JP2004028601A

JP2004028601A - 監視用レーザレーダシステム及び撮像方法

Info

Publication number: JP2004028601A
Application number: JP2002180994A
Authority: JP
Inventors: Tomoyoshi Baba; 馬場　智義; Kohei Kawazoe; 川添　浩平; Akira Yamada; 山田　明; Yukinori Komori; 小森　行則; Katsutoshi Ochiai; 落合　勝敏
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】レーザレーダの長所は活かしつつ同時に広範囲の監視を容易且つ短時間に行うことができる監視用レーザレーダシステムを提供する。
【解決手段】レーザ装置１１からターゲットに向けてパルスレーザ光を照射すとともに、このパルスレーザ光の照射に同期した所定時間後にシャッタを開いて前記パルスレーザ光の反射光をＩＣＣＤカメラ１３に取り込んでこの反射光に基づく画像信号Ｓ_１を得るレーザレーダシステムと、前記ターゲットから発する赤外線を取り込んでこの赤外線に基づく画像信号を出力する赤外線カメラ１８を有する赤外線カメラシステムとを具備して、先ず赤外線カメラ１８で広範囲の画像情報を取り込み、その後レーザレーダシステムで目標のターゲットに絞り込んで狭範囲の鮮明な画像でこのターゲットの監視を行うようにした。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は監視用レーザレーダシステム及び撮像方法に関し、特に監視用レーザレーダシステムを用いて広範囲の監視を行う場合に適用して有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
雨天，霧中等の悪天候時、また夜間，薄暮にも安定したターゲットの長距離且つ高分解能での画像監視を可能とする装置としてレーザレーダ装置がある。このレーザレーダ装置は、ストロボ写真撮影と類似した動作原理を有しており、ストロボフラッシュの代わりに、「極短パルスレーザ光」を、また写真機の代わりに、「高速ゲート付きＩＣＣＤカメラ」を用いたアクティブな撮像装置である。
【０００３】
さらに詳言すると、図７に示すように、当該レーザレーダ装置Ｉでは、レーザ装置１から極短パルスのレーザ光をターゲット２に向けて照射し、高速度で動作するシャッター機能を有する超高速ゲート付ＩＣＣＤカメラ（以下、ＩＣＣＤカメラと称す。）３でターゲット２からの反射光を撮像する。すなわち、ターゲット２からの反射光がＩＣＣＤカメラ３に到達する瞬間のみ、シャッタを開くことにより、ターゲット２の発見とともに、レーザ光の伝搬速度（光速）に基づきターゲット２迄の距離も検知する。さらに詳言すると次の通りである。
【０００４】
図８（ａ）は当該レーザレーダ装置Ｉにおけるレーザ動作とシャッタ動作のタイミングの関係を示す波形図、（ｂ）はターゲットの探知態様を示す説明図である。図８（ａ）に示すように、当該レーザレーダ装置Ｉでターゲットを探知するときは、パルス信号Ｐ_０でレーザ光を照射し、時間ｔ_１後にパルス信号Ｐ_１でＩＣＣＤカメラ３のシャッタを開くとともに時間ｔ_２の経過後に閉じる。このことによりレーザレーダ装置Ｉから時間ｔ_１に対応する距離だけ離れ、時間ｔ_２に対応する距離の領域の情報をＩＣＣＤカメラ３を介して画像情報として取り込むことができる。このときの探知距離Ｌ_１は、Ｌ_１＝光速・時間ｔ_１／２で求めることができ、また探知範囲Ａは、Ａ＝光速・時間ｔ_２／２で求めることができる。例えば、探知距離Ｌ_１が６００ｍで、探知範囲Ａ_１が１５０ｍのとき、時間ｔ_１、ｔ_２はそれぞれ４μ秒、１μ秒となる。
【０００５】
