(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動する監視対象物と、地球の上空を所定の高度で航行する単独若しくは複数の飛翔体と、上記飛翔体と情報授受する固定または移動型の通信施設からなる監視装置において、
上記監視対象物は、監視対象物の位置を測定する第１の位置測定部と、上記監視対象物の位置を上記飛翔体に送信する第１の送信部とを具備し、
上記飛翔体は、上記通信施設からの指令および上記第１の送信部からの上記監視対象物の位置を受信する受信部と、飛翔体の位置を測定する第２の位置測定装置と、上記指令を実行する信号処理部と、上記指令により撮像部の視野を変更する視野変更部と、変更された上記視野にある地球表面の画像データを取得する撮像部と、上記監視対象物の位置と上記撮像部で取得した画像データとを各々上記通信施設に発信する第２の送信部とを具備し、
上記通信施設は、上記飛翔体と情報授受する地上局と、上記飛翔体および監視対象物の位置データに基づき監視対象物を常に撮像部に捕えるよう飛翔体の移動目標座標および撮像視野を算出するソフトウェアを格納したメモリと、上記ソフトウェアを用いて上記飛翔体の移動目標座標および上記撮像部の撮像視野の算出を行い上記飛翔体を上記地上局を介して制御する運用制御部とを具備したことを特徴とする監視装置。
【請求項２】
移動する監視対象物と、地球の上空を所定の高度で航行する単独若しくは複数の飛翔体と、上記飛翔体と情報授受する固定または移動型の通信施設からなる監視装置において、
上記監視対象物は、監視対象物の位置を測定する第１の位置測定部と、上記監視対象物の位置を上記飛翔体に送信する第１の送信部と、上記飛翔体から渋滞の回避ルートを受信する第１の受信部とを具備し、
上記飛翔体は、上記通信施設からの指令および上記第１の送信部からの上記監視対象物の位置を受信する受信部と、飛翔体の位置を測定する第２の位置測定装置と、上記指令を実行する信号処理部と、上記指令により撮像部の視野を変更する視野変更部と、変更された上記視野にある地球表面の画像データを取得する撮像部と、上記監視対象物の位置と上記撮像部で取得した画像データとを各々上記通信施設に発信し、また、上記通信施設からの渋滞の回避ルートを上記監視対象物に送信する第２の送信部とを具備し、
上記通信施設は、上記飛翔体と情報授受する地上局と、地球上各地の地理情報および道路情報を記述した地理情報データベースを格納した第１のメモリと、上記飛翔体および上記監視対象物の位置データに基づき監視対象物を常に撮像部に捕えるよう飛翔体の移動目標座標および撮像視野を算出するソフトウェアを格納した第２のメモリと、上記ソフトウェアを用いて上記飛翔体の移動目標座標および上記撮像部の撮像視野の算出を行い上記飛翔体を地上局を介して制御する運用制御部と、上記撮像部によって取得した画像データおよび上記地理情報データベースに基づき渋滞箇所を抽出し、上記監視対象物の位置と上記渋滞箇所とから渋滞の回避ルートを割り出して、上記渋滞の回避ルートを上記地上局を経由して上記飛翔体に送信する第２の信号処理部とを具備したことを特徴とする監視装置。
【請求項３】
移動する監視対象物と、地球の上空を所定の高度で航行する単独若しくは複数の飛翔体と、上記飛翔体と情報授受する固定または移動型の通信施設からなる監視装置において、
上記監視対象物は、監視対象物の位置を測定する第１の位置測定部と、上記監視対象物の位置を上記飛翔体に送信する第１の送信部とを具備し、
上記飛翔体は、上記通信施設からの指令および上記第１の送信部からの上記監視対象物の位置を受信する受信部と、飛翔体の位置を測定する第２の位置測定装置と、上記指令を実行する信号処理部と、上記指令により撮像部および赤外カメラの視野を変更する視野変更部と、変更された上記視野にある地球表面の画像データを取得する撮像部と、変更された上記視野にある地球表面の赤外画像データを取得する赤外カメラと、上記監視対象物の位置と上記画像データと上記赤外画像データとを各々上記通信施設に発信する第２の送信部とを具備し、
上記通信施設は、上記飛翔体と情報授受する地上局と、地球上各地の地理情報および道路情報を記述した地理情報データベースを格納した第１のメモリと、上記飛翔体および上記監視対象物の位置データに基づき上記監視対象物を常に撮像部および赤外カメラに捕えるよう飛翔体の移動目標座標および撮像視野を算出するソフトウェアを格納した第２のメモリと、上記ソフトウェアを用いて上記飛翔体の移動目標座標および上記撮像部の撮像視野の算出を行い、上記飛翔体を地上局を介して制御する運用制御部と、上記撮像部および赤外カメラによって取得した画像データに基づき画像処理によって画像内を移動する物体の特定および火災などの監視対象物の物理的変化を認識する第２の信号処理部とを具備したことを特徴とする監視装置。
【請求項４】
地球の上空を所定の高度で航行する単独若しくは複数の飛翔体と、上記飛翔体と情報授受する固定または移動型の通信施設からなる監視装置において、
上記飛翔体は、移動する監視対象物を指向するレーダ装置と、飛翔体の地球上での３次元的位置を測定する位置測定装置と、地上局からの指令により上記レーダ装置の視野を変更する視野変更機と、地上局からの指令を受信する受信部と、上記レーダ装置で取得した画像情報を地上局に発信する送信部と、上記受信部を経由した地上局からの指令の実行する第１の信号処理部とを具備し、
上記通信施設は、上記飛翔体と情報授受する地上局と、地球上各地の地理情報および道路情報を記述した地理情報データベースを格納した第１のメモリと、上記飛翔体および上記レーダ装置で取得した画像データの前後の比較により抽出した監視対象物の位置データに基づき監視対象物を常に上記レーダ装置に捕えるよう飛翔体の移動目標座標および撮像視野を算出するソフトウェアを格納した第２のメモリと、監視対象物の領域を定義する情報を格納した第３のメモリと、鳥群・航空機などの飛行物体のレーダ反射特性を記述したデータベースを格納する第４のメモリと、上記第３のメモリに格納されたデータベースおよび第２のメモリに格納されたソフトウェアを用いて上記飛翔体の移動目標座標および上記レーダ装置の撮像視野の算出を行い上記第１のメモリに格納された地図情報のデータとあわせて表示部に監視対象物内の飛行物体の位置を表示させ上記飛翔体を地上局を介して制御する運用制御部と、上記レーダ装置が取得したレーダ反射データを地上局を介して受信する受信手段と、上記レーダ装置によって取得したデータと上記第４のメモリに格納されたデータベースとの比較を行い移動する物体の特定をする第２の信号処理部と、上記レーダ装置から得られた画像情報および運用制御部からの情報を表示し監視者がモニタする表示部とを具備したことを特徴とする監視装置。
