JP2796085B2 - Simulation method of underwater laser visual recognition device - Google Patents

Simulation method of underwater laser visual recognition device

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JP2796085B2
JP2796085B2 JP28562396A JP28562396A JP2796085B2 JP 2796085 B2 JP2796085 B2 JP 2796085B2 JP 28562396 A JP28562396 A JP 28562396A JP 28562396 A JP28562396 A JP 28562396A JP 2796085 B2 JP2796085 B2 JP 2796085B2
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laser
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純一 秋園
栄治 佐藤
敏成 田中
義明 高橋
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春和 朝妻
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、水中レーザー視認
装置のシミュレーション方法に係わり、特に水中の視認
対象物にレーザーパルスを照射して視認する水中レーザ
ー視認装置の出力映像を模擬的に再現する技術に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for simulating an underwater laser visual recognition device, and more particularly to a technique for simulating an output image of an underwater laser visual recognition device that irradiates a laser pulse to an underwater visual target and visually recognizes the object. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】特開平7−072250号公報に、濁っ
て透明度の悪い海域における海洋工事等において、海中
の目標物を的確に視認することが可能な水中レーザー視
認装置に係わる技術が開示されている。この公知文献に
記載されたレーザー視認装置は、視認対象物から離間し
た位置にある照射・撮像装置から該視認対象物にレーザ
ーパルスを照射し、その反射光を検出することにより視
認対象物の画像を得るようにしたものである。
2. Description of the Related Art Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 7-072505 discloses a technique relating to an underwater laser visual recognition device capable of accurately visually recognizing a target in the sea, for example, in marine construction in a turbid and poorly transparent sea area. I have. The laser visual recognition device described in this known document irradiates a laser pulse to the visual recognition target from an irradiation / imaging device located at a position distant from the visual recognition target, and detects reflected light thereof to thereby form an image of the visual recognition target. Is obtained.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
水中レーザー視認装置を使用する場合、海水(光伝搬媒
質)の濁度に応じて視認可能な距離(視距離)が異な
る。このため、海水の濁度に応じて照射・撮像装置の設
置場所を決定する必要がある。また、水中レーザー視認
装置の仕様、例えば照射装置におけるレーザーパルスの
繰返数やパルス幅、レーザーパルスの照射エネルギー、
撮像装置に備えられるズームレンズ、カメラのシャッタ
速度等の仕様をも濁度に応じて変更する必要がある。
When such an underwater laser visual recognition device is used, the visible distance (viewing distance) differs depending on the turbidity of seawater (light propagation medium). Therefore, it is necessary to determine the installation location of the irradiation / imaging device according to the turbidity of the seawater. In addition, the specifications of the underwater laser viewing device, such as the repetition number and pulse width of the laser pulse in the irradiation device, the irradiation energy of the laser pulse,
It is necessary to change specifications such as a zoom lens and a shutter speed of a camera provided in the imaging apparatus according to the turbidity.

【0004】従来、このような照射・撮像装置の設置場
所の検討や水中レーザー視認装置の仕様変更は、作業現
場の海水の濁度を実際に計測し、その結果に基づいて行
われていた。したがって、上記従来の水中レーザー視認
装置は、視認対象物を実際に視認するまでに準備時間が
掛かるため使い勝手が悪いという問題点があった。
Conventionally, the study of the installation location of such an irradiation / imaging device and the change of the specification of the underwater laser visual recognition device have been performed based on the results of actually measuring the turbidity of seawater at the work site. Therefore, the conventional underwater laser visual recognition device has a problem in that the preparation time is required until the visual recognition target is actually visually recognized, and thus the usability is poor.

【0005】本発明は、上述する問題点に鑑みてなされ
たもので、水中レーザー視認装置の使い勝手を向上させ
ることが可能な水中レーザー視認装置のシミュレーショ
ン方法の提供を目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its object to provide a simulation method of an underwater laser visual recognition device capable of improving the usability of the underwater laser visual recognition device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の手段として、光伝搬媒質中に配される視認対
象物にレーザーパルスを照射し、該レーザーパルスの反
射光をとらえることにより視認対象物の映像を得るレー
ザー視認装置の出力映像を生成するシミュレーション方
法において、視認対象物として複数の異なる基準輝度部
からなる試験画像を設定し、該試験画像からの反射光に
基づいて光伝搬媒質の濁度および試験画像までの視認距
離に応じた試験画像のコントラスト値を算出するという
手段が採用される。
In order to achieve the above object, a first means is to irradiate a laser pulse to an object to be viewed arranged in a light propagation medium and capture reflected light of the laser pulse. In a simulation method for generating an output image of a laser visual recognition device that obtains an image of a visual target, a test image including a plurality of different reference luminance portions is set as a visual target, and light is reflected based on reflected light from the test image. Means of calculating the contrast value of the test image according to the turbidity of the propagation medium and the viewing distance to the test image is employed.