かかるレーザレーダ装置Ｉを用いれば、レーザ装置１及びＩＣＣＤカメラ３とターゲット２間の外乱（霧、雨、波浪等）の影響を大幅に低減することが可能であるばかりでなく、レーザ光を用いたアクティブな探査方法であるため昼夜を問わず運用できるという特長も有している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術に係るレーザレーダ装置は、レーザ装置１によるパルス光の照射と、ＩＣＣＤカメラ３のシャッタ開閉のタイミングにより撮影する範囲が決定される、いわゆるレンジゲート方式であるため、限定領域の監視の場合にはその特長を十分活かせる。しかし、広範囲の監視が必要な場合、シャッタ開のタイミンイグ及びシャッタ開の時間で決定される限定領域を奥行き方向及び水平方向にスキャンして監視を行う必要がある。このため、ターゲット２が高速で移動する物体である場合、海面上に浮遊して波間に見え隠れする物体である場合には、これを見逃す虞がある。すなわち、広範囲の監視に時間を要するという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記従来技術に鑑み、レーザレーダの長所は活かしつつ同時に広範囲の監視を容易且つ短時間に行うことができる監視用レーザレーダシステム及び撮像方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の構成は次の点を特徴とする。
【０００９】
１）　認識対象物であるターゲットに向けてパルスレーザ光を照射するパルスレーザ光照射手段と、このパルスレーザ光の照射に同期した所定時間後にシャッタを開いて前記パルスレーザ光の反射光を取り込んでこの反射光に基づく画像信号を出力する撮像手段とを有するとともに、前記パルスレーザ光照射手段及び前記撮像手段の方位角及び俯仰角を調整可能に形成したレーザレーダシステムと、
前記ターゲットから発する赤外線を取り込んでこの赤外線に基づく画像信号を出力する赤外線カメラを有するとともに、前記赤外線カメラの方位角及び俯仰角を調整可能に形成した赤外線カメラシステムと、
前記レーザレーダシステムのレーザ光の照射タイミング、シャッタの開タイミング及びシャッタの開時間等の制御、赤外線カメラのシャッタ動作の制御並びに前記レーザレーダシステム及び赤外線カメラシステムの方位角及び俯仰角を制御する制御部とを有すること。
【００１０】
２）　認識対象物であるターゲットに向けてパルスレーザ光を照射するパルスレーザ光照射手段と、このパルスレーザ光の照射に同期した所定時間後にシャッタを開いて前記パルスレーザ光の反射光を取り込み、この反射光に基づく画像信号を出力する撮像手段とを有するとともに、前記パルスレーザ光照射手段及び前記撮像手段の方位角及び俯仰角を調整可能に形成したレーザレーダシステムと、
前記ターゲットに向けて電波を発射するとともにこのターゲットから反射した電波を受信してその受信信号を出力する電波レーダを有する電波レーダシステムと、
前記レーザレーダシステムのレーザ光の照射タイミング、シャッタの開タイミング及びシャッタの開時間等の制御、電波レーダの送受信の制御並びに前記レーザレーダシステム及び電波レーダシステムの方位角又は俯仰角を制御する制御部とを有すること。
【００１１】
３）　認識対象物であるターゲットに向けてレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、このレーザ光の照射に同期した所定時間後にシャッタを極く短時間開いて前記レーザ光の反射光を取り込み、この反射光に基づく画像信号を出力する撮像手段とを有するレーザレーダ装置を用いる一方、
前記レーザ光照射手段からレーザ光を照射するとともに、前記撮像手段の高速シャッタ動作を行わず、常時開状態として前記レーザ光の反射光を取り込むことにより、前記レーザ光を、ターゲットを照明する照明手段として用い、且つ前記撮像手段を一般的な高感度カメラとして用いることにより広範囲の画像情報を一度に取り込んで処理すること。
