(57)【要約】【課題】捜索物及び捜索領域の状況に応じて捜索を確実にすることができる海上捜索システム及び装置並びにこの捜索を実行するプログラムを提供する。【解決手段】海上に浮遊又は漂流又は走行している対象物を捜索する捜索方法であって、浮遊又は漂流又は走行している対象物の当該海域の海象条件を入力する入力装置１０３と、前記入力された海象条件及び対象物の大きさに応じた探知率変化を、予め記憶装置１０５に記憶されたデータベース１０６から読み出す読出し装置１０１と、前記読み出された探知率変化から対象物の認識確率を算出する算出装置１０２と、前記算出装置で算出された捜索モードを出力する出力装置１０４と、を備え、海象条件により捜索条件を策定する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
海上に浮遊又は漂流又は走行している対象物を捜索する捜索方法であって、
浮遊又は漂流又は走行している対象物の当該海域の海象条件を入力する第１の入力ステップと、
前記第１の入力ステップで入力された海象条件及び対象物の大きさに応じた探知率変化を、予め記憶装置に記憶されたデータベースから読み出す読出しステップと、
前記読み出された探知率変化から対象物の認識確率を算出する算出ステップと、
前記算出ステップで算出された捜索モードを出力する出力ステップと、
を備えたことを特徴とする海上における対象物の捜索方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記探知率変化が、対象物までの距離と、所定時間内において対象物を確認することができる割合である探知率との関係より求められることを特徴とする海上における対象物の捜索方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記海象条件が、波の周期と有義波高とにより定まることを特徴とする海上における対象物の捜索方法。
【請求項４】
請求項２又は３において、
前記認識確率が、下記式（１）より求めることを特徴とする海上における対象物の捜索方法。
１−［１−探知率（１回目）］×［１−探知率（２回目）］×［１−探知率（３回目）］×・・・×［１−探知率（ｎ回目）］・・・（１）
ここで、ｎは任意の整数である。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
前記対象物の捜索を地上又は船舶のいずれかより捜索装置を用いて行うことを特徴とする海上における対象物の捜索方法。
【請求項６】
請求項５において、
船舶で捜索する場合において、
さらに、海象条件に応じて船舶の進行速度（ｋｔ）、捜索装置の視野角（°）、捜索装置の旋回走査速度（°／ｓ）、又は捜索装置の旋回振幅（°）を入力する第２の入力ステップを備えたことを特徴とする海上における対象物の捜索方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一つにおいて、
さらに、捜索範囲を入力する第３の入力ステップを備えたことを特徴とする海上における対象物の捜索方法。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれか一つおいて、
前記捜索装置が、レーザレーダ、可視カメラ、赤外カメラのいずれか一種又はこれらの組合せであることを特徴とする海上における対象物の捜索方法。
【請求項９】
海上に浮遊又は漂流又は走行している対象物を捜索する捜索システムであって、
浮遊又は漂流又は走行している対象物の当該海域の海象条件を入力する第１の入力装置と、
前記第１の入力装置で入力された海象条件及び対象物の大きさに応じた探知率変化を、予め記憶装置に記憶されたデータベースから読み出す読出し装置と、
前記読み出された探知率変化から対象物の認識確率を算出する算出装置と、
前記算出装置で算出された捜索モードを出力する出力装置と、
を備えたことを特徴とする海上における対象物の捜索システム。
【請求項１０】
請求項９において、
前記探知率変化が、対象物までの距離と、所定時間内において対象物を確認することができる割合である探知率との関係より求められることを特徴とする海上における対象物の捜索システム。
【請求項１１】
請求項９又は１０において、
前記海象条件が、波の周期と有義波高とにより定まることを特徴とする海上における対象物の捜索システム。
【請求項１２】
請求項９乃至１１のいずれか一つにおいて、
前記対象物の捜索を地上又は船舶のいずれかより捜索装置を用いて行うことを特徴とする海上における対象物の捜索システム。
【請求項１３】
請求項１２において、
船舶で捜索する場合において、
さらに、海象条件に応じて船舶の進行速度（ｋｔ）、捜索装置の視野角（°）、捜索装置の旋回走査速度（°／ｓ）、又は捜索装置の旋回振幅（°）を入力する第２の入力装置を備えたことを特徴とする海上における対象物の捜索システム。
【請求項１４】
請求項９乃至１３のいずれか一つにおいて、
さらに、捜索範囲を入力する第３の入力装置を備えたことを特徴とする海上における対象物の捜索システム。
【請求項１５】
請求項９乃至１４のいずれか一つにおいて、
前記捜索装置が、レーザレーダ、可視カメラ、赤外カメラのいずれか一種又はこれらの組合せであることを特徴とする海上における対象物の捜索システム。
【請求項１６】
海上に浮遊又は漂流又は走行している対象物を捜索する捜索方法をコンピュータに実行させるためのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
