JP6225147B2 - コントローラ端末及び、無線航空機のコントロール方法 - Google Patents

コントローラ端末及び、無線航空機のコントロール方法 Download PDF

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Description

本発明は、カメラ撮影を行う無線航空機と通信を行うコントローラ端末で、ユーザから撮影範囲の指定を受付け、その範囲のカメラ撮影をするために、無線航空機の飛行ルートと高度を決定するコントローラ端末、無線航空機のコントロール方法に関する。
従来、建築物、駐車場、分譲地等の不動産物件の撮影や、観光資源となる景勝地の撮影には、実機のセスナやヘリコプターにより航空写真を撮影することがあった。しかし、このような実機での航空写真撮影は、法的規制により高度や飛行時間が規制されたり、コストがかかったりするという難点がある。そこで、その代わりとして、ラジコンヘリコプター等の無人航空機にカメラを搭載して、上空から撮影する空撮が行われてきた。
近年、ドローンと呼ばれる無人航空機が普及し、より手軽に空撮を行うことが可能となった。ドローンとは無人航空機の総称として使われているが、主な特徴としては、複数の羽を持つマルチコプタータイプのものが多く機体の向きや高度を安定して操作できること、無線やＷｉ−Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ等の通信方法で制御可能なこと、高機能のカメラを搭載して高画質の画像を撮影可能なこと、比較的飛行時間が長いこと等があげられる。
無人航空機を用いた技術としては、無人飛行体の飛行ルートを予めに記憶させておくことで、家屋やビル等を上空の様々な角度から撮影することにより、低コストで、依頼者の要望に対応するというシステムが提案されている（特許文献１）。
特開２００５−２６９４１３号
しかしながら、特許文献１の手法では、飛行ルートの決定を行うのは人間であり、旋回やホバリングの位置等の飛行ルートやパーン、チルト、ズーム等の撮影方法等を人手で決定せねばならないという難しさがある。
また、特許文献１の手法では、撮影対象物が家屋やビル等であることが前提であるため、ユーザが一枚の画像では撮影しきれない広い場所を撮影したい場合に、対応することができない。
本発明では、これらの課題に鑑み、広い場所を撮影する場合に、地図上で撮影範囲を指定すると、無線航空機がどのような飛行ルートや高度で撮影を行えばよいのかを決定するコントローラ端末及び、無線航空機のコントロール方法を提供することを目的とする。
本発明では、以下のような解決手段を提供する。
第１の特徴に係る発明は、カメラ撮影を行う無線航空機と通信を行うコントローラ端末であって、
ユーザから撮影範囲の指定を受付けた撮影範囲データを記憶する撮影範囲データ記憶手段と、
当該撮影範囲のカメラ撮影をするために、記憶した前記撮影範囲データと、ユーザの望む画質、高層の建造物の存在、航空法による制限高度、前記無線航空機の飛行性能による高度の上限に基づいて、前記無線航空機の飛行ルートと高度を決定する飛行ルート決定手段と、
求めた飛行ルートが、前記無線航空機の最大稼働時間と飛行速度から、稼働時間内での飛行が困難である場合には、前記コントローラ端末に、その旨の警告を表示する警告表示手段と、
を備えることを特徴とするコントローラ端末を提供する。
第１の特徴に係る発明によれば、コントローラ端末は、カメラ撮影を行う無線航空機と通信を行い、ユーザから撮影範囲の指定を受付けた撮影範囲データを記憶し、当該撮影範囲のカメラ撮影をするために、記憶した前記撮影範囲データと、ユーザの望む画質、高層の建造物の存在、航空法による制限高度、前記無線航空機の飛行性能による高度の上限に基づいて、前記無線航空機の飛行ルートと高度を決定する飛行ルート決定手段と、求めた飛行ルートが、前記無線航空機の最大稼働時間と飛行速度から、稼働時間内での飛行が困難である場合には、前記コントローラ端末に、その旨の警告を表示する警告表示手段と、を備える。
第２の特徴に係る発明は、前記飛行ルート決定手段は、前記撮影範囲データに基づく撮影範囲を、複数の無線航空機で撮影する際に、前記コントローラ端末よりユーザからの無線航空機の台数入力を受け付け、それぞれの無線航空機の飛行ルートと高度を決定し、
前記無線航空機から、前記飛行ルートで撮影された画像データを受信する画像データ受信手段を備え、
当該画像データ受信手段は、前記複数の無線航空機で撮影された静止画の画像データを受信した際には、当該画像データに対応付けられた経度、緯度に応じて、受信した画像データを所定の画像データに合成することを特徴とする第１の特徴に係る発明であるコントローラ端末を提供する。
