JP6803919B2 - 飛行経路生成方法、飛行経路生成システム、飛行体、プログラム、及び記録媒体 - Google Patents

飛行経路生成方法、飛行経路生成システム、飛行体、プログラム、及び記録媒体 Download PDF

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Description

本発明は、飛行経路生成方法、飛行経路生成システム、飛行体、プログラム、及び記録媒体に関する。
従来、予め設定された固定経路を通りながら撮像を行うプラットフォーム（無人機）が知られている。このプラットフォームは、地上基地から撮像指示を受け、撮像対象を撮像する。このプラットフォームは、撮像対象を撮像する場合、固定経路を飛行しながら、プラットフォームと撮像対象との位置関係により、プラットフォームの撮像機器を傾けて撮像する。
日本国特開２０１０−６１２１６号公報
特許文献１に記載されたプラットフォームでは、固定経路を通りながら撮像するが、固定経路から鉛直方向に位置する特定の被写体（例えば建物）の存在を十分に考慮されていない。従って、特定の被写体の側面の撮像画像を十分に取得することが困難である。
特定の被写体の側面を撮像する場合、撮像者が撮像装置を把持して被写体の側面を撮像することが考えられる。この場合、ユーザが被写体の周辺まで移動する必要があるため、ユーザの利便性が低下する。また、ユーザ手動による撮像となるため、所望の状態（例えば被写体の所望の撮像位置、被写体の所望の撮像サイズ、被写体の所望の撮像向き）の撮像画像を十分に取得できない可能性がある。
また、特定の被写体の側面を無人航空機により撮像する場合、無人航空機が飛行する飛行経路を決定することが考えらえる。被写体の周囲における所望の位置を撮像位置として指定する場合、３次元空間の位置（緯度、経度、高度）をユーザ入力して指定することが考えられる。この場合、各撮像位置をユーザ入力により決定するので、ユーザの利便性が低下する。
一態様において、飛行経路生成方法は、被写体の側方を周回して被写体を撮像する飛行体の飛行経路生成方法であって、飛行体の飛行範囲と、飛行体により被写体を撮像する撮像位置間隔と、に基づいて、飛行体による被写体の撮像位置を決定する段階と、撮像位置を通過する飛行体の飛行経路を生成する段階と、を含む。
撮像位置間隔は、同一高度での被写体の撮像位置の間隔である第１の撮像位置間隔を含んでよい。
飛行経路生成方法は、少なくとも、被写体の半径と、飛行範囲の半径と、飛行体が備える撮像部の画角と、隣り合う撮像位置で飛行体により撮像される撮像範囲の重複率である第１の重複率と、に基づいて、第１の撮像位置間隔を決定する段階、を更に含んでよい。
飛行経路における各第１の撮像位置間隔は、等間隔でよい。
撮像位置間隔は、飛行体により被写体を撮像する撮像高度の間隔である第２の撮像位置間隔を含んでよい。
飛行経路生成方法は、少なくとも、被写体の半径と、飛行範囲の半径と、飛行体が備える撮像部の画角と、隣り合う撮像高度で飛行体により撮像される撮像範囲の重複率である第２の重複率と、に基づいて、第２の撮像位置間隔を決定する段階、を更に含んでよい。
飛行経路における第２の撮像位置間隔は、等間隔でよい。
飛行経路は、飛行体が第１の高度における各撮像位置を通過した後に、第１の高度から第２の高度へ変更する飛行経路でよい。
飛行経路生成方法は、飛行経路における各撮像位置において、飛行体により被写体の側面を撮像し、複数の撮像画像を取得する段階、を更に含んでよい。
飛行経路生成方法は、飛行経路における各撮像位置において、飛行体により撮像範囲を一部重複させて被写体の側面を撮像し、複数の撮像画像を取得する段階、を更に含んでよい。
飛行経路生成方法は、複数の撮像画像に基づいて、被写体の３次元形状データを生成する段階、を更に含んでよい。
一態様において、飛行経路生成システムは、被写体の側方を周回して被写体を撮像する飛行体の飛行経路を生成する飛行経路生成システムであって、飛行体の飛行範囲と、飛行体により被写体を撮像する撮像位置間隔と、に基づいて、飛行体による被写体の撮像位置を決定し、撮像位置を通過する飛行体の飛行経路を生成する処理部、を備える。
撮像位置間隔は、同一高度での被写体の撮像位置の間隔である第１の撮像位置間隔を含んでよい。
処理部は、少なくとも、被写体の半径と、飛行範囲の半径と、飛行体が備える撮像部の画角と、隣り合う撮像位置で飛行体により撮像される撮像範囲の重複率である第１の重複率と、に基づいて、第１の撮像位置間隔を決定してよい。
飛行経路における各第１の撮像位置間隔は、等間隔でよい。
