JPH10213432A

JPH10213432A - 発光源判定装置

Info

Publication number: JPH10213432A
Application number: JP1685097A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Takaba; 康幸高場
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-01-30
Filing date: 1997-01-30
Publication date: 1998-08-11

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の検出手段から得られる発光源の発光状
態を示す発光状態情報によって、発光源の同一性を判定
する。【解決手段】複数の撮像装置から得られる画像信号を
フレーム単位で数フレーム記憶する手段と、上記記憶さ
れた複数のフレームの画像信号間の輝度の差から発光源
の高輝度領域を抽出する手段と、上記高輝度領域の画素
数の変化を計測する手段と、上記画素数の変化に基づい
て発光源の周期を発光状態情報として抽出する手段とか
らなる発光源検出器と、上記発光源検出器より検出され
た発光状態情報を比較し、比較結果に基づいて発光源の
同一性を判定する判定手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光源の同一性を
判定する発光源判定装置であって、特に発光体の発光源
を検知目標として、発光源検出手段の捉えている発光源
が同一のものであるか否かを判定し、発光源の位置標
定、発光源の属性の判定等を行う発光源判定装置に関す
るものである。ここで、発光源とは例えば機関砲、機関
銃等の火薬の高速度燃焼、爆薬の爆破現象、弾丸の弾着
による発光現象、メタンガス、ガソリン等の可燃物の発
火、爆発による発光現象、火山噴火、稲光等の自然発光
現象、信号灯、電灯等の点灯、点滅現象、電気機器の放
電による発光現象、火災による発光等の発光体の発光源
を意味し、時間の経過とともに発光体の形状が変化す
る、あるいは瞬時に発光、消滅を行うようなものを対象
とする。

【０００２】

【従来の技術】一般に赤外光、紫外光、可視光等の光を
発する発光源を検知する場合、その検出手段として光量
を検出する光検知器や発光源の画像を検出する撮像装置
等のパッシブセンサが用いられる。例えば、発光源が機
関砲の火薬の高速度燃焼である場合、赤外線撮像装置を
用いて発砲を検知し、発砲元の特定が行われる。また、
発光源が機関砲の弾着によって生ずる光の場合、紫外線
検知器を用いて弾着を検知し、弾着位置の確認が行われ
る。あるいは、発光源が救難信号の信号灯の場合、可視
カメラを用いて救難信号を検知し、救難信号の発生場所
が判断される。

【０００３】従来の発光源判定装置は、上記のようにパ
ッシブセンサを用いて発光源を検知し、発光源の位置を
特定していた。この場合、発光源の位置を特定する手段
として、二台のパッシブセンサによって目標を認識し、
その時点の各パッシブセンサの角度と位置に基づいて、
三点公会法を用いて目標の位置標定を行っていた。これ
は、各パッシブセンサ間の距離と、各パッシブセンサに
おける基準方位と目標とのなす角度が２つ決定すること
により、二角挟辺が決定し三角形が成立する性質を利用
している。例えば、機関砲の発砲や弾着によって生ずる
光については、２台の火光標定器を用いて目標とする発
光源を人間が特定し、火光標定器の方向と位置とを計算
機に入力して目標の位置の測定を行っていた。また、発
光源の位置を特定する他の手段として、パッシブセンサ
に撮像装置を使用し、撮像装置の画像から発光源近辺の
地形を読み取り、地図と照らし合わせながら発光源の位
置を特定していた。例えば、火災や救難信号の発生を可
視カメラを通じて人間が検知し、可視カメラの画像から
火災や救難信号の発生現場の地形を判断して、発生現場
を特定していた。

【０００４】上記の二つの発光源の位置特定手段では、
パッシブセンサから得られる発光源の情報を人間が判断
しており、発光源が複数存在する場合には発光源が同一
のものであるか否かを判断するのが難しかった。例え
ば、三点公会法を用いた手段では、２台のパッシブセン
サで同じ大きさの異なる目標Ａ，Ｂを捉えている場合
に、図２３のようにＡ，Ｂが同一の目標ＣまたはＤであ
ると誤認することがあった（このような目標ＣまたはＤ
をゴーストと呼ぶ。）。また、発光源近辺の地形を地図
と照らし合わせる手段では、周囲が暗い状況下であった
り、変化のない地形である場合に発光源近辺の地形の特
定が難しかった。

【０００５】これに対し、従来地図を使用せず、またゴ
ーストを除去して複数の目標（必ずしも発光源でなくて
もよい）の同一性を判定する手段として、航空機、車
両、艦船等の移動する目標を対象に複数の撮像装置によ
って目標を捕捉し、継続的に追尾を行い、目標の位置と
速度の相関処理を行う目標位置判定装置があった。

【０００６】図２１は、例えば特開平７−１１３８５９
号公報に示されるような従来の目標位置判定装置を示す
構成図である。図において、２ｂおよび３ｂは移動する
目標（必ずしも発光する物体でなくてもよい）を撮像す
る撮像装置、４および５は目標に対し追尾処理を行い基
準方位に対する目標の角度を測定する各撮像装置対応の
角度追尾装置、６および７は各撮像装置の位置、例えば
Ｘ軸は東経座標、Ｙ軸は北緯座標、Ｚ軸は水準点からの
高度座標を測定する各撮像装置対応の位置測定装置、８
は目標位置と速度の相関処理を行うためのしきい値とな
る相関パラメータを入力する相関パラメータ入力器、９
は各角度追尾装置から得られる角度航跡と位置測定装置
から得られる位置に基づいて各撮像装置が捉えた目標の
相関処理を行う目標位置相関器、１０は目標位置相関器
において同一であると判定された目標の角度航跡と位置
とにより各撮像装置から目標までの距離を算出する目標
距離算出器、１１は目標距離算出器１０から得られる目
標距離と、相関パラメータ入力器８より入力される相関
パラメータと、目標位置相関器９において同一であると
判定された目標の角度航跡とにより各角度航跡の速度関
係に基づく相関処理を行って目標のゴーストを除去する
目標速度相関器、１２は目標距離算出器１０から得られ
る目標距離と目標位置相関器９において同一であると判
定された目標の角度航跡とにより各撮像装置から目標ま
での距離の変化率を算出する目標距離変化率算出器、１
３は目標距離算出器１０からの目標距離と目標距離変化
率算出器１２からの目標距離変化率と角度航跡とにより
目標の位置座標を算出する座標算出器、１４は座標算出
器１３から得られる目標の位置座標を表示する表示装置
である。

【０００７】図２２は従来の目標位置判定装置の目標位
置相関器９の構成を示す図である。図において、１７は
各角度追尾装置からの目標の方向ベクトルと各撮像装置
間の方向ベクトルとが一次従属であることを利用して上
記各方向ベクトルからなる行列式を目標位置相関状態量
として算出する目標位置相関状態量算出器、１８は各角
度追尾装置からの角度航跡における目標の方向ベクトル
およびその誤差評価量と各撮像装置間の位置ベクトルを
基に目標位置相関状態量の誤差評価量を算出する目標位
置相関状態量誤差評価諸元算出器、１９は目標位置相関
状態量と目標位置相関状態量の誤差評価量と相関パラメ
ータ入力器８からの相関パラメータとにより、カイ自乗
検定を用いて各角度追尾装置からの角度航跡が同一目標
からのものであるか否かを判定する目標位置相関判定器
である。この目標位置相関判定器１９は、概念的に次の
ようなことを行っている。各測定手段に誤差がない場
合、理論的には各撮像装置間の距離と基準方位と目標と
のなす角度とにより、二角きょう辺が決定し三角形が成
立している第３の頂点が決定する。このとき、各撮像装
置間を結ぶ直線と各撮像装置と目標とを結ぶそれぞれの
直線は同一平面上にある。しかし、現実の測定手段には
誤差が存在し、各位置測定装置から得られる各撮像装置
の位置および各角度追尾装置から得られる角度の測定誤
差により、各撮像装置を結ぶ直線と各撮像装置と目標と
を結ぶそれぞれの直線は同一平面上になく、各直線はね
じれた関係となってまじわらないことになる。このた
め、目標位置状態の評価関数として、目標位置相関状態
量算出器１７より目標位置相関状態量を算出後、目標位
置相関状態量誤差評価諸元算出器１８によって目標位置
相関状態量の誤差評価量を算出して、目標の同一性の判
定を行っている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の目標位置判定装
置を用いた発光源判定装置は、航空機、車両、艦船等の
移動体を目標の対象としたもので、移動する目標を角度
追尾装置を通じて追尾することによって目標の速度の相
関処理を行い、ゴーストを除去していた。このため、撮
像装置に対して静止している発光源に関しては速度の相
関処理ができず、ゴーストが除去されないという問題が
あった。

