目視視認支援装置
【課題】手に持って観測する光学機器においても固定されている場合と同様に、観測ターゲットとする方位を、ダイナミックな変化に追随して出力できるとともに累積による誤差の影響もなく把握できる目視視認支援装置を提供すること。
【解決手段】周囲環境を観測する光学機器５０と、光学機器５０の機器方位を検出する機器方位検出手段５２ａと、機器方位をリセットするリセット手段５１a、５１ｂと、リセット手段５１a、５１ｂによるリセット時における、光学機器５０の基本方位情報を取得する基本方位情報取得手段１３ａと、機器方位と基本方位情報に基づいて光学機器５０の観測ターゲットの方位を演算する方位演算手段２３と、少なくとも演算された方位を出力する出力手段３３ｄとを備え、方位の演算に用いる機器方位が、リセット手段５１ｂによるリセット後に検出した機器方位であることを特徴とする。
【解決手段】周囲環境を観測する光学機器５０と、光学機器５０の機器方位を検出する機器方位検出手段５２ａと、機器方位をリセットするリセット手段５１a、５１ｂと、リセット手段５１a、５１ｂによるリセット時における、光学機器５０の基本方位情報を取得する基本方位情報取得手段１３ａと、機器方位と基本方位情報に基づいて光学機器５０の観測ターゲットの方位を演算する方位演算手段２３と、少なくとも演算された方位を出力する出力手段３３ｄとを備え、方位の演算に用いる機器方位が、リセット手段５１ｂによるリセット後に検出した機器方位であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶、航空機、車両などの移動体に搭載されて周囲環境を観測する光学機器を用いた目視視認支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回動可能に設置された望遠鏡において、閲覧している風景に重ね合わせて対象物の情報を表示する方法が提案されている（特許文献１）。特許文献１に記載の方法によれば、例えば望遠鏡で閲覧中の牧場やホテルの名前などが映し出される。また、船舶におけるレーダー映像表示画面に、レーダーからの映像とともに監視カメラの方位を示す方位線や監視艇の針路を示す針路線を重畳表示する装置が提案されている（特許文献２）。
特許文献１，２で提案されているように、複数の情報を重畳表示させることで利用者にとっては情報を把握しやすい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１７５７１２号公報
【特許文献２】特開２００１−２６４４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、例えば手に持って観測する光学機器のように固定されていない場合には、特許文献１で提案されているような対象物情報を重畳するためには、光学機器に情報提供システムや各種の検出器を搭載しなければならなくなり、光学機器が大型化し、操作性が低下するという問題がある。また、特許文献1では、あらかじめ蓄積したデータによる情報提供システムであるために、移動体のようにダイナミックに変化する周囲環境を観測することはできない。
【０００５】
そこで本発明は、例えば手に持って観測する光学機器においても固定されている場合と同様に、観測ターゲットとする方位を、ダイナミックな変化に追随して出力できるとともに累積による誤差の影響もなく把握できる目視視認支援装置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】
【０００６】
請求項１記載に対応した目視視認支援装置においては、周囲環境を観測する光学機器と、光学機器の機器方位を検出する機器方位検出手段と、機器方位をリセットするリセット手段と、リセット手段によるリセット時における、光学機器の基本方位情報を取得する基本方位情報取得手段と、機器方位と基本方位情報に基づいて光学機器の観測ターゲットの方位を演算する方位演算手段と、少なくとも演算された方位を出力する出力手段とを備え、方位の演算に用いる機器方位が、リセット手段によるリセット後に検出した機器方位であることを特徴とする。請求項１に記載の本発明によれば、ダイナミックな変化時の応答や整定に適した機器方位検出手段と、正確な基本情報を得ることができる基本方位情報取得手段とを備えているため、移動体などの移動する周囲環境を観測する場合や装置本体が移動体で使用される場合には、機器方位検出手段によって対応することができ、一方で機器方位検出手段の検出の継続による累積誤差に対しては、基本方位情報を用いてリセット時からの機器方位を演算するために、例えば光学機器を手に持った時点からの方位を算出することができるため、光学機器が観測ターゲットとする方位を、ダイナミックな変化に追随して出力できるとともに累積による誤差の影響もなく把握できる。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の目視視認支援装置において、光学機器の機器姿勢角を検出する機器姿勢角検出手段をさらに備え、出力手段では光学機器の観測ターゲットに対する機器姿勢角に基づいた出力をすることを特徴とする。請求項２に記載の本発明によれば、光学機器が観測ターゲットとする方位だけでなく、機器姿勢角についても、ダイナミックな変化に追随して出力できるとともに累積による誤差の影響もなく把握できる。
請求項３記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載の目視視認支援装置において、光学機器の機器位置を検出する機器位置検出手段をさらに備え、出力手段では光学機器の機器位置に基づいた出力をすることを特徴とする。請求項３に記載の本発明によれば、機器位置の変更にも対応できる。
請求項４記載の本発明は、請求項３に記載の目視視認支援装置において、観測ターゲットを含む観測エリアの被観測物に関する情報を取得する被観測物情報取得手段と、被観測物情報取得手段で取得された被観測物の位置情報、出力手段による機器位置に基づいた出力、及び方位演算手段で演算した方位から被観測物に関するデータを表示対象として抽出する表示対象情報抽出手段とをさらに備えたことを特徴とする。請求項４に記載の本発明によれば、光学機器での観測エリアに存在する被観測物に関するデータを表示対象として特定することができる。
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項４に記載の目視視認支援装置において、出力手段の出力情報を表示する映写手段をさらに備えたことを特徴とする。請求項５に記載の本発明によれば、周囲環境を観察する場合に、この周囲環境を視認しつつ、観測エリアの方位や俯仰角、又は被観測物に関するデータを同時に視認することができる。
請求項６記載の本発明は、請求項５に記載の目視視認支援装置において、映写手段では、被観測物に関する情報を表示することを特徴とする。請求項６に記載の本発明によれば、観測エリア内に被観測物が存在する場合にはこの被観測物に関するデータも視認することができる。
請求項７記載の本発明は、請求項５又は請求項６に記載の目視視認支援装置において、映写手段では、観測ターゲットを含む被観測物に関する情報を所定の範囲で表示することを特徴とする。請求項７に記載の本発明によれば、被観測物に関する情報を所定の範囲で表示することで観測における視認性を高めることができる。
請求項８記載の本発明は、請求項５から請求項７のいずれかに記載の目視視認支援装置において、映写手段の表示を固定的に取り込む固定取込手段をさらに備えたことを特徴とする。請求項８に記載の本発明によれば、被観測物に関するデータを、更新することなく固定させて表示を維持、記憶することで、光学機器を観測ターゲットに維持しなくても、データ内容を再確認できる。
請求項９記載の本発明は、請求項１から請求項８のいずれかに記載の目視視認支援装置において、リセット手段を、光学機器に設けたことを特徴とする。請求項９に記載の本発明によれば、光学機器でリセット操作を行うことができる。
請求項１０記載の本発明は、請求項１から請求項８のいずれかに記載の目視視認支援装置において、リセット手段を、光学機器を保持する基台に設けたことを特徴とする。請求項１０に記載の本発明によれば、基台でリセット操作を行うことができる。
請求項１１記載の本発明は、請求項１０に記載の目視視認支援装置において、基台から光学機器に電力及び／又は情報を伝えることを特徴とする。請求項１１に記載の本発明によれば、光学機器に搭載する機能を最小限とすることができ、光学機器の小型化や軽量化を図ることができる。
請求項１２記載の本発明は、請求項１０又は請求項１１に記載の目視視認支援装置において、機器方位記憶手段をさらに備え、機器方位記憶手段では、機器方位検出手段で検出される光学機器の基台からの離脱時をリセット時として光学機器の方位の変位データを記憶し、方位演算手段では、光学機器の基台からの離脱時をリセット時として基台の方位データを基準にして方位を演算することを特徴とする。請求項１２に記載の本発明によれば、光学機器を基台に保持している状態までの基台の方位データと、光学機器を基台から離脱した時点からの変位データとを用いることで、精度の高い各種の検出器を光学機器自体に搭載しなくても正確に観測ターゲットを把握することができる。
請求項１３記載の本発明は、請求項１から請求項１２のいずれかに記載の目視視認支援装置において、光学機器が、船舶に搭載されて周囲環境の観測に用いられる双眼鏡であることを特徴とする。請求項１３に記載の本発明によれば、船舶における操船時や航行時の監視負担を軽減でき、特に夜間や濃霧における安全性を向上させることができる。
請求項１４記載の本発明は、請求項１から請求項１３のいずれかに記載の目視視認支援装置において、光学機器に、方位を無線で送信する機器側送信手段をさらに備えたことを特徴とする。請求項１４に記載の本発明によれば、光学機器のデータを無線で送信する構成とすることで、方位の演算を光学機器とは別の装置で行うことが可能となり、光学機器に搭載する機能を軽減でき、光学機器の小型軽量化を図ることができる。
請求項１５記載の本発明は、請求項１から請求項１４に記載の目視視認支援装置において、機器方位検出手段又は機器姿勢角検出手段として姿勢角センサを用いたことを特徴とする。請求項１５に記載の本発明によれば、姿勢角センサを用いて機器姿勢角を検出することで機器姿勢角を容易に直接検出することができる。
請求項１６記載の本発明は、請求項１から請求項１５のいずれかに記載の目視視認支援装置において、光学機器が観測ターゲットを含む観測エリアにある周囲環境を撮像する撮像手段と、撮像手段で撮像した撮像データを出力手段の出力とともに記憶する映像データ記憶手段をさらに備えたことを特徴とする。請求項１６に記載の本発明によれば、観測エリアの映像とともに表示データを記憶させることで、光学機器以外の表示手段で表示させることができるとともに、記憶させたデータを再び表示させて確認することもできる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ダイナミックな変化時の応答や整定に適した機器方位検出手段と、正確な基本情報を得ることができる基本方位情報取得手段とを備えているため、移動体などの移動する周囲環境を観測する場合や装置本体が移動体で使用される場合には、機器方位検出手段によって対応することができ、一方で機器方位検出手段の検出の継続による累積誤差に対しては、基本方位情報を用いてリセット時からの機器方位を演算するために、例えば光学機器を手に持った時点からの方位を算出することができるため、光学機器が観測ターゲットとする方位を、ダイナミックな変化に追随して出力できるとともに累積による誤差の影響もなく把握できる。
なお、光学機器の機器姿勢角を検出する機器姿勢角検出手段をさらに備え、出力手段で光学機器の観測ターゲットに対する機器姿勢角に基づいた出力をするときは、光学機器が観測ターゲットとする方位だけでなく、機器姿勢角についても、ダイナミックな変化に追随して出力できるとともに累積による誤差の影響もなく把握できる。
また、光学機器の機器位置を検出する機器位置検出手段をさらに備え、出力手段で光学機器の機器位置に基づいた出力をするときは、機器位置の変更にも対応できる。
また、観測ターゲットを含む観測エリアの被観測物に関する情報を取得する被観測物情報取得手段と、被観測物情報取得手段で取得された被観測物の位置情報、出力手段による機器位置に基づいた出力、及び方位演算手段で演算した方位から被観測物に関するデータを表示対象として抽出する表示対象情報抽出手段とをさらに備えたときは、光学機器での観測エリアに存在する被観測物に関するデータを表示対象として特定することができる。
また、出力手段の出力情報を表示する映写手段をさらに備えたときは、周囲環境を観察する場合に、この周囲環境を視認しつつ、観測エリアの方位や俯仰角、又は被観測物に関するデータを同時に視認することができる。
また、映写手段で被観測物に関する情報を表示する場合には、観測エリア内に被観測物が存在する場合にはこの被観測物に関するデータも視認することができる。
また、映写手段で、観測ターゲットを含む被観測物に関する情報を所定の範囲で表示する場合に、被観測物に関する情報を所定の範囲で表示することで観測における視認性を高めることができる。
また、映写手段の表示を固定的に取り込む固定取込手段をさらに備えたときは、被観測物に関するデータを、更新することなく固定させて表示を維持、記憶することで、光学機器を観測ターゲットに維持しなくても、データ内容を再確認できる。
また、リセット手段を、光学機器に設けたときは、光学機器でリセット操作を行うことができ、操作が容易になる。
また、リセット手段を、光学機器を保持する基台に設けたときは、基台でリセット操作を行うことができ、光学機器の離脱、保持操作に応じてリセットを行うことが可能となる。
また、基台から光学機器に電力及び／又は情報を伝えるときは、光学機器に搭載する機能を最小限とすることができ、光学機器の小型化や軽量化を図ることができる。
また、機器方位記憶手段をさらに備え、機器方位記憶手段では、機器方位検出手段で検出される光学機器の基台からの離脱時をリセット時として光学機器の方位の変位データを記憶し、方位演算手段では、光学機器の基台からの離脱時をリセット時として基台の方位データを基準にして方位を演算するときは、光学機器を基台に保持している状態までの基台の方位データと、光学機器を基台から離脱した時点からの変位データとを用いることで、精度の高い各種の検出器を光学機器自体に搭載しなくても正確に観測ターゲットを把握することができる。
