JPH09292462A - レーザレーダによる水中２次元探査装置 - Google Patents
レーザレーダによる水中２次元探査装置Info
- Publication number
- JPH09292462A JPH09292462A JP8109763A JP10976396A JPH09292462A JP H09292462 A JPH09292462 A JP H09292462A JP 8109763 A JP8109763 A JP 8109763A JP 10976396 A JP10976396 A JP 10976396A JP H09292462 A JPH09292462 A JP H09292462A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- photoelectric converter
- reflected
- laser light
- reflected light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速ゲート、ＣＣＤカメラ等の２次元光電変
換器等の利用により、ポイントとしての探査ではなく、
２次元で探査可能となり、物体の形状とともに、存在位
置の特定が可能な水中２次元探査装置を提供することを
目的とする。 【解決手段】 本発明に係るレーザレーダによる水中２
次元探査装置は、（Ａ）水中や海面上に存在している物
体１６を探査するためのレーザ光１２を発生させるレー
ザ発生装置１１と、（Ｂ）前記レーザ光１２を海水面１
５の上方から照射する手段１３、１４と、（Ｃ）反射し
たレーザ光を計測する手段１７、１８と、（Ｄ）照射さ
れたレーザ光の反射光を、高速ゲート装置１９によって
遅延させつつ２次元光電変換器１７に取り込む手段から
成ることを特徴とする。
換器等の利用により、ポイントとしての探査ではなく、
２次元で探査可能となり、物体の形状とともに、存在位
置の特定が可能な水中２次元探査装置を提供することを
目的とする。 【解決手段】 本発明に係るレーザレーダによる水中２
次元探査装置は、（Ａ）水中や海面上に存在している物
体１６を探査するためのレーザ光１２を発生させるレー
ザ発生装置１１と、（Ｂ）前記レーザ光１２を海水面１
５の上方から照射する手段１３、１４と、（Ｃ）反射し
たレーザ光を計測する手段１７、１８と、（Ｄ）照射さ
れたレーザ光の反射光を、高速ゲート装置１９によって
遅延させつつ２次元光電変換器１７に取り込む手段から
成ることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザレーダによ
る水中、若しくは海面上に存在する物体の探査装置に関
する。
る水中、若しくは海面上に存在する物体の探査装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】図２に従来のレーザレーダ装置の概念図
を示す。レーザレーダでは、レーザ光源１から発射され
たレーザ光２は、光学レンズ系３及び光学ミラ−系４を
経由し、海水面５へ向けて照射される。
を示す。レーザレーダでは、レーザ光源１から発射され
たレーザ光２は、光学レンズ系３及び光学ミラ−系４を
経由し、海水面５へ向けて照射される。
【０００３】このとき、レーザ光２は光学レンズ系３に
より広げられる。広げられたレーザ光のうち、一部は海
面によって反射し、残りは水中へ透過する。
より広げられる。広げられたレーザ光のうち、一部は海
面によって反射し、残りは水中へ透過する。
【０００４】この水中へ透過されたレーザ光は水中に存
在している物体６の位置まで到達し、その物体の表面で
反射し、反射した光の一部は、光学レンズ系３及び光学
ミラ−系４を経由し、ＣＣＤカメラ等の２次元光電変換
器７へ集光される。光電変換器７に入射した反射光は、
電気信号に変換されて信号処理器８で処理され、物体の
有無が判別される。
在している物体６の位置まで到達し、その物体の表面で
反射し、反射した光の一部は、光学レンズ系３及び光学
ミラ−系４を経由し、ＣＣＤカメラ等の２次元光電変換
器７へ集光される。光電変換器７に入射した反射光は、
電気信号に変換されて信号処理器８で処理され、物体の
有無が判別される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の装置を用いて探
査を行った場合、海面からのレーザ光の反射の影響によ