【請求項５】
地球の上空を所定の高度で航行する単独若しくは複数の飛翔体と、上記飛翔体と情報授受する固定または移動型の通信施設からなる監視装置において、
上記飛翔体は、地球上での３次元的位置を測定する位置測定装置と、地球表面に対してほぼ垂直に指向するレーザ発振装置と、このレーザ発振装置から地表に向けて発射されたレーザ光の反射を受信する受光部と、地上局からの指令を受信する受信部と、上記受信部を経由した地上局からの指令の実行しレーザ光の発振および反射光の受信の時間遅れを計測する第１の信号処理部と、飛翔体の位置座標情報および第１の信号処理部で計測した時間遅れデータを地上局に発信する送信部とを具備し、
上記通信施設は、常に監視対象物を上記レーザ発振装置で垂直に捕えるように上記飛翔体を移動させる目標座標の算出とこの座標に基づいた上記レーザ発振装置の指向方向を解析し上記飛翔体を地上局を介して制御する運用制御部と、上記飛翔体と情報授受する地上局と、地球上各地の地理情報および道路情報を記述した地理情報データベースを格納した第１のメモリと、上記飛翔体の位置データに基づき上記レーザ発振装置で監視対象物領域の地表面を常に垂直に捕えるよう飛翔体の移動目標座標および撮像視野を算出するソフトウェアを格納した第２のメモリと、監視対象物の領域を定義する情報を格納した第３のメモリと、上記第１の信号処理部から取得したレーザ光の受信時間遅れデータと上記位置測定装置のデータから地表面の高さを算出する第２の信号処理部と、上記第２の信号処理部で算出された地表面高さおよび第１のメモリに格納された地理情報データベースとをあわせて表示し監視者がモニタする表示部とを具備したことを特徴とする監視装置。
【請求項６】
地球の上空を所定の高度で航行する単独若しくは複数の飛翔体を備え、移動する地上の監視対象物を監視する監視装置において、
上記飛翔体は、
上記飛翔体が送信する上記飛翔体の位置データと上記監視対象物の位置データと上記飛翔体の撮像部が撮像する画像データを受信する地上局と、上記飛翔体および上記監視対象物の位置データに基づき監視対象物を常に撮像部に捕えるよう飛翔体の移動目標座標および撮像視野を算出するソフトウェアを格納したメモリと、上記ソフトウェアを用いて上記飛翔体の移動目標座標および上記撮像部の撮像視野の算出を行い上記飛翔体を上記地上局を介して制御する運用制御部と、を具備する地上の通信施設が、上記飛翔体に向けて送信する指令および上記監視対象物が上記飛翔体に向けて送信する監視対象物の位置を受信する受信部と、
飛翔体の位置を測定する位置測定装置と、
上記指令を実行する信号処理部と、
上記指令により撮像部の視野を変更する視野変更部と、
変更された上記視野にある地球表面の画像データを取得する撮像部と、
上記監視対象物の位置と上記撮像部で取得した画像データとを各々上記通信施設に発信する第２の送信部と、を具備することを特徴とする監視装置。
【請求項７】
地球の上空を航行する単独若しくは複数の飛翔体と情報授受する固定または移動型の通信施設を備え、移動する地上の監視対象物を監視する監視装置において、
上記通信施設は、
上記通信施設からの指令および上記監視対象物が上記飛翔体に向けて送信する上記監視対象物の位置を受信する受信部と、飛翔体の位置を測定する位置測定装置と、上記指令を実行する信号処理部と、上記指令により撮像部の視野を変更する視野変更部と、変更された上記視野にある地球表面の画像データを取得する撮像部と、上記監視対象物の位置と上記撮像部で取得した画像データとを各々上記通信施設に発信する送信部とを具備する飛翔体との間で、上記飛翔体の位置データと上記監視対象物の位置データと上記画像データを授受する地上局と、
上記飛翔体および監視対象物の位置データに基づき監視対象物を常に撮像部に捕えるよう飛翔体の移動目標座標および撮像視野を算出するソフトウェアを格納したメモリ部と、
上記ソフトウェアを用いて上記飛翔体の移動目標座標および上記撮像部の撮像視野の算出を行い上記飛翔体を上記地上局を介して制御する運用制御部と、
を具備したことを特徴とする監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は対象物を監視する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の監視装置は図１１のように構成される。図において、１は監視装置筐体、２は監視対象物を撮像する撮像機器、３は撮像機器から得られた映像情報を処理する信号処理機器、４は信号処理機器３で処理された映像を写し出す表示機器である。
【０００３】
上記のように構成された監視装置は、例えばビルの入退室監視などに用いられている。ビルへの関係者以外の立ち入りを制限したい場合に上記監視装置が用いられ、人物等がビルに立ち入る場面を撮像機器２で直接的に撮影し、見やすいように信号処理機器３で情報を加工した後、表示機器４に映像情報を表示する。監視員がこの映像を観察し、不審者が監視対象であるビルに侵入していないか判断することで運用されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成される監視装置においては監視対象物を監視員が認識し、監視装置を直接あるいは間接的に操作することによって画像情報を得るが、このような構成においては監視装置が監視対象物の近傍にあるか、監視装置が半径数百メートルという限られた範囲を監視対象としている場合は問題ないが、国立公園、軍事施設等、監視対象領域が半径数キロメートル以上の広範囲にわたっている場合に監視装置を数十から数百器設置する必要があり、設置した場合においてもこれらの多数の機器での監視は事実上不可能である。また、数キロメートル以上移動する車、船舶などの場合には、監視装置をあらかじめ監視対象が移動するであろうと思われる点に設置しておく必要があり、無作為に移動する監視対象に対しては事実上監視は不可能であった。