【０００９】また、発光源を目標として位置の特定を行
う場合、従来の目標位置特定装置は、目標を追尾しなが
ら速度の相関処理を行うため、撮像装置が常に発光源を
捕捉している必要性があった。例えば、目標の追尾を行
うためには、撮像装置から得られる画像から目標の画像
を抽出し、記憶しておいて、現在の画像の中から既に記
憶された目標の画像と一致するものを目標として認識す
るような処理が必要であった。これに対し、例えば火薬
の高速度燃焼や、爆薬の爆破現象等の発光源の発光現象
は、まず発光起点が観測され、時間経過とともに発光が
周囲に対して放射状に拡がり、次第に発光の光量が低下
して最後には観測されないレベルとなって消滅するよう
な発光状態の変化があり、発光から消滅までの時間（発
光周期）は数秒程度以下となっている。また、火災によ
る発光は、ゆらぎや新たに発生する火炎等によって発光
源の形状が変化する。このように発光源は短時間のうち
に発光状態が変化するため、発光源を見失わずに追尾を
続けることが難しいという問題があった。また、追尾装
置そのものがコスト高につながっていた。

【００１０】さらに、従来の火光標定器を用いた発光源
判定装置は、人間の判断により発光源を特定していたた
め、ゴーストが存在する場合に発光源を特定できないと
いう問題があった。また、発光源を人間が検知していた
ために、発光源の検知が遅れたり、発光源の種類や発光
源の発光のもつ意味を判断するのが難しかった。例えば
火薬の爆発による被害の推定や、機関砲の口径の推定が
できず、その後の対処行動が正確に行えないなどの問題
が発生した。

【００１１】この発明は、このような問題点を解決する
ためになされたもので、複数の検出手段から得られる発
光源の発光状態を示す発光状態情報によって、発光源の
同一性を判定することを目的とする。

【００１２】また、検出手段として撮像装置を用いるこ
とにより、発光源を撮像して得られる画像信号から、発
光源の同一性を判定することを目的とする。

【００１３】また、発光源の同一性を判定後、発光源の
位置を特定し、発光源の種類や発光源の発光のもつ意味
に関する属性判定を行う手段を備えることを目的とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この第１の発明に係る発
光源判定装置は、発光源から発生する当該発光源固有の
特性に基づく発光状態を示す発光状態情報を検出する複
数の検出手段と、上記複数の検出手段により検出された
発光状態情報を比較し、比較結果に基づいて発光源の同
一性を判定する判定手段とを備えたものである。

【００１５】また、第２の発明に係る発光源判定装置
は、発光源を撮像する複数の撮像手段と、上記複数の撮
像手段の出力する画像信号より得られる発光源の画像か
ら、発光源固有の特性に基づく発光状態情報を抽出する
発光源抽出手段と、上記発光源抽出手段により抽出され
た、上記複数の撮像手段に対応する上記発光状態情報の
それぞれを比較し、比較結果に基づいて発光源の同一性
を判定する判定手段とを備えたものである。

【００１６】また、第３の発明に係る発光源判定装置
は、上記第１の発明または第２の発明において、上記発
光状態情報を、上記発光源の発光開始時刻としたもので
ある。

【００１７】また、第４の発明に係る発光源判定装置
は、上記第１の発明または第２の発明において、上記発
光状態情報を、上記発光源の発光周期としたものであ
る。

【００１８】また、第５の発明に係る発光源判定装置
は、上記第２の発明において、上記発光源抽出手段が、
上記撮像手段の出力する画像信号をフレーム単位で数フ
レーム蓄積する画像メモリ手段と、上記画像メモリ手段
に蓄積された複数のフレームの画像信号間の輝度の差か
ら発光源の高輝度領域を抽出する発光領域抽出手段と、
上記発光領域抽出手段から得られる高輝度領域の画素数
の変化を計測し、記憶する輝度変化計測手段と、上記画
素数の変化に基づいて発光源の発光状態情報を抽出する
発光情報抽出手段とを備えたものである。

【００１９】また、第６の発明に係る発光源判定装置
は、上記第２の発明において、上記発光源抽出手段が、
上記撮像手段の出力する画像信号をフレーム単位で数フ
レーム蓄積する画像メモリ手段と、上記画像メモリ手段
に蓄積された複数のフレームの画像信号間の輝度の差か
ら発光源の高輝度領域を抽出する発光領域抽出手段と、
上記発光領域抽出手段から得られる高輝度領域の輝度レ
ベルの変化を計測し、記憶する輝度変化計測手段と、上
記輝度レベルの変化に基づいて発光源の発光状態情報を
抽出する発光情報抽出手段とを備えたものである。

【００２０】また、第７の発明に係る発光源判定装置
は、上記第２の発明において、上記発光源抽出手段が、
上記撮像手段の出力する画像信号を予め設定されたしき
い値に基づき二値化する二値化手段と、上記二値化手段
によって二値化された画像信号において存在する高輝度
領域のそれぞれに識別情報を付加する識別情報付加手段
と、上記高輝度領域のそれぞれの画素数と上記画像信号
における位置の変化を計測し、記憶する輝度変化計測手
段と、上記輝度変化計測手段において計測された輝度変
化に基づいて上記それぞれの高輝度領域から発光源に相
当する高輝度領域を抽出する手段と、上記発光源に相当
する高輝度領域の画素数の変化に基づいて発光源の発光
状態情報を抽出する発光状態抽出手段とを備えたもので
ある。

【００２１】また、第８の発明に係る発光源判定装置
は、上記第２の発明において、上記発光源抽出手段が、
上記撮像手段の出力する画像信号を予め設定されたしき
い値に基づき二値化する二値化手段と、上記二値化手段
によって二値化された二値化画像信号において存在する
高輝度領域のそれぞれに識別情報を付加する識別情報付
加手段と、上記高輝度領域に対応する上記画像信号のそ
れぞれの輝度レベルと上記画像信号における位置の変化
を計測し、記憶する輝度変化計測手段と、上記輝度変化
計測手段において計測された輝度変化に基づいて上記そ
れぞれの高輝度領域から発光源に相当する高輝度領域を
抽出する手段と、上記発光源に相当する高輝度領域の輝
度レベルの変化に基づいて発光源の発光状態情報を抽出
する発光状態抽出手段とを備えたものである。

【００２２】また、第９の発明に係る発光源判定装置
は、上記第５から第８の発明において、上記発光源抽出
手段が、上記輝度変化計測手段の出力信号に対して平滑
化処理を行う平滑化手段を備えたものである。

【００２３】また、第１０の発明に係る発光源判定装置
は、上記第２から第９の発明において、上記撮像手段の
視軸の方向と、上記撮像手段の位置と、上記画像信号に
基づき算出した上記撮像手段の撮像範囲内における発光
源の高輝度領域の位置とから発光源の位置を標定する位
置標定手段とを備えたものである。

【００２４】また、第１１の発明に係る発光源判定装置
は、上記第１０の発明において、上記発光源の高輝度領
域の位置は、発光開始時刻における位置に基づき算出す
るものである。

【００２５】また、第１２の発明に係る発光源判定装置
は、上記第１０または第１１の発明において、上記発光
源と上記撮像装置との距離を算出する発光源距離算出手
段と、上記撮像手段の既知の距離と既知の発光源の高輝
度領域の画素数と発光源の属性とを属性データとして記
憶保持した発光源属性データメモリ回路と、上記発光源
距離算出手段から得られる距離とに対応して、上記輝度
変化計測手段で測定された上記発光源の高輝度領域の画
素数に対応した発光源の属性を、上記属性データから上
記既知の距離と上記既知の画素数に対応して得る発光源
属性判定手段とを備えたものである。

【００２６】また、第１３の発明に係る発光源判定装置
は、上記第１０または第１１の発明において、上記発光
源と上記撮像装置との距離を算出する発光源距離算出手
段と、上記撮像手段の既知の距離と既知の発光源の高輝
度領域の輝度レベルと発光源の属性とを属性データとし
て記憶保持した発光源属性データメモリ回路と、上記発
光源距離算出手段から得られる距離と上記輝度変化計測
手段で測定された上記発光源の高輝度領域の輝度レベル
とに対応した発光源の属性を、上記属性データから上記
既知の距離と上記発光源属性判定手段とを備えたもので
ある。

【００２７】また、第１４の発明に係る発光源判定装置
は、上記第２から第１３の発明において、上記発光源抽
出手段からの発光状態情報を上記判定手段に空中線によ
って伝送する伝送手段が備えられたものである。

【００２８】また、第１５の発明に係る発光源判定装置
は、上記第２から第１３の発明において、上記複数の撮
像手段の発光源抽出手段から得られた発光状態情報を相
互に送受信する伝送手段を備え、上記伝送手段により受
信した情報をそれぞれの撮像手段に対応した判定手段に
おいて分散処理するものである。