って、物体の有無の判断が困難であり、また、物体の存
在している位置を決定することも困難である。
査を行った場合、海面からのレーザ光の反射の影響によ
って、物体の有無の判断が困難であり、また、物体の存
在している位置を決定することも困難である。
【０００６】
（第１の手段）本発明に係るレーザレーダによる水中２
次元探査装置は、（Ａ）水中や海面上に存在している物
体を探査するためのレーザ光発生させるレーザ発生装置
と、（Ｂ）前記レーザ光を海水面の上方から照射する手
段と、（Ｃ）反射したレーザ光を計測する手段と、
（Ｄ）照射されたレーザ光の反射光を、高速ゲート装置
よって遅延させつつ２次元光電変換器に取り込む手段か
ら成ることを特徴とする。
次元探査装置は、（Ａ）水中や海面上に存在している物
体を探査するためのレーザ光発生させるレーザ発生装置
と、（Ｂ）前記レーザ光を海水面の上方から照射する手
段と、（Ｃ）反射したレーザ光を計測する手段と、
（Ｄ）照射されたレーザ光の反射光を、高速ゲート装置
よって遅延させつつ２次元光電変換器に取り込む手段か
ら成ることを特徴とする。
【０００７】すなわち、高速のゲート装置を利用し、反
射光強度の時間変化を観測可能にする。図３に高速ゲー
ト装置のタイミングチャートと反射光強度の時間変化を
示す。この図３に示す山（Ｍ）は、目標物の存在位置を
示すもので、２次元光電変換器１７の受光素子のｌつに
記録されたものである。
射光強度の時間変化を観測可能にする。図３に高速ゲー
ト装置のタイミングチャートと反射光強度の時間変化を
示す。この図３に示す山（Ｍ）は、目標物の存在位置を
示すもので、２次元光電変換器１７の受光素子のｌつに
記録されたものである。
【０００８】高速ゲート装置は遅延時間３１の間はシャ
ッターが開かず、露光時間３２の間のみシャッターが開
き、２次元の光電変換器１７に光が取り込まれる。ここ
で、この遅延時間３１は、本装置の存在する高度（海面
からの距離）に比例した値より大きい値をとり、式
（１）で示される。
ッターが開かず、露光時間３２の間のみシャッターが開
き、２次元の光電変換器１７に光が取り込まれる。ここ
で、この遅延時間３１は、本装置の存在する高度（海面
からの距離）に比例した値より大きい値をとり、式
（１）で示される。
【０００９】 （遅延時間）＝（高度＋α）／（光速） （１） ここでαは、物体の存在している位置の推定値である。
【００１０】このαを順次のばしていくことにより、物
体の存在位置の決定が可能になる。たとえば、高度３０
０ｍに本装置が存在する場合、式（１）から、 （１３００＋α）／（３．０ｘ１０8 ＝１．０ｘ１０-6＋α′ ＝１．０μｓｅｃ．＋α′ ＝ｌ．０μ秒＋α′ となる。
体の存在位置の決定が可能になる。たとえば、高度３０
０ｍに本装置が存在する場合、式（１）から、 （１３００＋α）／（３．０ｘ１０8 ＝１．０ｘ１０-6＋α′ ＝１．０μｓｅｃ．＋α′ ＝ｌ．０μ秒＋α′ となる。
【００１１】また、露光時間３２は、要求される計測精
度に比例し、式（２）で示される。 （露光時間）＝（計測精度）／（光速） （２） たとえば、計測精度として、ｌｍが求められるならば、
式（２）から、 （１．０）／（３．０ｘ１０8 ） ＝３．３ｘ１０-9 ＝３．３ｎｓｅｃ． ＝３．３ｎ秒 となる。
度に比例し、式（２）で示される。 （露光時間）＝（計測精度）／（光速） （２） たとえば、計測精度として、ｌｍが求められるならば、
式（２）から、 （１．０）／（３．０ｘ１０8 ） ＝３．３ｘ１０-9 ＝３．３ｎｓｅｃ． ＝３．３ｎ秒 となる。
【００１２】露光時間３２を式（２）で示した通り、計
測精度と比例した値とし、遅延時間３１を順次延ばして
いくと、物体からの反射光領域３３の部分が２次元光電
変換器１７に取り込まれる。
測精度と比例した値とし、遅延時間３１を順次延ばして
いくと、物体からの反射光領域３３の部分が２次元光電
変換器１７に取り込まれる。
【００１３】たとえば、水深３０ｍに物体が存在し、高
度が３００ｍならば、式（１）から、 遅延時間
３１はｌ．ｌμ秒であり、露光時間３２は３．３ｎ秒
で、計測精度は１ｍで物体の存在が決定できる。
度が３００ｍならば、式（１）から、 遅延時間
３１はｌ．ｌμ秒であり、露光時間３２は３．３ｎ秒
で、計測精度は１ｍで物体の存在が決定できる。
【００１４】
（第１の実施の形態）本発明の第１の実施の形態におけ
る概念図を図１に示す。従来のレーザレーダ装置（図
２）と異なるところは、２次元光電変換器１７の前に新
