特許 6774603 レーザ光照射検出装置、レーザ光照射検出方法、レーザ光照射検出システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6774603

(24)【登録日】2020年10月7日

(45)【発行日】2020年10月28日

(54)【発明の名称】レーザ光照射検出装置、レーザ光照射検出方法、レーザ光照射検出システム

(51)【国際特許分類】

   G01D 21/00 20060101AFI20201019BHJP

   H04N 5/225 20060101ALI20201019BHJP

【ＦＩ】

   G01D21/00 M

   H04N5/225

【請求項の数】5

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-41441(P2017-41441)

(22)【出願日】2017年3月6日

(65)【公開番号】特開2018-146384(P2018-146384A)

(43)【公開日】2018年9月20日

【審査請求日】2019年9月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】308036402

【氏名又は名称】株式会社ＪＶＣケンウッド

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(72)【発明者】

【氏名】湯舟 秀太

(72)【発明者】

【氏名】平田 卓哉

(72)【発明者】

【氏名】五十嵐 剛

【審査官】 佐々木 祐

(56)【参考文献】

【文献】 独国特許出願公開第１０２０１５００９３５３（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 特開２０００−０４６９５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１７３２８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／１１８０７５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０００−１０１１７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１６５７３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｄ ２１／００ − ２１／０２

Ｆ４１Ｈ １１／００ − １１／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被写体からの光のうち、検出の対象としているレーザ光が有する色の波長域を含む所定の帯域の光を通過させるバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタを通過した光を撮像する撮像部と、
前記撮像部より出力された撮像信号に基づいて生成された映像信号の輝度レベルごとの度数を解析して、特定の輝度レベルに度数が突出するピークを検出し、前記映像信号のフレーム内の第１及び第２の端部を有する直線状の光線の軌跡を検出して、前記特定の輝度レベルにピークが存在し、かつ、前記フレーム内に光線の軌跡が存在することが検出されたときに、レーザ光が照射された状態であると検出する検出部と、
前記第１の端部が前記フレームの内部に存在し、前記第１の端部側から前記第２の端部側へと輝度レベルが小さくなっていき、前記第２の端部が円弧状に動くという条件を満たすとき、前記第１の端部をレーザ光の射出位置であると検出する射出位置検出部と、
を備えるレーザ光照射検出装置。

【請求項2】

被写体からの光のうち、検出の対象としているレーザ光が有する色の波長域を含む所定の帯域の光を通過させるバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタを通過した光を撮像する撮像部と、
前記撮像部より出力された撮像信号に基づいて生成された映像信号の輝度レベルごとの度数を解析して、特定の輝度レベルに度数が突出するピークを検出し、前記映像信号のフレーム内の第１及び第２の端部を有する直線状の光線の軌跡を検出して、前記特定の輝度レベルにピークが存在し、かつ、前記フレーム内に光線の軌跡が存在することが検出されたときに、レーザ光が照射された状態であると検出する検出部と、
前記第１の端部が前記フレームの端部に位置し、前記第１の端部側から前記第２の端部側へと輝度レベルが小さくなっていき、前記第２の端部が円弧状に動くという条件を満たすとき、前記光線の軌跡を前記第１の端部よりも外側に延長した方向にレーザ光の射出位置が存在すると推定する射出位置方向推定部と、
を備えるレーザ光照射検出装置。

【請求項3】

バンドパスフィルタによって、被写体からの光のうち、検出の対象としているレーザ光が有する色の波長域を含む所定の帯域の光を通過させ、他の帯域の光を減衰させ、
前記所定の帯域の光を撮像部によって撮像し、
前記撮像部より出力された撮像信号に基づいて生成された映像信号の輝度レベルごとの度数を解析して、特定の輝度レベルに度数が突出するピークを検出し、
前記映像信号のフレーム内の第１及び第２の端部を有する直線状の光線の軌跡を検出し、
前記特定の輝度レベルにピークが存在し、かつ、前記フレーム内に光線の軌跡が存在することが検出されたときに、レーザ光が照射された状態であると検出し、
前記第１の端部が前記フレームの内部に存在し、前記第１の端部側から前記第２の端部側へと輝度レベルが小さくなっていき、前記第２の端部が円弧状に動くという条件を満たすとき、前記第１の端部をレーザ光の射出位置であると検出する
レーザ光照射検出方法。

【請求項4】

バンドパスフィルタによって、被写体からの光のうち、検出の対象としているレーザ光が有する色の波長域を含む所定の帯域の光を通過させ、他の帯域の光を減衰させ、
前記所定の帯域の光を撮像部によって撮像し、
前記撮像部より出力された撮像信号に基づいて生成された映像信号の輝度レベルごとの度数を解析して、特定の輝度レベルに度数が突出するピークを検出し、
前記映像信号のフレーム内の第１及び第２の端部を有する直線状の光線の軌跡を検出し、
前記特定の輝度レベルにピークが存在し、かつ、前記フレーム内に光線の軌跡が存在することが検出されたときに、レーザ光が照射された状態であると検出し、
前記第１の端部が前記フレームの端部に位置し、前記第１の端部側から前記第２の端部側へと輝度レベルが小さくなっていき、前記第２の端部が円弧状に動くという条件を満たすとき、前記光線の軌跡を前記第１の端部よりも外側に延長した方向にレーザ光の射出位置が存在すると推定する
レーザ光照射検出方法。

