(57)【要約】      （修正有）【課題】対象物が妨害レーザ光を照射する場合であっても、対象物を捕捉することが可能な対象物識別装置を提供する。【解決手段】対象物識別装置は、第１及び第２の撮像部１１、１２、設定制御部１５及び検出部１３を具備する。第１の撮像部は、指定される設定に従って対象物を撮影し、第１の画像データを取得する。第２の撮像部は、指示される設定に従って前記対象物を撮影し、第２の画像データを取得する。設定制御部は、妨害光が照射されると前記第１及び第２の撮像部が飽和する第１の設定と、前記妨害光が照射されても前記第１及び第２の撮像部が飽和しない第２の設定とを、前記第１及び第２の撮像部に対して交互に指定する。検出部は、前記第１及び第２の画像データのうち、前記対象物が捕捉されている一方の画像データを参照し、誘導信号を生成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
指定される設定に従って対象物を撮影し、第１の画像データを取得する第１の撮像部と、
指示される設定に従って前記対象物を撮影し、第２の画像データを取得する第２の撮像部と、
妨害光が照射されると前記第１及び第２の撮像部が飽和する第１の設定と、前記妨害光が照射されても前記第１及び第２の撮像部が飽和しない第２の設定とを、前記第１及び第２の撮像部に対して交互に指定する設定制御部と、
前記第１及び第２の画像データのうち、前記対象物が捕捉されている一方の画像データを参照し、誘導信号を生成する検出部と
を具備する対象物識別装置。
【請求項２】
前記設定制御部は、前記第１及び第２の撮像部に対し、前記妨害光が照射されると前記第１及び第２の撮像部が飽和する第３の設定を指定し、
前記第３の設定が指定されている際に取得される前記第１及び第２の画像データの画像信号強度が、予め設定する閾値を超えていない状態から超える状態になったか否かを判断する検知部をさらに具備し、
前記設定制御部は、前記第１及び第２の画像データの画像信号強度が前記閾値を超えていない状態から超える状態になった場合、前記第１及び第２の撮像部に対して前記第１及び第２の設定を交互に指定する請求項１記載の対象物識別装置。
【請求項３】
前記第１の撮像部は赤外線の中波に対応し、前記第２の撮像部は赤外線の長波に対応する請求項１又は２に記載の対象物識別装置。
【請求項４】
前記第１の撮像部は赤外線に対応し、前記第２の撮像部は可視光線に対応する請求項１又は２に記載の対象物識別装置。
【請求項５】
前記第１及び第２の撮像部に対する設定は、前記第１及び第２の撮像部の絞り及び感光時間の少なくともいずれかに対する設定である請求項１乃至４のいずれかに記載の対象物識別装置。
【請求項６】
妨害光が照射されると第１及び第２の撮像部が飽和する第１の設定と、前記妨害光が照射されても前記第１及び第２の撮像部が飽和しない第２の設定とを、前記第１及び第２の撮像部とに対して交互に指定し、
前記第１の撮像部により取得される第１の画像データと、前記第２の撮像部により取得される第２の画像データとのうち、対象物が捕捉されている一方の画像データを参照し、誘導信号を生成する対象物識別方法。
【請求項７】
前記第１及び第２の撮像部に対し、前記妨害光が照射されると前記第１及び第２の撮像部が飽和する第３の設定を指定し、
前記第３の設定が指定されている際に取得される前記第１及び第２の画像データの画像信号強度が、予め設定する閾値を超えていない状態から超える状態になったか否かを判断し、
前記第１及び第２の画像データの画像信号強度が前記閾値を超えていない状態から超える状態になった場合、前記第１及び第２の撮像部に対して前記第１及び第２の設定を交互に指定する請求項６記載の対象物識別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、飛翔体が対象物を識別するための対象物識別装置及び対象物識別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
飛翔体は、比較的近距離においては、光波シーカを利用して対象物を抽出する。光波シーカは、対象物から放射される光波に基づいて対象物を撮影し、対象物についての画像を作成する。飛翔体は、作成された画像に基づいて対象物を追跡する。
【０００３】
一方、対象物は、飛翔体からの追跡を逃れるため、例えば、飛翔体が搭載する光波シーカに向けて妨害レーザ光を指向照射する。この妨害レーザ光により、光波シーカの受光レベルが飽和されることになり、飛翔体は、対象物の光波を捕捉できなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２７８６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のように、対象物により妨害レーザ光を照射された場合、飛翔体は、対象物を追跡することができなくなってしまう。
【０００６】