【０００５】
この発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、監視装置の一部を飛翔体に搭載することで、遠隔操作による移動監視対象の監視を可能とし、十分な高さで飛翔体が飛行することによって監視対象物が移動する場合においても継続して良好な監視作業を実現するための手段を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明による監視装置は移動する監視対象物と、地球の上空を所定の高度で航行する単独若しくは複数の飛翔体と、上記飛翔体と情報授受する固定または移動型の通信施設からなる監視装置において、上記監視対象物は、監視対象物の位置を測定する第１の位置測定部と、上記監視対象物の位置を上記飛翔体に送信する第１の送信部とを具備し、上記飛翔体は、上記通信施設からの指令および上記第１の送信部からの上記監視対象物の位置を受信する受信部と、飛翔体の位置を測定する第２の位置測定装置と、上記指令を実行する信号処理部と、上記指令により撮像部の視野を変更する視野変更部と、変更された上記視野にある地球表面の画像データを取得する撮像部と、上記監視対象物の位置と上記撮像部で取得した画像データとを各々上記通信施設に発信する第２の送信部とを具備し、上記通信施設は、上記飛翔体と情報授受する地上局と、上記飛翔体および監視対象物の位置データに基づき監視対象物を常に撮像部に捕えるよう飛翔体の移動目標座標および撮像視野を算出するソフトウェアを格納したメモリと、上記ソフトウェアを用いて上記飛翔体の移動目標座標および上記撮像部の撮像視野の算出を行い上記飛翔体を上記地上局を介して制御する運用制御部とを具備するものである。
【０００７】
第２の発明による監視装置は移動する監視対象物と、地球の上空を所定の高度で航行する単独若しくは複数の飛翔体と、上記飛翔体と情報授受する固定または移動型の通信施設からなる監視装置において、上記監視対象物は、監視対象物の位置を測定する第１の位置測定部と、上記監視対象物の位置を上記飛翔体に送信する第１の送信部と、上記飛翔体から渋滞の回避ルートを受信する第１の受信部とを具備し、上記飛翔体は、上記通信施設からの指令および上記第１の送信部からの上記監視対象物の位置を受信する受信部と、飛翔体の位置を測定する第２の位置測定装置と、上記指令を実行する信号処理部と、上記指令により撮像部の視野を変更する視野変更部と、変更された上記視野にある地球表面の画像データを取得する撮像部と、上記監視対象物の位置と上記撮像部で取得した画像データとを各々上記通信施設に発信し、また、上記通信施設からの渋滞の回避ルートを上記監視対象物に送信する第２の送信部とを具備し、上記通信施設は、上記飛翔体と情報授受する地上局と、地球上各地の地理情報および道路情報を記述した地理情報データベースを格納した第１のメモリと、上記飛翔体および上記監視対象物の位置データに基づき監視対象物を常に撮像部に捕えるよう飛翔体の移動目標座標および撮像視野を算出するソフトウェアを格納した第２のメモリと、上記ソフトウェアを用いて上記飛翔体の移動目標座標および上記撮像部の撮像視野の算出を行い上記飛翔体を地上局を介して制御する運用制御部と、上記撮像部によって取得した画像データおよび上記地理情報データベースに基づき渋滞箇所を抽出し、上記監視対象物の位置と上記渋滞箇所とから渋滞の回避ルートを割り出して、上記渋滞の回避ルートを上記地上局を経由して上記飛翔体に送信する第２の信号処理部とを具備するものである。
【０００８】
第３の発明による監視装置は移動する監視対象物と、地球の上空を所定の高度で航行する単独若しくは複数の飛翔体と、上記飛翔体と情報授受する固定または移動型の通信施設からなる監視装置において、上記監視対象物は、監視対象物の位置を測定する第１の位置測定部と、上記監視対象物の位置を上記飛翔体に送信する第１の送信部とを具備し、上記飛翔体は、上記通信施設からの指令および上記第１の送信部からの上記監視対象物の位置を受信する受信部と、飛翔体の位置を測定する第２の位置測定装置と、上記指令を実行する信号処理部と、上記指令により撮像部および赤外カメラの視野を変更する視野変更部と、変更された上記視野にある地球表面の画像データを取得する撮像部と、変更された上記視野にある地球表面の赤外画像データを取得する赤外カメラと、上記監視対象物の位置と上記画像データと上記赤外画像データとを各々上記通信施設に発信する第２の送信部とを具備し、上記通信施設は、上記飛翔体と情報授受する地上局と、地球上各地の地理情報および道路情報を記述した地理情報データベースを格納した第１のメモリと、上記飛翔体および上記監視対象物の位置データに基づき上記監視対象物を常に撮像部および赤外カメラに捕えるよう飛翔体の移動目標座標および撮像視野を算出するソフトウェアを格納した第２のメモリと、上記ソフトウェアを用いて上記飛翔体の移動目標座標および上記撮像部の撮像視野の算出を行い、上記飛翔体を地上局を介して制御する運用制御部と、上記撮像部および赤外カメラによって取得した画像データに基づき画像処理によって画像内を移動する物体の特定および火災などの監視対象物の物理的変化を認識する第２の信号処理部とを具備するものである。
【０００９】
