JP2009105764A - Camera system - Google Patents

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Satoshi Kayahara
敏史 萱原
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SKYMAP KK
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SKYMAP KK
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a camera system capable of relatively easily obtaining a relation between thermal information and vegetation in a relatively narrow area where it is difficult to grasp the relation using data from a communication satellite. <P>SOLUTION: The camera system 10 comprises a first camera 11, a thermal-infrared camera 12, a near-infrared camera 13, a second camera 14, a GPS device 19, a personal computer 16 as a recording device, a portable video deck 17 and a display device wherein the first camera 11, the thermal-infrared camera 12 and the near-infrared camera 13 are integrally held by a frame to constitute a vertical photographing unit 15, so that three cameras can be simultaneously positioned. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、航空機に搭載して航行中に空から地上を撮影するとともに、撮影した映像を再生するカメラシステムに関する。   The present invention relates to a camera system that mounts on an aircraft and captures the ground from the sky while sailing, and reproduces the captured images.

現在、米国の気象衛星「NOAA」から送信される画像データを受信することにより、日本国内の自然環境を広域的に時系列でモニタリングすることが可能である。NOAAの画像データの空間分解能は1.1kmであり、日本の気象衛星「ひまわり」のそれが約5kmであるのと比較して、詳細な情報を得ることができる。この情報を利用して、例えば、植生の有無・多少・活性度等の1つの指標である正規化植生指数(NDVI:例えば、特許文献参照)を、広域的に求めることができる。ここで、正規化植生指数NDVIとは、
NDVI=(近赤外領域の反射率−赤領域の反射率)/(近赤外領域の反射率+赤領域の反射率)
で定義される。
At present, it is possible to monitor the natural environment in Japan over a wide area in time series by receiving image data transmitted from the US weather satellite “NOAA”. The spatial resolution of the image data of NOAA is 1.1 km, and detailed information can be obtained compared to that of the Japanese weather satellite “Himawari”, which is about 5 km. Using this information, for example, a normalized vegetation index (NDVI: see, for example, patent literature), which is one index such as the presence / absence / amount of vegetation / activity, can be obtained over a wide area. Here, the normalized vegetation index NDVI is
NDVI = (reflectance in the near infrared region−reflectance in the red region) / (reflectance in the near infrared region + reflectance in the red region)
Defined by

植物の緑葉は、赤領域の波長を吸収し、近赤外線領域の波長を強く反射する。この植生の特性を生かし、赤波長(R)と近赤外波長(IR)の値を用いて、上述のように、植生指数を算出することができる。この正規化植生指数は、植生と密接に関係する、自然環境・現象の評価にも有用である。
特開2006−25082号公報
Green leaves of plants absorb wavelengths in the red region and strongly reflect wavelengths in the near infrared region. Taking advantage of the characteristics of this vegetation, the vegetation index can be calculated as described above using the values of the red wavelength (R) and the near infrared wavelength (IR). This normalized vegetation index is useful for evaluating natural environments and phenomena that are closely related to vegetation.
JP 2006-25082 A

上述のNOAAの画像データは、もっと狭い領域での正規化植生指数を把握する場合には、空間分解能が低すぎる。   The above-mentioned NOAA image data has a spatial resolution that is too low when grasping the normalized vegetation index in a narrower region.

そこで、本発明は、通信衛星からのデータでは把握することが困難な比較的狭い領域における熱情報と植生との関係を比較的簡単に得ることができるカメラシステムを提供することを目的とするものである。   Therefore, an object of the present invention is to provide a camera system that can relatively easily obtain the relationship between thermal information and vegetation in a relatively narrow area that is difficult to grasp with data from a communication satellite. It is.

請求項1に係る発明は、航空機に搭載して航行中に空から地上を撮影するカメラシステムに関する。この発明に係るカメラシステムは、所定の時刻に航行中の前記航空機の垂直下方に位置するP地点の垂直映像を、可視光線によって撮影する第1カメラと、前記P地点の垂直映像を熱赤外線によって撮影する熱赤外線カメラと、前記P地点の垂直映像を近赤外線によって撮影する近赤外線カメラと、前記所定の時刻における航行中の前記航空機の進行方向前方斜め下方に位置するQ地点の傾斜映像を可視光線によって撮影する第2カメラと、航行中の前記航空機の位置を特定するGPS装置と、前記第1カメラ、前記熱赤外線カメラ、前記近赤外線カメラ、及び前記第2カメラにより撮影された映像と、前記GPS装置に基づく前記航空機の地図上の位置とを記録する記録装置と、前記記録装置が記録した情報を表示する表示装置と、を備える、ことを特徴としている。   The invention according to claim 1 relates to a camera system that is mounted on an aircraft and images the ground from the sky during navigation. A camera system according to the present invention includes a first camera that captures a vertical image of a point P located vertically below the aircraft that is navigating at a predetermined time by visible light, and a vertical image of the point P by thermal infrared rays. A thermal infrared camera for photographing, a near-infrared camera for photographing a vertical image of the point P by near infrared rays, and a tilted image of a point Q located diagonally forward in the traveling direction of the aircraft at the predetermined time are visible. A second camera that is photographed by light rays, a GPS device that identifies the position of the aircraft during navigation, an image photographed by the first camera, the thermal infrared camera, the near infrared camera, and the second camera; A recording device that records a position of the aircraft on the map based on the GPS device, and a display device that displays information recorded by the recording device. , It is characterized in that.