【００１２】
４）　認識対象物であるターゲットに向けてパルスレーザ光を照射するパルスレーザ光照射手段と、このパルスレーザ光の照射に同期した所定時間後にシャッタを開いて前記パルスレーザ光の反射光を取り込み、この反射光に基づく画像信号を出力する撮像手段とを有するレーザレーダ装置における前記シャッタの開時間を長くして広範囲の画像情報を取り込んで処理すること。
【００１３】
５）　上記４）に記載する撮像方法において、
シャッタの開時間を６．７μ秒近傍としたこと。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る監視用レーザレーダシステムを示すブロック線図である。同図に示すように、本形態に係る監視用レーザレーダシステムも図７に示すレーザレーダ装置Ｉと同様の原理で所定範囲の監視を行うものであり、レーザ装置１１からターゲット２（図７参照。以下同じ。）に向けてパルスレーザ光を照射し、このターゲット２からの反射光をＩＣＣＤカメラ１３で撮影して画像信号Ｓ_１を得、この画像信号Ｓ_１を制御部１５を介してモニタ１４で可視化するとともに、画像データとして記録装置１６に記憶している。
【００１６】
本形態に係る監視用レーザレーダシステムの最大の特徴は、赤外線カメラシステムも有する点にある。この赤外線カメラシステムは、赤外線受光系１７及びこの赤外線受光系１７を介してターゲット２からの赤外線画像を取り込む赤外線カメラ１８とを有している。赤外線カメラ１８は前記ターゲット２から発する赤外線を取り込んでこの赤外線に基づく受信信号Ｓ_２を出力する。受信信号Ｓ_２は制御部１５を介してモニタ１４で可視化するとともに、画像データとして記録装置１６に記憶する。ここで、赤外線カメラ１８の撮影する温度範囲等は制御部１５が送出する制御信号Ｓ_３で制御する。制御部１５は受光系制御信号Ｓ_４も送出しており、この受光系制御信号Ｓ_４で赤外線受光系１７の光学系のズームレンズを駆動して所定の倍率に制御する。ここで、赤外線受光系１７及び赤外線カメラ１８が一体となってカメラヘッド部Ｂを構成しており、このカメラヘッド部Ｂが雲台（それ自体は図示せず。）に載置されて水平面内を回動するとともに、垂直面内でも回動して方位角及び俯仰角を適宜調節し得るように構成してある。
【００１７】
このように、レーザレーダ装置１１の他に赤外線カメラ１８を備えることにより両者の特長を活かすことができる。広範囲のターゲット２を探査する場合には赤外線カメラ１８が適しており、絞り込んだ範囲のターゲット２の鮮明な画像情報をその距離情報とともに得る場合にはレーザレーダ装置１１が適しているからである。
【００１８】
同期装置１９は、パルスレーザ光を照射するためのトリガ信号Ｓ_５を供給するとともに、ＩＣＣＤカメラ１３にそのシャッタ開のタイミング及びシャッタ開時間を制御する制御信号Ｓ_６を供給する。ここで、制御信号Ｓ_６はＩＣＣＤカメラ３からの画像信号Ｓ_１の読み出しのタイミングも制御する。かかるトリガ信号Ｓ_５及び制御信号Ｓ_６は、制御部１５が送出するレンジゲート制御信号Ｓ_７に基づき同期装置１９で形成する。かくして、所定の周期（通常１／３０（秒））で立ち上がるトリガ信号Ｓ_５でレーザ装置１１からパルスレーザ光をターゲット２に向けて照射するとともに、前記トリガ信号Ｓ_５に同期させてある制御信号Ｓ_６でＩＣＣＤカメラ１３のシャッタの開動作を制御する。このシャッタ開のタイミング及びシャッタ開時間がレンジゲート制御信号Ｓ_７で一意に定められる。
【００１９】
送光系２０及び受光系２１は、レーザ装置１１から照射されるレーザ光の送光光学系又はこのレーザ光の反射光の受光光学系で構成してあり、制御部１５が送出する送光系制御信号Ｓ_８又は受光系制御信号Ｓ_９の制御によりそのズームレンズを駆動して所定の倍率に制御する。
