JP2011183824A

JP2011183824A - 空中撮影システム

Info

Publication number: JP2011183824A
Application number: JP2010047801A
Authority: JP
Inventors: Katsutoshi Satsuba; 克利札場; Makoto Iwao; 誠岩尾; Tamotsu Shigefuji; 保重藤; Koichiro Matsuzaki; 宏一郎松崎
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc; Chuden Plant Co Ltd
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc; Chuden Plant Co Ltd
Priority date: 2010-03-04
Filing date: 2010-03-04
Publication date: 2011-09-22
Anticipated expiration: 2030-03-04
Also published as: JP5595074B2

Abstract

【課題】高度を特定および調節し、空中撮影をする。
【解決手段】飛行高度や飛行速度などを飛行制御装置１１で制御可能な小型ヘリコプタＨに、周囲を撮影する全方位カメラ１２と、全方位カメラ１２の地上からの高度を測定するレーザ距離計１３とを配設し、レーザ距離計１３で測定された高度に基づいて、所定の高度において全方位カメラ１２で空中撮影する。
【選択図】図１

Description

この発明は、無人飛行体を利用し、高度を測定・調整しながら空中撮影を行う空中撮影システムに関する。

例えば、携帯端末用の基地局などを設置（以下、「置局」という。）する際は、通信可能範囲を調査する置局調査が実施される。置局調査には、現地でバルーンを上げて周辺の主な地点から可視確認を行うバルーン調査や、地図上で通信範囲を推定するシミュレーション、現地で仮設アンテナから試験電波を発射して受信電界を測定する電界測定などがある。

しかしながら、バルーン調査は、置局候補地でバルーンを上げる必要があり、置局候補地が山中のように立入が困難な場所である場合には、調査を実施することが困難である。さらに、バルーン調査は、置局候補地の周辺の主な地点からの可視確認を行うにすぎず、全方向からの可視確認はできない。また、シミュレーションは、地図上で通信可能範囲を推定するものであり、現地での調査に比べて精度が落ちるおそれがある。また、電界測定は、仮設アンテナの高さが１０数ｍまでに限定され、予定置局高さが２０ｍを超える場合には実施することができない。さらに、置局候補地に立ち入る必要があるので土地所有者の内諾を得られない場合には、測定を実施できない。また、電界測定は器材の調達や測定の実施に、多大な労力と費用を要するものである。

そこで、本発明者は、置局調査を予定置局高さの高度から全方向を空中撮影し、撮影した画像を用いれば、置局候補地に立入らずに全方向の可視確認が可能になるので、置局調査を確実かつ容易に実施可能であると考えた。

空中撮影に関する技術としては、例えば、空中浮遊体から吊下げたカメラで撮影する３６０°全周撮影システムに関する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。また、ラジコン機に搭載されたＣＣＤカメラで撮影した画像を送受信するラジコン機用バーチャル映像システムに関する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。また、ラジコン機上に設置されたカメラで正面以外の方向を撮影するためのカメラ付きラジコン用カメラ回転台に関する技術が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。

特開２００３−２７４３９７号公報特開平８−９２２４号公報実登３１０４５０５号公報

しかしながら、特許文献１から３に記載された技術はいずれも、空中撮影時の高度を特定したり調節したりすることができない。このため、どのような高度で撮影されたかが不明であり、基地局などをどのくらいの高さにすればよいかを適正に判断することができない。また、撮影高度を調節できないため、高さの違いによる可視範囲の相違、つまり基地局の高さの違いによる通信可能範囲の相違を把握、検討することができない。このように、特許文献１から３に記載された技術では、置局調査として十分な検討材料・情報を得ることができない。

そこで、この発明は、前記の課題を解決し、撮影高度の特定および調節が可能な空中撮影システムを提供することを目的としている。

前記の課題を解決するために、請求項１の発明は、飛行高度や飛行速度などを調節自在な無人飛行体と、前記無人飛行体の飛行高度や飛行速度などを制御する飛行制御手段と、前記無人飛行体に配設され、前記無人飛行体の周囲を撮影する撮影手段と、前記撮影手段の地上からの高度を測定する高度測定手段と、を備え、前記高度測定手段によって測定された高度に基づいて、所定の高度で前記撮影手段による撮影が可能となっている、ことを特徴とする空中撮影システムである。

