JP6471272B1 - 長尺画像生成システム、方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
撮像装置と、前記撮像装置を搭載する移動体と、コンピュータとを備え、前記移動体の移動に伴って前記撮像装置が撮像した複数の画像を合成し、長尺画像を取得可能な長尺画像生成システムであって、
前記コンピュータは、
前記撮像装置の画角と前記移動体の移動速度とに応じて変わる時間間隔で複数の画像を取得し、記憶する画像記憶手段と、
前記画像記憶手段に記憶された複数の画像を合成し、長尺画像を生成する長尺画像生成手段と、
を有する、長尺画像生成システムを提供する。
前記移動体が飛行体であり、
前記画像記憶手段は、前記撮像装置の画角と前記飛行体の移動速度及び高度とに応じて変わる時間間隔で複数の画像を取得する、長尺画像生成システムを提供する。
前記コンピュータは、
前記撮像装置の画角及び前記移動体の移動速度と前記時間間隔との関係を示す情報が予め記憶された情報記憶手段と、
前記情報記憶手段に記憶されている情報から、前記撮像装置の画角及び前記移動体の移動速度に応じた前記時間間隔を設定する時間間隔設定手段と、
前記時間間隔設定手段によって設定された前記時間間隔で、前記撮像装置のシャッターを閉状態から開状態にし、所定時間経過したら再び前記シャッターを開状態から閉状態にするシャッター更新手段と、
をさらに有し、
前記画像記憶手段は、前記シャッターが開状態である毎に得られる複数の画像を取得し、記憶する、長尺画像生成システムを提供する。
前記撮像装置は、第1のタイミングで第1画像を撮像し、前記第1のタイミングよりも後の第2のタイミングで第2画像を撮像し、
前記コンピュータは、前記第1画像における移動方向前方の所定領域を占める前方画像と、前記第2画像における移動方向後方の所定領域を占める後方画像とが所定の程度以上に重なるかどうかを判定する判定手段をさらに有し、
前記判別手段によって所定の程度以上に重なると判定される場合、前記画像記憶手段は、少なくとも前記第2画像を累積的に記憶し、前記第2画像を前記第1画像として、前記第2画像の撮像及び前記判定手段による判定を繰り返し行い、
前記判別手段によって所定の程度以上に重なると判定されない場合、前記第2画像の撮像及び前記判定手段による判定を再び行う、長尺画像生成システムを提供する。
図1は、本発明の第一実施形態における長尺画像生成システム1のハードウェア構成とソフトウェア機能を説明するためのブロック図である。長尺画像生成システム1は、本発明に係る移動体の実施形態である飛行体10と、本発明に係る撮像装置の実施形態であり、飛行体10に搭載されるカメラ17と、この飛行体10と無線通信できるように接続され、飛行体10を操縦するコントローラ20と、カメラ17が撮影した画像を編集したりするコンピュータ30とを含んで構成される。なお、本実施形態では、適宜、飛行体10の自動操縦を可能にする。飛行体10を自動操縦する場合、コントローラ20は、なくてもよい。また、本実施形態においては、移動体の一例として飛行体10を挙げているが、地上を移動する移動体であっても構わない。
飛行体10は、撮影対象を空から撮影可能な装置であれば、特に限定されない。例えば、ラジコン飛行機や、ドローンと呼ばれる無人飛行体であってもよいし、有人のものであってもよい。以下では、飛行体10がドローンであるものとして説明する。
電池11は、1次電池又は2次電池であり、飛行体10内の各構成要素に電力を供給する。電池11は、飛行体10に固定されていてもよいし、着脱可能としてもよい。
モーター12は、電池11から供給される電力でローター13を回転させるための駆動源として機能する。ローター13が回転することで、飛行体10を浮上及び飛行させることができる。
制御部14は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等を備える。
位置検出部15は、LIDAR(Laser Imaging Detection and Ranging)技術と、GPS(Global Positioning System)技術とを含んで構成される。これらLIDAR技術とGPS技術とを併用して、飛行体10が実際に飛行する位置の緯度、経度、高さを検出する。