また、光学機器が、船舶に搭載されて周囲環境の観測に用いられる双眼鏡であるときは、船舶における操船時や航行時の監視負担を軽減でき、特に夜間や濃霧における安全性を向上させることができる。
また、光学機器に、方位を無線で送信する機器側送信手段をさらに備えたときは、光学機器のデータを無線で送信する構成とすることで、方位の演算を光学機器とは別の装置で行うことが可能となり、光学機器に搭載する機能を軽減でき、光学機器の小型軽量化を図ることができる。
また、機器方位検出手段又は機器姿勢角検出手段として姿勢角センサを用いたときは、姿勢角センサを用いて機器姿勢角を検出することで機器姿勢角を容易に直接検出することができ、機器方位検出機能と機器姿勢角検出機能を兼ねることも可能となる。
また、光学機器が観測ターゲットを含む観測エリアにある周囲環境を撮像する撮像手段と、撮像手段で撮像した撮像データを出力手段の出力とともに記憶する映像データ記憶手段をさらに備えたときは、観測エリアの映像とともに表示データを記憶させることで、光学機器以外の表示手段で表示させることができるとともに、記憶させたデータを再び表示させて確認することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態による目視視認支援装置を搭載する船舶の側面図
【図２】同目視視認支援装置を示す機器構成図
【図３】同目視視認支援装置を機能実現手段で表したブロック図
【図４】同目視視認支援装置に用いる光学機器の要部概念図
【図５】同目視視認支援装置での表示状態を示す説明図
【図６】本発明の他の実施形態による目視視認支援装置を機能実現手段で表したブロック図
【図７】本発明の更に他の実施形態による目視視認支援装置を機能実現手段で表したブロック図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の目視視認支援装置の一実施形態について説明する。
図１は本実施形態による目視視認支援装置を搭載する船舶の側面図、図２は同目視視認装置を示す機器構成図、図３は同目視視認支援装置を機能実現手段で表したブロック図、図４は同目視視認支援装置に用いる光学機器の要部概念図、図５は同目視視認支援装置での表示状態を示す説明図である。
【００１０】
図１及び図２に示すように、本実施形態では移動体として船舶１０に用いた場合であり、目視視認支援装置は船橋６にて用いられる。
船舶１０には、ＡＩＳ（船舶自動識別装置）レシーバ１、ＧＰＳレシーバ２、ジャイロコンパス３、船体姿勢角検出手段としての３軸角度センサ（姿勢角センサ）４、レーダー装置５を備えている。ＡＩＳレシーバ１では、船舶の船名、船種、識別番号、位置、針路、速度、航行状態、安全情報などの、被観測物となる他船データを取得することができる。ＧＰＳレシーバ２では、自船に関する現在位置データを取得することができる。またジャイロコンパス３では自船の針路データを取得することができる。３軸角度センサ４は、自船の揺れによって生じるヨーイング、ローリング、ピッチングの姿勢角データを検出することができる。レーダー装置５では、自船から一定範囲に存在する被観測物について、自船から見た方位データと自船からの距離データを取得することができ、他船の方位、他船までの距離、再接近距離、再接近までの所要時間を主として判断できる。他船の針路、他船の速度情報は、レーダー装置５で取得する情報をプロティングすることでも得ることができる。また、ＡＲＰＡ（自動衝突予防支援装置）情報として自動処理した情報としても得ることができる。ＡＲＰＡ情報には、被観測物となる他船の方位、他船までの距離、他船の針路、速度、予測される最接近距離、最接近までの所用時間などが含まれる。ＡＩＳレシーバ１では、船名など静的な情報は６分毎、動的な情報は航走状態により２〜１２秒間隔といったように間欠的に情報更新がされるが、ＡＩＳレシーバ１で得られる完結的な情報を一旦記憶させておいて利用することもできる。
また、船橋６には、レピーターコンパス７などの各種計測表示機器とともに支援装置本体２０と光学機器５０が設けられている。光学機器５０は、本実施形態では双眼鏡であるが、望遠鏡やカメラなどの撮像機器であってもよい。光学機器５０は基台８に保持されており、観測時には基台８から離脱して用いる。なお、支援装置本体２０には、表示器９を備えている。
【００１１】
次に、図３を用いて同目視視認支援装置の機能実現手段について説明する。
図３では、支援装置本体２０と光学機器５０とを示している。
支援装置本体２０では、被観測物情報取得手段１１、基本位置情報取得手段１２、基本方位情報取得手段１３ａ、基本姿勢角情報取得手段１３ｂによってデータを継続的にリアルタイムで受け取る。ここで被観測物情報取得手段１１は、例えばＡＩＳレシーバ１から、船舶の船名、船種、識別番号、位置、針路、速度、航行状態、安全情報などの、被観測物となる他船データを取得する。被観測物情報取得手段１１では、ＡＩＳ情報以外に、又はＡＩＳ情報とともに、ＡＲＰＡ情報、レーダー情報、ＧＩＳ情報（ＥＮＣ（電子海図）情報）、潮汐情報、天文情報を取得することもできる。基本位置情報取得手段１２では、例えばＧＰＳレシーバ２から、自船に関する現在位置データを取得する。基本方位情報取得手段１３ａでは、例えばジャイロコンパス３から自船の針路データを取得し、基本姿勢角情報取得手段１３ｂでは例えば３軸角度センサ４から自船の揺れによって生じる船体姿勢角データを取得する。基本方位情報取得手段１３ａでは、ＧＰＳコンパスを用いることもできる。基本姿勢角情報取得手段１３ｂでは、姿勢ジャイロ(３軸)を用いることで方位と姿勢角を得ることができる。
【００１２】
被観測物情報取得手段１１からの被観測物となる他船データは、被観測物情報記憶手段２１に記憶される。なお、被観測物情報記憶手段２１は、船舶１０側の設備として設けてもよい。
基本位置情報取得手段１２からの自船に関する現在位置データは、基本位置演算手段２２において用いられ、光学機器５０を保持する基台８の位置データを演算する。なお、自船の現在位置データを基台８の位置データとして用いることができる場合には、基本位置演算手段２２での演算処理を要しない。基本方位情報取得手段１３ａからの針路データは、基本方位演算手段２３において用いられ、基台８の方位、すなわち光学機器５０の保持状態における基準方位を演算する。なお、針路データを基台８の方位として用いることができる場合には、基本方位演算手段２３での演算処理を要しない。基本姿勢角情報取得手段１３ｂからの姿勢角データは、基本姿勢角演算手段２４において用いられ、基台８の姿勢角、すなわち光学機器５０の保持状態における基準姿勢角を演算する。なお、姿勢角データを基台８の姿勢角として用いることができる場合には、基本姿勢角演算手段２４での演算処理を要しない。
基本位置演算手段２２で得た基本位置データは、基本位置記憶手段２５に記憶される。
【００１３】
被観測物演算手段２６では、出力手段３３ｄからのデータを元に、被観測物情報記憶手段２１に記憶された被観測物に関し、被観測物までの距離、方位、俯仰角に関する新たなデータを算出する。
すなわち、被観測物について、光学機器５０からの方位、距離、俯仰角を算出する。なお、被観測物までの距離と方位に関するデータは、レーダー装置５で得られる情報を基にしてもよく、被観測物演算手段２６の代わりに被観測物情報取得手段１１にて得ることもできる。そして被観測物に関しての基本位置からの方位データ、距離データ、及び俯仰角データは被観測物情報記憶手段２１に追加データとして記憶される。なお、被観測物演算手段２６にて算出された結果で、基本位置からの距離が所定範囲外にある被観測物に関しては、光学機器５０での観測対象とならないため、基本位置からの方位データと距離データを追加する代わりに、被観測物情報記憶手段２１から削除処理を行ってもよい。
【００１４】
基本方位演算手段２３で得た基本方位データは、基本方位記憶手段２７ａに記憶され、基本姿勢角演算手段２４で得た基本姿勢角データは、基本姿勢角記憶手段２７ｂに記憶される。なお、基本方位演算手段２３で得た基本方位データと、基本姿勢角演算手段２４で得た基本姿勢角データとを、基本方位記憶手段２７ａ、基本姿勢角記憶手段２７ｂにて記憶させることなく、方位演算手段３３ａ、姿勢角演算手段３３ｂで演算してその結果を記憶させてもよい。
【００１５】
支援装置本体２０にはリセット手段５１ｂを、光学機器５０にはリセット手段５１ａを備えており、リセット手段５１ａ、５１ｂは、例えばスイッチで構成されており、光学機器５０の基台８からの離脱を検知する。なお、本実施例では、リセット手段５１ａ、５１ｂは、光学機器５０の基台８からの離脱を検知するものとして説明したが、光学機器５０の機器方位、機器姿勢角、及び機器位置をリセットする機能を有すればよい。リセット手段５１ｂは基台８に設けている。
【００１６】
リセット手段５１ｂでは、離脱を検知すると基本方位記憶手段２７ａ、基本姿勢角記憶手段２７ｂ、及び基本位置記憶手段２５に信号を送り、基本方位記憶手段２７ａでは、離脱時点での基台８の方位データを記憶し、基本姿勢角記憶手段２７ｂでは離脱時点での基台８の姿勢角データを記憶し、基本位置記憶手段２５では離脱時点での基台８の位置データを記憶する。
リセット手段５１ａでは、離脱を検知すると機器方位検出手段５２ａ、機器姿勢角検出手段５２ｂ、及び機器位置検出手段５２ｃに信号を送り、機器方位検出手段５２ａ、機器姿勢角検出手段５２ｂ、及び機器位置検出手段５２ｃでは、それぞれ機器方位、機器姿勢角、機器位置の検出を開始する。機器方位検出手段５２ａでは、方位（Bearing・・・Ｙａｗ成分を基に演算）を例えば姿勢角センサ(３軸)を用いて検出し、機器姿勢角検出手段５２ｂでは、Ｐｉｔｃｈ成分とＲｏｌｌ成分を例えば姿勢角センサ(３軸)を用いて検出し、機器位置検出手段５２ｃでは、機器位置を例えば姿勢角センサ(３軸)とタイマー（計時手段）を用いて検出し、それぞれ離脱時の検出データを基準位置とした、機器方位、機器姿勢角、及び機器位置の変位データを検出する。なお、姿勢角センサは、１軸あるいは２軸タイプの姿勢角センサを組み合わせて使用することもできる。ここで、機器方位検出手段５２ａ、機器姿勢角検出手段５２ｂ、及び機器位置検出手段５２ｃは光学機器５０に備え付けられたものであり、機器方位検出手段５２ａ、機器姿勢角検出手段５２ｂ、及び機器位置検出手段５２ｃでは光学機器５０自体の機器方位、機器姿勢角、及び機器位置を検出する。なお、機器方位検出手段５２ａには加速度センサとミニジャイロセンサを用い、機器姿勢角検出手段５２ｂには傾斜センサを用い、機器位置検出手段５２ｃにはＧＰＳや超音波センサを用いてもよい。
【００１７】
機器方位検出手段５２ａ、機器姿勢角検出手段５２ｂ、及び機器位置検出手段５２ｃで検出されるデータは、機器側送信手段５３から継続的にリアルタイムで本体側受信手段３１に送信される。機器側送信手段５３と本体側受信手段３１とは有線によるデータ送信でもよいが、無線によるデータ送信が好ましい。
本体側受信手段３１で受信する機器方位データは機器方位記憶手段３２ａに記憶され、本体側受信手段３１で受信する機器姿勢角データは機器姿勢角記憶手段３２ｂに記憶され、本体側受信手段３１で受信する機器位置データは機器位置記憶手段３２ｃに記憶される。
【００１８】
方位演算手段３３ａでは、基本方位記憶手段２７ａに記憶された離脱時における基本方位データと、機器方位記憶手段３２ａに記憶された機器方位データとから、光学機器５０が観測ターゲットとする方位を算出する。すなわち、方位演算手段３３ａでは、離脱時における基本方位データを基準にして、機器方位データを用いてその後の光学機器５０の方位を演算する。
姿勢角演算手段３３ｂでは、基本姿勢角記憶手段２７ｂに記憶された離脱時における基本姿勢角データと、機器姿勢角記憶手段３２ｂに記憶された機器姿勢角データとから、光学機器５０が観測ターゲットとする俯仰角を算出する。すなわち、姿勢角演算手段３３ｂでは、離脱時における基本姿勢角データを基準にして、機器姿勢角データを用いてその後の光学機器５０の機器姿勢角を演算する。
位置演算手段３３ｃでは、基本位置記憶手段２５に記憶された離脱時における基本位置データと、機器位置記憶手段３２ｃに記憶された機器位置データとから、光学機器５０の位置を算出する。すなわち、位置演算手段３３ｃでは、離脱時における基本位置データを基準にして、機器位置データを用いてその後の光学機器５０の位置を演算する。
【００１９】
方位演算手段３３ａ、姿勢角演算手段３３ｂ、及び位置演算手段３３ｃで演算されたデータは、出力手段３３ｄから継続的にリアルタイムで被観測物演算手段２６及び観測エリア演算手段３４に出力される。
観測エリア演算手段３４では、出力手段３３ｄから出力されるデータを用いて観測エリアを算出する。すなわち、観測エリア演算手段３４では、現在位置を基準にした光学機器５０での観測エリアの中心の方位と俯仰角を算出し、光学機器５０における視野角に応じて範囲が決定される。光学機器５０において倍率変更が可能な場合には、それぞれの倍率に応じた視野角があらかじめ設定されている。
【００２０】
第１表示情報生成手段３５では、観測エリア演算手段３４によって得られる方位データ又は俯仰角データを表示データとして生成する。また、必要に応じて位置データを表示データとして生成することもできる。
表示対象情報抽出手段３６では、観測エリアに対応する被観測物に関するデータを抽出する。
すなわち、観測エリア演算手段３４で算出された観測エリアを特定する方位範囲データ及び俯仰角範囲データを用いて、観測エリア内に相当する被観測情報記憶手段２１に記憶された方位データ、距離データや船名、識別番号などの被観測物に関する情報を取り込む。
なお、ここで抽出される被観測物が複数存在する場合、全てを抽出してもよいが、基台８に近い距離にある被観測物に関するデータを優先して抽出することも有効である。
また、観測ターゲットを含む被観測物に関する情報を、観測ターゲットの前後の所定の範囲で抽出し、被観測物が輻輳して存在する場合に分かり易い表示に繋げることも有効である。
第２表示情報生成手段３７では、表示対象情報抽出手段３６で抽出された被観測物に関するデータを表示データとして生成する。
観測エリアを算出に当たって光学機器５０の現在位置データを用いた場合は、被観測物情報記憶手段２１に記憶されている方位データや距離データの補正を行うことにより、精度が向上できる。
第１表示情報生成手段３５及び第２表示情報生成手段３７で生成された表示データは、本体側送信手段３８によって継続的にリアルタイムで送信される。
【００２１】