【0007】第2の手段として、上記第1の手段におい
て、試験画像として白地に黒のストライプが形成された
ものを用いるという手段が採用される。
As a second means, the above-mentioned first means employs a means in which a test image in which a black stripe is formed on a white background is used.

【0008】第3の手段として、上記第1または第2の
手段において、試験画像を複数の画素に分割し、各画素
から得られる反射光の最大値と最小値とに基づいてコン
トラスト値を算出するという手段が採用される。
As a third means, in the first or second means, the test image is divided into a plurality of pixels, and a contrast value is calculated based on a maximum value and a minimum value of reflected light obtained from each pixel. Means is adopted.

【0009】第4の手段として、上記第1ないし第3い
ずれかの手段において、反射光について直接反射光成分
と後方散乱光成分と前方散乱光成分とをそれぞれ算出
し、これら各成分とに基づいてコントラスト値を算出す
るという手段が採用される。
As a fourth means, in any of the first to third means, a direct reflected light component, a back scattered light component and a forward scattered light component are calculated for the reflected light, respectively, and based on each of these components. Means for calculating a contrast value by using the method.

【0010】第5の手段として、上記第1ないし第4い
ずれかの手段において、レーザー視認装置がシャッタを
介してレーザーパルスの反射光をとらえる場合、シャッ
タの開口時間を複数の時間区分に分割し、各時間区分の
反射光の平均値に基づいてコントラスト値を算出すると
いう手段が採用される。
As a fifth means, in any one of the first to fourth means, when the laser viewing device captures the reflected light of the laser pulse through the shutter, the opening time of the shutter is divided into a plurality of time sections. Means for calculating the contrast value based on the average value of the reflected light in each time section.

【0011】第6の手段として、上記第1ないし第5い
ずれかの手段において、試験画像の中心部から得られる
反射光に基づいてコントラスト値を算出するという手段
が採用される。
As a sixth means, in any one of the first to fifth means, a means for calculating a contrast value based on reflected light obtained from a central portion of a test image is employed.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
係わる水中レーザー視認装置のシミュレーション方法の
一実施形態について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a simulation method for an underwater laser visual recognition device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0013】図1は水中レーザー視認装置の概略構成を
示す平面図である。この図において、符号1は照射装
置、2は撮像装置、3は視認対象物である。照射装置1
は、視認対象物3から距離R1だけ離間して配され、特
定繰返数のレーザーパルスを該視認対象物3に照射す
る。視認対象物3としては、例えば図2(a)に示すよ
うに平板な部材上に白部(基準輝度部)と黒部(基準輝
度部)とが縦縞状に交互に描かれた試験画像が適用され
る。
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of an underwater laser visual recognition device. In this figure, reference numeral 1 denotes an irradiation device, 2 denotes an imaging device, and 3 denotes an object to be viewed. Irradiation device 1
Is arranged at a distance R1 from the visual target 3 and irradiates the visual target 3 with a laser pulse of a specific repetition number. For example, as shown in FIG. 2A, a test image in which white portions (reference luminance portions) and black portions (reference luminance portions) are alternately drawn as vertical stripes on a flat member as shown in FIG. Is done.

【0014】撮像装置2は、視認対象物3から距離(視
認距離)R2だけ離間して配され、視認対象物3からの
レーザーパルスの反射光の強度を検出する。この撮像装
置2はシャッタを備えており、該シャッタはレーザーパ
ルスに同期して開閉が制御されて開口している時間(開
口時間:ta)のみに反射光を検出する。また、視認対
象物3から照射装置1および撮像装置2までの間には、
特定の濁度cを有する光伝搬媒質4が存在する。
The imaging device 2 is arranged at a distance (viewing distance) R2 from the viewing target 3 and detects the intensity of the reflected light of the laser pulse from the viewing target 3. The imaging device 2 includes a shutter, and the shutter detects the reflected light only during a time when the shutter is opened and closed in synchronization with the laser pulse (opening time: ta). In addition, between the visual recognition target 3 and the irradiation device 1 and the imaging device 2,
There is a light propagation medium 4 with a specific turbidity c.