ドライバー回路16は、制御部14からの制御信号より指定された電圧をモーター12に印加する機能を有する。これにより、ドライバー回路16は、制御部14からの制御信号にしたがってモーター12を駆動させることができる。
カメラ17は、撮像装置として機能する。カメラ17は、レンズにより取り込んだ光学像をCCDやCMOS等の撮像素子によって画像信号に変換(撮像)する。カメラ17の種類は、撮影対象の画像解析手法によって適宜選択すればよい。
記憶部18は、データやファイルを記憶する装置であって、ハードディスクや半導体メモリ、記録媒体、メモリカード等による、データのストレージ部を備える。記憶部18には、制御部14のマイクロコンピューターで実行される制御プログラム等をあらかじめ格納するための制御プログラム格納領域181と、カメラ17によって撮影された画像データを、位置検出部15で検出した3次元座標データ(カメラ17が撮影した画像の撮影位置に相当する点の緯度、経度、高さのデータ)とともに記憶する画像データ記憶領域182とを有する。
無線通信部19は、コントローラ20と無線通信可能に構成され、コントローラ20から遠隔制御信号を受信する。
コントローラ20は、無人飛行体10を操縦する機能を有する。コントローラ20は、ユーザが飛行体10を操縦するため等に使用する操作部21と、コントローラ20の動作を制御する制御部22と、制御部22のマイクロコンピューターで実行される制御プログラム等があらかじめ格納される記憶部23と、飛行体10との間で無線通信する無線通信部24と、ユーザに所定の画像を表示する画像表示部25とを備える。
コンピュータ30は、カメラ17で撮影された複数の画像を合成して長尺画像を生成する機能や、長尺画像を生成するためのカメラ17の撮影タイミングを設定する機能を有する。コンピュータ30は、ユーザが指令情報等を入力するための入力部31と、コンピュータ30の動作を制御する制御部32と、制御部32のマイクロコンピューターで実行される制御プログラム等があらかじめ格納される記憶部33と、ユーザに所定の画像を表示する画像表示部34とを備える。
図2は、長尺画像生成システム1を用いた長尺画像生成方法を示すフローチャートである。上述した各ハードウェアと、ソフトウェアモジュールが実行する処理について説明する。
まず、長尺画像生成システム1のコンピュータ30の制御部32は、データ取得モジュール321を実行し、現在の移動体に関する情報、及び、カメラ17の設定値に関する情報を取得する。具体的には、移動体の移動速度を移動体に関する情報として取得し、カメラ17の画角をカメラ17の設定値に関する情報として取得する。ここで、移動体が飛行体10である場合、飛行体10の飛行高度も併せて取得する。
続いて、コンピュータ30の制御部32は、時間間隔設定モジュール322を実行する。時間間隔設定モジュール322が実行されると、情報記憶領域331が読み出され、ステップS10で取得した移動体の情報及びカメラ17の設定情報にしたがって、時間間隔を設定する。具体的には、移動体の移動速度及びカメラの画角に応じてあらかじめ定められている時間間隔を設定する。ここでいう時間間隔とは、閉状態となっているカメラ17のシャッターを開状態にして画像を取得するための時間の間隔をさす。
ステップS20で設定された時間間隔ごとに、カメラ17のシャッターを閉状態から開状態にすることで、複数の画像を取得する。このとき、一旦開状態となったシャッターは、シャッター更新モジュール323に基づき、開状態を所定時間維持したのち再び閉状態となるよう設定されている。そして、ステップS20で設定された時間間隔が経過すると、再び、シャッターが開状態となり、画像を取得する。このようにして取得された画像は、撮影日時、及び、画角の設定値を含む撮像の設定値とともにコンピュータ30の画像データ記憶領域332に記憶される。
そして、コンピュータ30の制御部32における枚数判定モジュール324を実行し、所望の枚数が得られたと判定された場合は画像の取得を終了し、ステップS50に進み、長尺画像を生成する。一方、所望の枚数が得られていないと判断された場合は、ステップS30に戻り、設定された時間間隔の経過後、さらに画像を取得する。以上の処理を、所望の枚数の画像が取得できるまで繰り返す。