光学機器５０には、周囲環境に表示データを重畳表示する映写手段５４を備えている。本体側送信手段３８によって送信される表示データは、機器側受信手段５５によって受信され、映写手段５４に送られる。従って、映写手段５４では、リアルタイムに表示データを映し出すことができる。なお、映写手段５４は重畳表示以外にも各種の方法が選択可能である。
固定取込手段５９は、映写手段５４の表示を固定的に取り込む機能で、操作によって行われる。すなわち、固定取込手段５９によって、撮像信号出力手段５７で送信する撮像データを、静止画像データとして映像データ記憶手段４０に記憶させ、静止画像データとして固定的な表示によるデータ内容の再確認を行える。また、固定取込手段５９では、撮像信号出力手段５７に対して信号を送信するタイミングで機器側送信手段５３からもデータを送信し、第１表示情報生成手段３５や第２表示情報生成手段３７からの表示データも静止画像データとして映像データ記憶手段４０に記憶させる。なお、取込むデータは動画像データであっても構わない。この場合、固定取込手段５９は操作がされたときを起点として、再操作がされる迄、あるいは所定の時間にわたり動画像データを取り込む。
ここで、本体側送信手段３８と機器側受信手段５５とは有線によるデータ送信でもよいが、無線によるデータ送信が好ましい。
【００２２】
光学機器５０に内蔵されているバッテリー５８には、支援装置本体２０の電力供給手段４１から電力が供給される。電力供給手段４１からの電力の供給は、光学機器５０と支援装置本体２０との接触によって行う場合でも、非接触によって行う場合でもよい。
光学機器５０には、観測ターゲットとしている観測エリアにある周囲環境を撮像する撮像手段５６と、この撮像手段５６で撮像した撮像データを出力する撮像信号出力手段５７を備えていることが好ましい。この場合には、支援装置本体２０には撮像信号入力手段３９を備え、撮像信号入力手段３９では、撮像信号出力手段５７から出力される撮像データを受信して映像データ記憶手段４０に記憶する。映像データ記憶手段４０には、第１表示情報生成手段３５及び第２表示情報生成手段３７で生成した表示データについても撮像データとともに記憶する。映像データ記憶手段４０に記憶される撮像データ及び表示データは、表示器９によって表示し、データ内容を再確認できる。なお、映像データ記憶手段４０に記憶されたデータは、映写手段５４に表示させてもよい。
【００２３】
なお、上記実施形態では、被観測物情報取得手段１１としてＡＩＳレシーバ１を適用した場合で説明したが、レーダー装置５からのデータを被観測物情報取得手段１１として用いることもできる。この場合には、レーダー装置５では、被観測物について、自船から見た方位データと自船からの距離データを取得することができるため、被観測物演算手段２６での処理を行う必要がない。また、ＡＩＳレシーバ１又はレーダー装置５とともにＡＲＰＡ装置（自動衝突予防援助装置）による被観測物情報を用いることも有効である。
また、基台８に対する光学機器５０の機器位置を検出する位置検出手段を設けることで、光学機器５０を基台８から離れた場所にて用いることもできる。
【００２４】
また、上記実施形態では、支援装置本体２０にリセット手段５１ｂを、光学機器５０にリセット手段５１ａを設けたが、いずれか一方だけを設けてもよい。この場合には、例えばリセット手段５１ｂだけを設けた場合には、離脱時点でリセット手段５１ｂから機器方位検出手段５２ａ、機器姿勢角検出手段５２ｂ、及び機器位置検出手段５２ｃに信号を送ることで、機器方位検出手段５２ａ、機器姿勢角検出手段５２ｂ、及び機器位置検出手段５２ｃでの検出を開始する。
また、光学機器５０の累積誤差の解消の目的で、光学機器５０を基台８に戻さなくても、光学機器５０からの指示（更新ボタンを押す等）で機器方位検出手段５２ａ、機器姿勢角検出手段５２ｂ、及び機器位置検出手段５２ｃをリセットして、機器方位、機器姿勢角、及び機器位置の更新を行い、これを新たな起点として演算を行うこともできる。
【００２５】
次に、図４を用いて同目視視認支援装置に用いる光学機器の要部構成について説明する。
図４に示すように、光学機器５０として双眼鏡を用いる場合には、対物レンズ６０ａと接眼レンズ６０ｂとの間には、対物レンズ側ポロプリズム６１と接眼レンズ側ポロプリズム６２とが配置されている。対物レンズ側ポロプリズム６１の反射面には、入射光用直角プリズム６３を、接眼レンズ側ポロプリズム６２の反射面には、出射光用直角プリズム６４をそれぞれ配置する。対物レンズ側ポロプリズム６１の反射面、又は入射光用直角プリズム６３における対物レンズ側ポロプリズム６１の反射面との当接面には、屈折率調整用のコーティング６５を施している。また、接眼レンズ側ポロプリズム６２の反射面、又は出射光用直角プリズム６４における接眼レンズ側ポロプリズム６２の反射面との当接面には、屈折率調整用のコーティング６６を施している。そして、入射光用直角プリズム６３に対向させた位置に映写手段５４を配置し、出射光用直角プリズム６４に対向させた位置に撮像手段５６を配置する。
【００２６】
上記構成とすることで、映写手段５４における表示情報は、入射光用直角プリズム６３に入射した後、コーティング６５によって対物レンズ側ポロプリズム６１に入射され、対物レンズ６０ａからの入射光に重畳して接眼レンズ側ポロプリズム６２に入射される。
対物レンズ６０ａからの入射光に重畳した表示情報は、接眼レンズ側ポロプリズム６２の反射面において、反射光と透過光に分離し、透過光は出射光用直角プリズム６４から出射され、撮像手段５６によって撮像される。
なお、上記実施形態では、双眼鏡を想定して説明したが、電子カメラのような光学機器を用いた場合には、光学機器が備えているディスプレイ及び撮像素子を映写手段５４及び撮像手段５６として用いることができ、この場合には映像データ記憶手段４０を光学機器５０に備えていてもよい。
また、図４では、映写手段５４や撮像手段５６の構成を例示的に説明するための便宜上の概念図を示すものであり、実際はプリズムの組み合わせ方が異なり、接眼レンズ６０ｂで見た像が正立するようになっている。
【００２７】
次に、図５を用いて同目視視認支援装置での表示状態について説明する。
図５（ａ）は、船舶の船橋６から見える周囲環境の一部を示しており、図５（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は、それぞれ双眼鏡における観測エリア（図５（ａ）中に記載した円（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ））を示している。
まず、図５（ａ）に示すように、周囲環境中には、被観測物として、客船７１、タンカー７２、及び灯台７３が見えている。
図５（ｂ）では、光学機器５０としての双眼鏡での観測ターゲットの方位が３６０°であることが表示されている。この方位３６０°は、第１表示情報生成手段３５で生成された表示データである。Ｘ記号７４は、固定表示であり第１表示情報生成手段３５からの表示データとともに送信されるデータでも、光学機器５０に備えた表示であってもよい。方位３６０°は、Ｘ記号７４の交点の位置での方位を表しており、Ｘ記号７４の交点は、観測ターゲットとなる。
【００２８】
図５（ｃ）では、観測ターゲットの方位が２０°に変更されるとともに、水平線表示７５が表示されている。ここで、観測ターゲットの方位及び水平線表示７５は、第１表示情報生成手段３５で生成された表示データであり、俯仰角データを数字ではなく水平線データとして表示することもできる。なお、第１表示情報生成手段３５から送信されて表示される方位表示や水性線表示はリアルタイムに表示され、図５（ｂ）から図５（ｃ）への移行時にもそれぞれの位置でのデータが表示される。
また、図５（ｃ）では、客船７１及びタンカー７２が観測エリア内に入っているので、この客船７１及びタンカー７２に関する、船首方向表示７６、及び船名や客船までの距離などの被観測物情報表示７７が表示されている。船首方向表示７６及び被観測物情報表示７７は、第２表示情報生成手段３７で生成された表示データである。なお、表示対象情報抽出手段３６において、近い距離にある被観測物に関するデータを優先して抽出して表示させてもよい。複数の被観測物が存在する場合には、全てを表示することも、いくつかを優先的に表示することもできる。また、遠い距離にある被観測物を優先し、又は選択的に切り替える手段を設けてもよい。なお、被観測物が輻輳して存在する場合には、観測ターゲットを含む被観測物に関する情報を、観測ターゲットの前後の所定の範囲で抽出して表示することにより、分かり易く表示できる。
【００２９】
図５（ｄ）では、タンカー７２が観測エリア内に入っているので、このタンカー７２に関する、船首方向表示７６、及び船名や客船までの距離などの被観測物情報表示７７が表示されている。船首方向表示７６及び被観測物情報表示７７は、第２表示情報生成手段３７で生成された表示データである。なお、図５（ｄ）では、観測ターゲットの方位が２５°に変更されるとともに、水平線表示７５も表示されている。ここで、観測ターゲットの方位及び水平線表示７５は、第１表示情報生成手段３５で生成された表示データである。
図５（ｅ）では、灯台７３が観測エリア内に入っているので、この灯台７３に関する、灯台位置表示７９、及び被観測物表示７８が表示されている。灯台位置表示７９及び被観測物情報表示７８は、第２表示情報生成手段３７で生成された表示データである。なお、図５（ｅ）では、観測ターゲットの方位が８５°に変更されるとともに、水平線表示７５も表示されている。ここで、観測ターゲットの方位及び水平線表示７５は、第１表示情報生成手段３５で生成された表示データである。
【００３０】
次に、図６を用いて他の実施形態による目視視認支援装置について説明する。
本実施形態による目視視認支援装置は、移動体として車両に用いた場合であり、図６は同目視視認支援装置を機能実現手段で表したブロック図である。なお、上記実施形態と同一機能手段については同一符号を付して説明を一部省略する。この場合、支援装置本体２０は、車両に搭載した例えば、中継器や光学機器５０のホルダーから構成される。
支援装置本体２０では、被観測物情報取得手段１１、基本位置情報取得手段１２、基本方位情報取得手段１３ａ、基本姿勢角情報取得手段１３ｂによってデータを継続的にリアルタイムで受け取る。ここで被観測物情報取得手段１１は、例えばＧＩＳレシーバ１からインターチェンジ、駐車場、サービスエリア、パーキングエリア、その他道の駅や建造物などの被観測物となるデータを取得する。被観測物としての建造物や地理情報は、緯度経度などの位置情報とともに高さや名前その他の情報が含まれている。被観測物情報取得手段１１では、ＧＩＳ情報以外に、又はＧＩＳ情報とともに、乗物情報や天文情報を用いることもできる。基本位置情報取得手段１２では、例えばＧＰＳレシーバ２から車両の現在位置データを取得する。基本方位情報取得手段１３ａでは、例えばジャイロコンパス３から車両の走行方向データを取得し、基本姿勢角情報取得手段１３ｂでは例えば３軸角度センサ４から車両の傾きによって生じる移動体姿勢角データを取得する。基本方位情報取得手段１３ａでは、ＧＰＳコンパスを用いることもできる。基本姿勢角情報取得手段１３ｂでは、姿勢ジャイロ(３軸)を用いることができる。
【００３１】
リセット手段５１ｂでは、光学機器５０の中継器又はホルダーからの離脱を検知すると基本方位記憶手段２７ａ、基本姿勢角記憶手段２７ｂ、及び基本位置記憶手段２５に信号を送り、基本方位記憶手段２７ａでは、離脱時点での中継器又はホルダーの方位データを記憶し、基本姿勢角記憶手段２７ｂでは離脱時点での中継器又はホルダーの姿勢角データを記憶し、基本位置記憶手段２５では離脱時点での中継器又はホルダーの位置データを記憶する。
リセット手段５１ａでは、離脱を検知すると機器方位検出手段５２ａ、機器姿勢角検出手段５２ｂ、及び機器位置検出手段５２ｃに信号を送り、機器方位検出手段５２ａ、機器姿勢角検出手段５２ｂ、及び機器位置検出手段５２ｃでは、それぞれ機器方位、機器姿勢角、機器位置の検出を開始する。機器方位検出手段５２ａでは、方位（Bearing・・・Ｙａｗ成分を基に演算）を例えば姿勢角センサ(３軸)を用いて検出し、機器姿勢角検出手段５２ｂでは、Ｐｉｔｃｈ成分とＲｏｌｌ成分を例えば姿勢角センサ(３軸)を用いて検出し、機器位置検出手段５２ｃでは、機器位置を例えば姿勢角センサ(３軸)とタイマー（計時手段）を用いて検出し、それぞれ離脱時の検出データを基準位置とした、機器方位、機器姿勢角、及び機器位置の変位データを検出する。なお、姿勢角センサは、１軸あるいは２軸タイプの姿勢角センサを組み合わせて使用することもできる。ここで、機器方位検出手段５２ａ、機器姿勢角検出手段５２ｂ、及び機器位置検出手段５２ｃは光学機器５０に備え付けられたものであり、機器方位検出手段５２ａ、機器姿勢角検出手段５２ｂ、及び機器位置検出手段５２ｃでは光学機器５０自体の機器方位、機器姿勢角、及び機器位置を検出する。なお、機器方位検出手段５２ａには加速度センサとミニジャイロセンサを用い、機器姿勢角検出手段５２ｂには傾斜センサを用い、機器位置検出手段５２ｃにはＧＰＳや超音波センサを用いてもよい。
本実施形態による支援装置本体２０は、車両に設置されて用いられる。
なお、移動体としては、車両の他に航空機に用いることもできる。また、支援装置本体２０をキャリーバックとして人とともに移動可能なものとしてもよい。
【００３２】
次に、図７を用いて他の実施形態による目視視認支援装置について説明する。
本実施形態による目視視認支援装置は、移動体として人が持ち運ぶ場合であり、図７は同目視視認支援装置を機能実現手段で表したブロック図である。なお、上記実施形態と同一機能手段については同一符号を付して説明を一部省略する。
支援機能部２０では、被観測物情報取得手段１１、基本位置情報取得手段１２、基本方位情報取得手段１３ａ、基本姿勢角情報取得手段１３ｂによってデータを継続的にリアルタイムで受け取る。ここで被観測物情報取得手段１１は、例えばＧＩＳレシーバ１から観光スポット、店、山、その他建造物などの被観測物となるデータを取得する。被観測物としての建造物や地理情報は、緯度経度などの位置情報とともに高さや名前その他の情報が含まれている。被観測物情報取得手段１１では、ＧＩＳ情報以外に、又はＧＩＳ情報とともに、乗物情報や天文情報を用いることもできる。基本位置情報取得手段１２では、例えばＧＰＳレシーバ２から人の現在位置データを取得する。基本方位情報取得手段１３ａでは、例えばジャイロコンパス３から人の進行方向データを取得し、基本姿勢角情報取得手段１３ｂでは例えば３軸角度センサ４から人の傾きによって生じる移動体姿勢角データを取得する。基本方位情報取得手段１３ａでは、磁気コンパスやＧＰＳコンパスを用いることもできる。基本姿勢角情報取得手段１３ｂでは、傾斜センサを用いることができる。
