JP2004037119A - 航空写真取得システム、航空写真取得方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来から航空写真や衛星写真を撮影しようとする場合、撮影専用の飛行機等をチャーターせねばならず、撮影にかかるコストが膨大なものとなっていた。
【解決手段】所定のスケジュールに基づき、あらかじめ定められた所定の航路を定期的に飛行する旅客機１１０に設置され、旅客機から見た地表の映像を、伝送可能なデータとして取得する撮像装置１２０と、前記取得されたデータを処理して航空写真とする基地局１４０とを備えた航空写真取得システム。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、定期運行する航空機から地表を撮影する航空写真取得システム等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、地図の作製、測量等の用途で、航空機から地表を撮影した航空写真や、人工衛星から地表を撮影した衛星写真の利用が行われている。
【０００３】
また、航空写真や衛星写真の他の用途としては、農作物の生育状況の管理、ガス、水道等のパイプラインの保守管理がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような航空写真を得るには、専用の撮影設備を備えた専用の飛行機やヘリコプターを用いる必要があり、そのような飛行機やヘリコプターを保有する撮影会社に依頼する必要があり、そのために必要なコストは、撮影基材のコストに加えて、専用の飛行機に関するコストも加わり、相当高価なものとなっていた。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、従来より低コストで航空写真を得ることができる航空写真取得システムおよび航空写真取得方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、第１の本発明（請求項１に対応）は、飛行体に設置され、前記飛行体から見た地表の映像を、伝送可能なデータとして取得するデータ取得手段と、
前記取得されたデータを処理して航空写真とするデータ処理手段とを備え、
前記飛行体は、所定のスケジュールに基づき、あらかじめ定められた所定の航路を定期的に飛行するものである航空写真取得システムである。
【０００７】
また、第２の本発明（請求項２に対応）は、前記飛行体は、業としての旅客輸送、貨物輸送、遊覧飛行の全部または一部に用いられるものである第１の本発明の航空写真取得システムである。
【０００８】
また、第３の本発明（請求項３に対応）は、前記データ取得手段は、自己の現在位置を検出する位置検出手段を有する第１または第２の本発明の航空写真取得システムである。
【０００９】
また、第４の本発明（請求項４に対応）は、前記位置検出手段は、前記飛行体が飛行に用いる情報を用いて前記現在位置の検出を行う第３の本発明の航空写真取得システムである。
【００１０】
また、第５の本発明（請求項５に対応）は、前記位置検出手段は、ＧＰＳ装置を有し、前記ＧＰＳ装置から得られる情報を用いて前記現在位置の検出を行う第３の本発明の航空写真取得システムである。
【００１１】
また、第６の本発明（請求項６に対応）は、前記データ取得手段は、外部から所定の情報の入力をうけ、前記所定の情報により指定された位置での前記データを取得する第１または第２の本発明の航空写真取得システムである。
【００１２】
また、第７の本発明（請求項７に対応）は、前記データ取得手段が取得した、前記データを直接または間接的に前記データ処理手段へ伝送する伝送手段をさらに備えた第１または第２の本発明の航空写真取得システムである。
【００１３】
また、第８の本発明（請求項８に対応）は、前記データ取得手段が取得した、前記データを一時的に蓄積するデータ蓄積手段をさらに備えた第１または第２の本発明の航空写真取得システムである。
【００１４】
また、第９の本発明（請求項９に対応）は、前記飛行体は航空機である第１または第２の本発明の航空写真取得システムである。
【００１５】
