JP2019212961A - Mobile unit, light amount adjustment method, program, and recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、被写体を照明して画像を撮像する移動体、光量調整方法、プログラム、及び記録媒体に関する。 The present disclosure relates to a moving body that illuminates a subject and captures an image, a light amount adjustment method, a program, and a recording medium.
特許文献1には、フラッシュ(フラッシュライト)が搭載された無人飛行体が開示されている。この無人飛行体では、撮像部が観測対象設備を撮像する際、夜間に光量が不足していると、観測対象設備にフラッシュの光を照射する。 Patent Document 1 discloses an unmanned air vehicle equipped with a flash (flash light). In this unmanned air vehicle, when the imaging unit images the observation target facility, if the amount of light is insufficient at night, the observation target facility is irradiated with flash light.
フラッシュの光が被写体に届く有効距離は、発光量、レンズの焦点距離、光の照射角等、様々な要素に依存する。このため、被写体を適切に照明することが難しい。例えば、移動体と被写体とが離れ過ぎていると、光量が不足する。一方、移動体と被写体とが近過ぎると、光量が過剰となる。したがって、例えば、移動体がフラッシュの光を被写体に照明して逆光撮像を行う場合、撮像画像に画質の劣化が生じ易い。つまり、移動体による逆光撮像の対策が不十分である。 The effective distance that the flash light reaches the subject depends on various factors such as the light emission amount, the focal length of the lens, and the light irradiation angle. For this reason, it is difficult to properly illuminate the subject. For example, if the moving body is too far away from the subject, the amount of light is insufficient. On the other hand, if the moving body and the subject are too close, the amount of light becomes excessive. Therefore, for example, when a moving body illuminates a subject with flash light to perform backlight imaging, image quality is likely to deteriorate in the captured image. That is, measures against backlight imaging by the moving body are insufficient.
一態様において、移動体は、被写体を照明して画像を撮像する移動体であって、被写体を撮像する撮像部と、被写体を照明する光源と、処理部と、を備え、処理部は、光源が発する光の有効距離である第1の距離を取得し、撮像部により撮像される被写体と移動体との距離である第2の距離を取得し、第1の距離と第2の距離とに基づいて、第2の距離を変更するよう移動体の移動を制御する。 In one aspect, the moving body is a moving body that illuminates the subject and captures an image, and includes an imaging unit that captures the subject, a light source that illuminates the subject, and a processing unit. The first distance that is the effective distance of the light emitted from the camera is acquired, the second distance that is the distance between the subject imaged by the imaging unit and the moving body is acquired, and the first distance and the second distance are acquired. Based on this, the movement of the moving body is controlled to change the second distance.
処理部は、第2の距離が第1の距離よりも長い場合、被写体に近づくよう移動体の移動を制御してよい。 When the second distance is longer than the first distance, the processing unit may control the movement of the moving body so as to approach the subject.
処理部は、第1の距離と第2の距離とに基づいて、光源が発する光量を調整してよい。 The processing unit may adjust the amount of light emitted from the light source based on the first distance and the second distance.
処理部は、第2の距離が第1の距離以下である場合、光源が発する光量を少なくしてよい。 The processing unit may reduce the amount of light emitted from the light source when the second distance is equal to or less than the first distance.
処理部は、被写体の明度と被写体の背景の明度とに基づいて、光源が被写体を照明するための光の強度を算出し、光源による光の強度に基づいて、第1の距離を算出してよい。 The processing unit calculates a light intensity for the light source to illuminate the subject based on the brightness of the subject and the background of the subject, and calculates a first distance based on the light intensity of the light source. Good.
処理部は、光源により所定の光量で被写体が照明された状態で、撮像部に被写体を撮像させて撮像画像を取得し、撮像画像における各画素の画素値を基に、撮像画像における画素値毎の画素の数を生成し、撮像画像における画素値毎の画素の数を基に、光源が発する光の強度を算出してよい。 The processing unit obtains a captured image by causing the imaging unit to capture the subject in a state where the subject is illuminated with a predetermined light amount by the light source, and for each pixel value in the captured image based on the pixel value of each pixel in the captured image. The intensity of light emitted from the light source may be calculated based on the number of pixels for each pixel value in the captured image.
一態様において、光量調整方法は、被写体を照明して画像を撮像する移動体における光量調整方法であって、被写体を照明する光源が発する光の有効距離である第1の距離を取得するステップと、被写体を撮像する撮像部により撮像される被写体と移動体との距離である第2の距離を取得するステップと、第1の距離と第2の距離とに基づいて、第2の距離を変更するよう移動体の移動を制御するステップと、を有する。 In one aspect, the light amount adjustment method is a light amount adjustment method in a moving body that illuminates a subject and captures an image, and acquiring a first distance that is an effective distance of light emitted from a light source that illuminates the subject; The second distance is changed based on the step of obtaining a second distance that is the distance between the subject imaged by the imaging unit that images the subject and the moving body, and the first distance and the second distance. Controlling the movement of the moving body.
移動体の移動を制御するステップは、第2の距離が第1の距離よりも長い場合、被写体に近づくよう移動体の移動を制御するステップを含んでよい。 The step of controlling the movement of the moving body may include the step of controlling the movement of the moving body so as to approach the subject when the second distance is longer than the first distance.
光量調整方法は、第1の距離と第2の距離とに基づいて、光源が発する光量を調整するステップ、を更に含んでよい。 The light amount adjustment method may further include a step of adjusting the light amount emitted from the light source based on the first distance and the second distance.
光量を調整するステップは、第2の距離が第1の距離以下である、光源が発する光量を小さくするステップを含んでよい。 The step of adjusting the amount of light may include a step of reducing the amount of light emitted by the light source, wherein the second distance is equal to or less than the first distance.
第1の距離を取得するステップは、被写体の明度と被写体の背景の明度とに基づいて、光源が被写体を照明するための光の強度を算出するステップと、光源による光の強度に基づいて、第1の距離を算出するステップと、を含んでよい。 The step of obtaining the first distance includes the step of calculating the light intensity for the light source to illuminate the subject based on the brightness of the subject and the brightness of the background of the subject, and based on the light intensity of the light source. Calculating a first distance.
光の強度を算出するステップは、光源により所定の光量で被写体が照明された状態で、撮像部に被写体を撮像させて撮像画像を取得するステップと、撮像画像における各画素の画素値を基に、撮像画像における画素値毎の画素の数を生成するステップと、撮像画像における画素値毎の画素の数を基に、光源が発する光の強度を算出するステップと、を含んでよい。 The step of calculating the light intensity includes the step of obtaining a captured image by causing the imaging unit to capture the subject in a state where the subject is illuminated with a predetermined light amount by the light source, and the pixel value of each pixel in the captured image. The step of generating the number of pixels for each pixel value in the captured image and the step of calculating the intensity of light emitted from the light source based on the number of pixels for each pixel value in the captured image may be included.
一態様において、プログラムは、被写体を照明して画像を撮像する移動体に、被写体を照明する光源が発する光の有効距離である第1の距離を取得するステップと、被写体を撮像する撮像部により撮像される被写体と移動体との距離である第2の距離を取得するステップと、第1の距離と第2の距離とに基づいて、第2の距離を変更するよう移動体の移動を制御するステップと、を実行させるためのプログラム、である。 In one aspect, the program acquires a first distance, which is an effective distance of light emitted from a light source that illuminates the subject, to a moving body that illuminates the subject and captures an image, and an imaging unit that captures the subject. The movement of the moving body is controlled so as to change the second distance based on the step of obtaining a second distance that is the distance between the subject to be imaged and the moving body, and the first distance and the second distance. And a step for executing the program.
一態様において、記録媒体は、被写体を照明して画像を撮像する移動体に、被写体を照明する光源が発する光の有効距離である第1の距離を取得するステップと、被写体を撮像する撮像部により撮像される被写体と移動体との距離である第2の距離を取得するステップと、第1の距離と第2の距離とに基づいて、第2の距離を変更するよう移動体の移動を制御するステップと、を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体である。 In one aspect, the recording medium acquires a first distance, which is an effective distance of light emitted from a light source that illuminates the subject, to a moving body that illuminates the subject and captures an image, and an imaging unit that captures the subject Based on the step of obtaining a second distance that is the distance between the subject to be imaged by the moving object and the moving object, the moving object is moved so as to change the second distance based on the first distance and the second distance. A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing the controlling step.