【００２０】
ここで、レーザ装置１１、ＩＣＣＤカメラ１３、同期装置１９、送光系２０及び受光系２１でカメラヘッド部Ｃを構成しており、このカメラヘッド部Ｃが雲台（それ自体は図示せず。）に載置されて水平面内を回動するとともに、垂直面内でも回動してレーザ光の照射方向を適宜調節し得るように構成してある。すなわち、レーザ光の照射方向の方位角及び俯仰角を適宜調節し得るように構成してある。
【００２１】
方向指示系２２は前記カメラヘッド部Ｂ、Ｃを載置する雲台及びこれの駆動機構等を含むもので、制御部１５が送出する方位角・俯仰角制御信号Ｓ_１０でカメラヘッド部Ｂ、Ｃが所定の方位角及び俯仰角になるようにそれぞれの姿勢を制御する。このとき、前記カメラヘッド部Ｂ、Ｃは一つの雲台に載置され、さらにこの雲台上でカメラヘッド部Ｃが別の雲台上に載置されている。かくして、カメラヘッド部Ｂ、Ｃの方位角及び俯仰角を一体的に調節するとともに、カメラヘッド部Ｃのみの方位角及び俯仰角をカメラヘッド部Ｂとは独立に調節することができるように構成してある。また、このときの方位角及び俯仰角の指示、監視範囲の設定等、当該監視に伴う種々の指令はインターフェース２３を介して監視員２４が制御部１５に与え、この制御部１５が送出する各種の制御信号（レンジゲート制御信号Ｓ_７等）で各部を制御する。さらに、当該方向指示系２２はミラー（回転ミラー、振動ミラー等）を用いたスキャナとして構成することも可能である。
【００２２】
図２は、上述の如き監視用レーザレーダシステムにおける監視の態様を示す説明図である。先ず、赤外線カメラ１８のシャッタを開く。この結果、同図（ａ）に示すように、赤外線カメラ１８の奥行き方向に関し最遠方、中間距離及び最短距離というように異なる３箇所に分散するターゲット２−１、２−２、２−３からの赤外線ＩＲ−１、ＩＲ−２、ＩＲ−３を取り込む。すなわち、ターゲット２−１〜２−３が存在する広範囲の画像情報を取り込んで受信信号Ｓ_２を出力する。制御部１５では、この受信信号Ｓ_２を処理してモニタ１４に表示するとともに、記録装置１６に記録する。
【００２３】
次に、図２（ｂ）に示すように、赤外線カメラ１８の受信信号Ｓ_２を処理して得る画像情報より、監視したいターゲット２−２を選択し、その方向、距離等に応じて適切な方位角、俯仰角制御信号Ｓ_１０及びレンジゲート制御信号Ｓ_７を設定してレーザ装置１１からパルスレーザ光Ｌを照射する。このときの方位角、俯仰角及びレンジゲート制御信号Ｓ_７の指示は、監視員２４がインターフェース２３を介して制御部１５に必要な信号を供給することにより行う。図２（ｂ）はこのようにして照射したパルスレーザ光Ｌがターゲット２−２の位置に達した状態を示している。
【００２４】
最後に、図２（ｃ）に示すように、レンジゲート制御信号Ｓ_７によりパルスレーザ光Ｌの照射に同期する所定時間後にシャッタ１３ａを一定時間開状態とする。このシャッタ１３ａの開時間は前記レンジゲート制御信号Ｓ_７に基づく制御信号Ｓ_６によりターゲット２−２を含む所定の狭範囲（通常は奥行き方向に数１０ｍの範囲）に限定してある。こうして得るターゲット２−２の画像情報は鮮明なものが得られる。
【００２５】
図３は本発明の第２の実施の形態に係る監視用レーザレーダシステムを示すブロック線図である。同図に示すように、本形態に係る監視用レーザレーダシステムは、図１に示す赤外線カメラシステムの代わりに電波レーダシステムをレーザレーダシステムと組み合わせたものである。すなわち、赤外線カメラシステムの機能を電波レーダシステムで代替させただけで他の構成は図１に示す実施の形態と全く同様である。そこで、図３中、図１と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。