第４の発明による監視装置は地球の上空を所定の高度で航行する単独若しくは複数の飛翔体と、上記飛翔体と情報授受する固定または移動型の通信施設からなる監視装置において、上記飛翔体は、移動する監視対象物を指向するレーダ装置と、飛翔体の地球上での３次元的位置を測定する位置測定装置と、地上局からの指令により上記レーダ装置の視野を変更する視野変更機と、地上局からの指令を受信する受信部と、上記レーダ装置で取得した画像情報を地上局に発信する送信部と、上記受信部を経由した地上局からの指令の実行する第１の信号処理部とを具備し、上記通信施設は、上記飛翔体と情報授受する地上局と、地球上各地の地理情報および道路情報を記述した地理情報データベースを格納した第１のメモリと、上記飛翔体および上記レーダ装置で取得した画像データの前後の比較により抽出した監視対象物の位置データに基づき監視対象物を常に上記レーダ装置に捕えるよう飛翔体の移動目標座標および撮像視野を算出するソフトウェアを格納した第２のメモリと、監視対象物の領域を定義する情報を格納した第３のメモリと、鳥群・航空機などの飛行物体のレーダ反射特性を記述したデータベースを格納する第４のメモリと、上記第３のメモリに格納されたデータベースおよび第２のメモリに格納されたソフトウェアを用いて上記飛翔体の移動目標座標および上記レーダ装置の撮像視野の算出を行い上記第１のメモリに格納された地図情報のデータとあわせて表示部に監視対象物内の飛行物体の位置を表示させ上記飛翔体を地上局を介して制御する運用制御部と、上記レーダ装置が取得したレーダ反射データを地上局を介して受信する受信手段と、上記レーダ装置によって取得したデータと上記第４のメモリに格納されたデータベースとの比較を行い移動する物体の特定をする第２の信号処理部と、上記レーダ装置から得られた画像情報および運用制御部からの情報を表示し監視者がモニタする表示部とを具備するものである。
【００１０】
第５の発明による監視装置は地球の上空を所定の高度で航行する単独若しくは複数の飛翔体と、上記飛翔体と情報授受する固定または移動型の通信施設からなる監視装置において、上記飛翔体は、地球上での３次元的位置を測定する位置測定装置と、地球表面に対してほぼ垂直に指向するレーザ発振装置と、このレーザ発振装置から地表に向けて発射されたレーザ光の反射を受信する受光部と、地上局からの指令を受信する受信部と、上記受信部を経由した地上局からの指令の実行しレーザ光の発振および反射光の受信の時間遅れを計測する第１の信号処理部と、飛翔体の位置座標情報および第１の信号処理部で計測した時間遅れデータを地上局に発信する送信部とを具備し、上記通信施設は、常に監視対象物を上記レーザ発振装置で垂直に捕えるように上記飛翔体を移動させる目標座標の算出とこの座標に基づいた上記レーザ発振装置の指向方向を解析し上記飛翔体を地上局を介して制御する運用制御部と、上記飛翔体と情報授受する地上局と、地球上各地の地理情報および道路情報を記述した地理情報データベースを格納した第１のメモリと、上記飛翔体の位置データに基づき上記レーザ発振装置で監視対象物領域の地表面を常に垂直に捕えるよう飛翔体の移動目標座標および撮像視野を算出するソフトウェアを格納した第２のメモリと、監視対象物の領域を定義する情報を格納した第３のメモリと、上記第１の信号処理部から取得したレーザ光の受信時間遅れデータと上記位置測定装置のデータから地表面の高さを算出する第２の信号処理部と、上記第２の信号処理部で算出された地表面高さおよび第１のメモリに格納された地理情報データベースとをあわせて表示し監視者がモニタする表示部とを具備するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１を示すものであり、図において１０は地球の上空を所定の高度で航行する単独若しくは複数の飛翔体、１１ａは上記飛翔体１０に地球を指向するように搭載され地球表面の画像データを取得する撮像部、１２は上記飛翔体１０に具備され地上局からの指令により上記撮像部１１ａの視野を変更する視野変更機、１３は上記飛翔体１０に具備され地上局３３からの指令および監視対象物からの情報を電波にて受信する受信部、１４は飛翔体１０に具備され上記撮像部１１ａで取得した画像情報および監視対象物からの情報を地上局３３に発信する第２の送信部、１５は飛翔体１０に具備され上記受信部１３を経由した地上局３３からの指令の実行する第１の信号処理部、２１は監視対象物に具備されＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）などに代表される監視対象物の地球上での３次元的位置が把握できる第１の位置測定装置、２２は監視対象物に具備され監視対象物の位置および盗難などが発生した際に異常時信号を上記飛翔体１０に発信できる第１の送信部、３１は上記飛翔体１０を地上局３３を介して常に監視対象物を上記撮像部１１ａで捕えるよう上記飛翔体１０を移動させる目標座標の算出とこの座標に基づいた上記撮像部１１ａの指向方向を解析運用制御する運用制御部、３２は上記撮像部１１ａの撮像した画像データおよび監視対象物に関する情報を地上局３３を介して受信し記録するレコーダ、３３は上記運用制御部３１と上記レコーダ３２を備え上記飛翔体１０と電波にて情報授受する地上局、３４は地球上各地の地理情報および道路情報を記述した地理情報データベースを格納した第１のメモリ、３５は飛翔体１０および監視対象物の位置データに基づき監視対象物を常に撮像部１１ａに捕えるよう飛翔体１０の移動目標座標および撮像視野を算出するソフトウェアを格納した第２のメモリ、４２は上記撮像部１１ａなどから得られた画像情報を表示し監視者がモニタする第１の表示部である。
【００１２】
この発明による監視装置は図の如く構成されており、車、船舶などの移動する監視対象物に搭載された第１の位置測定装置２１から第１の送信部２２を経由して送信された位置情報を飛翔体１０に搭載された受信部１３が受信し、第１の信号処理部１５、および第２の送信部１４を経由し地上局３３へ送られる。地上局３３はこの情報を元に撮像部１１ａの視野を第２のメモリ３５に格納されたソフトウェアから算出し、運用制御部３１を介してこの情報を地上局３３経由にて飛翔体１０に送信する。この際、第２のメモリ３５に格納されたソフトウェアの処理フローは図６の様に示される。ソフトウェアは監視対象物の３次元的位置データから、あらかじめパラメータとして格納している観測可能視野角と飛翔体１０の高度から観測可能な飛翔体１０の３次元的位置を算出（Ｓ１）し、飛翔体１０の移動目標を算出（Ｓ２）する。