第２の特徴に係る発明によれば、第１の特徴に係る発明であるコントローラ端末は、前記飛行ルート決定手段により、前記撮影範囲データに基づく撮影範囲を、複数の無線航空機で撮影する際に、前記コントローラ端末よりユーザからの無線航空機の台数入力を受け付け、それぞれの無線航空機の飛行ルートと高度を決定し、前記無線航空機から、前記飛行ルートで撮影された画像データを受信する画像データ受信手段を備え、当該画像データ受信手段は、前記複数の無線航空機で撮影された静止画の画像データを受信した際には、当該画像データに対応付けられた経度、緯度に応じて、受信した画像データを所定の画像データに合成する。
第３の特徴に係る発明は、前記コントローラ端末は、ユーザからのスタート地点とゴール地点の指定を受け付け可能とし、指定が無い場合には、前記飛行ルート決定手段により、飛行時間が最短となるような飛行ルートを求めるか、前記コントローラ端末または前記無線航空機の位置情報を取得し、その位置から近い場所をスタート地点に定めることを特徴とする第１の特徴または第２の特徴に係る発明であるコントローラ端末を提供する。
第３の特徴に係る発明によれば、第１の特徴または第２の特徴に係る発明であるコントローラ端末は、ユーザからのスタート地点とゴール地点の指定を受け付け可能とし、指定が無い場合には、前記飛行ルート決定手段により、飛行時間が最短となるような飛行ルートを求めるか、前記コントローラ端末または前記無線航空機の位置情報を取得し、その位置から近い場所をスタート地点に定める。
本発明によれば、カメラ撮影を行う無線航空機と通信を行うコントローラ端末は、一回では撮影しきれない広い場所を撮影する場合に、地図上で撮影範囲を指定すると、無線航空機がどのような飛行ルートや高度で撮影を行えばよいのかを決定することが可能となる。
図１は、本発明の好適な実施形態であるコントローラ端末１００と無線航空機２００の概要図である。 図２は、コントローラ端末１００と無線航空機２００の機能ブロックと各機能の関係を示す図である。 図３は、コントローラ端末１００のフローチャート図である。 図４は、コントローラ端末１００に地図を表示した画面の一例である。 図５は、撮影範囲の指定を行う画面の一例である。 図６は、スタート地点の指定を行う画面の一例である。 図７は、ゴール地点の指定を行う画面の一例である。 図８は、飛行ルートと高度を出力する画面の一例である。 図９は、飛行ルート決定手段により決定された飛行ルートと高度のデータ形式の一例である。 図１０は、画像データ合成を行う場合のコントローラ端末１００と無線航空機２００の機能ブロックと各機能の関係を示す図である。 図１１は、画像データ合成を行う場合のコントローラ端末１００と無線航空機２００のフローチャート図である。 図１２は、無線航空機２００の台数指定を行う画面の一例である。 図１３は、台数指定後に所要時間の目安を表示する画面の一例である。 図１４は、一台目の無線航空機２００のスタート地点の指定を行う画面の一例である。 図１５は、一台目の無線航空機２００のゴール地点の指定を行う画面の一例である。 図１６は、二台目の無線航空機２００のスタート地点の指定を行う画面の一例である。 図１７は、二台目の無線航空機２００のゴール地点の指定を行う画面の一例である。 図１８は、一台目の無線航空機２００の飛行ルートと高度を出力する画面の一例である。 図１９は、二台目の無線航空機２００の飛行ルートと高度を出力する画面の一例である。 図２０は、飛行ルート決定手段により決定された複数台の無線航空機２００の飛行ルートと高度のデータ形式の一例である。 図２１は、飛行ルート決定モジュール１５１のフローチャート図の一例である。 図２２は、高度４０ｍで撮影する場合の撮影範囲分割後の一例である。 図２３は、高度１００ｍで撮影する場合の撮影範囲分割後の一例である。
以下、本発明を実施するための最良の形態について図を参照しながら説明する。なお、これはあくまでも一例であって、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではない。
［コントローラ端末１００と無線航空機２００の概要］
図１は、本発明の好適な実施形態であるコントローラ端末１００と無線航空機２００の概要図である。この図１に基づいて、本発明の概要を説明する。
コントローラ端末１００は、図２に示すように入力部１１０、出力部１２０、記憶部１３０、通信部１４０、制御部１５０から構成される端末である。記憶部１３０には撮影範囲データ記憶モジュール１３１を備え、また、制御部１５０と記憶部１３０が協働することで、飛行ルート決定モジュール１５１を実現する。無線航空機２００は、無人での飛行が可能な航空機であり、カメラ部２１０、記憶部２３０、通信部２４０、制御部２５０から構成される。コントローラ端末１００は、無線通信３００により、無線航空機２００を制御可能であるものとする。
コントローラ端末１００は、無線航空機２００の送信機（プロポ）として使用可能なスマートフォンやタブレットＰＣ、または無線通信機能を備えたＰＣ等の一般的な情報家電であってよく、コントローラ端末１００として図示しているスマートフォンはその一例にすぎない。また、コントローラ端末１００は、図１上部に示すように、無線航空機２００の専用送信機と協働して、モニタ表示や操作を行ってもよい。また、ＧＰＳ（Ｇｒｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を搭載してもよく、その場合にはコントローラ端末を持つユーザの緯度、経度、高度等の情報が取得可能である。