なお、上記の発明の概要は、本開示の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 Note that the summary of the invention described above does not enumerate all the features of the present disclosure. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.
以下、発明の実施形態を通じて本開示を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須とは限らない。 Hereinafter, although this indication is explained through an embodiment of the invention, the following embodiment does not limit the invention concerning a claim. Not all combinations of features described in the embodiments are essential for the solution of the invention.
特許請求の範囲、明細書、図面、及び要約書には、著作権による保護の対象となる事項が含まれる。著作権者は、これらの書類の何人による複製に対しても、特許庁のファイル又はレコードに表示される通りであれば異議を唱えない。ただし、それ以外の場合、一切の著作権を留保する。 The claims, the description, the drawings, and the abstract include matters subject to copyright protection. The copyright owner will not object to any number of copies of these documents as they appear in the JPO file or record. However, in other cases, all copyrights are reserved.
(本開示の一形態を得るに至った経緯)
近年、無人航空機が小型化し、手のひらサイズの無人航空機も登場している。ユーザが無人航空機を使ってユーザ自身を撮像する(自撮りする)場合、多くのユーザは、眩しさを避けるために、太陽を背にして撮像する、いわゆる逆光撮像を行おうとする。
(Background to obtaining one form of the present disclosure)
In recent years, unmanned aerial vehicles have become smaller and palm-sized unmanned aerial vehicles have also appeared. When a user takes an image of the user himself (self-photographing) using an unmanned aerial vehicle, many users try to perform so-called backlight imaging in which the image is taken with the back of the sun in order to avoid glare.
自動露出(AE:Auto Exposure)で逆光撮像が行われる場合、背景が明るくなり過ぎるため、被写体である人物が黒くなる傾向がある。また、被写体である人物が適正な露光量に設定されると、背景が白飛びして真っ白になる傾向がある。このように、逆光撮像では、画質が良好な写真を撮ることが難しい。一般に、逆光撮像が行われる場合、フラッシュを使って主被写体である人物を照らし、背景の明るさに合わせることで、被写体全体の明るさが調節される。 When backlight imaging is performed with auto exposure (AE), the background is too bright, and the person who is the subject tends to be black. Further, when the person who is the subject is set to an appropriate exposure amount, the background tends to be white and white. As described above, it is difficult to take a picture with good image quality in backlight imaging. In general, when backlight imaging is performed, the brightness of the entire subject is adjusted by using a flash to illuminate the person who is the main subject and matching the brightness of the background.
しかし、フラッシュの光が有効に届く距離(有効距離)は、発光量、レンズの焦点距離、照射角等、様々な要素に依存し、限界もある。人がカメラを持って撮像する場合、フラッシュの光が主被写体である人物に届くように、近付いたり遠ざかったりして気軽に調節できるが、無人航空機では容易でない。このため、フラッシュが搭載された無人航空機では、フラッシュの光量不足や光量過剰が起こり易く、逆光撮像を良好に行うことが困難である。 However, the distance that the flash light can effectively reach (effective distance) depends on various factors such as the amount of emitted light, the focal length of the lens, the irradiation angle, and has a limit. When a person takes a picture with a camera, it can be adjusted easily by approaching or moving away so that the flash light reaches the person who is the main subject, but it is not easy with an unmanned aerial vehicle. For this reason, in an unmanned aerial vehicle equipped with a flash, it is easy to cause insufficient light quantity or excessive light quantity of the flash, and it is difficult to perform backlight imaging well.
(実施形態)
以下の実施形態では、移動体として、無人航空機(UAV:Unmanned Aerial Vehicle)を例示する。無人航空機は、空中を移動する航空機を含む。本明細書に添付する図面では、無人航空機を「UAV」と表記する。光量調整方法は、移動体又は飛行システムの動作が規定されたものである。また、記録媒体は、プログラム(例えば移動体に各種の処理を実行させるプログラム)が記録されたものである。
(Embodiment)
In the following embodiment, an unmanned aerial vehicle (UAV: Unmanned Aerial Vehicle) is illustrated as a moving body. Unmanned aerial vehicles include aircraft that travel in the air. In the drawings attached to this specification, the unmanned aerial vehicle is represented as “UAV”. In the light amount adjustment method, the operation of the moving body or the flight system is defined. The recording medium is a recording medium of a program (for example, a program that causes a mobile body to execute various processes).
図1は、実施形態における飛行体システム10の第1構成例を示す模式図である。飛行体システム10は、無人航空機100及び端末80を備える。無人航空機100及び端末80は、相互に有線通信又は無線通信(例えば無線LAN(Local Area Network))により通信可能である。図1では、端末80が携帯端末(例えばスマートフォン、タブレット端末)であることを例示している。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a first configuration example of an
なお、飛行体システムは、無人航空機、送信機(プロポ)、及び携帯端末を備えた構成であってよい。送信機を備える場合、送信機の前面に配置された左右の制御棒を使って、ユーザは、無人航空機の飛行の制御を指示可能である。また、この場合、無人航空機、送信機、及び携帯端末は、相互に有線通信又は無線通信により通信可能である。 The flying object system may have a configuration including an unmanned aerial vehicle, a transmitter (propo), and a portable terminal. When the transmitter is provided, the user can instruct the control of the flight of the unmanned aircraft using the left and right control rods arranged on the front surface of the transmitter. In this case, the unmanned aircraft, the transmitter, and the portable terminal can communicate with each other by wired communication or wireless communication.
図2は、実施形態における飛行体システム10の第2構成例を示す模式図である。図2では、端末80がPCであることを例示している。図1及び図2のいずれであっても、端末80が有する機能は同じでよい。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a second configuration example of the
図3は、無人航空機100の具体的な外観の一例を示す図である。図3には、無人航空機100が移動方向STV0に飛行する場合の斜視図が示される。無人航空機100は移動体の一例である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a specific appearance of the unmanned
図3に示すように、地面と平行であって移動方向STV0に沿う方向にロール軸(x軸参照)が設定される。この場合、地面と平行であってロール軸に垂直な方向にピッチ軸(y軸参照)が設定され、更に、地面に垂直であってロール軸及びピッチ軸に垂直な方向にヨー軸(z軸参照)が設定される。 As shown in FIG. 3, a roll axis (see x-axis) is set in a direction parallel to the ground and along the movement direction STV0. In this case, a pitch axis (see the y-axis) is set in a direction parallel to the ground and perpendicular to the roll axis, and further, a yaw axis (z-axis) is perpendicular to the ground and perpendicular to the roll axis and the pitch axis. Reference) is set.