【００２６】
本形態において、電波レーダ２５はその全体的な駆動動作が制御部１５が送出する制御信号Ｓ_１１で制御され、通常は、そのアンテナを水平面内で３６０度方向に回転させつつ電波を発し、且つその反射電波を受信して受信信号Ｓ_１２を得ている。なお、前記アンテナは必要に応じ俯仰角を調整するように構成することもできる。
【００２７】
図４は、上述の如き監視用レーザレーダシステムにおける監視の態様を示す説明図である。先ず、電波レーダ２５から発射する電波により広範囲の監視を行う。すなわち、同図（ａ）に示すように、電波レーダ２５から発射する電波が電波レーダ２５の奥行き方向に関し最短距離、中間距離及び最遠方というように異なる３箇所に分散するターゲット２−１、２−２、２−３で反射されて戻ってくる。そこで、この戻ってきた電波を電波レーダ２５を介して受信することにより受信信号Ｓ_１２を得る。すなわち、ターゲット２−１〜２−３が存在する広範囲の情報を取り込んで受信信号Ｓ_１２を出力する。制御部１５では、この受信信号Ｓ_１２を処理してモニタ１４に表示するとともに、記録装置１６に記録する。
【００２８】
次に、図３（ｂ）に示すように、電波レーダ２５の受信信号Ｓ_１２を処理して得る受信情報より、監視したいターゲット２−２を選択し、その方向、距離等に応じて適切な方位角、俯仰角制御信号Ｓ_１０及びレンジゲート制御信号Ｓ_７を設定してレーザ装置１１からパルスレーザ光Ｌを照射する。このときの方位角、俯仰角及びレンジゲート制御信号Ｓ_７の指示は、監視員２４がインターフェース２３を介して制御部１５に必要な信号を供給することにより行う。図３（ｂ）はこのようにして照射したパルスレーザ光Ｌがターゲット２−２の位置に達した状態を示している。
【００２９】
最後に、図３（ｃ）に示すように、レンジゲート制御信号Ｓ_７によりパルスレーザ光Ｌの照射に同期する所定時間後にシャッタ１３ａを一定時間開状態とする。このシャッタ１３ａの開時間は前記レンジゲート制御信号Ｓ_７に基づく制御信号Ｓ_６によりターゲット２−２を含む所定の狭範囲（通常は奥行き方向に数１０ｍの範囲）に限定してある。こうして得るターゲット２−２の画像情報は鮮明なものが得られる。
【００３０】
図１及び図３に示すレーザレーダシステムを用いれば次の様な広範囲の監視情報を得る撮像方法を実現することもできる。
【００３１】
図５は、レーザレーダシステムのレーザ装置１１を照明手段として用いてその出射光であるレーザ光Ｌでターゲット２−１、２−２、２−３を照明するとともに、ＩＣＣＤカメラ１３を高感度カメラとして用いる撮像方法における撮像態様を示す説明図である。
【００３２】
先ず、図５（ａ）に示すように、レーザ装置１１からレーザ光Ｌを照射する。この場合の照射光は必ずしもパルスレーザ光である必要はなく、連続光であっても良い。ターゲット２−１〜２−３を照明することができれば良いからである。
【００３３】
次に、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、ＩＣＣＤカメラ１３のシャッタ１３ａを開状態としてターゲット２−１〜２−３からの反射光であるレーザ光Ｌ−１、Ｌ−２、Ｌ−３を順次取り込む。この間のシャッタ１３ａの開時間は、通常の高感度カメラのシャッタの開時間と同様に設定しておく。例えば１／３０（秒）である。
【００３４】
最後に、図５（ｃ）に示すように、ＩＣＣＤカメラ１３のシャッタ１３ａを閉じる。この結果、モニタ１４の画面には、ターゲット２−１〜２−３の画像が良好に再現される。すなわち、ターゲット２−１〜２−３を含む広範囲の監視が可能となる。
【００３５】
図６は、レーザ装置１１からは通常と同様の極短パルスレーザ光Ｌを照射するとともに、ＩＣＣＤカメラ１３のシャッタ１３ａの開時間を大きくとることにより奥行き方向の広範囲の画像情報を得る場合の撮像方法を示す説明図である。