無線航空機２００は、カメラ部２１０を備え、静止画又は動画の撮影が可能であるものとする。また、ＧＰＳを搭載してもよく、その場合には画像撮影時の緯度、経度、高度等の情報を得て利用することが可能である。
コントローラ端末１００と無線航空機２００の間の無線通信３００は、日本では主に、Ｗｉ−ＦｉやＢｌｕｅｔｏｏｔｈと同じ２．４ＧＨｚ帯やラジコン用の７３ＭＨｚ帯などの周波数帯が使用されているが、本発明においては、コントローラ端末１００と無線航空機２００の間での通信が実現可能であればよく、特に周波数帯による制限を受けるものではない。
また、コントローラ端末１００による無線航空機２００の操縦は、普通のラジコンと同じく有視界で無線航空機の動作を確認しながら行ってもよいし、ＦＰＶ（Ｆｉｒｓｔ Ｐｅｒｓｏｎ Ｖｉｅｗ）と呼ばれる搭載されたカメラの画像を伝送して手元のモニタを見ながら行ってもよい。さらに、ユーザがリアルタイムで操縦を行うのではなく、予め決定したコースに沿って、プログラムにより自律制御を行ってもよい。
はじめに、ユーザは、コントローラ端末１００の入力部１１０を用いて、撮影範囲を指定する（ステップＳ１０１）。この時、コントローラ端末１００の出力部１２０には、これから撮影を行いたい範囲を含む地図を表示しているものとする。図４は、コントローラ端末１００に地図を表示した画面の一例である。
撮影範囲は、図１に示すように地図上で長方形等の矩形の対角２点を指定できるようにしてもよいし、円や楕円で指定できるようにしてもよい。または、フリーハンドで任意の閉じた領域を指定できるようにしてもよい。
コントローラ端末１００の記憶部１３０の撮影範囲データ記憶モジュール１３１は、入力された撮影を行いたい範囲を、撮影範囲データとして記憶する（ステップＳ１０２）。撮影範囲データの記憶は、地図上に指定した撮影範囲に基づき、その後のカメラ撮影のための飛行ルートを決定するためのものであるので、特に撮影範囲データのデータ形式は問わないものとする。矩形の角の緯度や経度を記憶してもよいし、円の中心の緯度や経度と半径を記憶してもよい。また、地図上の区画をセルに分割して、指定した範囲のセルを記憶してもよい。
最後に、コントローラ端末１００の飛行ルート決定モジュール１５１により、無線航空機２００の飛行ルートと高度を決定する（ステップＳ１０３）。コントローラ端末の出力部１２０に、決定した飛行ルートと高度を出力してもよい。
［各機能の説明］
図２は、コントローラ端末１００と無線航空機２００の機能ブロックと各機能の関係を示す図である。コントローラ端末１００は、無線通信３００により、無線航空機２００を制御可能であるものとする。
コントローラ端末１００は、入力部１１０、出力部１２０、記憶部１３０、通信部１４０、制御部１５０から構成される端末である。記憶部１３０には撮影範囲データ記憶モジュール１３１を備え、また、制御部１５０と記憶部１３０が協働することで、飛行ルート決定モジュール１５１を実現する。
コントローラ端末１００は、無線航空機２００の送信機として使用可能なスマートフォンやタブレットＰＣ、または無線通信機能を備えたＰＣ等の一般的な情報家電であってよく、コントローラ端末１００として図示しているスマートフォンはその一例にすぎない。また、コントローラ端末１００は、無線航空機２００の専用送信機と協働して、モニタ表示や操作を行ってもよい。
また、コントローラ端末１００による無線航空機２００の操縦は、普通のラジコンと同じく有視界で無線航空機の動作を確認しながら行ってもよいし、ＦＰＶと呼ばれる搭載されたカメラの画像を伝送して手元のモニタを見ながら行ってもよい。さらに、ユーザがリアルタイムで操縦を行うのではなく、予め決定したコースに沿って、プログラムにより自律制御を行ってもよい。
コントローラ端末１００に、ＧＰＳを搭載してもよく、その場合にはコントローラ端末を持つユーザの緯度、経度、高度等の情報が取得可能である。
入力部１１０は、前述した撮影範囲を入力するために必要な機能を備えるものとする。例として、タッチパネル機能を実現する液晶ディスプレイ、キーボード、マウス、ペンタブレット、装置上のハードウェアボタン、音声認識を行うためのマイク等を備えることが可能である。入力方法により、本発明は特に機能を限定されるものではない。
また、無線航空機２００の操縦を行うためのＧＵＩや音声入力機能を、入力部１１０に備えてもよい。
出力部１２０は、撮影範囲データに基づいて決定した無線航空機２００の飛行ルートと高度を出力するために必要な機能を備えるものとする。例として、液晶ディスプレイ、ＰＣのディスプレイ、スピーカーによる音声出力など様々な形態が考えられる。出力方法により、本発明は特に機能を限定されるものではない。
また、無線航空機２００の操縦をＦＰＶで行うための表示機能を、出力部１２０に備えてもよい。