無人航空機100は、UAV本体102と、ジンバル200と、撮像部220と、複数の撮像部230とを含む構成である。
The unmanned
UAV本体102は、複数の回転翼(プロペラ)を備える。UAV本体102は、複数の回転翼の回転を制御することにより無人航空機100を飛行させる。UAV本体102は、例えば4つの回転翼を用いて無人航空機100を飛行させる。回転翼の数は、4つに限定されない。また、無人航空機100は、回転翼を有さない固定翼機でもよい。
The UAV
撮像部220は、所望の撮像範囲に含まれる被写体(例えば、空撮対象となる上空の様子、山や川等の景色、地上の建物)を撮像する撮像用のカメラでよい。
The
複数の撮像部230は、無人航空機100の飛行を制御するために無人航空機100の周囲を撮像するセンシング用のカメラでよい。2つの撮像部230が、無人航空機100の機首である正面に設けられてよい。さらに、他の2つの撮像部230が、無人航空機100の底面に設けられてよい。正面側の2つの撮像部230はペアとなり、いわゆるステレオカメラとして機能してよい。底面側の2つの撮像部230もペアとなり、ステレオカメラとして機能してよい。複数の撮像部230により撮像された画像に基づいて、無人航空機100の周囲の3次元空間データ(3次元形状データ)が生成されてよい。なお、無人航空機100が備える撮像部230の数は4つに限定されない。無人航空機100は、少なくとも1つの撮像部230を備えていればよい。無人航空機100は、無人航空機100の機首、機尾、側面、底面、及び天井面のそれぞれに少なくとも1つの撮像部230を備えてよい。撮像部230で設定できる画角は、撮像部220で設定できる画角より広くてよい。撮像部230は、単焦点レンズ又は魚眼レンズを有してよい。
The plurality of
図4は、無人航空機100のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。無人航空機100は、UAV制御部110と、通信インタフェース150と、メモリ160と、ストレージ170と、ジンバル200と、回転翼機構210と、撮像部220と、撮像部230と、GPS受信機240と、慣性計測装置(IMU:Inertial Measurement Unit)250と、磁気コンパス260と、気圧高度計270と、超音波センサ280と、レーザー測定器290と、を含む構成である。
FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of a hardware configuration of the unmanned
UAV制御部110は、例えばCPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)又はDSP(Digital Signal Processor)を用いて構成される。UAV制御部110は、無人航空機100の各部の動作を統括して制御するための信号処理、他の各部との間のデータの入出力処理、データの演算処理及びデータの記憶処理を行う。UAV制御部110は、処理部の一例である。
The
UAV制御部110は、メモリ160に格納されたプログラムに従って無人航空機100の飛行を制御する。UAV制御部110は、飛行を制御してよい。UAV制御部110は、画像を空撮してよい。
The
UAV制御部110は、無人航空機100の位置を示す位置情報を取得する。UAV制御部110は、GPS受信機240から、無人航空機100が存在する緯度、経度及び高度を示す位置情報を取得してよい。UAV制御部110は、GPS受信機240から無人航空機100が存在する緯度及び経度を示す緯度経度情報、並びに気圧高度計270から無人航空機100が存在する高度を示す高度情報をそれぞれ位置情報として取得してよい。UAV制御部110は、超音波センサ280による超音波の放射点と超音波の反射点との距離を高度情報として取得してよい。
The
UAV制御部110は、磁気コンパス260から無人航空機100の向きを示す向き情報を取得してよい。向き情報は、例えば無人航空機100の機首の向きに対応する方位で示されてよい。
The
UAV制御部110は、撮像部220が撮像すべき撮像範囲を撮像する時に無人航空機100が存在すべき位置を示す位置情報を取得してよい。UAV制御部110は、無人航空機100が存在すべき位置を示す位置情報をメモリ160から取得してよい。UAV制御部110は、無人航空機100が存在すべき位置を示す位置情報を、通信インタフェース150を介して他の装置から取得してよい。UAV制御部110は、3次元地図データベースを参照して、無人航空機100が存在可能な位置を特定して、その位置を無人航空機100が存在すべき位置を示す位置情報として取得してよい。
The
UAV制御部110は、撮像部220及び撮像部230のそれぞれの撮像範囲を示す撮像範囲情報を取得してよい。UAV制御部110は、撮像範囲を特定するためのパラメータとして、撮像部220及び撮像部230の画角を示す画角情報を撮像部220及び撮像部230から取得してよい。UAV制御部110は、撮像範囲を特定するためのパラメータとして、撮像部220及び撮像部230の撮像方向を示す情報を取得してよい。UAV制御部110は、例えば撮像部220の撮像方向を示す情報として、ジンバル200から撮像部220の姿勢の状態を示す姿勢情報を取得してよい。撮像部220の姿勢情報は、ジンバル200のピッチ軸及びヨー軸の基準回転角度からの回転角度を示してよい。
The
UAV制御部110は、撮像範囲を特定するためのパラメータとして、無人航空機100が存在する位置を示す位置情報を取得してよい。UAV制御部110は、撮像部220及び撮像部230の画角及び撮像方向、並びに無人航空機100が存在する位置に基づいて、撮像部220が撮像する地理的な範囲を示す撮像範囲を画定し、撮像範囲情報を生成することで、撮像範囲情報を取得してよい。
The
UAV制御部110は、メモリ160から撮像範囲情報を取得してよい。UAV制御部110は、通信インタフェース150を介して撮像範囲情報を取得してよい。
The
UAV制御部110は、ジンバル200、回転翼機構210、撮像部220及び撮像部230を制御する。UAV制御部110は、撮像部220の撮像方向又は画角を変更することによって、撮像部220の撮像範囲を制御してよい。UAV制御部110は、ジンバル200の回転機構を制御することで、ジンバル200に支持されている撮像部220の撮像範囲を制御してよい。
The
撮像範囲とは、撮像部220又は撮像部230により撮像される地理的な範囲をいう。撮像範囲は、緯度、経度、及び高度で定義される。撮像範囲は、緯度、経度、及び高度で定義される3次元空間データにおける範囲でよい。撮像範囲は、緯度及び経度で定義される2次元空間データにおける範囲でもよい。撮像範囲は、撮像部220又は撮像部230の画角及び撮像方向、並びに無人航空機100が存在する位置に基づいて特定されてよい。撮像部220及び撮像部230の撮像方向は、撮像部220及び撮像部230の撮像レンズが設けられた正面が向く方位と俯角とから定義されてよい。撮像部220の撮像方向は、無人航空機100の機首の方位と、ジンバル200に対する撮像部220の姿勢の状態とから特定される方向でよい。撮像部230の撮像方向は、無人航空機100の機首の方位と、撮像部230が設けられた位置とから特定される方向でよい。
The imaging range refers to a geographical range captured by the
UAV制御部110は、複数の撮像部230により撮像された複数の画像を解析することで、無人航空機100の周囲の環境を特定してよい。UAV制御部110は、無人航空機100の周囲の環境に基づいて、例えば障害物を回避して飛行を制御してよい。
The
UAV制御部110は、無人航空機100の周囲に存在するオブジェクトの立体形状(3次元形状)を示す立体情報(3次元情報)を取得してよい。オブジェクトは、例えば、建物、道路、車、木等の風景の一部でよい。立体情報は、例えば、3次元空間データである。UAV制御部110は、複数の撮像部230から得られたそれぞれの画像から、無人航空機100の周囲に存在するオブジェクトの立体形状を示す立体情報を生成することで、立体情報を取得してよい。UAV制御部110は、メモリ160又はストレージ170に格納された3次元地図データベースを参照することにより、無人航空機100の周囲に存在するオブジェクトの立体形状を示す立体情報を取得してよい。UAV制御部110は、ネットワーク上に存在するサーバが管理する3次元地図データベースを参照することで、無人航空機100の周囲に存在するオブジェクトの立体形状に関する立体情報を取得してよい。
The
UAV制御部110は、回転翼機構210を制御することで、無人航空機100の飛行を制御する。つまり、UAV制御部110は、回転翼機構210を制御することにより、無人航空機100の緯度、経度、及び高度を含む位置を制御する。UAV制御部110は、無人航空機100の飛行を制御することにより、撮像部220の撮像範囲を制御してよい。UAV制御部110は、撮像部220が備えるズームレンズを制御することで、撮像部220の画角を制御してよい。UAV制御部110は、撮像部220のデジタルズーム機能を利用して、デジタルズームにより、撮像部220の画角を制御してよい。
The
撮像部220が無人航空機100に固定され、撮像部220を動かせない場合、UAV制御部110は、特定の日時に特定の位置に無人航空機100を移動させることにより、所望の環境下で所望の撮像範囲を撮像部220に撮像させてよい。あるいは撮像部220がズーム機能を有さず、撮像部220の画角を変更できない場合でも、UAV制御部110は、特定された日時に、特定の位置に無人航空機100を移動させることで、所望の環境下で所望の撮像範囲を撮像部220に撮像させてよい。