【請求項5】

被写体を撮影する範囲を互いにずらした複数のレーザ光照射検出装置と、
前記複数のレーザ光照射検出装置から出力された画像データが供給されるシステム制御装置と、
前記システム制御装置に供給された前記複数のレーザ光照射検出装置から出力された画像データに基づく画像を表示するモニタと、
を備え、
前記複数のレーザ光照射検出装置それぞれは、
被写体からの光を撮像した第１の撮像信号に基づいて生成された第１の映像信号と、前記被写体からの光のうち、検出の対象としているレーザ光が有する色の波長域を含む所定の帯域の光をバンドパスフィルタによって通過させた光を撮像した第２の撮像信号に基づいて生成された第２の映像信号とを合成して合成映像信号を生成する画像合成部と、
前記第２の映像信号の輝度レベルごとの度数を解析して、特定の輝度レベルに度数が突出するピークを検出し、前記第２の映像信号のフレーム内の第１及び第２の端部を有する直線状の光線の軌跡を検出して、前記特定の輝度レベルにピークが存在し、かつ、前記フレーム内に光線の軌跡が存在することが検出されたときに、レーザ光が照射された状態であると検出する検出部と、
前記検出部によってレーザ光が照射された状態であると検出されたとき、レーザ光の射出位置を示す射出位置情報または射出位置の方向を示す射出位置方向情報を生成して、前記システム制御装置に供給する位置・方向情報生成部と、
を備え、
前記位置・方向情報生成部は、
前記第１の端部が前記フレームの内部に存在し、前記第１の端部側から前記第２の端部側へと輝度レベルが小さくなっていき、前記第２の端部が円弧状に動くという条件を満たすときには、前記第１の端部をレーザ光の射出位置であると検出して前記射出位置情報を生成し、
前記第１の端部が前記フレームの端部に位置し、前記第１の端部側から前記第２の端部側へと輝度レベルが小さくなっていき、前記第２の端部が円弧状に動くという条件を満たすときには、前記光線の軌跡を前記第１の端部よりも外側に延長した方向にレーザ光の射出位置が存在すると推定して前記射出位置方向情報を生成し、
前記システム制御装置は、前記画像合成部によって生成された合成映像信号に基づく合成画像を前記モニタに表示し、前記射出位置情報または前記射出位置方向情報に基づいて、レーザ光の射出位置または射出位置の方向を示す識別画像を前記合成画像に重畳させて表示する
レーザ光照射検出システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、所定の対象物にレーザ光が照射されたことを検出することができるレーザ光照射検出装置、レーザ光照射検出方法、レーザ光照射検出システムに関する。

【背景技術】

【0002】

飛行機のコックピットのウィンドシールド等の対象物に悪戯等でレーザ光が照射される事案が発生している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４−５４１０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来、対象物に悪戯で照射されるレーザ光を検出する検出装置は実用化されていない。本発明は、所定の対象物にレーザ光が照射されたことを検出することができるレーザ光照射検出装置、レーザ光照射検出方法、レーザ光照射検出システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、被写体からの光のうち、検出の対象としているレーザ光が有する色の波長域を含む所定の帯域の光を通過させるバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタを通過した光を撮像する撮像部と、前記撮像部より出力された撮像信号に基づいて生成された映像信号の輝度レベルごとの度数を解析して、特定の輝度レベルに度数が突出するピークを検出し、前記映像信号のフレーム内の第１及び第２の端部を有する直線状の光線の軌跡を検出して、前記特定の輝度レベルにピークが存在し、かつ、前記フレーム内に光線の軌跡が存在することが検出されたときに、レーザ光が照射された状態であると検出する検出部と、前記第１の端部が前記フレームの内部に存在し、前記第１の端部側から前記第２の端部側へと輝度レベルが小さくなっていき、前記第２の端部が円弧状に動くという条件を満たすとき、前記第１の端部をレーザ光の射出位置であると検出する射出位置検出部とを備えるレーザ光照射検出装置を提供する。
また、本発明は、被写体からの光のうち、検出の対象としているレーザ光が有する色の波長域を含む所定の帯域の光を通過させるバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタを通過した光を撮像する撮像部と、前記撮像部より出力された撮像信号に基づいて生成された映像信号の輝度レベルごとの度数を解析して、特定の輝度レベルに度数が突出するピークを検出し、前記映像信号のフレーム内の第１及び第２の端部を有する直線状の光線の軌跡を検出して、前記特定の輝度レベルにピークが存在し、かつ、前記フレーム内に光線の軌跡が存在することが検出されたときに、レーザ光が照射された状態であると検出する検出部と、前記第１の端部が前記フレームの端部に位置し、前記第１の端部側から前記第２の端部側へと輝度レベルが小さくなっていき、前記第２の端部が円弧状に動くという条件を満たすとき、前記光線の軌跡を前記第１の端部よりも外側に延長した方向にレーザ光の射出位置が存在すると推定する射出位置方向推定部とを備えるレーザ光照射検出装置を提供する。

