JP2010271140A

JP2010271140A - 目標検出装置及び目標検出方法

Info

Publication number: JP2010271140A
Application number: JP2009122325A
Authority: JP
Inventors: Norio Ito; 則雄伊藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2009-05-20
Filing date: 2009-05-20
Publication date: 2010-12-02

Abstract

【課題】低熱源目標を容易にかつ確実に検出可能な目標検出装置を提供する。
【解決手段】赤外線カメラ１２の視野内に、光学装置１１から赤外線レーザビームを放射してカメラ視野範囲を走査していき、低熱源目標Ｔに当たって反射する赤外線レーザビームの反射光を赤外線カメラ１２に入射して目標情報検出器１４により低熱源目標Ｔを検出するようにしている。
【選択図】図５

Description

この発明は、特に低熱源目標を検出するための目標検出装置及び目標検出方法に関する。

以前より、目標検出装置にあっては、赤外線撮像装置を利用して、その撮像画像を解析することで目標の検出・追跡を行うものがある（例えば、特許文献１）。

特開２００１−２６８４４０公報。

ところで、上記赤外線撮像装置で検出可能範囲の熱量に比して低い熱量を放射する目標については、画像情報として得ることが困難である。このため、従来より、低熱源目標を検出するための目標検出装置の提供が強く望まれている。

そこで、この発明の目的は、低熱源目標を容易にかつ確実に検出可能な目標検出装置及び目標検出方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、この発明に係る目標検出装置は、赤外線撮像部で検出可能範囲の熱量に比して低い熱量を放射する目標を検出する目標検出装置において、赤外線撮像部の撮像視野内に、赤外線レーザビームを放射する送光部と、この送光部で赤外線レーザビームを放射した状態で、赤外線撮像部の出力画像から視野内の目標を検出する目標検出手段と、送光部の赤外線レーザビーム放射方向を制御する制御手段とを具備し、制御手段は、送光部に対し赤外線レーザビームを放射させて赤外線撮像部の撮像視野範囲を走査させ、目標に当たって反射する赤外線レーザビームの反射光を赤外線撮像部に受光させるようにしたものである。

この構成によれば、赤外線撮像部の撮像視野内に、赤外線レーザビームを放射して撮像視野範囲を走査していき、目標に当たって反射する赤外線レーザビームの反射光を利用して目標を検出するようにしている。

従って、赤外線撮像部のみでは検出できない低熱源目標を容易にかつ確実に検出できる。

また、目標検出手段は、前記目標から放射される熱量に、前記赤外線レーザビームの反射光を加算した値を目標情報として検出する。

この構成によれば、低熱源目標の検出精度をさらに向上できる。

さらに、目標検出手段で得られる目標情報を、所定の条件情報に対応付けて記憶する記憶手段を備える。なお、記憶手段は、所定の条件情報として目標検出時の日時情報及び目標の位置情報を用いる。

この構成によれば、検出された目標情報が目標検出時の日時情報及びそのときの目標の位置情報に対応付けられてメモリに蓄積される。

従って、保守担当者は、運用処理後にメモリに蓄積管理される目標情報を見て、いつどの位置に目標が現れたかを知ることができる。

この発明によれば、低熱源目標を容易にかつ確実に検出可能な目標検出装置及び目標検出方法を提供することができる。

この発明に係る目標検出装置における目標の検出動作を示す図。この発明に係る目標検出装置の一実施形態の構成を示すブロック図。上記図２に示したメモリの記憶内容の一例を示す図。同実施形態の制御装置における赤外線レーザビームの走査処理手順を示すフローチャート。同実施形態の赤外線レーザビームの照射動作を説明するために示す図。同実施形態において、赤外線レーザビームが低熱源目標に当たっていないときの赤外線画像を示す図。同実施形態において、赤外線レーザビームが低熱源目標に当たっているときの赤外線画像を示す図。

以下、この発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
まず、この発明に係る実施形態を説明するに先立ち、その動作原理について説明する。

図１は、この発明に係る目標検出装置における目標の検出動作を示している。図１に示す目標検出装置は、光学装置１１と赤外線カメラ１２に大別される。

光学装置１１は、赤外線カメラ１２の視野内に、赤外線レーザビームを放射する。その赤外線レーザビームは視野内の目標によって反射されて赤外線カメラ１２に入射される。そして、目標からの反射光を受光して解析することで、目標を検出する。

