JP2018500853A - 航空カメラシステム - Google Patents

Abstract

複数の連続的な画像を取得するように構成されている少なくとも一つのカメラを有する、航空カメラシステムが開示される。各カメラは、少なくとも一つのそれぞれの画像センサを含み、各カメラの視野は、実質的に地上の領域を横切る方向に移動可能である。システムはまた、少なくとも一つのステアリングミラーを含む、各カメラと関連付けられた安定化アセンブリを含む。ステアリングミラーは、画像の取得の間、カメラの視野が実質的に地上の領域を横切る方向に動くときに、少なくとも一つの画像センサ上の画像の安定化をもたらすために、画像の取得と同期してカメラの光軸を少なくとも一つの画像センサに対して平行移動させるように制御可能に移動可能である。システムは、カメラの視野が実質的に地上の領域を横切る方向に動くときに、所定の間隔で連続的な画像を取得するように、少なくとも一つのカメラを制御するように構成されている。

Description

本発明は、測量用航空機から地上画像を取得するための航空カメラシステムに関する。

測量用航空機から地上画像を取得するための航空カメラシステムを提供することが知られている。典型的に、航空カメラシステムは測量用航空機の下側部分に取り付けられ、地上画像は測量用航空機が所定の飛行経路に沿って移動するときに取得される。システムは各々の地上の特徴について複数の画像を取得するように構成され、それは、使用される各カメラ及び各カメラによって取得される画像と関連付けられた内部及び外部の標定情報についての最高の条件のソリューションを決定するために取得された画像に適用されるバンドル調整処理（bundle adjustment process）のような、写真測量法の（photogrammetric）ソリューションを可能にする。バンドル調整処理によって作り出されるソリューションは、次いで、直下域（nadir）及び／又は斜め（oblique）の写真地図を作り出すために使用されることができる。

バンドル調整処理によって作り出される写真測量法のソリューションを改良するために、各地上の特徴について撮影される画像の数が増やされなければならず、典型的にこれは、連続的に取得される画像の間の重なりが増すように、より頻繁に画像を取得すること、及び、隣接する飛行経路（flight lines）の間に十分な重なりが存在することを確かにすることによって達成される。

良好な写真測量法のソリューションを作り出すために、約１０の冗長性（redundancy）が概して要求されるが、各画像のための比較的長い関連する焦点距離及び比較的大きな重なりのために、画像の取得におけるカメラ位置（camera locations）の間の距離と目標への距離との比（「底対高さ」（‘base-to-height’）比）は比較的小さく、それは、写真測量法のソリューションの精度に影響を及ぼす。

航空カメラシステムの生産性は、所与の分解能（resolution）で時間毎に取得される地上エリアの量によって決定される。したがって、飛行コストは第一に時間当たりの歩合で決定されるので、システムが時間毎により多くの地上エリアを取得するならば、そのとき単位面積毎のコストは低下する。

所定の分解能で時間毎に取得される地上エリアに関係する生産性は、より速く飛行すること、より高く飛行すること及び／又はより広い視野（ＦｏＶ）を使用することによって潜在的に向上させられ得る。

しかしながら、測量用航空機をより速く飛行させることは、より高い速度でのモーションブラーを生じさせる。モーションブラー（ぶれ）の許容可能な水準は、典型的に１ピクセルの５０％であり、（数１）によって与えられる。

１／２０００ｓのシャッター速度を用い、７５ｍ／ｓで進行している航空機について、モーションブラーは、（数２）である。

したがって、７．５ｃｍの分解能で像（imagery）を取得することが望まれる場合、ブラーが許容可能な水準に維持されるならば、測量用航空機は７５ｍ／ｓより速く進行することができない。しかしながら、前方運動補償（forward motion compensation）（ＦＭＣ）を使用することによって、分解能に過度に影響を及ぼすことなく、航空機の速度は高められ得る。

ＦＭＣは、直交転送ＣＣＤ（orthogonal transfer CCD）を使用するか、又は露出の間に画像をセンサ上で比較的安定に保つために、露出の間にカメラを物理的に動かす運動補償カメラマウントを用いるかのいずれかで典型的に実施される。

より高く飛行することは、地上のより大きなエリアがカバーされることを生じさせ、カバーされる地上の領域を増大させるが、一方で、同じ視野を維持することは、より長い焦点距離のレンズ又はより高い分解能のセンサが使用されない限り、分解能を低下させる。

より長い焦点距離は分解能を維持する一方で、ＦｏＶはより狭く、それは高度の上昇を無効にする。より高い分解能のセンサは利用可能な技術によって限定され、集光するエリアがより小さいので、画像品質はセンサ分解能が向上するにつれて典型的に低下する。より高い分解能のセンサはまた、より低いデータスループットレートを典型的に有する。例えば、２５０メガピクセル（ＭＰ）１４ビットセンサは２３２ＭＢ／ｓと低いデータ読み出しレートしか有することができないのに対して、２０ＭＰ以下のセンサは、１ＧＢ／ｓを超えるデータ読み出しレートを有することができる。より高い分解能のセンサはまた、典型的により高価である。

より広いＦｏＶを使用することは、地上のより広いスウォース（swathe）が画像化されることを可能にするが、５０°−６０°がＦｏＶについての上限であると概して考えられる程度まで、パースペクティブ歪みが生じる。

一つの有効なＦｏＶの増大は、より広い全システムＦｏＶを作り出すために一つの連続的なアレイに構成されている複数のセンサを使用することによって達成され得るが、そのような構成はパッケージングによって概して制約される。

本発明の第一の態様によれば、航空カメラシステムであって、
複数の連続的な画像を取得する（capture）ように構成されている少なくとも一つのカメラを有し、
少なくとも一つのカメラの視野は、実質的に地上の領域（a region of the ground）を横切る方向（transverse direction across）に移動可能であり、
システムは、視野が移動するときに所定の間隔で連続的な画像を取得するように、少なくとも一つのカメラを制御するように構成されており、
システムは、画像の取得と同期して（in synchronization）視野の移動の速度を下げるように構成されている、
航空カメラシステム、が提供される。

一つの実施形態において、システムは、画像の取得と同期して視野の移動を停止するように構成されている。

一つの実施形態において、少なくとも一つのカメラは、カメラの視野が実質的に地上の領域を横切る方向に移動可能であるように、回転可能である。

一つの実施形態において、システムは、測量用航空機の移動の方向に対して実質的に平行な軸の回りで少なくとも一つのカメラを回転させるように構成されている。

一つの実施形態において、システムは、少なくとも一つのカメラを回転開始位置と回転終了位置との間で振動させることによって、少なくとも一つのカメラを回転させるように構成されている。回転開始位置は約−３５°に対応してもよく、回転終了位置は約＋３５°に対応してもよい。

一つの実施形態において、システムは、サーボモーター及び回転エンコーダーを使用して少なくとも一つのカメラの回転を制御するように構成されている。

一つの実施形態において、システムは、測量用航空機の位置及び／又は向きの変化に対して少なくとも部分的な補償を提供するために少なくとも一つのカメラの回転位置を変更するべきかどうかを決定するために、測量用航空機の検出された位置及び／又は向きを使用するように構成されている。

一つの実施形態において、少なくとも一つのカメラは、カメラチューブ内に取り付けられ、システムは、カメラチューブの回転を制御するように構成されている。

一つの実施形態において、システムは、実質的に測量用航空機の直下の地上エリアを表す画像を取得するように構成されている少なくとも一つのオルソカメラ（ortho camera）を有する。

一つの実施形態において、システムは、実質的に測量用航空機の直下に位置しない地上エリアを表す斜め画像を取得するように構成されている、少なくとも一つの斜めカメラを有する。斜めカメラ又は各斜めカメラは、斜めカメラの視野が垂直からおよそ２０°の角度に方向付けられるように構成されてもよい。

一つの実施形態において、システムは、
少なくとも一つの後方斜めカメラであり、後方斜めカメラの視野が測量用航空機の後方に方向付けられるように構成されている、後方斜めカメラ、及び
少なくとも一つの前方斜めカメラであり、前方斜めカメラの視野が測量用航空機の前方に方向付けられるように構成されている、前方斜めカメラ、を有する。

一つの実施形態において、各斜めカメラは、各斜めカメラの視野が、少なくとも一つの斜めカメラが回転するときに、異なる方向に延びる複数の異なる斜めスウォースを含む地上の領域を横切るように、取り付けられている。

一つの実施形態において、複数のカメラチューブが提供され、各カメラチューブは、少なくとも一つのオルソカメラ及び／又は少なくとも一つの斜めカメラを含む。

一つの構成において、システムは、連続的な画像が約２％だけ重なるように、少なくとも一つのカメラが回転するときに所定の間隔で連続的な画像を取得するように、少なくとも一つのオルソカメラを制御するように構成されている。

一つの構成において、システムは、測量用航空機の進行の方向に平行な方向において、隣接する地上カバレッジフットプリントが約７０％だけ重なるように、連続的な画像を取得するように、少なくとも一つのオルソカメラを制御するように構成されている。

一つの構成において、システムは、隣接する飛行経路のオルソカメラ地上カバレッジフットプリントが約７０％だけ重なるように、測量用航空機飛行経路を制御するように構成されている。

一つの実施形態において、システムは、隣接する斜め地上カバレッジフットプリントが約３３％だけ重なるように構成されている。

一つの実施形態において、各オルソカメラは、少なくとも一つのオルソセンサの上に光を集めるように構成されている関連するオルソレンズアセンブリを有し、各斜めカメラアセンブリは、少なくとも一つの斜めセンサの上に光を集めるように構成されている関連する斜めレンズアセンブリを有し、斜めレンズアセンブリは、オルソレンズアセンブリの焦点距離よりも約４０％長い焦点距離を有する。

一つの実施形態において、各カメラは、光をレンズアセンブリの上に方向付けるように構成されている、関連するステアリングミラーを有する。

一つの実施形態において、少なくとも一つのカメラは、カメラのレンズアセンブリの中心長手軸が、測量用航空機の移動の方向に対して概して平行な方向に延びるように、向けられており、システムは、測量用航空機の前方移動についての少なくとも部分的な補償を提供するために、測量用航空機の移動の方向に対して概して横切る軸の回りでステアリングミラーを回転させるように構成されている。テアリングミラーは、ステアリングミラーが測量用航空機の瞬時速度に実質的に対応する速度で動くように、回転させられてもよい。ステアリングミラーは、測量用航空機の前方移動を少なくとも部分的に補償するために、所定の開始位置から所定の終了位置へ、測量用航空機の移動の方向に対応する第一方向に回転し、次いでステアリングミラーを所定の開始位置に戻すように、反対の第二方向に回転するように構成されてもよい。

一つの実施形態において、システムは、測量用航空機の向きに対する変化についての少なくとも部分的な補償を提供するためにステアリングミラーの回転位置を変更するかどうかを決定するために、測量用航空機の検出された向きを使用するように構成されている。

一つの実施形態において、少なくとも一つのカメラは、カメラのレンズアセンブリの中心長手軸が測量用航空機の移動の方向に対して概して直角な方向に延びるように向けられている。