また、第１０の本発明（請求項１０に対応）は、前記飛行体はヘリコプターである第１または第２の本発明の航空写真取得システムである。
【００１６】
また、第１１の本発明（請求項１１に対応）は、飛行体に設置され、前記飛行体から見た地表の映像を、伝送可能なデータとして取得する工程と、
前記データを取得すると、これを処理して航空写真とする工程とを備え、
前記飛行体は、所定のスケジュールに基づき、あらかじめ定められた所定の航路を定期的に飛行するものである航空写真取得方法である。
【００１７】
また、第１２の本発明（請求項１２に対応）は、前記飛行体は、業としての旅客輸送、貨物輸送、遊覧飛行の全部または一部に用いられるものである第１１の本発明の航空写真取得方法である。
【００１８】
また、第１３の本発明（請求項１３に対応）は、前記データの取得時における現在位置を検出する工程をさらに備えた第１１または第１２の本発明の航空写真取得方法である。
【００１９】
このような本発明によれば、旅客機から画像データを取得することにより、航空写真をより安価かつ簡便に提供することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による航空写真取得システムの構成図である。図１において、航空写真取得システム１００は、旅客機１１０、旅客機１１０に搭載された撮像装置１２０、撮像装置１２０と通信し、データの授受を行う基地局１３０、および撮像装置１２０と機器直１３０との間で通信の中継を行う通信衛星１４０と、基地局１４０を介して撮像装置１２０に対して情報の入力を行う入力端末１６０を備えている。
【００２２】
また、図２は撮像装置１２０の構成図である。撮像装置１２０は、基地局１３０と通信およびデータの送信を行うための送受信手段１２１と、撮像装置１２０の現在位置を判定するためのＧＰＳ装置等により実現される現在位置判定手段１２２と、画像データの撮像を行うデジタルスチルカメラ、映像レーダ等により実現される撮像本体部１２３と、撮像本体部１２３の動作条件を設定するための撮像条件設定手段１２４と、時刻を計測するタイマ１２５と、撮像条件設定手段１２４からの入力または現在位置判定手段１２２からの情報に基づき撮像本体部１２３の撮像範囲を変化させる撮像本体部姿勢制御手段１２６と、撮像本体部１２３が撮像したデータを一時蓄積し、送受信手段１２１へ転送するメモリ手段１２７とを備えている。
【００２３】
なお、撮像装置１２０と基地局１４０との間の無線通信回線は、旅客機１１０が使用する航空無線に干渉しない周波数帯にて動作する専用回線を介して行われるものとする。また、入力端末１６０と基地局１４０との間の無線通信回線は専用回線を介して行われるものとしてもよいし、インターネット等の公衆通信回線を用いてもよい。
【００２４】
また、旅客機１１０は、航空会社が所有し、運航しているものであり、その運航は、航空会社が設定したスケジュールに基づき、離着陸の時刻、航行ルートもあらかじめ定められているものとする。
【００２５】
以上のような構成を有する、本発明の実施の形態における航空写真取得システムの動作について、以下に説明を行うとともに、これにより、本発明の航空写真取得方法について説明を行う。
【００２６】
旅客機１１０は、航空会社が設定したスケジュールに基づき飛行を行う。
【００２７】
旅客機１１０に搭載された撮像装置１２０において、撮像本体部１２３は機体の下面を向くよう備え付けられており、図１に示すように、旅客機１１０が飛行を続けている間、撮像装置１２０は、旅客機１１０の機体下面に面した地表の一地点を、撮像範囲１５０として撮像することが可能となる。
【００２８】
旅客機１１０はその運航ルートが定められているので、利用者が航空写真を所望する場所を運航ルートに含む旅客機があれば、その旅客機に撮像装置１２０を設置し、所望の場所を撮像装置１２０設定することにより、旅客機から航空写真を撮影することができる。
【００２９】
具体的には、直接もしくは入力端末１６０を介して、あらかじめ所望の撮像場所の位置情報を撮像条件設定手段１２４に設定する。現在位置判定手段１２２は航行中の飛行機の位置を逐次計測し、計測位置が設定された撮像場所であると判断したときに、撮像本体部１２３は地表の一地点を撮像場所として撮像することができる。