【００２９】また、第１６の発明に係る発光源判定装置
は、上記第１０から第１５の発明において、上記位置標
定手段から出力される発光源の位置と上記発光源属性判
定手段から出力される発光源の属性を表形式に表示する
表示手段を備えたものである。

【００３０】また、第１７の発明に係る発光源判定装置
は、上記第１０から第１７の発明において、上記位置標
定手段から出力される発光源の位置を直交座標で表示す
る表示手段を備えたものである。

【００３１】また、第１８の発明に係る発光源判定装置
は、上記第１０から第１６の発明において、上記位置標
定手段から出力される発光源の方向を仰角と方位角で表
示したものである。

【００３２】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１を示す構
成図である。図において、６，７および１４は上記従来
の目標位置判定装置と同一のものである。また、１は発
振器から同期信号を発生するタイマー、２および３はタ
イマー１からの同期信号に同期して外界を例えば１／３
０秒程度のフレームレートで撮像する第１の撮像装置お
よび第２の撮像装置、２０および２１は第１の撮像装置
２および第２の撮像装置３が出力する画像信号の時間変
化を計測して得られる発光源の発光開始時刻と、画像信
号の中心で発光源に想到する輝度の高い領域（高輝度領
域）の画素数および最大輝度の変化とを検出し、発光か
ら消滅までの発光源の発光周期と、発光開始時刻、最大
発光時刻（発光の拡がりが最大となる時間）、発光終了
時刻等の発光時間とを有する発光状態情報を出力する手
段と、発光開始時刻における各撮像装置の撮像範囲内で
の発光源の画像の重心点を出力する手段とからなる各撮
像装置対応の第１の発光源検出器および第２の発光源検
出器、２２は発光源の同一性を判定するために用いるパ
ラメータとして、例えば各発光源検出器からの発光状態
情報の発光時間、発光周期等に差があっても同一目標と
判定するしきい値を入力するパラメータ入力装置、２３
はパラメータ入力装置２２からのパラメータと第１の発
光源検出器２０および第２の発光源検出器２１からの発
光状態情報に基づいて発光源の同一性を判定する発光源
相関器、２４および２５は第１の撮像装置２および第２
の撮像装置３の対応の角度測定装置で、例えばＡＺ軸は
北基準からの各撮像装置の視軸の角度（または撮像装置
視軸の方向）、ＥＬ軸は水平基準からの各撮像装置の視
軸の角度（または撮像装置の視軸の方向）をＧＰＳや磁
気センサ等を用いて測定する。また図において、２６は
発光源相関器２３によって同一発光源であると判定され
た発光源の発光開始時刻における高輝度領域の重心点
と、第１の角度測定装置２４および第２の角度測定装置
２５からの発光開始時刻の各撮像装置の視軸の角度と、
第１の位置測定装置６および第２の位置測定装置７から
の発光開始時刻における位置に基づいて発光源の位置を
標定する位置標定器である。なお、位置標定器２６はタ
イマー１に同期して上記発光開始時刻の各撮像装置の上
記角度と位置を得ている。

【００３３】ここで、発光源相関器２３について詳細を
説明する。各撮像装置で観測される発光源が発生する光
の速度は十分速いため、撮像装置と観測される発光源と
の距離を数ｋｍ程度とするとき、１／３０秒程度のフレ
ームレートでタイマー１に同期している第１の撮像装置
２および第２の撮像装置３において撮像範囲内に同一の
発光源があれば、同一時刻の発光源の発光状態が観測さ
れる。このため、第１の発光源検出器２０と、第２の発
光源検出器２１との発光源状態情報の差分をとり、その
差分の絶対値がパラメータ入力装置２２からのパラメー
タの値より予め設定された時間内において小さい場合
に、目標が一致したと判定する（例えば、このパラメー
タは各発光源検出器の処理速度差や信号の伝達遅れ等を
考えて入力する。）。このとき、どのような発光源に対
して同一性の識別ができるのかを説明する。まず、発光
開始時刻および発光終了時刻については１／３０秒程度
の相違を区別できる。また、発光周期の相違に関して
は、サンプリングの定理により、対象の周波数を知るた
めに最低限必要な計測のためのサンプリング周期は、調
査対象の２倍の周期があれば検出できるため、調査対象
の発光源の周期が１／１５秒以上程度であれば識別でき
る。例えば、機関銃は銃の違いや品質の違いによって１
秒間当たりの射撃の繰り返し数が微妙に異なるが、１秒
間に１５回繰り返す射撃を行う機関銃と１秒間に１４回
繰り返す射撃を識別できる。また、同一時刻に発砲がな
されることはほとんどなく、火薬の量の違いからも発光
の周期は微妙にづれてくるので、あらかじめ設定された
時間内の発光周期の変化による違いを比較することによ
って同一の発光源の識別が可能となる。また、ほぼ同時
に同期して発光する信号灯では識別が困難ではあるが、
可燃物の燃焼現象や爆破現象である場合、製造過程や保
管温度、湿度灯の保管環境の違いによって、同一種の製
造物であっても発光開始時刻や発光周期が微妙に異なる
ことが一般的に知られている。この場合もあらかじめ設
定された時間内の発光周期の変化の差を比較することに
よって同一の発光源の識別が可能となる。

【００３４】図２は発光源相関の概念を示す図である。
図において、２７は火薬の高速度燃焼、爆薬の爆破現象
および信号灯の点灯、点滅現象等の発光体の発光源であ
る。発光源には発光性格により、例えば単発の打ち上げ
花火のような単発的な発光現象、機関銃の射撃や信号灯
の点滅のように周期性をもって連続的な発光を行う発光
源とに大別される。ここで、周期性をもつとは、正弦波
のように連続した波形の他、連続してないが、断続的に
同じような周期をもつパルスが連続的に発生する、例え
ばピストルの連射のようなものも含まれる（機関砲のよ
うな早い連射のものは、パルスがつながって連続して見
える。）。また、発光源には輝度領域の大きい発光源か
ら小さい発光源等種々の形態がある。また、図において
２８および２９はそれぞれ第１の撮像装置２、および第
２の撮像装置３から観測されたフレーム単位の撮像イメ
ージ例である。発光現象は、数秒程度以下の周期で「発
光起点の観測→輝度レベルの周囲に対する放射状の拡が
り→輝度レベルの低下→発光の消滅」の現象となるた
め、十分なフレームレートを有する場合、フレーム単位
の一撮像イメージも同様の現象を捉えることができる。
さらに、図において、３０および３１は、第１の発光源
検出器２０および第２の発光源検出器２１にて計測され
る時系列的な画像データの一例であり、ここでは高輝度
領域の画素数の時間的変化を示す。このように発光源の
発光状態を発光開始時刻、発光周期等の発光源状態情報
で表現し、それを比較することによって同一性を判断し
ているため、ゴーストのような問題は、例えば１／３０
秒以下の極めて発光周期の短いものを除いてほぼ発生し
ない。

【００３５】次に、発光源検出器について説明する。図
３は第１の発光源検出器２０の詳細を示す構成図であ
る。図において、３２は第１の撮像装置２０からの画像
信号をフレーム単位で蓄積する画像メモリ回路、３３は
画像メモリ回路３２に記憶された前フレームの画像（複
数フレームの画像による平滑値でもよい。）と現在得ら
れている画像信号からの現フレームの画像との差をとっ
て輝度の差より高輝度領域の抽出で行う輝度領域抽出回
路、３４は輝度領域抽出回路３３において抽出された高
輝度領域の最大輝度および高輝度領域の画素数および高
輝度領域の重心座標（例えば撮像装置の撮像範囲内にお
ける高輝度領域の重心の位置として、画像信号がＣＣＤ
カメラによるものであれば画像内の画素のＸ，Ｙ座標や
方位角、仰角で表現される座標がある）の時間的な変化
を計測し、メモリに記憶する輝度変化計測回路、３５は
輝度変化計測回路３４から得られるフレーム単位の高輝
度領域の最大輝度または高輝度領域の画素数、および高
輝度領域の重心座標から発光源であるか否かの判定を行
う手段と、発光源と判定した場合の発光源の発光開始時
刻と、各時刻における発光源の最大輝度の変化より得ら
れる輝度の極値と極値となる時間、または各時間におけ
る発光源の高輝度領域の画素数の変化より得られる画素
数の極値と極値となる時間を計測する手段と、発光源の
発光時間（発光開始時刻、発光終了時刻、画素数最大時
刻等）と発光周期を発光源状態情報として出力する手段
と、発光時間における高輝度領域の重心点を出力する発
光源特性類別回路である。