請求項2に係る発明は、請求項1に係るカメラシステムにおいて、前記表示装置は、前記第1カメラ、前記熱赤外線カメラ、前記近赤外線カメラが撮影した前記P地点の垂直映像を再生するとともに、前記P地点を所定時間以前に前記第2カメラが撮影した映像を再生する、ことを特徴としている。   According to a second aspect of the present invention, in the camera system according to the first aspect, the display device reproduces a vertical image of the point P photographed by the first camera, the thermal infrared camera, and the near infrared camera, An image taken by the second camera before the predetermined time is played back at the point P.

請求項3に係る発明は、請求項1又は2に係るカメラシステムにおいて、前記第1カメラと、前記熱赤外線カメラと、前記近赤外線カメラとを一体的に保持するフレームと、前記フレームを前記航空機の機体に取り付けるための取付具と、を備える、ことを特徴としている。   According to a third aspect of the present invention, in the camera system according to the first or second aspect, the first camera, the thermal infrared camera, and a frame that integrally holds the near-infrared camera, and the frame that is the aircraft And an attachment for attaching to the aircraft body.

請求項4に係る発明は、請求項3に係るカメラシステムにおいて、前記取付具は、前記フレームの取付角度を調整するための調整機構を有する、ことを特徴としている。   According to a fourth aspect of the present invention, in the camera system according to the third aspect, the fixture has an adjustment mechanism for adjusting an attachment angle of the frame.

請求項5に係る発明は、請求項4に係るカメラシステムにおいて、前記フレームと前記取付具との間に防振部材を配設した、ことを特徴としている。   According to a fifth aspect of the present invention, in the camera system according to the fourth aspect, a vibration isolating member is disposed between the frame and the fixture.

請求項6に係る発明は、請求項1ないし5のいずれか1項に係るカメラシステムにおいて、前記熱赤外線カメラの自動環境反射補正を行うために前記熱赤外線カメラのレンズを覆う補正位置と前記レンズを開放する退避位置とをとる補正用のキャップと、前記フレームの上方から前記キャップを前記補正位置と前記退避位置とに移動させる開閉機構と、を備える、ことを特徴としている。   According to a sixth aspect of the present invention, in the camera system according to any one of the first to fifth aspects, a correction position that covers a lens of the thermal infrared camera and the lens for performing automatic environmental reflection correction of the thermal infrared camera A correction cap that takes a retracted position for opening the cover, and an opening / closing mechanism that moves the cap from above the frame to the correction position and the retracted position.

請求項1の発明によると、第1カメラの映像に基づく地表の地形と、熱赤外線カメラの映像に基づく地表の温度と、近赤外線カメラの映像に基づく植物の活性度と、GPS装置に基づく地図上の位置と、第2カメラに基づく航空機からの実際の視点に基づく地形とを表示装置に表示させ、記録装置に記憶させることができるので、これらの関係を総合的に把握することができる。   According to the invention of claim 1, the landform of the ground surface based on the image of the first camera, the temperature of the ground surface based on the image of the thermal infrared camera, the activity of the plant based on the image of the near infrared camera, and the map based on the GPS device Since the upper position and the terrain based on the actual viewpoint from the aircraft based on the second camera can be displayed on the display device and stored in the recording device, these relationships can be comprehensively grasped.

請求項2の発明によると、第2カメラにより、第1カメラ、熱赤外線カメラ、近赤外線カメラが現に撮影している地点の、俯瞰(鳥瞰)情報により前掲が広く見え、分かりやすい。   According to the second aspect of the present invention, the second camera makes it easy to understand the above-mentioned image by using the bird's-eye view (bird's-eye view) information of the point where the first camera, the thermal infrared camera, and the near-infrared camera are actually photographing.

請求項3の発明によると、航空機の機体に、取付具を介してフレームを取り付けることにより、第1カメラと、熱赤外線カメラと、近赤外線カメラとを同一の方向に向けて簡単に角度調整することができる。   According to the invention of claim 3, the angle of the first camera, the thermal infrared camera, and the near infrared camera is easily adjusted in the same direction by attaching the frame to the aircraft body via the fixture. be able to.

請求項4の発明によると、調整機構により、第1カメラと熱赤外線カメラと近赤外線カメラの、機体に対する取付角度を同時に調整することができる。   According to the invention of claim 4, the adjusting mechanism can simultaneously adjust the mounting angles of the first camera, the thermal infrared camera, and the near infrared camera with respect to the airframe.

請求項5の発明によると、撮影中に、航空機の機体から、第1カメラ、熱赤外線カメラ、近赤外線カメラに伝達される振動を抑制することができる。   According to the invention of claim 5, vibrations transmitted from the aircraft body to the first camera, the thermal infrared camera, and the near infrared camera during photographing can be suppressed.

請求項6の発明によると、自動環境反射補正を行うためのキャップの開閉を、フレームの上方から簡単に行うことができる。   According to the invention of claim 6, the cap for performing automatic environmental reflection correction can be easily opened and closed from above the frame.