図２は、この発明に係る目標検出装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。図１において、光学装置１１は、内部にレーザ送信器１１１、一対の反射鏡１１２ａ，１１２ｂ、光学系レンズ１１３を備える。なお、一対の反射鏡１１２ａ，１１２ｂ、光学系レンズ１１３は、走査機構を構成する。

上記レーザ送信器１１１から出射された赤外線レーザビームは、一対の反射鏡１１２ａ，１１２ｂを介して光学系レンズ１１３で集光され、所定方向に向けて照射される。その反射ビームは、赤外線カメラ１２に入射される。一対の反射鏡１１２ａ，１１２ｂのうちいずれか一方は、制御装置１３により一定範囲で角度制御が可能となっており、この反射鏡１１２ａ，１１２ｂの角度制御により赤外線レーザビームを走査することが可能となっている。

上記赤外線カメラ１２で得られた画像信号は、目標情報検出器１４に供給される。目標情報検出器１４は、上記赤外線カメラ１２で得られた画像信号から目標方向を検出し、この検出結果を制御装置１３に出力する。この場合、目標情報検出器１４は、赤外線レーザビームの反射光に低熱源から放射される熱量を加えた値を目標情報として検出するように設定されている。

制御装置１３は、上記検出結果から目標有りの情報である場合に、メモリ１５に対し、タイマ１６で計時される日時と、目標有りを示す情報と、目標の位置情報とを対応付けて記憶する。すると、メモリ１５には、図３に示すデータが記憶される。

また、制御装置１３は、上記検出結果から目標無しの情報である場合に、赤外線レーザビームの照射スポットを１スポットずらすように反射鏡１１２ａ，１１２ｂの角度を制御する。

次に、上記構成における運用について説明する。
図４は、上記制御装置１３における赤外線レーザビームの走査処理手順を示すフローチャートである。

まず、制御装置１３は、走査原点の設定を行う（ステップＳＴ４ａ）。この場合、図５の赤外線カメラ視野の図中右上を走査原点（水平方向ｉ＝０、垂直方向ｊ＝０）とする。続いて、水平方向への１走査が終了したか否か、つまりビームスポットの移動が図５中の赤外線カメラ視野の左端に到達したか否かの判定を行なう（ステップＳＴ４ｂ）。

最初は、制御装置１３は、ステップＳＴ４ｂからステップＳＴ４ｃに移行してここで光学装置１１に対し走査原点に向けて赤外線レーザビームを照射させる（ステップＳＴ４ｄ）。この赤外線レーザビームの照射に対し目標情報検出器１４から目標情報が得られるか否かの判定を行なう（ステップＳＴ４ｅ）。

ここで、低熱源目標Ｔに赤外線レーザビームが当たっていない時には、図６に示すように、赤外線画像に何も映っていない状態であるので、制御装置１３はステップＳＴ４ｅからステップＳＴ４ｆに移行してここで赤外線レーザビームのビームスポットを水平方向へ１つ移動させる。

そして、制御装置１３は、低熱源目標Ｔを検出するまで上記ステップＳＴ４ｂから上記ステップＳＴ４ｆの処理を繰り返し実行し、赤外線レーザビームのビームスポットが赤外線カメラ視野の左端に到達した時点で、ステップＳＴ４ｂからステップＳＴ４ｇに移行してここで赤外線レーザビームのビームスポットを垂直方向へ１つ移動させ、水平方向ｉ＝０の位置、つまり図５の赤外線カメラ視野の右端へ移動させ（ステップＳＴ４ｈ）、上記ステップＳＴ４ｃの処理に移行する。

制御装置１３は、低熱源目標Ｔを検出するまで上記ステップＳＴ４ｂから上記ステップＳＴ４ｈの処理を繰り返し実行し、低熱源目標Ｔに赤外線レーザビームが当たったときには、図７に示すような赤外線画像が得られることになる。この赤外線画像が得られた時点で、制御装置１３は上記ステップＳＴ４ｅからステップＳＴ４ｉに移行して目標検出処理を実行し、この目標有りを示す情報とその目標位置を、タイマ１６で計時される日時に対応付けてメモリ１５に記憶する（ステップＳＴ４ｊ）。

