(57)【要約】【課題】海上における対象物を簡易にしかも効率良く監視又は捜索することができるレーザ監視方法を提供する。【解決手段】本実施例に係るレーザ監視方法は、自走体であるヘリコプタ２１から対象物１１に対して、アスペクト比が１：２０以上のスリット状のレーザ光２２を照射し、反射する反射光を信号処理する。そして、スリット状のレーザ光２２を連続して照射することにより（１回、２回・・・）、広範囲な海域において対象物１１を迅速に発見することができる。【選択図】        図１
2007218806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自走体から対象物に対して、アスペクト比が１：２０以上のスリット状のレーザ光を照射し、反射する反射光を信号処理することを特徴とするレーザ監視方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記反射光の撮像エリアがレーザ光照射エリアの１〜３倍であることを特徴とするレーザ監視方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、
角度誤差が２％以上であることを特徴とするレーザ監視方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つにおいて、
自走体の速度が３０ｋｍ／ｈ以上であることを特徴とするレーザ監視方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
対象物の大きさが２０ｃｍ以上であることを特徴とするレーザ監視方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一つにおいて、
前記スリット状のレーザ光を発信するレーザがパルスレーザであることを特徴とするレーザ監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海上に浮遊する捜索対象物を監視・捜索するレーザ監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
海上遭難者又は海上遭難船等は、空域からはヘリコプタや飛行機、海域で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ている。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】
ところで、捜索海域では目標物がなく、図６に示すように、捜索する捜索海域１０は１０ｋｍ四方を短時間で捜索する必要があり、しかも捜索者等の捜索対象物１１は小さいので、捜索船１２の自船位置を常に確認しつつレーザレーダ等の監視装置１３によりレーザ光１４を照射して捜索するのは、高度な技術を要する。
【０００５】
そこで、レーザレーダ等の監視装置１３を飛行機やヘリコプタに搭載して簡易迅速に広範囲な領域を捜索することが提案されるが、レーザ光を広範囲に照射するためには、レーザ光源には高出力が要求され、レーザレーダ装置の大型化や重量増加の要因となり、簡易な構成のレーザによる監視方法の出現が要望されている。
【０００６】
本発明は、前記問題に鑑み、海上における対象物を簡易にしかも効率良く監視又は捜索することができるレーザ監視方法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】
【０００７】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、自走体から対象物に対して、アスペクト比が１：２０以上のスリット状のレーザ光を照射し、反射する反射光を信号処理することを特徴とするレーザ監視方法にある。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、前記反射光の撮像エリアがレーザ光照射エリアの１〜３倍であることを特徴とするレーザ監視方法にある。
【０００９】
第３の発明は、第１又は２の発明において、角度誤差が２％以上であることを特徴とするレーザ監視方法にある。
【００１０】
第４の発明は、第１乃至３のいずれか一つの発明において、自走体の速度が３０ｋｍ／ｈ以上であることを特徴とするレーザ監視方法にある。
【００１１】
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、対象物の大きさが２０ｃｍ以上であることを特徴とするレーザ監視方法にある。
【００１２】
第６の発明は、第１乃至５のいずれか一つの発明において、前記スリット状のレーザ光を発信するレーザがパルスレーザであることを特徴とするレーザ監視方法にある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、スリット状のレーザ光を用いて空から監視・捜索することにより、海上における対象物を簡易にしかも効率良く監視又は捜索することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明につき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】
【００１５】
本発明による実施例に係るレーザ監視方法について、図面を参照して説明する。
図１は、実施例に係るレーザ監視方法の概略図である。
図１に示すように、本実施例に係るレーザ監視方法は、自走体であるヘリコプタ２１から対象物１１に対して、アスペクト比が１：２０以上のスリット状のレーザ光２２を照射し、反射する反射光を信号処理するようにしている。