以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づき詳述する。なお、各図面において、同じ符号を付した部材等は、同じ構成のものであり、これらについての重複説明は適宜省略するものとする。また、各図面においては、説明に不要な部材等は適宜、図示を省略している。
<実施形態1>
Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the member etc. which attached | subjected the same code | symbol are the same structures, The duplication description about these shall be abbreviate | omitted suitably. Moreover, in each drawing, members and the like that are not necessary for the description are omitted as appropriate.
<Embodiment 1>

図1〜図10を参照して、本発明に係るカメラシステム10について説明する。このうち、図1は、カメラシステム10が搭載される航空機としてのヘリコプター1を示しており、(a)は上面図、(b)は左側面図、(c)は正面図である。図2は、ヘリコプター1に搭載された各カメラの撮影方向を模式的に示す図である。なお、実際には、ハイビジョン画像Aと熱赤外線画像Bと近赤外線画像Cとは垂直下方の同方向を撮影した画像であるが、同図ではA,B,Cを区別するために、同図のように図示している。図3は、操縦室1b内における、各カメラの設置位置を説明する斜視図である。図4は、垂直撮影ユニット15を下方から見た図である。図5は、垂直撮影ユニット15を取り付けるための取付具30を説明する図であり、(a)は上面図、(b)は右側面図、(c)は後面図である。図6は、ヘリコプター1の機体1aの下方から開口窓部1dを介して、垂直撮影ユニット15を下方から見た状態を示す図である。図7は、カメラシステム10のブロック図である。図8は、第2カメラ14及び垂直撮影システム15の取付状態を説明する模式図である。図9は、キャップ及びこのキャップを開閉するための開閉機構を説明する模式図である。図10は、各カメラ等で撮影した映像を1つの表示装置で表示した状態を説明する図である。   A camera system 10 according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 shows a helicopter 1 as an aircraft on which the camera system 10 is mounted, in which (a) is a top view, (b) is a left side view, and (c) is a front view. FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the shooting direction of each camera mounted on the helicopter 1. Actually, the high-definition image A, the thermal infrared image B, and the near-infrared image C are images taken in the same direction vertically below, but in the figure, in order to distinguish A, B, and C, It is illustrated as follows. FIG. 3 is a perspective view for explaining the installation position of each camera in the cockpit 1b. FIG. 4 is a view of the vertical photographing unit 15 as viewed from below. FIGS. 5A and 5B are diagrams for explaining a fixture 30 for attaching the vertical photographing unit 15, wherein FIG. 5A is a top view, FIG. 5B is a right side view, and FIG. 5C is a rear view. FIG. 6 is a view showing a state in which the vertical photographing unit 15 is viewed from below from below the fuselage 1a of the helicopter 1 through the opening window 1d. FIG. 7 is a block diagram of the camera system 10. FIG. 8 is a schematic diagram for explaining how the second camera 14 and the vertical photographing system 15 are attached. FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a cap and an opening / closing mechanism for opening and closing the cap. FIG. 10 is a diagram for explaining a state in which video captured by each camera or the like is displayed on one display device.

図7のブロック図に示すように、カメラシステム10は、第1カメラ11と、熱赤外線カメラ12と、近赤外線カメラ13と、第2カメラ14と、GPS装置19と、記録装置としてのパソコン16、ポータブルビデオデッキ17と、表示装置23とを備えていて、はじめの3つ、すなわち第1カメラ11と、熱赤外線カメラ12と、近赤外線カメラ13とは、フレーム20(図3参照)によって一体的に保持されて全体として垂直撮影ユニット15を構成している。上述の第1カメラ11及び第2カメラ14には、記憶装置(不図示)が内蔵されていて、撮影した映像がそのまま記憶装置に記憶されるものとする。なお、記憶装置に代えて、着脱自在な記録媒体を使用するようにしてもよい。ここで、本実施形態では、表示装置23は、ヘリコプター1には搭載されていない。表示装置23は、後述するように、記録装置等に記録された映像等を再生して解析するために使用するものであるため、ヘリコプターに搭載する必要がないためである。   As shown in the block diagram of FIG. 7, the camera system 10 includes a first camera 11, a thermal infrared camera 12, a near infrared camera 13, a second camera 14, a GPS device 19, and a personal computer 16 as a recording device. The portable video deck 17 and the display device 23 are provided, and the first three, that is, the first camera 11, the thermal infrared camera 12, and the near infrared camera 13 are integrated by a frame 20 (see FIG. 3). Thus, the vertical photographing unit 15 is configured as a whole. The first camera 11 and the second camera 14 described above include a storage device (not shown), and the captured video is stored in the storage device as it is. Note that a removable recording medium may be used instead of the storage device. Here, in the present embodiment, the display device 23 is not mounted on the helicopter 1. As will be described later, the display device 23 is used for reproducing and analyzing the video recorded in the recording device or the like, and therefore does not need to be mounted on the helicopter.