【００３３】
リセット手段５１ｂでは、人為的操作によってスイッチが押されたことを検知し、又は所定時間の経過を検知すると基本方位記憶手段２７ａ、基本姿勢角記憶手段２７ｂ、及び基本位置記憶手段２５に信号を送り、基本方位記憶手段２７ａでは、検知時点をリセット時として支援機能部２０又は光学機器５０の方位データを記憶し、基本姿勢角記憶手段２７ｂではリセット時点での支援機能部２０又は光学機器５０姿勢角データを記憶し、基本位置記憶手段２５ではリセット時点での支援機能部２０又は光学機器５０の位置データを記憶する。
リセット手段５１ａでは、離脱を検知すると機器方位検出手段５２ａ、機器姿勢角検出手段５２ｂ、及び機器位置検出手段５２ｃに信号を送り、機器方位検出手段５２ａ、機器姿勢角検出手段５２ｂ、及び機器位置検出手段５２ｃでは、それぞれ機器方位、機器姿勢角、機器位置の検出を開始する。機器方位検出手段５２ａでは、方位（Bearing・・・Ｙａｗ成分を基に演算）を例えば姿勢角センサ(３軸)を用いて検出し、機器姿勢角検出手段５２ｂでは、Ｐｉｔｃｈ成分とＲｏｌｌ成分を例えば姿勢角センサ(３軸)を用いて検出し、機器位置検出手段５２ｃでは、機器位置を例えば姿勢角センサ(３軸)とタイマー（計時手段）を用いて検出し、それぞれ離脱時の検出データを基準位置とした、機器方位、機器姿勢角、及び機器位置の変位データを検出する。なお、姿勢角センサは、１軸あるいは２軸タイプの姿勢角センサを組み合わせて使用することもできる。ここで、機器方位検出手段５２ａ、機器姿勢角検出手段５２ｂ、及び機器位置検出手段５２ｃは光学機器５０に備え付けられたものであり、機器方位検出手段５２ａ、機器姿勢角検出手段５２ｂ、及び機器位置検出手段５２ｃでは光学機器５０自体の機器方位、機器姿勢角、及び機器位置を検出する。なお、機器方位検出手段５２ａには加速度センサとミニジャイロセンサを用い、機器位置検出手段５２ｃには超音波センサを用いてもよい。
本実施形態による支援機能部２０は、光学機器５０に一体に設けられて用いられる。
【００３４】
これらの本実施形態は、周囲環境を観測する光学機器５０と、光学機器５０の機器方位を検出する機器方位検出手段５２ａと、機器方位をリセットするリセット手段５１ａ、あるいはリセット手段５１ａとリセット手段５１ｂによるリセット時における、光学機器５０の基本方位情報を取得する基本方位情報取得手段１３ａと、機器方位と基本方位情報に基づいて光学機器５０の観測ターゲットの方位を演算する方位演算手段３３ａと、少なくとも演算された方位を出力する出力手段３３ｄとを備え、方位の演算に用いる機器方位が、リセット手段５１ａによるリセット後に検出した機器方位であることを基本としている。従って、ダイナミックな変化時の応答や整定に適した機器方位検出手段５２ａと、正確な基本情報を得ることができる基本方位情報取得手段１３ａとを備えているため、移動体などの移動する周囲環境を観測する場合や装置本体が移動体で使用される場合には、機器方位検出手段５２ａによって対応することができ、一方で機器方位検出手段５２ａの検出の継続による累積誤差に対しては、基本方位情報を用いてリセット時からの機器方位を演算するために、例えば光学機器５０を手に持った時点からの方位を算出することができ、光学機器５０が観測ターゲットとする方位を、ダイナミックな変化に追随して出力できるとともに累積による誤差の影響なく把握できる。
【００３５】
また、光学機器５０の機器姿勢角を検出する機器姿勢角検出手段５２ｂをさらに備え、出力手段３３ｄで光学機器５０の観測ターゲットに対する機器姿勢角に基づいた出力をするときは、光学機器５０が観測ターゲットとする方位だけでなく、機器姿勢角についても、ダイナミックな変化に追随して出力できるとともに累積による誤差の影響もなく把握できる。
また、光学機器５０の機器位置を検出する機器位置検出手段５２ｃをさらに備え、出力手段３３ｄで光学機器５０の機器位置に基づいた出力をするときは、機器位置の変更にも対応できる。
また、観測ターゲットを含む観測エリアの被観測物に関する情報を取得する被観測物情報取得手段１１と、被観測物情報取得手段１１で取得された被観測物の位置情報、出力手段３３ｄによる機器位置に基づいた出力、及び方位演算手段３３ａで演算された方位から被観測物に関するデータを表示対象として抽出する表示対象情報抽出手段３６とをさらに備えたときは、光学機器５０での観測エリアに存在する被観測物に関するデータを表示対象として特定することができる。
【００３６】
また、出力手段３３ｄの出力情報を表示する映写手段５４をさらに備えたときは、周囲環境を観察する場合に、この周囲環境を視認しつつ、観測エリアの方位や俯仰角、又は被観測物に関するデータを同時に視認することができる。
また、映写手段５４で被観測物に関する情報を表示する場合には、観測エリア内に被観測物が存在する場合にはこの被観測物に関するデータも視認することができる。
また、映写手段５４で、観測ターゲットを含む被観測物に関する情報を所定の範囲に表示する場合に、被観測物に関する情報を所定の範囲で表示することで観測における視認性を高めることができる。特に、被観測物が輻輳して存在する場合には、観測ターゲットを含む被観測物に関する情報を、観測ターゲットの前後の所定の範囲で抽出して表示することにより、分かり易く表示できる。
また、映写手段５４の表示を固定的に取り込む固定取込手段５９をさらに備えたときは、被観測物に関するデータを、更新することなく固定させて表示を維持、記憶することで、光学機器５０を観測ターゲットに維持しなくても、データ内容を再確認できる。
【００３７】
また、リセット手段５１ａを、光学機器５０に設けたときは、光学機器５０でリセット操作を行うことができ、操作が容易になる。
また、リセット手段５１ｂを、光学機器５０を保持する基台８に設けたときは、基台８でリセット操作を行うことができ、光学機器の離脱、保持操作に応じてリセットを行うことが可能となる。
また、基台８から光学機器５０に電力及び／又は情報を伝えるときは、光学機器５０に搭載する機能を最小限とすることができ、光学機器５０の小型化や軽量化を図ることができる。
また、機器方位記憶手段３２ａをさらに備え、機器方位記憶手段３２ａでは、機器方位検出手段５２ａで検出される光学機器５０の基台８からの離脱時をリセット時として光学機器５０の方位の変位データを記憶し、方位演算手段３３ａでは、光学機器５０の基台８からの離脱時をリセット時として基台８の方位データを基準にして方位を演算するときは、光学機器５０を基台８に保持している状態までの基台８の方位データと、光学機器５０を基台８から離脱した時点からの変位データとを用いることで、精度の高い各種の検出器を光学機器５０自体に搭載しなくても正確に観測ターゲットを把握することができる。
【００３８】
また、光学機器５０が、船舶１０に搭載されて周囲環境の観測に用いられる双眼鏡であるときは、船舶１０における操船時や航行時の監視負担を軽減でき、特に夜間や濃霧における安全性を向上させることができる。
また、光学機器５０に、方位を無線で送信する機器側送信手段５３をさらに備えたときは、光学機器５０のデータを無線で送信する構成とすることで、方位の演算を光学機器５０とは別の装置で行うことが可能となり、光学機器５０に搭載する機能を軽減でき、光学機器５０の小型軽量化を図ることができる。
また、機器方位検出手段５２a又は機器姿勢角検出手段５２ｂとして姿勢角センサを用いたときは、姿勢角センサを用いて機器姿勢角を検出することで機器姿勢角を容易に直接検出することができ、機器方位検出機能と機器姿勢角検出機能を兼ねることも可能となる。
また、光学機器５０が観測ターゲットを含む観測エリアにある周囲環境を撮像する撮像手段５６と、撮像手段５６で撮像した撮像データを出力手段３３ｄの出力とともに記憶する映像データ記憶手段４０をさらに備えたときは、観測エリアの映像とともに表示データを記憶させることで、光学機器５０以外の表示手段９で表示させることができるとともに、記憶させたデータを再び表示させて確認することもできる。
また、光学機器５０は少なくとも基台８に保持された状態では移動体に搭載されているが、離脱後は、移動体上で使用されても移動体を外れた状態で使用されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、特に手に持って観測する光学機器においても観測ターゲットとする方位を把握でき、光学機器での観測エリアに存在する被観測物に関するデータを表示させることができ、船舶、航空機、車両などの移動体に搭載されて周囲環境を観測する目視視認支援装置に適している。
【符号の説明】
【００４０】
８ 基台
９ 表示器
１０ 船舶
２０ 支援装置本体
２１ 被観測物情報記憶手段
２２ 基本位置演算手段
２３ 基本方位演算手段
２４ 基本姿勢角演算手段
２５ 基本位置記憶手段
２６ 被観測物演算手段
２７ａ 基本方位記憶手段
２７ｂ 基本姿勢角記憶手段
３１ 本体側受信手段
３２ａ 機器方位記憶手段
３２ｂ 機器姿勢角記憶手段
３２ｃ 機器位置記憶手段
３３ａ 方位演算手段
３３ｂ 姿勢角演算手段
３３ｃ 位置演算手段
３３ｄ 出力手段
３４ 観測エリア演算手段
３５ 第１表示情報生成手段
３６ 表示対象情報抽出手段
３７ 第２表示情報生成手段
３８ 本体側送信手段
４０ 映像データ記憶手段
５１ａ リセット手段
５１ｂ リセット手段
５２ａ 機器方位検出手段
５２ｂ 機器姿勢角検出手段
５２ｃ 機器位置検出手段
５３ 機器側送信機
５４ 映写手段
５５ 機器側受信手段
５６ 撮像手段
５７ 撮像信号出力手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶、航空機、車両などの移動体に搭載されて周囲環境を観測する光学機器を用いた目視視認支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回動可能に設置された望遠鏡において、閲覧している風景に重ね合わせて対象物の情報を表示する方法が提案されている（特許文献１）。特許文献１に記載の方法によれば、例えば望遠鏡で閲覧中の牧場やホテルの名前などが映し出される。また、船舶におけるレーダー映像表示画面に、レーダーからの映像とともに監視カメラの方位を示す方位線や監視艇の針路を示す針路線を重畳表示する装置が提案されている（特許文献２）。
特許文献１，２で提案されているように、複数の情報を重畳表示させることで利用者にとっては情報を把握しやすい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１７５７１２号公報
【特許文献２】特開２００１−２６４４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、例えば手に持って観測する光学機器のように固定されていない場合には、特許文献１で提案されているような対象物情報を重畳するためには、光学機器に情報提供システムや各種の検出器を搭載しなければならなくなり、光学機器が大型化し、操作性が低下するという問題がある。また、特許文献1では、あらかじめ蓄積したデータによる情報提供システムであるために、移動体のようにダイナミックに変化する周囲環境を観測することはできない。
【０００５】
そこで本発明は、例えば手に持って観測する光学機器においても固定されている場合と同様に、観測ターゲットとする方位を、ダイナミックな変化に追随して出力できるとともに累積による誤差の影響もなく把握できる目視視認支援装置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】
【０００６】
請求項１記載に対応した目視視認支援装置においては、周囲環境を観測する光学機器と、光学機器の機器方位を検出する機器方位検出手段と、機器方位をリセットするリセット手段と、リセット手段によるリセット時における、光学機器の基本方位情報を取得する基本方位情報取得手段と、機器方位と基本方位情報に基づいて光学機器の観測ターゲットの方位を演算する方位演算手段と、少なくとも演算された方位を出力する出力手段とを備え、方位の演算に用いる機器方位が、リセット手段によるリセット後に検出した機器方位であることを特徴とする。請求項１に記載の本発明によれば、ダイナミックな変化時の応答や整定に適した機器方位検出手段と、正確な基本情報を得ることができる基本方位情報取得手段とを備えているため、移動体などの移動する周囲環境を観測する場合や装置本体が移動体で使用される場合には、機器方位検出手段によって対応することができ、一方で機器方位検出手段の検出の継続による累積誤差に対しては、基本方位情報を用いてリセット時からの機器方位を演算するために、例えば光学機器を手に持った時点からの方位を算出することができるため、光学機器が観測ターゲットとする方位を、ダイナミックな変化に追随して出力できるとともに累積による誤差の影響もなく把握できる。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の目視視認支援装置において、光学機器の機器姿勢角を検出する機器姿勢角検出手段をさらに備え、出力手段では光学機器の観測ターゲットに対する機器姿勢角に基づいた出力をすることを特徴とする。請求項２に記載の本発明によれば、光学機器が観測ターゲットとする方位だけでなく、機器姿勢角についても、ダイナミックな変化に追随して出力できるとともに累積による誤差の影響もなく把握できる。
請求項３記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載の目視視認支援装置において、光学機器の機器位置を検出する機器位置検出手段をさらに備え、出力手段では光学機器の機器位置に基づいた出力をすることを特徴とする。請求項３に記載の本発明によれば、機器位置の変更にも対応できる。
請求項４記載の本発明は、請求項３に記載の目視視認支援装置において、観測ターゲットを含む観測エリアの被観測物に関する情報を取得する被観測物情報取得手段と、被観測物情報取得手段で取得された被観測物の位置情報、出力手段による機器位置に基づいた出力、及び方位演算手段で演算した方位から被観測物に関するデータを表示対象として抽出する表示対象情報抽出手段とをさらに備えたことを特徴とする。請求項４に記載の本発明によれば、光学機器での観測エリアに存在する被観測物に関するデータを表示対象として特定することができる。