【００３０】
以上のようにして得られた撮像された画像データは、メモリ手段１２７に一時蓄積されたのち、送受信手段１２１から基地局１４０へ送信される。このとき、データ送信時の旅客機１１０の位置と基地局１４０と間の距離が、通信可能な距離内であれば、送受信手段１２１は基地局１４０に対して直接データを送信してもよい。また、旅客機１１１と基地局１４０との間の距離が直接通信不可能な距離であれば、通信衛星１３０を中継して基地局１４０へデータを送信するようにしてもよい。
【００３１】
基地局１４０は、データを受信すると、これを処理して画像データとして取得する。
【００３２】
なお、旅客機１１０は、天候異常、着陸時における管制等からの待機命令等々の原因で、必ずしも当初の予定されていた運航ルートから外れ、修正されることがある。このような場合、修正された運航ルートに所望の撮像場所が含まれないと、正確な撮像ができなくなる恐れがある。
【００３３】
上述した不具合を防ぐために、現在位置判定手段１２２は、計測した撮像装置１２０の現在位置に基づき、撮像本体部１２３の撮像範囲が、所期の位置情報を含むように、撮像本体部姿勢制御手段１２６を制御する。図１に示すように、撮像本体部姿勢制御手段１２６は、旅客機１１０が同一位置にある状態で撮像本体部１２３の撮像範囲を撮像範囲１５０および１５１を結ぶ方向、および撮像範囲１５０および１５２を結ぶ方向の二軸方向に変化させることができる。これにより、ある程度の運航ルートの修正に追従して、所期の撮像場所を確保することができる。
【００３４】
さらに、撮像本体部姿勢制御手段１２６による撮像本体部１２３の撮像範囲の変化を行っても、修正された運航ルートが所期の撮像場所を含まない場合は、システムの構成を以下のようにすることにより、さらに強力に運航ルートの修正に追従できる。すなわち、図３に示すように、複数の撮像装置１１０、１１０′、１１０″を旅客機１２０，１２０′および１２０″にそれぞれ搭載し、入力端末１６０は個々の撮像装置に対してそれぞれ撮像場所を決定できるようにする。撮像装置１１０、１１０′、１１０″は互いに通信可能であって、それぞれの撮像条件設定手段１２４に設定された撮像場所に関する情報を相互参照できるものとする。
【００３５】
このような構成を有するシステムにおいて、航行ルートの全部または一部に交差範囲を有する複数の旅客機に搭載した複数の撮像装置があって、そのうち少なくとも一つの撮像装置に対して設定した撮像場所が上記航空ルートの交差範囲内にある場合は、自動的に他の撮像装置に対しても同一の撮像場所が設定されるようにする。すなわち、図４に示すように、航空ルート４１０が設定された旅客機４００が、航空ルート５１０が設定された旅客機５００と、交差範囲４５０を共有する場合、旅客機４００に搭載された撮像装置４３０に撮像場所６００を設定したとき、旅客機５００に搭載された撮像装置５３０は、撮像装置４３０の撮像条件設定手段を参照して、自らの撮像条件設定手段にも撮像場所６００を設定する。なお、４２０および５２０はそれぞれの撮像装置４００，５００の、撮像本体部姿勢制御手段を用いた最大撮像範囲を示す。
【００３６】
このような状態で、実際に旅客機４００が運航した場合、何らかの事情で航空ルートが４１０から４１０′に変更した場合、仮に図１に示すような撮像本体部姿勢制御手段による補正を行っても、それにより得られる最大撮像範囲４２０′は撮像場所６００から外れてしまう。しかしながら、交差範囲４５０を含む航行ルート５１０を航行する旅客機５００の撮像装置５３０に同一の撮像場所６００が設定されているため、撮像装置５３０に撮像装置４３０の動作を代行させ、所期の映像を撮像することができる。
【００３７】
なお、上記の動作においては、あらかじめ撮像希望場所を位置情報として設定するものとしたが、あらかじめ所望の時刻を撮像条件設定手段１２４に設定し、タイマ１２５が当該時刻に達したとき、撮像本体部１２３に当該時刻における地表の一地点を撮像させるようにしてもよい。
【００３８】