【００３６】ここで、図４は輝度領域抽出回路３３が抽
出した高輝度領域の実施例を示す図である。３６は画像
データを方位角（ＡＺ角）、仰角（ＥＬ角）方向の分解
能に分割した最小単位で画素と呼ぶ。３７の黒く示した
画素が抽出した高輝度領域で、画素をカウントすること
により高輝度領域の画素数が計測できる。また、３８の
ように高輝度領域における領域の端同士の最も長い長さ
を輝度領域長と定義する（高さ方向の最も長い長さを輝
度領域高と定義する）。

【００３７】図５は発光源特性類別回路３５が出力する
最大輝度の時間的変化を示す図である。図において、Ｔ
_ksは発光開始時刻、Ｔ_kmaxi ，Ｔ_{kmaxi+1・・・・} は輝度極
大時刻、Ｔ_kmini ，Ｔ_{kmini+1・・・・} は輝度極小時刻、Ｔ
_kfは発光終了時刻、τ_k は発光周期である。ここで、τ
_k は隣接した輝度極大時刻の差からτ_k ＝Ｔ_kmaxi+1−
Ｔ_kmaxi （または隣接した輝度極小時刻の差からＴ
_kmini+1 −Ｔ_kmini ）のように求める。また、図６は高
輝度領域の画素数の時間的変化を示す図である。図にお
いて、Ｔ_gbは発光開始時刻、Ｔ_gmaxi は画素数極大時
刻、Ｔ_gmini は画素数極小時刻、Ｔ_gfは発光終了時刻、
τ_g は発光周期で、τ_g はτ_k と同様に求める。このよ
うに、発光源の発光状態は最大輝度の時間的変化、ある
いは画素数の時間的変化のいずれか一方から得られる発
光周期によって表現することができる。一般に紫外線撮
像装置による画像の場合、輝度の濃淡に差がつくので、
例えば弾着による発光現象については高輝度領域の最大
輝度の変化から発光源の発光周期を求める。また、赤外
線撮像装置による画像の場合、発光源の画像は輝度にほ
とんど差が出ずに高い輝度となり、周囲の画像との間の
輝度の差がはっきりするので、例えば機関砲の発砲によ
る発光現象については高輝度領域の画素数の変化から発
光源の発光周期を求める。さらに、図７は発光源特性類
別回路３５が出力する画像内の高輝度領域の重心座標の
時間的変化の実施例を示す図で、一般に発光源の高輝度
領域はフレーム毎に移動して異なり重心位置は変化す
る。

【００３８】次に、発光源特性類別回路３５における発
光源の判定について説明する。ここで、発光現象が短時
間の間に発光し消滅する、例えば機関砲の発砲のような
場合を考えると、この間に発光元となる弾丸の移動と、
火薬の爆発によって生じるガス体の移動が生起する。こ
のガス体の移動は射撃初期時は砲口付近に輝度領域の重
心点が存在し、時間の経過とともに砲口の前方にある程
度の大きさに広がって消滅する。これに対して弾丸の移
動は始めはガス体の内部にあるが、時間の経過とともに
ガス体の外部に出て重心点が移動していく。従って、発
光周期の一周期の間に上記の輝度領域長と発光源の重心
点を比較し、重心点が輝度領域長よりも外部に移動して
いく発光体を弾丸とみなし、重心点が輝度領域長の内部
にとどまる発光体を発光源と判定することによって、発
砲位置を特定できる。また、この場合にガス体自体の重
心点も変化するので、発光開始時刻における重心位置に
よって発砲位置を特定する。別の例として例えば火炎の
ような発光源を考える場合、発光源の火炎が時間の経過
とともに横方向に広がるため、横方向の重心位置が見る
方向によって異なり、発光源の位置を特定しずらくな
る。このときは、上記輝度領域高の最も高いところにあ
る画素の位置を重心点とすることによって、位置の特定
が容易になる（またこのときの発光時間は、火炎が最も
高くなる時間で考える。）。これは、火炎が気流によっ
て上昇していく性質を利用している。

【００３９】以上のように構成された発光源判定装置
は、発光源の発光開始時刻、または発光周期を有する発
光状態情報を用いて発光源の同一性を判定することによ
って、ゴーストを除去して誤認のない発光源の特定を行
うことができる。また、第１の発光源検出器２０、およ
び第２の発光源検出器２１において、各撮像装置から得
られる画像信号より発光源の発光状態の特性を示す発光
源状態情報を抽出し、発光源相関器２３において、各発
光源検出器からの発光源状態情報を比較している。この
ため、撮像装置から得られる膨大な量の情報を有した画
像信号を、発光源の特性を示すのに必要な情報に削減し
てから同一性を判定しているため、発光源相関器２３で
処理されるデータ量が少なく、処理速度が早くなる効果
がある。

【００４０】なお、本実施の形態は２つの撮像装置によ
って観測された発光源を判定する発光源判定装置である
が、３つ以上の撮像装置を用いて観測された発光源を判
定する発光源判定装置も可能である。

【００４１】また、本実施の形態は撮像装置から得られ
た画像信号に基づいて発光源を検出しているが、位置の
特定精度がそれほど問題にならないようなものについて
は、各撮像装置の代わりに複数の光検出器を用いてもよ
い。この場合は、発光源の方向を複数の光検出器の光量
の強度分布から特定する。また、発光源の同一性の判定
は、光強度の変化の周期（発光周期に相当）または光強
度の変化の起点（発光開始時刻に相当）を発光状態情報
として検出することによって行うことができる。例え
ば、３つの光検出器を正三角の頂点に配置したものを１
組の光検出手段として、２組以上の光検出手段を異なる
位置に配置し、各光検出手段から得られる発光状態情報
を比較して発光源の同一性を判定する。各光検出手段は
３つの光検出器の光強度の偏りから発光源の方向を得
て、また、それぞれの光検出器の光量の変化を計測して
発光状態情報を得る。これによって、光検出器を用いた
簡単な構成で安価に発光源判定装置を実現できる。

【００４２】また、本実施の形態は、撮像装置の設置位
置や、設置方向があらかじめ設定された既知のものであ
る場合は、その既知の位置、または角度を使うことによ
って各撮像装置の位置測定装置や角度測定装置は不要と
なる。

【００４３】さらに、本実施の形態の発光源検出器は、
発光源状態情報として、発光周期の代わりに発光源の画
像自体を検出する手段を用いてもよい。この場合は、発
光源相関器２３において発光源の画像信号の時間変化を
比較することによって同一性の判定を行う。ただし本手
段は、画像信号を記憶して処理する信号の数が膨大にな
るため、十分な記憶容量があって、また画像信号の比較
における処理速度の遅延がそれ程問題にならないような
発光源の検出に使用する必要がある。本手段は、発光源
の画像を用いて画像内の各画素を比較するため、光強度
の変化を比較する複数の光検出器を用いた方法よりは精
度の高い発光源判定装置を得ることができる。

【００４４】実施の形態２．図８はこの発明の実施の形
態２における発光源検出器を示す構成図である。図にお
いて２，３２から３５は実施の形態１の発光源検出器と
同じものである。実施の形態２は実施の形態１に対して
４７の時間平滑化回路を設けたものである。時間平滑化
回路４７は輝度変化計測回路３４から得られた高輝度領
域の最大輝度または高輝度領域の画素数の時間変化に対
して平滑化を行うものである。時間平滑化回路を設ける
ことにより、発光源状態情報抽出の妨げとなるフレーム
画像のランダムノイズを抑圧することができる。

【００４５】図９はこの発明の実施の形態２の時間平滑
化処理を高輝度領域の画素数に対し施した状態を示す図
である。図において、（ａ）は実施の形態１の高輝度領
域の画素数の時間的変化を示す図で、（ｂ）は（ａ）に
対して時間平滑化処理を施した図である。高輝度領域の
画素数または最大輝度の時間平滑化処理を行うことによ
って、撮像装置の感度のばらつきによって生じるような
ランダムノイズを除去できる。このため、例えば図α
（ａ）における画素数極大時刻（Ｔ_gmax1 ，Ｔ_gm _ax2 ，
・・・Ｔ_gmaxn ）または画素数極小時刻（Ｔ_gmin1 ，Ｔ
_gmin2 ，・・・Ｔ_gminn ）のランダムノイズによる影響
によって生じる発光時間や発光周期の時間のズレが除去
でき、誤認の少ない発光源判定装置を得られる効果があ
る。