図1〜図3を参照して、上述のカメラシステム10の大部分が搭載される航空機としてのヘリコプター1について説明する。ヘリコプター1は、機体1aと、機体1aに設けられた操縦室1bと、機体1aを支える脚部1cとを備えている。本実施形態では、図3に示すように、操縦室1bには、前方に向かって右側に操縦席が設けられ、左側に助手席が設けられていて、垂直撮影ユニット15、第2カメラ14、さらに、パソコン16、ポータブルビデオデッキ17が助手席側に配置されている。図6に示すように、ヘリコプター1の機体1aの下面には、透明な開口窓部1dが設けられている。開口窓部1dは、リング状の枠体1gによって支持されており、第1カメラ11、熱赤外線カメラ12、近赤外線カメラ13は、この開口窓部1dを介して、地上の映像を撮影するようになっている。
カメラシステム10の一部を構成する第1カメラ11としては、ハイビジョンカメラを使用しており、図6に示すように、ヘリコプター1の機体1aに対し、レンズ11aを下方に向けた姿勢で上下方向に配設されており、水平飛行中のヘリコプター1から可視光線によって垂直下方のP地点(不図示)のハイビジョン画像A(図2参照)を撮影するものである。この撮影画像は、第1カメラ11の記憶装置に記憶される。第1カメラ11の地上解像度は、高度1000フィートで約18cm/ピクセルであり、撮影結果は、通常の航空写真と同様に使用することが可能である。図3に示すように、第1カメラ11は、そのモニター11bが操縦席1bの中央に配置された計器類の上面に載置されており、このモニター11bの上面には、後述するGPS装置19が載置されている。
A helicopter 1 as an aircraft on which most of the above-described camera system 10 is mounted will be described with reference to FIGS. The helicopter 1 includes a fuselage 1a, a cockpit 1b provided in the fuselage 1a, and legs 1c that support the fuselage 1a. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the cockpit 1 b is provided with a cockpit on the right side and a passenger seat on the left side, and the vertical photographing unit 15, the second camera 14, Further, a personal computer 16 and a portable video deck 17 are arranged on the passenger seat side. As shown in FIG. 6, a transparent opening window 1 d is provided on the lower surface of the fuselage 1 a of the helicopter 1. The opening window 1d is supported by a ring-shaped frame 1g, and the first camera 11, the thermal infrared camera 12, and the near-infrared camera 13 shoot a ground image through the opening window 1d. It has become.
As the first camera 11 constituting a part of the camera system 10, a high-definition camera is used. As shown in FIG. 6, the lens 11a is directed downward with respect to the fuselage 1a of the helicopter 1 in the vertical direction. A high-definition image A (see FIG. 2) of a point P (not shown) vertically downward is visible from the helicopter 1 during horizontal flight by visible light. This captured image is stored in the storage device of the first camera 11. The ground resolution of the first camera 11 is about 18 cm / pixel at an altitude of 1000 feet, and the photographing result can be used in the same manner as a normal aerial photograph. As shown in FIG. 3, the monitor 11b of the first camera 11 is placed on the upper surface of instruments arranged in the center of the cockpit 1b. On the upper surface of the monitor 11b, a GPS device 19 described later is placed. Is placed.

熱赤外線カメラ12は、ヘリコプター1の機体1aに対し、レンズ12aを下方に向けた姿勢で上下方向に向けて配設されており、水平飛行中のヘリコプター1から熱赤外線によって、第1カメラ11と同じ、垂直下方のP地点の熱赤外線画像Bを撮影するものである。この撮影画像は、パソコン16に記憶されるとともに、撮影と同時にパソコン16の画面上に表示される。熱赤外線カメラ12による撮影によると、河川の湧水調査、温水調査、また、ヒートアイランド調査など、肉眼では見えない様々なものの調査を行うことができる。次に説明する近赤外線カメラ13による撮影と組み合わせることで、熱情報と植生との関係を見ることができる。   The thermal infrared camera 12 is arranged in the vertical direction with the lens 12a facing downward with respect to the fuselage 1a of the helicopter 1. The thermal infrared camera 12 is connected to the first camera 11 by thermal infrared rays from the helicopter 1 during horizontal flight. The same thermal infrared image B at point P in the lower vertical direction is taken. The photographed image is stored in the personal computer 16 and displayed on the screen of the personal computer 16 at the same time as photographing. According to the photographing by the thermal infrared camera 12, various things that cannot be seen with the naked eye such as river spring investigation, hot water investigation, and heat island investigation can be conducted. By combining with photographing by the near-infrared camera 13 described below, the relationship between thermal information and vegetation can be seen.

近赤外線カメラ13は、ヘリコプター1の機体1aに対し、レンズ13aを下方に向けた姿勢で上下方向に向けて配設されており、水平飛行中のヘリコプター1から近赤外線によって、第1カメラ11と同じ、垂直下方のP地点の近赤外線画像Cを撮影するものである。この撮影画像は、ポータブルビデオデッキ17に記憶されるとともに、撮影と同時にポータブルビデオデッキ17の画面上に表示される。近赤外線カメラ13の撮影により、前述の正規化植生指標を求めることができる。植物の緑葉は、可視光線のうちの赤領域(R)の波長を吸収し、近赤外線領域(IR)の波長を強く反射する特性がある。そこで、これらの植物の特性を利用して、植物の有無やその量、活性度を示す植生指標を求めることが可能である。近赤外線カメラ13の地上解像度は、高度1000フィートで、約45cm/ピクセルである。   The near-infrared camera 13 is arranged in the vertical direction with the lens 13a facing downward with respect to the fuselage 1a of the helicopter 1. The near-infrared camera 13 is connected to the first camera 11 by the near-infrared rays from the helicopter 1 during horizontal flight. The same near-infrared image C is taken at the P point vertically below. This captured image is stored in the portable video deck 17 and displayed on the screen of the portable video deck 17 at the same time as shooting. The above-described normalized vegetation index can be obtained by photographing with the near-infrared camera 13. The green leaf of a plant has a characteristic of absorbing the wavelength in the red region (R) of visible light and strongly reflecting the wavelength in the near infrared region (IR). Therefore, by using the characteristics of these plants, it is possible to obtain a vegetation index indicating the presence or absence, the amount, and the activity of the plant. The near-infrared camera 13 has a ground resolution of about 45 cm / pixel at an altitude of 1000 feet.