飛翔体１０が移動目標に到達した時点（Ｓ３）で観測カバレッジ範囲内にあるかの確認を行い（Ｓ４）、範囲内にあれば撮像角度計算を行い（Ｓ５）、第１の信号処理部１５を介して視野変更機１２に撮像部１１ａの視野を指示し、撮像部１１ａが監視対象物を撮像（Ｓ６）する。撮像した画像情報は第１の信号処理部１５を介し第２の送信部を経て地上局３３へ送られる。地上局３３は運用制御部３１を介し監視対象物の３次元座標に基づいて第１のメモリ３４に格納された地図道路データの中から抽出したものと撮像データを合わせ込み（Ｓ７）、第１の表示部４２に表示し、監視者がこの情報を見ることで遠隔監視を可能としている。この際、第１のメモリ３４に格納された地図道路データはＧＩＳ（Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）などに代表される形態の情報であり、三次元座標データと地理情報、道路経路情報をリンクさせたものなどが挙げられる。監視対象物に盗難などの異常が発生した場合、監視対象物の運用者が盗難と判断し、第１の送信部２２を用い非常信号を発信し、飛翔体１０の受信部１３、第１の信号処理部１５、第２の送信部１４を経て地上局３３に送られる。運用制御部３１は地上局３３を経由して送られた情報を第１のメモリ３４に蓄えられた３次元座標で示されたＧＩＳ情報に基づき、監視対象物の位置を第１の表示部４２に表示する。監視者はこの情報を受け、第１の表示部４２に表示された監視対象物の位置および状況を把握することが可能となる。レコーダ３２はこれらのデータを記録し、必要に応じて出力する。
【００１３】
図において飛翔体１０は人工衛星、航空機、気球、飛行船などが挙げられる。また地上局３３としては人工衛星、航空機などの管制局、固定の通信施設などが挙げられるが、飛翔体１０と交信のできる車載等の移動型地上局などでもよい。また対象となる監視物体は移動する車、船舶等以外に航空機、列車等が挙げられるが、同様にビル、家屋などの固定の物にも適用可能である。
【００１４】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２を示すものであり、図において１０は地球の上空を所定の高度で航行する単独若しくは複数の飛翔体、１１ａは上記飛翔体１０に地球を指向するように搭載され地球表面の可視光画像データを取得する撮像部、１２は上記飛翔体１０に具備され地上局からの指令により上記撮像部１１ａの視野を変更する視野変更機、１３は上記飛翔体１０に具備され地上局３３からの指令および監視対象物からの情報を電波にて受信する第２の受信部、１４は飛翔体１０に具備され上記撮像部１１ａで取得した画像情報および監視対象物からの情報を地上局３３に発信する第２の送信部、１５は飛翔体１０に具備され上記第２の受信部１３を経由した地上局３３からの指令の実行する第１の信号処理部、２１は監視対象物に具備され監視対象物の地球上での３次元的位置が把握できる第１の位置測定装置、２２は監視対象物に具備され監視対象物の位置および盗難などが発生した際に異常時信号を飛翔体１０に発信できる第１の送信部、２３は監視対象物に具備され地球の上空を所定の高度で航行する単独若しくは複数の飛翔体との情報の授受を行う第１の受信部、２４は道路等の地理情報を監視対象物に示す第２の表示部、３１は上記飛翔体１０を地上局３３を介して運用制御する運用制御部、３２は上記撮像部１１ａの撮像した画像データおよび監視対象物に関する情報を地上局３３を介して受信し記録するレコーダ、３３は上記運用制御部３１と上記レコーダ３２を備え上記飛翔体１０と電波にて情報授受する地上局、３４は地球上各地の地理情報および道路情報を記述した地理情報データベースを格納した第１のメモリ、３５は飛翔体１０および監視対象物の位置データに基づき監視対象物を常に撮像部１１ａに捕えるよう飛翔体１０の移動目標座標および撮像視野を算出するソフトウェアを格納した第２のメモリ、３７は第１のメモリ３４の情報およびＶＩＣＳなどによって提供される渋滞情報に基づきの渋滞箇所の位置を３次元座標で算出する第２の信号処理部、４２は上記撮像部１１ａなどから得られた画像情報を表示し監視者がモニタする第１の表示部である。
【００１５】
この発明による監視装置は図の如く構成されており、車、船舶などの移動する監視対象物に搭載された第１の位置測定装置２１から第１の送信部２２を経由して送信された位置情報を飛翔体１０に搭載された第２の受信部１３が受信し、第１の信号処理部１５、および第２の送信部１４を経由し地上局３３へ送られる。地上局３３はこの情報を元に監視可能な撮像部１１ａの視野を第２のメモリ３５に格納されたソフトウェアから算出するが、この際の第２のメモリ３５に格納されたソフトウェアの処理フローは図７の様に示される。ソフトウェアは監視対象物の３次元位置データから、あらかじめパラメータとして格納している観測可能視野角と飛翔体１０の高度から観測可能な飛翔体１０の３次元位置を算出（Ｓ１）し、飛翔体１０の移動目標を算出（Ｓ２）する。飛翔体１０が移動目標に到達した時点（Ｓ３）で観測カバレッジ範囲内にあるかの確認を行い（Ｓ４）、範囲内にあれば撮像角度計算を行い（Ｓ５）、第１の信号処理部１５を介して視野変更機１２に撮像部１１ａの視野を指示し、撮像部１１ａが監視対象物を撮像（Ｓ６）する。撮像した画像情報は第１の信号処理部１５を介し第２の送信部を経て地上局３３へ送られる。地上局３３は運用制御部３１を介し監視対象物の３次元座標に基づいて第１のメモリ３４に格納された地図道路データの中から抽出したものと撮像データを合わせ込み（Ｓ７）、第１の表示部４２に表示し、監視者がこの情報を見ることで遠隔監視を可能としている。この際、第１のメモリ３４に格納された地図道路データはＧＩＳ（Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）などに代表される形態の情報であり、三次元座標データと地理情報、道路経路情報をリンクさせたものなどが挙げられる。撮像部１１ａから得られた画像情報と第１のメモリ３４に格納された地図道路データとを第２の信号処理部３７が画像処理し、渋滞箇所の抽出を行う。抽出された渋滞箇所を第２の信号処理部３７が位置座標に変換し、第１のメモリに蓄えられた地図情報のどこに当たるかを算出した後に道路情報から回避ルートを割り出す。割り出された回避ルートは運用制御部３１、地上局３３および第２の受信部１３を介して第１の受信部２３に送信される。監視対象物の運用者は送信された情報を第２の表示部で確認できる。また監視対象物に盗難などの異常が発生した場合、監視対象物の運用者盗難と判断し、第１の送信部２２を用いて非常信号を発信し、飛翔体１０の第２の受信部１３、第１の信号処理部１５、第２の送信部１４を経て地上局３３に送られる。運用制御部３１は地上局３３を経由して送られた情報を第１のメモリ３４に蓄えられたＧＩＳ情報に基づき、監視対象物の位置を第１の表示部４２に表示する。監視者はこの情報を受け、第１の表示部４２に表示された監視対象物の位置および状況を把握することが可能となる。レコーダ３２はこれらのデータを記録し、必要に応じて出力する。