When the
通信インタフェース150は、端末80と通信する。通信インタフェース150は、任意の無線通信方式により無線通信してよい。通信インタフェース150は、任意の有線通信方式により有線通信してよい。通信インタフェース150は、空撮画像や空撮画像に関する付加情報(メタデータ)を、端末80に送信してよい。
The
メモリ160は、UAV制御部110がジンバル200、回転翼機構210、撮像部220、撮像部230、GPS受信機240、慣性計測装置250、磁気コンパス260、気圧高度計270、超音波センサ280、及びレーザー測定器290を制御するのに必要なプログラム等を格納する。メモリ160は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体でよく、SRAM(Static Random Access Memory)、DRAM(Dynamic Random Access Memory)、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、及びUSB(Universal Serial Bus)メモリ等のフラッシュメモリの少なくとも1つを含んでよい。メモリ160は、無人航空機100から取り外し可能であってよい。メモリ160は、作業用メモリとして動作してよい。
The
ストレージ170は、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、SDカード、USBメモリ、その他のストレージの少なくとも1つを含んでよい。ストレージ170は、各種情報、各種データを保持してよい。ストレージ170は、無人航空機100から取り外し可能であってよい。ストレージ170は、空撮画像を記録してよい。
The
ジンバル200は、ヨー軸、ピッチ軸、及びロール軸を中心に撮像部220を回転可能に支持してよい。ジンバル200は、ヨー軸、ピッチ軸、及びロール軸の少なくとも1つを中心に撮像部220を回転させることで、撮像部220の撮像方向を変更してよい。
The
回転翼機構210は、複数の回転翼と、複数の回転翼を回転させる複数の駆動モータと、を有する。回転翼機構210は、UAV制御部110により回転を制御されることにより、無人航空機100を飛行させる。回転翼211の数は、例えば4つでもよいし、その他の数でもよい。また、無人航空機100は、回転翼を有さない固定翼機でもよい。
The
撮像部220は、所望の撮像範囲の被写体を撮像して撮像画像のデータを生成する。撮像部220の撮像により得られた画像データ(例えば空撮画像)は、撮像部220が有するメモリ、又はストレージ170に格納されてよい。
The
撮像部230は、無人航空機100の周囲を撮像して撮像画像のデータを生成する。撮像部230の画像データは、ストレージ170に格納されてよい。
The
GPS受信機240は、複数の航法衛星(つまり、GPS衛星)から発信された時刻及び各GPS衛星の位置(座標)を示す複数の信号を受信する。GPS受信機240は、受信された複数の信号に基づいて、GPS受信機240の位置(つまり、無人航空機100の位置)を算出する。GPS受信機240は、無人航空機100の位置情報をUAV制御部110に出力する。なお、GPS受信機240の位置情報の算出は、GPS受信機240の代わりにUAV制御部110により行われてよい。この場合、UAV制御部110には、GPS受信機240が受信した複数の信号に含まれる時刻及び各GPS衛星の位置を示す情報が入力される。
The
慣性計測装置250は、無人航空機100の姿勢を検出し、検出結果をUAV制御部110に出力する。慣性計測装置250は、無人航空機100の姿勢として、無人航空機100の前後、左右、及び上下の3軸方向の加速度と、ピッチ軸、ロール軸、及びヨー軸の3軸方向の角速度とを検出してよい。
磁気コンパス260は、無人航空機100の機首の方位を検出し、検出結果をUAV制御部110に出力する。
The
気圧高度計270は、無人航空機100が飛行する高度を検出し、検出結果をUAV制御部110に出力する。
超音波センサ280は、超音波を放射し、地面や物体により反射された超音波を検出し、検出結果をUAV制御部110に出力する。検出結果は、無人航空機100から地面までの距離つまり高度を示してよい。検出結果は、無人航空機100から物体(被写体)までの距離を示してよい。
The
レーザー測定器290は、物体にレーザー光を照射し、物体で反射された反射光を受光し、反射光により無人航空機100と物体(被写体)との間の距離を測定する。レーザー光による距離の測定方式は、一例として、タイムオブフライト方式でよい。
図5は、端末80のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。端末80は、端末制御部81、操作部83、通信部85、メモリ87、表示部88、及びストレージ89を備える。端末80は、無人航空機100の飛行制御の指示を希望するユーザに所持され得る。
FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of a hardware configuration of the terminal 80. The terminal 80 includes a
端末制御部81は、例えばCPU、MPU又はDSPを用いて構成される。端末制御部81は、端末80の各部の動作を統括して制御するための信号処理、他の各部との間のデータの入出力処理、データの演算処理及びデータの記憶処理を行う。
The
端末制御部81は、通信部85を介して、無人航空機100からのデータや情報を取得してよい。端末制御部81は、操作部83を介して入力されたデータや情報を取得してもよい。端末制御部81は、メモリ87に保持されたデータや情報を取得してもよい。端末制御部81は、通信部85を介して、無人航空機100へ、データや情報を送信してもよい。端末制御部81は、データや情報を表示部88に送り、このデータや情報に基づく表示情報を表示部88に表示させてもよい。
The
端末制御部81は、画像を合成して合成画像を生成するためのアプリケーションを実行してもよい。端末制御部81は、アプリケーションで用いられる各種のデータを生成してもよい。
The
操作部83は、端末80のユーザにより入力されるデータや情報を受け付けて取得する。操作部83は、ボタン、キー、タッチスクリーン、マイクロホン、等の入力装置を含んでもよい。ここでは、主に、操作部83と表示部88とがタッチパネルにより構成されることを例示する。この場合、操作部83は、タッチ操作、タップ操作、ドラック操作等を受付可能である。操作部83により入力された情報は、無人航空機100へ送信されてもよい。
The
通信部85は、各種の無線通信方式により、無人航空機100との間で無線通信する。この無線通信の無線通信方式は、例えば、無線LAN、Bluetooth(登録商標)、又は公衆無線回線を介した通信を含んでよい。通信部85は、任意の有線通信方式により有線通信してよい。
The
メモリ87は、例えば端末80の動作を規定するプログラムや設定値のデータが格納されたROMと、端末制御部81の処理時に使用される各種の情報やデータを一時的に保存するRAMを有してもよい。メモリ87は、ROM及びRAM以外のメモリが含まれてよい。メモリ87は、端末80の内部に設けられてよい。メモリ87は、端末80から取り外し可能に設けられてよい。プログラムは、アプリケーションプログラムを含んでよい。
The
表示部88は、例えばLCD(Liquid Crystal Display)を用いて構成され、端末制御部81から出力された各種の情報やデータを表示する。表示部88は、アプリケーションの実行に係る各種データや情報を表示してもよい。
The
ストレージ89は、各種データ、情報を蓄積し、保持する。ストレージ89は、HDD、SSD、SDカード、USBメモリ、等でよい。ストレージ89は、端末80の内部に設けられてもよい。ストレージ89は、端末80から取り外し可能に設けられてもよい。ストレージ89は、無人航空機100から取得された空撮画像や付加情報を保持してよい。付加情報は、メモリ87に保持されてよい。
The
なお、飛行体システム10が送信機(プロポ)を備える場合、端末80が実行する処理は、送信機が実行してもよい。送信機は、端末80と同様の構成部を有するので、詳細な説明については省略する。送信機は、制御部、操作部、通信部、表示部、メモリ、等を有する。飛行体システム10が送信機を有する場合、端末80が設けられなくてもよい。
When the flying
図6は、無人航空機100が備える撮像部220のハードウェア構成を示す図である。撮像部220は、筐体220zを有する。撮像部220は、筐体220zの内部に、カメラプロセッサ11、シャッタ12、撮像素子13、画像処理部14、メモリ15、シャッタ駆動部19、素子駆動部20、ゲイン制御部21、及びフラッシュ18を有する。なお、撮像部220における各構成の少なくとも一部は、設けられなくてもよい。
FIG. 6 is a diagram illustrating a hardware configuration of the
カメラプロセッサ11は、露光時間、絞り(アイリス)などの撮像条件を決定する。カメラプロセッサ11は、NDフィルタ32による減光分を加味して露光(AE:Automatic Exposure)制御を行ってよい。カメラプロセッサ11は、画像処理部14から出力された画像データから輝度(明度)レベル(例えば画素値)を算出してよい。カメラプロセッサ11は、算出した輝度(明度)レベルに基づいて撮像素子13に対するゲインの値を算出し、この算出結果をゲイン制御部21に送出してよい。カメラプロセッサ11は、算出した輝度(明度)レベルに基づいてシャッタ12を開閉するためのシャッタスピードの値を算出し、算出結果をシャッタ駆動部19に送出してよい。カメラプロセッサ11は、撮像素子13にタイミング信号を供給する素子駆動部20に、撮像の指示を送出してよい。