【0006】

本発明は、バンドパスフィルタによって、被写体からの光のうち、検出の対象としているレーザ光が有する色の波長域を含む所定の帯域の光を通過させ、他の帯域の光を減衰させ、前記所定の帯域の光を撮像部によって撮像し、前記撮像部より出力された撮像信号に基づいて生成された映像信号の輝度レベルごとの度数を解析して、特定の輝度レベルに度数が突出するピークを検出し、前記映像信号のフレーム内の第１及び第２の端部を有する直線状の光線の軌跡を検出し、前記特定の輝度レベルにピークが存在し、かつ、前記フレーム内に光線の軌跡が存在することが検出されたときに、レーザ光が照射された状態であると検出し、前記第１の端部が前記フレームの内部に存在し、前記第１の端部側から前記第２の端部側へと輝度レベルが小さくなっていき、前記第２の端部が円弧状に動くという条件を満たすとき、前記第１の端部をレーザ光の射出位置であると検出するレーザ光照射検出方法を提供する。
また、本発明は、バンドパスフィルタによって、被写体からの光のうち、検出の対象としているレーザ光が有する色の波長域を含む所定の帯域の光を通過させ、他の帯域の光を減衰させ、前記所定の帯域の光を撮像部によって撮像し、前記撮像部より出力された撮像信号に基づいて生成された映像信号の輝度レベルごとの度数を解析して、特定の輝度レベルに度数が突出するピークを検出し、前記映像信号のフレーム内の第１及び第２の端部を有する直線状の光線の軌跡を検出し、前記特定の輝度レベルにピークが存在し、かつ、前記フレーム内に光線の軌跡が存在することが検出されたときに、レーザ光が照射された状態であると検出し、前記第１の端部が前記フレームの端部に位置し、前記第１の端部側から前記第２の端部側へと輝度レベルが小さくなっていき、前記第２の端部が円弧状に動くという条件を満たすとき、前記光線の軌跡を前記第１の端部よりも外側に延長した方向にレーザ光の射出位置が存在すると推定するレーザ光照射検出方法を提供する。

【0007】

本発明は、被写体を撮影する範囲を互いにずらした複数のレーザ光照射検出装置と、前記複数のレーザ光照射検出装置から出力された画像データが供給されるシステム制御装置と、前記システム制御装置に供給された前記複数のレーザ光照射検出装置から出力された画像データに基づく画像を表示するモニタとを備え、前記複数のレーザ光照射検出装置それぞれは、被写体からの光を撮像した第１の撮像信号に基づいて生成された第１の映像信号と、前記被写体からの光のうち、検出の対象としているレーザ光が有する色の波長域を含む所定の帯域の光をバンドパスフィルタによって通過させた光を撮像した第２の撮像信号に基づいて生成された第２の映像信号とを合成して合成映像信号を生成する画像合成部と、前記第２の映像信号の輝度レベルごとの度数を解析して、特定の輝度レベルに度数が突出するピークを検出し、前記第２の映像信号のフレーム内の第１及び第２の端部を有する直線状の光線の軌跡を検出して、前記特定の輝度レベルにピークが存在し、かつ、前記フレーム内に光線の軌跡が存在することが検出されたときに、レーザ光が照射された状態であると検出する検出部と、前記検出部によってレーザ光が照射された状態であると検出されたとき、レーザ光の射出位置を示す射出位置情報または射出位置の方向を示す射出位置方向情報を生成して、前記システム制御装置に供給する位置・方向情報生成部とを備え、前記位置・方向情報生成部は、前記第１の端部が前記フレームの内部に存在し、前記第１の端部側から前記第２の端部側へと輝度レベルが小さくなっていき、前記第２の端部が円弧状に動くという条件を満たすときには、前記第１の端部をレーザ光の射出位置であると検出して前記射出位置情報を生成し、前記第１の端部が前記フレームの端部に位置し、前記第１の端部側から前記第２の端部側へと輝度レベルが小さくなっていき、前記第２の端部が円弧状に動くという条件を満たすときには、前記光線の軌跡を前記第１の端部よりも外側に延長した方向にレーザ光の射出位置が存在すると推定して前記射出位置方向情報を生成し、前記システム制御装置は、前記画像合成部によって生成された合成映像信号に基づく合成画像を前記モニタに表示し、前記射出位置情報または前記射出位置方向情報に基づいて、レーザ光の射出位置または射出位置の方向を示す識別画像を前記合成画像に重畳させて表示するレーザ光照射検出システムを提供する。

【発明の効果】

【0008】

本発明のレーザ光照射検出装置、レーザ光照射検出方法、レーザ光照射検出システムによれば、所定の対象物にレーザ光が照射されたことを検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】一実施形態のレーザ光照射検出装置及びレーザ光照射検出システムを示すブロック図である。