一つの実施形態において、カメラの視野は、ステアリングミラーを回転させることによって、実質的に地上の領域を横切る方向に移動可能であり、
システムは、画像の取得と同期してステアリングミラーの動きの速度を下げるように構成されている。

一つの実施形態において、各地上カバレッジフットプリントの形状は、それぞれの少なくとも一つのカメラが回転するときに画像の取得をいつ開始及び停止するかを制御することによって制御可能である。

本発明の第二の態様によれば、航空カメラシステムであって、
複数の連続的な斜め画像を取得するように構成されている少なくとも一つの斜めカメラを有し、
少なくとも一つの斜めカメラは、カメラの視野が、異なる方向に延びる複数の異なる斜めスウォースを含む地上の領域を横切るように、回転可能であり、
システムは、少なくとも一つの斜めカメラが回転するときに、所定の間隔で連続的な斜め画像を取得するように、少なくとも一つの斜めカメラを制御するように構成されている、
航空カメラシステム、が提供される。

一つの実施形態において、斜めカメラの視野は、実質的に少なくとも部分的に放物線形状をした地上の領域を横切る。

本発明の第三の態様によれば、航空カメラシステムであって、
複数の連続的な画像を取得するように構成されている少なくとも一つのカメラであり、少なくとも一つのカメラは、少なくとも一つのそれぞれの画像センサを含み、カメラの視野は、実質的に地上の領域を横切る方向に移動可能である、カメラ、及び
各カメラと関連付けられた安定化アセンブリであり、安定化アセンブリは少なくとも一つのステアリングミラーを含み、ステアリングミラーは、画像の取得の間、カメラの視野が実質的に地上の領域を横切る方向に動くときに、少なくとも一つの画像センサ上の画像の安定化をもたらすために、画像の取得と同期してカメラの光軸を少なくとも一つの画像センサに対して平行移動させるように制御可能に移動可能である、安定化アセンブリ、
を有し、
システムは、カメラの視野が実質的に地上の領域を横切る方向に動くときに、所定の間隔で連続的な画像を取得するように、少なくとも一つのカメラを制御するように構成されている、
航空カメラシステム、が提供される。

一つの実施形態において、少なくとも一つのカメラは、カメラの視野が実質的に地上の領域を横切る方向に移動可能であるように、回転可能である。

一つの実施形態において、安定化アセンブリは、一つのステアリングミラーを有する。

一つの実施形態において、安定化アセンブリは、二つのステアリングミラーを有し、第一ステアリングミラーは第一の回転量だけ回転させられ、第二ステアリングミラーは第二の回転量だけ回転させられ、第一及び第二の回転量は、第一及び第二ステアリングミラーの回転の前に第一及び第二ステアリングミラーによって方向付けられる光線の伝播の方向が、第一及び第二ステアリングミラーの回転の後に第一及び第二ステアリングミラーによって方向付けられる光線の伝播の方向に実質的に平行であるようなものであり、且つ、第一及び第二ステアリングミラーの回転の後の光線が、第一及び第二ステアリングミラーの回転の前の光線に対してセンサ上で平行移動させられるようなものである。

一つの実施形態において、第一ステアリングミラー及び第二ステアリングミラーは、第一ステアリングミラー上の線入射上の基準点（a reference point on a ray incident）とセンサとの間の光路（optical path）の長さが、第一及び第二ステアリングミラーの回転の前に、第一及び第二ステアリングミラーの回転の後と実質的に同じであるように構成されている。

一つの実施形態において、安定化アセンブリは、第一ステアリングミラーと第二ステアリングミラーとの間の光路内に固定ミラーを有する。

一つの実施形態において、安定化アセンブリは共通ミラーアセンブリを有し、共通ミラーアセンブリは、互いに対して固定的に配置されている第一ステアリングミラー及び第二ステアリングミラーを含み、共通ミラーアセンブリは、第一及び第二ステアリングミラーの動きをもたらすために、移動可能である。

一つの実施形態において、少なくとも一つのステアリングミラーは、画像の取得と同期して振動する。

一つの実施形態において、少なくとも一つのステアリングミラーは、圧電アクチュエータによって制御される。

一つの実施形態において、少なくとも一つのカメラは、カメラのレンズアセンブリの中心長手軸が測量用航空機の移動の方向に対して概して直角な方向に延びるように向けられている。

一つの実施形態において、各カメラは、光をレンズアセンブリの上に方向付けるように構成されている、関連するステアリングミラーを有し、
各カメラの視野は、ステアリングミラーを回転させることによって、実質的に地上の領域を横切る方向に移動可能である。

一つの実施形態において、安定化アセンブリは、一つのステアリングミラーを有する。

一つの実施形態において、安定化アセンブリは、二つのステアリングミラーを有し、第一ステアリングミラーは第一の回転量だけ回転させられ、第二ステアリングミラーは第二の回転量だけ回転させられ、第一及び第二の回転量は、第一及び第二ステアリングミラーの回転の前に第一及び第二ステアリングミラーによって方向付けられる光線の伝播の方向が、第一及び第二ステアリングミラーの回転の後に第一及び第二ステアリングミラーによって方向付けられる光線の伝播の方向に実質的に平行であるようなものであり、且つ、第一及び第二ステアリングミラーの回転の後の光線が、センサ上で第一及び第二ステアリングミラーの回転の前の光線に対して平行移動させられるようなものである。

一つの実施形態において、第一ステアリングミラー及び第二ステアリングミラーは、第一ステアリングミラー上の線入射上の基準点とセンサとの間の光路の長さが、第一及び第二ステアリングミラーの回転の前に、第一及び第二ステアリングミラーの回転の後と実質的に同じであるように構成されている。

一つの実施形態において、システムは、測量用航空機の前方移動についての少なくとも部分的な補償を提供するために、測量用航空機の移動の方向に対して概して横切る軸の回りで各カメラを回転させるように構成されている。

一つの実施形態において、各地上カバレッジフットプリントの形状は、それぞれの少なくとも一つのカメラが回転するときに画像の取得をいつ開始及び停止するかを制御することによって制御可能である。

これから本発明は、例示のみの目的で、添付の図面を参照して記述される。
本発明の一つの実施形態による航空カメラシステムを組み込んだ測量用航空機の図式的な表示である。 本発明の一つの実施形態による航空カメラシステムの図式的な斜視図である。 本発明の一つの実施形態による、代替的にパッケージ化された航空カメラシステムの図式的な斜視図である。 図２又は図３に示される航空カメラシステムのカメラチューブアセンブリの図式的な断面図である。 図４に示されるカメラチューブアセンブリのベアリングアセンブリの図式的な断面図である。 図４に示されるカメラチューブアセンブリのカメラアセンブリの図式的な斜視図である。 図４に示されるカメラチューブアセンブリのカメラチューブの使用中の回転運動を図解する、カメラチューブ運動プロットである。 図４に示されるカメラチューブアセンブリのカメラチューブの使用中の代替的な回転運動を図解する、カメラチューブ運動プロットである。 オルソカメラアセンブリ及び斜めカメラアセンブリによってカバーされる地上の領域を図解する、地上カバレッジフットプリントの図式的な表示である。 オルソカメラアセンブリ及び斜めカメラアセンブリによってカバーされる地上の領域を図解する、代替的な地上カバレッジフットプリントの図式的な表示である。 オルソカメラアセンブリ及び斜めカメラアセンブリによってカバーされる地上の領域を図解する、代替的な地上カバレッジフットプリントの図式的な表示である。 オルソカメラアセンブリ及び斜めカメラアセンブリによってカバーされる地上の領域を図解する、代替的な地上カバレッジフットプリントの図式的な表示である。 本発明の一つの実施形態による航空カメラシステムの動作可能な構成要素（operative components）を図解する、ブロック図である。 本発明の一つの実施形態による代替的なカメラアセンブリの図式的な斜視図であり、カメラアセンブリは安定化アセンブリを含んでいる。 図１６内のＡ‐Ａ線に沿って取られた、図１４に示されるカメラアセンブリの安定化ハウジングの図式的な断面図であり、安定化ハウジングはカメラアセンブリのレンズアセンブリに取り付けられている。 図１５に示される安定化ハウジングの図式的な断面端面図である。 図１５に示される安定化アセンブリの図式であり、図１４に示される安定化アセンブリを通過する光線の伝播経路を図解する。 図１４に示されるカメラチューブ及びカメラアセンブリの高速ステアリングミラーの動き、並びに図１４に示されるカメラアセンブリの画像センサ上の画像の動きを図解する、プロットである。 代替的な安定化アセンブリの図式であり、代替的な安定化アセンブリを通過する光線の伝播経路を図解する。 更なる代替的な安定化アセンブリの図式であり、更なる代替的な安定化アセンブリを通過する光線の伝播経路を図解する。 図２０に示される安定化アセンブリを含む、更なる代替的なカメラアセンブリの図式的な斜視図である。 更なる代替的な安定化アセンブリの図式であり、その安定化アセンブリを通過する光線の伝播経路を図解する。 図２２に示される安定化アセンブリを含む、更なる代替的なカメラアセンブリの図式的な斜視図である。 代替的なカメラアセンブリを含む航空カメラシステムの動作可能な構成要素を図解する、ブロック図である。 代替的な軌道に沿う（along-track）安定化アセンブリの図式であり、代替的な安定化アセンブリを通過する光線の伝播経路を図解する。 代替的なカメラアセンブリの図式的な斜視図であり、図１４の安定化アセンブリを含んでおり、また図２５の代替的な軌道に沿う安定化アセンブリを含んでいる。 図２６に示される代替的なカメラアセンブリの図式であり、図２６に示されるカメラアセンブリを通過する光線の伝播経路を図解する。 本発明の更なる実施形態による代替的な航空カメラシステムの図式的な斜視図であり、航空カメラシステムは数個のカメラアセンブリを含んでいる。 図２５に示される航空カメラシステムを組み込んだ測量用航空機の図式的な表示である。 代替的な安定化アセンブリを含む、代替的なカメラアセンブリの図式的な斜視図である。 図２９に示される測量用航空機の図式的な表示であり、図２８に示されるカメラチューブアセンブリの複数のカメラアセンブリのそれぞれの走査範囲を図解する。 図３０に示されるそれぞれの走査範囲の図式的な平面図である。

図面のうちの図１を参照すると、航空カメラシステム１２が取り付けられた測量用航空機１０が示されている。

航空カメラシステム１２は、それぞれの中心長手軸の回りを回転するように構成されている少なくとも一つのカメラチューブアセンブリ１４を含む。カメラチューブアセンブリ１４は、図２及び３に示すように、如何なる適切な方法でパッケージ化されてもよい。図２は、隣接して配置された一対のカメラチューブアセンブリ１４を示し、図３は、二つのカメラチューブアセンブリ１４を含む積荷ポッドアセンブリ１６を示す。

図４を参照すると、カメラチューブアセンブリ１４の断面図が示されている。図５は、カメラチューブアセンブリ１４の端部の拡大図を示す。

本実施例において、カメラチューブアセンブリ１４は、中心長手軸１９の回りで、本実施例においては測量用航空機１０に対して取り付けられた軸隔壁（axle bulkhead）２０に対して、回転するように構成されたカメラチューブ１８を含む。