記憶部１３０として、ハードディスクや半導体メモリによる、データのストレージ部を備える。記憶部１３０には、入力部１１０により指定された撮影範囲データを記憶するための、撮影範囲データ記憶モジュール１３１を備える。その他にも、飛行ルートの決定のために必要な一時的なデータや、無線航空機２００の性能データ等、必要な情報等を保持できるものとする。
通信部１４０は無線通信３００により、無線航空機２００を操縦するためのものである。コントローラ端末１００と無線航空機２００の間の無線通信３００は、日本では主に、Ｗｉ−ＦｉやＢｌｕｅｔｏｏｔｈと同じ２．４ＧＨｚ帯やラジコン用の７３ＭＨｚ帯などの周波数帯が使用されているが、本発明においては、コントローラ端末１００と無線航空機２００の間での通信が実現可能であればよく、特に周波数帯による制限を受けるものではない。
制御部１５０として、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等を備える。制御部１５０は記憶部１３０と協働して、飛行ルート決定モジュール１５１を実現する。
また、コントローラ端末１００で無線航空機２００の操縦を行う場合には、制御部１５０により通信部１４０を通じて、無線航空機２００に対する指示を行う。ユーザによるリアルタイムの操縦だけでなく、あらかじめ決定したコースに沿って、プログラムにより自立制御を行う場合にも、制御部１５０から指示を出すことが可能とする。
無線航空機２００は、無人での飛行が可能な航空機であり、カメラ部２１０、記憶部２３０、通信部２４０、制御部２５０から構成される。また、ＧＰＳを搭載してもよく、その場合には画像撮影時の緯度、経度、高度等の情報が取得可能である。
カメラ部２１０にはカメラを備え、このカメラで撮影した画像をデジタルデータに変換して、記憶部２３０に保存する。また、画像データは必要に応じて、通信部２４０を介して、コントローラ端末１００に送信可能であるとする。また、撮影画像は静止画像であっても動画像であってもよく、動画像の場合には、制御部２５０の働きにより、動画像の一部を切り出して、静止画像として記憶部２３０に保存することも可能であるとする。また、撮影して得られる画像は、ユーザが必要なだけの情報量を持った精密な画像であるものとし、画素数や画質を指定可能であるものとする。
記憶部２３０には、ハードディスクや半導体メモリによる、データのストレージ部を備える。記憶部２３０には、カメラ部で撮影した画像データの他にも、プログラムによる自立制御による飛行を行うために一時的に必要なデータ等、その他の必要な情報も保持できるものとする。
通信部２４０により、無線通信３００でコントローラ端末１００との通信を行う。コントローラ端末１００から、飛行のために必要な指示を受け付けるとともに、必要に応じてコントローラ１００に画像データやＧＰＳデータ等を送信する。
また、制御部２５０として、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備える。
［飛行ルート決定処理］
図３は、コントローラ端末１００で飛行ルート決定処理を行う場合のフローチャート図である。上述した装置の各部とモジュールが行う処理について、本処理にて併せて説明する。
はじめに、コントローラ端末１００は入力部１１０を介して、撮影範囲の指定を受け付ける（ステップＳ１０１）。図５は、ユーザが撮影範囲の指定を行う画面の一例である。
図５では、地図上で長方形等の左上と右下を指定して、撮影範囲を矩形として指定している。指定方法は、この形式にとらわれず、円や楕円で指定できるようにしてもよいし、フリーハンドで任意の閉じた領域を指定できるようにしてもよい。また、音声入力による指定を可能としてもよい。
次に、コントローラ端末１００の記憶部１３０の撮影範囲データ記憶モジュール１３１により、ステップＳ１０１で入力された撮影を行いたい範囲を、撮影範囲データとして記憶する（ステップＳ１０２）。
ここでの撮影範囲データの記憶は、カメラ撮影のための飛行ルートを決定するためのものであるので、特に撮影範囲データのデータ形式は問わないものとする。矩形の角の緯度や経度を記憶してもよいし、円の中心の緯度や経度と半径を記憶してもよい。また、地図上の区画をセルに分割して、指定した範囲のセルを記憶してもよい。
撮影範囲指定受付後に、更に、スタート地点とゴール地点を指定可能としてもよい。図６は、スタート地点の指定を行う画面の一例である。図７は、ゴール地点の指定を行う画面の一例である。図６と図７では、スタート地点と同じ地点をゴール地点として指定している。スタート地点とゴール地点を同じ場所にすることで、ユーザが移動する必要のない飛行ルートを求めることが可能となる。
スタート地点とゴール地点の指定を行わない場合には、飛行時間が最短となるような飛行ルートを求めてもよいし、コントローラ端末１００または無線航空機２００のＧＰＳ機能が利用可能な場合には、その位置から近い場所をスタート地点に定めてもよい。