【００４６】実施の形態３．図１０はこの発明の実施の
形態３を示す構成図である。図において、２は実施の形
態２と同じもので、３２ａは第１の撮像装置２からの画
像信号をあらかじめ設定された二値化のしきい値、また
は撮像装置の感度の大きさに応じて変化する二値化のし
きい値に対する画像内の各画素の輝度レベルに応じて二
値化する二値化回路、３３ａは二値化回路３２ａによっ
て二値化された画像信号内において、上記二値化のしき
い値以上の輝度レベルとなる各高輝度領域に識別のため
の番号付を行う輝度領域抽出回路、３４ａは上記番号付
を行った各高輝度領域の時間変化に対して高輝度領域の
画素数または最大輝度および重心位置を計測し、記憶す
る高輝度変化計測手段と、上記高輝度変化計測手段にお
いて複数フレームに亘って高輝度領域に変化の見られた
ものを発光源として抽出し、上記抽出された発光源の高
輝度領域の画素数の時間変化に対して画素数または最大
輝度の極値を計測する手段とを有する輝度変化計測回
路、３５ａは輝度変化計測回路３４ａより計測された高
輝度領域の画素数の極値または最大輝度の極値から、発
光周期と発光時間を発光源状態情報として出力し、また
発光開始時刻の発光源の重心位置を出力する発光源特性
類別回路である。なお、輝度変化計測回路３４ａで画素
数の時間変化を計測する場合は、上記二値化回路３２ａ
および上記輝度領域抽出回路３３ａにおいて処理される
画像信号、および撮像装置から得られる画像信号を記憶
せずに画素数の時間変化を計測できるため、二値化前に
記憶手段が不要となる。一方、輝度変化計測回路３４ａ
で高輝度領域の最大輝度を計測する場合は、まず上記二
値化回路３２ａにおいて二値化前の画像信号を記憶手段
に記憶しておく。次に、輝度領域抽出回路３３ａで上記
番号付を行って各高輝度領域を識別した後、輝度変化計
測回路３４ａの輝度変化計測手段において、上記二値化
回路３２ａの記憶手段より得られる画像信号から、各高
輝度領域に対応した領域内の最大輝度を計測する。従っ
て、この実施の形態では、撮像装置から得られる画像信
号を複数フレームに亘って記憶して、記憶された画像信
号間の差分をとるような処理を行わない。その代わりに
画像信号の二値化と番号付けを行って、発光源の時間的
変化を特長付ける画素数、または最大輝度にまで情報の
数を削減してからその時間変化を記憶することにより、
上記差分に要する処理が不要となって画像信号の処理速
度が早くなり、また上記差分のための記憶メモリが不要
になるため、使用メモリ容量の少ない発光源検出器を構
成することができる。特に、第１の撮像装置２が赤外線
撮像装置である場合は、例えば発光源が機関銃の発砲の
ように発光源と非発光源の明暗がはっきりとするもので
二値化しやすいものについては、画素数の時間変化を計
測すればよいため、二値化前の画像信号の記憶が不要と
なり、記憶容量がさらに少なくなって大きな効果があ
る。

【００４７】なお、図１０の例では第１の撮像装置２に
関する形態を示したが、第２の撮像装置３も同様の形態
をとることができる。また、実施の形態２における時間
平滑化回路４７を設けてもよい。

【００４８】実施の形態４．図１１はこの発明の実施の
形態４を示す構成図である。本実施の形態は実施の形態
１に発光源属性相関器を設けたものである。図におい
て、１〜３，６，７，１４，２０〜２６は実施の形態１
の装置と同一のものである。また、図において、４８は
発光源相関器２３によって同一と判定された発光源に対
し、第１の発光源検出器２０と第２の発光源検出器２１
から得られる画像内の高輝度領域の画素数、最大輝度、
周期等と、位置標定器２６から得られる発光源の位置
と、第１の撮像装置２と第２の撮像装置３の位置を用い
て発光源の属性を判定する発光源属性相関器である。発
光源の属性判定とは、発光源の種類や発光の意味を示す
属性を発光源の特性から判断することを意味する。例え
ば、発光源の種類の判定とは、機関砲の発砲による発光
現象から発光源の大きさを検出し、検出結果に基づいて
機関砲の口径の推定を行うようなことを意味する。ある
いは、例えば発光源の発光の意味の判定とは、信号灯の
点滅の周期を検出し、検出結果に基づいてそれが救難信
号であることを判定するようなことを意味する。発光源
の属性がわかることにって、その属性に応じて発光源に
対して適切な処理行動がとれるようになり、より精度の
高い発光源の特定が可能となる。

【００４９】図１２は発光源属性相関器４８の構成を示
す図である。図において、５０は位置標定器２６から得
られた発光源の位置と位置測定装置６、および７から得
られた各撮像装置の位置とから発光源と撮像装置との間
の距離を算出する発光源距離算出回路、５１は属性判定
の対象となる既知の発光源の特性を示す属性データを蓄
積した属性データメモリ回路、５２は第１の発光源検出
器１９および第２の発光源検出器２０から画像内の高輝
度領域の画素数、最大輝度、周期等を有する発光源特性
を得て、属性データメモリ回路５１から得られる発光源
属性データと発光源特性との相関処理を行うことによっ
て発光源の属性を判定する発光源属性判定回路である。

【００５０】上記発光源の属性データは、複数の既知の
発光源をそれぞれ既知の距離とそれぞれの撮像装置にお
ける既知のレンズの倍率と感度で撮像したときの発光源
に相当する高輝度領域の画素数（即ち発光源の大きさ）
または視野角と、最大輝度（即ち発光源の温度、明る
さ）と周期（即ち発光の持続時間）、発光の繰り返し数
等の特性に対応した発光源の種類、発光の意味を示すデ
ータからなる。

【００５１】上記発光源属性判定回路５２では、例えば
次のような処理を行う。まず第１の撮像装置２につい
て、発光源距離算出回路５０から得られる発光源と第１
の撮像装置２との距離をＬ₁ 、第１の発光源検出器１９
から得られる発光源特性の画素数をＳ₁ 、第１の撮像装
置２から得られるレンズの倍率をω₁ として（図１２で
は第１の撮像装置２からの信号の流れを省略してい
る。）、画素数Ｓ₁ から普遍化画素数Ｓ_p1をＳ_p1＝Ｓ₁
／（Ｌ₁ ²×ω₁ ²）のように求める。次に、第２の撮像装
置３について発光源と第２の撮像装置３との距離Ｌ₂ 、
発光源特性の画素数Ｓ₂ 、レンズの倍率ω₂ を第１の撮
像装置２と同様に得て、画素Ｓ₂ から普遍化画素数Ｓ_p2
を上記Ｓ_p1と同様にして求めた後、上記普遍化画素数Ｓ
_p1とＳ_p2の平均をとって普遍化画素数Ｓ_p を得る。次
に、属性データメモリ回路５１から得られる或る既知の
発光源の属性データについて、その発光源を撮像したと
きの既知の距離Ｌ₀ 、既知のレンズの画素数ω₀ 、発光
源の高輝度領域の画素数Ｓ_h から、上記Ｓ_p のように画
素数Ｓ_h に普遍化を行った画素数Ｓ₀ （属性画素数）
を、Ｓ₀ ＝Ｓ_h ／（Ｌ₀ ²×ω₀ ²）のように算出する（こ
の属性画素数Ｓ₀ をあらかじめ算出し、属性データメモ
リ回路５１に記憶しておいて、それを属性データメモリ
回路５２から引き出してもよい。この場合、あらかじめ
普遍化されているので発光源属性判定回路５２内での処
理が早くなる。）。さらに、普遍化画素数Ｓ_p と属性画
素数Ｓ₀ との比較を行って、それが一致したときに属性
データメモリ回路５１の属性データからそれに対応した
発光源の種類を示すデータを引き出す処理を行うことに
より、発光源の属性を判定する。また、各撮像装置のレ
ンズの倍率が固定されたものについては、各撮像装置と
発光源との距離に応じて既知の発光源の高輝度領域の画
素数の値と当該発光源の種類を属性データに記録してお
いてもよい。この場合は発光源距離算出回路５０によっ
て発光源と撮像装置との距離が判明した後、その距離に
対応した発光源の種類を属性データから引き出す。ある
いは、発光源の高輝度領域の画素数の代わりに高輝度領
域の高さや幅から発光源の見掛けの視野角を計測する手
段を用いてもよい。この手段では、発光源距離算出回路
５０から得られる各撮像装置と発光源との距離によって
撮像装置における発光源の見掛けの視野角を除算した値
（普遍化視野角）を求める。次に、属性データに記憶さ
れた既知の発光源の視野角から、上記普遍化視野角と同
様にして普遍化された値を属性視野角として算出し（あ
らかじめ算出した値を記憶しておいてもよい）、上記普
遍化視野角と上記属性視野角とを比較することによって
発光源の種類を判定する。さらに発光源の大きさの違い
による種類の判定の他に、発光源の明るさや温度の違い
から発光源の種類を特定することもできる。この場合
は、発光源特性の最大輝度と撮像装置の感度から発光源
の光量（または温度）を求め、上記光量（または温度）
を発光源と各撮像装置との距離の自乗で除算して光量の
普遍化を行い、属性データの最大輝度に対して同様に普
遍化を行うことにより、上記普遍化された光量（または
温度）を比較して発光源の種類を判定する。さらにま
た、発光源の発光の意味を判定する場合は、発光源の周
期、または発光の繰り返し数と属性データの既知発光源
の周期、または発光の繰り返し数を比較して発光源の発
光がもつ例えばモールス信号、救難信号などの発光の意
味を判定する。