たに高速ゲート装置１９をもうけた点である。その他は
図２と同じである。
る概念図を図１に示す。従来のレーザレーダ装置（図
２）と異なるところは、２次元光電変換器１７の前に新
たに高速ゲート装置１９をもうけた点である。その他は
図２と同じである。
【００１５】レーザレーダでは、光源１１から発射され
た単パルスのレーザ光１２は、光学レンズ系１３及び光
学ミラ−系１４を経由し、海水面１５へ向けて照射され
る。このとき、レーザ光１２は光学レンズ系１３により
広げられる。
た単パルスのレーザ光１２は、光学レンズ系１３及び光
学ミラ−系１４を経由し、海水面１５へ向けて照射され
る。このとき、レーザ光１２は光学レンズ系１３により
広げられる。
【００１６】広げられたレーザ光のうち、一部は海面に
よって反射し、残りは水中へ透過する。この水中へ透過
されたレーザ光は水中に存在している物体１６の位置ま
で到達し、その物体の表面で反射し、反射した光の一部
は、光学レンズ系１３及び光学ミラ−系１４を経て、Ｃ
ＣＤカメラ等の２次元光電変換器１７の直前に配置され
た高速ゲート装置１９を経由し、ＣＣＤカメラ等の２次
元光電変換器１７へ集光される。
よって反射し、残りは水中へ透過する。この水中へ透過
されたレーザ光は水中に存在している物体１６の位置ま
で到達し、その物体の表面で反射し、反射した光の一部
は、光学レンズ系１３及び光学ミラ−系１４を経て、Ｃ
ＣＤカメラ等の２次元光電変換器１７の直前に配置され
た高速ゲート装置１９を経由し、ＣＣＤカメラ等の２次
元光電変換器１７へ集光される。
【００１７】高速ゲート装置１９では、反射した光を順
次、遅延時間ごとに、捕らえるように操作する。２次元
光電変換器１７に入射した反射光は電気信号に変換され
て信号処理器１８で処理され、物体の有無及び存在位
置、および深度が判断される。
次、遅延時間ごとに、捕らえるように操作する。２次元
光電変換器１７に入射した反射光は電気信号に変換され
て信号処理器１８で処理され、物体の有無及び存在位
置、および深度が判断される。
【００１８】そのため、本発明に示す、高速ゲートと、
ＣＣＤカメラ等の２次元光電変換器等の利用により、ポ
イントとしての探査ではなく、２次元で探査可能とな
り、物体の形状とともに、存在している位置の特定が可
能になる。 （第２の実施の形態）本発明の第２の実施の形態におけ
る概念図を第４図に示す。
ＣＣＤカメラ等の２次元光電変換器等の利用により、ポ
イントとしての探査ではなく、２次元で探査可能とな
り、物体の形状とともに、存在している位置の特定が可
能になる。 （第２の実施の形態）本発明の第２の実施の形態におけ
る概念図を第４図に示す。
【００１９】レーザ光源２１から発射されたレーザ光２
２は、光学レンズ系２３及び光学ミラー系２４を経由
し、海水面２５へ向けて照射される。このとき、レーザ
光２２は光学レンズ系２３により広げられる。
２は、光学レンズ系２３及び光学ミラー系２４を経由
し、海水面２５へ向けて照射される。このとき、レーザ
光２２は光学レンズ系２３により広げられる。
【００２０】広げられたレーザ光のうち、一部は探査対
象物２６によって反射され、若しくは海水面によって反
射され、若しくは海水中に存在している微粒子によって
反射される。
象物２６によって反射され、若しくは海水面によって反
射され、若しくは海水中に存在している微粒子によって
反射される。
【００２１】高速のゲート装置２９を光電変換器２７の
前方に設置することにより、海面からの反射光２１１、
及び探査対象物からの反射光２１０を除去し、海水中に
存在している微粒子からの反射光２１２のみを、再び光
学ミラ−系２４及び光学レンズ系２３を経由し、２次元
光電変換器２７によって集光し、光電変換し、信号処理
器２８により、海面上の探査対象物の有無を判別する。
前方に設置することにより、海面からの反射光２１１、
及び探査対象物からの反射光２１０を除去し、海水中に
存在している微粒子からの反射光２１２のみを、再び光
学ミラ−系２４及び光学レンズ系２３を経由し、２次元
光電変換器２７によって集光し、光電変換し、信号処理
器２８により、海面上の探査対象物の有無を判別する。
【００２２】たとえば、海水面上に探査対象物２６が存
在する場合、空中から照射されたレーザ光は探査対象物
２６によって遮られ、探査対象物２６の影２１３が存在
することになる。
在する場合、空中から照射されたレーザ光は探査対象物