最後に、コントローラ端末１００の飛行ルート決定モジュール１５１により、無線航空機２００の飛行ルートと高度を決定する（ステップＳ１０３）。コントローラ端末の出力部１２０に、決定した飛行ルートと高度を出力してもよい。
図８は、飛行ルートと高度を出力する画面の一例である。無線航空機２００を、スタート地点から南に高度４０ｍでとばし、１から１６の撮影ポイントで撮影を行い、ゴール地点に戻ればよいことを表示している。
図９は、飛行ルート決定手段により決定された飛行ルートと高度のデータ形式の一例である。ＣａｍｅｒａＡを搭載したＤｒｏｎｅＸを使用して、１から１６までの撮影ポイントで、どのような緯度、経度、高度で撮影を行えばよいかを示したものである。ここでは、緯度、経度、高度を使用しているが、システムに応じて地図上のどの地点であるかがわかるデータ形式を使用すればよいものとする。
［飛行ルート決定モジュール］
図２１は、飛行ルート決定モジュール１５１のフローチャート図の一例である。飛行ルート決定モジュールにより、無線航空機２００の飛行ルートと高度の決定を行う。
まず、高度の決定を行う（ステップＳ５０１）。高度の決定は、ユーザが求める画質や眺望を基に行う。無線航空機２００のカメラ部２１０の性能により、ユーザが求められる画質を得るにはどの程度被写体に近づけばよいか、つまりどの程度高度を下げればよいかを求めることができる。その高度より低い範囲で、ユーザの望む眺望にあわせた高度を設定することが可能である。
また、撮影範囲データに加えて、必要に応じて地図データ等のデータを使用することで、撮影範囲に高層の建築物がある場合には、それにぶつからない高度を設定することが必要である。
上記に加えて、更に、場所によって航空法による制限高度が異なるため、航空法違反にならない高度を決定する。
ユーザの望む画質を決定させるために、最終的に得たい画像の解像度等の選択肢を、コントローラ端末１００に表示させてもよい。また、ある程度の幅を持って高度の選択が可能である場合には、ユーザに高度を選択させてもよいし、コントローラ端末１００と無線航空機２００にとってより適した高度を自動で選択してもよい。ユーザの望む眺望にあわせた高度を選択させるためのサンプル画像等を、コントローラ端末１００に表示してもよい。
航空法による制限高度や、高層の建築物、無線航空機２００自体の性能による最高高度の制限等により、ユーザの望む撮影範囲の飛行が困難である場合には、その旨をコントローラ端末１００に表示する。
次に、撮影範囲の分割を行う（ステップＳ５０２）。ステップＳ５０１で決定した高度を基にすると、一回の撮影で撮影可能な範囲がわかるため、指定された撮影範囲を分割する。
図２２は、高度４０ｍで撮影する場合の撮影範囲分割後の一例である。ユーザが指定した撮影範囲をＡからＰまでの１６のエリアに分割し、それぞれのエリア上で撮影を行うことで、指定された撮影範囲全体の画像を得ることができる。図２３は、高度１００ｍで撮影する場合の撮影範囲分割後の一例である。ユーザが指定した撮影範囲をＷからＺまでの４のエリアに分割し、それぞれのエリア上で撮影を行うことで、指定された撮影範囲全体の画像を得ることができる。
最後に、飛行ルートの探索を行う（ステップＳ５０３）。ステップＳ５０２で分割したすべてのエリアを通り、スタート地点からゴール地点までの最短の経路を求める経路探索問題や巡回セールスマン問題として探索することで、飛行ルートの探索が可能である。ここで、飛行ルート探索のためのアルゴリズムは、本発明を制限するものではなく、エリアの数やコントローラ端末１００のシステム等にあわせて、適したものを用いることが可能である。
求めた飛行ルートが、無線航空機２００の最大稼働時間と飛行速度から、稼働時間内での飛行が困難である場合には、コントローラ端末１００に、その旨の警告を表示してもよい。
［画像データ合成を行う場合の各機能の説明］
撮影したい範囲が広範囲である場合等には、無線航空機２００の最大稼働時間と飛行速度等の制限により、一度の撮影が困難である場合が考えられる。その場合、複数の無線航空機２００を使用して、協調して撮影を行うことが必要となる。複数の無線航空機２００を使用する場合には、それぞれの無線航空機２００で撮影した画像をコントローラ端末１００で合成し、ユーザが最終的に得たい一枚の画像に合成することが望ましい。
以下では、画像データの合成を行う場合のコントローラ端末１００と無線航空機２００の各機能について説明する。なお、コントローラ端末１００と無線航空機２００は、それぞれ一台の場合を図示しているが、コントローラ端末一台と無線航空機複数台、または、コントローラ端末複数台と無線航空機複数台、という構成にしてもよい。
図１０は、画像データ合成を行う場合のコントローラ端末１００と無線航空機２００の機能ブロックと各機能の関係を示す図である。コントローラ端末１００は、無線通信３００により、無線航空機２００を制御可能であるものとする。
コントローラ端末１００は、入力部１１０、出力部１２０、記憶部１３０、通信部１４０、制御部１５０から構成される端末である。記憶部１３０には撮影範囲データ記憶モジュール１３１を備え、また、制御部１５０と記憶部１３０が協働することで、飛行ルート決定モジュール１５１と画像データ合成モジュール１５２を実現する。通信部１４０には画像データ通信モジュール１４１を備える。