【００５２】上記発光源の属性データと、上記発光源の
発光特性との相関処理は、以上述べたように行われる
が、その方法はこれに限らなくともよい。

【００５３】上記のように構成された発光源属性相関器
４８を設けた発光源判定装置は、発光源がどういう種類
のものであるか、また発光源のもつ信合、暗合等の発光
の意味が何であるかを示す発光源の属性を判定でき、発
光源の属性に対応した適切な処理行動が可能となる。例
えば、発光源が戦車の機関砲であることが判明すれば、
戦車の数がどれだけあって、どこに配置されているかが
判り、その後の対処をどう行えばよいのかが判る。な
お、本実施の形態の発光源相関器４８は、実施の形態２
や実施の形態３と併用してもよい。

【００５４】実施の形態５．図１３はこの発明の実施の
形態６を示す構成図である。図において、２，３，６，
７，１４，２０〜２２，２３〜２６は実施の形態１と同
一のものである。また、図において、１ａおよび１ｂは
互いに同期しながら同期信号を発生するタイマーで、１
ａは第１のタイマー、１ｂは第２のタイマーである。第
１の撮像装置２は第１のタイマー１ａに同期し、第２の
撮像装置３は第２のタイマー１ｂに同期して外界を撮像
する。また、図において、５３ａは第１の発光源検出器
１９、第１の角度測定装置２１、第１の位置測定装置６
からそれぞれ得られる発光状態情報および発光開始時刻
の高輝度領域の重心点、第１の撮像装置の角度、位置を
有する第１の観測諸元を空中線で送信する第１の観測諸
元伝送装置、５４ａは第２の発光源検出器２０、第２の
角度測定装置２２、第２の位置測定装置７からそれぞれ
得られる発光状態情報および発光開始時刻の高輝度領域
の重心点、第１の撮像装置の角度、位置を有する第２の
観測諸元を空中線で送信する第２の観測諸元伝送装置で
ある。また、図において５５は第１の観測諸元伝送装置
５３ａと第２の観測諸元伝送装置５４ａから送信される
第１の観測諸元、第２の観測諸元を受信する第３の観測
諸元伝送装置で、受信された第１の観測諸元、第２の観
測諸元を発光源相関器２３に送って、発光源の同一性を
判断する。

【００５５】本実施の形態では、各撮像装置にそれぞれ
対応してタイマーが各１台ずつ備えられている。これ
は、各撮像装置が広域に亘って設置されたときに、各撮
像装置の間で撮像の同期にタイミングずれや信号の欠落
が発生することを防ぐ働きをする。例えば、１台のタイ
マーから第１の撮像装置と第２の撮像装置にそれぞれ無
線によって同期信号を送信する場合、信号の伝送経路に
構造物が存在することによって、信号の伝送遅れや欠落
が発生する。このため、例えば第１の撮像装置に第１の
タイマー１ａ、第２の撮像装置に第２のタイマー１ｂを
設置し、第１のタイマー１ａから第２のタイマー１ｂに
所定の間隔をおいて同期信号を発生することによって、
タイマー１ａに対するタイマー１ｂの同期ずれの校正を
行う。このとき、同期ずれがあらかじめ設定された値よ
り大きい場合は、信号の伝送経路上に異常があるとみな
して校正を行わないようにして信号の伝送遅れや欠落を
防止する。通常の水晶発振であれば月間２０秒程度の誤
差があるため、例えば同期遅れを１／３０秒の１／１０
の誤差内に収めるならば７分程度に１度の校正でよい
が、信号の伝送経路上に頻繁に障害物が発生する場合
は、校正の時間を短くする。しかし、信号の伝送経路に
問題が発生しないようなものについては、１台のタイマ
ーでよく、また２台以上の複数のタイマーを使う場合も
同期方法はこれに限らなくてもよい。例えば、さらにも
う１台のタイマーを設けて、そのタイマーから同期ずれ
の校正用の信号を発生することも可能である。この場合
特に、もう１台のタイマーとしてＧＰＳから発振される
時間信号を利用すれば、正確な校正用の信号が得られ、
またタイマーは２台で済む。

【００５６】なお、本実施の形態では図１４のように発
光源属性相関器４８を設けて、発光源の属性判定を行え
るようにしてもよい。この場合、発光源属性相関器４８
は、位置標定器２６から得られる発光源の位置の他、第
３の観測元伝送装置５５から各撮像装置の位置と各発光
源検出器からの画素数、最大輝度等が送られる。さら
に、実施の形態２や実施の形態３を併用してもよい。

【００５７】また、本実施の形態は２つの撮像装置より
観測された発光源の同一性を判定する発光源判定装置で
あるが、３つ以上の撮像装置を用いて観測された発光源
の同一性を判定する発光源判定装置も可能である。

【００５８】次に、本実施の形態の運用例を示す。図１
５はこの発明の実施の形態５の運用例を表す図である。
図において、２７は信号灯、および火炎等の発光源、５
６はヘリコプターや航空機等の第１の観測プラットホー
ム、５７はヘリコプターや航空機等の第２の観測プラッ
トホーム、５８は第１の観測プラットホーム５６および
第２の観測プラットホーム５７から送信されるデータを
受信し、発光源の判定を行う中央監視所である。

【００５９】ここで、第１の観測プラットホーム５６は
図１４に示す第１のタイマー１ａ、第１の撮像装置２、
第１の発光源検出器２０、第１の角度測定装置２４、第
１の位置測定装置６、第１の観測諸元伝送装置５３ａを
搭載しており、観測諸元伝送装置５３ａから第１の観測
諸元を送信する。また、第２の観測プラットホーム５７
は図１４に示す第２のタイマー１ｂ、第２の撮像装置
３、第２の発光源検出器２１、第２の角度測定装置２
５、第２の位置測定装置７、第２の観測諸元伝送装置５
４ａを搭載しており、観測諸元伝送装置５４ａから第２
の観測諸元を送信する。さらに、中央監視所４５には第
３の観測諸元伝送装置５５、パラメータ入力装置２２、
発光源相関器２３、位置標定器２６、表示装置１４が設
置されており、上記第１の観測諸元伝送装置５３ａ、第
２の観測諸元伝送装置５４ａから送信された第１の観測
諸元、第２の観測諸元を受信機に発光源の同一の判定、
発光源の位置標定、発光源の位置表示を行う。このよう
な運用形態をとることで第１の観測プラットホーム５６
と第２の観測プラットホーム５７に搭載された撮像装置
を広域に配置できるため、発光源の検知範囲が広がると
ともに、三点公会法による発光源の位置測定精度が向上
する。また、第１の観測プラットホーム５６と第２の観
測プラットホームが起動性をもつため、災害時に迅速な
対応が可能となる。

【００６０】実施の形態６．図１６はこの発明の実施の
形態６を示す構成図である。図において、１から３，
６，７，１４，２０，２１，２２，２３，２６，４８は
実施の形態５の装置と同一のものである。また、図にお
いて、５３ｂは第１の発光源検出器１９、第１の角度測
定装置２１、第１の位置測定装置６に接続され、送信手
段、受信手段が備えられた第１の観測手段、５３ｃはパ
ラメータ入力装置２２、発光源相関器２３、位置標定器
２６、発光源属性相関器４８、表示装置１４から構成さ
れ、発光源相関器２３が第１の観測手段に接続された第
１の判定手段、５４ｂは第２の発光源検出器２０、第２
の角度測定装置２２、第２の位置測定装置６に接続さ
れ、送信手段、受信手段が備えられた第２の観測手段、
５４ｃはパラメータ入力装置２２、発光源相関器２３、
位置標定器２６、発光源属性相関器４８、表示装置１４
から構成され、発光源相関器２３が第２の観測手段に接
続された第２の判定手段である。