上述の3つのカメラ、すなわち、第1カメラ11、熱赤外線カメラ12、近赤外線カメラ13は、図4に示すように、それぞれの下端近傍を位置決めするホルダ21によって位置決めされるとともに、図3に示すように、直方体状のフレーム20によって一体的に保持されていて、全体として垂直撮影システム15を構成している。この垂直撮影システム15は、取付具30によって、ヘリコプター1の操縦室1bの床部1eに取り付けられている。   As shown in FIG. 4, the above-mentioned three cameras, that is, the first camera 11, the thermal infrared camera 12, and the near infrared camera 13, are positioned by holders 21 that position the vicinity of their respective lower ends, as shown in FIG. As described above, the vertical photographing system 15 is configured as a whole by being integrally held by the rectangular parallelepiped frame 20. The vertical photographing system 15 is attached to the floor portion 1 e of the cockpit 1 b of the helicopter 1 by a fixture 30.

図5(a),(b),(c)、図8を参照して、取付具30について説明する。取付具30は、ヘリコプター1の操縦室1bの床部1eに固定される傾斜台31と、この傾斜台31の上面に調整可能に載せられる調整台(調整機構)32とを備えている。傾斜台31は、底板33と、この底板33の左端部及び右端部にそれぞれ立設された、左側面視((b)参照)の形状が楔状の台34を有している。底板33には、ほぼ円形の大きな透孔33aが穿設されている。また、台34には、上端に、外側に向かって張り出す張り出し部34aが前後方向に長く形成されている。図8に示すように、ヘリコプター1の操縦室1bの床面1eは、垂直撮影ユニット15取り付けられる箇所の近傍が、前上がりの傾斜面に形成されている。上述の張り出し部34aは、図8に示すように、傾斜台31を床部1eに取り付ける際に、傾斜部31の底部33が床部1eに対してほぼ平行になるように固定したときに、ほぼ水平になるように構成されている。調整台32は、額縁状に形成された枠部材35のその上端に固定された上板38とを有していて、上板38には、位置決めように切欠部35bを有する大きな取付孔35aが設けてある。上板38には、その4隅を上下方向に貫通する調整ねじ36が螺合されており、これら調整ねじ36を回転させて、その下端の、枠部材35の下面からの突出長さを調整することで、上述の張り出し部34aに対する調整台32の傾斜を微調整することができる。傾斜を微調整した後は、固定具(不図示)によって傾斜台31に対して調整台32が固定される。以上の取付具30を使用することにより、ヘリコプター1の操縦室1bの床部1eが傾斜している場合であっても、垂直撮影ユニット15の第1カメラ11、熱赤外線カメラ12、近赤外線カメラ13を1度の調整で、高い精度で、簡単に航行中のヘリコプター1の直下のP地点に向くようにすることができる。また、上板38の上面には、防振シート(防振部材)37が敷設されていて、垂直撮影ユニット15を上板38に取り付ける際には、両者間にこの防振シート37が介在されることになるので、ヘリコプター1から垂直撮影ユニット15に伝達される振動を抑制することができる。   With reference to FIGS. 5A, 5 </ b> B, 5 </ b> C, and 8, the fixture 30 will be described. The fixture 30 includes an inclined base 31 that is fixed to the floor portion 1e of the cockpit 1b of the helicopter 1, and an adjustment base (adjustment mechanism) 32 that is placed on the upper surface of the inclined base 31 so as to be adjustable. The inclined base 31 has a base plate 33 and a base 34 that is provided upright at the left end and the right end of the base plate 33 and has a wedge shape when viewed from the left side (see (b)). A large circular hole 33a is formed in the bottom plate 33. Further, the base 34 is formed with an overhanging portion 34a that protrudes outward at the upper end so as to extend in the front-rear direction. As shown in FIG. 8, the floor surface 1 e of the cockpit 1 b of the helicopter 1 is formed with an upwardly inclined surface near the portion where the vertical photographing unit 15 is attached. As shown in FIG. 8, the above-described overhanging portion 34 a is fixed when the inclined base 31 is fixed to the floor portion 1 e so that the bottom 33 of the inclined portion 31 is substantially parallel to the floor portion 1 e. It is configured to be almost horizontal. The adjustment base 32 has an upper plate 38 fixed to the upper end of a frame member 35 formed in a frame shape. The upper plate 38 has a large mounting hole 35a having a notch portion 35b for positioning. It is provided. The upper plate 38 is screwed with adjustment screws 36 penetrating the four corners in the vertical direction, and the adjustment screw 36 is rotated to adjust the length of the lower end protruding from the lower surface of the frame member 35. By doing so, the inclination of the adjustment stand 32 with respect to the above-described overhanging portion 34a can be finely adjusted. After finely adjusting the inclination, the adjustment base 32 is fixed to the inclination base 31 by a fixture (not shown). By using the above fixture 30, even if the floor portion 1e of the cockpit 1b of the helicopter 1 is inclined, the first camera 11, the thermal infrared camera 12, the near infrared camera of the vertical photographing unit 15. 13 can be adjusted to a point P directly below the helicopter 1 that is navigating with high accuracy with a single adjustment. Further, an anti-vibration sheet (anti-vibration member) 37 is laid on the upper surface of the upper plate 38. When the vertical photographing unit 15 is attached to the upper plate 38, the anti-vibration sheet 37 is interposed therebetween. Therefore, vibration transmitted from the helicopter 1 to the vertical photographing unit 15 can be suppressed.