コントローラ端末１００は、無線航空機２００の送信機として使用可能なスマートフォンやタブレットＰＣ、または無線通信機能を備えたＰＣ等の一般的な情報家電であってよく、コントローラ端末１００として図示しているスマートフォンはその一例にすぎない。また、コントローラ端末１００は、無線航空機２００の専用送信機と協働して、モニタ表示や操作を行ってもよい。
また、コントローラ端末１００による無線航空機２００の操縦は、普通のラジコンと同じく有視界で無線航空機の動作を確認しながら行ってもよいし、ＦＰＶと呼ばれる搭載されたカメラの画像を伝送して手元のモニタを見ながら行ってもよい。さらに、ユーザがリアルタイムで操縦を行うのではなく、予め決定したコースに沿って、プログラムにより自律制御を行ってもよい。
コントローラ端末１００に、ＧＰＳを搭載してもよく、その場合にはコントローラ端末を持つユーザの緯度、経度、高度等の情報が取得可能である。
コントローラ端末１００が一台と無線航空機２００が複数台という構成の場合には、コントローラ端末１００で複数の無線航空機２００を制御可能な機能を備えるものとする。また、コントローラ端末１００も無線航空機２００も複数台という構成の場合には、画像データ合成を行うコントローラ端末１００を指定できる機能を備えるものとする。
入力部１１０は、前述した撮影範囲を入力するために必要な機能を備えるものとする。例として、タッチパネル機能を実現する液晶ディスプレイ、キーボード、マウス、ペンタブレット、装置上のハードウェアボタン、音声認識を行うためのマイク等を備えることが可能である。入力方法により、本発明は特に機能を限定されるものではない。
また、無線航空機２００の操縦を行うためのＧＵＩや音声入力機能を、入力部１１０に備えてもよい。
出力部１２０は、撮影範囲データに基づいて決定した無線航空機２００の飛行ルートと高度を出力するために必要な機能を備えるものとする。例として、液晶ディスプレイ、ＰＣのディスプレイ、スピーカーによる音声出力など様々な形態が考えられる。出力方法により、本発明は特に機能を限定されるものではない。
また、無線航空機２００の操縦をＦＰＶで行うための表示機能を、出力部１２０に備えてもよい。
コントローラ端末１００が一台と無線航空機２００が複数台という構成の場合には、入力部１１０に、コントローラ端末１００でどの無人航空機２００の操縦を行うか、選択するための機能を備えてもよい。
記憶部１３０として、ハードディスクや半導体メモリによる、データのストレージ部を備える。記憶部１３０には、入力部１１０により指定された撮影範囲データを記憶するための、撮影範囲データ記憶モジュール１３１を備える。その他にも、飛行ルートの決定や画像データの合成のために必要な一時的なデータや、無線航空機２００の性能データ等、必要な情報等を保持できるものとする。
通信部１４０は無線通信３００により、無線航空機２００を操縦する。また、無線航空機２００から送信された画像データを受信するための画像データ受信モジュール１４１を備える。
制御部１５０として、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備える。制御部１５０は記憶部１３０と協働して、飛行ルート決定モジュール１５１と画像データ合成モジュール１５２を実現する。
また、コントローラ端末１００で無線航空機２００の操縦を行う場合には、制御部１５０により通信部１４０を通じて、無線航空機２００に対する指示を行う。ユーザによるリアルタイムの操縦だけでなく、あらかじめ決定したコースに沿って、プログラムにより自立制御を行う場合にも、制御部１５０から指示を出すことが可能とする。コントローラ端末１００が一台と無線航空機２００が複数台という構成の場合には、複数台の無線航空機２００を制御するための機能を備える。
無線航空機２００は、無人での飛行が可能な航空機であり、カメラ部２１０、記憶部２３０、通信部２４０、制御部２５０から構成され、通信部２４０に画像データ送信モジュール２４１を備える。また、ＧＰＳを搭載してもよく、その場合には画像撮影時の緯度、経度、高度等の情報が取得可能である。
カメラ部２１０にはカメラを備え、このカメラで撮影した画像をデジタルデータに変換して、記憶部２３０に保存する。また、撮影画像は静止画像であっても動画像であってもよく、動画像の場合には、制御部２５０の働きにより、動画像の一部を切り出して、静止画像として記憶部２３０に保存することも可能であるとする。また、撮影して得られる画像は、ユーザが必要なだけの情報量を持った精密な画像であるものとし、画素数や画質を指定可能であるものとする。
記憶部２３０には、ハードディスクや半導体メモリによる、データのストレージ部を備える。記憶部２３０には、カメラ部で撮影した画像データの他にも、プログラムによる自立制御による飛行を行うために一時的に必要なデータ等、その他の必要な情報も保持できるものとする。
