４２】
追尾部３５は、上記判定部３４により監視対象Ａが危険であると判定された場合に、その監視対象Ａの追尾を行う。
【００４３】
このように構成された危険探知部３０では、まず、距離算出部３１により、送光部１１の送光のタイミング及び受光部１２のシャッタタイミング（つまり、高速ゲート装置１２２が閉じられるタイミング）に基づいて、上記（１）式の式により監視対象Ａまでの距離が算出されると、この距離の情報は、位置特定部３２へ出力される。位置特定部３２は、自己の位置情報、監視対象Ａの方角、及び距離算出部３１から取得した距離を用いて、監視対象Ａの位置を特定し、特定した位置情報を判定部３４へ出力する。判定部３４は、位置特定部３２から入力された監視対象Ａの位置情報に基づいて、近傍の地理情報を記憶部３３から抽出し、抽出した地理情報と監視対象Ａの位置情報とを照合することにより、監視対象Ａが危険なものか否かを判定する。この結果、監視対象Ａが危険であると判定した場合には、その判定結果を追尾部３５へ出力する。追尾部３５は、この判定結果を受け取ると、監視対象Ａの追尾を行う。
【００４４】
以上述べてきたように、本実施形態に係る監視装置によれば、危険探知部３０を備えるので、監視対象Ａが危険であると判断した場合には、その監視対象Ａを追尾することが可能となる。これにより、必要に応じて、自動的に監視対象Ａの追尾が行われるので、監視員などの負担軽減させることが可能となるとともに、見落としなどの危険を低減させることが可能となる。
【００４５】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
第１に、上述した第１乃至第４の実施形態に係る監視装置において、レーザレーダ１又は旋回台５に、動揺補正機能を付加しても良い。このように、動揺補正機能を付加することにより、例えば、風などの影響によりレーザレーダ１が振動して、受光部１２にて取得さる画像のピントがずれるなどの不具合を防止することが可能となり、高い画質の監視画像を得ることができる。
第２に、上述した第１、第２、及び第４の実施形態に係る監視装置において、送光部１１が備えるレーザ発振器１１１の出射口に、光を検知する光センサ（光検知手段）を設け、光センサによって光が検知されたタイミングを基準として、レーザレーダ制御部２内の高速ゲート装置制御部（シャッタタイミング決定手段）が受光部１２が備える高速ゲート装置１２２のシャッタタイミングを決定するようにしても良い。
このような構成によれば、送光部１１のレーザ発振器１１１に対して出射のタイミングを指示する信号が入力されてから実際にレーザ光が発せられるまでの時間差（ジッタ）を解消することが可能となる。これにより、受光部１２の高速ゲート装置１２２のシャッタタイミングの精度を向上させることができ、画質の良い監視画像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】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したブロック図である。
【図２】監視画角と送光レンズ位置とを対応付けたテーブルの一例を示す図である。
【図３】監視画角が広い場合におけるレーザ光の照射領域の一例を示した図である。
【図４】監視画角が狭い場合におけるレーザ光の照射領域の一例を示した図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る監視装置において、監視対象までの距離と監視画角とを対応付けたテーブルの一例を示した図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る監視装置において、監視対象までの距離を変化させた場合の監視画角とレーザ光の照射領域との変化を示した図である。
【図７】雨や霧に起因する散乱光について示した説明図である。
【図８】高速ゲート装置のシャッタタイミングについて示した説明図である。
【図９】図８のシャッタタイミングで高速ゲート装置を動作させた場合に、ＩＣＣＤカメラヘッドに取り込まれる情報について示した図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る監視装置において、送光部と受光部との配置の位置関係の一例を示した図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係る監視装置が備える危険探知部の概略構成を示したブロック図である。
【図１２】従来の監視装置について示した説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  レーザレーダ装置
２  レーザレーダ制御部
３  制御装置
４  表示装置
５  旋回台
１１  送光部
１２  受光部
２１  旋回台駆動部
２２  同期回路
２３  制御信号変換装置
２４  高速ゲート装置制御部
２５  画像処理装置
２６  レーザ電源
２７  送光レンズ制御部
２８  ズームレンズ制御部
１１１  レーザ発振器
１１２  送光レンズ
１２１  ズームレンズ
１２２  高速ゲート装置
１２３  ＩＣＣＤカメラヘッド
【図１】
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【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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