浮遊又は漂流又は走行している対象物の当該海域の海象条件を入力する第１の入力ステップと、
前記第１の入力ステップで入力された海象条件から対象物の大きさに応じた探知率変化を、予め記憶装置に記憶されたデータベースから読み出す読出しステップと、
前記読み出された探知率変化から対象物の認識確率を算出する算出ステップと、
前記算出ステップで算出された捜索モードを出力する出力ステップと、
を備えた対象物の捜索方法をコンピュータに実行させるプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１７】
請求項１６において、
船舶で捜索する場合において、
さらに、海象条件に応じて船舶の進行速度（ｋｔ）、捜索装置の視野角（°）、捜索装置の旋回走査速度（°／ｓ）、又は捜索装置の旋回振幅（°）を入力する第２の入力ステップを備えた対象物の捜索方法をコンピュータに実行させるプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１８】
請求項１６又は１７において、
さらに、捜索範囲を入力する第３の入力ステップを備えた対象物の捜索方法をコンピュータに実行させるプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば遭難者、遭難船、不審船等のような海上における捜索対象物を捜索する海上における対象物の捜索方法及びシステム並びに対象物の捜索方法をコンピュータに実行させるプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
海上遭難者又は海上遭難船等は、船舶により捜索される。また、目視捜索を補充するためにレーダ捜索が行われる。船舶に搭載され画像を動画として形成するレーダは、結果的には双眼鏡の目視捜索である。レーダにより走査的に静止画像を形成する技術は知られている（参照：後掲特許文献１）。また、得られた画像を処理する技術は知られている（参照：後掲特許文献２）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１８８７４７号公報
【特許文献２】特開２００２−０６３５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、図１８に示すように、海面に浮遊する捜索者又は捜索物等の対象物５４を捜索船５１から監視・捜索する場合においては、波浪０３等により物体が見え隠れするので、物体が存在する方向を捜索装置により監視又は撮影していても、対象物５４を探知することができないという、問題がある。
【０００５】
通常、捜索領域を旋回しながら監視が行われるが、海象条件、船舶等の運航条件により、物体の見え隠れする状態が変化するので、各々の条件に合わせた旋回動作等の運用条件の設定を行う必要があるが、現状の技術においては、このような海象条件に合わせた運用条件の設定はなされておらず、監視・捜索活動の効率が低いので、効率的な捜索の手法の出現が望まれている。
【０００６】
また、海上においては、例えば、遭難者を捜索する場合と遭難船を捜索する場合においては、捜索する対象物５４の大きさが異なるので、状況に応じた検索をする必要があるが、現状においては、このような状況に応じた適切な捜索システムが確率されておらず、効率的な捜索手法の出現が望まれている。
【０００７】
本発明は、前記問題に鑑み、捜索物及び捜索領域の状況に応じて捜索を確実にすることができる海上捜索システム及び装置並びに対象物の捜索方法をコンピュータに実行させるプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、海上に浮遊又は漂流又は走行している対象物を捜索する捜索方法であって、浮遊又は漂流又は走行している対象物の当該海域の海象条件を入力する第１の入力ステップと、前記第１の入力ステップで入力された海象条件及び対象物の大きさに応じた探知率変化を、予め記憶装置に記憶されたデータベースから読み出す読出しステップと、前記読み出された探知率変化から対象物の認識確率を算出する算出ステップと、前記算出ステップで算出された捜索モードを出力する出力ステップと、を備えたことを特徴とする海上における対象物の捜索方法にある。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、前記探知率変化が、対象物までの距離と、所定時間内において対象物を確認することができる割合である探知率との関係より求められることを特徴とする海上における対象物の捜索方法にある。
【００１０】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記海象条件が、波の周期と有義波高とにより定まることを特徴とする海上における対象物の捜索方法にある。
【００１１】
第４の発明は、第２又は３の発明において、前記認識確率が、下記式（１）より求めることを特徴とする海上における対象物の捜索方法にある。
１−［１−探知率（１回目）］×［１−探知率（２回目）］×［１−探知率（３回目）］×・・・×［１−探知率（ｎ回目）］・・・（１）
ここで、ｎは任意の整数である。
【００１２】
第５の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、前記対象物の捜索を地上又は船舶のいずれかより捜索装置を用いて行うことを特徴とする海上における対象物の捜索方法にある。
【００１３】