【図2】図１におけるビデオカメラ１及び２の概略的な構成を示すブロック図である。

【図3A】図１におけるモニタ２１の第１の構成例を示す図である。

【図3B】図１におけるモニタ２１の第２の構成例を示す図である。

【図4】一実施形態のレーザ光照射検出装置の設置場所の一例を示す図である。

【図5】図１における制御部４（４ａ〜４ｃ）の機能的な内部構成例を示すブロック図である。

【図6】図５のヒストグラム生成部４４が生成するヒストグラムの一例を示す図である。

【図7】フレーム内に存在する直線状の光線の軌跡の一例を示す図である。

【図8】フレームの内部にレーザ光の射出位置が存在するレーザ光の軌跡の一例を示す図である。

【図9】フレームの外部にレーザ光の射出位置が存在すると推定されるレーザ光の軌跡の一例を示す図である。

【図10】図５における画像合成部４２の動作を説明するための図である。

【図11】一実施形態のレーザ光照射検出装置の動作及びレーザ光照射検出方法によって実行される処理を示すフローチャートである。

【図12】一実施形態のレーザ光照射検出システムにおけるシステム制御装置２０の動作を示すフローチャートである。

【図13】一実施形態のレーザ光照射検出システムがレーザ光の照射を検出したときにモニタ２１に表示されるレーザ光の軌跡及びアイコンの第１の例を示す図である。

【図14】一実施形態のレーザ光照射検出システムがレーザ光の照射を検出したときにモニタ２１に表示されるレーザ光の軌跡及びアイコンの第２の例を示す図である。

【図15】一実施形態のレーザ光照射検出装置の変形例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、一実施形態のレーザ光照射検出装置、レーザ光照射検出方法、レーザ光照射検出システムについて、添付図面を参照して説明する。本実施形態においては、レーザ光が照射される対象物を飛行機のコックピット前面のウィンドシールドまたはコックピットウィンドである場合を例とする。以下、ウィンドシールド等とは、ウィンドシールドとコックピットウィンドとの少なくとも一方を含むものとする。

【0011】

図１において、レーザ光照射検出システムは、一例として、レーザ光照射検出装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと、システム制御装置２０と、モニタ２１とを備える。レーザ光照射検出装置１０Ａ〜１０Ｃをレーザ光照射検出装置１０と総称する。

【0012】

レーザ光照射検出装置１０Ａは、ビデオカメラ１ａと、前面にバンドパスフィルタ３ａが装着されたビデオカメラ２ａと、制御部４ａと、モニタ５ａと、メモリ６ａとを備える。レーザ光照射検出装置１０Ｂは、ビデオカメラ１ｂと、前面にバンドパスフィルタ３ｂが装着されたビデオカメラ２ｂと、制御部４ｂと、モニタ５ｂと、メモリ６ｂとを備える。

【0013】

レーザ光照射検出装置１０Ｃは、ビデオカメラ１ｃと、前面にバンドパスフィルタ３ｃが装着されたビデオカメラ２ｃと、制御部４ｃと、モニタ５ｃと、メモリ６ｃとを備える。

【0014】

ビデオカメラ１ａ，１ｂ，１ｃをビデオカメラ１と総称し、ビデオカメラ２ａ，２ｂ，２ｃをビデオカメラ２と総称する。バンドパスフィルタ３ａ，３ｂ，３ｃをバンドパスフィルタ３と総称する。制御部４ａ，４ｂ，４ｃを制御部４と総称し、モニタ５ａ，５ｂ，５ｃをモニタ５と総称する。メモリ６ａ，６ｂ，６ｃをメモリ６と総称する。

【0015】

ビデオカメラ１及び２は可視光領域を撮影可能な通常のビデオカメラであり、市販されている民生用のビデオカメラであってもよいし、業務用のビデオカメラであってもよい。ビデオカメラ１とビデオカメラ２とは同期して動作しており、互いに同じ被写体を同じ画角で撮影する。

【0016】

図２に示すように、概略的には、ビデオカメラ１はレンズ及び撮像素子を含む撮像部１１１と、撮像部１１１より出力された撮像信号に基づいて映像信号を生成する映像信号処理回路１１２と、映像信号Ｖ１を外部に出力する映像出力端子１１３を有する。同様に、ビデオカメラ２は、撮像部２１１と、撮像部２１１より出力された撮像信号に基づいて映像信号を生成する映像信号処理回路２１２と、映像信号Ｖ２を外部に出力する映像出力端子２１３を有する。

【0017】

ビデオカメラ１とビデオカメラ２とは同じ構成であり、ビデオカメラ２のレンズの前面にはバンドパスフィルタ３が装着されている。撮像部１１１はバンドパスフィルタ３を通過していない被写体からの光を撮像し、撮像部２１１はバンドパスフィルタ３を通過した光を撮像する。被写体からの光とは被写体からの反射光であり、レーザ光源から射出されたレーザ光を含むことがある。制御部４には、映像出力端子１１３及び２１３より出力された映像信号Ｖ１及びＶ２が供給される。

【0018】

バンドパスフィルタ３は、被写体からの光のうち、検出の対象としているレーザ光が有する色の波長域を含む所定の帯域の光を通過させ、他の帯域の光を減衰させる。飛行機のコックピットのウィンドシールド等に悪戯で照射されるレーザ光としては、緑色のレーザ光が多い。そこで、バンドパスフィルタ３は、緑色の波長域を含む帯域の光を通過させるフィルタとするのがよい。

【0019】

赤色のレーザ光を検出の対象とする場合には、バンドパスフィルタ３を赤色の波長域を含む帯域の光を通過させるフィルタとすればよい。バンドパスフィルタ３を緑色及び赤色の波長域を含む帯域の光を通過させるフィルタとしてもよい。