２６によって遮られ、探査対象物２６の影２１３が存在
することになる。
【００２３】図５は第２の実施の形態における２次元光
電変換器２７上での観測映像を示し、 図６は従来のレ
ーザレーダ装置における２次元光電変換器舒上での観測
映像を示す。
電変換器２７上での観測映像を示し、 図６は従来のレ
ーザレーダ装置における２次元光電変換器舒上での観測
映像を示す。
【００２４】図５において、中心部に存在している黒い
領域Ｒは探査対象物２６の影２１３を示している。しか
し、図６において、例えば領域Ｓのような海面における
レーザ光の反射によっては、探査対象物２６の存在は判
らない。
領域Ｒは探査対象物２６の影２１３を示している。しか
し、図６において、例えば領域Ｓのような海面における
レーザ光の反射によっては、探査対象物２６の存在は判
らない。
【００２５】本発明の第２の実施の形態においては、例
えば、図５に示したような探査対象物２６の影２１３の
有無を信号処埋器２８により判断する。つまり、海面上
に浮いた探査対象物２６からの反射光により、海面の反
射光と区別がつかない場合は、反射光を時間をずらして
集光することにより、探査対象物２６の影２１３として
出力されるものをもって、探査対象物２６の存在が判断
できる。
えば、図５に示したような探査対象物２６の影２１３の
有無を信号処埋器２８により判断する。つまり、海面上
に浮いた探査対象物２６からの反射光により、海面の反
射光と区別がつかない場合は、反射光を時間をずらして
集光することにより、探査対象物２６の影２１３として
出力されるものをもって、探査対象物２６の存在が判断
できる。
【００２６】そのため、本発明に示す、高速ゲート及び
２次元光電変換器の利用により、海面の影響を受けるこ
となく、水中または海面上に存在する探査対象物の探査
が可能になる。
２次元光電変換器の利用により、海面の影響を受けるこ
となく、水中または海面上に存在する探査対象物の探査
が可能になる。
【００２７】
【発明の効果】本発明は、前述のように構成されている
ので、以下に記載するような効果を奏する。 （Ａ）２次元光電変換器に入射した反射光は電気信号に
変換されて信号処理器で処理され、物体の有無、存在位
置、および深度が判断される。
ので、以下に記載するような効果を奏する。 （Ａ）２次元光電変換器に入射した反射光は電気信号に
変換されて信号処理器で処理され、物体の有無、存在位
置、および深度が判断される。
【００２８】そのため、本発明によれば、高速ゲート、
ＣＣＤカメラ等の２次元光電変換器等の利用により、ポ
イントとしての探査ではなく、２次元で探査可能とな
り、物体の形状とともに、存在している位置の特定も可
能になる。 （Ｂ）海面上に浮いた探査対象物からの反射光により、
海面の反射光と区別がつかない場合は、反射光を時間を
ずらして集光することにより、探査対象物の影として出
力されるものをもって、探査対象物の存在が判断でき
る。
ＣＣＤカメラ等の２次元光電変換器等の利用により、ポ
イントとしての探査ではなく、２次元で探査可能とな
り、物体の形状とともに、存在している位置の特定も可
能になる。 （Ｂ）海面上に浮いた探査対象物からの反射光により、
海面の反射光と区別がつかない場合は、反射光を時間を
ずらして集光することにより、探査対象物の影として出
力されるものをもって、探査対象物の存在が判断でき
る。
【００２９】そのため、本発明に示す、高速ゲート及び
２次元光電変換器の利用により、海面の影響を受けるこ
となく、水中または海面上に存在する探査対象物の探査
が可能になる。
２次元光電変換器の利用により、海面の影響を受けるこ
となく、水中または海面上に存在する探査対象物の探査
が可能になる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る装置の概念
図。
図。
【図２】従来のレーザレーダ装置の概念図。
【図３】高速ゲート装置のタイミングチャート及び反射
光の時間変化図。
光の時間変化図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る装置の概念
図。
図。
【図５】本発明の第２の実施の形態における２次元光電
変換器２７上での観測映像。
変換器２７上での観測映像。
【図６】従来のレーザレーダ装置における２次元光電変
換器７上での観測映像。
換器７上での観測映像。