第６の発明は、第５の発明において、船舶で捜索する場合において、さらに、海象条件に応じて船舶の進行速度（ｋｔ）、捜索装置の視野角（°）、捜索装置の旋回走査速度（°／ｓ）、又は捜索装置の旋回振幅（°）を入力する第２の入力ステップを備えたことを特徴とする海上における対象物の捜索方法にある。
【００１４】
第７の発明は、第１乃至６のいずれか一つの発明において、さらに、捜索範囲を入力する第３の入力ステップを備えたことを特徴とする海上における対象物の捜索方法にある。
【００１５】
第８の発明は、第５乃至７のいずれか一つの発明において、前記捜索装置が、レーザレーダ、可視カメラ、赤外カメラのいずれか一種又はこれらの組合せであることを特徴とする海上における対象物の捜索方法にある。
【００１６】
第９の発明は、海上に浮遊又は漂流又は走行している対象物を捜索する捜索システムであって、浮遊又は漂流又は走行している対象物の当該海域の海象条件を入力する第１の入力装置と、前記第１の入力装置で入力された海象条件及び対象物の大きさに応じた探知率変化を、予め記憶装置に記憶されたデータベースから読み出す読出し装置と、前記読み出された探知率変化から対象物の認識確率を算出する算出装置と、前記算出装置で算出された捜索モードを出力する出力装置と、を備えたことを特徴とする海上における対象物の捜索システムにある。
【００１７】
第１０の発明は、第９の発明において、前記探知率変化が、対象物までの距離と、所定時間内において対象物を確認することができる割合である探知率との関係より求められることを特徴とする海上における対象物の捜索システムにある。
【００１８】
第１１の発明は、第９又は１０の発明において、前記海象条件が、波の周期と有義波高とにより定まることを特徴とする海上における対象物の捜索システムにある。
【００１９】
第１２の発明は、第９乃至１１のいずれか一つの発明において、前記対象物の捜索を地上又は船舶のいずれかより捜索装置を用いて行うことを特徴とする海上における対象物の捜索システムにある。
【００２０】
第１３の発明は、第１２の発明において、船舶で捜索する場合において、さらに、海象条件に応じて船舶の進行速度（ｋｔ）、捜索装置の視野角（°）、捜索装置の旋回走査速度（°／ｓ）、又は捜索装置の旋回振幅（°）を入力する第２の入力装置を備えたことを特徴とする海上における対象物の捜索システムにある。
【００２１】
第１４の発明は、第９乃至１３のいずれか一つの発明において、さらに、捜索範囲を入力する第３の入力装置を備えたことを特徴とする海上における対象物の捜索システムにある。
【００２２】
第１５の発明は、第９乃至１４のいずれか一つの発明において、前記捜索装置が、レーザレーダ、可視カメラ、赤外カメラのいずれか一種又はこれらの組合せであることを特徴とする海上における対象物の捜索システムにある。
【００２３】
第１６の発明は、海上に浮遊又は漂流又は走行している対象物を捜索する捜索方法をコンピュータに実行させるためのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、浮遊又は漂流又は走行している対象物の当該海域の海象条件を入力する第１の入力ステップと、前記第１の入力ステップで入力された海象条件から対象物の大きさに応じた探知率変化を、予め記憶装置に記憶されたデータベースから読み出す読出しステップと、前記読み出された探知率変化から対象物の認識確率を算出する算出ステップと、
前記算出ステップで算出された捜索モードを出力する出力ステップと、を備えた対象物の捜索方法をコンピュータに実行させるプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体にある。
【００２４】
第１７の発明は、第１６の発明において、船舶で捜索する場合において、さらに、海象条件に応じて船舶の進行速度（ｋｔ）、捜索装置の視野角（°）、捜索装置の旋回走査速度（°／ｓ）、又は捜索装置の旋回振幅（°）を入力する第２の入力ステップを備えた対象物の捜索方法をコンピュータに実行させるプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体にある。
【００２５】
第１８の発明は、第１６又は１７の発明において、さらに、捜索範囲を入力する第３の入力ステップを備えた対象物の捜索方法をコンピュータに実行させるプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体にある。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の海上における対象物の捜索方法によれば、対象物の周囲の海象条件を入力することにより、海象条件に対応する探知率から認識確率を的確に求めることができ、効率的な捜索が可能となる。
また、海上における対象物の捜索システムによれば、海象条件に対応する探知率から認識確率を的確に求めることができ、効率的な捜索が可能となる。
また、記録媒体に記録されているプログラムをコンピュータに読み取らせることにより、前記海上における対象物の捜索方法をコンピュータに実行させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、この発明にかかる海上における対象物の捜索法および装置ならびに捜索方法のプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体の実施例の一例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例】