【0020】

制御部４はマイクロプロセッサで構成することができる。制御部４及びメモリ６はマイクロコンピュータであってもよく、制御部４は中央処理装置（ＣＰＵ）であってもよい。モニタ５は、映像信号Ｖ１または後述する合成映像信号Ｖ１２に基づく画像を表示する例えば液晶パネルである。レーザ光照射検出装置１０はモニタ５を備えなくてもよい。

【0021】

メモリ６には画像処理プログラムが記憶されており、制御部４は画像処理プログラムを実行する。メモリ６は、制御部４が画像処理プログラムを実行することによって生成される後述する画像データを記憶する。

【0022】

システム制御装置２０は、パーソナルコンピュータによって構成することができる。システム制御装置２０は、レーザ光照射検出装置１０Ａ〜１０Ｃを制御する。システム制御装置２０には、制御部４より後述する各種の情報が入力され、メモリ６より画像データ（合成映像信号Ｖ１２）が入力される。

【0023】

モニタ２１は、システム制御装置２０に入力された画像データに基づく画像を表示する。図３Ａに示すように、モニタ２１は、モニタ２１ａ，２１ｂ，２１ｃよりなるマルチモニタで構成されていてもよい。

【0024】

この場合、モニタ２１ａは、レーザ光照射検出装置１０Ａより出力された画像データに基づく画像ＩｍＡを表示する。モニタ２１ｂは、レーザ光照射検出装置１０Ｂより出力された画像データに基づく画像ＩｍＢを表示する。モニタ２１ｃは、レーザ光照射検出装置１０Ｃより出力された画像データに基づく画像ＩｍＣを表示する。

【0025】

図３Ｂに示すように、モニタ２１は、システム制御装置２０がレーザ光照射検出装置１０Ａ〜１０Ｃからの画像データを合成した合成画像データに基づく画像を表示する単一のモニタであってもよい。本実施形態においては、モニタ２１は、図３Ａに示すモニタ２１ａ〜２１ｃで構成されているとする。

【0026】

図４に示すように、レーザ光照射検出装置１０Ａ〜１０Ｃは、一例として、飛行機５００のコックピット５０１内に、ビデオカメラ１及び２が、ウィンドシールド５０２の前方を撮影するように配置されている。ここでは便宜的に、ウィンドシールドとコックピットウィンドとの全体をウィンドシールド５０２と称している。レーザ光照射検出装置１０Ａ〜１０Ｃは、ビデオカメラ１及び２が撮影する範囲をずらしてウィンドシールド５０２の前方の視野のほぼ全体を撮影するように配置されている。

【0027】

システム制御装置２０及びモニタ２１は、コックピット５０１内のいずれかの位置に配置されていてもよいし、コックピット５０１の外部に配置されていてもよい。レーザ光照射検出装置１０とシステム制御装置２０とは有線で接続されていてもよいし、無線で接続されていてもよい。

【0028】

図５を用いて、制御部４が画像処理プログラムを実行したときの、制御部４の機能的な内部構成例を説明する。制御部４は、画像データ書き込み・読み出し制御部４１と、画像合成部４２と、検出部４３と、位置・方向情報生成部４７とを有する。検出部４３は、ヒストグラム生成部４４と、光線軌跡検出部４５と、判定部４６とを含む。

【0029】

画像データ書き込み・読み出し制御部４１は、メモリ６に書き込みまたは読み出し制御信号ＳＣＴＬを供給し、映像信号Ｖ１及びＶ２をメモリ６に書き込み、メモリ６から映像信号Ｖ１及びＶ２を読み出す。画像合成部４２は、メモリ６から読み出された映像信号Ｖ１及びＶ２を合成して合成映像信号Ｖ１２を生成する。

【0030】

合成映像信号Ｖ１２は、メモリ６に画像データとして書き込まれる。メモリ６から読み出された合成映像信号Ｖ１２は、システム制御装置２０に供給される。

【0031】

図６に示すように、ヒストグラム生成部４４は、撮像部２１１より出力された撮像信号に基づいて生成された映像信号Ｖ２の輝度レベルごとの度数を解析してヒストグラムを生成する。図６に示すヒストグラムは、高輝度側の特定の輝度レベルに度数が突出するピーク４４０が存在する。ヒストグラムは判定部４６に供給される。

【0032】

光線軌跡検出部４５は、映像信号Ｖ２のフレーム内に直線状の光線の軌跡が存在するか否かを検出する。図７において、フレームＦ２内には直線状の光線の軌跡４５０が存在している。軌跡４５０のうち破線で示す部分は、光線の進行方向先端側であり、レーザ光源に近い側と比較して輝度が小さくなっていることを示している。

【0033】

光線軌跡検出部４５は、軌跡４５０上の任意の３つの輝点Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃが、ａ，ｂ，ｃを定数、ｘ，ｙを変数として、ａｘ＋ｂｙ＋ｃ＝０を満たせば、軌跡４５０は直線であると判定する。光線軌跡検出部４５は、この判定結果に基づいて、フレームＦ２内に直線状の光線の軌跡が存在するか否かを検出することができる。