カメラチューブ１８は環状フレーム２２に接続され、環状フレーム２２は軸２４に固定されており、軸２４は、中心長手軸１９の回りの軸２４の回転を容易にするように構成された円形軸受２６と係合する。カメラチューブ１８の回転は、モーター、本実施例においてはサーボモーター２８によってもたらされ（effected）、サーボモーター２８は、軸隔壁２０に対するカメラチューブ１８の回転位置が制御されるように制御される。本実施例において、サーボモーター２８は回転エンコーダー（図示なし）を含み、回転エンコーダーは、サーボモーターのローターの瞬時位置を測定し、それにより軸隔壁２０に対するカメラチューブ１８の回転位置を測定する。サーボモーター２８は、速度及び加速度情報のような、測量用航空機１０に関連付けられた航行情報（navigational information）、並びに測量用航空機１０のロール、ヨー及びピッチの変化を示す情報を含む姿勢基準情報（attitude reference information）を決定するように構成されている慣性測定ユニット（ＩＭＵ）２９を使用して、制御される。

本実施例において、カメラチューブ１８は、オルソ（直下）カメラアセンブリ（ortho camera assembly）３０、並びに少なくとも一つの斜めカメラアセンブリ（oblique camera assembly）、本実施例においては後方斜めカメラアセンブリ３２及び前方斜めカメラアセンブリ３４、を含む。しかしながら、如何なる数のオルソカメラアセンブリ及び斜めカメラアセンブリが提供されてもよいことが理解されるであろう。

オルソカメラアセンブリ３０は、測量用航空機１０の直下の地上の詳細な画像を取得する（capture）ために、視野が概して垂直方向下向きに方向付けられるように構成されている。詳細な画像は、フレーム間におよそ７０％の前方重なり及び２％の側方重なりを有し、隣接する飛行経路の地上カバレッジフットプリント間におよそ７０％の側方重なりを有する、高分解能のオルソ（直下）象（ortho imagery）を作り出すために使用される。

この構成は、オルソカメラアセンブリ３０によって取得される画像について比較的高い冗長性を提供する。

加えて、地上の同じ特徴の画像が異なる飛行ラインから撮影されるので、カメラ掃引の結果として、底対高さ比がオルソ画象について改善され得る。

後方及び前方斜めカメラアセンブリ３２，３４は、その視野が、垂直から後方におよそ２０°の角度、及びに垂直から前方におよそ２０°の角度にそれぞれ方向付けられ、およそ４０°の視覚（look angle）に対応するように構成されている。

オルソ、後方斜め及び前方斜めのカメラアセンブリ３０，３２，３４のそれぞれの構造は、図６に示される。

図６に示される実施例は、レンズアセンブリ３６、センサアセンブリ３８及びステアリングミラーアセンブリ４０を含むオルソカメラアセンブリ３０である。ステアリングミラーアセンブリ４０は、約４５°の公称下方角に配置されるように取り付けられ、測量用航空機１０の直下の地上からの光がレンズアセンブリ３６に向かって方向付けられ、今度はレンズアセンブリ３６によってセンサアセンブリ３８の上に集められる。

本実施例において、センサアセンブリ３８内の各センサは、約５μｍの分解能、約５０００×３８８３の画素寸法を有し、約１０フレーム／秒を取得することができるが、他のセンサの変形が想定されていることが理解されるであろう。センサは、ＬＣＤシャッターを備えたＣＭＯＳセンサであってもよく、本実施例においてはセンサアセンブリ３８に二つのセンサが設けられることができる。

本実施例において、オルソカメラアセンブリ３０のレンズアセンブリ３６は、約３７６ｍｍの焦点距離を有するが、他の焦点距離、例えば１８００ｍｍが想定される。

本実施例において、各斜めカメラアセンブリのレンズアセンブリ３６の焦点距離は、オルソカメラアセンブリ３０のレンズアセンブリ３６の焦点距離よりも４０％長い。斜めカメラアセンブリ３２，３４は、オルソカメラアセンブリ３０と同様の分解能を達成し、結果として長いベースラインと２１の複合システム冗長性をもたらし、それにより強力な幾何学的ソリューション（geometry solution）をもたらす。

本実施例におけるステアリングミラーアセンブリ４０は、ステアリングミラー４２及びステアリングアクチュエータ４４を含み、ステアリングアクチュエータ４４は、ステアリングミラー４２を概して横切る方向の軸４５の回りで制御可能に回転させるように構成されている。テアリングアクチュエータ４４は、回転式圧電機構を含んでもよい。

レンズアセンブリ３６、センサアセンブリ３８及びステアリングミラーアセンブリ４０は、レンズアセンブリ３６、センサアセンブリ３８及びステアリングミラーアセンブリ４０が、互いに対して正しく向けられ且つ配置されるように、ベース４６上に取り付けられている。透明なパネル４８がステアリングミラー４２の下のベース４６上に配置され、ステアリングミラー４２及びレンズアセンブリ３６に隣接する空間の中への物質の進入を防止する。

ステアリングミラーアセンブリ４０は、測量用航空機１０の瞬時速度に対応する速度（rate）でステアリングミラー４２を回転させるように動作し、このようにして、測量用航空機１０の前方移動によって引き起こされる画像ぶれについてのある程度の補償を提供する。

これは、測量用航空機１０の前方運動によって生じる画像ぶれについて少なくとも部分的に補償するように、一方向へのステアリングミラー４２の部分的な回転をもたらし（effecting）、続いて、ステアリングミラー４２を開始位置に戻すための反対の回転方向へのステアリングミラー４２の急速な回転運動をもたらすことによって達成される。

例えば、飛行高度３０４８ｍで１５０ｍ／ｓの空気速度では、ステアリングミラーを回転させる角速度は、（数３）によって与えられる。

このようなステアリングミラーの回転は取得される画像フレームのいくらかの幾何学的歪みを結果として生じさせるが、各露出の間の動きは（数４）、（数５）によって与えられ、非常に小さいので、その影響は、実質的に１ピクセルよりも小さい。

航空機が前方に移動するときに、中心軸１９の回りでカメラチューブ１８を回転させ、カメラチューブ１８が回転するときに画像を周期的に取得し、カメラチューブ１８を開始回転位置に繰り返し後退させることによって、複数の画像が、‘軌道を横切って（across track）’、すなわち測量用航空機１０の移動の方向に対して直角な方向に取得されることが、理解されるであろう。

このようにカメラアセンブリ３０，３２，３４を走査することは、相対的に高い焦点距離及び従って比較的高い分解のレンズを用いて比較的低い視野で、複数の画像が取得されることを可能にするが、一方で、カメラチューブ１８を回転させることは、有意な画像ぶれを生じさせる。

例えば、２ｋｍスウォース幅を用い、３秒の走査レートでカメラチューブ１８を回転させることは、１／２０００ｓの露出の間に、以下のような画像ぶれを有する。

カメラチューブの回転速度は（数６）によって与えられ、

また、（数７）とすれば、

カメラチューブ１８の回転の一つの結果としての、結果のブラーは（数８）である。

７．５ｃｍの分解能において、３３．３３ｍは、４４４．４ピクセルのぶれと同等である。

軌道を横切る走査に起因するぶれについて少なくとも部分的に補償するために、本実施形態において、システムは、モーションブラーを１ピクセルの５０％以下まで低減するために、露出の間のカメラチューブ１８の角速度を下げるように構成されている。システムは、画像の取得と同期してカメラチューブ１８の回転運動を休止する（halt）ように構成されてもよく、又は代替的に、１ピクセルの５０％以下のモーションブラーでの画像取得が起こることを可能にするためにカメラチューブ１８の回転運動を十分に低下させてもよい。回転を休止することなく回転を減速させることは、システムによって経験される加速度を有意に低下させる。そのことは、動力消費を低減し、システムをより制御しやすくし、システム構成要素に対する機械的ストレスを低減する。

カメラチューブアセンブリ３０，３２，３４のカメラチューブの使用中の回転運動を図解する、カメラチューブ運動プロット５０が、図７に示される。

運動プロット５０は、カメラチューブ１８の１回のフルスキャンの間のカメラチューブ１８の回転位置を示すカメラチューブ位置プロット５２を含む。図示されるように、カメラチューブ１８は約３秒の期間にわたって約−３５°の回転開始位置と約＋３５°の回転終了位置までの間を段階的に回転し、次いで約０．５秒で開始位置に回転して戻る。カメラチューブ回転速度プロット５４によって示されるように、カメラチューブ１８の回転速度は、０と約５０°／ｓとの間を繰り返し振動し、カメラチューブ位置プロット５２上の平らな部分５６と傾斜した部分５８にそれぞれ対応する。システム１２は、平らな部分５６と同期する時に画像を取得するようにセンサアセンブリ３８を制御するように構成されていることが、明確に理解されるであろう。

画像ぶれはまた、測量用航空機１０の瞬間的なロールを含む測量用航空機１０の動きによって影響される。

ステアリングミラー４２の回転速度及び／又はカメラチューブ１８の回転速度は、センサアセンブリ３８の（複数の）センサのフレームレート、要求されるフレーム重なり、（複数の）センサの有効視野、及び測量用航空機１０の瞬間的なロールを含む測量用航空機１０の瞬間的な動きを考慮に入れるように調整されてもよい。

この目的のために、本実施例においてシステムは、慣性航法システム（Inertial Navigation System）（ＩＮＳ）を含む。そのＩＮＳは、測量用航空機の位置及び向きをリアルタイムで決定し、ステアリングアクチュエータ４４及び／又はサーボモーター２８についての適切な運動補償パラメータを推定するために、決定された位置及び向きの情報を使用するように構成されている。そのＩＮＳは、ＩＭＵ２９と、ＧＰＳなどの位置入力装置とを含む。

本実施例において、測量用航空機１０と関連付けられた位置及び向きの情報、サーボモーター２８の位置／回転エンコーダーに由来するカメラチューブ１８の回転位置を示す情報、並びにステアリングミラー４２の回転位置を示す情報は、取得される各画像の初期外部定位解（initial exterior orientation solution）（位置及び向き）を決定するために使用される。

代替的なカメラチューブ運動プロット６０が、図８に示される。運動プロット６０は、カメラチューブ位置プロット６２及びカメラチューブ回転速度プロット６４を含む。カメラチューブ１８の回転速度は、数度／ｓと約４２°／ｓとの間を繰り返し振動し、カメラチューブ位置プロット６２上の平らな部分６６と傾斜した部分６８にそれぞれ対応する。カメラチューブ１８の回転速度をゼロより高く維持することは、動力消費を低減し、カメラチューブ１８の回転の制御可能性を改善し、機械的ストレスを低減する。図７に示されるカメラチューブ運動プロット５０と同様に、図８に示されるカメラチューブ運動プロット６０に従う構成において、システム１２は、平らな部分６６と同期する時に画像を取得するようにセンサアセンブリ３８を制御するように構成されていることが、明確に理解されるであろう。