【００２８】
図１は、この実施例の構成を示すブロック図である。
図１に示すように、海上における対象物の捜索装置は、海上に浮遊又は漂流又は走行している対象物を捜索する捜索方法であって、浮遊又は漂流又は走行している対象物の当該海域の海象条件を入力する入力装置１０３と、前記入力された海象条件及び対象物の大きさに応じた探知率変化を、予め記憶装置１０５に記憶されたデータベース１０６から読み出す読出し装置１０１と、前記読み出された探知率変化から対象物の認識確率を算出する算出装置１０２と、前記算出装置で算出された捜索モードを出力する出力装置１０４と、を備え、海象条件により捜索条件を策定する。
ここで、図１において、符号１００は中央処理装置である。この中央処理装置１００は、ＣＰＵ、並列プロセッサ、ベクトルプロセッサなどからなる。この中央処理装置１００は、読出し装置１０１と、算出装置１０２と、入力装置１０３とを備えている。
【００２９】
図１において、符号１０３は入力装置である。この入力装置１０３は、キーボード、ＯＣＲ、マウス、タブレット、ライトペン、イメージスキャナーなどからなる。また、図１において、１０４は出力装置である。この出力装置１０４は、ディスプレー装置、プリンタ等からなる。
【００３０】
図１において、１０５は記憶装置である。この記憶装置１０５は、ＨＤ、ＦＤ、ＣＤ、ＭＤ、磁気テープ、各種メモリー等からなる。この記憶装置１０５は、捜索装置のファイル１０６ａと、海象条件のファイル１０６ｂ、船舶の運用条件のファイル１０６ｃ等が階層的に構築されたデータベース１０６からなる。
【００３１】
前記中央処理装置１００と、入力装置１０３と、出力装置１０４と、記憶装置１０５とは、バス１０７を介して接続されており、コンピュータを構成する。
【００３２】
本捜索システムは図２に示すように、地上における監視棟５０や、海上における巡視船等の捜索船５１に設置された捜索装置５２を用いて、捜索するものである。この捜索装置５２は、レーザレーダ、可視カメラ、赤外カメラ等の種々の捜索装置を単独或いは種々併用して用いて行うことができる。以下において、本実施例ではレーザレーダを用いた監視について説明する。
【００３３】
図３は捜索船５１に搭載した捜索装置５２のカメラ５２ａの捜索領域を示す概念図である。図３に示すように、カメラ５２ａを捜索船５１に搭載すると、海面から位置Ｈが特定され、監視距離の先端側を特定すると、捜索海域に監視可能な瞬時領域５３が特定される。
【００３４】
また、図４乃至図６にレーザの視野角と監視可能な瞬時領域５３の関係を示す。図４はカメラ５２ａの分解能を示すものであり、図５及び図６は図３における対応平面図と側面図である。図４に示すように、この監視可能な瞬時領域５３は、捜索装置５２のカメラ５２ａの対象物５４の分解能αから横方向の視野角（画角）θ1が決定される。なお、図６に示すように、φはカメラ５２ａの俯角である。
【００３５】
ここで、カメラ５２ａの分解能αは下記式（２）から求められる。
α＝ｔａｎ-1[（対象物５４の大きさＤ／探知に必要な画素数Ｎ）／距離Ｌ]・・・（２）
そして、カメラ横方向の視野角θ1は下記式（３）から求められる。
θ1＝分解能α×カメラ画素・・・（３）
一般に探知に必要な最低限の画素数は２×２であるとされているので、画素数は２以上となる。
よって、監視距離Ｌ、対象物５４の大きさＤ、画素数Ｎを入力することで、視野角が算出される。
【００３６】
ここで、カメラの画素数は日本工業規格によりＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ ＴＶ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）の場合には横と縦の割合が４：３であり、ＨＶ（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）の場合には１６：９と規格化されているので、横方向の視野角θ1が特定されることで、縦方向の視野角θ2が特定されることになり、その結果、奥行き方向の監視可能領域（先端側監視距離Ｌ1と後端側監視距離Ｌ2とで囲まれた領域）５５が特定される。
【００３７】
例えば５００ｍ先の０．２ｍの対象物５４を認識する場合には、視野角が１〜２°と狭くなり、約数十ｍ程度の幅しか画面では表示されないことになる。よって、肉眼においては、前方を監視していると認識しているものの、実際に対象物５４を捜索する捜索装置５２においては、前方の極一部のみを監視していることになる。
【００３８】
よって、捜索領域を１０ｋｍ四方とする場合には、例えば探知幅が２０ｍの場合においては、そのまま１０ｋｍ前進し、所定距離をもってターンして進行するような往復捜索する場合では、その１０ｋｍ四方の海域について全て捜索するには５００回ターンを繰り返し往復することとなり、大変時間がかかることになる。
【００３９】
このために、図７に示すように、捜索装置５２のカメラ５２ａを進行方向を中心として左右に旋回操作することで、有効捜索幅Ｗを広げる必要がある。
この有効捜索幅Ｗを広げる要素が捜索振幅βであり、進行方向を基準として例えば±１〜７０°旋回操作を行い、監視領域を広げるようにしている。
この旋回操作を行うことにより、有効捜索幅Ｗを例えば５００ｍとすることができ、この結果、１０ｋｍ四方の捜索が２０回のターンを行うことで捜索が可能となる。
【００４０】