そこで、目的は、対象物が妨害レーザ光を照射する場合であっても、対象物を捕捉することが可能な対象物識別装置及び対象物識別方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、対象物識別装置は、第１及び第２の撮像部、設定制御部及び検出部を具備する。第１の撮像部は、指定される設定に従って対象物を撮影し、第１の画像データを取得する。第２の撮像部は、指示される設定に従って前記対象物を撮影し、第２の画像データを取得する。設定制御部は、妨害光が照射されると前記第１及び第２の撮像部が飽和する第１の設定と、前記妨害光が照射されても前記第１及び第２の撮像部が飽和しない第２の設定とを、前記第１及び第２の撮像部に対して交互に指定する。検出部は、前記第１及び第２の画像データのうち、前記対象物が捕捉されている一方の画像データを参照し、誘導信号を生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る対象物識別装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示される信号処理部が第１及び第２の撮像部の感光時間を制御する際の動作を示すフローチャートである。
【図３】図１に示される検出部が受信する第１及び第２の画像データを示す図である。
【図４】図１に示される信号処理部が第１及び第２の撮像部の感光時間を制御する際の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態に係る対象物識別装置の機能構成の例を示すブロック図である。図１に示す対象物識別装置は、飛翔体に搭載され、対象物を検出する。対象物識別装置は、第１の撮像部１１、第２の撮像部１２及び信号処理部２０を具備する。
【００１１】
第１の撮像部１１は、特定の波長、例えば、赤外線の中波帯の光波に基づいて第１の画像データを作成する。このとき、第１の撮像部１１の感光時間は、設定制御部１５からの指示により制御される。なお、感光時間は、初期状態においては、画像全体の輝度の平均レベルが所定の範囲内になるように制御される。以下では、初期状態における感光時間を第１の感光時間と称する。
【００１２】
第１の撮像部１１は、作成した第１の画像データを検出部１３及び検知部１４へ出力する。
【００１３】
第２の撮像部１２は、特定の波長、例えば、赤外線の長波帯の光波に基づいて第２の画像データを作成する。このとき、第２の撮像部１２の感光時間は、設定制御部１５からの指示により制御される。なお、感光時間は、初期状態においては、第１の感光時間が指定される。第２の撮像部１２は、作成した第２の画像データを検出部１３及び検知部１４へ出力する。
【００１４】
信号処理部２０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、並びに、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等のＣＰＵが処理を実行するためのプログラムやデータの格納領域等を含む。信号処理部２０は、ＣＰＵにアプリケーション・プログラムを実行させることで、検出部１３、検知部１４及び設定制御部１５の機能を実現する。なお、信号処理部２０は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等により設けられていても構わない。
【００１５】
検知部１４は、第１及び第２の画像データの画像信号強度が予め設定される閾値を超えるか否かを、予め設定される周期で判断する。ここで、画像信号強度は、例えば、（視野全体の輝度の平均値）／感光時間で算出される。
【００１６】
すなわち、検知部１４は、第１及び第２の撮像部１１，１２から出力される第１及び第２の画像データを受け取る。検知部１４は、この第１及び第２の画像データの画像信号強度が閾値を超えるか否かを判断する。検知部１４は、第１及び第２の画像データの両方の画像信号強度が閾値を超えていなかった状態から、超える状態となった場合、妨害を検知したとして第１の通知を検出部１３及び設定制御部１５へ出力する。
【００１７】
また、検知部１４は、妨害を検知した後、第１及び第２の画像データの両方の画像信号強度が閾値を超えない状態となった場合、妨害が解消されたとして第２の通知を検出部１３及び設定制御部１５へ出力する。
【００１８】
設定制御部１５は、検知部１４から通知される検知結果に基づき、第１及び第２の撮像部１１，１２の感光時間を制御する。
【００１９】
具体的には、設定制御部１５は、検知部１４から第１の通知を受信すると、第１及び第２の撮像部１１，１２に対し、第２の感光時間及び第３の感光時間をそれぞれ交互に指定する。このとき、設定制御部１５は、第２及び第３の感光時間を予め設定された周期で同期させて指定する。
【００２０】