本発明では、図１に示すように、スリット状のレーザ光２２を連続して照射することにより（１回、２回・・・）、広範囲な海域において対象物１１を迅速に発見することができる。図１では、４回目のレーザ照射領域を示しており、図中の矢印２０はヘリコプタ２１の進行方向を図示する。なお、自走体はヘリコプタに限定されるものではなく、飛行機であってもよい。
【００１６】
ここで、スリット状のレーザ光２２のアスペクト比（Ａｓｐｅｃｔ Ｒａｔｉｏ）とは、図２に示すように、レーザ光２２のレーザ照射領域２３の端から端までの長さ（スパン）Ｌ1と幅Ｗ1との割合をいう。
本発明では、アスペクト比が１：２０以上、より好ましくは１：３０以上とするのが好ましい。具体的には、一回のレーザ照射領域２３としてＬ＝１８０ｍの場合には、Ｗ＝１．５ｍとして、レーザ出力を４００ｍＪ／パルスとすることができる。また、Ｌ＝９０ｍの場合には、Ｗ＝１．５ｍとして、レーザ出力を２００ｍＪ／パルスと低出力のレーザ装置とすることができる。これにより、レーザ監視装置の小型化を図ることができる。
【００１７】
ここで、図２に示すように、海上に照射したレーザ光２２のレーザ照射領域２４からの反射光を撮像する撮像領域２４はレーザ照射領域２３の１〜３倍以上の領域とするのが好ましい。
具体的にはスリット状のレーザ光２２の幅Ｗ１が５ｍの場合には、撮像領域２３の幅Ｗ２は５〜１５ｍ程度とするのが好ましい。なお、長手方向については、レーザ照射領域２３の長さＬ１が２５０ｍの場合には、撮像領域２４の長さＬ２を２５０〜３００ｍ程度とすればよい。
【００１８】
また、捜索又は監視の対象物１１として、例えば人間の頭部では直径が０．２ｍ、浮き輪で直径が１ｍ未満、例えば人間の胴部又は浮遊物で直径１〜５ｍ程度である。
【００１９】
ここで、対象物１１のサイズが０．２ｍ程度の場合には、レーザ照射領域２３としては、Ｗ＝５ｍ×Ｌ＝２５０ｍ（アスペクト比＝１：５０）とするのが好ましい。
また、対象物のサイズが１．０ｍ程度の場合には、レーザ照射領域２３としては、Ｗ＝１２．５ｍ×Ｌ＝２５０ｍ（アスペクト比＝１：２０）とするのが好ましい。
【００２０】
また、レーザ照射領域の重なりがない場合には、捜索もれが生じるのを防ぐために、図３に示すように、対象物１１が例えば０．２ｍの場合には、０．１ｍの誤差を許容するとして、角度誤差２５を０．１ｍ／５ｍ（Ｗ）＝２％とするのが好ましい。
また、対象物１１が例えば１．０ｍの場合には、０．５ｍの誤差を許容するとして、角度誤差２５を０．５ｍ／１２．５ｍ（Ｗ）＝４％とするのが好ましい。
【００２１】
図４に捜索方法の一例を示す。
先ず、ヘリコプタ２１が捜索海域に到着したら、スリット状のレーザ光２２を照射してレーザ照射域２３からの撮像を行う。
そして、目的の対象物１１を探知した場合には、対象物１１の真上においてホバリングして、目標の識別を実施する。そして、直ちに、救出可能な場合には、救出する。一方、天候状態等により救出不可能な場合には、捜索船３０の到着を待って救出する。
なお、ヘリコプタ２１の高度は４００ｆｔ、速度は７０ｋｔとし、捜索船３０の速度は１５ｋｔ程度とした。
【００２２】
図５は、本発明のレーザ監視方法を実施するレーザ監視装置の全体構成を示すブロック図である。図５に示すように、レーザ監視装置は、レーザレーダ１０１、レーザレーダ制御部１０２、制御装置１０３及び表示装置（表示手段）１０４を備えて構成されている。
【００２３】
前記レーザレーダ１０１は、送光部（送光手段）１１１、受光部（掘像手段）１１２を備えて構成されている。
前記送光部１１１は、例えば、スリット状のレーザ光２２を発するレーザ発振器１２１、レーザ発振器１２１から発せられたレーザ光２２を対象物へ照射させる送光レンズ１２２、該送光レンズ１２２の角度を調整するための送光レンズアクチュエータ（図示略）を主な要素として備えている。
前記レーザ発振器１２１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１０２内のレーザ電源１０２−６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１０２から供給される制御信号に基づいて、送光レンズ１２２の位置を調整する。これにより、送光レンズ１２２に入射されるレーザ光の角度を調整し、所望の範囲に、レーザ光を射出させることを可能としている。
【００２４】
前記受光部１１２は、例えば、ズームレンズ１３１、シャッタ装置１３２、及びＩＣＣＤ（イメージインテンシフアイアＣＣＤ）カメラヘッド１３３を備えて構成されている。ズームレンズ１３１は、前記送光部１１１から発せられ、対象物１１により反射された反射光を集光して、シャッタ装置１３２に導く。該シャッタ装置１３２は、後述するレーザレーダ制御部１０２内に設けられたシャッタ装置制御部１０２−４により駆動されるものであり、ズームレンズ１３１により導かれた光をＩＣＣＤカメラヘッド１３３に取り込むシャッタとして機能する。ＩＣＣＤカメラヘッド１３３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１０２内の信号処理装置（画像処理手段）１０２−５へ出力する。
このようなレーザレーダ１０１は、旋回台１４０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。
【００２５】
前記レーザレーダ制御部１０２は、制御装置１０３から供給される各種制御信号に基づいて、前記レーザレーダ１０１の送光部１１１、受光部１１２、及びレーザレーダ１０１の回転角などを調整する旋回台１４０を制御する。前記レーザレーダ制御部１０２は、例えば、旋回台駆動部１０２−１、同期回路１０２−２、制御信号変換装置１０２−３、シャッタ装置制御部１０２−４、信号処理装置１０２−５、及びレーザ電源１０２−６等を備えている。