カメラチューブ１８が回転するときに、後方及び前方斜めカメラアセンブリ３２，３４は前方領域及び後方領域の斜め画像を取得し、カメラチューブ１８の回転運動並びに後方及び前方斜めカメラアセンブリ３２，３４の画角は、カメラの視野が、概して放物線状の経路を横切って地上領域を走査することを引き起こすことが、理解されるであろう。

オルソカメラアセンブリ及び斜めカメラアセンブリ３０，３２，３４によってカバーされる地上領域は、カメラチューブ１８の回転の間にいつ画像が取得されるかを変更することによって、ある程度カスタマイズ可能（customisable）であることが、理解されるであろう。

オルソカメラアセンブリ３０及び斜めカメラアセンブリ３２，３４によってカバーされる地上の領域を図解する、一つの例示的な地上カバレッジフットプリント７０が、図９に示される。図示されるように、画像は、カメラチューブ１８の全掃引の間に、且つオルソ地上カバレッジ領域７８、前方斜め地上カバレッジ領域８０及び後方斜め地上カバレッジ領域８２内の現在の測量用航空機飛行経路７２並びに第一及び第二の隣接する飛行経路７４，７６を横切って、オルソカメラアセンブリ３０及び斜めカメラアセンブリ３２，３４を使用して取得される。

図１０に示される代替的な地上カバレッジフットプリント９０において、画像は、カメラチューブ１８の全掃引の間に、且つ現在の測量用航空機飛行経路７２並びに第一及び第二の隣接する飛行経路７４，７６を横切って、斜めカメラアセンブリ３２，３４を使用して取得される。画像はまた、オルソカメラアセンブリ３０を使用して取得されるが、カメラチューブ１８が現在の飛行経路７２を横切って掃引するときにのみ取得される。図１０に示される実施例において、オルソ地上カバレッジ領域９２、前方斜め地上カバレッジ領域９４及び後方斜め地上カバレッジ領域９６がカバーされている。

カメラチューブ１８の回転の間にいつオルソカメラアセンブリ３０によって画像が取得されるかを、現在の飛行経路７２をカバーする、より狭い範囲のカメラチューブ回転位置の間でのみ画像が取得されるように変更することによって、地上カバレッジ領域９２，９４，９６が達成されてもよいことが、明確に理解されるであろう。代替的に、例えば、オルソカメラアセンブリ及び斜めカメラアセンブリ３０，３２，３４について異なる複数のカメラチューブ１８を使用して、オルソカメラチューブが現在の飛行経路７２を中心とする、より小さな回転範囲を掃引するように、オルソカメラアセンブリに関連付けられたカメラチューブ１８を適切に制御することによって、地上カバレッジ領域９２，９４，９６が達成されてもよい。

図１１に示される更なる代替的な地上カバレッジフットプリント１００において、カメラチューブ１８が現在の飛行経路７２を横切って掃引するときにのみ、オルソカメラアセンブリ３０を使用して画像が取得され、カメラチューブ１８が隣接する飛行経路７４，７６を横切って掃引するときにのみ、斜めカメラアセンブリ３２，３４を使用して画像が取得される。図１１に示される実施例において、オルソ地上カバレッジ領域１０２、第一前方斜め地上カバレッジ領域１０４、第二前方斜め地上カバレッジ領域１０６、第一後方斜め地上カバレッジ領域１０８及び第二後方斜め地上カバレッジ領域１１０がカバーされている。

カメラチューブ１８の回転の間にいつオルソカメラアセンブリ３０によって画像が取得されるかを、現在の飛行経路７２を中心とする、より狭い範囲のカメラチューブ回転位置の間でのみオルソカメラアセンブリ３０によって画像が取得されるように変更することによって、並びに、カメラチューブ１８の回転の間にいつ斜めカメラアセンブリ３２，３４によって画像が取得されるかを、隣接する飛行経路７４，７６のそれぞれを中心とする、カメラチューブ回転位置の間でのみ斜めカメラアセンブリ３２，３４によって画像が取得されるように変更することによって、図解されたオルソ地上カバレッジ領域及び斜め地上カバレッジ領域が達成されてもよいことが、明確に理解されるであろう。

代替的に、例えば、オルソカメラアセンブリ及び斜めカメラアセンブリ３０，３２，３４について異なる複数のカメラチューブ１８を使用することによって、地上カバレッジ領域１０２，１０４，１０６，１０８，１１０が達成されてもよい。

図１２に示される更なる代替的な地上カバレッジフットプリント１１２において、カメラチューブ１８が現在の飛行経路７２及び隣接する飛行経路７４，７６を横切って掃引するときに、オルソカメラアセンブリ３０を使用して画像が取得され、カメラチューブ１８が隣接する飛行経路７４，７６を横切って掃引するときにのみ、斜めカメラアセンブリ３２，３４を使用して画像が取得される。図１２に示される実施例において、オルソ地上カバレッジ領域１１４、第一前方斜め地上カバレッジ領域１１６、第二前方斜め地上カバレッジ領域１１８、第一後方斜め地上カバレッジ領域１２０及び第二後方斜め地上カバレッジ領域１２２が規定されている。

カメラチューブ１８の回転の間にいつ斜めカメラアセンブリ３２，３４によって画像が取得されるかを、隣接する飛行経路７４，７６のそれぞれを中心とする、より狭い範囲のカメラチューブ回転位置の間でのみ、カメラチューブ１８の回転の間に斜めカメラアセンブリ３２，３４によって画像が取得されるように変更することによって、図解されたオルソ地上カバレッジ領域及び斜め地上カバレッジ領域が達成されてもよいことが、明確に理解されるであろう。

代替的に、例えば、オルソカメラアセンブリ及び斜めカメラアセンブリ３０，３２，３４について異なる複数のカメラチューブ１８を使用することによって、地上カバレッジ領域１１４，１１６，１１８，１２０，１２２が達成されてもよい。

二つの斜めカメラアセンブリ３２，３４を回転するカメラチューブ１８に取り付けることによって、４方向において斜め画像を得ることが可能であることが、理解されるであろう。斜めカメラアセンブリ３２，３４のそれぞれによって規定される斜めスウォースは、３つの飛行経路にわたる弧を形成し、斜めスウォースの視野角は、およそ４１‐４６°の間の範囲にわたる。斜めスウォースは長いベースラインを有するので、それは、幾何学的ソリューションにかなりの強度を加え、精度を有意に向上させる。

写真測量法の画像処理プロセスにおいて（複数の）オルソカメラ及び（複数の）斜めカメラの両方によって作り出される画像を使用することによって、良好なバンドル調整ソリューションが達成されることもまた、理解されるであろう。

図１３を参照すると、航空カメラシステム１２の動作可能な構成要素を図解するブロック図１３０が、示される。同様及び類似の特徴は、同様な参照番号を用いて示される。

システムは制御ユニット１３２を有し、制御ユニット１３２は、システム内の動作を制御及び統合し、具体的にはセットアップデータ１３４、測量用航空機の現在の高度（Ｈ）を示す高度データ１３６、測量用航空機の対地速度Ｖｇを示す対地速度データ１３８、及び測量用航空機１０の位置及び向きを示す位置データ１４０を受信し、受信されたデータを使用して、サーボモーター２８及び従ってカメラチューブ１８についての制御パラメータ、並びにステアリングアクチュエータ４４及び従ってステアリングミラー４２についての制御パラメータを導き出すように構成されている。

制御ユニット１３２は如何なる適切な方法でも実装することができ、本実施例においては、制御ユニット１３２は、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）又は所望の機能性を実装するための適切なソフトウェア及びインターフェイスを備えたパーソナルコンピューティングデバイスを使用して実装される。

本実施例におけるセットアップデータ１３４は、地上高度（ground level）に対応する基準高さ（Ｈ_ｒｅｆ）を示すデータ、連続して取得される画像フレームの間の角度を示すフレーム前方角（ＦＦ）、フレーム側方角（ＦＳ）、カメラチューブ１８の回転運動の範囲を規定する掃引角（Ｓ）、及び航空カメラシステム１２が画像の取得を開始することになる高度を規定するトリガ高度高さＨ_ｔ、を含む。

セットアップデータ１３４を使用して、制御ユニット１３２は、各カメラチューブ走査の間に取得する画像フレームの数（Ｎ）及び各走査の開始角度（ＳＡ）を示す、導き出される値１４２を計算する。

開始角度は、（数９）によって規定される。

制御ユニット１３２は、入力データを使用して、フレームサイクル時間（Ｔ_ｃ）を含む、サイクル制御データ１４４を計算する（数１０）。

サイクル制御データ１４４はまた、連続する画像フレームの取得の間の時間の量を示す、フレーム時間ステップ（Ｔ_ｆ）を含む（数１１）。

サイクル制御データ１４４はまた、フレームレート値（ＦＲ）を含む（数１２）。

サイクル制御データ１４４はカメラチューブ１８の回転運動を制御するために使用され、サイクル制御データ１４４に基づく適切な制御信号が、サーボモーター２８に送信される。サイクル制御データ１４４はまた、ステアリングミラー４４の回転運動を制御するためにも使用され、サイクル制御データ１４４に基づく適切な制御信号が、ステアリングアクチュエータ４４に送信される。

制御ユニット１３２によって生成され、サーボモーター２８及びステアリングミラー４４によって使用される制御信号は、上記の計算に基づき、且つ位置データ１４０を使用してピッチ、ロール及びヨーにおける測量航空機の動きを考慮に入れて、作り出される。

本実施例において、システム１３０は、アームコマンド１４６がオペレータから受信されるまで画像取得を開始することはできないように構成されている。

本実施例において、画像取得動作に使用されるパラメータ及び設定を示すログデータは、ログデータベース１５０に記憶されている。

本実施例において、システム１３０によって取得された画像を示す画像フレームデータは、測量用航空機に配置された画像データ記憶装置１５２に記憶される。

本実施例において、システム１３０はまた、測量用航空機１０のパイロットの状態情報を提供するディスプレイ１５４を含む。

上述の実施形態において、軌道を横切る走査に起因するぶれについて少なくとも部分的に補償するために、システムは、モーションブラーを１ピクセルの５０％以下まで低減するために、露出の間のカメラチューブ１８の角速度を下げるように構成されている。

軌道を横切る走査に起因するぶれについて少なくとも部分的に補償するための代替的な構成が、図１４乃至図２３に示される。

図１４において、軌道を横切る走査に起因するぶれについて少なくとも部分的に補償するように構成された安定化アセンブリ１６２を含む、代替的なカメラアセンブリ１６０が示される。同様及び類似の特徴は、同様な参照番号を用いて示される。

安定化アセンブリ１６２は、レンズアセンブリ３６からの光を受け、第一高速ステアリングミラー１６８に向かって光を９０°に反射する、主折り返しミラー（primary folding mirror）１６６を含む。第一高速ステアリングミラー１６８は、第二高速ステアリングミラー１７０に向かって光をおよそ９０°に反射し、次いで第二高速ステアリングミラー１７０は、センサアセンブリ３８に向かって光をおよそ９０°に反射する。