【0034】

判定部４６は、ヒストグラムの特定の輝度レベルにピークが存在し、かつ、フレームＦ２内に直線状の光線の軌跡が存在すると判定すれば、軌跡はレーザ光の照射により形成された光線の軌跡であり、ウィンドシールド５０２にレーザ光が照射されたと判定する。

【0035】

判定部４６によってウィンドシールド５０２にレーザ光が照射されたと判定されれば、位置・方向情報生成部４７は、次のようにして、レーザ光の射出位置を示す射出位置情報または射出位置の方向を示す射出位置方向情報を生成する。位置・方向情報生成部４７は、射出位置検出部及び射出位置方向推定部として動作する。

【0036】

図８は、レーザ光の射出位置（即ち、レーザ光源の位置）がビデオカメラ２の画角内に存在している場合を示している。図８に示す例では、フレームＦ２の内部にレーザ光の軌跡４５０の第１の端部４５１と第２の端部４５２が位置している。第２の端部４５２は、フレームＦ２の内部に位置せず、フレームＦ２の端部に位置していてもよい。

【0037】

位置・方向情報生成部４７は、軌跡４５０が第１の端部４５１側から第２の端部４５２側へと輝度レベルが小さくなっていき、かつ、第１の端部４５１がフレームＦ２の内部に存在するという条件を満たすときに、第１の端部４５１をレーザ光の射出位置であると検出する。位置・方向情報生成部４７は、レーザ光の射出位置情報を生成して出力する。

【0038】

レーザ光源を所持している人は、レーザ光源を振ることがある。従って、第１の端部４５１側の輝点がほとんど動かない一方で、第２の端部４５２側の輝点が円弧状に動くことがある。位置・方向情報生成部４７は、上記の条件に加えて、第２の端部４５２側の輝点が円弧状に動くという条件を満たすときに、第１の端部４５１をレーザ光の射出位置であると検出してもよい。このようにすると、レーザ光の射出位置の検出精度を向上させることができる。

【0039】

図９は、レーザ光の射出位置がビデオカメラ２の画角内に存在していない場合を示している。図９に示す例では、第１の端部４５１がフレームＦ２の左端部ＦＬｅに位置し、第２の端部４５２がフレームＦ２の下端部ＦＢｅに位置している。第２の端部４５２は、フレームＦ２の内部に位置していてもよい。

【0040】

位置・方向情報生成部４７は、軌跡４５０が第１の端部４５１側から第２の端部４５２側へと輝度レベルが小さくなっていき、かつ、第１の端部４５１がフレームＦ２の端部に位置するという条件を満たすときに、軌跡４５０を第１の端部４５１よりも外側に延長した方向にレーザ光の射出位置が存在すると推定する。位置・方向情報生成部４７は、レーザ光の射出位置方向情報を生成して出力する。

【0041】

図８と同様に、レーザ光源を所持している人がレーザ光源を振ると、第１の端部４５１側の輝点が円弧状に小さくしか動かない一方で、第２の端部４５２側の輝点は円弧状に大きく動く。

【0042】

位置・方向情報生成部４７は、上記の条件に加えて、第１の端部４５１側の輝点よりも第２の端部４５２側の輝点が円弧状に大きく動くという条件を満たすときに、軌跡４５０を第１の端部４５１よりも外側に延長した方向にレーザ光の射出位置が存在すると推定してもよい。このようにすると、レーザ光の射出位置方向の推定精度を向上させることができる。

【0043】

図１０は、画像合成部４２が映像信号Ｖ１のフレームＦ１と映像信号Ｖ２のフレームＦ２とを合成することによって生成される合成映像信号Ｖ１２の合成フレームＦ１２を概念的に示している。フレームＦ１は、ビデオカメラ１が撮影した飛行場の通常の景色を示す。

【0044】

フレームＦ２は、ビデオカメラ２がバンドパスフィルタ３を通過した光を撮像することによって、レーザ光による軌跡４５０が明確に撮影された状態の景色を示す。フレームＦ２は、バンドパスフィルタ３の通過帯域以外の帯域の光が減衰されているから、レーザ光の射出位置（第１の端部４５１）または射出位置方向が景色内のどこに位置するのかが判別しにくい。

【0045】

画像合成部４２が合成画像である合成フレームＦ１２を生成することによって、ビデオカメラ１が撮影した通常の景色にレーザ光による軌跡４５０を重畳させることができる。監視者は、モニタ２１に表示される合成フレームＦ１２を見ることによって、レーザ光の射出位置または射出位置方向が景色内のどこに位置するのかを容易に判別することができる。

【0046】

図１１に示すフローチャートを用いて、レーザ光照射検出装置１０の動作及びレーザ光照射検出方法によって実行される処理を説明する。図１１において、レーザ光照射検出装置１０（制御部４）は、レーザ光照射検出の処理が開始されると、ステップＳ１にて、レーザ光の軌跡４５０が検出されたか否かを判定する。レーザ光の軌跡４５０が検出されなければ（NO）、レーザ光照射検出装置１０はステップＳ１の処理を繰り返す。