旅客機１１０はその運航ルート、航行速度が定められているので、撮像時間を定めると、撮像場所も一意に決定されることになる。逆に言えば、利用者が航空写真を所望する場所を運航ルートに含む旅客機があれば、その旅客機に撮像装置１２０を設置し、所望の場所を旅客機が通過する時刻を設定することにより、旅客機から所望の広範囲にわたって航空写真を撮影させることができる。
【００３９】
なお、上記の説明において、撮像本体部はデジタルスチルカメラ、映像レーダであるとしたが、特に映像レーダを用いた場合は、天候によって得られる画像の質が左右されないという利点がある。また、レーザセンサ等を用いてもよい。
【００４０】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２における航空写真取得システムの動作を説明するための図である。本実施の形態は、実施の形態１と同様の構成を有するので、個々の構成については図１，図２および図３を参照して詳細な説明は省略する。また、旅客機６００，７００は旅客機１１０同様に所定のスケジュールに従って定期的に運航ルートを航行する航空機であり、撮像装置６１０，７０１は撮像装置１２０と同一の構成を有し、旅客機６００，７００にそれぞれ搭載される手段であり、表示端末１７０は、ネットワーク接続されたＰＣもしくはＰＤＡ等で実現され、撮像装置６１０、７１０が撮像した画像を表示する手段である。
【００４１】
以上のような構成を有する本実施の形態の航空写真取得システムの動作を説明するとともに、本発明の航空写真取得方法の一実施の形態を説明する。ただし実施の形態１と同様である点は省略し、相違点のみを述べる。
【００４２】
はじめに、入力端末１６０および表示端末１７０のユーザは、入力端末１６０から、基地局１４０を介して、旅客機６００の撮像装置６１０に対して所望の撮像場所６３０を設定する。基地局１４０から撮像場所６３０の設定を受けた撮像装置６１０は、旅客機６１０が、撮像範囲６２０に撮像場所６３０を含む地点の上空に到達すると、撮像場所６３０の画像を撮像し、基地局１４０を介して表示端末１７０に転送する。表示端末１７０には撮像場所６３０の画像が表示される。
【００４３】
このとき、撮像場所６３０の画像が、ユーザが当初意図していた場所の映像からずれた場所を示すものであった場合、さらには撮像場所６３０からわずかに離れた場所の画像が必要となった場合は、ユーザは撮像場所６３０の近傍を撮像範囲に含む航行ルートを有する新たな旅客機を検索し、この旅客機に搭載した撮像装置に所望の新たな撮像場所を設定する。他の旅客機の航行ルートは、例えば航空交通管制情報処理システム等によって入手することができるため、新たな旅客機の所在は容易に突きとめることができる。
【００４４】
図に示す例では、旅客機７１０が旅客機６１０と近接する航行ルートを有するので、ユーザは旅客機７１０に搭載された撮像装置７１０に新たな撮像場所７３０を設定する。撮像装置７１０は、旅客機７１０が、撮像範囲７２０に撮像場所６３０を含む地点の上空に到達すると、撮像場所７３０の画像を撮像し、基地局１４０を介して表示端末１７０に転送する。表示端末１７０には撮像場所７３０の画像が表示される。
【００４５】
空港に隣接した都市圏においては、旅客機の航行ルートが類似したり、撮像可能範囲が重複する。したがって、本実施の形態の航空写真取得システムを用い、上述した動作を繰り返し行うことで、複数の旅客機を用いて同一地域に属する複数の航空写真を得ることができる。このようにして得られた航空写真に基づいて、都市部における道路工事の状況や、パイプラインの敷設状況を管理することが可能となる。その一例を以下に説明する。
【００４６】
道路下には電力線や電話線、水道管、ガス管など、複数種のパイプラインが埋設されているが、そのうち一種類のパイプラインの工事を行う際、複数段のパイプラインが近接している場合で、パイプラインの詳細な位置を把握せず工事を始めると、近接した他のパイプラインを破損する可能性が考えられる。特に工事を行う対象のパイプラインの位置は把握しているものの、他のパイプラインの埋設状況が把握されていない可能性が存在する．このために、道路上のどの場所において工事が行われているか常に把握する必要が生じる。
【００４７】
パイプラインの管理者は、本実施の形態の入力端末を用いて、所望の航空写真の画像データを必要とする領域を、該当する領域を飛行する旅客機に搭載された撮像装置に対して設定する。上述した一連の動作により旅客機から撮像された画像データは、画像の撮影日時と共に利用者の元へ送信される。