【００２６】
前記制御装置１０３は、レーザレーダ１０１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１０２に出力するとともに、レーザレーダ制御部１０２から供給される監視結果を表示装置１０４へ出力する。
前記表示装置１０４は、制御装置１０３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。
【００２７】
上述したレーザレーダ制御部１０２及び制御装置１０３は、例えば、ＣＰＵ（中央演算装置）、ＨＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎ 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。
【００２８】
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。
先ず、捜索・監視時において、制御装置１０３は、スリット状のレーザ光２２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１１２が備えるＩＣＣＤカメラヘッド１３３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１０２に出力する。
【００２９】
前記制御装置１０３から出力された前記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１０２内の制御信号変換装置１０２−３を経由して、同期回路１０２−２、シャッタ装置制御部１０２−４へそれぞれ供給される。
同期回路１０２−３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１０２−６及びシャッタ装置制御部１０２−４に出力する。
レーザ電源１０２−６は、同期回路１０２−２から供給された同期信号に基づいて、レーザレーダ制御部１０２が備えるレーザ発振器１２１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１２１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１２１からスリット状のパルスレーザ光２２が発せられることとなる。
一方、シャッタ装置制御部１０２−４は、制御装置１０３から入力されたシャッタ駆動信号及び同期回路１０２−２から入力された同期信号に基づいて、レーザレーダ１０１が備える受光部１１２のシャッタ装置１３２を駆動する。
【００３０】
これにより、まず、レーザ電源１０２−６によりレーザ発振器１２１が駆動されることにより、所定のタイミングでパルスレーザ光がレーザ発振器１２１から出射される。このレーザ光は、送光レンズ１２２により所定の範囲を有する照射領域に拡張されて、外部へ出射されスリット状のレーザ光２２をレーザ照射領域２３に照射する。更に、照射額域内に存在する対象物１１により反射されたレーザ光が受光部１１２に導かれることとなる。この場合において、上述のシャッタ装置制御部１０２−４が前記シャッタ駆動信号に基づいてシャッタ装置１３２を駆動することにより、対象物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１３３に取り込むことが可能となる。
【００３１】
そして、ＩＣＣＤカメラヘッド１３３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１０２内の信号処理装置１０２−５に出力される。信号処理装置１０２−５はからの信号は、制御信号変換装置１０２−３を経由して制御装置１０３へ入力される。制御装置１０３は、入力された信号を表示装置１０４に出力する。これにより、対象物１１などが可視情報として、表示装置１０４の表示モニタに鮮明に（輝度が高く）表示されることとなる。この結果、表示モニタに表示された画像を乗組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。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
以上のように、本発明に係るレーザ監視方法は、出力の小さいスリット状のレーザ光を用いて、レーザ監視装置の小型化を図ることができ、空からの迅速な監視を行うことに用いて適している。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施例に係るスリット状のレーザを用いたレーザ監視方法の概略図である。
【図２】実施例に係るスリット状のレーザを用いたレーザ監視方法の概略図である。
【図３】実施例に係るスリット状のレーザを用いたレーザ監視方法の概略図である。
【図４】実施例に係る他のレーザ監視装置の概略図である。
【図５】レーザ監視方法を実施するレーザ監視装置の全体構成を示すブロック図である。
【図６】従来のレーザ監視方法の概略図である。
【符号の説明】
【００３４】
１１  対象物
２１  ヘリコプタ
２２  スリット状のレーザ光
２３  レーザ照射領
【図１】
2007218806.tif 000003
【図２】
2007218806.tif 000004
【図３】
2007218806.tif 000005
【図４】
2007218806.tif 000006
【図５】
2007218806.tif 000007
【図６】
2007218806.tif 000008