ここで、熱赤外線カメラ12については、自動環境反射補正を行うための機能を有している。測定対象物の放射率が低く、温度が環境温度付近(常温)や低温の場合、周囲からの反射成分を無視することができなくなる。この反射成分をキャンセルするために、周囲温度相当で放射率がほぼ1.0と見なせる物体に検出部を向け(視野前面)、キャンセルボタン(不図示)を操作することで内部より補正信号が設定でき、測定対象に入る余分な温度信号をキャンセルすることができる。   Here, the thermal infrared camera 12 has a function for performing automatic environmental reflection correction. When the emissivity of the object to be measured is low and the temperature is near ambient temperature (room temperature) or low temperature, the reflection component from the surroundings cannot be ignored. In order to cancel this reflection component, a correction signal is set from the inside by directing the detection unit (front of the field of view) to an object that can be regarded as an emissivity of approximately 1.0 corresponding to the ambient temperature, and operating the cancel button (not shown). It is possible to cancel an extra temperature signal entering the measurement object.

本実施形態では、図4に示すように、熱赤外線カメラ12のレンズ12aの前に開閉自在な円板状のシャッタ(キャップ)22を設け、このシャッタ22を開閉機構24によって開閉するようにした。シャッタ22は、その内側22a(レンズ12aに向いた側)が黒く塗装されているとともに、横方向に突起22bが設けてある。開閉機構24は、フレーム20後端側に、上下方向に向けたロッド25を有している。このロッド25は、フレーム20の後端における上端側及び下端側から後方に突出されたブラケット20aによって回転自在に支持されている。また、ロッド25は、その下端が上述のシャッタ22の突起22bに固定され、上端は、前方に屈曲されてハンドル25aを構成している。このハンドル25aを、ロッド25を中心に揺動させることで、シャッタ22を図9に示す閉鎖位置Aと、レンズ22aを露出させる開放位置(不図示)に配置することができる。自動環境反射補正を行う際には、シャッタ22を閉鎖位置Aに配置して、レンズ22aを覆った状態で、キャンセルボタンを押す。これにより、自動環境反射補正を行うことができる。補正の終了後、ハンドル25aを回転させることにより、シャッタ22を閉鎖位置Aから開放位置に移動させることにより、レンズ12aを露出させて、熱赤外線カメラ12による撮影を再開することが可能となる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 4, a disc-shaped shutter (cap) 22 that can be opened and closed is provided in front of the lens 12 a of the thermal infrared camera 12, and the shutter 22 is opened and closed by an opening and closing mechanism 24. . The shutter 22 is painted black on the inner side 22a (side facing the lens 12a) and has a protrusion 22b in the lateral direction. The opening / closing mechanism 24 has a rod 25 directed in the vertical direction on the rear end side of the frame 20. The rod 25 is rotatably supported by a bracket 20 a protruding rearward from the upper end side and the lower end side at the rear end of the frame 20. Further, the lower end of the rod 25 is fixed to the protrusion 22b of the shutter 22, and the upper end is bent forward to constitute a handle 25a. By swinging the handle 25a about the rod 25, the shutter 22 can be disposed at the closed position A shown in FIG. 9 and the open position (not shown) exposing the lens 22a. When performing automatic environmental reflection correction, the cancel button is pressed while the shutter 22 is disposed at the closed position A and the lens 22a is covered. Thereby, automatic environmental reflection correction can be performed. After the correction is completed, the handle 25a is rotated to move the shutter 22 from the closed position A to the open position, thereby exposing the lens 12a and resuming photographing with the thermal infrared camera 12.

上述のシャッタ22aは、レンズ12aと図6に示す開口窓部1dとの間の狭い部分に配置されているため、この部分に手を挿入して、シャッタ22aの開閉を行うことは困難である。   Since the shutter 22a described above is disposed in a narrow portion between the lens 12a and the opening window 1d shown in FIG. 6, it is difficult to open and close the shutter 22a by inserting a hand into this portion. .

そこで、本実施形態では、上述のような開閉機構24を設けて、垂直撮影ユニット15の上方からシャッタ22aの開閉を行うことができるようにしたので、シャッタ22の開閉が容易である。   Therefore, in the present embodiment, the opening / closing mechanism 24 as described above is provided so that the shutter 22a can be opened and closed from above the vertical photographing unit 15, so that the shutter 22 can be easily opened and closed.