図８は捜索船の捜索状況とその有効捜索幅を示す概略図である。図８に示すように、捜索船５１は前方に進行しているので、その前進により、両円は円ではなく、円の中心点が時刻列上で増大する一定半径円の包絡線５６，５７，５８となる。
よって、有効捜索幅を増大させることができる。
【００４１】
ここで、図９のブロック図を参照して捜索装置の一例であるレーザレーダについて説明する。
図９に示すように、レーザレーダは撮像部Ａと制御・レーダ部Ｂとから構成されており、パルスレーザ装置１からのパルスレーザ光４を照射することにより、対象物５４からの反射光を撮像装置１２で受光し、画像データに変換するようにしている。なお、シャッタ装置１０を用いることで必要な間のみ受光するようにしている。
ここで、本実施例では、レーザとしては、パルスレーザを照射し、反射光をカメラの高速シャッタ開閉制御により撮影するレンジゲート式の画像取得用レーザレーダを用いるようにしているが、他の方式のレーザレーダであってもよい。
【００４２】
図９に示すように、レーザレーダは、パルスレーザ装置１に対し、パルスレーザ制御装置２を介してパルスレーザ用電源装置３から供給される駆動電力により駆動し、パルスレーザ光４を発生させ、このパルスレーザ光４を照明用光学レンズ系５を介して海上の認識対象物に照明光として照射し、認識対象物からの反射光を受光用光学レンズ系７およびシャッタ装置１０を介して撮像装置１２上に結像して認識対象物の撮像を行い、撮像装置１２から得られた画像信号を画像処理装置１４により処理して表示装置１５で画像表示するものである。
【００４３】
前記照明用光学レンズ系５、前記受光用光学レンズ系７、前記シャッタ装置１０および前記撮像装置１２は、それぞれ照明領域制御装置６、受光領域制御装置９、シャッタ動作制御装置１１および撮像制御装置１３により制御される。
【００４４】
また、制御信号発生装置１６は、物体認識装置全体の制御しており、ユーザインタフェース１７から入力されるユーザ（観測者）の指定に応じて、パルスレーザ制御装置２、照明領域制御装置６、受光領域制御装置９、シャッタ動作制御装置１１および撮像制御装置１３のそれぞれに所定の制御信号を出力する。この制御信号発生装置１６と上述したパルスレーザ制御装置２、照明領域制御装置６、受光領域制御装置９、シャッタ動作制御装置１１および撮像制御装置１３は、それぞれ光ケーブル等による伝送路で接続されており、ユーザインタフェース１７および表示装置１５を用いた遠隔操作が可能な構成となっている。
【００４５】
このレーザレーダによって海上の対象物の認識を行う場合、ユーザはパーソナルコンピュータ等で構成されたユーザインタフェース１７を用いて、パルスレーザ装置１において発生させるパルスレーザ光４の出力、パルス幅、繰返し周期等の特性を指定すると共に、このパルスレーザ光４の照射による照明領域８ａの広さについて指定する。
【００４６】
照明領域８ａは、対象物５４までの距離および認識対象物の大きさに対応させて変化させるものであり、ユーザは照明領域８ａを調節しながら観測を行って、表示装置１５に認識対象物を示す画像が最適な割合で表示されるようにする。具体的には、認識対象物までの距離が短いとき、または認識対象物が大きいときには、画像中に認識対象物が全て含まれるように照明領域８ａを広く指定し、認識対象物までの距離が長いとき、または認識対象物が小さいときは、画像中を占める認識対象物の割合が大きくなるように照明領域８ａを狭く指定する。
【００４７】
このようにして指定されたパルスレーザ光４の特性および照明領域８ａの広さを示す各データは制御信号発生装置１６に出力され、制御信号発生装置１６からは各データに応じた制御信号がパルスレーザ制御装置２および照明領域制御装置６にそれぞれ出力される。
【００４８】
パルスレーザ制御装置２は、制御信号発生装置１６から出力された制御信号に応じてパルスレーザ装置１を駆動させ、パルスレーザ装置１はパルスレーザ制御装置２の制御に応じた特性、すなわちユーザによって指定された特性のパルスレーザ光４を発生させる。
【００４９】
パルスレーザ装置１で発生したパルスレーザ光４は、照明用光学レンズ系５に導かれる。照明用光学レンズ系５は、照明領域制御装置６の制御に応じてその位置を変化させるレンズ群を備えており、このレンズ群によりパルスレーザ装置１から導かれたパルスレーザ光４を空間的に拡大もしくは縮小して、照明領域８ａに向けて照射する。
【００５０】
この際、照明領域制御装置６はユーザによって指定された照明領域８ａにパルスレーザ光４が照射されるように照明用光学レンズ系５を制御している。また、照明領域制御装置６は後述する受光領域８ｂがユーザに指定されたときは、この受光領域８ｂと照明領域８ａとが可能な限り同一となるように照明用光学レンズ系５を自動的に制御する。
【００５１】
このようにして、照明領域８ａにパルスレーザ光４が照射されると、照明領域８ａ内に存在する認識対象物によってパルスレーザ光４が反射することにより反射光（散乱光）が発生する。以下、この反射光を受光して認識対象物を撮像する処理について説明する。
【００５２】
まず、反射光を受光する受光領域８ｂが照明領域８ａと可能な限り同一となるように調節される。具体的には、制御信号発生装置１６から所定の制御信号が受光領域制御装置９に出力され、受光領域制御装置９はこの制御信号に応じて受光用光学レンズ系７を構成するレンズ群の位置を変化させて、照明領域８ａとできるだけ同じ領域からの反射光を受光するように受光領域８ｂを自動的に調節する。なお、必要に応じてユーザが受光領域８ｂを指定してもよい。
【００５３】