【0015】本実施形態のシミュレーション方法は、ワ
ークステーション等のコンピュータによって実現される
ものであり、その記憶装置には上記水中レーザー視認装
置に係わる各種設定条件が初期設定データとして記憶さ
れる。
The simulation method according to the present embodiment is realized by a computer such as a workstation, and its storage device stores various setting conditions relating to the underwater laser visual recognition device as initial setting data.

【0016】例えば、この初期設定データには以下のも
のがある。 視認対象物3から照射装置1までの距離R1。 視認対象物3から撮像装置2までの距離(視認距離)
R2。 視認対象物3の法線Lとレーザーパルスの入射方向と
のなす角度γ。 光伝搬媒質4の濁度(レーザーパルスに対する光伝搬
媒質4の減衰係数として与えられる)c。 レーザーパルスの波長λ。 レーザーパルスを示す時間関数。 f値や焦点距離、シャッタの開口時間ta等の撮像装
置2の光学特性値。 上記試験画像の画像データ。
For example, the initial setting data includes the following. The distance R1 from the viewing target 3 to the irradiation device 1. Distance from the viewing target 3 to the imaging device 2 (viewing distance)
R2. The angle γ between the normal L of the visual recognition target 3 and the incident direction of the laser pulse. Turbidity of the light propagation medium 4 (given as an attenuation coefficient of the light propagation medium 4 for laser pulses) c. The wavelength λ of the laser pulse. Time function indicating the laser pulse. Optical characteristic values of the imaging device 2, such as f-number, focal length, shutter opening time ta, and the like. Image data of the test image.

【0017】また、上記初期設定データに基づいて反射
光に含まれる直接反射光成分Edと後方散乱光成分(バ
ックスキャッタ成分)Ebsと前方散乱光成分(フォワー
ドスキャッタ成分)Efsをそれぞれ算出する関数が記憶
装置には記憶されている。該関数は視認距離R2と光伝
搬媒質4の濁度c等の上記初期設定データによって表さ
れる関数であり、たとえばワシントン大学,Ishimaru
著:『ランダムな媒質中の波の伝搬と散乱』に記述され
たものを用いる。
The functions for calculating the direct reflected light component Ed, the backscattered light component (backscatter component) Ebs, and the forward scattered light component (forward scatter component) Efs included in the reflected light based on the initial setting data are as follows. It is stored in the storage device. This function is a function represented by the above-mentioned initial setting data such as the viewing distance R2 and the turbidity c of the light propagation medium 4, and is, for example, the University of Washington, Ishimaru
Author: Use those described in "Wave propagation and scattering in random media".

【0018】コンピュータは、上記初期設定データとキ
ーボード等の入力装置から入力された入力データに基づ
いて上記水中レーザー視認装置を模擬して撮像装置2に
とらえられる反射光の強度(試験画像の輝度)を算出
し、該輝度に基づいて上記白部の輝度と黒部の輝度との
比率を示すコントラスト値を以下のように算出する。そ
して、その結果を表示装置や印刷装置等の出力装置に出
力する。
The computer simulates the underwater laser visual recognition device based on the initial setting data and input data input from an input device such as a keyboard, and the intensity of reflected light (brightness of a test image) captured by the imaging device 2. Is calculated, and a contrast value indicating a ratio between the luminance of the white part and the luminance of the black part is calculated as follows based on the luminance. Then, the result is output to an output device such as a display device or a printing device.

【0019】次に、図3に示すフローチャートに沿って
本実施形態のシミュレーション方法の詳細を説明する。
まず、シミュレーション範囲として、濁度cに対するシ
ミュレーション範囲すなわち濁度範囲Gと視認距離に対
するシミュレーション範囲すなわち視認距離範囲Hとが
キーボード等から入力され(ステップS1)、また上記
シミュレーション範囲において何ポイントについてシミ
ュレーションを実行するかを示す刻み幅が濁度刻み幅△
cと視認距離刻み幅△rとして入力される(ステップS
2)。
Next, the details of the simulation method of the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
First, as a simulation range, a simulation range for turbidity c, ie, a turbidity range G, and a simulation range for visible distance, ie, a visible distance range H, are input from a keyboard or the like (step S1). The step size indicating whether to execute is the turbidity step width △
c and the visible distance step width Δr (step S)
2).