【００４８】
また、旅客機は特定の航行ルートを一定時間おきに飛行しているために、旅客機からは一定時間ごとの同一領域の画像データが基地局内に送信されることになり、このような画像データは基地局内のデータペースに蓄積することが可能である。
【００４９】
利用者は、このようなデータベースから同一領域の異なる時刻に撮影された画像データを取得、比較し、異なる情報が得られた場所について、画像を拡大して詳しく分析を行い、画面上からその場所で工事が行われているかどうかの確認を行う。工事が行われていると確認された場合、その工事が上記パイプラインの近接位置に相当し、評厠な確認を行うべきかどうかの判断を行い、詳細な確認が必要である場合、現場に向かい、図面を元にパイプラインの埋設位置の詳細を工事の担当者と確認する。
【００５０】
このように、本実施の形態によれば、航空写真取得システムによって、航空写真を用いたパイプライン、道路などの敷設設備の管理を安価かつ容易に実現することができる。なお、本実施の形態の航空写真取得システムは、農作物や、交通状態などに用いてもよい。
【００５１】
なお、上記の各実施の形態において、撮像装置１２０、１２０′、１２０″、４３０，５３０，６１０，７１０は本発明のデータ取得手段またはデータ取得手段およびデータ処理手段に相当する。また基地局１４０は本発明のデータ処理手段に相当する。また、旅客機１１０、１１０′、１１０″、４００，５００，６００，７００は本発明の飛行体に相当する。また、現在位置判定手段１２２は本発明の位置検出手段に相当する。また、入力端末１６０は本発明の所定の入力を与えるための手段に相当し、送受信手段１２１は本発明の伝送手段に相当し、メモリ手段１２７または基地局１７０は、本発明のデータ蓄積手段に相当する。
【００５２】
ただし本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の飛行体は旅客機の他、貨物輸送機を用いてもよい。また遊覧飛行機を用いてもよい。要するに、ある定められた運航ルートを定期的に飛行するものであればよく、業として旅客輸送、貨物輸送、遊覧飛行の全部または一部を行うものであればよい。
【００５３】
また、本発明の飛行体はジェット機、レシプロ機等の航空機でもよいし、ヘリコプタ、オートジャイロ等の広義のヘリコプタであってもよい。また有人操縦されるものでもよいし、遠隔制御または自律動作により航行する無人機であってもよい。
【００５４】
また、上記の各実施の形態において、本発明の航空写真取得システムのデータ取得手段およびデータ処理手段は撮像装置と基地局とから構成されるものとしたが、このときは、撮像装置が取得する本発明のデータは、画像データ化される前のＲＡＷデータであって、基地局にて画像データとして処理されるものであってもよい。一方、本発明のデータ取得手段およびデータ処理手段は撮像装置単体で構成されるものであってもよく、このときは、撮像本体部が本発明のデータとして画像データを取得し、本発明のデータ蓄積手段としてのメモリ手段に該画像データを一時蓄積するようにしてもよい。
【００５５】
さらに、上記いずれの場合でも、基地局を用いずに、撮像装置のメモリ手段から直接画像データもしくはＲＡＷデータを読み出すようにしてもよい。
【００５６】
また画像データは静止画データであってもよいし、動画像データであってもよい。
【００５７】
また、上記の説明において、現在位置判定手段はＧＰＳ装置であるとして説明を行ったが、このＧＰＳ装置は撮像装置に内蔵されるものであってよい。また、独自のＧＰＳ装置を搭載せずに、旅客機の航行用に用いられる情報を取得、利用する形態であってもよい。この場合、撮像装置の構成を簡略、軽量化でき、搭載される飛行体の負担にならないという利点がある。なお、旅客機の航行用に用いられる情報の例としては、自動航法装置から得られる情報や航空交通管制上処理システムから得られる情報があり、前者の場合は、航空機加速度積分値、速度、移動距離等の情報が得られ、後者の場合は、便名、飛行速度、方位、所定の施設からの距離等の情報が得られる。