１…レーザ発生装置（レーザ光源） ２…レーザ光 ３…光学レンズ系 ４…光学ミラー系 ５…海水面 ６…探査対象物 ７…２次元光電変換器 ８…信号処理器 １１…レーザ発生装置 １２…レーザ光 １３…光学レンズ系 １４…光学ミラー系 １５…海水面 １６…探査対象物 １７…２次元光電変換器 １８…信号処理器 １９…高速ゲート装置 ２１…レーザ発生装置（レーザ光源） ２２…レーザ光 ２３…光学レンズ系 ２４…光学ミラー系 ２５…海水面 ２６…探査対象物 ２７…光電変換器 ２８…信号処理器 ２９…高速ゲート装置 ３１…遅延時間 ３２…露光時問 ２１０…計測対象物からの反射光 ２１１…海水面からの反射光 ２１２…海水中に存在している微粒子からの反射光 ２１３…探査対象物の影
Claims (1)
- 【請求項１】（Ａ）水中や海面上に存在している物体
（１６）を探査するためのレーザ光（１２）を発生させ
るレーザ発生装置（１１）と、（Ｂ）前記レーザ光（１
２）を海水面（１５）の上方から照射する手段（１３、
１４）と、（Ｃ）反射したレーザ光を計測する手段（１
７、１８）と、（Ｄ）照射されたレーザ光の反射光を、
高速ゲート装置（１９）によって遅延させつつ２次元光
電変換器（１７）に取り込む手段から成ることを特徴と
するレーザレーダによる水中２次元探査装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8109763A JPH09292462A (ja) | 1996-04-30 | 1996-04-30 | レーザレーダによる水中２次元探査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8109763A JPH09292462A (ja) | 1996-04-30 | 1996-04-30 | レーザレーダによる水中２次元探査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09292462A true JPH09292462A (ja) | 1997-11-11 |
Family
ID=14518621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8109763A Pending JPH09292462A (ja) | 1996-04-30 | 1996-04-30 | レーザレーダによる水中２次元探査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09292462A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002162467A (ja) * | 2000-11-28 | 2002-06-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 監視方法 |
| JP2009276248A (ja) * | 2008-05-15 | 2009-11-26 | Mitsubishi Electric Corp | レーザレーダ装置 |
| JP2010216904A (ja) * | 2009-03-16 | 2010-09-30 | National Maritime Research Institute | 対象物検出方法及びライダー装置、環境測定方法 |
| CN102162861A (zh) * | 2010-12-07 | 2011-08-24 | 桂林电子科技大学 | 基于太赫兹成像探测水下目标的方法及装置 |
| JP2014139576A (ja) * | 2014-03-06 | 2014-07-31 | National Maritime Research Institute | 対象物検出方法及びライダー装置、環境測定方法 |
| KR20160044806A (ko) * | 2014-10-16 | 2016-04-26 | 한국해양과학기술원 | 해안 및 연안 타깃 탐지 방법 및 시스템 |
-
1996
- 1996-04-30 JP JP8109763A patent/JPH09292462A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002162467A (ja) * | 2000-11-28 | 2002-06-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 監視方法 |