【0020】このようにシミュレーション範囲が入力さ
れると、図2(a)に示した試験画像がX軸方向(たと
えば水平方向)の画素分割数M(整数)によってM等
分、Y軸方向(たとえば垂直方向)の画素分割数N(整
数)によってN等分されて複数の画素に分割され、また
各画素に座標が割り当てられて画素マップが生成される
(ステップS3)。例えば、試験画像は、図示するよう
に左上端部近傍を画素A11、右下端部近傍を画素Amnと
する2次元配列の画素A11〜Aij(i,jは整数)〜Amn
に分割され、各画素A11〜Amnには水平方向の座標x1
〜xi〜xmと垂直方向の座標y1〜yj〜ynとがそれぞ
れ対応付けられた画素マップが作成される。そして、こ
の画素マップは、たとえばテーブル形式で記憶装置に記
憶される。
When the simulation range is input in this way, the test image shown in FIG. 2A is divided into M equal parts by the pixel division number M (integer) in the X-axis direction (for example, the horizontal direction) and the Y-axis direction ( For example, the pixel is divided into a plurality of pixels by dividing the pixel into N (integer) in the vertical direction (N) (integer), and coordinates are assigned to each pixel to generate a pixel map (step S3). For example, as shown in the figure, the test image is a two-dimensional array of pixels A11 to Aij (i and j are integers) to Amn in which the pixel A11 is near the upper left end and the pixel Amn is near the lower right end.
And each pixel A11 to Amn has a horizontal coordinate x1.
Xi to xm and vertical coordinates y1 to yj to yn are created. This pixel map is stored in a storage device in, for example, a table format.

【0021】さらに、上記ステップS1において、たと
えば濁度範囲Gとして最小濁度caと最大濁度cb、視認
距離範囲Hとして最小視認距離R2aと最大視認距離R2b
とが入力されると、視認距離R2が最小視認距離R2aに
それぞれ初期化され(ステップS4)、また濁度cが最
小濁度caに初期化されて(ステップS5)、以下の計算
が行われる。
Further, in the above step S1, for example, the minimum turbidity ca and the maximum turbidity cb as the turbidity range G, and the minimum visible distance R2a and the maximum visible distance R2b as the visible distance range H, for example.
Is input, the viewing distance R2 is initialized to the minimum viewing distance R2a (step S4), and the turbidity c is initialized to the minimum turbidity ca (step S5), and the following calculation is performed. .

【0022】続いて、ステップS6において、上記各画
素A11〜Amnの輝度が算出される。以下、この処理の詳
細については、図4のフローチャートに沿って説明す
る。
Subsequently, in step S6, the luminance of each of the pixels A11 to Amn is calculated. Hereinafter, the details of this processing will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0023】最初に、上記整数jが「1」に初期化され
(ステップSa1)、また整数iが「1」に初期化されて
(ステップSa2)、画素A11に対する処理が開始され
る。上記シャッタの開口時間taが時間分割数P(整
数)によってP分割されて複数の分割時間t1〜tk(k
は整数)〜tpとされ(ステップSa3)、さらに整数k
が「1」に初期設定される(ステップSa3)。そして、
以下ステップSa5〜Sa7の処理を順次繰り返すことによ
り、画素A11について全ての分割時間t1〜tkに対する
直接反射成分Edと後方散乱光成分Ebsと前方散乱光成
分Efsとがそれぞれ算出される。
First, the integer j is initialized to "1" (step Sa1), the integer i is initialized to "1" (step Sa2), and the process for the pixel A11 is started. The shutter opening time ta is divided into P by the number of time divisions P (integer), and a plurality of division times t1 to tk (k
Is an integer) to tp (step Sa3), and an integer k
Is initially set to "1" (step Sa3). And
Thereafter, the processing of steps Sa5 to Sa7 is sequentially repeated to calculate the direct reflection component Ed, the back scattered light component Ebs, and the forward scattered light component Efs for the pixel A11 for all the divided times t1 to tk.