【0047】

レーザ光の軌跡４５０が検出されれば（YES）、レーザ光照射検出装置１０は、ステップＳ２にて、画角内にレーザ光の射出位置が存在するか否かを判定する。画角内にレーザ光の射出位置が存在すれば（YES）、レーザ光照射検出装置１０は、ステップＳ３にて、射出位置情報をシステム制御装置２０に送信して、処理をステップＳ６に移行させる。

【0048】

ステップＳ２にて画角内にレーザ光の射出位置が存在しなければ（NO）、レーザ光照射検出装置１０は、ステップＳ４にて、レーザ光の射出位置の方向が推定できたか否かを判定する。レーザ光の射出位置の方向が推定できれば（YES）、レーザ光照射検出装置１０は、ステップＳ５にて、射出位置方向情報をシステム制御装置２０に送信して、処理をステップＳ６に移行させる。レーザ光の射出位置の方向が推定できなければ（NO）、レーザ光照射検出装置１０は、処理をステップＳ６に移行させる。

【0049】

レーザ光照射検出装置１０は、ステップＳ６にて、レーザ光照射検出処理の終了が指示されたか否かを判定する。レーザ光照射検出処理の終了が指示されなければ（NO）、レーザ光照射検出装置１０は処理をステップＳ１に戻し、ステップＳ１〜Ｓ６の処理を繰り返す。レーザ光照射検出処理の終了が指示されれば（YES）、レーザ光照射検出装置１０は処理を終了させる。

【0050】

図１２に示すフローチャートを用いて、システム制御装置２０の動作を説明する。図１２において、システム制御装置２０は、レーザ光照射検出結果の表示処理が開始されると、ステップＳ１１にて、レーザ光照射検出装置１０Ａから射出位置情報を受信したか否かを判定する。レーザ光照射検出装置１０Ａから射出位置情報を受信すれば（YES）、システム制御装置２０は、ステップＳ１２にて、モニタ２１ａに射出位置を示すアイコン（識別画像）を表示させ、処理をステップＳ１５に移行させる。

【0051】

ステップＳ１１にてレーザ光照射検出装置１０Ａから射出位置情報を受信しなければ（NO）、システム制御装置２０は、ステップＳ１３にて、レーザ光照射検出装置１０Ａから射出位置方向情報を受信したか否かを判定する。レーザ光照射検出装置１０Ａから射出位置方向情報を受信すれば（YES）、システム制御装置２０は、ステップＳ１４にて、モニタ２１ａに射出位置方向を示すアイコンを表示させ、処理をステップＳ１５に移行させる。

【0052】

ステップＳ１３にてレーザ光照射検出装置１０Ａから射出位置方向情報を受信しなければ（NO）、システム制御装置２０は処理をステップＳ１５に移行させる。

【0053】

システム制御装置２０は、ステップＳ１５にて、レーザ光照射検出装置１０Ｂから射出位置情報を受信したか否かを判定する。レーザ光照射検出装置１０Ｂから射出位置情報を受信すれば（YES）、システム制御装置２０は、ステップＳ１６にて、モニタ２１ｂに射出位置を示すアイコンを表示させ、処理をステップＳ１９に移行させる。

【0054】

ステップＳ１５にてレーザ光照射検出装置１０Ｂから射出位置情報を受信しなければ（NO）、システム制御装置２０は、ステップＳ１７にて、レーザ光照射検出装置１０Ｂから射出位置方向情報を受信したか否かを判定する。レーザ光照射検出装置１０Ｂから射出位置方向情報を受信すれば（YES）、システム制御装置２０は、ステップＳ１８にて、モニタ２１ｂに射出位置方向を示すアイコンを表示させ、処理をステップＳ１９に移行させる。

【0055】

ステップＳ１７にてレーザ光照射検出装置１０Ｂから射出位置方向情報を受信しなければ（NO）、システム制御装置２０は処理をステップＳ１９に移行させる。

【0056】

システム制御装置２０は、ステップＳ１９にて、レーザ光照射検出装置１０Ｃから射出位置情報を受信したか否かを判定する。レーザ光照射検出装置１０Ｃから射出位置情報を受信すれば（YES）、システム制御装置２０は、ステップＳ２０にて、モニタ２１ｃに射出位置を示すアイコンを表示させ、処理をステップＳ２３に移行させる。

【0057】

ステップＳ１９にてレーザ光照射検出装置１０Ｃから射出位置情報を受信しなければ（NO）、システム制御装置２０は、ステップＳ２１にて、レーザ光照射検出装置１０Ｃから射出位置方向情報を受信したか否かを判定する。レーザ光照射検出装置１０Ｃから射出位置方向情報を受信すれば（YES）、システム制御装置２０は、ステップＳ２２にて、モニタ２１ｃに射出位置方向を示すアイコンを表示させ、処理をステップＳ２３に移行させる。

【0058】

ステップＳ２１にてレーザ光照射検出装置１０Ｃから射出位置方向情報を受信しなければ（NO）、システム制御装置２０は処理をステップＳ２３に移行させる。

【0059】

システム制御装置２０は、ステップＳ２３にて、レーザ光照射検出結果の表示処理の終了が指示されたか否かを判定する。表示処理の終了が指示されなければ（NO）、システム制御装置２０は、処理をステップＳ１１に戻し、ステップＳ１１〜Ｓ２３の処理を繰り返す。表示処理の終了が指示されれば（YES）、システム制御装置２０は、処理を終了させる。