【００１６】
図において飛翔体１０は人工衛星、航空機、気球、飛行船などが挙げられる。また地上局３３としては人工衛星、航空機などの管制局、固定の通信施設などが挙げられるが、飛翔体１０と交信のできる車載等の移動型地上局などでもよい。また監視対象物としては移動する車、船舶等以外に航空機、列車等が挙げられるが、同様にビル、家屋などの固定の物にも適用可能である。
【００１７】
実施の形態３．
図３はこの発明の実施の形態３を示すものであり、図において１０は地球の上空を所定の高度で航行する単独若しくは複数の飛翔体、１１ａは上記飛翔体１０に地球を指向するように搭載され地球表面の画像データを取得する撮像部、１１ｂは上記飛翔体１０に具備され地球を指向するように搭載された赤外カメラ、１２は上記飛翔体１０に具備され地上局からの指令により上記撮像部１１ａおよび上記赤外カメラ１１ｂの視野を変更する視野変更機、１３は上記飛翔体１０に具備され地上局３３からの指令および監視対象物からの情報を電波にて受信する第２の受信部、１４は飛翔体１０に具備され上記撮像部１１ａおよび上記赤外カメラ１１ｂで取得した画像情報および監視対象物からの情報を地上局３３に発信する第２の送信部、１５は飛翔体１０に具備され上記第２の受信部１３を経由した地上局３３からの指令の実行する第１の信号処理部、２１は監視対象物に具備され監視対象物の地球上での３次元的位置が把握できる第１の位置測定装置、２２は監視対象物に具備され監視対象物の位置および盗難などが発生した際に異常時信号を上記飛翔体１０に発信できる第１の送信部、３１は上記飛翔体１０を地上局３３を介して運用制御する運用制御部、３２は上記撮像部１１ａおよび上記赤外カメラ１１ｂが撮像した画像データおよび監視対象物に関する情報を地上局３３を介して受信し記録するレコーダ、３３は上記運用制御部３１と上記レコーダ３２を備え上記飛翔体１０と電波にて情報授受する地上局、３４は地球上各地の地理情報および道路情報を記述した地理情報データベースを格納した第１のメモリ、３５は監視対象物の位置データに基づき監視対象物を追従し常に監視を維持するよう設定するソフトウェアを格納した第２のメモリ、３６は監視対象物の領域を定義する情報を格納した第３のメモリ、３７は上記撮像部１１ａおよび上記赤外カメラ１１ｂによって取得した動画データに基づき画像処理によって画像内を移動する物体の特定をする第２の信号処理部、４２は上記撮像部１１ａおよび上記赤外カメラ１１ｂから得られた画像情報を表示し監視者がモニタする第１の表示部である。
【００１８】
この発明による監視装置は図の如く構成されており、国立公園、軍事施設等の監視対象物に具備された第１の位置測定装置２１から第１の送信部２２を経由して送信された位置情報を飛翔体１０に搭載された第２の受信部１３が受信し、第１の信号処理部１５、および第２の送信部１４を経由し地上局３３へ送られる。地上局３３はこの情報を元に監視可能な撮像部１１ａおよび赤外カメラ１１ｂの視野を第２のメモリ３５に格納されたソフトウェアから算出するが、この際の第２のメモリ３５に格納されたソフトウェアの処理フローは図８の様に示される。ソフトウェアは監視対象物の３次元位置データから、あらかじめパラメータとして格納している観測可能視野角と飛翔体１０の高度から観測可能な飛翔体１０の３次元位置を算出（Ｓ１）し、飛翔体１０の移動目標を算出（Ｓ２）する。飛翔体１０が移動目標に到達（Ｓ３）した時点で観測カバレッジ範囲内にあるかの確認（Ｓ４）を行い、範囲内にあれば第１の信号処理部１５を介して視野変更機１２に撮像部１１ａおよび赤外カメラ１１ｂの視野を指示（Ｓ５）し、撮像部１１ａおよび赤外カメラ１１ｂが監視対象物を撮像（Ｓ６）する。撮像した画像情報は第１の信号処理部１５を介し第２の送信部を経て地上局３３へ送られる。地上局３３は運用制御部３１を介し監視対象物の３次元座標に基づいて第１のメモリ３４に格納された地図道路データの中から抽出したものと撮像データを合わせ込み（Ｓ７）、第１の表示部４２に表示し、監視者がこの情報を見ることで遠隔監視を可能としている。この際、第１のメモリ３４に格納された地図道路データはＧＩＳ（Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）などに代表される形態の情報であり、三次元座標データと地理情報、道路経路情報をリンクさせたものなどが挙げられる。同時に第２の信号処理部３８は撮像部１１ａおよび赤外カメラ１１ｂから得られた画像情報から画像処理にて移動物体を抽出（Ｓ９）し、その位置データを算出する。この情報と第３のメモリ３６に蓄えられた監視領域情報に基づいて監視対象物に対する侵入物の有無を判断（Ｓ１０）する。第２の信号処理部３７が、侵入物を確認した場合、その位置座標を計算（Ｓ１１）し、運用制御部３１を介して第１の表示部に表示される。監視者は表示された情報を確認し、監視対象物の状況を確認できる。同時に火災などの状況においては、第２の信号処理部３７がフロー図のＳ９に示される処理を行うことで監視領域内に２００℃以上の領域の有無を赤外カメラ１１ｂの画像データより検出し、火災の発生を知らせる。また監視対象物の運用者が異常発生と判断した場合においても、第１の送信部２２を用い非常信号を発信し、飛翔体１０の第２の受信部１３、第１の信号処理部１５、第２の送信部１４を経て地上局３３に送られる。運用制御部３１は地上局１０を経由して送られた情報を第１のメモリ３４に蓄えられたＧＩＳ情報に基づき、監視対象物の位置を第１の表示部４２に表示する。監視者はこの情報を受け、第１の表示部４２に表示された監視対象物の位置および状況を把握することが可能となる。レコーダ３２はこれらのデータを記録し、必要に応じて出力する。