本実施例において、第一及び第二高速ステアリングミラー１６８，１７０のそれぞれは、前面被覆された光学的に平らなアーティキュレーティングミラー（articulating mirror）であり、本実施形態においては回転式圧電機構を使用して可動ミラーを急速に回転させることができるアクチュエータに取り付けられている。複数のアーティキュレーティングミラーの回転運動をレンズアセンブリ３６の回転運動と同期させることにより、センサアセンブリ３８のセンサ上の画像を効果的に安定化させ、それにより画像ぶれを低減することが可能である。

図１５及び図１６に示されるように、安定化アセンブリ１６２は、レンズアセンブリ３６に取り付けられた安定化ハウジング１７２内に配置されており、安定化アセンブリ１６２の構成要素は、レンズアセンブリ３６の光学素子（optics）１７４を通過する光が主折り返しミラー１６６に方向付けられ、その後に第一及び第二高速ステアリングミラー１６８，１７０を経由してセンサアセンブリ３８に方向付けられるように配置されている。

図１７を参照すると、第一高速ステアリングミラー１６８は、実線で示された第一の位置１８０と破線で示された第二の位置１８２との間で、第一回動接続部１７８の回りで回動することができる、第一可動ミラー１７６を含む。同様に、第二高速ステアリングミラー１７０は、実線で示された第一の位置１８８と破線で示された第二の位置１９０との間で、第二回動接続部１８６の回りで回動することができる、第二可動ミラー１８４を含む。

図１７は例示的な入射線１９２を示す。入射線１９２は、第一高速ステアリングミラー１６８の第一可動ミラー１７６に突き当たり、その後第一高速ステアリングミラー１６８によって第二高速ステアリングミラー１７０の第二可動ミラー１８４の上に反射され、そして第二可動ミラー１８４によってセンサアセンブリ３８の上に反射される。

第一及び第二可動ミラー１７６，１８４の両方が第一の位置に配置されている場合に、入射光線１９２は、面法線（surface normal）に対しておよそ４５°で第一可動ミラー１７６に当たり、第一反射線１９４は、入射線１９２に対しておよそ９０°で第二可動ミラー１８４に向かって進む。第一反射線１９４は、面法線に対しておよそ４５°で第二可動ミラー１８４に当たり、第一反射線１９４は次いで、入射線１９２に概ね平行な方向でセンサアセンブリ３８に向かって進む。

第一可動ミラー１７６が、第一高速ステアリングミラー１６８によって第一回動接続部１７８の回りでわずかに、本実施例においては１°だけ、入射線１９２の入射の角度を４６°に増大するように回転させられた場合は、入射線１９２に対して９２°で第二可動ミラー１８４に向かって進む第二反射線１９６が生み出される。

第二可動ミラー１８４が、第二高速ステアリングミラー１７０によって第二回動接続部１８６の回りでわずかに、同じ回転量だけ、本実施例においては１°だけ回転させられた場合は、第二反射線１９６はそのとき、入射線１９２に概ね平行な方向であるが第一反射線１９４に比較して平行移動させられて、センサアセンブリ３８に向かって進む。

センサアセンブリ３８に当たる第一及び第二反射線１９４，１９６は互いに平行且つ離間しているために、第一及び第二可動ミラー１７６，１８４をそれらの基準角度に対して同じ角度だけ、ただし反対の方向に回転させることによって、画像の回転なしに画像がセンサアセンブリ３８上で平行移動させられることになることが、理解されるであろう。

入射線１９２上の基準点から第一反射線１９４に沿ってセンサアセンブリ３８までの光路の長さは、入射線１９２上の基準点から第二反射線１９６に沿ってセンサアセンブリ３８までの光路の長さと概ね同じであることも、理解されるであろう。結果として、センサアセンブリ３８上の画像の焦点は、第一及び第二可動ミラー１７６，１８４の回転位置に関わらず、概ね同じままである。

光路の長さが実質的に一定に保たれることができ、画像を回転することなくセンサアセンブリ３８上の画像が平行移動させられるので、第一及び第二可動ミラー１７６，１８４の回転運動を同期させることによって、たとえカメラアセンブリ１６０が航空機１０の移動の方向に対して平行な長手軸の回りで回転していても、露出の持続期間にわたってセンサアセンブリ３８上で画像を実質的に静止した状態に保持することが可能である。

複数のカメラチューブアセンブリ１６０を含み得るカメラチューブ１８の使用中の回転運動を図解する図２００が、図１８に示される。

図２００は、カメラチューブ１８の走査の一部の間のカメラチューブ１８の回転位置を示すカメラチューブ位置プロット２０２を含む。カメラチューブ位置プロット２０２は、カメラチューブ１８の回転を約０°と約＋２°との間で示す。本実施例において、カメラチューブ１８は、概ね一定の速度、例えば１０°／ｓでその長手軸の回りを回転していると仮定される。

本実施例において、センサアセンブリ３８上に画像を４０ｍｓ毎に露出することが望ましく、画像は、およそ１０ｍｓにわたって、センサアセンブリ３８上で実質的に静止したままであることが要求される。これを達成するために、光路長が実質的に一定のままであり、且つセンサアセンブリに当たる線がカメラチューブ１８の回転の速度に対応する速度で平行移動するように、第一及び第二可動ミラー１７６，１８４は、露出時間の間、カメラチューブ１８の回転の速度に基づいて制御された速度で一緒に回転させられる。１０ｍｓの露出時間の間に、及び６００ｍｍ焦点距離のレンズを用いて１０度毎秒のチューブ回転速度で、光軸は、センサの面を横切って典型的な４ｍｍの距離を平行移動する必要があり得る。２００ｍｍの二つの高速ステアリングミラーの間の間隔を仮定すると、これは、０．６６度の高速ステアリングミラーの動きの回転範囲を要求する。高速ステアリングミラーの回転の速度は、露出の間およそ６０度毎秒であってもよく、後退速度は典型的にこの５０％であってもよい。

図２００は、第一及び第二可動ミラー１７６，１８４の回転運動を図解する高速ステアリングミラー位置プロット２０４を含む。図示されるように、高速ステアリングミラー位置プロット２０４は、浅い上傾斜部分２０８及び急な下傾斜部分２１０を含む。急な下傾斜部分２１０は、露出の間の開始位置から終了位置への、第一の回転方向での第一及び第二可動ミラー１７６，１８４の動きに対応し、また、浅い上傾斜部分２０８は、その次の露出の開始前に開始位置に終了位置から戻る、第二の回転方向での第一及び第二可動ミラー１７６，１８４の動きに対応する。

図２００はまた、カメラチューブ１８が回転し、第一及び第二可動ミラー１７６，１８４が露出時間と同期し且つカメラチューブ１８の回転に基づいた速度で回転するときの、センサアセンブリ３８上の画像の動きを図解する画像位置プロット２０６を含む。図示されるように、画像位置プロット２０６は、傾斜した部分２１２及び平らな部分２１４を含む。傾斜した部分２１２は、露出時間の外でのカメラチューブ１８の動きに対応し、平らな部分２１４は、露出の間の第一及び第二可動ミラー１７６，１８４の動き、及びセンサアセンブリ３８上の実質的に安定した画像の存在に対応する。

代替的な安定化アセンブリ２２０が、図１９に示される。同様及び類似の特徴は、同様な参照番号を用いて示される。

第一及び第二高速ステアリングミラー１６８，１７０に加え、安定化アセンブリ２２０はまた、第一及び第二高速ステアリングミラー１６８，１７０の間の光路内に配置された、固定された中間折り返しミラー２２２を含む。中間折り返しミラー２２２は、第一及び第二高速ステアリングミラー１６８，１７０の間の光路長を増大させ、それにより高速ステアリングミラー１６８，１７０のある特定の量の回転についてのセンサアセンブリ３８上の画像の平行移動の距離を増大させる効果を有する。図１９に示されるように、第一及び第二高速ステアリングミラー１６８，１７０の回転は、第一及び第二の反射線２２４，２２６を平行に維持しながら、第一反射線２２４に対する第二反射線２２６の平行移動をもたらす。

更なる代替的な安定化アセンブリ２３０が、図２０に示される。同様及び類似の特徴は、同様な参照番号を用いて示される。

この構成では、第一及び第二ステアリングミラー２３４，２３６を含む高速ステアリング共通ミラーアセンブリ２３２が設けられ、共通ミラーアセンブリ２３２は、実線で示された第一の位置２４０と破線で示された第二の位置２４２との間で、回動接続部２３８の回りで回転するように取り付けられている。

代替的な安定化アセンブリ２３０を含む代替的なカメラアセンブリ２５０が、図２１に示される。

図１７及び図１９に示される安定化アセンブリと同様に、例えば圧電アクチュエータ２５４を使用した、共通ミラーアセンブリ２３２の回転運動は、第一及び第二ステアリングミラー２３４，２３６の回転運動を引き起こし、画像の回転なしに且つセンサアセンブリ３８上の画像の焦点に影響を与えることなく、センサアセンブリ３８上の光線の平行移動を引き起こす。

更なる代替的な安定化アセンブリ２６０が、図２２に示される。同様及び類似の特徴は、同様な参照番号を用いて示される。

この構成では、ただ一つの高速ステアリングミラー１６８が、レンズアセンブリ３６とセンサアセンブリ３８との間の光路内に設けられている。図２２に示されるように、第一反射線及び第二反射線２６２，２６４によって、高速ステアリングミラー１６８の可動ミラー１７６の回転は、センサアセンブリ３８上の画像の平行移動を引き起こすが、光軸の回転及び光路長の小さな変化を伴う。画像の回転及び光路長の変化は、回転及び光路長の変化の度合いが小さければ、許容され得る。したがって、本実施形態は、センサ上の画像の動きを補償し、画像を取得するために十分な時間にわたってセンサ上への実質的に安定した画像の露出を可能にするために、可動ミラー１７６の回転運動が小さくてもよい場合にのみ、想定される。

代替的な安定化アセンブリ２６０を含む代替的なカメラアセンブリ２６８が、図２３に示される。

図２４を参照すると、安定化アセンブリ１６２，２２０，２５２，２６０を備えた代替的なカメラアセンブリを含む航空カメラシステム１２の動作可能な構成要素を図解するブロック図２７０が、示される。同様及び類似の特徴は、同様な参照番号を用いて示される。

システムは、図１乃至図１３に関連して記述された、特に図１３のブロック図を参照して記述された実施形態と同様に動作する。

制御ユニット１３２は、システム内の動作を制御及び統合し、具体的にはセットアップデータ１３４、測量用航空機の現在の高度（Ｈ）を示す高度データ１３６、測量用航空機の対地速度Ｖｇを示す対地速度データ１３８、及び測量用航空機１０の位置及び向きを示す位置データ１４０を受信し、受信されたデータを使用して、サーボモーター２８及び従ってカメラチューブ１８についての制御パラメータ、並びにステアリングアクチュエータ４４及び従ってステアリングミラー４２についての制御パラメータを導き出すように構成されている。

図１乃至図１３に関連して記述された実施形態と同様に、地上高度に対応する基準高さ（Ｈ_ｒｅｆ）を示すデータ、連続して取得される画像フレームの間の角度を示すフレーム前方角（ＦＦ）、フレーム側方角（ＦＳ）、カメラチューブ１８の回転運動の範囲を規定する掃引角（Ｓ）、及び航空カメラシステム１２が画像の取得を開始することになる高度を規定するトリガ高度高さＨ_ｔ、を含む。