この場合、低熱源目標Ｔが○○月△△日の１３：１５で、垂直方向５ライン目の右端から４スポット目の位置で検出されるので、日時は「○○月△△日１３：１５」となり、目標位置は（４，５）となる。

メモリ１５に記憶された情報は、例えば運用者が運用後に時間別に低熱源目標Ｔを分析して解析するために使用される。

以上のように上記実施形態では、赤外線カメラ１２の視野内に、光学装置１１から赤外線レーザビームを放射してカメラ視野範囲を走査していき、低熱源目標Ｔに当たって反射する赤外線レーザビームの反射光を赤外線カメラ１２に入射して目標情報検出器１４により低熱源目標Ｔを検出するようにしている。

従って、赤外線カメラ１２のみでは検出できない低熱源目標Ｔを容易にかつ確実に検出できる。また、目標情報検出器１４の検出精度を、赤外線レーザビームの反射光に低熱源Ｔから放射される熱量を加えた値を目標情報として検出するように設定することで、背景放射等の影響を受けることなく低熱源目標Ｔを確実に検出できる。

また、上記実施形態では、制御装置１３において、目標情報検出器１４で検出された目標情報がタイマ１６で計時される日時及びそのときの赤外線レーザビームの照射位置に対応付けられてメモリ１５に記憶するようにしている。

従って、運用者は、運用後にメモリ１５に蓄積管理される目標情報を見て、いつどの位置に低熱源目標Ｔが現れたかを知ることができる。特に、赤外線カメラ１２及び光学装置１１が無人で運用される場合に有効となる。

なお、上記実施形態では、タイマ１６で計時される日時及びそのときの赤外線レーザビームの照射位置に対応付けて、目標情報をメモリ１５に記憶する例について説明したが、その他、例えば天気等の条件情報に対応付けてメモリ１５に記憶するようにしてもよい。

尚、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１１…光学装置、１２…赤外線カメラ、１３…制御装置、１４…目標情報検出器、１５…メモリ、１６…タイマ、１１１…レーザ送信器、１１２ａ，１１２ｂ…反射鏡、１１３…光学系レンズ。

Claims

赤外線撮像部で検出可能範囲の熱量に比して低い熱量を放射する目標を検出する目標検出装置において、
前記赤外線撮像部の撮像視野内に、赤外線レーザビームを放射する送光部と、
この送光部で赤外線レーザビームを放射した状態で、前記赤外線撮像部の出力画像から視野内の前記目標を検出する目標検出手段と、
前記送光部の前記赤外線レーザビーム放射方向を制御する制御手段とを具備し、
前記制御手段は、前記送光部に対し赤外線レーザビームを放射させて前記赤外線撮像部の撮像視野範囲を走査させ、前記目標に当たって反射する赤外線レーザビームの反射光を前記赤外線撮像部に受光させることを特徴とする目標検出装置。
前記目標検出手段は、前記目標から放射される熱量に、前記赤外線レーザビームの反射光を加算した値を目標情報として検出することを特徴とする請求項１記載の目標検出装置。
さらに、前記目標検出手段で得られる目標情報を、所定の条件情報に対応付けて記憶する記憶手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の目標検出装置。
前記記憶手段は、前記所定の条件情報として目標検出時の日時情報及び前記目標の位置情報を用いることを特徴とする請求項３記載の目標検出装置。
赤外線撮像部で検出可能範囲の熱量に比して低い熱量を放射する目標を検出する目標検出方法において、
前記赤外線撮像部の撮像視野内に、赤外線レーザビームを放射する送光部と、この送光部で赤外線レーザビームを放射した状態で、前記赤外線撮像部の出力画像から視野内の前記目標を検出する目標検出手段と、前記送光部の前記赤外線レーザビーム放射方向を制御する制御手段とを備える場合に、
前記送光部に対し赤外線レーザビームを放射させて前記赤外線撮像部の撮像視野範囲を走査させ、
前記目標に当たって反射する赤外線レーザビームの反射光を前記赤外線撮像部に受光させることを特徴とする目標検出方法。