所望の数の画像を撮影することができたら、コンピュータ30の制御部32は、長尺画像生成モジュール325を実行する。長尺画像生成モジュール325は、画像データ記憶領域332に記憶された複数の画像を合成し、長尺画像を生成する。その際、取得された複数の画像における端部同士を重ね合わせることで、所望の長尺画像を生成することができる。ステップS50の処理を終えると、長尺画像生成システム1は、第一実施形態に係る長尺画像生成方法の一連の処理を終了する。
次に、本発明の第二実施形態における長尺画像生成システム1’のハードウェア構成とソフトウェア機能を説明するためのブロック図を図4に示す。第二実施形態における長尺画像生成システム1’は、第一実施形態における長尺画像生成システム1と同様に、飛行体10と、カメラ17と、コントローラ20と、コンピュータ30とを含んで構成される。本実施形態においても、移動体の一例として飛行体10を挙げているが、地上を移動する移動体であっても構わない。以下、第一実施形態における長尺画像生成システム1と異なる点のみ詳述する。
次に、図5のフローチャートを用いて、本発明の第二実施形態に係る長尺画像生成システム1’を用いた長尺画像生成方法について説明する。図6は、第二実施形態に係る画像取得のアルゴリズムを示す模式図である。
まず、長尺画像生成システム1’のコンピュータ30の制御部32は、データ取得モジュール321を実行し、現在の移動体に関する情報、及び、カメラ17の設定値に関する情報を取得する。具体的には、移動体の移動速度を移動体に関する情報として取得し、カメラ17の画角をカメラ17の設定値に関する情報として取得する。ここで、移動体が飛行体10である場合、飛行体10の飛行高度も併せて取得する。
次に、所定のタイミング(第1のタイミング)においてカメラ17で画像を撮影し、第1画像として画像データ記憶領域332に記憶する。
次に、前方画像抽出モジュール327を実行し、第1画像の移動方向前方における所定領域を占める前方画像を抽出し、第1画像における前方画像Aとして画像データ記憶領域332に記憶する。
次に、前記第1のタイミングよりも後の第2のタイミングにおいてカメラ17で画像を撮影し、これを第2画像とする。
次に、後方画像抽出モジュール328を実行し、第2画像の移動方向後方における所定領域を占める後方画像を抽出する。
次に、画像比較モジュール329を実行し、第1画像における前方画像Aと、第2画像における後方画像とを比較し、二つの画像が所定の程度以上重なるかどうか判定する。
ステップS100において、所定の程度以上重なると判定された場合は、ステップS110に進み、第2画像を新たな第1画像として画像データ記憶領域332に記憶する。
ステップS110において、第2画像を取得したら、ステップS120に進み、コンピュータ30の制御部32における枚数判定モジュール324を実行する。所望の枚数が得られたと判断された場合は画像の取得を終了し、ステップS50に進み、長尺画像を生成する。一方、所望の枚数が得られていないと判断された場合は、ステップS70に戻り、再び第2画像を取得するための処理を実行する。このようにして、第2画像を累積的に記憶する処理を、所望の枚数の画像が取得できるまで繰り返す。
10 飛行体
11 電池
12 モーター
13 ローター
14 制御部
15 位置検出部
16 ドライバー回路
17 カメラ
18 記憶部
19 無線通信部
20 コントローラ
30 コンピュータ
31 入力部
32 制御部
321 データ取得モジュール
322 時間間隔設定モジュール
323 シャッター更新モジュール
324 枚数判定モジュール
325 長尺画像生成モジュール
326 解析設定モジュール
327 前方画像抽出モジュール
328 後方画像抽出モジュール
329 画像比較モジュール
33 記憶部
331 情報記憶領域
332 画像データ記憶領域
34 画像表示部
Claims (5)
- 撮像装置と、前記撮像装置を搭載する移動体と、コンピュータとを備え、前記移動体の移動に伴って前記撮像装置が撮像した複数の画像を合成し、長尺画像を取得可能な長尺画像生成システムであって、