第２の感光時間は、検知部１４により、第１及び第２の画像データの両方の画像信号強度が閾値を超えていなかった状態から、超える状態となったと判断された際の感光時間を保持したものである。すなわち、第２の感光時間が設定されている場合に妨害レーザが照射されると、撮像部は飽和することとなる。なお、本実施形態において、撮像部の飽和とは、画像データの画像信号強度が閾値を超えることをいう。第２の感光時間は、第１の感光時間と、条件によっては同一の値を取り得る。以下では、説明の容易性のため、第１の感光時間と、第２の感光時間とを区別して説明する。
【００２１】
第３の感光時間は、予め設定される固定値である。この固定値は、第３の感光時間が設定されている場合に妨害レーザが照射されても、撮像部が飽和しない値である。
【００２２】
設定制御部１５は、第１及び第２の撮像部１１，１２に対し、第２及び第３の感光時間のうちいずれを指定しているのかを、検出部１３へ通知する。なお、設定制御部１５が第１及び第２の撮像部１１，１２の感光時間を制御してから、その制御が第１及び第２の画像データに反映されるまで、わずかな遅れが発生する。設定制御部１５は、この遅れを考慮して感光時間の制御情報を検出部１３へ通知する。
【００２３】
設定制御部１５は、検知部１４から第２の通知を受信すると、第１及び第２の撮像部１１，１２に対し、第１の感光時間を指定する。
【００２４】
検出部１３は、第１の撮像部１１から供給される第１の画像データを参照し、対象物を検出する（低温部検出）。また、検出部１３は、第２の撮像部１２から供給される第２の画像データを参照し、レーザのレーザ源を検出する（高温部検出）。検出部１３は、検知部１４における判断において第１及び第２の画像データの画像信号強度が両方とも閾値を超えない場合、第１及び第２の画像データを用いて対象物への誘導信号を生成する。誘導信号とは、飛翔体の舵取り機構を制御して飛翔体を対象物に向け進行させるための信号である。また、検出部１３は、検知部１４における判断において第１の画像データの画像信号強度のみが閾値を超える場合、第２の画像データを用いて対象物への誘導信号を生成する。また、検出部１３は、検知部１４における判断において第２の画像データの画像信号強度のみが閾値を超える場合、第１の画像データを用いて対象物への誘導信号を生成する。
【００２５】
また、検出部１３は、検知部１４から、上記第１の通知を受け、かつ、設定制御部１５から、第１及び第２の撮像部１１，１２に対する感光制御についての情報を受ける場合、予め設定される周期で第１及び第２の画像データを切り替えながら対象物を再捕捉する。そして、検出部１３は、再捕捉した対象物への誘導信号を生成する。
【００２６】
また、検出部１３は、検知部１４から、上記の第２の通知を受ける場合、第１及び第２の画像データを用いて対象物への誘導信号を生成する通常の動作を再開する。
【００２７】
次に、以上のように構成された対象物識別装置による対象物の識別動作を、信号処理部２０の処理手順に従い説明する。図２は、図１に示される信号処理部２０が第１及び第２の撮像部１１，１２の感光時間を制御する際の動作の例を示すフローチャートである。また、図３は、図１に示される検出部１３が受信する第１及び第２の画像データの例を示す模式図である。
【００２８】
まず、検知部１４は、第１の撮像部１１から出力される第１の画像データの画像信号強度と、第２の撮像部１２から出力される第２の画像データの画像信号強度とが予め設定される閾値を超えるか否かを判断する（ステップＳ２１）。第１及び第２の画像データの両方の画像信号強度が閾値を超えていなかった状態から、超える状態となった場合（ステップＳ２１のＹｅｓ）、検知部１４は、妨害を検知したとして第１の通知を検出部１３及び設定制御部１５へ出力する（ステップＳ２２）。ここで、第１及び第２の画像データの両方の画像信号強度が閾値を超えていなかった状態から、超える状態となった場合とは、図３におけるｔ＋Ｔを示す。図３のｔ＋Ｔによれば、第１及び第２の画像データ共にコーストしている。
【００２９】
設定制御部１５は、検知部１４から第１の通知を受信すると、第１及び第２の撮像部１１，１２に対し、予め設定された周期Ｔで、第２の感光時間及び第３の感光時間をそれぞれ交互に指定する（ステップＳ２３）。
【００３０】
図３によれば、設定制御部１５は、ｔ＋Ｔに第１の撮像部１１に対して第３の感光時間（固定）を指定し、第２の撮像部１２に対して第２の感光時間（保持）を指定する。なお、ここで指定された感光時間が第１及び第２の撮像部１１，１２に反映されるには、２Ｔだけかかる。すなわち、第２及び第３の感光時間が反映された第１及び第２の画像データは、ｔ＋３Ｔから取得される。
【００３１】
また、設定制御部１５は、ｔ＋２Ｔに第１の撮像部１１に対して第２の感光時間（保持）を指定し、第２の撮像部１２に対して第３の感光時間（固定）を指定する。設定制御部１５は、第１及び第２の撮像部１１，１２に対する感光時間の指定をｔ＋６Ｔまで繰り返す。
【００３２】