【００３６】
先ず、図６（ａ）に示すように、レーザ装置１１から所定のパルスレーザ光Ｌを照射する。
【００３７】
次に、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示すように、シャッタ１３ａを開状態とする。図６（ｂ）は最短距離のターゲット２−１で反射したパルスレーザ光Ｌ−１がＩＣＣＤカメラ１３に取り込まれる一方、レーザ装置１１から照射したパルスレーザ光Ｌが中間のターゲット２−３の位置に至った状態を示している。また、図６（ｃ）は中間のターゲット２−２で反射したパルスレーザ光Ｌ−２がＩＣＣＤカメラ１３に取り込まれる状態を示している。
【００３８】
図６（ｄ）はＩＣＣＤカメラ１３のシャッタ１３ａを閉じた状態を示している。このとき、最遠方のターゲット２−３で反射したパルスレーザ光Ｌ−３が戻ってきているが、シャッタ１３ａが閉じているので、これはＩＣＣＤカメラ１３で取り込むことができない。したがって、モニタ１４の画像としては、ターゲット２−３は再生されないが、ターゲット２−１、２−２が再生された画像となる。ただ、この場合、ターゲット２−１、２−２は撮像することができるので、その分広範囲の監視を行うことができる。この場合の範囲は例えば１０００ｍ程度することができる。ちなみに、奥行き方向に１０００ｍの範囲を監視する場合にはシャッタ１３ａの開時間を６．７μ秒とすれば良い。
【００３９】
【発明の効果】
以上実施の形態とともに具体的に説明した通り、〔請求項１〕に記載する発明は、認識対象物であるターゲットに向けてパルスレーザ光を照射するパルスレーザ光照射手段と、このパルスレーザ光の照射に同期した所定時間後にシャッタを開いて前記パルスレーザ光の反射光を取り込んでこの反射光に基づく画像信号を出力する撮像手段とを有するとともに、前記パルスレーザ光照射手段及び前記撮像手段の方位角及び俯仰角を調整可能に形成したレーザレーダシステムと、前記ターゲットから発する赤外線を取り込んでこの赤外線に基づく画像信号を出力する赤外線カメラを有するとともに、前記赤外線カメラの方位角及び俯仰角を調整可能に形成した赤外線カメラシステムと、前記レーザレーダシステムのレーザ光の照射タイミング、シャッタの開タイミング及びシャッタの開時間等の制御、赤外線カメラのシャッタ動作の制御並びに前記レーザレーダシステム及び赤外線カメラシステムの方位角及び俯仰角を制御する制御部とを有するので、
先ず、赤外線カメラシステムで広範囲の監視を行い、これで不審物が発見された場合等にこの不審物をターゲットとしてレーザレーダシステムにより探査範囲を絞って所定の探査を行うことができる。すなわち、赤外線カメラシステムとレーザレーダシステムとの特長を活かした監視を行うことができる。広範囲のターゲットを探査する場合には赤外線カメラシステムが適しており、絞り込んだ範囲のターゲットの鮮明な画像情報をその距離情報とともに得る場合にはレーザレーダシステムが適しているからである。
【００４０】
〔請求項２〕に記載する発明は、認識対象物であるターゲットに向けてパルスレーザ光を照射するパルスレーザ光照射手段と、このパルスレーザ光の照射に同期した所定時間後にシャッタを開いて前記パルスレーザ光の反射光を取り込み、この反射光に基づく画像信号を出力する撮像手段とを有するとともに、前記パルスレーザ光照射手段及び前記撮像手段の方位角及び俯仰角を調整可能に形成したレーザレーダシステムと、前記ターゲットに向けて電波を発射するとともにこのターゲットから反射した電波を受信してその受信信号を出力する電波レーダを有する電波レーダシステムと、前記レーザレーダシステムのレーザ光の照射タイミング、シャッタの開タイミング及びシャッタの開時間等の制御、電波レーダの送受信の制御並びに前記レーザレーダシステム及び電波レーダシステムの方位角又は俯仰角を制御する制御部とを有するので、