The
シャッタ12は、例えばフォーカルプレーンシャッタであり、シャッタ駆動部19により駆動される。シャッタ12の開放時に入射した光は、撮像素子13の撮像面上に結像する。撮像素子13は、撮像面上に結像した光学像を光電変換し、画像信号として出力する。撮像素子13には、CCD(Charge Coupled Device:電荷結合素子)イメージセンサやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:相補型MOS)イメージセンサが用いられてよい。
The
ゲイン制御部21は、撮像素子13から入力された画像信号に対してノイズを低減し、撮像信号を増幅するゲイン(利得)を制御する。画像処理部14は、ゲイン制御部21によって増幅された撮像信号に対し、アナログデジタル変換を行って画像データを生成する。画像処理部14は、シェーディング補正、色補正、輪郭強調、ノイズ除去、ガンマ補正、ディベイヤ、圧縮等の各処理を行ってよい。
The
メモリ15は、各種データや画像データを記憶する記憶媒体である。メモリ15は、例えば、シャッタスピードS、F値、ISO感度、ND値を基に露光量を算出するための露光制御情報を保持してよい。ISO感度は、ゲインに対応する値である。ND値は減光フィルタによる減光度を表す。露光制御情報は、AEアルゴリズムを含んでよい。
The
シャッタ駆動部19は、カメラプロセッサ11から指示されたシャッタスピードでシャッタ12を開閉する。素子駆動部20は、タイミングジェネレータであり、カメラプロセッサ11からの撮像の指示に従い、撮像素子13にタイミング信号を供給し、撮像素子13の電荷の蓄積動作、読み出し動作、リセット動作等を行う。
The
フラッシュ18は、カメラプロセッサ11の指示に従い、夜間撮像時や逆光時(逆光補正時)に閃光し、被写体を照明する。フラッシュ18には、例えばLED(light Emitting Diode)ライトが用いられる。なお、フラッシュ18は省かれてもよい。
The
また、撮像部220は、筐体220zの内部に、NDフィルタ32、絞り33、レンズ群34、レンズ駆動部36、ND駆動部38、及び絞り駆動部40を有する。
The
レンズ群34は、被写体からの光を集光して撮像素子13に結像する。レンズ群34は、フォーカスレンズ、ズームレンズ、像振れ補正用レンズ、等を含む。レンズ群34は、レンズ駆動部36によって駆動される。レンズ駆動部36は、モータ(図示せず)を有し、カメラプロセッサ11からの制御信号を入力すると、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含むレンズ群34を光軸opの方向(光軸方向)に移動させてよい。レンズ駆動部36は、ズームレンズを移動させてズーム倍率を変更するズーミング動作を行う場合、筐体220zの一部でありレンズ群34を収容する鏡筒を前後方向に伸縮させてよい。
The
絞り33は、絞り駆動部40によって駆動される。絞り駆動部40は、モータ(図示せず)を有し、カメラプロセッサ11からの制御信号を入力すると、絞り33の開口を拡縮する。
The diaphragm 33 is driven by the
NDフィルタ32は、光軸opの方向(光軸方向)において、例えば絞り33の近傍に配置され、入射する光の量を制限する減光を行う。ND駆動部38は、モータ(図示せず)を有し、カメラプロセッサ11からの制御信号を入力すると、NDフィルタ32を光軸op上に挿抜してよい。
The
次に、無人航空機100のUAV制御部110が有する光量調整に関する機能について説明する。UAV制御部110は、処理部の一例である。本実施形態では、撮像部220が逆光の環境下で被写体を撮像(逆光撮像とも称する)することを主に想定する。なお、逆光撮像でなくても、被写体に到達する光量の調整が必要な撮像に広く適用されてよい。
Next, a function related to the light amount adjustment that the
UAV制御部110は、無人航空機100の動作モード(例えば飛行モード、撮像モード)を設定する。撮像モードは、撮像部220で撮像される際の被写体を照らす光量を調整するための光量調整撮像モードを含む。無人航空機100の動作モード(例えばハイパースピード撮像モード)は、例えば時間帯や無人航空機100の所在位置に基づいて無人航空機100自身のUAV制御部110により指示されてもよいし、通信インタフェース150を介して、端末80により遠隔で指示されてもよい。
The
UAV制御部110は、無人航空機100から任意の物体(例えば主被写体となる人物hm)までの距離を測定する。この場合、UAV制御部110は、超音波センサ280やレーザー測定器290により物体までの距離を測定してよい。
The
UAV制御部110は、例えば、自動露出で、つまり所定のAEアルゴリズムに従った露光量の調整(自動露光調整とも称する)を行ってよい。なお、AEアルゴリズムは、撮像対象における主被写体が何であるかを把握しない。AEアルゴリズムは、撮像対象における各被写体の明度差が大きいか否かを把握しない。AEアルゴリズムは、撮像対象における各被写体の全体的な明度(明るさ)を把握する。このように、AEアルゴリズムは、各被写体の明度差を把握していないため、逆光撮像が発生し得る。なお、撮像対象は、撮像された対象(撮像画像に映り込んだ被写体)でもよいし、撮像される前の対象でもよい。
The
UAV制御部110は、AEアルゴリズムに従って撮像された撮像画像を基に、AE統計の情報を取得する。AE統計は、撮像画像における各画素の画素値の分布(明度分布)により示されてよく、ヒストグラムにより表現されてよい。UAV制御部110は、例えば、撮像画像における各画素の画素値の平均値が閾値th1以下である場合、撮像部220による撮像のために光量の補充が必要であり、フラッシュ18の発光や発光量の増加が必要であると判断してよい。例えば、ヒストグラムにおいて画素値v1となる撮像画像中の画素数と画素値v2となる撮像画像中の画素数がそれぞれピークとなり、画素値v1と画素値v2との距離が離れている場合(つまり明度差が大きい場合)、逆光撮像となる可能性が高いので、UAV制御部110は、フラッシュ18の発光や発光量の増加が必要であると判断してよい。
The
UAV制御部110は、撮像部220の撮像条件(撮像情報)を基に、フラッシュ18の光が有効な有効距離Dを算出してよい。例えば、UAV制御部110は、フラッシュ18の発光量に対応するガイドナンバー、ISOの値、絞り33の絞り値(F)を基に、有効距離Dを算出してよい。UAV制御部110は、フラッシュ18を仮に発光して撮像した撮像結果に基づいて、有効距離Dを算出して取得してよい。
The
UAV制御部110は、被写体(例えば主被写体)に到達する光量を調整してよい。この場合、UAV制御部110は、無人航空機100の移動を制御することで、被写体と無人航空機100との距離を調整し、被写体に到達する光量を調整してよい。UAV制御部110は、フラッシュ18の発光量を増減させることで、被写体に到達する光量を調整してよい。
The
UAV制御部110は、フラッシュ18を用いて撮像部220を介して撮像してよい。つまり、撮像部220は、フラッシュ18が発する光で被写体を照明した状態で、被写体を撮像してよい。フラッシュ18は、発光量を調整できても調整てきなくてもよい。つまり、フラッシュ18の発光量は、可変でも固定でもよい。
The
図7は、逆光撮像の状況を示す図である。図7では、一例として、太陽SL及び山mtが背後にあり人物hmがその前に立っている被写体を、無人航空機100に搭載された撮像部220が撮像する場合を示す。この場合、太陽SLや山mtと人物hmとの明度差が大きくなりやすく、逆光撮像となり易い。
FIG. 7 is a diagram illustrating a situation of backlight imaging. In FIG. 7, as an example, a case where the
図8は、逆光時、フラッシュ撮像を適正に行うための無人航空機100の動作の全体的な流れを示す図である。ここでは、被写体は、図7と同様でよい。なお、ここでは、UAV制御部110が動作の主体である場合には、UAV制御部110の指示によりカメラプロセッサ11が処理を行う場合も含まれてよい。
FIG. 8 is a diagram illustrating an overall flow of the operation of the unmanned
まず、UAV制御部110は、カメラプロセッサ11を介してフラッシュ18を発光させずに、自動露光調整して、被写体を撮像し、撮像画像GZ1を得る。この場合、撮像画像GZ1では、背景の明度と主被写体の明度との差が大きく、逆光現象が発生する。逆光現象は、例えば、主被写体である人物hmとその背景との明度差が閾値以上となること、人物hmの明度が閾値以下となること(人物hmが暗くなりすぎること)、を含んでよい。
First, the
逆光時には、例えば、UAV制御部110は、AEアルゴリズムに従って、撮像対象において背景の明度が高い場合、明るいシーンと判断し得る。この場合、UAV制御部110は、AEアルゴリズムに従って、露光量を下げるよう調整し得る。この場合、背景の前に位置する人物hmの明度は比較的低いので、露光量が下げられる結果、人物hmの明度が更に下がり易い。
At the time of backlighting, for example, the