この発明によれば、飛行制御手段によって無人飛行体が飛行され、高度測定手段によって撮影手段の高度が測定され、撮影手段が所定の高度の状態で、撮影手段によって周囲が撮影される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空中撮影システムにおいて、撮影手段で撮影した画像を外部の機器に出力する出力手段を備える、ことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、無人飛行体の飛行高度が調節自在で、撮影手段の高度を測定する高度測定手段を備えるため、無人飛行体および撮影手段の高度を特定および調節して、空中撮影を行うことができる。また、無人飛行体により空中撮影を行うので、置局候補地が山中のように立入が困難な場所であっても容易に置局調査を実施できる。さらに、飛行制御手段により無人飛行体の飛行を制御可能なため、風の影響を受けずに置局調査を適正に実施することが可能になる。また、高度を変えて撮影し、高度が異なる画像を比較することで、最適な置局高さを容易に選定することが可能になる。しかも、一度の飛行で異なる高度での撮影が可能なため、置局調査に要する時間を短縮しコストを削減することができる。

請求項２に記載の発明によれば、撮影した画像を外部の機器に出力可能なため、置局調査の現場から離れた場所で、通信可能範囲の確認、判定などを行うことができる。

この発明の実施の形態１に係る空中撮影システムの概略構成図である。図１の空中撮影システムによる基地局調査を説明するための概略図である。図１の空中撮影システムによる処理を示すフローチャートである。図１の空中撮影システムによる基地局調査を説明するための置局候補地の周辺地図である。この発明の実施の形態２に係る空中撮影システムによる基地局調査を説明するための概略図である。

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

（実施の形態１）
図１は、この実施の形態に係る空中撮影システム１の概略構成図である。ここで、空中撮影システム１は、図２に示すように、携帯端末用基地局の置局候補地Ｐの上空の所定の高度において、小型ヘリコプタ（無人飛行体）Ｈに配設した全方位カメラ（撮影手段）１２により空中撮影を行うシステム１である。この空中撮影システム１は、小型ヘリコプタＨと外部のコンピュータ（外部の機器）Ｃとが、通信網ＮＷを介し通信可能に接続され、小型ヘリコプタＨは、主として、飛行制御装置（飛行制御手段）１１と、全方位カメラ（撮影手段）１２と、レーザ距離計（高度測定手段）１３と、処理装置１４と、記憶装置１５と、通信装置（出力手段）１６とを備えている。

小型ヘリコプタＨは、エンジンによりロータを回転させ飛行するもので、飛行制御装置１１によってロータの回転数と角度とを制御することで、飛行高度、飛行速度、傾斜が変えられるようになっている。この小型ヘリコプタＨは、空中でホバリングする機能を備え、さらに、位置と飛行速度と傾斜とを測定するため、ＧＰＳ受信機と速度計と傾斜計とを備えている（図示しない）。そして、小型ヘリコプタＨの飛行中において、ＧＰＳ受信機による小型ヘリコプタＨの位置（緯度、経度）、速度計による小型ヘリコプタＨの飛行速度および、傾斜計による小型ヘリコプタＨの傾斜が、処理装置１４へ常時伝送されるようになっている。

飛行制御装置１１は、処理装置１４の制御により、小型ヘリコプタＨのロータの回転数や角度を制御し、飛行高度と飛行速度と傾斜とを制御するものである。この飛行制御装置１１の制御により、小型ヘリコプタＨは所定の位置へ向かって飛行したり、所定の位置でホバリング（停止飛行）したりするようになっている。

全方位カメラ（撮影手段）１２は、小型ヘリコプタＨの中央下側に配設され、処理装置１４の制御により、周囲を水平方向に３６０°撮影するものである。

レーザ距離計１３は、小型ヘリコプタＨの中央下側に配設され、レーザ光を地上Ｇに向けて発射し、その反射光によって地上Ｇまでの距離を測定するものである。このレーザ距離計１３は、処理装置１４の制御により、小型ヘリコプタＨの飛行中に常時、小型ヘリコプタＨと地上Ｇとの距離ｈを測定し、測定した結果を処理装置１４へ伝送する。

処理装置１４は、飛行制御装置１１や全方位カメラ１２などを制御するものであり、記憶装置１５に記憶されている空中撮影処理、すなわち、空中撮影システム１に関する処理全般を行う。この処理を図３に示す。まず、空中撮影処理が起動されると、処理装置１４は、記憶装置１５に記憶されている置局候補地の位置（緯度、経度）、撮影範囲（最低撮影高度ｈ_ｍｉｎ、最高撮影高度ｈ_ｍａｘ、撮影間隔ｄ）を読みだして、最初の撮影位置（緯度、経度、撮影高度）を置局候補地Ｐの上空の最低撮影高度ｈ_ｍｉｎとし（ステップＳ１）、飛行制御装置１１を制御して、小型ヘリコプタＨを撮影位置まで移動させる（ステップＳ２）。