通信部２４０により、無線通信３００でコントローラ端末１００との通信を行う。また、画像データ送信モジュール２４１により、撮影した画像データをコントローラ端末１００に送信する。その他処理に必要なＧＰＳデータ等も、通信部２４０によりコントローラ端末１００に送信する。
また、制御部２５０として、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備える。
［画像データ合成を行う場合の飛行ルート決定処理］
図１１は、画像データ合成を行う場合のコントローラ端末１００と無線航空機２００のフローチャート図である。上述した装置の各部とモジュールが行う処理について、本処理にて併せて説明する。
はじめに、コントローラ端末１００は入力部１１０を介して、撮影範囲の指定を受け付ける（ステップＳ３０１）。撮影範囲の指定は、画像データ合成を行わない場合と同様であってよく、図５の説明とあわせて前述したとおりである。
次に、コントローラ端末１００の記憶部１３０の撮影範囲データ記憶モジュール１３１により、ステップＳ３０１で入力された撮影を行いたい範囲を、撮影範囲データとして記憶する（ステップＳ３０２）。
ここでの撮影範囲データの記憶は、カメラ撮影のための飛行ルートを決定するためのものであるので、特に撮影範囲データのデータ形式は問わないものとする。矩形の角の緯度や経度を記憶してもよいし、円の中心の緯度や経度と半径を記憶してもよい。また、地図上の区画をセルに分割して、指定した範囲のセルを記憶してもよい。
図１２は、無線航空機２００の台数指定を行う画面の一例である。飛行ルートの決定を行う前に、何台の無線航空機２００を用いて撮影を行うか、ユーザからの入力を可能とする。
無線航空機２００の台数指定後に、指定された台数を用いた場合の最短の撮影所要時間を表示してもよい。図１３は、台数指定後に所要時間の目安を表示する画面の一例である。撮影範囲と無線航空機２００の台数から、撮影に必要な所要時間の目安を表示することで、ユーザは無線航空機２００の稼働時間内に、撮影が可能かどうか判断することができ、必要に応じて無線航空機２００の使用台数を変更することができる。
撮影範囲と台数の指定受付後に、更に、スタート地点とゴール地点を指定可能としてもよい。図１４は、一台目の無線航空機２００のスタート地点の指定を行う画面の一例である。図１５は、一台目の無線航空機２００のゴール地点の指定を行う画面の一例である。図１６は、二台目の無線航空機２００のスタート地点の指定を行う画面の一例である。
図１７は、二台目の無線航空機２００のゴール地点の指定を行う画面の一例である。
スタート地点とゴール地点の指定を行わない場合には、飛行時間が最短となるような飛行ルートを求めてもよいし、コントローラ端末１００または無線航空機２００のＧＰＳ機能が利用可能な場合には、その位置から近い場所をスタート地点に定めてもよい。
次に、コントローラ端末１００の飛行ルート決定モジュール１５１により、無線航空機２００の飛行ルートと高度を決定する（ステップＳ３０３）。コントローラ端末の出力部１２０に、決定した飛行ルートと高度を出力してもよい。飛行ルート決定モジュール１５１での処理は、図２１の説明とあわせて前述した通りである。
図１８は、一台目の無線航空機２００の飛行ルートと高度を出力する画面の一例である。一台目の無線航空機２００を、スタート地点から南に高度４０ｍでとばし、１から８の撮影ポイントで撮影を行い、ゴール地点に至ることを表示している。
図１９は、二台目の無線航空機２００の飛行ルートと高度を出力する画面の一例である。二台目の無線航空機２００を、スタート地点から北に高度４０ｍでとばし、１から８の撮影ポイントで撮影を行い、ゴール地点に至ることを表示している。
図２０は、飛行ルート決定手段により決定された複数台の無線航空機２００の飛行ルートと高度のデータ形式の一例である。ＣａｍｅｒａＡを搭載したＤｒｏｎｅＸを使用して、Ｘ−１からＸ−８までの撮影ポイントで、どのような緯度、経度、高度で撮影を行えばよいかを示したものである。また、ＣａｍｅｒａＢを搭載したＤｒｏｎｅＹを使用して、Ｙ−１からＹ−８までの撮影ポイントで、どのような緯度、経度、高度で撮影を行えばよいかを示したものである。ここでは、緯度、経度、高度を使用しているが、システムに応じて地図上のどの地点であるかがわかるデータ形式を使用すればよいものとする。
次に、ステップＳ３０３で決定した飛行ルートと高度を、無線航空機２００に送信する（ステップＳ３０４）。無線航空機２００が複数台ある場合には、それぞれに対応する飛行ルートと高度を送信する。
無線航空機２００は、コントローラ端末１００から送信された飛行ルートと高度を受信する（ステップＳ４０１）。
ステップＳ４０１で受信した飛行ルートと高度を基に、無線航空機２００は撮影を行う（ステップＳ４０２）。無線航空機２００の飛行と撮影は、ユーザがリアルタイムで操縦を行ってもよいし、受信した飛行コースと高度に従って、プログラムにより自律制御を行ってもよい。