第2カメラ14は、図3に示すように、レンズ(不図示)を進行方向斜め下方に向けた姿勢で保持部材18によって支持されている。保持部材18は、操縦室1bのダッシュボード1fの上面に設置する3本の脚部18aを有している。これら脚部18aは、長さ調整が可能に構成されていて、長さ調整を行うことで、保持部材18の傾斜を微調整することができる。第2カメラ14を保持部材18によって保持した状態で、脚部18aの長さ調整を行うことで、そのレンズ(不図示)を前方斜め下方に向けることができる。第2カメラ14は、ハイビジョンカメラによって構成されていて、水平飛行中のヘリコプター1から可視光線によって前方斜め下方のQ地点(不図示)のハイビジョン画像D(図2参照)を撮影するものである。なお、このQ地点は、その後(何秒か後に)、水平飛行中のヘリコプター1の垂直下方に位置することになる。つまり、P地点の真上を通過したヘリコプター1は、その後、Q地点の真上を通過することになる。この第2カメラ14は、航空機から実際に地上を見たときの映像、いわゆる空撮ビデオをわかりやすく撮影することができ、広報やPR用に最適である。第2カメラ14は、地上解像度が、上述の第1カメラ11と同様、高度1000フィートで約18cm/ピクセルであり、撮影結果は、通常の航空写真と同様に使用することが可能である。   As shown in FIG. 3, the second camera 14 is supported by the holding member 18 in a posture in which a lens (not shown) is directed obliquely downward in the traveling direction. The holding member 18 has three legs 18a installed on the upper surface of the dashboard 1f of the cockpit 1b. These leg portions 18a are configured to be adjustable in length, and the inclination of the holding member 18 can be finely adjusted by adjusting the length. By adjusting the length of the leg portion 18a while the second camera 14 is held by the holding member 18, the lens (not shown) can be directed forward and downward. The second camera 14 is constituted by a high-definition camera, and captures a high-definition image D (see FIG. 2) at a Q point (not shown) diagonally forward and downward with a visible ray from the helicopter 1 during horizontal flight. This point Q will be located below the helicopter 1 during horizontal flight (after several seconds). That is, the helicopter 1 that has passed right above the point P will pass right above the point Q. The second camera 14 can shoot an image when the ground is actually viewed from an aircraft, that is, a so-called aerial video in an easy-to-understand manner, and is optimal for publicity and PR. The second camera 14 has a ground resolution of about 18 cm / pixel at an altitude of 1000 feet as in the first camera 11 described above, and the photographing result can be used in the same manner as a normal aerial photograph.

GPS装置19は、上述の垂直撮影ユニット15によって撮影されるP地点を表示画面の地図上に表示するとともに、その内容を記録するものであり、上述の第1カメラ11のモニター11b上に配設されている。   The GPS device 19 displays the P point photographed by the vertical photographing unit 15 on the map of the display screen and records the contents thereof, and is disposed on the monitor 11b of the first camera 11 described above. Has been.

表示装置23は、図10に示すように、上述の第1カメラ11、熱赤外線カメラ12、近赤外線カメラ13、及び第2カメラ14により撮影されて記憶装置としてのパソコン16、ポータブルビデオデッキ17等に記憶された映像A〜Dと、GPS装置19に基づくヘリコプター1の地図上の位置とを編集して、表示画面(不図示)上に同時に表示することができるようになっている。これにより、例えば、特定の箇所(P地点)の熱情報と植生との関係を対照させながら、視覚的、あるいは数値的に把握することができる。なお、表示装置23は、撮影した映像等を、フライト後に編集して動画として表示する場合には、地上の事務所等に配設すればよい。また、これに代えて、ヘリコプター1に搭載して、各映像等をアップデートで表示させるようにしてもよい。この場合、表示装置23には、第1カメラ11、熱赤外線カメラ12、近赤外線カメラ13によって撮影されるP地点の映像、及びGPS装置19によるP地点の地図画像が表示され、さらに数秒前に第2カメラ14によって撮影されたP地点の録画画像が同時に表示されることになる。   As shown in FIG. 10, the display device 23 is photographed by the first camera 11, the thermal infrared camera 12, the near infrared camera 13, and the second camera 14, and is a personal computer 16 as a storage device, a portable video deck 17, and the like. The images A to D stored in the above and the position of the helicopter 1 on the map based on the GPS device 19 can be edited and displayed simultaneously on a display screen (not shown). Thereby, for example, it can grasp | ascertain visually or numerically, contrasting the relationship between the heat information of a specific location (P point), and vegetation. Note that the display device 23 may be disposed in a ground office or the like when the captured video is edited and displayed as a moving image after the flight. Instead of this, it may be mounted on the helicopter 1 to display each video or the like by updating. In this case, the display device 23 displays the image of the P point captured by the first camera 11, the thermal infrared camera 12, and the near infrared camera 13, and the map image of the P point captured by the GPS device 19, and a few seconds ago. The recorded image of the point P photographed by the second camera 14 is displayed at the same time.