【００６１】第１の観測諸元伝送装置５３ｂは、第１の
発光源検出器１９、第１の角度測定装置２１、第１の位
置測定装置６から得られる上記第１の観測諸元を第１の
判定手段に出力し、また同時に第２の観測諸元伝送装置
に送信する。第２の観測諸元伝送装置５４ｂは、第２の
発光源検出器２０、第２の角度測定装置２２、第２の位
置測定装置７から得られる上記第２の観測諸元を第２の
判定手段に出力し、また同時に第１の観測諸元伝送装置
に送信する。これによって、第１の撮像装置の捉えた発
光源と第２の撮像装置の捉えた発光源との同一性の判定
をそれぞれの撮像装置に対応した第１の判定手段、第２
の判定手段において分散処理できる。

【００６２】なお、本実施の形態では、２つの撮像装置
より観測された発光源の同一性を判定する発光源判定装
置であるが、３つ以上の撮像装置を用いて観測された発
光源の同一性を判定する発光源判定装置も可能である。
また、実施の形態２から４のいずれかと併用してもよ
い。さらに、実施の形態５のように第３の観測諸元伝送
装置５５を備えてもよい。

【００６３】次に、本実施の形態の運用例を図１７に示
す。図において、２７は信号灯、および火炎等の発光
源、５６はヘリコプターや航空機等の第１の観測プラッ
トホーム、５７はヘリコプターや航空機等の第２の観測
プラットホームである。

【００６４】ここで、第１のプラットホーム５６は第１
のタイマー１ａ、第１の撮像装置２、第１の発光源検出
器２０、第１の角度測定装置２４、第１の位置測定装置
６、第１の観測諸元伝送装置２４、第１の判定装置５３
ｃを搭載しており、第１の観測諸元と、第２の観測諸元
伝送装置から送信される第２の観測諸元を受けて、発光
源の同一性の判定、同一である発光源の位置標定、位置
表示を行う。また、第２のプラットホーム５７は第２の
タイマー１ｂ、第２の撮像装置３、第２の発光源検出器
２１、第２の角度測定装置２５、第２の位置測定装置
７、第２の観測諸元伝送装置５４ｂ、第２の判定装置５
４ｃを搭載しており、第２の観測諸元と、第１の観測諸
元伝送装置から送信される第１の観測諸元を受けて、発
光源の同一性の判定、同一である発光源の位置標定、位
置表示を行う。このように第１の観測プラットホーム５
６と第２の観測プラットホーム５７からのデータを互い
に送受信して情報を共有し、それぞれ別々に同一性判
定、標定処理等の判定処理を行う分散処理形態の運用が
行える。このため、発光源により近い場所にあるプラッ
トホームが、発光源への対処を行うことが可能となり、
より迅速な対処が行える。例えば、発光源が火災である
場合には、より近くのプラットホームが消火活動に向か
うことができる。また、各プラットホームが同じ機能を
もつため、他のどのプラットホームとの組合せでも発光
源の判定処理を柔軟に行うことができる。

【００６５】実施の形態７．図１８はこの発明の実施の
形態７における表示装置１４の表示例を示すものであ
る。図において、５６は緯度グリッド、５７は緯度座標
グリッド、５８は緯度グリッド５６と経度グリッド５７
の直交座標系に表示した発光源位置、５９は発光源の属
性をシンボル表示し、発光時刻を並記した表示例であ
る。これによって発光源の位置を明確に表示できるた
め、発光源の位置を活用した処理行動を行うことができ
る。例えば、発光源が救難信号である場合、救助者を的
確に信号の発生場所に誘導することが可能となる。ある
いは、発光源が火災であるときは、火災による火炎の位
置を的確に捉えながら放水が行え、消火作業を効果的に
行うことができる。なお、上記直交座標系に標高のよう
な高度座標を加えて３次元表示を行ってもよい。

【００６６】また、図１９は本実施の形態における表示
装置１４の他の表示例を示すものである。図において、
表示装置１４が各撮像装置にて撮像された映像を表示し
ている状態を示しており、５８は方位角（ＡＺ角）、仰
角（ＥＬ角）における発光源の位置、５９は発光源の属
性をシンボル表示し発光時刻を並記したものである。こ
れによって、発光源の位置や属性とともに発光源の状態
を画面を通じて直接見ることができるので、発光源の情
報を人間の目の感覚で捉えることができる。特に、発光
源の状態をリアルタイムに捉えたい場合は、各撮像装置
で捉えた発光源の画像を発光源検出器、発光源属性相関
器等を介さずに直接表示装置に出力すればよい。

【００６７】さらに、図２０は本実施の形態における表
示装置１４の他の表示例を示すものである。図におい
て、６０は発光源の発光時刻順に対応して発光源の位
置、属性および観測装置を表形式に表示した表示例であ
る。これによって、発光源の時間変化に対応した情報の
変化を数値でみることができ、例えば移動する砲弾のよ
うな発光源の経路予測を定量的に行うことができる。こ
れは、直交座標系による表示、あるいは仰角、方位角に
よる表示を併用してもよい。

【００６８】なお、本実施の形態におけるシンボル形状
や、座標系、表の表示の仕方はあくまでも一例であっ
て、他の表示方法で行われてもよい。また、実施の形態
１から６のいずれかと併用してもよい。

【００６９】

【発明の効果】第１の発明によれば、発光源から発生す
る当該発光源固有の特性に基づく発光状態を示す発光状
態情報を検出する複数の検出手段を備え、上記複数の検
出手段により検出された発光状態情報を比較し、比較結
果に基づいて発光源の同一性を判定することにより、ゴ
ーストを除去した発光源の特定ができる。

【００７０】また、第２の発明によれば、発光源の検出
手段に撮像装置を用いることによって、精度の高い発光
源の同一判定が行える。

【００７１】また、第３から６の発明によれば、発光源
の発光状態情報を発光源の発光開始時間または発光周期
を使って得ることにより、判定手段で処理されるデータ
量が少なく、処理速度が早くなる。

【００７２】また、第７または８の発明によれば、二値
化手段と輝度領域の識別手段を備えることにより、画像
信号の差分による発光源の抽出を目的とした、撮像装置
から直接得られる画像信号の記憶手段をもたずに発光源
の検出ができるため、データ処理速度が早く、使用メモ
リの少ない軽量な発光源判定装置を得ることができる。

【００７３】また、第９の発明によれば、時間平滑化手
段を備えて発光源の画像信号を平滑化することによっ
て、ランダムノイズの影響を除去できる。

【００７４】また、第１０，１１の発明によれば、位置
標定手段を備えることにより、発光源の位置を特定でき
る。

【００７５】また、第１２，１３の発明によれば、発光
源属性データを備えることにより、発光源の種類や発光
の意味を判定できる。

【００７６】また、第１４，１５の発明によれば、発光
状態情報の伝送手段を備えることにより、各撮像手段間
の距離を広域に展開でき、位置特定の精度が向上する。

【００７７】さらにまた、第１６，１７，１８の発明に
よれば、発光源の判定結果を表示手段に表示させること
により、発光源に対する情報がより判りやすくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１を示す構成図であ
る。