図１乃至図１３に関連して記述された実施形態と同様に、セットアップデータ１３４を使用して、制御ユニット１３２は、各カメラチューブ走査の間に取得する画像フレームの数（Ｎ）及び各走査の開始角度（ＳＡ）を示す、導き出される値１４２を計算する。

制御ユニット１３２は、入力データを使用して、フレームサイクル時間（Ｔ_ｃ）を含む、サイクル制御データ１４４を計算する。サイクル制御データ１４４はまた、連続する画像フレームの取得の間の時間の量を示すフレーム時間ステップ（Ｔ_ｆ）、及びフレームレート値（ＦＲ）を含む。サイクル制御データ１４４はカメラチューブ１８の回転運動を制御するために使用され、サイクル制御データ１４４に基づく適切な制御信号が、サーボモーター２８に送信される。サイクル制御データ１４４はまた、ステアリングミラー４４の回転運動を制御するためにも使用され、サイクル制御データ１４４に基づく適切な制御信号が、ステアリングアクチュエータ４４に送信される。

制御ユニット１３２によって生成され、サーボモーター２８及びステアリングミラー４４によって使用される制御信号は、上記の計算に基づき、且つ位置データ１４０を使用してピッチ、ロール及びヨーにおける測量航空機の動きを考慮に入れて、作り出される。

制御ユニット１３２はまた、実質的に安定な画像が、画像の取得をもたらすために十分な量の時間にわたってセンサアセンブリ３８上に置かれるように、画像の取得と同期して、ある量だけ、及びある速度で可動ミラー１７６，１８４又は各可動ミラー１７６，１８４を回転させるために、高速ステアリングミラー１６８，１７０又は各高速ステアリングミラー１６８，１７０のための制御信号を作り出す。

安定化ミラーの使用なく各画像の取得のためにチューブの回転運動を止めることは、約２０フレーム毎秒の最大速度が各センサによって取得されることを可能にする。２５，０００ｆｔ（約７，６２０ｍ）で運航する航空機に取り付けられた６００ｍｍの焦点距離のレンズと４５０ｋｍ／時の速度との代表的な組合せは、およそ５ｃｍの分解能の像を提供する。最大フレームレートは、一定の停止‐開始回転運動によってカメラシステムに生じる振動によって制限され、それは、レンズ及びセンサ寿命を制限し得る。

安定化高速ステアリングミラー及び一定のチューブ回転を使用することは、およそ１００フレーム毎秒の最大レートが取得されることを可能にする。３５，０００ｆｔ（約１０，６６８ｍ）で運航する航空機に取り付けられた１，８００ｍｍの焦点距離のレンズ、及び６００ｋｍ／時の速度を使用することは、およそ４ｃｍの分解能の画像を提供する。このシステムの利点は、可能な最大フレームレートの増加である。なぜなら、比較的低質量の高速ステアリングミラーの振動運動によってカメラシステムに無視できる振動が誘発されるからである。また、フレームレートを高いほど、より長い焦点距離のレンズの使用及びより速い航空機の前方速度が可能となり、結果として有意な生産性の優位性をもたらす。

本航空カメラシステム１２は高い冗長性と強い幾何学的形状を有し、それは、写真測量画像処理プロセスのバンドル調整処理の間に良好なソリューションが達成されることを可能にすることが、明確に理解されるであろう。

前方運動補償の制御、軌道を横切る運動補償の制御、及び画像取得のタイミングの制御のような、システムの多数の制御パラメータが動的であるので、システムは、潜在的にパフォーマンスが低下する可能性があるが、複数センサ構成における一つのセンサの故障のようなハードウェア故障をについて補償することができる。

本航空カメラシステムは、これまでに知られているシステムと比較して生産性を有意に高め、潜在的な精度を改善することが、明確に理解されるであろう。

具体的には、システムは、わずか三つのセンサを使用して直下域（nadir）及び四つの斜めの地上カバレッジ領域を同時に取得し、隣接する画像間のより高レベルの重なり、２１の結果としての冗長性、及び強い幾何学的形状を結果としてもたらす長い斜めのベースラインを有する。

本システムはまた、コンパクトな設計をもち、カメラチューブ１８を回転させることによって多数の画像が取得されるため、高い生産性が達成されることを可能にする。

システムはまた、軌道に沿った方向及び軌道を横切る方向の両方において運動補償を有し、そのことは、これまでに知られている航空画像取得システムを用いた場合よりも高い高度から高解像度の画像が取得されることを可能にする。

図２５を参照すると、測量用航空機の前方運動によって引き起こされる画像ぶれについて少なくとも部分的に補償するために、代替的な構成３００が提供される。本実施例において、代替的な構成３００は、図１乃至図１３に示される実施形態に関係して記述されるが、代替的な構成は他の実施形態にも適用可能であることが、理解されるであろう。同様及び類似の特徴は、同様な参照番号を用いて示される。

この変形例では、測量用航空機の速度に基づいた速度で回転するレンズアセンブリ３６の前に配置されるステアリングミラー４２を設けることの代わりに、測量用航空機の下の地面からの光をレンズアセンブリ３６に向けて方向付けるために、固定されたステアリングミラー３０２が設けられ、また、第一及び第二の高速ステアリングミラー３０４，３０６が設けられる。図１４に示される実施形態における第一及び第二の高速ステアリングミラー１６８，１７０の動作と同様な方法で、高速ステアリングミラー３０４，３０６は、センサ３８上でレンズ軸を平行移動させ、それにより軌道に沿った方向において、センサ３８上の画像の少なくとも部分的な安定化を提供するために、互いに同期して回転する。

第一及び第二の高速ステアリングミラー３０４，３０６の回転の速度は、測量用航空機の速度に依存することが、理解されるであろう。

図２６及び図２７を参照すると、測量用航空機の前方運動及びカメラアセンブリの軌道を横切る運動によって引き起こされる画像ぶれについて少なくとも部分的に補償するために、代替的な構成３２０が提供される。本実施例において、代替的な構成３２０は、図１４乃至図１８に示される実施形態に関係して記述されるが、代替的な構成３２０は他の実施形態にも適用可能であることが、理解されるであろう。同様及び類似の特徴は、同様な参照番号を用いて示される。

この変形例は、回転するカメラアセンブリ１６０の軌道を横切る運動について少なくとも部分的に補償するために一対の高速ステアリングミラーを使用する、カメラアセンブリ１６０に適用された、図２５に示される軌道に沿う安定化構成を含む。したがって、この変形例では、測量用航空機の下の地面からの光をレンズアセンブリ３６に向けて方向付けるために、固定されたステアリングミラー３０２が設けられ、また、カメラアセンブリ１６０の軌道を横切る運動について少なくとも部分的に補償するための第一及び第二の高速ステアリングミラー１６８，１７０に加えて、測量用航空機の軌道に沿ったについて少なくとも部分的に補償するために第三及び第四の高速ステアリングミラー３２２，３２４が設けられる。

図２８を参照すると、更なる代替的な航空カメラシステム３３０が提供される。同様及び類似の特徴は、同様な参照番号を用いて示される。

代替的なカメラシステム３３０は、各カメラアセンブリ３３２のレンズアレイ３６の中心長手軸が、測量用航空機の運動の方向に対して概して直角に延びるように向けられた、数個のカメラアセンブリ３３２を含んでいる。本実施例において、カメラアセンブリ３３２は、３つのカメラアセンブリ３３２が第一の方向に向けられ、３つのカメラアセンブリが第一の方向とは反対の第二の方向に向けられるように、パッケージ化される。カメラアセンブリのための適切なパッケージング３３６を含む測量用航空機３３４は、図２９に示されている。

各カメラアセンブリ３３２は、図３０においてより詳細に示されており、使用中に、航空機３３４の運動の方向に対して概して平行な軸の回りで、レンズアセンブリ中心長手軸３４０に対して４５°から１３５°までの範囲にわたって回転することができる主ステアリングミラー３３８を含む。

各カメラアセンブリ３３２はまた、第一及び第二の高速ステアリングミラー３４２，３４４、レンズアセンブリ３６及びセンサ３８を含む。

各カメラアセンブリ３３２は、調査航空機３３４の速度に依存する速度で、矢印３４６によって示されるように、それぞれの中心軸３４０の回りを回転するように構成されている。カメラアセンブリ３３２の回転運動は、図６及び図１４に示される実施形態に関係して記述された、ステアリングミラー４２が測量用航空機の瞬時速度に対応する第一の方向に回転し、次いで反対方向に急速に回転する、ステアリングミラー４２の回転運動に類似する。このように、測量用航空機３３４の前方運動によって引き起こされる画像ぶれについての少なくとも部分的な補償が提供されることが、明確に理解されるであろう。

測量の間に、画像は、主ステアリングミラー３３８を回転させることによって軌道を横切って取得され、主ステアリングミラー３３８が回転するときに画像を周期的に取得し、開始回転位置に戻るように主ステアリングミラー３３８を繰り返し回転させる。

このように主ステアリングミラー３３８の回転運動は、図６及び図１４に示される実施形態に関係して記述された、測量用航空機の運動の方向に対して平行な軸の回りのカメラアセンブリ３０，１６０の回転運動に類似した効果を達成することが、明確に理解されるであろう。

図１４に示される実施形態と同様に、軌道を横切る動きによって引き起こされる画像ぶれについての少なくとも部分的に補償は、第一及び第二の高速ステアリングミラー３４２，３４４を使用して、露出時間の間に第一及び第二の高速ステアリングミラー３４２，３４４の回転運動を主ステアリングミラーの回転と同期させ、それにより露出の間に画像をセンサアセンブリ３８上で静止した状態に実質的に保持することによって、達成される。

図３１及び図３２に示されるように、本実施例において、各カメラアセンブリ３３２は、例えば、カメラアセンブリ３３２が、測量用航空機３３４の下の地面の連続的なエリアを共にカバーするそれぞれの領域３５０をカバーするように、カメラアセンブリを配置及び構成することによって、カメラアセンブリの視野が異なるように構成されている。

例えば、図３２に示されるように、複数の領域３５０は、カメラアセンブリが、（測量用航空機の移動の方向に対して横切る方向において）２領域の幅であり且つ（測量用航空機の移動の方向に対して平行な方向において）３領域の長さであるパターンで領域をカバーするようなパターンで配置されてもよく、又は代替的に、カメラアセンブリが、３領域の幅であり且つ２領域の長さであるパターンで領域をカバーするようなパターンで配置されてもよい。

当業者には明らかなように、変更及び変形は、本発明の範囲内であると見なされる。

航空カメラシステムであって、
複数の連続的な画像を取得する（capture）ように構成されている少なくとも一つのカメラを有し、
少なくとも一つのカメラの視野は、実質的に地上の領域（a region of the ground）を横切る方向（transverse direction across）に移動可能であり、
システムは、視野が移動するときに所定の間隔で連続的な画像を取得するように、少なくとも一つのカメラを制御するように構成されており、
システムは、画像の取得と同期して（in synchronization）視野の移動の速度を下げるように構成されている、
航空カメラシステム、が開示される。