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項４に記載の目視視認支援装置において、出力手段の出力情報を表示する映写手段をさらに備えたことを特徴とする。請求項５に記載の本発明によれば、周囲環境を観察する場合に、この周囲環境を視認しつつ、観測エリアの方位や俯仰角、又は被観測物に関するデータを同時に視認することができる。
請求項６記載の本発明は、請求項５に記載の目視視認支援装置において、映写手段では、被観測物に関する情報を表示することを特徴とする。請求項６に記載の本発明によれば、観測エリア内に被観測物が存在する場合にはこの被観測物に関するデータも視認することができる。
請求項７記載の本発明は、請求項５又は請求項６に記載の目視視認支援装置において、映写手段では、観測ターゲットを含む被観測物に関する情報を所定の範囲で表示することを特徴とする。請求項７に記載の本発明によれば、被観測物に関する情報を所定の範囲で表示することで観測における視認性を高めることができる。
請求項８記載の本発明は、請求項５から請求項７のいずれかに記載の目視視認支援装置において、映写手段の表示を固定的に取り込む固定取込手段をさらに備えたことを特徴とする。請求項８に記載の本発明によれば、被観測物に関するデータを、更新することなく固定させて表示を維持、記憶することで、光学機器を観測ターゲットに維持しなくても、データ内容を再確認できる。
請求項９記載の本発明は、請求項１から請求項８のいずれかに記載の目視視認支援装置において、リセット手段を、光学機器に設けたことを特徴とする。請求項９に記載の本発明によれば、光学機器でリセット操作を行うことができる。
請求項１０記載の本発明は、請求項１から請求項８のいずれかに記載の目視視認支援装置において、リセット手段を、光学機器を保持する基台に設けたことを特徴とする。請求項１０に記載の本発明によれば、基台でリセット操作を行うことができる。
請求項１１記載の本発明は、請求項１０に記載の目視視認支援装置において、基台から光学機器に電力及び／又は情報を伝えることを特徴とする。請求項１１に記載の本発明によれば、光学機器に搭載する機能を最小限とすることができ、光学機器の小型化や軽量化を図ることができる。
請求項１２記載の本発明は、請求項１０又は請求項１１に記載の目視視認支援装置において、機器方位記憶手段をさらに備え、機器方位記憶手段では、機器方位検出手段で検出される光学機器の基台からの離脱時をリセット時として光学機器の方位の変位データを記憶し、方位演算手段では、光学機器の基台からの離脱時をリセット時として基台の方位データを基準にして方位を演算することを特徴とする。請求項１２に記載の本発明によれば、光学機器を基台に保持している状態までの基台の方位データと、光学機器を基台から離脱した時点からの変位データとを用いることで、精度の高い各種の検出器を光学機器自体に搭載しなくても正確に観測ターゲットを把握することができる。
請求項１３記載の本発明は、請求項１から請求項１２のいずれかに記載の目視視認支援装置において、光学機器が、船舶に搭載されて周囲環境の観測に用いられる双眼鏡であることを特徴とする。請求項１３に記載の本発明によれば、船舶における操船時や航行時の監視負担を軽減でき、特に夜間や濃霧における安全性を向上させることができる。
請求項１４記載の本発明は、請求項１から請求項１３のいずれかに記載の目視視認支援装置において、光学機器に、方位を無線で送信する機器側送信手段をさらに備えたことを特徴とする。請求項１４に記載の本発明によれば、光学機器のデータを無線で送信する構成とすることで、方位の演算を光学機器とは別の装置で行うことが可能となり、光学機器に搭載する機能を軽減でき、光学機器の小型軽量化を図ることができる。
請求項１５記載の本発明は、請求項１から請求項１４に記載の目視視認支援装置において、機器方位検出手段又は機器姿勢角検出手段として姿勢角センサを用いたことを特徴とする。請求項１５に記載の本発明によれば、姿勢角センサを用いて機器姿勢角を検出することで機器姿勢角を容易に直接検出することができる。
請求項１６記載の本発明は、請求項１から請求項１５のいずれかに記載の目視視認支援装置において、光学機器が観測ターゲットを含む観測エリアにある周囲環境を撮像する撮像手段と、撮像手段で撮像した撮像データを出力手段の出力とともに記憶する映像データ記憶手段をさらに備えたことを特徴とする。請求項１６に記載の本発明によれば、観測エリアの映像とともに表示データを記憶させることで、光学機器以外の表示手段で表示させることができるとともに、記憶させたデータを再び表示させて確認することもできる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ダイナミックな変化時の応答や整定に適した機器方位検出手段と、正確な基本情報を得ることができる基本方位情報取得手段とを備えているため、移動体などの移動する周囲環境を観測する場合や装置本体が移動体で使用される場合には、機器方位検出手段によって対応することができ、一方で機器方位検出手段の検出の継続による累積誤差に対しては、基本方位情報を用いてリセット時からの機器方位を演算するために、例えば光学機器を手に持った時点からの方位を算出することができるため、光学機器が観測ターゲットとする方位を、ダイナミックな変化に追随して出力できるとともに累積による誤差の影響もなく把握できる。
なお、光学機器の機器姿勢角を検出する機器姿勢角検出手段をさらに備え、出力手段で光学機器の観測ターゲットに対する機器姿勢角に基づいた出力をするときは、光学機器が観測ターゲットとする方位だけでなく、機器姿勢角についても、ダイナミックな変化に追随して出力できるとともに累積による誤差の影響もなく把握できる。
また、光学機器の機器位置を検出する機器位置検出手段をさらに備え、出力手段で光学機器の機器位置に基づいた出力をするときは、機器位置の変更にも対応できる。
また、観測ターゲットを含む観測エリアの被観測物に関する情報を取得する被観測物情報取得手段と、被観測物情報取得手段で取得された被観測物の位置情報、出力手段による機器位置に基づいた出力、及び方位演算手段で演算した方位から被観測物に関するデータを表示対象として抽出する表示対象情報抽出手段とをさらに備えたときは、光学機器での観測エリアに存在する被観測物に関するデータを表示対象として特定することができる。
また、出力手段の出力情報を表示する映写手段をさらに備えたときは、周囲環境を観察する場合に、この周囲環境を視認しつつ、観測エリアの方位や俯仰角、又は被観測物に関するデータを同時に視認することができる。
また、映写手段で被観測物に関する情報を表示する場合には、観測エリア内に被観測物が存在する場合にはこの被観測物に関するデータも視認することができる。
また、映写手段で、観測ターゲットを含む被観測物に関する情報を所定の範囲で表示する場合に、被観測物に関する情報を所定の範囲で表示することで観測における視認性を高めることができる。
また、映写手段の表示を固定的に取り込む固定取込手段をさらに備えたときは、被観測物に関するデータを、更新することなく固定させて表示を維持、記憶することで、光学機器を観測ターゲットに維持しなくても、データ内容を再確認できる。
また、リセット手段を、光学機器に設けたときは、光学機器でリセット操作を行うことができ、操作が容易になる。
また、リセット手段を、光学機器を保持する基台に設けたときは、基台でリセット操作を行うことができ、光学機器の離脱、保持操作に応じてリセットを行うことが可能となる。
また、基台から光学機器に電力及び／又は情報を伝えるときは、光学機器に搭載する機能を最小限とすることができ、光学機器の小型化や軽量化を図ることができる。
また、機器方位記憶手段をさらに備え、機器方位記憶手段では、機器方位検出手段で検出される光学機器の基台からの離脱時をリセット時として光学機器の方位の変位データを記憶し、方位演算手段では、光学機器の基台からの離脱時をリセット時として基台の方位データを基準にして方位を演算するときは、光学機器を基台に保持している状態までの基台の方位データと、光学機器を基台から離脱した時点からの変位データとを用いることで、精度の高い各種の検出器を光学機器自体に搭載しなくても正確に観測ターゲットを把握することができる。
また、光学機器が、船舶に搭載されて周囲環境の観測に用いられる双眼鏡であるときは、船舶における操船時や航行時の監視負担を軽減でき、特に夜間や濃霧における安全性を向上させることができる。
また、光学機器に、方位を無線で送信する機器側送信手段をさらに備えたときは、光学機器のデータを無線で送信する構成とすることで、方位の演算を光学機器とは別の装置で行うことが可能となり、光学機器に搭載する機能を軽減でき、光学機器の小型軽量化を図ることができる。
また、機器方位検出手段又は機器姿勢角検出手段として姿勢角センサを用いたときは、姿勢角センサを用いて機器姿勢角を検出することで機器姿勢角を容易に直接検出することができ、機器方位検出機能と機器姿勢角検出機能を兼ねることも可能となる。
また、光学機器が観測ターゲットを含む観測エリアにある周囲環境を撮像する撮像手段と、撮像手段で撮像した撮像データを出力手段の出力とともに記憶する映像データ記憶手段をさらに備えたときは、観測エリアの映像とともに表示データを記憶させることで、光学機器以外の表示手段で表示させることができるとともに、記憶させたデータを再び表示させて確認することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態による目視視認支援装置を搭載する船舶の側面図
【図２】同目視視認支援装置を示す機器構成図
【図３】同目視視認支援装置を機能実現手段で表したブロック図
【図４】同目視視認支援装置に用いる光学機器の要部概念図
【図５】同目視視認支援装置での表示状態を示す説明図
【図６】本発明の他の実施形態による目視視認支援装置を機能実現手段で表したブロック図
【図７】本発明の更に他の実施形態による目視視認支援装置を機能実現手段で表したブロック図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の目視視認支援装置の一実施形態について説明する。
図１は本実施形態による目視視認支援装置を搭載する船舶の側面図、図２は同目視視認装置を示す機器構成図、図３は同目視視認支援装置を機能実現手段で表したブロック図、図４は同目視視認支援装置に用いる光学機器の要部概念図、図５は同目視視認支援装置での表示状態を示す説明図である。
【００１０】
図１及び図２に示すように、本実施形態では移動体として船舶１０に用いた場合であり、目視視認支援装置は船橋６にて用いられる。
船舶１０には、ＡＩＳ（船舶自動識別装置）レシーバ１、ＧＰＳレシーバ２、ジャイロコンパス３、船体姿勢角検出手段としての３軸角度センサ（姿勢角センサ）４、レーダー装置５を備えている。ＡＩＳレシーバ１では、船舶の船名、船種、識別番号、位置、針路、速度、航行状態、安全情報などの、被観測物となる他船データを取得することができる。ＧＰＳレシーバ２では、自船に関する現在位置データを取得することができる。またジャイロコンパス３では自船の針路データを取得することができる。３軸角度センサ４は、自船の揺れによって生じるヨーイング、ローリング、ピッチングの姿勢角データを検出することができる。レーダー装置５では、自船から一定範囲に存在する被観測物について、自船から見た方位データと自船からの距離データを取得することができ、他船の方位、他船までの距離、再接近距離、再接近までの所要時間を主として判断できる。他船の針路、他船の速度情報は、レーダー装置５で取得する情報をプロティングすることでも得ることができる。また、ＡＲＰＡ（自動衝突予防支援装置）情報として自動処理した情報としても得ることができる。ＡＲＰＡ情報には、被観測物となる他船の方位、他船までの距離、他船の針路、速度、予測される最接近距離、最接近までの所用時間などが含まれる。ＡＩＳレシーバ１では、船名など静的な情報は６分毎、動的な情報は航走状態により２〜１２秒間隔といったように間欠的に情報更新がされるが、ＡＩＳレシーバ１で得られる完結的な情報を一旦記憶させておいて利用することもできる。
また、船橋６には、レピーターコンパス７などの各種計測表示機器とともに支援装置本体２０と光学機器５０が設けられている。光学機器５０は、本実施形態では双眼鏡であるが、望遠鏡やカメラなどの撮像機器であってもよい。光学機器５０は基台８に保持されており、観測時には基台８から離脱して用いる。なお、支援装置本体２０には、表示器９を備えている。
【００１１】
次に、図３を用いて同目視視認支援装置の機能実現手段について説明する。
図３では、支援装置本体２０と光学機器５０とを示している。
支援装置本体２０では、被観測物情報取得手段１１、基本位置情報取得手段１２、基本方位情報取得手段１３ａ、基本姿勢角情報取得手段１３ｂによってデータを継続的にリアルタイムで受け取る。ここで被観測物情報取得手段１１は、例えばＡＩＳレシーバ１から、船舶の船名、船種、識別番号、位置、針路、速度、航行状態、安全情報などの、被観測物となる他船データを取得する。被観測物情報取得手段１１では、ＡＩＳ情報以外に、又はＡＩＳ情報とともに、ＡＲＰＡ情報、レーダー情報、ＧＩＳ情報（ＥＮＣ（電子海図）情報）、潮汐情報、天文情報を取得することもできる。基本位置情報取得手段１２では、例えばＧＰＳレシーバ２から、自船に関する現在位置データを取得する。基本方位情報取得手段１３ａでは、例えばジャイロコンパス３から自船の針路データを取得し、基本姿勢角情報取得手段１３ｂでは例えば３軸角度センサ４から自船の揺れによって生じる船体姿勢角データを取得する。基本方位情報取得手段１３ａでは、ＧＰＳコンパスを用いることもできる。基本姿勢角情報取得手段１３ｂでは、姿勢ジャイロ(３軸)を用いることで方位と姿勢角を得ることができる。
【００１２】
被観測物情報取得手段１１からの被観測物となる他船データは、被観測物情報記憶手段２１に記憶される。なお、被観測物情報記憶手段２１は、船舶１０側の設備として設けてもよい。
基本位置情報取得手段１２からの自船に関する現在位置データは、基本位置演算手段２２において用いられ、光学機器５０を保持する基台８の位置データを演算する。なお、自船の現在位置データを基台８の位置データとして用いることができる場合には、基本位置演算手段２２での演算処理を要しない。基本方位情報取得手段１３ａからの針路データは、基本方位演算手段２３において用いられ、基台８の方位、すなわち光学機器５０の保持状態における基準方位を演算する。なお、針路データを基台８の方位として用いることができる場合には、基本方位演算手段２３での演算処理を要しない。基本姿勢角情報取得手段１３ｂからの姿勢角データは、基本姿勢角演算手段２４において用いられ、基台８の姿勢角、すなわち光学機器５０の保持状態における基準姿勢角を演算する。なお、姿勢角データを基台８の姿勢角として用いることができる場合には、基本姿勢角演算手段２４での演算処理を要しない。