同時に、ＧＰＳ受信機と速度計と傾斜計およびレーザ距離計１３に開始信号を送信して、ＧＰＳ受信機で小型ヘリコプタＨの位置を測定させ、速度計で小型ヘリコプタＨの飛行速度を測定させ、傾斜計で小型ヘリコプタＨの傾斜を測定させ、レーザ距離計１３で小型ヘリコプタＨの地上Ｇからの高度を測定させる（ステップＳ３）。次に、ＧＰＳ受信機およびレーザ距離計１３の測定結果から、小型ヘリコプタＨが置局候補地Ｐの上空に位置し、かつ、地上Ｇからの高さが予め設定された撮影高度か否か、すなわち、撮影位置と一致しているか否かを判定する（ステップＳ４）。そして、撮影位置と一致していない場合（「ＮＯ」の場合）は、ステップＳ２に戻り小型ヘリコプタＨの移動を継続する。一方、撮影位置と一致している場合（「ＹＥＳ」の場合）は、飛行制御装置１１を制御して、小型ヘリコプタＨを水平状態でホバリングさせる（ステップＳ５）。

この状態で、全方位カメラ１２を作動させて、置局候補地Ｐ上の所定の高度における周囲の撮影を行う（ステップＳ６）。続いて、全方位カメラ１２で撮影された画像と撮影高度を記憶装置１５に記憶・保存する（ステップＳ７）。

次に、次の撮影高度（＝現在の撮影高度＋撮影間隔）が最高撮影高度ｈ_ｍａｘを超えているか否かを判定する（ステップＳ８）。そして、最高撮影高度ｈ_ｍａｘを超えていない場合（「ＹＥＳ」の場合）、この撮影高度を次の撮影位置とし（ステップＳ９）、ステップＳ２へ戻って、上記と同様にして次の撮影位置での撮影を行う。一方、最高撮影高度ｈ_ｍａｘを超えた場合（「ＮＯ」の場合）、飛行制御装置１１を制御して、小型ヘリコプタＨを地上Ｇに下ろす（ステップＳ１０）。

記憶装置１５は、置局候補地の位置（緯度、経度）と、撮影範囲（最低撮影高度、最高撮影高度、撮影間隔）と、処理装置１４が行う空中撮影処理の手順・プログラムとを記憶するメモリ（ＲＯＭ）を備えている。ここで、撮影範囲とは撮影を行う高度を表すもので、具体的は、例えば、最低撮影高度を２０ｍ、最高撮影高度を５５ｍ、間隔を５ｍと設定すると、高度２０ｍから５５ｍまで、５ｍ間隔で撮影が行われる。また、記憶装置１５は、上記のようにして、撮影された画像や撮影高度、置局候補地の位置などを記憶するメモリ（ＲＡＭ）を備えている。

通信装置１６は、処理装置１４の制御により、全方位カメラ１２で撮影され、記憶装置１５に記憶された画像などを、通信網ＮＷを介して外部のコンピュータＣに送信するものである。

次に、このような構成の空中撮影システム１の作用・動作について説明する。ここで、置局候補地をＰ、最低撮影高度を２０ｍ、最高撮影高度を５５ｍ、撮影間隔を５ｍとする場合を例にして説明する。

まず、図４に示すように、置局候補地Ｐの位置する○□道路は幅員が狭く車両が通行できないので、幅員の広い△△道路から小型ヘリコプタＨを置局候補地Ｐの上空へ飛行させる。そして、最初の撮影位置を置局候補地Ｐの上空の最低撮影高度２０ｍとし、小型ヘリコプタＨが最初の撮影位置まで移動する。続いて、小型ヘリコプタＨが置局候補地Ｐの上空の最低撮影高度２０ｍに達すると、小型ヘリコプタＨがホバリングした状態で、全方位カメラ１２によって全周囲が撮影され、撮影された画像が撮影高度などとともに記憶装置１５に保存される。

次に、次の撮影高度である２５ｍまで小型ヘリコプタＨが上昇し、その高度で上記と同様に撮影が行われ、画像などが記憶装置１５に保存される。このようにして、撮影高度が最高撮影高度５５ｍに達するまで、順次撮影、保存が繰り返され、撮影高度５５ｍでの撮影などの処理が終了した後に、記憶装置１５に保存された画像などが、通信装置１６によって外部のコンピュータＣに送信される。そして、小型ヘリコプタＨが地上Ｇに下ろされ、空中撮影処理が終了するものである。