【0024】すなわち、分割時間t1に対する直接反射
成分Edと後方散乱光成分Ebsと前方散乱光成分Efsと
が算出されると、ステップSa6において整数kが開口時
間taの分割数を示す上記整数Pに等しいか否かが判断
される。いま、整数kは「1」に初期設定されており、
上記判断は「NO」とされて整数kがインクリメントさ
れて(ステップSa7)、ステップSa5〜Sa7の各処理が
繰り返される。
That is, when the direct reflection component Ed, the back scattered light component Ebs, and the forward scattered light component Efs for the division time t1 are calculated, the integer k becomes the integer P indicating the number of divisions of the opening time ta in step Sa6. It is determined whether they are equal. Now, the integer k is initially set to "1",
The determination is "NO", the integer k is incremented (step Sa7), and the processing of steps Sa5 to Sa7 is repeated.

【0025】このステップSa5〜Sa7の処理をP回繰り
返して全ての分割時間t1〜tkについて直接反射成分E
dと後方散乱光成分Ebsと前方散乱光成分Efsとが算出
されると、ステップSa6の判断が「YES」となり、画
素A11の全ての分割時間t1〜tkについて算出された直
接反射成分Edと後方散乱光成分Ebsと前方散乱光成分
Efsによって、各々の平均値すなわち直接反射成分平均
値<Ed>と後方散乱光成分平均値<Ebs>と前方散
乱光成分平均<Efs>とがそれぞれ算出される(ステッ
プSa8)。そして、次式に基づいて画素画素A11の輝度
(反射光の強度)D11が算出される(ステップSa9)。 D11= <Ed>/(<Ed>+<Ebs>+<Efs>) (1)
The processing of steps Sa5 to Sa7 is repeated P times, and the direct reflection component E is obtained for all divided times t1 to tk.
When d, the back scattered light component Ebs, and the forward scattered light component Efs are calculated, the determination in step Sa6 becomes “YES”, and the direct reflection component Ed calculated for all the division times t1 to tk of the pixel A11 and the backward The average value, that is, the direct reflection component average value <Ed>, the backscattered light component average value <Ebs>, and the forward scattered light component average <Efs> are calculated by the scattered light component Ebs and the forward scattered light component Efs, respectively. (Step Sa8). Then, the luminance (reflected light intensity) D11 of the pixel A11 is calculated based on the following equation (step Sa9). D11 = <Ed> / (<Ed> + <Ebs> + <Efs>) (1)

【0026】上述したステップSa3〜Sa9の処理は、以
下のステップSa10,Sa11の処理によって水平方向の全
ての画素A11〜Am1について行われる。すなわち、ステ
ップSa10において整数iが水平方向の画素の分割数を
示す上記整数Mに等しいか否かが判断される。この判断
が「NO」の場合にはステップSa11において整数iが
インクリメントされて、画素A11の右隣に位置する画素
A21についてステップSa3〜Sa9の処理が繰り返され
る。
The processing in steps Sa3 to Sa9 described above is performed for all the pixels A11 to Am1 in the horizontal direction by the processing in steps Sa10 and Sa11 described below. That is, in step Sa10, it is determined whether or not the integer i is equal to the integer M indicating the number of divisions of pixels in the horizontal direction. If this determination is "NO", the integer i is incremented in step Sa11, and the processing of steps Sa3 to Sa9 is repeated for the pixel A21 located on the right of the pixel A11.

【0027】この一連の処理は、M回繰り返されて水平
方向の画素A11〜Am1の全てについて輝度D11〜Dm1が
算出され、ステップSa12,Sa13の処理によって、画素
A12〜Am2から画素A1n〜Amnまで垂直方向に並ぶ全て
の画素についても輝度D12〜Dmnが算出される。このよ
うにして試験画像の全ての画素A11〜Amnについて輝度
D11〜Dmnが算出されてステップS6の処理が終了す
る。
This series of processing is repeated M times to calculate the luminances D11 to Dm1 for all of the pixels A11 to Am1 in the horizontal direction, and the processing of steps Sa12 and Sa13 is performed for the pixels A12 to Am2 to the pixels A1n to Amn. The luminances D12 to Dmn are calculated for all the pixels arranged in the vertical direction. In this way, the luminances D11 to Dmn are calculated for all the pixels A11 to Amn of the test image, and the processing in step S6 ends.