基本位置演算手段２２で得た基本位置データは、基本位置記憶手段２５に記憶される。
【００１３】
被観測物演算手段２６では、出力手段３３ｄからのデータを元に、被観測物情報記憶手段２１に記憶された被観測物に関し、被観測物までの距離、方位、俯仰角に関する新たなデータを算出する。
すなわち、被観測物について、光学機器５０からの方位、距離、俯仰角を算出する。なお、被観測物までの距離と方位に関するデータは、レーダー装置５で得られる情報を基にしてもよく、被観測物演算手段２６の代わりに被観測物情報取得手段１１にて得ることもできる。そして被観測物に関しての基本位置からの方位データ、距離データ、及び俯仰角データは被観測物情報記憶手段２１に追加データとして記憶される。なお、被観測物演算手段２６にて算出された結果で、基本位置からの距離が所定範囲外にある被観測物に関しては、光学機器５０での観測対象とならないため、基本位置からの方位データと距離データを追加する代わりに、被観測物情報記憶手段２１から削除処理を行ってもよい。
【００１４】
基本方位演算手段２３で得た基本方位データは、基本方位記憶手段２７ａに記憶され、基本姿勢角演算手段２４で得た基本姿勢角データは、基本姿勢角記憶手段２７ｂに記憶される。なお、基本方位演算手段２３で得た基本方位データと、基本姿勢角演算手段２４で得た基本姿勢角データとを、基本方位記憶手段２７ａ、基本姿勢角記憶手段２７ｂにて記憶させることなく、方位演算手段３３ａ、姿勢角演算手段３３ｂで演算してその結果を記憶させてもよい。
【００１５】
支援装置本体２０にはリセット手段５１ｂを、光学機器５０にはリセット手段５１ａを備えており、リセット手段５１ａ、５１ｂは、例えばスイッチで構成されており、光学機器５０の基台８からの離脱を検知する。なお、本実施例では、リセット手段５１ａ、５１ｂは、光学機器５０の基台８からの離脱を検知するものとして説明したが、光学機器５０の機器方位、機器姿勢角、及び機器位置をリセットする機能を有すればよい。リセット手段５１ｂは基台８に設けている。
【００１６】
リセット手段５１ｂでは、離脱を検知すると基本方位記憶手段２７ａ、基本姿勢角記憶手段２７ｂ、及び基本位置記憶手段２５に信号を送り、基本方位記憶手段２７ａでは、離脱時点での基台８の方位データを記憶し、基本姿勢角記憶手段２７ｂでは離脱時点での基台８の姿勢角データを記憶し、基本位置記憶手段２５では離脱時点での基台８の位置データを記憶する。
リセット手段５１ａでは、離脱を検知すると機器方位検出手段５２ａ、機器姿勢角検出手段５２ｂ、及び機器位置検出手段５２ｃに信号を送り、機器方位検出手段５２ａ、機器姿勢角検出手段５２ｂ、及び機器位置検出手段５２ｃでは、それぞれ機器方位、機器姿勢角、機器位置の検出を開始する。機器方位検出手段５２ａでは、方位（Bearing・・・Ｙａｗ成分を基に演算）を例えば姿勢角センサ(３軸)を用いて検出し、機器姿勢角検出手段５２ｂでは、Ｐｉｔｃｈ成分とＲｏｌｌ成分を例えば姿勢角センサ(３軸)を用いて検出し、機器位置検出手段５２ｃでは、機器位置を例えば姿勢角センサ(３軸)とタイマー（計時手段）を用いて検出し、それぞれ離脱時の検出データを基準位置とした、機器方位、機器姿勢角、及び機器位置の変位データを検出する。なお、姿勢角センサは、１軸あるいは２軸タイプの姿勢角センサを組み合わせて使用することもできる。ここで、機器方位検出手段５２ａ、機器姿勢角検出手段５２ｂ、及び機器位置検出手段５２ｃは光学機器５０に備え付けられたものであり、機器方位検出手段５２ａ、機器姿勢角検出手段５２ｂ、及び機器位置検出手段５２ｃでは光学機器５０自体の機器方位、機器姿勢角、及び機器位置を検出する。なお、機器方位検出手段５２ａには加速度センサとミニジャイロセンサを用い、機器姿勢角検出手段５２ｂには傾斜センサを用い、機器位置検出手段５２ｃにはＧＰＳや超音波センサを用いてもよい。
【００１７】
機器方位検出手段５２ａ、機器姿勢角検出手段５２ｂ、及び機器位置検出手段５２ｃで検出されるデータは、機器側送信手段５３から継続的にリアルタイムで本体側受信手段３１に送信される。機器側送信手段５３と本体側受信手段３１とは有線によるデータ送信でもよいが、無線によるデータ送信が好ましい。
本体側受信手段３１で受信する機器方位データは機器方位記憶手段３２ａに記憶され、本体側受信手段３１で受信する機器姿勢角データは機器姿勢角記憶手段３２ｂに記憶され、本体側受信手段３１で受信する機器位置データは機器位置記憶手段３２ｃに記憶される。
【００１８】
方位演算手段３３ａでは、基本方位記憶手段２７ａに記憶された離脱時における基本方位データと、機器方位記憶手段３２ａに記憶された機器方位データとから、光学機器５０が観測ターゲットとする方位を算出する。すなわち、方位演算手段３３ａでは、離脱時における基本方位データを基準にして、機器方位データを用いてその後の光学機器５０の方位を演算する。
姿勢角演算手段３３ｂでは、基本姿勢角記憶手段２７ｂに記憶された離脱時における基本姿勢角データと、機器姿勢角記憶手段３２ｂに記憶された機器姿勢角データとから、光学機器５０が観測ターゲットとする俯仰角を算出する。すなわち、姿勢角演算手段３３ｂでは、離脱時における基本姿勢角データを基準にして、機器姿勢角データを用いてその後の光学機器５０の機器姿勢角を演算する。
位置演算手段３３ｃでは、基本位置記憶手段２５に記憶された離脱時における基本位置データと、機器位置記憶手段３２ｃに記憶された機器位置データとから、光学機器５０の位置を算出する。すなわち、位置演算手段３３ｃでは、離脱時における基本位置データを基準にして、機器位置データを用いてその後の光学機器５０の位置を演算する。
【００１９】
方位演算手段３３ａ、姿勢角演算手段３３ｂ、及び位置演算手段３３ｃで演算されたデータは、出力手段３３ｄから継続的にリアルタイムで被観測物演算手段２６及び観測エリア演算手段３４に出力される。
観測エリア演算手段３４では、出力手段３３ｄから出力されるデータを用いて観測エリアを算出する。すなわち、観測エリア演算手段３４では、現在位置を基準にした光学機器５０での観測エリアの中心の方位と俯仰角を算出し、光学機器５０における視野角に応じて範囲が決定される。光学機器５０において倍率変更が可能な場合には、それぞれの倍率に応じた視野角があらかじめ設定されている。
【００２０】
第１表示情報生成手段３５では、観測エリア演算手段３４によって得られる方位データ又は俯仰角データを表示データとして生成する。また、必要に応じて位置データを表示データとして生成することもできる。
表示対象情報抽出手段３６では、観測エリアに対応する被観測物に関するデータを抽出する。
すなわち、観測エリア演算手段３４で算出された観測エリアを特定する方位範囲データ及び俯仰角範囲データを用いて、観測エリア内に相当する被観測情報記憶手段２１に記憶された方位データ、距離データや船名、識別番号などの被観測物に関する情報を取り込む。
なお、ここで抽出される被観測物が複数存在する場合、全てを抽出してもよいが、基台８に近い距離にある被観測物に関するデータを優先して抽出することも有効である。
また、観測ターゲットを含む被観測物に関する情報を、観測ターゲットの前後の所定の範囲で抽出し、被観測物が輻輳して存在する場合に分かり易い表示に繋げることも有効である。
第２表示情報生成手段３７では、表示対象情報抽出手段３６で抽出された被観測物に関するデータを表示データとして生成する。
観測エリアを算出に当たって光学機器５０の現在位置データを用いた場合は、被観測物情報記憶手段２１に記憶されている方位データや距離データの補正を行うことにより、精度が向上できる。
第１表示情報生成手段３５及び第２表示情報生成手段３７で生成された表示データは、本体側送信手段３８によって継続的にリアルタイムで送信される。
【００２１】
光学機器５０には、周囲環境に表示データを重畳表示する映写手段５４を備えている。本体側送信手段３８によって送信される表示データは、機器側受信手段５５によって受信され、映写手段５４に送られる。従って、映写手段５４では、リアルタイムに表示データを映し出すことができる。なお、映写手段５４は重畳表示以外にも各種の方法が選択可能である。
固定取込手段５９は、映写手段５４の表示を固定的に取り込む機能で、操作によって行われる。すなわち、固定取込手段５９によって、撮像信号出力手段５７で送信する撮像データを、静止画像データとして映像データ記憶手段４０に記憶させ、静止画像データとして固定的な表示によるデータ内容の再確認を行える。また、固定取込手段５９では、撮像信号出力手段５７に対して信号を送信するタイミングで機器側送信手段５３からもデータを送信し、第１表示情報生成手段３５や第２表示情報生成手段３７からの表示データも静止画像データとして映像データ記憶手段４０に記憶させる。なお、取込むデータは動画像データであっても構わない。この場合、固定取込手段５９は操作がされたときを起点として、再操作がされる迄、あるいは所定の時間にわたり動画像データを取り込む。
ここで、本体側送信手段３８と機器側受信手段５５とは有線によるデータ送信でもよいが、無線によるデータ送信が好ましい。
【００２２】
光学機器５０に内蔵されているバッテリー５８には、支援装置本体２０の電力供給手段４１から電力が供給される。電力供給手段４１からの電力の供給は、光学機器５０と支援装置本体２０との接触によって行う場合でも、非接触によって行う場合でもよい。
光学機器５０には、観測ターゲットとしている観測エリアにある周囲環境を撮像する撮像手段５６と、この撮像手段５６で撮像した撮像データを出力する撮像信号出力手段５７を備えていることが好ましい。この場合には、支援装置本体２０には撮像信号入力手段３９を備え、撮像信号入力手段３９では、撮像信号出力手段５７から出力される撮像データを受信して映像データ記憶手段４０に記憶する。映像データ記憶手段４０には、第１表示情報生成手段３５及び第２表示情報生成手段３７で生成した表示データについても撮像データとともに記憶する。映像データ記憶手段４０に記憶される撮像データ及び表示データは、表示器９によって表示し、データ内容を再確認できる。なお、映像データ記憶手段４０に記憶されたデータは、映写手段５４に表示させてもよい。
【００２３】
なお、上記実施形態では、被観測物情報取得手段１１としてＡＩＳレシーバ１を適用した場合で説明したが、レーダー装置５からのデータを被観測物情報取得手段１１として用いることもできる。この場合には、レーダー装置５では、被観測物について、自船から見た方位データと自船からの距離データを取得することができるため、被観測物演算手段２６での処理を行う必要がない。また、ＡＩＳレシーバ１又はレーダー装置５とともにＡＲＰＡ装置（自動衝突予防援助装置）による被観測物情報を用いることも有効である。
また、基台８に対する光学機器５０の機器位置を検出する位置検出手段を設けることで、光学機器５０を基台８から離れた場所にて用いることもできる。
【００２４】
また、上記実施形態では、支援装置本体２０にリセット手段５１ｂを、光学機器５０にリセット手段５１ａを設けたが、いずれか一方だけを設けてもよい。この場合には、例えばリセット手段５１ｂだけを設けた場合には、離脱時点でリセット手段５１ｂから機器方位検出手段５２ａ、機器姿勢角検出手段５２ｂ、及び機器位置検出手段５２ｃに信号を送ることで、機器方位検出手段５２ａ、機器姿勢角検出手段５２ｂ、及び機器位置検出手段５２ｃでの検出を開始する。
また、光学機器５０の累積誤差の解消の目的で、光学機器５０を基台８に戻さなくても、光学機器５０からの指示（更新ボタンを押す等）で機器方位検出手段５２ａ、機器姿勢角検出手段５２ｂ、及び機器位置検出手段５２ｃをリセットして、機器方位、機器姿勢角、及び機器位置の更新を行い、これを新たな起点として演算を行うこともできる。
【００２５】
次に、図４を用いて同目視視認支援装置に用いる光学機器の要部構成について説明する。
図４に示すように、光学機器５０として双眼鏡を用いる場合には、対物レンズ６０ａと接眼レンズ６０ｂとの間には、対物レンズ側ポロプリズム６１と接眼レンズ側ポロプリズム６２とが配置されている。対物レンズ側ポロプリズム６１の反射面には、入射光用直角プリズム６３を、接眼レンズ側ポロプリズム６２の反射面には、出射光用直角プリズム６４をそれぞれ配置する。対物レンズ側ポロプリズム６１の反射面、又は入射光用直角プリズム６３における対物レンズ側ポロプリズム６１の反射面との当接面には、屈折率調整用のコーティング６５を施している。また、接眼レンズ側ポロプリズム６２の反射面、又は出射光用直角プリズム６４における接眼レンズ側ポロプリズム６２の反射面との当接面には、屈折率調整用のコーティング６６を施している。そして、入射光用直角プリズム６３に対向させた位置に映写手段５４を配置し、出射光用直角プリズム６４に対向させた位置に撮像手段５６を配置する。
【００２６】
上記構成とすることで、映写手段５４における表示情報は、入射光用直角プリズム６３に入射した後、コーティング６５によって対物レンズ側ポロプリズム６１に入射され、対物レンズ６０ａからの入射光に重畳して接眼レンズ側ポロプリズム６２に入射される。
対物レンズ６０ａからの入射光に重畳した表示情報は、接眼レンズ側ポロプリズム６２の反射面において、反射光と透過光に分離し、透過光は出射光用直角プリズム６４から出射され、撮像手段５６によって撮像される。
なお、上記実施形態では、双眼鏡を想定して説明したが、電子カメラのような光学機器を用いた場合には、光学機器が備えているディスプレイ及び撮像素子を映写手段５４及び撮像手段５６として用いることができ、この場合には映像データ記憶手段４０を光学機器５０に備えていてもよい。
また、図４では、映写手段５４や撮像手段５６の構成を例示的に説明するための便宜上の概念図を示すものであり、実際はプリズムの組み合わせ方が異なり、接眼レンズ６０ｂで見た像が正立するようになっている。
【００２７】
次に、図５を用いて同目視視認支援装置での表示状態について説明する。
図５（ａ）は、船舶の船橋６から見える周囲環境の一部を示しており、図５（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は、それぞれ双眼鏡における観測エリア（図５（ａ）中に記載した円（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ））を示している。