以上のように、この空中撮影システム１によれば、高度を特定、調節しながら、空中撮影を行うことができる。しかも、すべての置局候補地Ｐにおける所定の各撮影高度・位置での撮影が、自動的に行われるため、迅速かつ適正に置局調査を行うことが可能となる。また、置局候補地Ｐが山中のように立入が困難な場所や立入が不可能な場所であっても、周辺から置局候補地Ｐの上空へ小型ヘリコプタＨを飛ばして撮影できるので、置局候補地Ｐの立入の可否によらず置局調査を実施できる。また、高度を変えて撮影し、高度が異なる画像を比較することで、最適な置局高さを容易に選定することが可能になる。しかも、一度の飛行で異なる高度での撮影が可能なため、置局調査に要する時間を短縮しコストを削減することができる。さらに、撮影した画像が外部のコンピュータＣに出力されるため、各置局候補地Ｐから離れた場所にコンピュータＣを設置することで、ひとつの場所で複数の置局候補地Ｐの置局調査を行うことができ、置局調査の効率を上げることができる。

（実施の形態２）
図５は、この実施の形態に係る空中撮影システム１を示す概略図である。上記のように、実施の形態１では、全方位カメラ１２が小型ヘリコプタＨに直接取り付けられ、小型ヘリコプタＨの高度が全方位カメラ１２の高度とほぼ同一となっている。これに対して、この実施の形態では、全方位カメラ１２が、小型ヘリコプタＨからロープ１２２によって吊下げられて配設されている点で、実施の形態１に係る空中撮影システム１と構成が異なる。なお、実施の形態１と同等の構成については、同一符号を付することで、その説明を省略する。

全方位カメラ１２は、ロープ１２２によって小型ヘリコプタＨから吊下げられて配設され、レーザ距離計１３が全方位カメラ１２と同位置にロープ１２２に配設されている。また、ロープ１２２を巻き取り、引き出すリール（図示せず）を備え、このリールによるロープ１２２の巻き取り、引き出しが、処理装置１４によって制御されるようになっている。

そして、小型ヘリコプタＨが置局候補地Ｐの上空の最高撮影高度ｈ_ｍａｘでホバリングした状態で、レーザ距離計１３で全方位カメラ１２と地上Ｇとの距離を測定しながら、ロープ１２２の長さを調整する（巻き取る）ことで、全方位カメラ１２の撮影高度を調整し、各撮影位置で周囲を撮影するものである。

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、これらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、予め記憶した空中撮影処理に基づいて、つまり予め設定された置局候補地Ｐの位置、撮影範囲に基づいて、小型ヘリコプタＨを自動制御していたが、次のようにしてもよい。すなわち、調査者などが小型ヘリコプタＨの位置や高さを確認しながら、リモートコントローラＲＣで小型ヘリコプタＨおよび全方位カメラ１２を所望の置局候補地Ｐの高度に位置させ、撮影を行う。この場合、リモートコントローラＲＣに表示部を備え、この表示部にレーザ距離計１３で測定された小型ヘリコプタＨの高さを表示させる。あるいは、置局候補地Ｐの位置や撮影範囲などを順次、外部のコンピュータＣから小型ヘリコプタＨに送信し、受信した位置や撮影範囲などに基づいて、小型ヘリコプタＨや全方位カメラ１２を制御するようにしてもよい。

また、高度測定手段としてレーザ光を用いた場合について説明したが、超音波などその他の測定媒体を用いたものでもよい。さらに、すべての撮影高度での撮影が終了した後に、画像などを外部のコンピュータＣに送信しているが、撮影の度に順次・リアルタイムに画像などを送信してもよい。また、実施の形態２では、レーザ距離計１３が全方位カメラ１２と同位置にロープ１２２に配設されているが、レーザ距離計１３を小型ヘリコプタＨに配設し、ロープ１２２が引き出されている長さを測定する測定装置をリールなどに備え、小型ヘリコプタＨの高度とロープ１２２の長さとから、全方位カメラ１２の高度を算出、測定するようにしてもよい。

１空中撮影システム
１１飛行制御装置（飛行制御手段）
１２全方位カメラ（撮影手段）
１３レーザ距離計（高度測定手段）
１４処理装置
１５記憶装置
１６通信装置（出力手段）
Ｈ小型ヘリコプタ（無人飛行体）
ＲＣリモートコントローラ
Ｃコンピュータ（外部の機器）
ＮＷ通信網
Ｐ置局候補地

Claims

飛行高度や飛行速度などを調節自在な無人飛行体と、
前記無人飛行体の飛行高度や飛行速度などを制御する飛行制御手段と、
前記無人飛行体に配設され、前記無人飛行体の周囲を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段の地上からの高度を測定する高度測定手段と、を備え、
前記高度測定手段によって測定された高度に基づいて、所定の高度で前記撮影手段による撮影が可能となっている、ことを特徴とする空中撮影システム。
前記撮影手段で撮影された画像を外部の機器に出力する出力手段を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の空中撮影システム。