【図２】この発明の実施の形態１の発光源相関への概
念を示す図である。

【図３】この発明の実施の形態１の発光源検出器を示
す構成図である。

【図４】この発明の実施の形態１の輝度領域抽出回路
が抽出した高輝度領域の実施例を示す図である。

【図５】この発明の実施の形態１の輝度変化計測回路
が計測する最大輝度の時間変化を示す図である。

【図６】この発明の実施の形態１の輝度変化計測回路
が計測する高輝度領域の画素数の時間変化を示す図であ
る。

【図７】この発明の実施の形態１の輝度変化計測回路
が計測する高輝度領域の重心座標の時間変化を示す図で
ある。

【図８】この発明の実施の形態２を示す構成図であ
る。

【図９】この発明の実施の形態２の時間平滑化処理を
施した効果例を示す図である。

【図１０】この発明の実施の形態３を示す構成図であ
る。

【図１１】この発明の実施の形態４を示す構成図であ
る。

【図１２】この発明の実施の形態４の発光源属性相関
器を示す図である。

【図１３】この発明の実施の形態５を示す構成図であ
る。

【図１４】この発明の実施の形態５に発光源相関器を
付けた構成を示す図である。

【図１５】この発明の実施の形態５の運用例を示す図
である。

【図１６】この発明の実施の形態６を示す図である。

【図１７】この発明の実施の形態６の運用例を示す図
である。

【図１８】この発明の実施の形態７の直交座標による
表示例を示す図である。

【図１９】この発明の実施の形態７の方位角、仰角に
よる表示例を示す図である。

【図２０】この発明の実施の形態７の表形式による表
示例を示す図である。

【図２１】従来の目標位置判定装置を示す図である。

【図２２】従来の目標位置判定装置の目標位置相関器
を示す図である。

【図２３】三点公会法において発生するゴーストを示
す図である。

【符号の説明】

１タイマー、１ａ第１のタイマー、１ｂ第２のタ
イマー、２第１の撮像装置、２ｂ第１の撮像装置、
３第２の撮像装置、３ｂ第２の撮像装置、４第１
の角度追尾装置、５第２の角度追尾装置、６第１の
位置測定装置、７第２の位置測定装置、８パラメー
タ入力器、９目標位置相関器、１０目標距離算出器、
１１目標速度相関器、１２目標距離変化率算出器、
１３座標算出器、１４表示装置、１７目標位置相関
状態量算出器、１８目標位置相関状態量誤差評価諸元
算出器、１９目標位置相関判定器、２０第１の発光
源検出器、２１第２の発光源検出器、２２パラメー
タ入力装置、２３発光源相関器、２４第１の角度測
定装置、２５第２の角度測定装置、２６位置標定
器、３２画像メモリ回路、３２ａ二値化回路、３３
輝度領域抽出回路、３３ａ輝度領域抽出回路、３４
輝度変化計測回路、３４ａ輝度変化計測回路、３５
発光源特性類別回路、３５ａ発光源特性類別回路、
４７時間平滑化回路、４８発光源属性相関器、５０
発光源距離算出回路、５１属性データメモリ回路、
５２発光源属性判定回路、５３ａ第１の観測諸元伝
送装置、５３ｂ第１の観測諸元伝送装置、５３ｃ第
１の判定手段、５４ａ第１の観測諸元伝送装置、５４
ｂ第２の判定手段、５５第３の観測諸元伝送装置、
５６第１の観測プラットホーム、５７第２の観測プ
ラットホーム、５８中央監視所。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０１Ｓ 3/782 Ｇ０１Ｓ 3/782 Ｃ 11/12 11/00 Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光源から発生する当該発光源固有の特
性に基づく発光状態を示す発光状態情報を検出する複数
の検出手段と、上記複数の検出手段により検出された発
光状態情報を比較し、比較結果に基づいて発光源の同一
性を判定する判定手段とを備えた発光源判定装置。
【請求項２】発光源を撮像する複数の撮像手段と、上
記複数の撮像手段の出力する画像信号より得られる発光
源の画像から、発光源固有の特性に基づく発光状態情報
を抽出する発光源抽出手段と、上記発光源抽出手段によ
り抽出された、上記複数の撮像手段に対応する上記発光
状態情報のそれぞれを比較し、比較結果に基づいて発光
源の同一性を判定する判定手段とを備えた発光源判定装
置。
【請求項３】上記発光状態情報は、上記発光源の発光
開始時刻であることを特徴とする請求項１または２記載
の発光源判定装置。
【請求項４】上記発光状態情報は、上記発光源の発光
周期であることを特徴とする請求項１または２記載の発
光源判定装置。
【請求項５】上記発光源抽出手段は、上記撮像手段の
出力する画像信号をフレーム単位で数フレーム蓄積する
画像メモリ手段と、上記画像メモリ手段に蓄積された複
数のフレームの画像信号間の輝度の差から発光源の高輝
度領域を抽出する発光領域抽出手段と、上記発光領域抽
出手段から得られる高輝度領域の画素数の変化を計測
し、記憶する輝度変化計測手段と、上記画素数の変化に
基づいて発光源の発光状態情報を抽出する発光情報抽出
手段とを備えたことを特徴とする請求項２記載の発光源
判定装置。
【請求項６】上記発光源抽出手段は、上記撮像手段の
出力する画像信号をフレーム単位で数フレーム蓄積する
画像メモリ手段と、上記画像メモリ手段に蓄積された複
数のフレームの画像信号間の輝度の差から発光源の高輝
度領域を抽出する発光領域抽出手段と、上記発光領域抽
出手段から得られる高輝度領域の輝度レベルの変化を計
測し、記憶する輝度変化計測手段と、上記輝度レベルの
変化に基づいて発光源の発光状態情報を抽出する発光情
報抽出手段とを備えたことを特徴とする請求項２記載の
発光源判定装置。
【請求項７】上記発光源抽出手段は、上記撮像手段の
出力する画像信号を予め設定されたしきい値に基づき二
値化する二値化手段と、上記二値化手段によって二値化
された画像信号において存在する高輝度領域のそれぞれ
に識別情報を付加する識別情報付加手段と、上記高輝度
領域のそれぞれの画素数と上記画像信号における位置の
変化を計測し、記憶する輝度変化計測手段と、上記輝度
変化計測手段において計測された輝度変化に基づいて上
記それぞれの高輝度領域から発光源に相当する高輝度領
域を抽出する手段と、上記発光源に相当する高輝度領域
の画素数の変化に基づいて発光源の発光状態情報を抽出
する発光状態抽出手段とを備えたことを特徴とする請求
項２記載の発光源判定装置。
【請求項８】上記発光源抽出手段は、上記撮像手段の
出力する画像信号を予め設定されたしきい値に基づき二
値化する二値化手段と、上記二値化手段によって二値化
された二値化画像信号において存在する高輝度領域のそ
れぞれに識別情報を付加する識別情報付加手段と、上記
高輝度領域に対応する上記画像信号のそれぞれの輝度レ
ベルと上記画像信号における位置の変化を計測し、記憶
する輝度変化計測手段と、上記輝度変化計測手段におい
て計測された輝度変化に基づいて上記それぞれの高輝度
領域から発光源に相当する高輝度領域を抽出する手段
と、上記発光源に相当する高輝度領域の輝度レベルの変
化に基づいて発光源の発光状態情報を抽出する発光状態
抽出手段とを備えたことを特徴とする請求項２記載の発
光源判定装置。
【請求項９】上記発光源抽出手段は、上記輝度変化計
測手段の出力信号に対して平滑化処理を行う平滑化手段
を備えたことを特徴とする請求項５から８いずれか記載
の発光源判定装置。
【請求項１０】上記撮像手段の視軸の方向と、上記撮
像手段の位置と、上記画像信号に基づき算出した上記撮
像手段の撮像範囲内における発光源の高輝度領域の位置
とから発光源の位置を標定する位置標定手段とを備えた
ことを特徴とする請求項２から９いずれか記載の発光源
判定装置。
【請求項１１】上記発光源の高輝度領域の位置は、発
光開始時刻における位置に基づき算出することを特徴と
する請求項１０記載の発光源判定装置。
【請求項１２】上記発光源と上記撮像装置との距離を
算出する発光源距離算出手段と、上記撮像手段の既知の
距離と既知の発光源の高輝度領域の画素数と発光源の属
性とを属性データとして記憶保持した発光源属性データ
メモリ回路と、上記発光源距離算出手段から得られる距
離と上記輝度変化計測手段で測定された上記発光源の高
輝度領域の画素数とに対応した発光源の属性を、上記属
性データから上記既知の距離と上記既知の画素数とに対
応して得る発光源属性判定手段とを備えたことを特徴と
する請求項１０または１１記載の発光源判定装置。
【請求項１３】上記発光源と上記撮像装置との距離を
算出する発光源距離算出手段と、上記撮像手段の既知の
距離と既知の発光源の高輝度領域の輝度レベルと発光源
の属性とを属性データとして記憶保持した発光源属性デ
ータメモリ回路と、上記発光源距離算出手段から得られ
る距離と上記輝度変化計測手段で測定された上記発光源
の高輝度領域の輝度レベルとに対応した発光源の属性
を、上記属性データから上記既知の距離と上記既知の輝
度レベルとに対応して得る発光源属性判定手段とを備え
たことを特徴とする請求項１０または１１記載の発光源
判定装置。
【請求項１４】上記発光源抽出手段からの発光状態情
報を上記判定手段に空中線によって伝送する伝送手段が
備えられたことを特徴とする請求項２から１３いずれか
記載の発光源判定装置。
【請求項１５】上記複数の撮像手段の発光源抽出手段
から得られた発光状態情報を相互に送受信する伝送手段
を備え、上記伝送手段により受信した情報をそれぞれの
撮像手段に対応した判定手段において分散処理すること
を特徴とする請求項２から１３いずれか記載の発光源判
定装置。
【請求項１６】上記位置標定手段から出力される発光
源の位置と上記発光源属性判定手段から出力される発光
源の属性を表形式に表示する表示手段を備えたことを特
徴とする請求項１０から１５いずれか記載の発光源判定
装置。
【請求項１７】上記位置標定手段から出力される発光
源の位置を直交座標で表示する表示手段を備えたことを
特徴とする請求項１０から１６いずれか記載の発光源判
定装置。
【請求項１８】上記位置標定手段から出力される発光
源の方向を仰角と方位角で表示し、かつ上記発光源の画
像信号を表示することを特徴とする請求項１０から１６
いずれか記載の発光源判定装置。