無線航空機２００でＧＰＳが使用可能な場合には、撮影した画像データにＧＰＳデータを紐づけて保存する。ＧＰＳが使用できない場合には、画像データの撮影時間や撮影順序がわかるように保存する。
次に、無線航空機２００は撮影した画像データを、画像データ送信モジュール２４１によりコントローラ端末１００に送信する（ステップＳ４０３）。画像データの送信は、飛行中に随時行ってもよいし、すべての撮影が終わってからまとめて行ってもよい。コントローラ端末１００も無線航空機２００も複数台という構成の場合には、指定された画像データ合成を行うコントローラ端末１００に対して、すべての無線航空機２００の画像データを送信するものとする。ＧＰＳデータが存在する場合には、画像データとあわせてＧＰＳデータの送信も行う。また、ＧＰＳデータが存在しない場合には、画像データの撮影時間や撮影順序など、画像データ合成のために役立つデータの送信も行う。
コントローラ端末１００は、画像データ受信モジュール１４１により、無線航空機２００の画像データを受信する（ステップＳ３０５）。また、ＧＰＳデータや画像データの撮影時間や撮影順序等、画像データ合成のためのデータもあわせて受信する。コントローラ端末１００も無線航空機２００も複数台という構成の場合には、指定された画像データ合成を行うコントローラ端末１００がまとめてデータを受信する。
最後に、コントローラ端末１００の画像データ合成モジュール１５２により、受信した画像データの合成を行う（ステップＳ３０６）。画像データ合成モジュール１５２は、ＧＰＳデータや画像データの撮影時間や撮影順序等のデータを使用して、画像の合成を行う。ＧＰＳデータの緯度と経度や、撮影ルートと撮影時間や撮影順序を利用することで、複数の画像を適切に並べることができる。配置した複数枚の画像のつなぎ目部分の位置合わせ方法に関しては、本発明を制限するものではなく、コントローラ端末１００のシステムに適した従来技術を用いることが可能であるとする。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述したこれらの実施形態に限るものではない。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
１００ コントローラ端末、２００ 無線航空機、３００ 無線通信

Claims (4)

  1. カメラ撮影を行う無線航空機と通信を行うコントローラ端末であって、
    ユーザから撮影範囲の指定を受付けた撮影範囲データを記憶する撮影範囲データ記憶手段と、
    当該撮影範囲のカメラ撮影をするために、記憶した前記撮影範囲データと、ユーザの望む画質、高層の建造物の存在、航空法による制限高度、前記無線航空機の飛行性能による高度の上限に基づいて、前記無線航空機の飛行ルートと高度を決定する飛行ルート決定手段と、
    求めた飛行ルートが、前記無線航空機の最大稼働時間と飛行速度から、稼働時間内での飛行が困難である場合には、前記コントローラ端末に、その旨の警告を表示する警告表示手段と、
    を備えるコントローラ端末。
  2. 前記飛行ルート決定手段は、前記撮影範囲データに基づく撮影範囲を、複数の無線航空機で撮影する際に、前記コントローラ端末よりユーザからの無線航空機の台数入力を受け付け、それぞれの無線航空機の飛行ルートと高度を決定し、
    前記無線航空機から、前記飛行ルートで撮影された画像データを受信する画像データ受信手段を備え、
    当該画像データ受信手段は、前記複数の無線航空機で撮影された静止画の画像データを受信した際には、当該画像データに対応付けられた経度、緯度に応じて、受信した画像データを所定の画像データに合成する請求項１に記載のコントローラ端末。
  3. 前記コントローラ端末は、ユーザからのスタート地点とゴール地点の指定を受け付け可能とし、指定が無い場合には、前記飛行ルート決定手段により、飛行時間が最短となるような飛行ルートを求めるか、前記コントローラ端末または前記無線航空機の位置情報を取得し、その位置から近い場所をスタート地点に定めることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコントローラ端末。
  4. カメラ撮影を行う無線航空機と通信を行うコントローラ端末が実行する方法であって、
    ユーザから撮影範囲の指定を受付けた撮影範囲データを記憶するステップと、
    当該撮影範囲のカメラ撮影をするために、記憶した前記撮影範囲データと、ユーザの望む画質、高層の建造物の存在、航空法による制限高度、前記無線航空機の飛行性能による高度の上限に基づいて、前記無線航空機の飛行ルートと高度を決定するステップと、
    求めた飛行ルートが、前記無線航空機の最大稼働時間と飛行速度から、稼働時間内での飛行が困難である場合には、前記コントローラ端末に、その旨の警告を表示するステップと、
    を備える無線航空機のコントロール方法。
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