このとき、受光領域制御装置９は受光用光学レンズ系７における焦点制御も同時に行っており、ユーザによって指定された領域（距離）に対して焦点が結ばれるように受光用光学レンズ系７を制御する。なお、この焦点は後述する動作開始時間に対応させて、撮影しようとする認識対象物までの距離に応じて調節するものとする。
【００５４】
受光用光学レンズ系７によって集光された認識対象物からの反射光は、シャッタ装置１０を介して撮像装置１２へ導入される。ここで、シャッタ装置１０はシャッタ動作制御装置１１によって開（オープン）状態および閉（クローズ）状態を制御されるものであり、所定のタイミングでシャッタの開閉を行うことにより、認識対象物からの反射光のみを撮像装置１２に導き、それ以外の浮遊粒子等からの反射光を遮光する。
【００５５】
このようにシャッタ装置１０を動作させるためには、予め動作開始時間および動作間隔時間を適切に指定しておく必要がある。動作開始時間とはパルスレーザ装置１によるパルスレーザ光４の照射開始からシャッタをオープン状態にして露光を開始するまでの時間を表し、パルスレーザ光４と同期して認識対象物までの距離に応じて設定される。また、動作間隔時間とはシャッタ装置１０のオープン状態を保つ時間を表しており、撮像装置１２の感度等に応じて設定される。これら動作開始時間および動作間隔時間を調節することによって、任意の領域（距離）に存在する認識対象物からの反射光のみを取り込むことが可能となる。なお、これら動作開始時間および動作間隔時間はユーザインタフェース１７により指定され、各々の値に応じた制御信号が制御信号発生装置１６からシャッタ動作制御装置１１に出力される。
【００５６】
シャッタ動作制御装置１１は、制御信号発生装置１６から出力される制御信号に基づき、パルスレーザ装置１によるパルスレーザ光４の照射開始と同時にシャッタ装置１０をクローズ状態にする。そして、パルスレーザ光４に同期した動作開始信号および動作間隔信号を出力することによりシャッタ装置１０を最適なタイミングで開閉させて、認識対象物からの反射光のみを撮像装置１２に導く。
【００５７】
なお、認識対象物までの距離が不明の場合には、動作開始時間を僅かずつずらすことによって、認識対象物の位置を探査することが可能となる。この場合、パルスレーザ光４の照射から反射光の受光までの伝搬時間に基づいて、認識対象物までの距離を計測し、この距離によって動作開始時間を設定してもよい。
【００５８】
撮像装置１２は、このようにして導かれた反射光を受光し、撮像制御装置１３から出力されるゲイン、アイリス、撮像周期等の受光特性に関する制御信号に従って撮像を行い、得られた画像信号を画像処理装置１４に出力する。なお、上述した受光特性はユーザインタフェース１７を用いて予め指定されているものとする。
【００５９】
画像処理装置１４は、撮像装置１２から出力される画像信号をＡ／Ｄ変換し、さらにエッジ強調処理等の処理を施して表示装置１５に出力する。ここで、画像処理装置１４では認識対象物（もしくは、物体認識装置本体）が僅かに移動（微小振動等を含む）している場合でも正確に物体の認識を行うことができるように、例えば積分法のように比較的長時間にわたる画像情報を必要とする画像処理は行わず、上述したエッジ強調処理のように比較的短時間にわたる単一の画像情報のみに基いた画像処理を行うことが望ましい。
【００６０】
表示装置１５は、画像処理装置１４から出力される画像信号で示される画像を表示し、ユーザは表示された画像に基づいて物体の認識を行う。この際、照射領域８ａおよび受光領域８ｂの広さおよび認識対象物までの距離を示すデータ、さらにユーザによって指定された種々のデータを同時に表示してもよく、このようにすることでユーザは実際の認識対象物の大きさを容易に把握することができる。
【００６１】
前述した構成においては、パルスレーザ装置１から発生するパルスレーザは一種類としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば赤外側と紫外側の両方のパルスレーザ光を用いて監視するようにしてもよい。この場合には、パルスレーザ装置１と照明用光学レンズ系５との間に、波長変換部を介装し、この波長変換部により赤外側レーザ光と紫外側レーザ光とを照射するようにする。
【００６２】
なお、赤外側の波長は、パルスレーザの波長が７６０ｎｍ以上１６００ｎｍ以下とすることが好ましい。このような波長範囲とすることで、特に港湾では密航船に対して監視している事実を知られたくない場合に、好適である。
【００６３】
また、紫外側では、パルスレーザの波長が２２０ｎｍ以上４４０ｎｍ以下とすることが好適である。特に、赤外線吸収物質で船名等を覆っているような場合においても、紫外側の成分は反射が良好であるので、認識物体を撮像することができる。
【００６４】
また、撮像装置１２には、カラー可視カメラ、ＩＲカメラを併設するようにしてもよい。
【００６５】
このようなレーザレーダを用いて、捜索するシステムの条件の構築について説明する。
【００６６】
［対象物の状況に応じた捜索条件の構築］
捜索対象物５４としては、海難事故による漂流者及び漂流船、又は未確認浮遊物体、又は未確認航行船舶等を例示することができる。これらの対象物５４はその大きさ及び識別力（例えば反射部を具備しているか否か）により認識確率が変化する。
なお、対象物により捜索船の作業が捜索又は監視になるが、以下の実施例においては、遭難者を捜索することについて説明する。
【００６７】
［捜索領域における海象状況に応じた捜索条件の構築］