まず、図５（ａ）に示すように、周囲環境中には、被観測物として、客船７１、タンカー７２、及び灯台７３が見えている。
図５（ｂ）では、光学機器５０としての双眼鏡での観測ターゲットの方位が３６０°であることが表示されている。この方位３６０°は、第１表示情報生成手段３５で生成された表示データである。Ｘ記号７４は、固定表示であり第１表示情報生成手段３５からの表示データとともに送信されるデータでも、光学機器５０に備えた表示であってもよい。方位３６０°は、Ｘ記号７４の交点の位置での方位を表しており、Ｘ記号７４の交点は、観測ターゲットとなる。
【００２８】
図５（ｃ）では、観測ターゲットの方位が２０°に変更されるとともに、水平線表示７５が表示されている。ここで、観測ターゲットの方位及び水平線表示７５は、第１表示情報生成手段３５で生成された表示データであり、俯仰角データを数字ではなく水平線データとして表示することもできる。なお、第１表示情報生成手段３５から送信されて表示される方位表示や水性線表示はリアルタイムに表示され、図５（ｂ）から図５（ｃ）への移行時にもそれぞれの位置でのデータが表示される。
また、図５（ｃ）では、客船７１及びタンカー７２が観測エリア内に入っているので、この客船７１及びタンカー７２に関する、船首方向表示７６、及び船名や客船までの距離などの被観測物情報表示７７が表示されている。船首方向表示７６及び被観測物情報表示７７は、第２表示情報生成手段３７で生成された表示データである。なお、表示対象情報抽出手段３６において、近い距離にある被観測物に関するデータを優先して抽出して表示させてもよい。複数の被観測物が存在する場合には、全てを表示することも、いくつかを優先的に表示することもできる。また、遠い距離にある被観測物を優先し、又は選択的に切り替える手段を設けてもよい。なお、被観測物が輻輳して存在する場合には、観測ターゲットを含む被観測物に関する情報を、観測ターゲットの前後の所定の範囲で抽出して表示することにより、分かり易く表示できる。
【００２９】
図５（ｄ）では、タンカー７２が観測エリア内に入っているので、このタンカー７２に関する、船首方向表示７６、及び船名や客船までの距離などの被観測物情報表示７７が表示されている。船首方向表示７６及び被観測物情報表示７７は、第２表示情報生成手段３７で生成された表示データである。なお、図５（ｄ）では、観測ターゲットの方位が２５°に変更されるとともに、水平線表示７５も表示されている。ここで、観測ターゲットの方位及び水平線表示７５は、第１表示情報生成手段３５で生成された表示データである。
図５（ｅ）では、灯台７３が観測エリア内に入っているので、この灯台７３に関する、灯台位置表示７９、及び被観測物表示７８が表示されている。灯台位置表示７９及び被観測物情報表示７８は、第２表示情報生成手段３７で生成された表示データである。なお、図５（ｅ）では、観測ターゲットの方位が８５°に変更されるとともに、水平線表示７５も表示されている。ここで、観測ターゲットの方位及び水平線表示７５は、第１表示情報生成手段３５で生成された表示データである。
【００３０】
次に、図６を用いて他の実施形態による目視視認支援装置について説明する。
本実施形態による目視視認支援装置は、移動体として車両に用いた場合であり、図６は同目視視認支援装置を機能実現手段で表したブロック図である。なお、上記実施形態と同一機能手段については同一符号を付して説明を一部省略する。この場合、支援装置本体２０は、車両に搭載した例えば、中継器や光学機器５０のホルダーから構成される。
支援装置本体２０では、被観測物情報取得手段１１、基本位置情報取得手段１２、基本方位情報取得手段１３ａ、基本姿勢角情報取得手段１３ｂによってデータを継続的にリアルタイムで受け取る。ここで被観測物情報取得手段１１は、例えばＧＩＳレシーバ１からインターチェンジ、駐車場、サービスエリア、パーキングエリア、その他道の駅や建造物などの被観測物となるデータを取得する。被観測物としての建造物や地理情報は、緯度経度などの位置情報とともに高さや名前その他の情報が含まれている。被観測物情報取得手段１１では、ＧＩＳ情報以外に、又はＧＩＳ情報とともに、乗物情報や天文情報を用いることもできる。基本位置情報取得手段１２では、例えばＧＰＳレシーバ２から車両の現在位置データを取得する。基本方位情報取得手段１３ａでは、例えばジャイロコンパス３から車両の走行方向データを取得し、基本姿勢角情報取得手段１３ｂでは例えば３軸角度センサ４から車両の傾きによって生じる移動体姿勢角データを取得する。基本方位情報取得手段１３ａでは、ＧＰＳコンパスを用いることもできる。基本姿勢角情報取得手段１３ｂでは、姿勢ジャイロ(３軸)を用いることができる。
【００３１】
リセット手段５１ｂでは、光学機器５０の中継器又はホルダーからの離脱を検知すると基本方位記憶手段２７ａ、基本姿勢角記憶手段２７ｂ、及び基本位置記憶手段２５に信号を送り、基本方位記憶手段２７ａでは、離脱時点での中継器又はホルダーの方位データを記憶し、基本姿勢角記憶手段２７ｂでは離脱時点での中継器又はホルダーの姿勢角データを記憶し、基本位置記憶手段２５では離脱時点での中継器又はホルダーの位置データを記憶する。
リセット手段５１ａでは、離脱を検知すると機器方位検出手段５２ａ、機器姿勢角検出手段５２ｂ、及び機器位置検出手段５２ｃに信号を送り、機器方位検出手段５２ａ、機器姿勢角検出手段５２ｂ、及び機器位置検出手段５２ｃでは、それぞれ機器方位、機器姿勢角、機器位置の検出を開始する。機器方位検出手段５２ａでは、方位（Bearing・・・Ｙａｗ成分を基に演算）を例えば姿勢角センサ(３軸)を用いて検出し、機器姿勢角検出手段５２ｂでは、Ｐｉｔｃｈ成分とＲｏｌｌ成分を例えば姿勢角センサ(３軸)を用いて検出し、機器位置検出手段５２ｃでは、機器位置を例えば姿勢角センサ(３軸)とタイマー（計時手段）を用いて検出し、それぞれ離脱時の検出データを基準位置とした、機器方位、機器姿勢角、及び機器位置の変位データを検出する。なお、姿勢角センサは、１軸あるいは２軸タイプの姿勢角センサを組み合わせて使用することもできる。ここで、機器方位検出手段５２ａ、機器姿勢角検出手段５２ｂ、及び機器位置検出手段５２ｃは光学機器５０に備え付けられたものであり、機器方位検出手段５２ａ、機器姿勢角検出手段５２ｂ、及び機器位置検出手段５２ｃでは光学機器５０自体の機器方位、機器姿勢角、及び機器位置を検出する。なお、機器方位検出手段５２ａには加速度センサとミニジャイロセンサを用い、機器姿勢角検出手段５２ｂには傾斜センサを用い、機器位置検出手段５２ｃにはＧＰＳや超音波センサを用いてもよい。
本実施形態による支援装置本体２０は、車両に設置されて用いられる。
なお、移動体としては、車両の他に航空機に用いることもできる。また、支援装置本体２０をキャリーバックとして人とともに移動可能なものとしてもよい。
【００３２】
次に、図７を用いて他の実施形態による目視視認支援装置について説明する。
本実施形態による目視視認支援装置は、移動体として人が持ち運ぶ場合であり、図７は同目視視認支援装置を機能実現手段で表したブロック図である。なお、上記実施形態と同一機能手段については同一符号を付して説明を一部省略する。
支援機能部２０では、被観測物情報取得手段１１、基本位置情報取得手段１２、基本方位情報取得手段１３ａ、基本姿勢角情報取得手段１３ｂによってデータを継続的にリアルタイムで受け取る。ここで被観測物情報取得手段１１は、例えばＧＩＳレシーバ１から観光スポット、店、山、その他建造物などの被観測物となるデータを取得する。被観測物としての建造物や地理情報は、緯度経度などの位置情報とともに高さや名前その他の情報が含まれている。被観測物情報取得手段１１では、ＧＩＳ情報以外に、又はＧＩＳ情報とともに、乗物情報や天文情報を用いることもできる。基本位置情報取得手段１２では、例えばＧＰＳレシーバ２から人の現在位置データを取得する。基本方位情報取得手段１３ａでは、例えばジャイロコンパス３から人の進行方向データを取得し、基本姿勢角情報取得手段１３ｂでは例えば３軸角度センサ４から人の傾きによって生じる移動体姿勢角データを取得する。基本方位情報取得手段１３ａでは、磁気コンパスやＧＰＳコンパスを用いることもできる。基本姿勢角情報取得手段１３ｂでは、傾斜センサを用いることができる。
【００３３】
リセット手段５１ｂでは、人為的操作によってスイッチが押されたことを検知し、又は所定時間の経過を検知すると基本方位記憶手段２７ａ、基本姿勢角記憶手段２７ｂ、及び基本位置記憶手段２５に信号を送り、基本方位記憶手段２７ａでは、検知時点をリセット時として支援機能部２０又は光学機器５０の方位データを記憶し、基本姿勢角記憶手段２７ｂではリセット時点での支援機能部２０又は光学機器５０姿勢角データを記憶し、基本位置記憶手段２５ではリセット時点での支援機能部２０又は光学機器５０の位置データを記憶する。
リセット手段５１ａでは、離脱を検知すると機器方位検出手段５２ａ、機器姿勢角検出手段５２ｂ、及び機器位置検出手段５２ｃに信号を送り、機器方位検出手段５２ａ、機器姿勢角検出手段５２ｂ、及び機器位置検出手段５２ｃでは、それぞれ機器方位、機器姿勢角、機器位置の検出を開始する。機器方位検出手段５２ａでは、方位（Bearing・・・Ｙａｗ成分を基に演算）を例えば姿勢角センサ(３軸)を用いて検出し、機器姿勢角検出手段５２ｂでは、Ｐｉｔｃｈ成分とＲｏｌｌ成分を例えば姿勢角センサ(３軸)を用いて検出し、機器位置検出手段５２ｃでは、機器位置を例えば姿勢角センサ(３軸)とタイマー（計時手段）を用いて検出し、それぞれ離脱時の検出データを基準位置とした、機器方位、機器姿勢角、及び機器位置の変位データを検出する。なお、姿勢角センサは、１軸あるいは２軸タイプの姿勢角センサを組み合わせて使用することもできる。ここで、機器方位検出手段５２ａ、機器姿勢角検出手段５２ｂ、及び機器位置検出手段５２ｃは光学機器５０に備え付けられたものであり、機器方位検出手段５２ａ、機器姿勢角検出手段５２ｂ、及び機器位置検出手段５２ｃでは光学機器５０自体の機器方位、機器姿勢角、及び機器位置を検出する。なお、機器方位検出手段５２ａには加速度センサとミニジャイロセンサを用い、機器位置検出手段５２ｃには超音波センサを用いてもよい。
本実施形態による支援機能部２０は、光学機器５０に一体に設けられて用いられる。
【００３４】
これらの本実施形態は、周囲環境を観測する光学機器５０と、光学機器５０の機器方位を検出する機器方位検出手段５２ａと、機器方位をリセットするリセット手段５１ａ、あるいはリセット手段５１ａとリセット手段５１ｂによるリセット時における、光学機器５０の基本方位情報を取得する基本方位情報取得手段１３ａと、機器方位と基本方位情報に基づいて光学機器５０の観測ターゲットの方位を演算する方位演算手段３３ａと、少なくとも演算された方位を出力する出力手段３３ｄとを備え、方位の演算に用いる機器方位が、リセット手段５１ａによるリセット後に検出した機器方位であることを基本としている。従って、ダイナミックな変化時の応答や整定に適した機器方位検出手段５２ａと、正確な基本情報を得ることができる基本方位情報取得手段１３ａとを備えているため、移動体などの移動する周囲環境を観測する場合や装置本体が移動体で使用される場合には、機器方位検出手段５２ａによって対応することができ、一方で機器方位検出手段５２ａの検出の継続による累積誤差に対しては、基本方位情報を用いてリセット時からの機器方位を演算するために、例えば光学機器５０を手に持った時点からの方位を算出することができ、光学機器５０が観測ターゲットとする方位を、ダイナミックな変化に追随して出力できるとともに累積による誤差の影響なく把握できる。
【００３５】
また、光学機器５０の機器姿勢角を検出する機器姿勢角検出手段５２ｂをさらに備え、出力手段３３ｄで光学機器５０の観測ターゲットに対する機器姿勢角に基づいた出力をするときは、光学機器５０が観測ターゲットとする方位だけでなく、機器姿勢角についても、ダイナミックな変化に追随して出力できるとともに累積による誤差の影響もなく把握できる。
また、光学機器５０の機器位置を検出する機器位置検出手段５２ｃをさらに備え、出力手段３３ｄで光学機器５０の機器位置に基づいた出力をするときは、機器位置の変更にも対応できる。
また、観測ターゲットを含む観測エリアの被観測物に関する情報を取得する被観測物情報取得手段１１と、被観測物情報取得手段１１で取得された被観測物の位置情報、出力手段３３ｄによる機器位置に基づいた出力、及び方位演算手段３３ａで演算された方位から被観測物に関するデータを表示対象として抽出する表示対象情報抽出手段３６とをさらに備えたときは、光学機器５０での観測エリアに存在する被観測物に関するデータを表示対象として特定することができる。
【００３６】
また、出力手段３３ｄの出力情報を表示する映写手段５４をさらに備えたときは、周囲環境を観察する場合に、この周囲環境を視認しつつ、観測エリアの方位や俯仰角、又は被観測物に関するデータを同時に視認することができる。
また、映写手段５４で被観測物に関する情報を表示する場合には、観測エリア内に被観測物が存在する場合にはこの被観測物に関するデータも視認することができる。
また、映写手段５４で、観測ターゲットを含む被観測物に関する情報を所定の範囲に表示する場合に、被観測物に関する情報を所定の範囲で表示することで観測における視認性を高めることができる。特に、被観測物が輻輳して存在する場合には、観測ターゲットを含む被観測物に関する情報を、観測ターゲットの前後の所定の範囲で抽出して表示することにより、分かり易く表示できる。
また、映写手段５４の表示を固定的に取り込む固定取込手段５９をさらに備えたときは、被観測物に関するデータを、更新することなく固定させて表示を維持、記憶することで、光学機器５０を観測ターゲットに維持しなくても、データ内容を再確認できる。
【００３７】
また、リセット手段５１ａを、光学機器５０に設けたときは、光学機器５０でリセット操作を行うことができ、操作が容易になる。
また、リセット手段５１ｂを、光学機器５０を保持する基台８に設けたときは、基台８でリセット操作を行うことができ、光学機器の離脱、保持操作に応じてリセットを行うことが可能となる。
また、基台８から光学機器５０に電力及び／又は情報を伝えるときは、光学機器５０に搭載する機能を最小限とすることができ、光学機器５０の小型化や軽量化を図ることができる。