【0028】続いて、ステップS7において、例えば試
験画像の中央部に位置する画素が選定され、そのうち最
大値と最小値との比率が取られて試験画像の白部と黒部
のコントラスト値が算出され、上記画素マップに対応さ
せて記憶される。なお、この場合、全ての画素A11〜A
mnを選定して輝度の最大値と最小値とを求めてコントラ
スト値を算出しても良い。
Subsequently, in step S7, for example, a pixel located at the center of the test image is selected, and a ratio between the maximum value and the minimum value is calculated to calculate a contrast value between a white portion and a black portion of the test image. , Are stored in association with the pixel map. In this case, all the pixels A11 to A11
The contrast value may be calculated by selecting mn and calculating the maximum value and the minimum value of the luminance.

【0029】以上の処理によって濁度cが最小濁度ca
かつ視認距離R2が最小視認距離R2aの場合におけるコ
ントラスト値が算出され、さらにステップS8,S9の処
理により濁度範囲Gの全体に亘ってコントラスト値が算
出される。すなわち、濁度cが濁度範囲G以内つまり最
小濁度caから最大濁度cbまでの値であるか否かが判断
され(ステップS8)、この判断が「NO」の場合には
現在の濁度cに濁度刻み幅△cが加算されて(ステップ
S9)、上記ステップS6以下の処理が繰り返される。
By the above processing, the turbidity c is reduced to the minimum turbidity ca
In addition, the contrast value when the viewing distance R2 is the minimum viewing distance R2a is calculated, and the contrast value is calculated over the entire turbidity range G by the processing of steps S8 and S9. That is, it is determined whether or not the turbidity c is within the turbidity range G, that is, a value from the minimum turbidity ca to the maximum turbidity cb (step S8). If this determination is "NO", the current turbidity is determined. The turbidity step width △ c is added to the degree c (step S9), and the processing from step S6 is repeated.

【0030】さらに、濁度cが濁度範囲Gを越えるとス
テップS7の判断は「YES」となり、ステップS10,
S11の処理により濁度範囲Gと視認距離範囲Hの全シミ
ュレーション範囲に亘ってコントラスト値が算出され
る。そして、ステップS12において、同一コントラスト
値を与える濁度cと視認距離R2が抽出・グループ化さ
れて、視認距離対濁度の関係をコントラスト値をパラメ
ータとして示すコントラスト・チャートが作成される。
図5は、該コントラスト・チャートの一例を示す図であ
る。
Further, when the turbidity c exceeds the turbidity range G, the determination in step S7 becomes "YES", and
By the processing of S11, the contrast value is calculated over the entire simulation range of the turbidity range G and the visible distance range H. Then, in step S12, the turbidity c giving the same contrast value and the visible distance R2 are extracted and grouped, and a contrast chart showing the relationship between the visible distance and the turbidity using the contrast value as a parameter is created.
FIG. 5 is a diagram showing an example of the contrast chart.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる水
中レーザー視認装置のシミュレーション方法によれば、
以下のような効果が得られる。すなわち、視認対象物と
して複数の異なる基準輝度部からなる試験画像を設定
し、該試験画像からの反射光に基づいて光伝搬媒質の濁
度および試験画像までの視認距離に応じた試験画像のコ
ントラスト値が算出されるので、水中レーザー視認装置
を使用する現場における光伝搬媒質の濁度のみを計測し
て当該シミュレーション結果に対応させることにより、
該濁度に対するコントラスト値と視認距離の関係を知る
ことができる。たとえば現場において所定のコントラス
ト値で視認対象物を視認しようとした場合の視認距離を
どの程度取る必要があるか等を予め推測し、水中レーザ
ー視認装置の設置場所や仕様を決定することができる。
この結果、水中レーザー視認装置の設置場所や仕様を現
場において決定し変更する必要がなくなるので、水中レ
ーザー視認装置の使い勝手が極めて向上する。
As described above, according to the simulation method of the underwater laser visual recognition device according to the present invention,
The following effects can be obtained. That is, a test image including a plurality of different reference luminance portions is set as a visual target, and the contrast of the test image according to the turbidity of the light propagation medium and the visual distance to the test image based on the reflected light from the test image. Since the value is calculated, by measuring only the turbidity of the light propagation medium at the site where the underwater laser visual recognition device is used and corresponding to the simulation result,
The relationship between the contrast value and the viewing distance for the turbidity can be known. For example, it is possible to estimate in advance how long a viewing distance must be taken when attempting to view a viewing target object with a predetermined contrast value at the site, and determine the installation location and specifications of the underwater laser viewing device.
As a result, there is no need to determine and change the installation location and specifications of the underwater laser visual recognition device on site, and the usability of the underwater laser visual recognition device is greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係わる水中レーザー視認装置のシミュ
レーション方法において、レーザー視認装置の概略構成
の一例を示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing an example of a schematic configuration of a laser visual recognition device in a simulation method of an underwater laser visual recognition device according to the present invention.