また、航空カメラシステムであって、
複数の連続的な斜め画像を取得するように構成されている少なくとも一つの斜めカメラを有し、
少なくとも一つの斜めカメラは、カメラの視野が、異なる方向に延びる複数の異なる斜めスウォースを含む地上の領域を横切るように、回転可能であり、
システムは、少なくとも一つの斜めカメラが回転するときに、所定の間隔で連続的な斜め画像を取得するように、少なくとも一つの斜めカメラを制御するように構成されている、
航空カメラシステム、が開示される。

本発明の一つの態様によれば、航空カメラシステムであって、
複数の連続的な画像を取得するように構成されている少なくとも一つのカメラであり、少なくとも一つのカメラは、少なくとも一つのそれぞれの画像センサを含み、カメラの視野は、実質的に地上の領域を横切る方向に移動可能である、カメラ、及び
各カメラと関連付けられた安定化アセンブリであり、安定化アセンブリは少なくとも二つのステアリングミラーを含み、ステアリングミラーは、画像の取得の間、カメラの視野が実質的に地上の領域を横切る方向に動くときに、少なくとも一つの画像センサ上の画像の安定化をもたらすために、画像の取得と同期してカメラの光軸を少なくとも一つの画像センサに対して平行移動させるように制御可能に移動可能である、安定化アセンブリ、
を有し、
システムは、カメラの視野が実質的に地上の領域を横切る方向に動くときに、所定の間隔で連続的な画像を取得するように、少なくとも一つのカメラを制御するように構成されており、
安定化アセンブリは、第一の回転量だけ回転させられる第一ステアリングミラー、及び第二の回転量だけ回転させられる第二ステアリングミラーを有し、第一及び第二の回転量は、第一及び第二ステアリングミラーの回転の前に第一及び第二ステアリングミラーによって方向付けられる光線の伝播の方向が、第一及び第二ステアリングミラーの回転の後に第一及び第二ステアリングミラーによって方向付けられる光線の伝播の方向に実質的に平行であるようなものである、
航空カメラシステム、が提供される。

Claims (70)