捜索領域の海象条件は海域毎に異なるので、捜索海域の海象条件により捜索モードを変更する。ここで、海象条件とは、図１０に示すように、捜索領域における波の周期６０と有義波高６１とにより定まる。これにより波と距離条件により対象物が見えている時間が求められる。この海象条件は図１においてデータベース化されている。
この海象条件の一例を下記「表１」に示す。
【００６８】
【表１】
2007003455.tif 000003
【００６９】
次に、前記海象条件から、対象物５４の位置と探知率との関係である探知率変化を求める。なお、この探知率変化は対象物の大きさＤと捜索装置５２の設置位置Ｈにより異なる。
図１１に対象物の探知率変化の一例を示す。
図１１においては、対象物の大きさを０．２ｍとした場合を示す。ここで、探知率の定義は対象物が探知できる時間／監視時間をいう。図１１においては、監視１０００秒における場合を示す。
この探知率変化より、対象物を認識することができる認識確率を設定することができる。
【００７０】
ここで、認識確率は、下記式（１）により求められる。
１−［１−探知率（１回目）］×［１−探知率（２回目）］×［１−探知率（３回目）］×・・・×［１−探知率（ｎ回目）］・・・（１）
なお、ｎは任意の整数である。
よって、認識確率をある閾値とした場合において、対象物の位置と探知率の関係から、捜索回数を設定することができる。
【００７１】
［捜索装置を搭載した捜索船の対象物の状況に応じた捜索条件の構築］
捜索船の進行速度と監視システムの運用条件により、捜索モードを選定する。
捜索モードの選定には、運用条件を入力する必要がある。
図１２は、オペレータが入力する操作画面の一例である。
図１２において、操作用画面３０は、対象物５４の撮影像を表示する対象物表示部位３１と捜索領域表示画面３２とを有する。対象物表示部位３１に画像化されている捜索領域は、極座標で表示されている。なお、図１２においては、対象物表示部位３１には対象物５４が確認されている。
【００７２】
また、捜索領域表示画面３２は、多数の部分捜索領域に分割されている。部分捜索領域に対象物が存在することについて、画像処理により高精度化されて判定される。ここでは、５００ｍ前方の海面近傍に漂流する漂流者の頭部が領域３３−１に存在することが例示的に示されている。
【００７３】
操作用画面３０は、船舶の進行速度（ｋｔ）、捜索装置の視野角（°）、捜索装置の旋回振幅（°）及び捜索装置の旋回走査速度（°／ｓ）を入力する領域３４−１、３４−２、３４−３、３４−４を有している。また、海象条件を入力する領域３５を有している。また、気象条件を入力する領域３６及び昼夜の条件を入力する領域３７を有している。
これらのモードに基づいて、レーザレーダ１の照射立体角度又は距離的捜索範囲が自動的に決定される。操作用画面３０は、実船速ｖと旋回速度（実角速度）ωを設定する実速度設定領域３８を有している。また、捜索時間、捜索回数及び有効捜索幅が表示される時間等表示領域３９を有している。
【００７４】
［捜索シミュレーション］
次に、捜索シミュレーションについて図１及び図１３を基に説明する。図１３は捜索シミュレーションのフロー図である。
（１）海象条件の入力（ステップ１）
先ず、オペレータが入力装置１０３の操作用画面３０において、海象条件を入力する。すると、読出し装置１０１がデータベースの海象条件のファイル１０６ｂから波浪パターンを読み出す。
（２）探知率変化の算出（ステップ２）
入力された海象条件から当該海象条件模擬する波浪パターンデータのデータベースにより、探知率変化（図１１参照）を算出する。
この際、捜索装置５２の設置高さＨを入力する。
（３）距離毎の探知率の算出（ステップ３）
船舶が進行している場合は、対象物５４までの距離Ｌと旋回時に前を見る距離毎の探知率を算出する。これにより、監視可能な瞬時領域５３（図３等参照）が特定される。
（４）認識確率の算出（ステップ４）
そして、監視可能な瞬時領域５３が対象物位置５４を通過する間の対象物の認識確率を算出装置１０２により算出する。
さらに、捜索船５１の進行速度及び捜索装置５２の運用条件を入力し、カメラの旋回操作時における監視可能な瞬時領域５３の重なり状況を選定する。これにより、各ポイントが何回走査されるかを確認する。
（５）有効捜索幅及び時間の出力（ステップ５）
この結果、捜索に有効な有効捜索幅Ｗが求められると共に、捜索領域の捜索に要する時間が求められ、出力装置１０４により出力され、操作用画面３０に表示される。
【００７５】
これにより、捜索領域での捜索モードの特定がなされる。
この結果、監視、捜索等の捜索活動を開始する前において、認識確率及び捜索時間等の予想値が得られるので、システムの運用条件設定の良否の判断が可能となり、非効率な監視活動を行うおそれが低減され、効率的な捜索を行うことができる。
なお、データベース１０６に様々な条件における捜索シミュレーション結果を記憶させておき、入力情報と同程度の条件における結果と照合して、予想される認識確率と捜索に要する時間等のデータを提供するようにしてもよい。これにより、運用直前にシミュレーションすることが省略される。
【００７６】
次に、図１４を参照して具体的な捜索フローについて説明する。
例えば遭難者の一報が入ると同時に捜索船が出動し、遭難海域に到着して漂流者を捜索する場合を想定する。
【００７７】
（１）捜索条件の設定（ステップ１１）
遭難海域に到着すると同時に、当該海域の海象条件を入力する。
次に、海象条件から得られた探知率変化から、認識確率を選定する。