検出部１３は、第１又は第２の画像データを参照して対象物を再捕捉する。すなわち、検出部１３は、図３のｔ＋３Ｔにおいては、設定制御部１５から送信される第３の感光時間を指定している旨の情報を参照し、第１の画像データを用いて対象物を再捕捉する。これは、高温部検出であり、対象物が発するレーザのレーザ源を捕捉するものである。また、検出部１３は、図３のｔ＋４Ｔにおいては、設定制御部１５から送信される第３の感光時間を指定している旨の情報を参照し、第２の画像データを用いて対象物を再捕捉する。
【００３３】
図４は、図１に示される信号処理部２０が第１及び第２の撮像部１１，１２の感光時間を制御する際の動作の例を示すフローチャートである。
【００３４】
まず、検知部１４は、妨害を検知した後、第１及び第２の画像データの両方の画像信号強度が閾値を超えない状態となったか否かを判断する（ステップＳ４１）。第１及び第２の画像データの両方の画像信号強度が閾値を超えない状態となった場合（ステップＳ４１のＹｅｓ）、検知部１４は、第２の通知を検出部１３及び設定制御部１５へ出力する（ステップＳ４２）。ここで、第１及び第２の画像データの両方の画像信号強度が閾値を超えない状態となる場合とは、図３におけるｔ＋６Ｔの状態を示す。図３のｔ＋６Ｔでは、第１の画像データにおいて対象物が捕捉され、第２の画像データにおいて何も捕捉されていない。
【００３５】
設定制御部１５は、検知部１４から第２の通知を受信すると、第１及び第２の撮像部１１，１２に対し、第１の感光時間を指定する（ステップＳ４３）。
【００３６】
以上のように、本実施形態では、第１及び第２の撮像部１１，１２はそれぞれ、第１及び第２の画像データを作成する。設定制御部１５は、第１及び第２の画像データの画像信号強度が閾値を超える場合、第１及び第２の撮像部１１，１２に対してそれぞれ、妨害レーザが照射されると撮像部が飽和する第２の感光時間と、妨害レーザが照射されても撮像部が飽和しない第３の感光時間とを指定するようにしている。これにより、第１又は第２の画像データから対象物を捕捉することが可能となる。
【００３７】
したがって、本実施形態によれば、第１及び第２の撮像部１１，１２の両方に対して妨害レーザが照射された場合であっても、対象物を捕捉することができる。また、感光時間の制御というソフト制御のみで、妨害レーザに対応することが可能であるため、処理コストを抑えることが可能となる。
【００３８】
また、本実施形態では、設定制御部１５は、第１及び第２の撮像部１１，１２に対し、第２及び第３の感光時間を交互に指定するようにしている。これにより、対象物が妨害レーザを間欠的に照射する場合であっても、対象物識別装置は、第１又は第２の画像データから対象物を捕捉することが可能となる。
【００３９】
なお、上記実施形態では、第１の撮像部１１は赤外線の中波帯の光波に基づいて第１の画像データを作成し、第２の撮像部１２は赤外線の長波帯の光波に基づいて第２の画像データを作成する場合を例に説明した。しかしながら、これに限定されない。第１の撮像部１１は可視光線の光波に基づいて画像データを作成し、第２の撮像部１２は赤外線の光波に基づいて画像データを作成するようにしても構わない。また、第１及び第２の撮像部１１，１２は帯域の光波に基づいて画像データを作成するようにしても構わない。
【００４０】
また、上記実施形態では、検知部１４は、妨害を検知した後、第１及び第２の画像データの両方の画像信号強度が閾値を超えない状態となった場合、妨害が解消されたとして第２の通知を検出部１３及び設定制御部１５へ出力する場合を例に説明した。しかしながら、これに限定されない。例えば、検知部１４は、妨害を検知してから予め設定された時間が経過すると、第２の通知を出力するようにしても構わない。
【００４１】
また、上記実施形態では、設定制御部１５は、第１及び第２の通知に応じて第１及び第２の撮像部１１，１２の感光時間を制御する場合を例に説明した。しかしながら、これに限定されない。設定制御部１５は、その他の方法により、画像データの輝度を制御するようにしても構わない。例えば、設定制御部１５は、絞り値を制御するようにしても構わない。
【００４２】
また、上記実施形態では、設定制御部１５は、検知部１４からの第１の通知を受けると、第１及び第２の撮像部１１，１２に対して第２及び第３の感光時間を交互に指定する場合を例に説明した。しかしながら、これに限定されない。設定制御部１５は、初期状態から、第１及び第２の撮像部１１，１２に対して第２及び第３の感光時間を交互に指定しても構わない。
【００４３】
以上、実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４４】
１１…第１の撮像部、１２…第２の撮像部、１３…検出部、１４…検知部、１５…設定制御部、２０…信号処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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