先ず、電波レーダシステムで広範囲の監視を行い、これで不審物が発見された場合等にこの不審物をターゲットとしてレーザレーダシステムにより探査範囲を絞って所定の探査を行うことができる。すなわち、電波レーダシステムとレーザレーダシステムとの特長を活かした監視を行うことができる。広範囲のターゲットを探査する場合には電波レーダシステムが適しており、絞り込んだ範囲のターゲットの鮮明な画像情報をその距離情報とともに得る場合にはレーザレーダシステムが適しているからである。
【００４１】
〔請求項３〕に記載する発明は、認識対象物であるターゲットに向けてレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、このレーザ光の照射に同期した所定時間後にシャッタを極く短時間開いて前記レーザ光の反射光を取り込み、この反射光に基づく画像信号を出力する撮像手段とを有するレーザレーダ装置を用いる一方、前記レーザ光照射手段からレーザ光を照射するとともに、前記撮像手段の高速シャッタ動作を行わず、常時開状態として前記レーザ光の反射光を取り込むことにより、前記レーザ光を、ターゲットを照明する照明手段として用い、且つ前記撮像手段を一般的な高感度カメラとして用いることにより広範囲の画像情報を一度に取り込んで処理するので、
高速シャッター操作による一般的な高感度カメラ（月明かり等のパッシブ光による撮影のため、広範囲の監視が可能）による撮影と、レーザ光照射を組み合わせることができ、スチールカメラのストロボ撮影のように露光時の光量を増加させることが可能となる。したがって、広範囲の監視を一度のシャッタ操作で良好に行い得る。
また、この場合のレーザ光源は、通常のレーザレーダシステムにおいて用いられているパルスレーザの他、ＣＷ（連続波）レーザ光とすることも可能である。
【００４２】
〔請求項４〕に記載する発明は、認識対象物であるターゲットに向けてパルスレーザ光を照射するパルスレーザ光照射手段と、このパルスレーザ光の照射に同期した所定時間後にシャッタを開いて前記パルスレーザ光の反射光を取り込み、この反射光に基づく画像信号を出力する撮像手段とを有するレーザレーダ装置における前記シャッタの開時間を長くして広範囲の画像情報を取り込んで処理するので、
監視領域を広範囲なものとすることができる。ちなみに、現状のレーザレーダシステムは雨・霧からの散乱光や、太陽光、逆光となる照明等のノイズ光の影響を省くため、レンジゲート方式による限定監視領域をごく狭い領域（奥行き数１０メートル）に設定している。このため、広範囲の情報を短時間に得ることが困難となっている。本発明では、ノイズ光の影響のない晴れた夜間等により広範囲の監視を一度に行う場合に特に有用なものとなる。
【００４３】
〔請求項５〕に記載する発明は、〔請求項４〕に記載する撮像方法において、シャッタの開時間を６．７μ秒近傍としたので、
監視領域を１０００ｍ程度とすることができる。すなわち、広範囲の領域の監視を一度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る監視用レーザレーダシステムを示すブロック線図である。
【図２】図１に示す監視用レーザレーダシステムにおける監視時の態様を概念的に示す説明図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る監視用レーザレーダシステムを示すブロック線図である。
【図４】図３に示す監視用レーザレーダシステムにおける監視時の態様を概念的に示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る撮像方法を概念的に示す説明図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る撮像方法を概念的に示す説明図である。