前記撮像装置は、
第1のタイミングで第1画像を撮像し、前記第1のタイミングよりも後の第2のタイミングで第2画像を撮像する撮像手段と、
を有し、
前記コンピュータは、
前記撮像装置の画角と前記移動体の移動速度とに応じて変わる時間間隔で複数の画像を取得し、記憶する画像記憶手段と、
前記第1画像における移動方向前方の所定領域を占める前方画像と、前記第2画像における移動方向後方の所定領域を占める後方画像とが所定の程度以上に重なるかどうかを判定する判定手段と、
前記画像記憶手段に記憶された複数の画像を合成し、長尺画像を生成する長尺画像生成手段と、
を有し、
所定の程度以上に重なると判定される場合、前記画像記憶手段は、少なくとも前記第2画像を累積的に記憶し、前記第2画像を前記第1画像として、前記第2画像の撮像及び前記判定手段による判定を繰り返し行い、
所定の程度以上に重なると判定されない場合、前記第2画像の撮像及び前記判定手段による判定を再び行う、長尺画像生成システム。 - 前記移動体が飛行体であり、
前記画像記憶手段は、前記撮像装置の画角と前記飛行体の移動速度及び高度とに応じて変わる時間間隔で複数の画像を取得する、請求項1に記載の長尺画像生成システム。 - 前記コンピュータは、
前記撮像装置の画角及び前記移動体の移動速度と前記時間間隔との関係を示す情報が予め記憶された情報記憶手段と、
前記情報記憶手段に記憶されている情報から、前記撮像装置の画角及び前記移動体の移動速度に応じた前記時間間隔を設定する時間間隔設定手段と、
前記時間間隔設定手段によって設定された前記時間間隔で、前記撮像装置のシャッターを閉状態から開状態にし、所定時間経過したら再び前記シャッターを開状態から閉状態にするシャッター更新手段と、
をさらに有し、
前記画像記憶手段は、前記シャッターが開状態である毎に得られる複数の画像を取得し、記憶する、請求項1又は2に記載の長尺画像生成システム。 - 撮像装置と、前記撮像装置を搭載する移動体と、コンピュータとを備える長尺画像生成システムが実行する長尺画像生成方法であって、
前記撮像装置が、第1のタイミングで第1画像を撮像し、前記第1のタイミングよりも後の第2のタイミングで第2画像を撮像するステップと、
前記コンピュータの制御装置が、前記撮像装置の画角と前記移動体の移動速度とに応じて変わる時間間隔で複数の画像を取得し、所定の記憶領域に記憶するステップと、
前記制御装置が、前記第1画像における移動方向前方の所定領域を占める前方画像と、前記第2画像における移動方向後方の所定領域を占める後方画像とが所定の程度以上に重なるかどうかを判定するステップと、
所定の程度以上に重なると判定される場合、少なくとも前記第2画像を累積的に記憶し、前記第2画像を前記第1画像として、前記第2画像の撮像及び前記判定を繰り返し行い、所定の程度以上に重なると判定されない場合、前記第2画像の撮像及び前記判定を再び行うステップと、
前記制御装置が、前記所定の記憶領域に記憶された複数の画像を合成し、長尺画像を生成するステップと、
を有する、長尺画像生成方法。 - 撮像装置と、前記撮像装置を搭載する移動体と、コンピュータとを備える長尺画像生成システムに、
前記撮像装置が、
第1のタイミングで第1画像を撮像し、前記第1のタイミングよりも後の第2のタイミングで第2画像を撮像するステップ、
前記コンピュータが、
前記撮像装置の画角と前記移動体の移動速度とに応じて変わる時間間隔で複数の画像を取得し、記憶させるステップ、
前記第1画像における移動方向前方の所定領域を占める前方画像と、前記第2画像における移動方向後方の所定領域を占める後方画像とが所定の程度以上に重なるかどうかを判定するステップ、
所定の程度以上に重なると判定される場合、少なくとも前記第2画像を累積的に記憶し、前記第2画像を前記第1画像として、前記第2画像の撮像及び前記判定を繰り返し行い、所定の程度以上に重なると判定されない場合、前記第2画像の撮像及び前記判定を再び行うステップ、
前記記憶された複数の画像を合成し、長尺画像を生成させるステップ、
を実行させるためのコンピュータ読み取り可能なプログラム。
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