また、UAV制御部110は、この撮像で得られる撮像画像GZ1に関する撮像情報を、メモリ15又はメモリ160に保持させてよい。この撮像情報は、例えば、カメラパラメータ、撮像画像GZ1における画素値の情報、画素値の分布の情報、等を含んでよい。カメラパラメータは、シャッタスピードS、F値、ISO感度、ND値、ズーム倍率、等を含んでよい。
Further, the
続いて、UAV制御部110は、逆光現象が発生している場合、撮像画像G1に関する撮像情報を基に、逆光撮像における、フラッシュ18の発光量に対応するガイドナンバー(GN:Guide Number)を算出する。このガイドナンバーに基づくフラッシュ18の発光は、次回以降の撮像時に利用される。UAV制御部110は、AEアルゴリズムに従って、撮像情報を基にガイドナンバーを算出してよい。なお、UAV制御部110は、フラッシュ18の種類の情報や識別情報に応じてガイドナンバーが定まっている場合、通信インタフェース150を介して外部サーバからガイドナンバーの情報を取得してもよい。
Subsequently, when the backlight phenomenon occurs, the
続いて、UAV制御部110は、算出されたガイドナンバーを基に、例えば式(1)に従い、有効距離Dを算出する。
D = GN × (ISO/100)1/2/FN …… (1)
ここで、D:撮像部220から主被写体である人物hmまでの有効距離、GN:撮像画像における明るさを合わせるために必要な光の強度(フラッシュの発光量)、FN:絞り33の口径の大きさを表す数値、ISO:撮像素子の感度(ゲイン)を表す数値、である。
Subsequently, the
D = GN × (ISO / 100) 1/2 / FN (1)
Here, D: effective distance from the
続いて、UAV制御部110は、無人航空機100と人物hmとの間の距離D0が、有効距離D以下であるか否かを判別する。距離D0が有効距離Dより長い場合、フラッシュ18と人物hmとの距離D0を調整する。この場合、無人航空機100が、人物hmに向かって接近する又は遠ざかるように移動して調整してよいし、主被写体である人物hmが、無人航空機100に向かって接近する又は遠ざかるように移動して調整してよい。これにより、人物hmに到達する光量が調整される。
Subsequently, the
距離D0が有効距離D以下になると、UAV制御部110は、フラッシュ18を発光させて人物hmを照明し、被写体全体(撮像画像の画像全体)の明度の差を抑えた状態にする。UAV制御部110は、この状態で、撮像部220を介して、自動露光調整して、撮像を行い、撮像画像GZ2を得る。この撮像画像GZ2では、背景の明度と主被写体の明度の差が小さくなる。つまり、背景にある太陽SLや山mtの明度が低くなり、主被写体である人物hmの明度が高くなる。このように、無人航空機100は、逆光による現象を抑制できる。
When the distance D0 becomes equal to or less than the effective distance D, the
図9は、図8に示したガイドナンバーの算出の詳細を説明する図である。ここでは、被写体は、図7と同様でよい。図8では、撮像のためのフラッシュ18が発する光として、仮に光量が設定された仮フラッシュ光と、光量が演算等により決定され設定された本フラッシュ光と、が考慮される。
FIG. 9 is a diagram for explaining the details of the calculation of the guide number shown in FIG. Here, the subject may be the same as in FIG. In FIG. 8, as the light emitted from the
まず、UAV制御部110は、逆光状態において、フラッシュ18に仮フラッシュ光を発光させて被写体を照明し、撮像部220を介して被写体を撮像し、撮像画像GZ3を得る。仮フラッシュ光を用いることで、UAV制御部110は、被写体全体(例えば人物hm、太陽SL、山mt)の明度差が現れた撮像画像GZ3を取得する。なお、仮フラッシュ光は、フラッシュ18が発する任意の強度の光でよい。仮フラッシュ光の光量は、被写体全体の明度差に影響を与えないように、本フラッシュ光の光量に比べて少なく設定されてよい。
First, in the backlight state, the
続いて、UAV制御部110は、撮像画像GZ3を画像解析し、撮像画像GZ3における全画素の画素値の平均値、及び全画素に亘る明度分布を表すヒストグラムgmを算出する。ヒストグラムgmでは、横軸は、明度(画素値)を値0〜255を表し、縦軸は、画素値が出現する画素の頻度(画素数)を表す。明度の値(画素値)が大きい程、画素は白色に近付く。
Subsequently, the
続いて、UAV制御部110は、公知のガイドナンバー導出アルゴリズムに従って、算出されたヒストグラムgmを基に、ガイドナンバーを算出する(b4)。
Subsequently, the
このように、UAV制御部110は、人物hm(被写体の一例)の明度とその背景(例えば太陽SLや山mt)の明度とに基づいて、フラッシュ18が人物hmを照明するためのガイドナンバー(光の強度の一例)を算出してよい。UAV制御部110は、ガイドナンバーに基づいて、有効距離D(第1の距離の一例)を算出してよい。
As described above, the
これにより、無人航空機100は、人物hmとその背景にある太陽SL及び山mtの明度を加味してガイドナンバーを決定することができ、人物hmと背景との明度の差を小さくできる。したがって、人物hmの撮像時に逆光となり、人物hmとその背景との明度の差が大きくなり易い場合でも、無人航空機100は、フラッシュ18による光を用いて、逆光による画質劣化を抑制できる。
Thereby, the
また、UAV制御部110は、フラッシュ18により仮フラッシュ光(所定の光量の光の一例)で人物hmが照明された状態で、撮像部220に人物hmを撮像させて撮像画像GZ3を取得してよい。UAV制御部110は、撮像画像GZ3を基にヒストグラムgm(撮像画像GZ3における画素値の分布情報の一例)を取得し、ヒストグラムgmを基に、フラッシュ18のガイドナンバーを算出してよい。
In addition, the
これにより、無人航空機100は、試験的に任意の光量の光で被写体を照明して画像を撮像し、得られた撮像画像GZ3の画素値の分布から、被写体の撮像のために本来必要なフラッシュ18による光の強度を導出できる。つまり、無人航空機100は、任意の露光量で被写体を1枚撮像するという簡単な動作で、フラッシュ18による光の強度を自動決定できる。
Thereby, the unmanned
なお、ヒストグラム以外の情報を基に、ガイドナンバーが導出されてもよい。例えば、UAV制御部110は、P−TTL(Pre - Through The Lens)調光に基づいて、ガイドナンバーを算出してよい。この場合、UAV制御部110は、撮像画像GZ3を画像解析し、公知のP−TTLアルゴリズムに従って必要な発光量を算出し、算出された発行量に従い、ガイドナンバーを算出してよい。
The guide number may be derived based on information other than the histogram. For example, the
図10は、逆光撮像時、主被写体である人物hmを無人航空機100の撮像部220が撮像する状況を示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a situation where the
撮像部220の撮像条件の一例として、絞り値F4、シャッタスピード1/1000(秒)、ISO100、とする。この場合、フラッシュ18の有効距離Dは、式(1)に従い、1.25mである。
As an example of imaging conditions of the
例えば、無人航空機100と人物hmとの間の距離D0が2.5mであり、有効距離Dより長い場合、UAV制御部110は、人物hmに接近し、距離D0が1.25m以内になるように、無人航空機100の移動を制御する。そして、撮像部220は、フラッシュ18の光で人物hmを照明し、自動露光調整された状態で、被写体を撮像する。これにより、無人航空機100は、画像に映り込む被写体全体で明度差が抑えられた、適正な露光量で撮像された画像を取得できる。
For example, when the distance D0 between the
また、距離D0が有効距離D以内(以下)である場合、UAV制御部110は、無人航空機100を移動するよう制御することなく、自動露光調整して撮像してよい。この場合、UAV制御部110は、フラッシュ18の発光量を、仮フラッシュ時と同量としてよい。UAV制御部110は、フラッシュ18の発光量を、仮フラッシュ時と本フラッシュ時とで異なるようにしてよく、例えば自動露光調整により調整してよい。例えば、主被写体である人物hmに対し無人航空機100が近い場合、UAV制御部110は、フラッシュ18の発光量を少なくしてよく、つまり、ガイドナンバーが小さくなるように設定してよい。この場合、UAV制御部110は、仮フラッシュ時よりも本フラッシュ時のフラッシュ18の発光量を少なくしてよい。
Further, when the distance D0 is within the effective distance D (below), the