【００５８】
また、撮像本体部１２３の設置場所としては、旅客機の各部の動作を妨げることのない部位に設けるのが望ましく、具体的には旅客機下部であれば何処でもよいが、、飛行の妨げにならない胴体下部の箇所等があげられる。また、旅客機内部に収納できるようにしてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したところから明らかなように、本発明によれば、航空写真をより安価かつ簡便に提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における航空写真取得システムの構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１における航空写真取得システムの撮像装置の構成図である。
【図３】本発明の実施の形態１における航空写真取得システムの他の構成例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１における航空写真取得システムの動作を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態１における航空写真取得システムの動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１００　航空写真取得システム
１１０　旅客機
１２０　撮像装置
１２１　送受信手段
１２２　現在位置判定手段
１２３　撮像本体部
１２４　撮像条件設定手段
１２５　タイマ
１２６　撮像本体部姿勢制御手段
１２７　メモリ手段
１３０　通信衛星
１４０　基地局
１５０　撮像範囲
１６０　入力端末
１７０　表示端末

Claims (13)

1. 飛行体に設置され、前記飛行体から見た地表の映像を、伝送可能なデータとして取得するデータ取得手段と、
   前記取得されたデータを処理して航空写真とするデータ処理手段とを備え、
   前記飛行体は、所定のスケジュールに基づき、あらかじめ定められた所定の航路を定期的に飛行するものである航空写真取得システム。
2. 前記飛行体は、業としての旅客輸送、貨物輸送、遊覧飛行の全部または一部に用いられるものである請求項１に記載の航空写真取得システム。
3. 前記データ取得手段は、自己の現在位置を検出する位置検出手段を有する請求項１または２に記載の航空写真取得システム。
4. 前記位置検出手段は、前記飛行体が飛行に用いる情報を用いて前記現在位置の検出を行う請求項３に記載の航空写真取得システム。
5. 前記位置検出手段は、ＧＰＳ装置を有し、前記ＧＰＳ装置から得られる情報を用いて前記現在位置の検出を行う請求項３に記載の航空写真取得システム。
6. 前記データ取得手段は、外部から所定の情報の入力をうけ、前記所定の情報により指定された位置での前記データを取得する請求項１または２に記載の航空写真取得システム。
7. 前記データ取得手段が取得した、前記データを直接または間接的に前記データ処理手段へ伝送する伝送手段をさらに備えた請求項１または２に記載の航空写真取得システム。
8. 前記データ取得手段が取得した、前記データを一時的に蓄積するデータ蓄積手段をさらに備えた請求項１または２に記載の航空写真取得システム。
9. 前記飛行体は航空機である請求項１または２に記載の航空写真取得システム。
10. 前記飛行体はヘリコプターである請求項１または２に記載の航空写真取得システム。
11. 飛行体に設置され、前記飛行体から見た地表の映像を、伝送可能なデータとして取得する工程と、
    前記データを取得すると、これを処理して航空写真とする工程とを備え、
    前記飛行体は、所定のスケジュールに基づき、あらかじめ定められた所定の航路を定期的に飛行するものである航空写真取得方法。
12. 前記飛行体は、業としての旅客輸送、貨物輸送、遊覧飛行の全部または一部に用いられるものである請求項１１に記載の航空写真取得方法。
13. 前記データの取得時における現在位置を検出する工程をさらに備えた請求項１１または１２に記載の航空写真取得方法。

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