【図2】本発明に係わる水中レーザー視認装置のシミュ
レーション方法において、視認対象物として設定される
試験画像の一例を示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing an example of a test image set as a visual recognition target in the simulation method of the underwater laser visual recognition device according to the present invention.

【図3】本発明に係わる水中レーザー視認装置のシミュ
レーション方法の一実施形態を示すメイン・フローチャ
ートである。
FIG. 3 is a main flowchart showing one embodiment of a simulation method of the underwater laser visual recognition device according to the present invention.

【図4】上記メイン・フローチャートの要部を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing a main part of the main flowchart.

【図5】本発明に係わる水中レーザー視認装置のシミュ
レーション方法において、シミュレーションによって生
成されるコントラスト・チャートの一例を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a contrast chart generated by simulation in the simulation method of the underwater laser visual recognition device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 照射装置 2 撮像装置 3 視認対象物 4 光伝搬媒質 c 濁度 △c 濁度刻み幅 Ed 直接反射成分 Ebs 後方散乱成分 Efs 前方散乱成分 i,j,k 整数 M 水平方向(X軸方向)の画素分割数 N 垂直方向(Y軸方向)の画素分割数 P 時間分割数 R2 視認距離 △r 視認距離刻み幅 G 濁度範囲 H 視認距離範囲 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Irradiation device 2 Imaging device 3 Visual recognition object 4 Light propagation medium c Turbidity △ c Turbidity step width Ed Direct reflection component Ebs Backscattering component Efs Forward scattering component i, j, k Integer M In the horizontal direction (X-axis direction) Number of pixel divisions N Number of pixel divisions in the vertical direction (Y-axis direction) P Number of time divisions R2 Viewing distance △ r Viewing distance step width G Turbidity range H Viewing distance range

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 廣瀬 憲治 新潟県新潟市入船町4−3778 運輸省第 一港湾建設局新潟機械整備事務所内 (72)発明者 五十嵐 浩俊 新潟県新潟市入船町4−3778 運輸省第 一港湾建設局新潟機械整備事務所内 (72)発明者 秋園 純一 神奈川県横須賀市長瀬3丁目1番1号 運輸省港湾技術研究所内 (72)発明者 佐藤 栄治 神奈川県横須賀市長瀬3丁目1番1号 運輸省港湾技術研究所内 (72)発明者 田中 敏成 神奈川県横須賀市長瀬3丁目1番1号 運輸省港湾技術研究所内 (72)発明者 高橋 義明 東京都江東区豊洲二丁目1番1号 石川 島播磨重工業株式会社 東京第一工場内 (72)発明者 石田 士朗 東京都江東区豊洲三丁目2番16号 石川 島播磨重工業株式会社 豊洲総合事務所 内 (72)発明者 朝妻 春和 東京都江東区豊洲二丁目1番1号 石川 島播磨重工業株式会社 東京第一工場内 (72)発明者 斉藤 利貴 東京都江東区豊洲三丁目1番15号 石川 島播磨重工業株式会社 東二テクニカル センター内 (56)参考文献 特開 平7−72250(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01S 17/00 - 17/95 G01S 7/40 G09B 9/54 - 9/56──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kenji Hirose 4-3778 Irifunecho, Niigata City, Niigata Prefecture Inside the Niigata Machinery Maintenance Office, First Port Construction Bureau, Ministry of Transport (72) Inventor Hirotoshi Igarashi 4- Irifunecho, Niigata City, Niigata Prefecture 3778 Inside the Niigata Machinery Maintenance Office, First Port Construction Bureau, Ministry of Transport (72) Inventor Junichi Akizono 3-1-1 Nagase, Yokosuka City, Kanagawa Prefecture Inside the Port and Harbor Research Institute, Ministry of Transport (72) Eiji Sato Nagase, Yokosuka City, Kanagawa Prefecture 3-1-1, Inside the Port and Harbor Research Institute, Ministry of Transport (72) Inventor Toshinari Tanaka 3-1-1, Nagase, Yokosuka City, Kanagawa Prefecture Inside the Port and Harbor Research Institute, Ministry of Transport (72) Yoshiaki Takahashi 2-Toyosu, Toyosu, Koto-ku, Tokyo No. 1-1 Ishikawa Shima-Harima Heavy Industries Co., Ltd., Tokyo No. 1 Factory (72) Inventor Shiro Ishida 3-2-1, Toyosu, Koto-ku, Tokyo Kawashima Harima Heavy Industries, Ltd.Toyosu General Office (72) Inventor Haruwa Asazuma 2-1-1 Toyosu, Koto-ku, Tokyo Ishikawa Shima Harima Heavy Industries, Ltd.Tokyo First Plant (72) Inventor Toshiki Saito Tokyo 3-1-1-15, Toyosu, Koto-ku Ishikawa Shima-Harima Heavy Industries, Ltd. In the Toji Technical Center (56) References JP-A-7-72250 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB G01S 17/00-17/95 G01S 7/40 G09B 9/54-9/56