また、距離D0が有効距離D以内である場合、UAV制御部110は、フラッシュ18の発光量を少なくする代わりに、有効距離D内で、無人航空機100が人物hmから遠ざかるよう制御してもよい。無人航空機100が人物hmから遠ざかって撮像することで、人物hmに到達する光量が調整されるので、人物hmは、フラッシュ18の閃光による眩しさを和らげることができる。また、無人航空機100が目前にいることの圧迫感を和らげることもできる。
When the distance D0 is within the effective distance D, the
また、距離D0が有効距離Dよりも長い場合、UAV制御部110は、フラッシュ18の発光量が多くなるように設定してよい。この場合、UAV制御部110は、仮フラッシュ時よりも本フラッシュ時のフラッシュ18の発光量を多くしてよい。
Further, when the distance D0 is longer than the effective distance D, the
また、距離D0が有効距離Dよりも長い場合、UAV制御部110は、フラッシュ18の発光量を多くする代わりに、無人航空機100が人物hmに接近してよい。無人航空機100が人物hmに接近して撮像することで、人物hmは、移動することなく、撮像の終了を待つだけで済む。
When the distance D0 is longer than the effective distance D, the
このように、UAV制御部110は、有効距離Dと距離D0とに基づいて、フラッシュ18が発する光量を調整してよい。
As described above, the
これにより、無人航空機100は、フラッシュ18の発光量を、有効距離Dを加味して調整できる。この結果、フラッシュ18が閃光して人物hmに到達する光量が適量となり、無人航空機100は、人物hmを好適に照明して画像を撮像できる。よって、無人航空機100は、撮像部220が撮像する時の逆光による撮像画像の画質劣化を抑制できる。
Thereby, the unmanned
また、UAV制御部110は、距離D0が有効距離Dよりも長い場合、フラッシュ18が発する光量を増加させてよい。
Further, the
これにより、無人航空機100は、距離D0が有効距離Dより長くても、フラッシュ18の発光量を増やすことで、フラッシュ18が閃光して人物hmに到達する光量が適量となり、無人航空機100は、人物hmを好適に照明して画像を撮像できる。
Thereby, even if the distance D0 is longer than the effective distance D, the
図11は、飛行体システム10の動作手順の一例を示すシーケンス図である。なお、ここでは、無人航空機100のUAV制御部110が動作の主体である場合には、UAV制御部110の指示によりカメラプロセッサ11が処理を行う場合も含まれてよい。
FIG. 11 is a sequence diagram illustrating an example of an operation procedure of the flying
端末80では、端末制御部81は、操作部83を介して、ユーザから光量調整撮像モードとするための操作を受け付けると、光量調整撮像モードを設定する(T1)。端末制御部81は、通信部85を介して、光量調整撮像モードの設定を含む設定情報を無人航空機100に送信する(T2)。
In the terminal 80, when receiving an operation for setting the light amount adjustment imaging mode from the user via the
無人航空機100では、UAV制御部110は、通信インタフェース150を介して端末80から送信された設定情報を受信し、光量調整撮像モードに設定し、設定情報をメモリ160に記憶する。
In the
UAV制御部110は、撮像部220による撮像を制御する。撮像部220のカメラプロセッサ11は、例えば、フラッシュ18を介して仮フラッシュ光を照明し、例えば式(2)に従ってフラッシュ18のガイドナンバーを算出し、ガイドナンバーを含む撮像情報をメモリ15に記憶する(T3)。UAV制御部110は、メモリ15から、撮像情報(例えば、仮フラッシュによる撮像時のガイドナンバー、絞り33の絞り値(FN)、ISO(感度))を取得する。
The
UAV制御部110は、例えば、フラッシュ18のガイドナンバー(GN)、絞り33の絞り値(FN)、及びゲイン制御部21に設定されたISO(感度)を基に、式(1)を用いて、有効距離Dを算出する(T4)。
For example, the
UAV制御部110は、無人航空機100から人物hmまでの距離D0を測定する。UAV制御部110は、回転翼機構210を駆動し、無人航空機100と人物hmとの距離D0が有効距離Dを超えている場合、無人航空機100を人物hmに接近させるよう、無人航空機100の飛行を制御する(T5)。
The
UAV制御部110は、距離D0が有効距離D以下になると、撮像部220による撮像を制御する。撮像部220のカメラプロセッサ11は、フラッシュ18を介して光を発し、この光で人物hmを照明し、人物hmを含む被写体を撮像し、撮像画像を取得する(T6)。UAV制御部110は、通信インタフェース150を介して、端末80に撮像画像を送信する(T7)。
The
端末80では、端末制御部81は、通信部85を介して、撮像画像を受信すると、例えば、ストレージ89に記憶し、表示部88に撮像画像を表示する(T8)。
In the terminal 80, when receiving the captured image via the
図11の処理によれば、無人航空機100は、撮像部220によるフラッシュ18を用いた撮像時に光量が不足しないように、フラッシュ18による被写体の照明具合を調整できる。例えば、無人航空機100は、被写体に接近することで、被写体を照明する光量の不足を抑制できる。よって、無人航空機100は、自撮り時等に多く発生し易い逆光状態で撮像される撮像画像の画質劣化を抑制できる。したがって、飛行体システム10は、無人航空機100がフラッシュ18の光の有効範囲を判断して、被写体と無人航空機100との間の距離(撮像距離)を調整できる。
According to the processing of FIG. 11, the unmanned
なお、ガイドナンバーや有効距離Dは、UAV制御部110により撮像部220のカメラプロセッサ11を介して算出されてもよいし、UAV制御部110自身によって算出されてよい。
The guide number and the effective distance D may be calculated by the
このように、UAV制御部110は、人物hmに向けて、フラッシュ18が発する光の有効距離D(第1の距離の一例)を取得する。UAV制御部110は、撮像部220により撮像される人物hmと無人航空機100との距離D0(第2の距離の一例)を取得する。UAV制御部110は、有効距離Dと距離D0とに基づいて、距離D0を変更するよう無人航空機100の移動を制御する。
Thus, the
これにより、無人航空機100は、フラッシュ18と人物hmとの距離D0を、フラッシュ18の有効距離Dを加味して調節できる。この結果、フラッシュ18が閃光して人物hmに到達する光量が適量となり、無人航空機100は、被写体を好適に照明して画像を撮像できる。よって、無人航空機100は、撮像部220による撮像時の逆光による撮像画像の画質劣化を抑制できる。特に、近年、無人航空機100の小型化により、無人航空機100を用いて自分自身を撮像(自撮り)することが増えている。自撮りする場合、自分(例えば人物hm)の背後に光源(例えば太陽SL)が存在することが多く、逆光が発生し易いが、この場合でも、無人航空機100は、逆光による画質劣化を抑制できる。
Thereby, the unmanned
また、UAV制御部110は、距離D0が有効距離Dよりも長い場合、人物hmに近づくよう無人航空機100の移動を制御してよい。
Further, when the distance D0 is longer than the effective distance D, the
これにより、無人航空機100は、距離D0を縮める(短くする)ことで、距離D0をフラッシュ光の有効距離D以内とすることができる。この結果、フラッシュ18が閃光して人物hmに到達する光量が適量となり、無人航空機100は、人物hmを好適に照明して画像を撮像できる。
Thereby, the unmanned
以上、本開示を実施形態を用いて説明したが、本開示の技術的範囲は上述した実施形態に記載の範囲には限定されない。上述した実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本開示の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載からも明らかである。 As mentioned above, although this indication was explained using an embodiment, the technical scope of this indication is not limited to the range as described in an embodiment mentioned above. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and improvements can be made to the embodiment described above. It is also apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present disclosure.