| JP2009276248A (ja) * | 2008-05-15 | 2009-11-26 | Mitsubishi Electric Corp | レーザレーダ装置 |
| JP2010216904A (ja) * | 2009-03-16 | 2010-09-30 | National Maritime Research Institute | 対象物検出方法及びライダー装置、環境測定方法 |
| CN102162861A (zh) * | 2010-12-07 | 2011-08-24 | 桂林电子科技大学 | 基于太赫兹成像探测水下目标的方法及装置 |
| JP2014139576A (ja) * | 2014-03-06 | 2014-07-31 | National Maritime Research Institute | 対象物検出方法及びライダー装置、環境測定方法 |
| KR20160044806A (ko) * | 2014-10-16 | 2016-04-26 | 한국해양과학기술원 | 해안 및 연안 타깃 탐지 방법 및 시스템 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7916287B2 (en) | Surface inspection method and surface inspection apparatus | |
| US5070733A (en) | Photoacoustic imaging method | |
| US7990530B2 (en) | Optical inspection method and optical inspection apparatus | |
| US8068235B1 (en) | Systems and methods for multi-function coherent imaging | |
| US7940444B2 (en) | Method and apparatus for synchronous laser beam scanning | |
| JPH0574764B2 (ja) | ||
| JP2022190043A (ja) | 電子装置及び距離計測方法 | |
| JP2000275135A (ja) | 漏油検査装置及び検査方法 | |
| JPH09292462A (ja) | レーザレーダによる水中２次元探査装置 | |
| JP3224640B2 (ja) | Ｌｉｆによる濃度計測装置及び方法 | |
| JP2011185837A (ja) | 異物検出装置 | |
| CN112578397A (zh) | 一种基于Tail-Gating技术提高成像分辨率的距离选通成像系统 | |
| JPH0564750B2 (ja) | ||
| USH1783H (en) | High spatial resolution, range gated, underwater imaging method and apparatus | |
| JPH10162119A (ja) | 水中物体認識装置 | |
| JP7394236B2 (ja) | 水中モノスタティックレーザイメージング | |
| RU2540451C1 (ru) | Система лазерной локации | |
| RU2794167C1 (ru) | Устройство для видения подводных объектов | |
| JP4266286B2 (ja) | 距離情報取得装置、および距離情報取得方法 | |
| JPS639177B2 (ja) | ||
| JPS59107315A (ja) | 自動焦点装置 | |
| JPS5965205A (ja) | 光学式変位測定装置 | |
| RU2098778C1 (ru) | Способ определения радиуса формирования и скорости расширения излучающего объекта и устройство для его осуществления | |
| JPS5940106A (ja) | トリガ信号発生装置 | |
| JPS54133395A (en) | Detecting method and apparatus for carck on substrate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030225 |