カメラシステムが搭載される航空機としてのヘリコプターを示しており、(a)は上面図、(b)は左側面図、(c)は正面図である。1 shows a helicopter as an aircraft on which a camera system is mounted, in which (a) is a top view, (b) is a left side view, and (c) is a front view. ヘリコプターに搭載された各カメラの撮影方向を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the imaging | photography direction of each camera mounted in the helicopter. 操縦室内における、各カメラの設置位置を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the installation position of each camera in the cockpit. 垂直撮影ユニットを下方から見た図である。It is the figure which looked at the perpendicular | vertical imaging | photography unit from the downward direction. 垂直撮影ユニット15を取り付けるための取付具を説明する図であり、(a)は上面図、(b)は右側面図、(c)は後面図である。It is a figure explaining the fixture for attaching the vertical imaging | photography unit 15, (a) is a top view, (b) is a right view, (c) is a rear view. ヘリコプターの機体の下方から窓部を介して、垂直撮影ユニットを下方から見た状態を示す図である。It is a figure which shows the state which looked at the perpendicular | vertical imaging | photography unit from the downward direction through the window part from the downward direction of the body of a helicopter. カメラシステムのブロック図である。It is a block diagram of a camera system. 第2カメラ及び垂直撮影システムの取付状態を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the attachment state of a 2nd camera and a perpendicular | vertical imaging system. キャップ及びこのキャップを開閉するための開閉機構を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the cap and the opening / closing mechanism for opening and closing this cap. 各カメラ等で撮影した映像を1つの表示装置で表示した状態を説明する図である。It is a figure explaining the state which displayed the image image | photographed with each camera etc. with one display apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 ヘリコプター(航空機)
10 カメラシステム
11 第1カメラ
12 熱赤外線カメラ
13 近赤外線カメラ
14 第2カメラ
15 垂直撮影ユニット
16 パソコン(記録装置)
17 ポータブルビデオデッキ(記録装置)
19 GPS装置
20 フレーム
22 表示装置
30 取付具
31 傾斜台
32 調整台(調整機構)
37 防振シート(防振部材)
1 Helicopter (aircraft)
10 Camera System 11 First Camera 12 Thermal Infrared Camera 13 Near-Infrared Camera 14 Second Camera 15 Vertical Shooting Unit 16 Personal Computer (Recording Device)
17 Portable video deck (recording device)
19 GPS device 20 Frame 22 Display device 30 Mounting tool 31 Tilt base 32 Adjustment base (Adjustment mechanism)
37 Anti-vibration sheet (anti-vibration member)

Claims (6)

航空機に搭載して航行中に空から地上を撮影するカメラシステムにおいて、
所定の時刻に航行中の前記航空機の垂直下方に位置するP地点の垂直映像を、可視光線によって撮影する第1カメラと、前記P地点の垂直映像を熱赤外線によって撮影する熱赤外線カメラと、前記P地点の垂直映像を近赤外線によって撮影する近赤外線カメラと、
前記所定の時刻における航行中の前記航空機の進行方向前方斜め下方に位置するQ地点の傾斜映像を可視光線によって撮影する第2カメラと、
航行中の前記航空機の位置を特定するGPS装置と、
前記第1カメラ、前記熱赤外線カメラ、前記近赤外線カメラ、及び前記第2カメラにより撮影された映像と、前記GPS装置に基づく前記航空機の地図上の位置とを記録する記録装置と、
前記記録装置が記録した情報を表示する表示装置と、を備える、
ことを特徴とするカメラシステム。
In a camera system that is mounted on an aircraft and photographs the ground from the sky while sailing,
A first camera that captures a vertical image of a point P located vertically below the aircraft that is navigating at a predetermined time with visible light; a thermal infrared camera that captures a vertical image of the point P with thermal infrared; and A near-infrared camera that shoots a vertical image of point P using near-infrared rays,
A second camera that captures, by visible light, a tilted image of a point Q located obliquely forward and downward in the traveling direction of the aircraft during navigation at the predetermined time;
A GPS device for identifying the position of the aircraft during navigation;
A recording device for recording images taken by the first camera, the thermal infrared camera, the near-infrared camera, and the second camera, and a position on the map of the aircraft based on the GPS device;
A display device for displaying information recorded by the recording device,
A camera system characterized by that.
前記表示装置は、前記第1カメラ、前記熱赤外線カメラ、前記近赤外線カメラが撮影した前記P地点の垂直映像を再生するとともに、前記P地点を所定時間以前に前記第2カメラが撮影した映像を再生する、
ことを特徴とする請求項1に記載のカメラシステム。
The display device reproduces a vertical image of the P point photographed by the first camera, the thermal infrared camera, and the near infrared camera, and an image photographed by the second camera before the P point for a predetermined time. Reproduce,
The camera system according to claim 1.
前記第1カメラと、前記熱赤外線カメラと、前記近赤外線カメラとを一体的に保持するフレームと、
前記フレームを前記航空機の機体に取り付けるための取付具と、を備える、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のカメラシステム。
A frame that integrally holds the first camera, the thermal infrared camera, and the near infrared camera;
An attachment for attaching the frame to the fuselage of the aircraft,
The camera system according to claim 1 or 2, characterized in that:
前記取付具は、前記フレームの取付角度を調整するための調整機構を有する、
ことを特徴とする請求項3に記載のカメラシステム。
The fixture has an adjustment mechanism for adjusting the attachment angle of the frame.
The camera system according to claim 3.
前記フレームと前記取付具との間に防振部材を配設した、
ことを特徴とする請求項4に記載のカメラシステム。
An anti-vibration member is disposed between the frame and the fixture.
The camera system according to claim 4.
前記熱赤外線カメラの自動環境反射補正を行うために前記熱赤外線カメラのレンズを覆う補正位置と前記レンズを開放する退避位置とをとる補正用のキャップと、前記フレームの上方から前記キャップを前記補正位置と前記退避位置とに移動させる開閉機構と、を備える、
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載のカメラシステム。
A correction cap that takes a correction position that covers the lens of the thermal infrared camera and a retracted position that opens the lens in order to perform automatic environmental reflection correction of the thermal infrared camera, and the correction of the cap from above the frame. An opening and closing mechanism that moves to a position and the retracted position,
The camera system according to any one of claims 1 to 5, wherein:
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