また、機器方位記憶手段３２ａをさらに備え、機器方位記憶手段３２ａでは、機器方位検出手段５２ａで検出される光学機器５０の基台８からの離脱時をリセット時として光学機器５０の方位の変位データを記憶し、方位演算手段３３ａでは、光学機器５０の基台８からの離脱時をリセット時として基台８の方位データを基準にして方位を演算するときは、光学機器５０を基台８に保持している状態までの基台８の方位データと、光学機器５０を基台８から離脱した時点からの変位データとを用いることで、精度の高い各種の検出器を光学機器５０自体に搭載しなくても正確に観測ターゲットを把握することができる。
【００３８】
また、光学機器５０が、船舶１０に搭載されて周囲環境の観測に用いられる双眼鏡であるときは、船舶１０における操船時や航行時の監視負担を軽減でき、特に夜間や濃霧における安全性を向上させることができる。
また、光学機器５０に、方位を無線で送信する機器側送信手段５３をさらに備えたときは、光学機器５０のデータを無線で送信する構成とすることで、方位の演算を光学機器５０とは別の装置で行うことが可能となり、光学機器５０に搭載する機能を軽減でき、光学機器５０の小型軽量化を図ることができる。
また、機器方位検出手段５２a又は機器姿勢角検出手段５２ｂとして姿勢角センサを用いたときは、姿勢角センサを用いて機器姿勢角を検出することで機器姿勢角を容易に直接検出することができ、機器方位検出機能と機器姿勢角検出機能を兼ねることも可能となる。
また、光学機器５０が観測ターゲットを含む観測エリアにある周囲環境を撮像する撮像手段５６と、撮像手段５６で撮像した撮像データを出力手段３３ｄの出力とともに記憶する映像データ記憶手段４０をさらに備えたときは、観測エリアの映像とともに表示データを記憶させることで、光学機器５０以外の表示手段９で表示させることができるとともに、記憶させたデータを再び表示させて確認することもできる。
また、光学機器５０は少なくとも基台８に保持された状態では移動体に搭載されているが、離脱後は、移動体上で使用されても移動体を外れた状態で使用されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、特に手に持って観測する光学機器においても観測ターゲットとする方位を把握でき、光学機器での観測エリアに存在する被観測物に関するデータを表示させることができ、船舶、航空機、車両などの移動体に搭載されて周囲環境を観測する目視視認支援装置に適している。
【符号の説明】
【００４０】
８ 基台
９ 表示器
１０ 船舶
２０ 支援装置本体
２１ 被観測物情報記憶手段
２２ 基本位置演算手段
２３ 基本方位演算手段
２４ 基本姿勢角演算手段
２５ 基本位置記憶手段
２６ 被観測物演算手段
２７ａ 基本方位記憶手段
２７ｂ 基本姿勢角記憶手段
３１ 本体側受信手段
３２ａ 機器方位記憶手段
３２ｂ 機器姿勢角記憶手段
３２ｃ 機器位置記憶手段
３３ａ 方位演算手段
３３ｂ 姿勢角演算手段
３３ｃ 位置演算手段
３３ｄ 出力手段
３４ 観測エリア演算手段
３５ 第１表示情報生成手段
３６ 表示対象情報抽出手段
３７ 第２表示情報生成手段
３８ 本体側送信手段
４０ 映像データ記憶手段
５１ａ リセット手段
５１ｂ リセット手段
５２ａ 機器方位検出手段
５２ｂ 機器姿勢角検出手段
５２ｃ 機器位置検出手段
５３ 機器側送信機
５４ 映写手段
５５ 機器側受信手段
５６ 撮像手段
５７ 撮像信号出力手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲環境を観測する光学機器と、
前記光学機器の機器方位を検出する機器方位検出手段と、
前記機器方位をリセットするリセット手段と、
前記リセット手段によるリセット時における、前記光学機器の基本方位情報を取得する基本方位情報取得手段と、
前記機器方位と前記基本方位情報に基づいて前記光学機器の観測ターゲットの方位を演算する方位演算手段と、
少なくとも演算された前記方位を出力する出力手段と
を備え、
前記方位の演算に用いる前記機器方位が、前記リセット手段によるリセット後に検出した機器方位であることを特徴とする目視視認支援装置。
【請求項２】
前記光学機器の機器姿勢角を検出する機器姿勢角検出手段をさらに備え、前記出力手段では前記光学機器の前記観測ターゲットに対する前記機器姿勢角に基づいた出力をすることを特徴とする請求項１に記載の目視視認支援装置。
【請求項３】
前記光学機器の機器位置を検出する機器位置検出手段をさらに備え、前記出力手段では前記光学機器の前記機器位置に基づいた出力をすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の目視視認支援装置。
【請求項４】
前記観測ターゲットを含む観測エリアの被観測物に関する情報を取得する被観測物情報取得手段と、
前記被観測物情報取得手段で取得された前記被観測物の位置情報、前記出力手段による前記機器位置に基づいた出力、及び前記方位演算手段で演算した前記方位から
前記被観測物に関するデータを表示対象として抽出する表示対象情報抽出手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項３に記載の目視視認支援装置。
【請求項５】
前記出力手段の出力情報を表示する映写手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の目視視認支援装置。
【請求項６】
前記映写手段では、前記被観測物に関する前記情報を表示することを特徴とする請求項５に記載の目視視認支援装置。
【請求項７】
前記映写手段では、前記観測ターゲットを含む前記被観測物に関する前記情報を所定の範囲で表示することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の目視視認支援装置。
【請求項８】
前記映写手段の表示を固定的に取り込む固定取込手段をさらに備えたことを特徴とする請求項５から請求項７のいずれかに記載の目視視認支援装置。
【請求項９】
前記リセット手段を、前記光学機器に設けたことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の目視視認支援装置。
【請求項１０】
前記リセット手段を、前記光学機器を保持する基台に設けたことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の目視視認支援装置。
【請求項１１】
前記基台から前記光学機器に電力及び／又は情報を伝えることを特徴とする請求項１０に記載の目視視認支援装置。
【請求項１２】
機器方位記憶手段をさらに備え、
前記機器方位記憶手段では、前記機器方位検出手段で検出される前記光学機器の前記基台からの離脱時を前記リセット時として前記光学機器の前記方位の変位データを記憶し、
前記方位演算手段では、前記光学機器の前記基台からの前記離脱時を前記リセット時として前記基台の方位データを基準にして前記方位を演算することを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の目視視認支援装置。
【請求項１３】
前記光学機器が、船舶に搭載されて周囲環境の観測に用いられる双眼鏡であることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれかに記載の目視視認支援装置。
【請求項１４】
前記光学機器に、前記方位を無線で送信する機器側送信手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれかに記載の目視視認支援装置。
【請求項１５】
前記機器方位検出手段又は前記機器姿勢角検出手段として姿勢角センサを用いたことを特徴とする請求項1から請求項１４のいずれかに記載の目視視認支援装置。
【請求項１６】
前記光学機器が前記観測ターゲットを含む前記観測エリアにある前記周囲環境を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像した撮像データを前記出力手段の前記出力とともに記憶する映像デー
タ記憶手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１から請求項1５のいずれかに記載の
目視視認支援装置。
【請求項１】
周囲環境を観測する光学機器と、
前記光学機器の機器方位を検出する機器方位検出手段と、
前記機器方位をリセットするリセット手段と、
前記リセット手段によるリセット時における、前記光学機器の基本方位情報を取得する基本方位情報取得手段と、
前記機器方位と前記基本方位情報に基づいて前記光学機器の観測ターゲットの方位を演算する方位演算手段と、
少なくとも演算された前記方位を出力する出力手段と
を備え、
前記方位の演算に用いる前記機器方位が、前記リセット手段によるリセット後に検出した機器方位であることを特徴とする目視視認支援装置。
【請求項２】
前記光学機器の機器姿勢角を検出する機器姿勢角検出手段をさらに備え、前記出力手段では前記光学機器の前記観測ターゲットに対する前記機器姿勢角に基づいた出力をすることを特徴とする請求項１に記載の目視視認支援装置。
【請求項３】
前記光学機器の機器位置を検出する機器位置検出手段をさらに備え、前記出力手段では前記光学機器の前記機器位置に基づいた出力をすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の目視視認支援装置。
【請求項４】
前記観測ターゲットを含む観測エリアの被観測物に関する情報を取得する被観測物情報取得手段と、
前記被観測物情報取得手段で取得された前記被観測物の位置情報、前記出力手段による前記機器位置に基づいた出力、及び前記方位演算手段で演算した前記方位から
前記被観測物に関するデータを表示対象として抽出する表示対象情報抽出手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項３に記載の目視視認支援装置。
【請求項５】
前記出力手段の出力情報を表示する映写手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の目視視認支援装置。
【請求項６】
前記映写手段では、前記被観測物に関する前記情報を表示することを特徴とする請求項５に記載の目視視認支援装置。
【請求項７】
前記映写手段では、前記観測ターゲットを含む前記被観測物に関する前記情報を所定の範囲で表示することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の目視視認支援装置。
【請求項８】
前記映写手段の表示を固定的に取り込む固定取込手段をさらに備えたことを特徴とする請求項５から請求項７のいずれかに記載の目視視認支援装置。
【請求項９】
前記リセット手段を、前記光学機器に設けたことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の目視視認支援装置。
【請求項１０】
前記リセット手段を、前記光学機器を保持する基台に設けたことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の目視視認支援装置。
【請求項１１】
前記基台から前記光学機器に電力及び／又は情報を伝えることを特徴とする請求項１０に記載の目視視認支援装置。
【請求項１２】
機器方位記憶手段をさらに備え、
前記機器方位記憶手段では、前記機器方位検出手段で検出される前記光学機器の前記基台からの離脱時を前記リセット時として前記光学機器の前記方位の変位データを記憶し、
前記方位演算手段では、前記光学機器の前記基台からの前記離脱時を前記リセット時として前記基台の方位データを基準にして前記方位を演算することを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の目視視認支援装置。
【請求項１３】
前記光学機器が、船舶に搭載されて周囲環境の観測に用いられる双眼鏡であることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれかに記載の目視視認支援装置。
【請求項１４】
前記光学機器に、前記方位を無線で送信する機器側送信手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれかに記載の目視視認支援装置。
【請求項１５】
前記機器方位検出手段又は前記機器姿勢角検出手段として姿勢角センサを用いたことを特徴とする請求項1から請求項１４のいずれかに記載の目視視認支援装置。
【請求項１６】
前記光学機器が前記観測ターゲットを含む前記観測エリアにある前記周囲環境を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像した撮像データを前記出力手段の前記出力とともに記憶する映像デー
タ記憶手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１から請求項1５のいずれかに記載の
目視視認支援装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１４５２８７（Ｐ２０１１−１４５２８７Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７８５１２（Ｐ２０１０−２７８５１２）
【出願日】平成２２年１２月１４日（２０１０．１２．１４）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度、独立行政法人鉄道建設・運輸施設整備支援機構委託研究：「目視によるレーダーターゲット捕捉・認識支援機器の開発」、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（５０１２０４５２５）独立行政法人海上技術安全研究所 (185)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１４日（２０１０．１２．１４）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度、独立行政法人鉄道建設・運輸施設整備支援機構委託研究：「目視によるレーダーターゲット捕捉・認識支援機器の開発」、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（５０１２０４５２５）独立行政法人海上技術安全研究所 (185)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]