これと同時に、この得られた認識確率を基に、巡視船の進行速度、視野角、捜索振幅、旋回速度を設定し、入力する。さらに、捜索範囲を入力する。
（２）対象物の捜索開始（ステップ１２）
捜索装置を自動操作とし、オペレータによる監視画面のモニタリングを行う。
（３）対象物の探知（ステップ１３）
オペレータにより画面上における対象物の目視確認がなされた場合には、方角、距離を確認する。捜索マップ上に対象物を表示する。
（４）対象物のロックオン及び識別（ステップ１４）
オペレータの例えばジョイスティック等の手動操作により、再探知する。対象物をロックオンの上、ズームアップをし、対象物を識別する。ストップモーションの画面により識別するようにしてもよい。
（５）対象物か否かの判定（ステップ１５）
オペレータにより対象物であるか否かを画面上の目視で判定する。
この結果、捜索対象物である場合には、次にステップに移行する。一方、捜索対象物でない場合（例えば単なる漂流物）には、ステップ１２に戻り、再度対象物の捜索を続行する。
（６）追尾・接近・捕捉（ステップ１６）
目視により判別の結果、捜索対象物である場合には、自動追尾装置に切換え、捜索対象物を追尾しつつ速やかに接近し、収容する。
【００７８】
図１５は実際に捜索する海域（１０ｋｍ四方）４０を示す。対象物５４を海域の中心点として、捜索船５１は海域のいずれかの一辺から捜索を開始する。
【００７９】
図１６−１、図１６−２においては、レーザレーダによる監視の概念をストップモーションで図示している。なお、図中、まるで囲んだ数字は捜索船５１の進行位置とそれに対応した捜索領域を時系列で表したものである。
図１６−１は悪天候及び夜間の場合において、捜索船５１の航行速度を低速として、捜索範囲の重なりを厚くした場合（監視するポイントを複数回行っている場合）を示す。
図１６−２は晴天の場合において、捜索船５１の航行速度を速めて、捜索範囲の重なりが少ない場合を示している。
【００８０】
図１７に船舶の進行速度を１０ｋｔとし、捜索装置の視野角が２°、捜索装置の旋回走査速度が２°／ｓ、捜索装置の旋回振幅が±３５°とした場合における捜索範囲と回数について示す。なお、有効捜索幅Ｗは８００ｍである。
【００８１】
また、有効捜索幅Ｗを一定に維持するために、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ：全地球測位システム）等により自船の位置及び移動履歴情報を取得し、二重の監視及び見落とし領域の有無を判定するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
以上のように、本発明にかかる海上における対象物の捜索方法は、海上を漂流している遭難者や遭難船、身元不明な船舶等を海上において、その捜索海域の状況に応じて、瞬時に対応することができ、認識確率が向上し、海難救済に用いて適している。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】捜索装置の設置例を示す概念図である。
【図３】カメラの捜索領域を示す概念図である。
【図４】レーザの視野角と監視可能な瞬時領域の関係を示す図である。
【図５】図４の平面図である。
【図６】図４の側面図である。
【図７】レーザの有効捜索幅を示す概略図である。
【図８】捜索船の捜索状況とその有効捜索幅を示す概略図である。
【図９】レーザレーダのブロック図である。
【図１０】波の有義波高と周期との関係を示す図である。
【図１１】対象物の探知率変化の一例を示す図である。
【図１２】オペレータが入力する操作画面の一例を示す図である。
【図１３】捜索シミュレーションのフロー図である。
【図１４】捜索のフロー図である。
【図１５】捜索海域の概念図である。
【図１６−１】捜索船に搭載したレーザレーダによる監視の概念図である。
【図１６−２】捜索船に搭載したレーザレーダによる監視の概念図である。
【図１７】レーザレーダによる監視の概念図である。
【図１８】波と対象物との関係図である。
【符号の説明】
【００８４】
１００  中央処理装置
１０１  読出し装置
１０２  算出装置
１０３  入力装置
１０４  出力装置
１０５  記憶装置
１０６  データベース
１０７  バス
５０  監視棟
５１  捜索船
５２  捜索装置
５３  監視可能な瞬時領域
５４  対象物
【図１】
2007003455.tif 000004
【図２】
2007003455.tif 000005
【図３】
2007003455.tif 000006
【図４】
2007003455.tif 000007
【図５】
2007003455.tif 000008
【図６】
2007003455.tif 000009
【図７】
2007003455.tif 000010
【図８】
2007003455.tif 000011
【図９】
2007003455.tif 000012
【図１０】
2007003455.tif 000013
【図１１】
2007003455.tif 000014
【図１２】
2007003455.tif 000015
【図１３】
2007003455.tif 000016
【図１４】
2007003455.tif 000017
【図１５】
2007003455.tif 000018
【図１６−１】
2007003455.tif 000019
【図１６−２】
2007003455.tif 000020
【図１７】
2007003455.tif 000021
【図１８】
2007003455.tif 000022