特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現可能である。特許請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「先ず、」、「次に」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。 The execution order of each process such as operation, procedure, step, and stage in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. ”And the like, and can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. is not.
上記実施形態では、光源として、閃光を発するフラッシュ(ストロボ)を用いたが、撮像タイミングに合わせて瞬間的に光を照明するものに限らず、比較的長い時間に亘って光を照明可能なライトを用いてよい。 In the above embodiment, a flash (stroboscope) that emits flash is used as a light source. However, the light that can illuminate light for a relatively long time is not limited to the one that instantaneously illuminates light according to the imaging timing. May be used.
上記実施形態では、移動体として、無人航空機を示したが、本開示は、これに限らず、カメラを搭載した無人自動車、カメラを搭載した自転車、人が移動しながら把持するカメラ付きのジンバル装置等に適用することも可能である。 In the above-described embodiment, an unmanned aerial vehicle is shown as a moving body. However, the present disclosure is not limited to this, and an unmanned automobile equipped with a camera, a bicycle equipped with a camera, and a gimbal device with a camera that a person grips while moving. It is also possible to apply to the above.
10 飛行体システム
11 カメラプロセッサ
12 シャッタ
13 撮像素子
14 画像処理部
15 メモリ
18 フラッシュ
19 シャッタ駆動部
20 素子駆動部
21 ゲイン制御部
32 NDフィルタ
33 絞り
34 レンズ群
36 レンズ駆動部
38 ND駆動部
40 絞り駆動部
80 端末
81 端末制御部
83 操作部
85 通信部
87 メモリ
88 表示部
89 ストレージ
100 無人航空機
110 UAV制御部
150 通信インタフェース
160 メモリ
170 ストレージ
200 ジンバル
210 回転翼機構
220,230 撮像部
220z 筐体
240 GPS受信機
250 慣性計測装置
260 磁気コンパス
270 気圧高度計
280 超音波センサ
290 レーザー測定器
gm ヒストグラム
GZ1,GZ2,GZ3 撮像画像
hm 人物
mt 山
op 光軸
SL 太陽
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記被写体を撮像する撮像部と、前記被写体を照明する光源と、処理部と、を備え、
前記処理部は、
前記光源が発する光の有効距離である第1の距離を取得し、
前記撮像部により撮像される被写体と前記移動体との距離である第2の距離を取得し、
前記第1の距離と前記第2の距離とに基づいて、前記第2の距離を変更するよう前記移動体の移動を制御する、
移動体。 A moving body that illuminates a subject and captures an image,
An imaging unit that images the subject, a light source that illuminates the subject, and a processing unit,
The processor is
Obtaining a first distance which is an effective distance of light emitted by the light source;
Obtaining a second distance which is a distance between the subject imaged by the imaging unit and the moving body;
Based on the first distance and the second distance, control the movement of the moving body to change the second distance,
Moving body.
請求項1に記載の移動体。 The processing unit controls the movement of the moving body so as to approach the subject when the second distance is longer than the first distance.
The moving body according to claim 1.
請求項1または2に記載の移動体。 The processing unit adjusts the amount of light emitted by the light source based on the first distance and the second distance.
The moving body according to claim 1 or 2.
請求項3に記載の移動体。 The processing unit increases the amount of light emitted by the light source when the second distance is longer than the first distance.
The moving body according to claim 3.
前記被写体の明度と前記被写体の背景の明度とに基づいて、前記光源が前記被写体を照明するための光の強度を算出し、
前記光源による光の強度に基づいて、前記第1の距離を算出する、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の移動体。 The processor is
Based on the brightness of the subject and the brightness of the background of the subject, the light source calculates the light intensity for illuminating the subject,
Calculating the first distance based on the intensity of light from the light source;
The moving body according to any one of claims 1 to 4.
前記光源により所定の光量で被写体が照明された状態で、前記撮像部に前記被写体を撮像させて撮像画像を取得し、
前記撮像画像における画素値の分布の情報を取得し、
前記撮像画像における画素値の分布を基に、前記光源が発する前記光の強度を算出する、
請求項5に記載の移動体。 The processor is
In a state where the subject is illuminated with a predetermined amount of light by the light source, the imaging unit captures the subject and acquires a captured image.
Obtaining pixel value distribution information in the captured image,
Calculating the intensity of the light emitted by the light source based on the distribution of pixel values in the captured image;
The moving body according to claim 5.
前記被写体を照明する光源が発する光の有効距離である第1の距離を取得するステップと、
前記被写体を撮像する撮像部により撮像される被写体と前記移動体との距離である第2の距離を取得するステップと、
前記第1の距離と前記第2の距離とに基づいて、前記第2の距離を変更するよう前記移動体の移動を制御するステップと、
を有する光量調整方法。 A light amount adjustment method for a moving body that illuminates a subject and captures an image,
Obtaining a first distance that is an effective distance of light emitted by a light source that illuminates the subject;
Obtaining a second distance that is a distance between the subject imaged by the imaging unit that images the subject and the moving body;
Controlling the movement of the moving body to change the second distance based on the first distance and the second distance;
A method for adjusting the amount of light.
請求項7に記載の光量調整方法。 The step of controlling the movement of the moving body includes the step of controlling the movement of the moving body so as to approach the subject when the second distance is longer than the first distance.
The light quantity adjustment method according to claim 7.
請求項7または8に記載の光量調整方法。 Adjusting the amount of light emitted by the light source based on the first distance and the second distance;
The light quantity adjustment method according to claim 7 or 8.
請求項9に記載の光量調整方法。 The step of adjusting the amount of light includes the step of increasing the amount of light emitted by the light source when the second distance is longer than the first distance.
The light quantity adjustment method according to claim 9.
前記被写体の明度と前記被写体の背景の明度とに基づいて、前記光源が前記被写体を照明するための光の強度を算出するステップと、
前記光源による光の強度に基づいて、前記第1の距離を算出するステップと、を含む、
請求項7〜10のいずれか1項に記載の光量調整方法。 Obtaining the first distance comprises:
Calculating light intensity for the light source to illuminate the subject based on the brightness of the subject and the brightness of the background of the subject;
Calculating the first distance based on the intensity of light from the light source,
The light quantity adjustment method of any one of Claims 7-10.
前記光源により所定の光量で被写体が照明された状態で、前記撮像部に前記被写体を撮像させて撮像画像を取得するステップと、
前記撮像画像における画素値の分布の情報を取得するステップと、
前記撮像画像における画素値の分布を基に、前記光源が発する前記光の強度を算出するステップと、を含む、
請求項11に記載の光量調整方法。 The step of calculating the light intensity includes
Obtaining a captured image by causing the imaging unit to image the subject in a state where the subject is illuminated with a predetermined amount of light by the light source;
Obtaining information of distribution of pixel values in the captured image;
Calculating the intensity of the light emitted by the light source based on a distribution of pixel values in the captured image,
The light quantity adjustment method according to claim 11.
前記被写体を照明する光源が発する光の有効距離である第1の距離を取得するステップと、
前記被写体を撮像する撮像部により撮像される被写体と前記移動体との距離である第2の距離を取得するステップと、
前記第1の距離と前記第2の距離とに基づいて、前記第2の距離を変更するよう前記移動体の移動を制御するステップと、
を実行させるためのプログラム。 To a moving body that illuminates the subject and captures an image,
Obtaining a first distance that is an effective distance of light emitted by a light source that illuminates the subject;
Obtaining a second distance that is a distance between the subject imaged by the imaging unit that images the subject and the moving body;
Controlling the movement of the moving body to change the second distance based on the first distance and the second distance;
A program for running
前記被写体を照明する光源が発する光の有効距離である第1の距離を取得するステップと、
前記被写体を撮像する撮像部により撮像される被写体と前記移動体との距離である第2の距離を取得するステップと、
前記第1の距離と前記第2の距離とに基づいて、前記第2の距離を変更するよう前記移動体の移動を制御するステップと、
を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。 To a moving body that illuminates the subject and captures an image,
Obtaining a first distance that is an effective distance of light emitted by a light source that illuminates the subject;
Obtaining a second distance that is a distance between the subject imaged by the imaging unit that images the subject and the moving body;
Controlling the movement of the moving body to change the second distance based on the first distance and the second distance;
The computer-readable recording medium which recorded the program for performing this.
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