【0060】

図１３は、一例として、レーザ光照射検出装置１０Ｂが図１１に示す処理によって画角内にレーザ光の射出位置が存在することを検出し、システム制御装置２０が図１２に示す処理によってモニタ２１ｂに射出位置を示すアイコン４７１を表示させた状態を示している。ここでは簡略化のため、景色の図示を省略している。

【0061】

図１３においては、レーザ光の射出位置である第１の端部４５１に円形のアイコン４７１を重ねて表示した例を示している。アイコン４７１は円形に限定されることはなく、第１の端部４５１とは重ならないようにアイコン４７１を表示してもよい。

【0062】

図１４は、一例として、レーザ光照射検出装置１０Ａが図１１に示す処理によって画角内にレーザ光の射出位置が存在しないもののレーザ光の軌跡４５０が存在することを検出し、システム制御装置２０が図１２に示す処理によってモニタ２１ａに射出位置方向を示すアイコン４７２を表示させた状態を示している。ここでも簡略化のため、景色の図示を省略している。

【0063】

図１４においては、第１の端部４５１がフレームＦ２の左端部ＦＬｅに位置しているため、軌跡４５０を第１の端部４５１よりも左側に延長した方向にレーザ光の射出位置が存在すると推定することができる。図１４に示す例では、システム制御装置２０は、軌跡４５０を左側に延長した方向を向く矢印をアイコン４７２としている。アイコン４７２は矢印に限定されない。

【0064】

システム制御装置２０は、軌跡４５０の傾きを検出することができるから、アイコン４７２の傾きを軌跡４５０の傾きに合わせて表示することができる。

【0065】

以上のようにして、本実施形態のレーザ光照射検出装置、レーザ光照射検出方法、レーザ光照射検出システムによれば、飛行機のコックピットのウィンドシールド等の所定の対象物にレーザ光が照射された状態であることを検出することができる。また、本実施形態のレーザ光照射検出装置、レーザ光照射検出方法、レーザ光照射検出システムによれば、レーザ光の射出位置または射出位置方向を検出することができる。

【0066】

本実施形態のレーザ光照射検出システムによれば、監視者は、レーザ光の射出位置または射出位置方向をモニタ２１に表示される画像によって容易に認識することができる。

【0067】

図１に示す構成例においては、既存のビデオカメラ１及び２を利用してレーザ光照射検出装置１０を構成しているいが、ビデオカメラ内部の構成を改良することによってレーザ光照射検出装置としてもよい。

【0068】

図１５に示すビデオカメラ１００はレーザ光照射検出装置を構成する。図１５において、被写体からの光は１または複数のレンズ１０１を介して撮像素子１０２に入射されて撮像される。映像信号処理回路１０３は、撮像素子１０２からの撮像信号に基づいて映像信号Ｖ１を生成する。

【0069】

また、被写体からの光はバンドパスフィルタ１０４、及び、１または複数のレンズ１０５を介して撮像素子１０６に入射されて撮像される。バンドパスフィルタ１０４は、バンドパスフィルタ３と同様に、被写体からの光のうち、検出の対象としているレーザ光が有する色の波長域を含む所定の帯域の光を通過させ、他の帯域の光を減衰させる。映像信号処理回路１０７は、撮像素子１０６からの撮像信号に基づいて映像信号Ｖ２を生成する。

【0070】

制御部１０８、モニタ１０９、メモリ１１０の動作は、制御部４、モニタ５、メモリ６と同様である。モニタ１０９は省略可能である。

【0071】

本発明は以上説明した本実施形態に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。本実施形態においては、制御部４が画像処理プログラムを実行することによって、映像信号Ｖ２のヒストグラムを生成し、直線状の光線の軌跡の存在を検出し、対象物にレーザ光が照射されたか否かを判定している。これらの動作を実行する構成をハードウェアで実現してもよい。

【0072】

レーザ光照射検出装置１０またはレーザ光照射検出システムの構成におけるハードウェアとソフトウェアとの使い分けは任意である。

【0073】

レーザ光の照射を検出する対象物は飛行機のコックピットのウィンドシールド等に限定されることはなく、対象物は自動車、スポーツをしている選手等、任意である。本実施形態においては、３つのレーザ光照射検出装置１０を用いているが、レーザ光の照射を検出する対象物の範囲に応じて適宜の数のレーザ光照射検出装置１０を用いればよい。所定の点を中心として３６０度の範囲を監視するようにレーザ光照射検出装置１０を配置してもよい。

【符号の説明】

【0074】

１ａ，１ｂ，１ｃ，２ａ，２ｂ，２ｃ，１００ ビデオカメラ
３ａ，３ｂ，３ｃ，１０４ バンドパスフィルタ
４，４ａ，４ｂ，４ｃ 制御部
６ａ，６ｂ，６ｃ メモリ
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ レーザ光照射検出装置
１１１，２１１ 撮像部
２０ システム制御装置
２１ モニタ
４２ 画像合成部
４３ 検出部
４４ ヒストグラム生成部
４５ 光線軌跡検出部
４６ 判定部
４７ 位置・方向情報生成部（射出位置検出部，射出位置方向推定部）

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】