1. 航空カメラシステムであって、
   複数の連続的な画像を取得するように構成されている少なくとも一つのカメラを有し、
   少なくとも一つのカメラの視野は、実質的に地上の領域を横切る方向に移動可能であり、
   当該システムは、前記視野が移動するときに所定の間隔で連続的な画像を取得するように、前記少なくとも一つのカメラを制御するように構成されており、
   当該システムは、画像の取得と同期して前記視野の移動の速度を下げるように構成されている、
   航空カメラシステム。
2. 当該システムは、画像の取得と同期して前記視野の移動を停止するように構成されている、請求項１に記載の航空カメラシステム。
3. 前記少なくとも一つのカメラは、該カメラの視野が実質的に地上の領域を横切る方向に移動可能であるように、回転可能である、請求項１又は請求項２に記載の航空カメラシステム。
4. 当該システムは、測量用航空機の移動の方向に対して実質的に平行な軸の回りで前記少なくとも一つのカメラを回転させるように構成されている、請求項３に記載の航空カメラシステム。
5. 当該システムは、前記少なくとも一つのカメラを回転開始位置と回転終了位置との間で振動させることによって、前記少なくとも一つのカメラを回転させるように構成されている、請求項２又は請求項４に記載の航空カメラシステム。
6. 前記回転開始位置は約−３５°に対応し、前記回転終了位置は約＋３５°に対応する、請求項５に記載の航空カメラシステム。
7. 当該システムは、サーボモーター及び回転エンコーダーを使用して前記少なくとも一つのカメラの回転を制御するように構成されている、請求項３乃至６のいずれか一項に記載の航空カメラシステム。
8. 当該システムは、測量用航空機の位置及び／又は向きの変化に対して少なくとも部分的な補償を提供するために前記少なくとも一つのカメラの回転位置を変更するべきかどうかを決定するために、測量用航空機の検出された位置及び／又は向きを使用するように構成されている、請求項３乃至７のいずれか一項に記載の航空カメラシステム。
9. 前記少なくとも一つのカメラは、カメラチューブ内に取り付けられ、
   当該システムは、前記カメラチューブの回転を制御するように構成されている、請求項３乃至８のいずれか一項に記載の航空カメラシステム。
10. 当該システムは、実質的に測量用航空機の直下の地上エリアを表す画像を取得するように構成されている少なくとも一つのオルソカメラを有する、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の航空カメラシステム。
11. 当該システムは、連続的な画像が約２％だけ重なるように、前記少なくとも一つのカメラが回転するときに所定の間隔で連続的な画像を取得するように、前記少なくとも一つのオルソカメラを制御するように構成されている、請求項１０に記載の航空カメラシステム。
12. 当該システムは、前記測量用航空機の進行の方向に平行な方向において、隣接する地上カバレッジフットプリントが約７０％だけ重なるように、連続的な画像を取得するように、前記少なくとも一つのオルソカメラを制御するように構成されている、請求項１０又は請求項１１に記載の航空カメラシステム。
13. 当該システムは、隣接する飛行経路のオルソカメラ地上カバレッジフットプリントが約７０％だけ重なるように、前記測量用航空機飛行経路を制御するように構成されている、請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の航空カメラシステム。
14. 各オルソカメラは、少なくとも一つのオルソセンサの上に光を集めるように構成されている、関連するオルソレンズアセンブリを有する、請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載の航空カメラシステム。
15. 当該システムは、実質的に測量用航空機の直下に位置しない地上エリアを表す斜め画像を取得するように構成されている、少なくとも一つの斜めカメラを有する、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の航空カメラシステム。
16. 前記斜めカメラ又は各斜めカメラは、該斜めカメラの視野が垂直からおよそ２０°の角度に方向付けられるように構成されている、請求項１５に記載の航空カメラシステム。
17. 当該システムは、
    少なくとも一つの後方斜めカメラであり、該後方斜めカメラの視野が前記測量用航空機の後方に方向付けられるように構成されている、後方斜めカメラ、及び
    少なくとも一つの前方斜めカメラであり、該前方斜めカメラの視野が前記測量用航空機の前方に方向付けられるように構成されている、前方斜めカメラ、
    を有する、請求項１５又は請求項１６に記載の航空カメラシステム。
18. 各斜めカメラは、各斜めカメラの視野が、前記少なくとも一つの斜めカメラが回転するときに、異なる方向に延びる複数の異なる斜めスウォースを含む地上の領域を横切るように、取り付けられている、請求項１５乃至１７のいずれか一項に記載の航空カメラシステム。
19. 当該システムは、隣接する斜め地上カバレッジフットプリントが約３３％だけ重なるように構成されている、請求項１５乃至１８のいずれか一項に記載の航空カメラシステム。
20. 各斜めカメラアセンブリは、少なくとも一つの斜めセンサの上に光を集めるように構成されている関連する斜めレンズアセンブリを有し、前記斜めレンズアセンブリは、オルソレンズアセンブリの焦点距離よりも約４０％長い焦点距離を有する、請求項１０乃至１４のいずれか一項に従属する場合の、請求項１５乃至１９のいずれか一項に記載の航空カメラシステム。
21. 複数のカメラチューブを有し、各カメラチューブは、少なくとも一つのオルソカメラ及び／又は少なくとも一つの斜めカメラを含む、請求項９乃至１９のいずれか一項に記載の航空カメラシステム。
22. 各カメラは、光をレンズアセンブリの上に方向付けるように構成されている、関連するステアリングミラーを有する、請求項１又は請求項２に記載の航空カメラシステム。
23. 前記少なくとも一つのカメラは、前記カメラのレンズアセンブリの中心長手軸が、測量用航空機の移動の方向に対して概して平行な方向に延びるように、向きをつけられており、
    当該システムは、測量用航空機の前方移動についての少なくとも部分的な補償を提供するために、測量用航空機の移動の方向に対して概して横切る軸の回りで前記ステアリングミラーを回転させるように構成されている、
    請求項２２に記載の航空カメラシステム。
24. 前記ステアリングミラーは、該ステアリングミラーが前記測量用航空機の瞬時速度に実質的に対応する速度で動くように、回転させられる、請求項２３に記載の航空カメラシステム。
25. 前記ステアリングミラーは、前記測量用航空機の前方移動を少なくとも部分的に補償するために、所定の開始位置から所定の終了位置へ、前記測量用航空機の移動の方向に対応する第一方向に回転し、次いで該ステアリングミラーを前記所定の開始位置に戻すように、反対の第二方向に回転するように構成されている、請求項２３又は請求項２４に記載の航空カメラシステム。
26. 当該システムは、測量用航空機の向きに対する変化についての少なくとも部分的な補償を提供するために前記ステアリングミラーの回転位置を変更するかどうかを決定するために、前記測量用航空機の検出された向きを使用するように構成されている、請求項２３乃至２５のいずれか一項に記載の航空カメラシステム。
27. 前記少なくとも一つのカメラは、該カメラのレンズアセンブリの中心長手軸が前記測量用航空機の移動の方向に対して概して直角な方向に延びるように向けられている、請求項１又は請求項２に従属する場合の、請求項２２に記載の航空カメラシステム。
28. 前記カメラの視野は、前記ステアリングミラーを回転させることによって、実質的に地上の領域を横切る方向に移動可能であり、
    当該システムは、画像の取得と同期して前記ステアリングミラーの動きの速度を下げるように構成されている、
    請求項２７に記載の航空カメラシステム。
29. 各地上カバレッジフットプリントの形状は、それぞれの少なくとも一つのカメラが回転するときに画像の取得をいつ開始及び停止するかを制御することによって制御可能である、請求項１乃至２８のいずれか一項に記載の航空カメラシステム。
30. 航空カメラシステムであって、
    複数の連続的な斜め画像を取得するように構成されている少なくとも一つの斜めカメラを有し、
    前記少なくとも一つの斜めカメラは、該カメラの視野が、異なる方向に延びる複数の異なる斜めスウォースを含む地上の領域を横切るように、回転可能であり、
    当該システムは、前記少なくとも一つの斜めカメラが回転するときに、所定の間隔で連続的な斜め画像を取得するように、前記少なくとも一つの斜めカメラを制御するように構成されている、
    航空カメラシステム。
31. 前記斜めカメラの視野は、実質的に少なくとも部分的に放物線形状をした地上の領域を横切る、請求項３０に記載の航空カメラシステム。
32. 航空カメラシステムであって、
    複数の連続的な画像を取得するように構成されている少なくとも一つのカメラであり、該少なくとも一つのカメラは、少なくとも一つのそれぞれの画像センサを含み、該カメラの視野は、実質的に地上の領域を横切る方向に移動可能である、カメラ、及び
    各カメラと関連付けられた安定化アセンブリであり、該安定化アセンブリは少なくとも一つのステアリングミラーを含み、該ステアリングミラーは、画像の取得の間、前記カメラの視野が実質的に地上の領域を横切る方向に動くときに、少なくとも一つの画像センサ上の画像の安定化をもたらすために、画像の取得と同期して前記カメラの光軸を前記少なくとも一つの画像センサに対して平行移動させるように制御可能に移動可能である、安定化アセンブリ、
    を有し、
    当該システムは、前記カメラの視野が実質的に地上の領域を横切る方向に動くときに、所定の間隔で連続的な画像を取得するように、少なくとも一つのカメラを制御するように構成されている、
    航空カメラシステム。
33. 前記少なくとも一つのカメラは、該カメラの視野が実質的に地上の領域を横切る方向に移動可能であるように、回転可能である、請求項３２に記載の航空カメラシステム。
34. 前記安定化アセンブリは、一つのステアリングミラーを有する、請求項３３に記載の航空カメラシステム。
35. 前記安定化アセンブリは、二つのステアリングミラーを有し、第一ステアリングミラーは第一の回転量だけ回転させられ、第二ステアリングミラーは第二の回転量だけ回転させられ、前記第一及び第二の回転量は、前記第一及び第二ステアリングミラーの回転の前に前記第一及び第二ステアリングミラーによって方向付けられる光線の伝播の方向が、前記第一及び第二ステアリングミラーの回転の後に前記第一及び第二ステアリングミラーによって方向付けられる光線の伝播の方向に実質的に平行であるようなものであり、且つ、前記第一及び第二ステアリングミラーの回転の後の光線が、前記第一及び第二ステアリングミラーの回転の前の光線に対してセンサ上で平行移動させられるようなものである、請求項３３に記載の航空カメラシステム。
36. 前記第一ステアリングミラー及び前記第二ステアリングミラーは、前記第一ステアリングミラー上の線入射上の基準点とセンサとの間の光路の長さが、前記第一及び第二ステアリングミラーの回転の前に、前記第一及び第二ステアリングミラーの回転の後と実質的に同じであるように構成されている、請求項３５に記載の航空カメラシステム。
37. 前記安定化アセンブリは、前記第一ステアリングミラーと前記第二ステアリングミラーとの間の光路内に固定ミラーを有する、請求項３５又は請求項３６に記載の航空カメラシステム。
38. 前記安定化アセンブリは共通ミラーアセンブリを有し、前記共通ミラーアセンブリは、互いに対して固定的に配置されている第一ステアリングミラー及び第二ステアリングミラーを含み、前記共通ミラーアセンブリは、前記第一及び第二ステアリングミラーの移動をもたらすために、移動可能である、請求項３５又は請求項３６に記載の航空カメラシステム。
39. 前記少なくとも一つのステアリングミラーは、画像の取得と同期して振動する、請求項３２乃至３８のいずれか一項に記載の航空カメラシステム。
40. 少なくとも一つのステアリングミラーは、圧電アクチュエータによって制御される、請求項３２乃至３９のいずれか一項に記載の航空カメラシステム。
41. 当該システムは、測量用航空機の移動の方向に対して実質的に平行な軸の回りで前記少なくとも一つのカメラを回転させるように構成されている、請求項３３に記載の航空カメラシステム。
42. 当該システムは、前記少なくとも一つのカメラを回転開始位置と回転終了位置との間で振動させることによって、前記少なくとも一つのカメラを回転させるように構成されている、請求項４１に記載の航空カメラシステム。
43. 前記回転開始位置は約−３５°に対応し、前記回転終了位置は約＋３５°に対応する、請求項４２に記載の航空カメラシステム。
44. 当該システムは、サーボモーター及び回転エンコーダーを使用して前記少なくとも一つのカメラの回転を制御するように構成されている、請求項４１乃至４３のいずれか一項に記載の航空カメラシステム。
45. 当該システムは、測量用航空機の位置及び／又は向きの変化に対して少なくとも部分的な補償を提供するために前記少なくとも一つのカメラの回転位置を変更するべきかどうかを決定するために、測量用航空機の検出された位置及び／又は向きを使用するように構成されている、請求項４１乃至４４のいずれか一項に記載の航空カメラシステム。
46. 前記少なくとも一つのカメラは、カメラチューブ内に取り付けられ、
    当該システムは、前記カメラチューブの回転を制御するように構成されている、
    請求項４１乃至４５のいずれか一項に記載の航空カメラシステム。
47. 当該システムは、実質的に測量用航空機の直下の地上エリアを表す画像を取得するように構成されている少なくとも一つのオルソカメラを有する、請求項４１乃至４６のいずれか一項に記載の航空カメラシステム。
48. 当該システムは、連続的な画像が約２％だけ重なるように、前記少なくとも一つのカメラが回転するときに所定の間隔で連続的な画像を取得するように、前記少なくとも一つのオルソカメラを制御するように構成されている、請求項４７に記載の航空カメラシステム。
49. 当該システムは、測量用航空機の進行の方向に平行な方向において、隣接する地上カバレッジフットプリントが約７０％だけ重なるように、連続的な画像を取得するように、前記少なくとも一つのオルソカメラを制御するように構成されている、請求項４７又は請求項４８に記載の航空カメラシステム。
50. 当該システムは、隣接する飛行経路のオルソカメラ地上カバレッジフットプリントが約７０％だけ重なるように、測量用航空機飛行経路を制御するように構成されている、請求項４７乃至４９のいずれか一項に記載の航空カメラシステム。
51. 各オルソカメラは、少なくとも一つのオルソセンサの上に光を集めるように構成されている、関連するオルソレンズアセンブリを有する、請求項４７乃至５０のいずれか一項に記載の航空カメラシステム。
52. 当該システムは、実質的に測量用航空機の直下に位置しない地上エリアを表す斜め画像を取得するように構成されている、少なくとも一つの斜めカメラを有する、請求項３２乃至５１のいずれか一項に記載の航空カメラシステム。
53. 前記斜めカメラ又は各斜めカメラは、該斜めカメラの視野が垂直からおよそ２０°の角度に方向付けられるように構成されている、請求項５２に記載の航空カメラシステム。
54. 当該システムは、
    少なくとも一つの後方斜めカメラであり、該後方斜めカメラの視野が前記測量用航空機の後方に方向付けられるように構成されている、後方斜めカメラ、及び
    少なくとも一つの前方斜めカメラであり、該前方斜めカメラの視野が前記測量用航空機の前方に方向付けられるように構成されている、前方斜めカメラ、
    を有する、請求項５２又は請求項５３に記載の航空カメラシステム。
55. 各斜めカメラは、各斜めカメラの視野が、前記少なくとも一つの斜めカメラが回転するときに、異なる方向に延びる複数の異なる斜めスウォースを含む地上の領域を横切るように、取り付けられている、
    請求項５２乃至５４のいずれか一項に記載の航空カメラシステム。
56. 当該システムは、隣接する斜め地上カバレッジフットプリントが約３３％だけ重なるように構成されている、請求項５２乃至５５のいずれか一項に記載の航空カメラシステム。
57. 各斜めカメラアセンブリは、少なくとも一つの斜めセンサの上に光を集めるように構成されている関連する斜めレンズアセンブリを有し、前記斜めレンズアセンブリは、オルソレンズアセンブリの焦点距離よりも約４０％長い焦点距離を有する、請求項４８乃至５１のいずれか一項に従属する場合の、請求項５２乃至５６のいずれか一項に記載の航空カメラシステム。
58. 複数のカメラチューブを有し、当該システムは、前記カメラチューブの回転を制御するように構成されており、各カメラチューブは、少なくとも一つのオルソカメラ及び／又は少なくとも一つの斜めカメラを含む、請求項９乃至１９のいずれか一項に記載の航空カメラシステム。請求項４８乃至５７のいずれか一項に記載の航空カメラシステム。
59. 各カメラは、光をレンズアセンブリの上に方向付けるように構成されている、関連するステアリングミラーを有する、請求項３２乃至５８のいずれか一項に記載の航空カメラシステム。
60. 当該システムは、測量用航空機の前方移動についての少なくとも部分的な補償を提供するために、測量用航空機の移動の方向に対して概して横切る軸の回りで前記ステアリングミラーを回転させるように構成されている、請求項５９に記載の航空カメラシステム。
61. 前記ステアリングミラーは、該ステアリングミラーが前記測量用航空機の瞬時速度に実質的に対応する速度で動くように、回転させられる、請求項６０に記載の航空カメラシステム。
62. 前記ステアリングミラーは、前記測量用航空機の前方移動を少なくとも部分的に補償するために、所定の開始位置から所定の終了位置へ、前記測量用航空機の移動の方向に対応する第一方向に回転し、次いで該ステアリングミラーを前記所定の開始位置に戻すように、反対の第二方向に回転するように構成されている、請求項６０又は請求項６１に記載の航空カメラシステム。
63. 当該システムは、測量用航空機の向きに対する変化についての少なくとも部分的な補償を提供するために前記ステアリングミラーの回転位置を変更するかどうかを決定するために、前記測量用航空機の検出された向きを使用するように構成されている、請求項６０乃至６２のいずれか一項に記載の航空カメラシステム。
64. 前記少なくとも一つのカメラは、該カメラのレンズアセンブリの中心長手軸が測量用航空機の移動の方向に対して概して直角な方向に延びるように向けられている、請求項３２に記載の航空カメラシステム。
65. 各カメラは、光をレンズアセンブリの上に方向付けるように構成されている、関連するステアリングミラーを有し、
    各カメラの視野は、前記ステアリングミラーを回転させることによって、実質的に地上の領域を横切る方向に移動可能である、
    請求項６４に記載の航空カメラシステム。
66. 前記安定化アセンブリは、一つのステアリングミラーを有する、請求項６５に記載の航空カメラシステム。
67. 前記安定化アセンブリは、二つのステアリングミラーを有し、第一ステアリングミラーは第一の回転量だけ回転させられ、第二ステアリングミラーは第二の回転量だけ回転させられ、前記第一及び第二の回転量は、前記第一及び第二ステアリングミラーの回転の前に前記第一及び第二ステアリングミラーによって方向付けられる光線の伝播の方向が、前記第一及び第二ステアリングミラーの回転の後に前記第一及び第二ステアリングミラーによって方向付けられる光線の伝播の方向に実質的に平行であるようなものであり、且つ、前記第一及び第二ステアリングミラーの回転の後の光線が、センサ上で前記第一及び第二ステアリングミラーの回転の前の光線に対して平行移動させられるようなものである、請求項６５に記載の航空カメラシステム。
68. 前記第一ステアリングミラー及び前記第二ステアリングミラーは、前記第一ステアリングミラー上の線入射上の基準点とセンサとの間の光路の長さが、前記第一及び第二ステアリングミラーの回転の前に、前記第一及び第二ステアリングミラーの回転の後と実質的に同じであるように構成されている、請求項６７に記載の航空カメラシステム。
69. 当該システムは、測量用航空機の前方移動についての少なくとも部分的な補償を提供するために、測量用航空機の移動の方向に対して概して横切る軸の回りで各カメラを回転させるように構成されている、請求項６４又は請求項６５に記載の航空カメラシステム。
70. 各地上カバレッジフットプリントの形状は、それぞれの少なくとも一つのカメラが回転するときに画像の取得をいつ開始及び停止するかを制御することによって制御可能である、請求項３２乃至６９のいずれか一項に記載の航空カメラシステム。

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