【図７】レーザレーダ装置の原理を示す説明図である。
【図８】図７に示すレーザレーダ装置の動作を説明するための図で、（ａ）は照射パルスとシャッタの開タイミング及び開持続時間等との関係を示す説明図、（ｂ）は探査範囲等を概念的に示す説明図である。
【符号の説明】
Ａ　　　　探知範囲
Ｌ　　　　探知距離
Ｂ、Ｃ　　　　カメラヘッド部
Ｌ　　　　パルスレーザ光
１１　　　　レーザ装置
１３　　　　ＩＣＣＤカメラ
１３ａ　　　　シャッタ
１４　　　　モニタ
１５　　　　制御部
１８　　　　赤外線カメラ
２５　　　　電波レーダ

Claims

認識対象物であるターゲットに向けてパルスレーザ光を照射するパルスレーザ光照射手段と、このパルスレーザ光の照射に同期した所定時間後にシャッタを開いて前記パルスレーザ光の反射光を取り込んでこの反射光に基づく画像信号を出力する撮像手段とを有するとともに、前記パルスレーザ光照射手段及び前記撮像手段の方位角及び俯仰角を調整可能に形成したレーザレーダシステムと、
前記ターゲットから発する赤外線を取り込んでこの赤外線に基づく画像信号を出力する赤外線カメラを有するとともに、前記赤外線カメラの方位角及び俯仰角を調整可能に形成した赤外線カメラシステムと、
前記レーザレーダシステムのレーザ光の照射タイミング、シャッタの開タイミング及びシャッタの開時間等の制御、赤外線カメラのシャッタ動作の制御並びに前記レーザレーダシステム及び赤外線カメラシステムの方位角及び俯仰角を制御する制御部とを有することを特徴とする監視用レーザレーダシステム。
認識対象物であるターゲットに向けてパルスレーザ光を照射するパルスレーザ光照射手段と、このパルスレーザ光の照射に同期した所定時間後にシャッタを開いて前記パルスレーザ光の反射光を取り込み、この反射光に基づく画像信号を出力する撮像手段とを有するとともに、前記パルスレーザ光照射手段及び前記撮像手段の方位角及び俯仰角を調整可能に形成したレーザレーダシステムと、
前記ターゲットに向けて電波を発射するとともにこのターゲットから反射した電波を受信してその受信信号を出力する電波レーダを有する電波レーダシステムと、
前記レーザレーダシステムのレーザ光の照射タイミング、シャッタの開タイミング及びシャッタの開時間等の制御、電波レーダの送受信の制御並びに前記レーザレーダシステム及び電波レーダシステムの方位角又は俯仰角を制御する制御部とを有することを特徴とする監視用レーザレーダシステム。
認識対象物であるターゲットに向けてレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、このレーザ光の照射に同期した所定時間後にシャッタを極く短時間開いて前記レーザ光の反射光を取り込み、この反射光に基づく画像信号を出力する撮像手段とを有するレーザレーダ装置を用いる一方、
前記レーザ光照射手段からレーザ光を照射するとともに、前記撮像手段の高速シャッタ動作を行わず、常時開状態として前記レーザ光の反射光を取り込むことにより、前記レーザ光を、ターゲットを照明する照明手段として用い、且つ前記撮像手段を一般的な高感度カメラとして用いることにより広範囲の画像情報を一度に取り込んで処理することを特徴とする撮像方法。
認識対象物であるターゲットに向けてパルスレーザ光を照射するパルスレーザ光照射手段と、このパルスレーザ光の照射に同期した所定時間後にシャッタを開いて前記パルスレーザ光の反射光を取り込み、この反射光に基づく画像信号を出力する撮像手段とを有するレーザレーダ装置における前記シャッタの開時間を長くして広範囲の画像情報を取り込んで処理することを特徴とする撮像方法。
〔請求項４〕に記載する撮像方法において、シャッタの開時間を６．７μ秒近傍としたことを特徴とする撮像方法。