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 光伝搬媒質中に配される視認対象物にレ
ーザーパルスを照射し、該レーザーパルスの反射光をと
らえることにより視認対象物の映像を得るレーザー視認
装置の出力映像を生成するシミュレーション方法であっ
て、 前記視認対象物として複数の異なる基準輝度部からなる
試験画像を設定し、該試験画像からの反射光に基づいて
前記光伝搬媒質の濁度および試験画像までの視認距離に
応じた試験画像のコントラスト値を算出することを特徴
とする水中レーザー視認装置のシミュレーション方法。
1. A simulation for generating an output image of a laser viewing device that irradiates a laser pulse to a visual target arranged in a light propagation medium and captures reflected light of the laser pulse to obtain an image of the visual target. A method, wherein a test image including a plurality of different reference luminance portions is set as the viewing target object, and the turbidity of the light propagation medium and a viewing distance to the test image are determined based on reflected light from the test image. A method for simulating an underwater laser visual recognition device, comprising: calculating a contrast value of a test image obtained.
【請求項2】 試験画像として白地に黒のストライプが
形成されたものを用いることを特徴とする請求項1記載
の水中レーザー視認装置のシミュレーション方法。
2. The simulation method for an underwater laser visual recognition device according to claim 1, wherein a test image having a black stripe formed on a white background is used.
【請求項3】 試験画像を複数の画素に分割し、各画素
から得られる反射光の最大値と最小値とに基づいてコン
トラスト値を算出することを特徴とする請求項1または
2記載の水中レーザー視認装置のシミュレーション方
法。
3. The underwater image according to claim 1, wherein the test image is divided into a plurality of pixels, and a contrast value is calculated based on a maximum value and a minimum value of reflected light obtained from each pixel. Simulation method of laser visual recognition device.
【請求項4】 反射光について直接反射光成分と後方散
乱光成分と前方散乱光成分とをそれぞれ算出し、これら
各成分とに基づいてコントラスト値を算出することを特
徴とする請求項1ないし3いずれかに記載の水中レーザ
ー視認装置のシミュレーション方法。
4. The method according to claim 1, wherein a direct reflected light component, a back scattered light component, and a forward scattered light component are calculated for the reflected light, and a contrast value is calculated based on each of the components. The simulation method of the underwater laser visual recognition device according to any one of the above.
【請求項5】 レーザー視認装置がシャッタを介してレ
ーザーパルスの反射光をとらえる場合、シャッタの開口
時間を複数の時間区分に分割し、各時間区分の反射光の
平均値に基づいてコントラスト値を算出することを特徴
とする請求項1ないし4いずれかに記載の水中レーザー
視認装置のシミュレーション方法。
5. When the laser viewing device captures reflected light of a laser pulse via a shutter, the laser aperture is divided into a plurality of time sections, and a contrast value is determined based on an average value of reflected light in each time section. The simulation method of the underwater laser visual recognition device according to any one of claims 1 to 4, wherein the calculation is performed.
【請求項6】 試験画像の中心部から得られる反射光に
基づいてコントラスト値を算出することを特徴とする請
求項1ないし5いずれかに記載の水中レーザー視認装置
のシミュレーション方法。
6. The simulation method for an underwater laser visual recognition device according to claim 1, wherein a contrast value is calculated based on reflected light obtained from a central portion of the test image.
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