【００１９】
図において飛翔体１０は人工衛星、航空機、気球、飛行船などが挙げられる。また地上局３３としては人工衛星、航空機などの管制局、固定の通信施設などが挙げられるが、飛翔体１０と交信のできる車載等の移動型地上局などでもよい。また監視対象物としては広範囲にわたる監視対象領域を持つ国立公園、軍事施設等が挙げられるが、同様に移動する車、船舶、航空機、列車等にも適用可能である。
【００２０】
実施の形態４．
図４はこの発明の実施の形態４を示すものであり、図において１０は地球の上空を所定の高度で航行する単独若しくは複数の飛翔体、１２は上記飛翔体１０に具備され地上局からの指令によりレーダ装置１６の視野を変更する視野変更機、１３は上記飛翔体１０に具備され地上局３３からの指令を電波にて受信する第２の受信部、１４は飛翔体１０に具備されレーダ装置１６で取得した画像情報を地上局３３に発信する第２の送信部、１５は飛翔体１０に具備され上記第２の受信部１３を経由した地上局３３からの指令の実行する第１の信号処理部、１６は上記飛翔体１０に具備され地球表面を指向するレーダ装置、１７は上記飛翔体１０に具備され飛翔体１０のＧＰＳに代表される地球上での３次元的位置が把握できる位置測定装置、３１は常に監視対象物をレーダ装置１６で捕えるよう上記飛翔体１０を移動させる目標座標の算出とこの座標に基づいた上記レーダ装置１６の指向方向を解析し上記飛翔体１０を地上局３３を介して制御する運用制御部、３２は上記レーダ装置１６の撮像した画像データを地上局３３を介して受信し記録するレコーダ、３３は上記運用制御部３１と上記レコーダ３２を備え上記飛翔体１０と電波にて情報授受する地上局、３４は地球上各地の地理情報および道路情報を記述した地理情報データベースを格納した第１のメモリ、３５は監視対象物の位置データに基づき監視対象物を追従し常にレーダ装置１６の視野に捕えるよう設定するソフトウェアを格納した第２のメモリ、３６は監視対象物の領域を定義する情報を格納した第３のメモリ、３７は上記レーダ装置１６によって取得したデータと第４のメモリ４０に格納されたデータベースとの比較を行い移動する物体の特定をする第２の信号処理部、４０は鳥群・航空機などの飛行物体のレーダ反射特性を記述したデータベースを格納する第４のメモリ、４２は上記レーダ装置１６などから得られた画像情報を表示し監視者がモニタする第１の表示部である。
【００２１】
この発明による監視装置は図の如く構成されており、運用制御部３１は第２のメモリ３５に格納されたソフトウェアおよび第３のメモリ３６に格納された監視対象領域の定義から監視対象領域をレーダ装置１６の視野に捕えることができるよう、飛翔体１０の移動目標およびレーダ装置１６の視野を算出する。この際の第２のメモリに格納されたソフトウェアの処理フローは図９の様に示される。ソフトウェアは監視対象領域の３次元位置データから、あらかじめパラメータとして格納している観測可能視野角と飛翔体１０の高度から観測可能な飛翔体１０の３次元位置を算出（Ｓ１）し、飛翔体１０の移動目標を算出（Ｓ２）する。飛翔体１０が移動目標に到達（Ｓ３）した時点で観測カバレッジ範囲内にあるかの確認（Ｓ４）を行い、範囲内にあれば第１の信号処理部１５はこの情報を元に視野変更機１２を介してレーダ装置１６の視野を指示（Ｓ５）し、レーダ装置１６が監視対象領域を撮像（Ｓ６）する。撮像したレーダ画像情報は第１の信号処理部１５を介し位置測定装置１７で取得した飛翔体１０の位置情報とともに第２の送信部を経て地上局３３へ送られる。地上局３３は運用制御部３１を介して第２の信号処理部３７で処理を行い、画像データの前後のデータ比較を行い移動物体の抽出を行う（Ｓ９）。レーダ反射特性データベースとレーダ装置１６で取得した移動物体のレーダ反射特性との比較をし、監視対象領域内に捕えられた物体の特定およびその位置の算出を行う（Ｓ１０，Ｓ１１）。運用制御部３１は監視対象物の３次元座標に基づいて第１のメモリ３４に格納された地図道路データと抽出したものと撮像データを合わせ込み（Ｓ７）、第１の表示部４２に表示する。この際、第１のメモリ３４に格納された地図道路データはＧＩＳ（Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）などに代表される形態の情報であり、三次元座標データと地理情報、道路経路情報をリンクさせたものなどが挙げられる。監視者はこの情報を受け、監視対象領域内の物体、およびその位置を把握することが可能となる。レコーダ３２は運用制御部３１からの出力データを記録し、必要に応じて出力する。
【００２２】
図において飛翔体１０は人工衛星、航空機、気球、飛行船などが挙げられる。また地上局３３としては人工衛星、航空機などの管制局、固定の通信施設などが挙げられるが、飛翔体１０と交信のできる車載等の移動型地上局などでもよい。また監視対象物としては空港付近の領域の鳥害防止用監視が挙げられるが、同様に軍事施設付近領域の脅威監視にも適用可能である。
【００２３】
実施の形態５．
図５はこの発明の実施の形態５を示すものであり、図において１０は地球の上空を所定の高度で航行する単独若しくは複数の飛翔体、１３は上記飛翔体１０に具備され地上局３３からの指令を電波にて受信する第２の受信部、１４は飛翔体１０に具備され第１の信号処理部に記録されたレーザ発振装置１８からレーザが発射された時間とその反射光を受光した時間の情報を地上局３３に発信する第２の送信部、１５は飛翔体１０に具備され上記第２の受信部１３を経由した地上局３３からの指令の実行およびレーザ発振装置１８からレーザが発射された時間とその反射光を受光した時間を記録する第１の信号処理部、１７は上記飛翔体１０に具備され飛翔体１０の地球上での３次元的位置が把握できるＧＰＳに代表される位置測定装置、１８は上記飛翔体１０に具備され地球表面に対してほぼ垂直に指向するレーザ発振装置、１９はレーザ発振装置１８から地表に向けて発射されたレーザ光を受信する受光部、３１は常にレーザ発振装置を観測領域の地球表面に対して垂直に捕えるよう上記飛翔体１０を移動させる目標座標を解析し上記飛翔体１０を地上局３３を介して制御する運用制御部、３２は第２の信号処理部で算出された地表面の高さを記録するレコーダ、３３は上記運用制御部３１と上記レコーダ３２を備え上記飛翔体１０と電波にて情報授受する地上局、３４は地球上各地の地理情報および道路情報を記述した地理情報データベースを格納した第１のメモリ、３５は監視対象物の位置データに基づき監視対象物を追従し常に監視を維持するよう設定するソフトウェアを格納した第２のメモリ、３６は監視対象物の領域を定義する情報を格納した第３のメモリ、３７は上記レーザ発振装置１８および上記受光部１９によって取得したレーザ光の受信遅れデータと前記第２の位置測定装置１７のデータから地表面の高さを算出する第２の信号処理部、４２は監視者がモニタする第１の表示部である。
【００２４】
この発明による監視装置は図の如く構成されており、第２のメモリ３５に格納されたソフトウェアを用いて観測を実施する。この際の第２のメモリに格納されたソフトウェアの処理フローは図１０の様に示される。第２のメモリ３５に格納されたソフトウェアは第３のメモリ３６に格納されている監視対象領域の定義から、観測可能な飛翔体１０の３次元位置を算出（Ｓ１）し、飛翔体１０の移動目標を算出（Ｓ２）する。飛翔体１０が移動目標に到達（Ｓ３）した時点で観測カバレッジ範囲内にあるかの確認（Ｓ４）を行い、範囲内にあれば監視を開始する。飛翔体１０はレーザ発振装置からレーザ光を射出し、海面などで反射したレーザ光を受光部１９で受ける（Ｓ５）。この時第１の信号処理部１５において発振した時刻、および反射光を受信した時刻、および位置測定装置からの情報をまとめて第２の送信部１３を介して地上局３３に送信する（Ｓ６）。地上局３３は運用制御部３１を介してこれらのデータを第２の信号処理部３７で処理を行い、海面の高さなどを算出する（Ｓ７）。運用制御部３１は監視を行った領域の３次元座標に基づいて第１のメモリ３４に格納された地図道路データと監視データを合わせ込み（Ｓ８）、第１の表示部４２に表示する。この際、第１のメモリ３４に格納された地図道路データはＧＩＳ（Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）などに代表される形態の情報であり、三次元座標データと地理情報、道路経路情報をリンクさせたものなどが挙げられる。監視者はこの情報を受け、監視対象領域内の波高（津波）などを把握することが可能となる。レコーダ３２はこれらのデータを記録し、必要に応じて出力する。
【００２５】
図において飛翔体１０は人工衛星、航空機、気球、飛行船などが挙げられる。また地上局３３としては人工衛星、航空機などの管制局、固定の通信施設などが挙げられるが、飛翔体１０と交信のできる車載等の移動型地上局などでもよい。また監視対象物としては港湾施設付近の海面高さ監視が挙げられるが、同様に陸域での地殻変動監視にも適用可能である。
【００２６】
【発明の効果】
第１の発明は、広範囲にわたって移動する監視対象物を監視員が追従することなく遠隔からの監視することが可能になり、かつ監視対象物の現状および位置情報の確認が可能となる。
また、広範囲にわたって移動する監視対象物を遠隔からでも監視対象物から発せられる情報などによって盗難などの非常事態に際して監視対象物の状況把握および位置追跡が監視者側で可能となる。
【００２７】
第２の発明は、広範囲にわたって移動する監視対象物を遠隔からでも監視対象物の現状および位置情報の確認が可能となり、かつ監視対象物に対して渋滞等を回避する適切な移動ルートなどの情報を示すことが可能となる。
【００２８】
第３の発明は、遠隔からでも監視対象領域への侵入、火災などに関する情報が監視者側で取得することが可能となる。
【００２９】
第４の発明は、遠隔からでも監視対象領域に接近する飛行物体の監視、および脅威に関する情報が監視者側で取得することが可能となる。
【００３０】
第５の発明は、遠隔からでも海面の波高監視などを行い、異常な海面高さの変化を感知することで波高などに関する情報が監視者側で取得することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１における構成図である。
【図２】  この発明の実施の形態２における構成図である。
【図３】  この発明の実施の形態３における構成図である。
【図４】  この発明の実施の形態４における構成図である。
【図５】  この発明の実施の形態５における構成図である。
【図６】  実施の形態１におけるソフトウェア処理フロー図である。
【図７】  実施の形態２におけるソフトウェア処理フロー図である。
【図８】  実施の形態３におけるソフトウェア処理フロー図である。
【図９】  実施の形態４におけるソフトウェア処理フロー図である。
【図１０】  実施の形態５におけるソフトウェア処理フロー図である。
【図１１】  従来の監視装置における構成図である。
【符号の説明】
１  監視装置筐体、２  撮像機器、３  信号処理機器、４  表示機器、１０  飛翔体、１１ａ  撮像部、１１ｂ  赤外カメラ、１２  視野変更機、１３  第２の受信部、１４  第２の送信部、１５  第１の信号処理部、１６  レーダ装置、１７  第２の位置測定装置、１８  レーザ発振装置、１９  受光部、２１  第１の位置測定装置、２２  第１の送信部、２３  第１の受信部、２４  第２の表示部、３１  運用制御部、３２  レコーダ、３３  地上局、３４  第１のメモリ、３５  第２のメモリ、３６  第３のメモリ、３７  第２の信号処理部、４２  第１の表示部。
【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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