撮像位置間隔は、飛行体により被写体を撮像する撮像高度の間隔である第２の撮像位置間隔を含んでよい。
処理部は、少なくとも、被写体の半径と、飛行範囲の半径と、飛行体が備える撮像部の画角と、隣り合う撮像高度で飛行体により撮像される撮像範囲の重複率である第２の重複率と、に基づいて、第２の撮像位置間隔を決定してよい。
飛行経路における各第２の撮像位置間隔は、等間隔でよい。
飛行経路は、飛行体が第１の高度における各撮像位置を通過した後に、第１の高度から第２の高度へ変更する飛行経路でよい。
飛行経路生成システムは、飛行経路における各撮像位置において、飛行体により被写体の側面を撮像し、複数の撮像画像を取得する撮像部、を更に備えてよい。
飛行経路生成システムは、飛行経路における各撮像位置において、飛行体により撮像範囲を一部重複させて被写体の側面を撮像し、複数の撮像画像を取得する撮像部、を更に備えてよい。
処理部は、複数の撮像画像に基づいて、被写体の３次元形状データを生成してよい。
一態様において、飛行体は、被写体の側方を周回して被写体を撮像する飛行体であって、当該飛行体の飛行範囲と、被写体を撮像する撮像位置間隔と、に基づいて、被写体の撮像位置を決定し、撮像位置を通過する飛行体の飛行経路を生成する処理部、を備える。
撮像位置間隔は、同一高度での被写体の撮像位置の間隔である第１の撮像位置間隔を含んでよい。
処理部は、少なくとも、被写体の半径と、飛行範囲の半径と、飛行体が備える撮像部の画角と、隣り合う撮像位置で飛行体により撮像される撮像範囲の重複率である第１の重複率と、に基づいて、第１の撮像位置間隔を決定してよい。
飛行経路における各第１の撮像位置間隔は、等間隔でよい。
撮像位置間隔は、飛行体により被写体を撮像する撮像高度の間隔である第２の撮像位置間隔を含んでよい。
処理部は、少なくとも、被写体の半径と、飛行範囲の半径と、飛行体が備える撮像部の画角と、隣り合う撮像高度で飛行体により撮像される撮像範囲の重複率である第２の重複率と、に基づいて、第２の撮像位置間隔を決定してよい。
飛行経路における各第２の撮像位置間隔は、等間隔でよい。
飛行経路は、飛行体が第１の高度における各撮像位置を通過した後に、第１の高度から第２の高度へ変更する飛行経路でよい。
飛行体は、飛行経路における各撮像位置において、被写体の側面を撮像し、複数の撮像画像を取得する撮像部、を更に備えてよい。
飛行体は、飛行経路における各撮像位置において、撮像範囲を一部重複させて被写体の側面を撮像し、複数の撮像画像を取得する撮像部、を更に備えてよい。
処理部は、複数の撮像画像に基づいて、被写体の３次元形状データを生成してよい。
処理部は、被写体の半径の情報と、飛行範囲の半径の情報と、隣り合う撮像位置で飛行体により撮像される撮像範囲の重複率である第１の重複率の情報と、隣り合う撮像高度で飛行体により撮像される撮像範囲の重複率である第２の重複率の情報と、の少なくとも１つを含むパラメータを取得してよい。
一態様において、プログラムは、被写体の側方を周回して被写体を撮像する飛行体の飛行経路を生成するコンピュータに、飛行体の飛行範囲と、飛行体により被写体を撮像する撮像位置間隔と、に基づいて、飛行体による被写体の撮像位置を決定する手順と、撮像位置を通過する飛行体の飛行経路を生成する手順と、を実行させるためのプログラムである。
一態様において、記録媒体は、被写体の側方を周回して被写体を撮像する飛行体の飛行経路を生成するコンピュータに、飛行体の飛行範囲と、飛行体により被写体を撮像する撮像位置間隔と、に基づいて、飛行体による被写体の撮像位置を決定する手順と、撮像位置を通過する飛行体の飛行経路を生成する手順と、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み取り可能な記録媒体である。
なお、上記の発明の概要は、本発明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。
第１の実施形態における飛行経路生成システムの構成例を示す模式図 無人航空機の外観の一例を示す図 無人航空機の具体的な外観の一例を示す図 無人航空機のハードウェア構成の一例を示すブロック図 送信機の外観の一例を示す斜視図 送信機のハードウェア構成の一例を示すブロック図 被写体周辺を上空から見た平面図 被写体を正面から見た正面図 水平撮像間隔を算出するための説明図 水平角度の一例を示す模式図 任意の飛行コースにおける各撮像位置及び各撮像位置の飛行順序を示す平面図 各飛行コースにおける各撮像位置及び各撮像位置の飛行順序の第１例を示す正面図 各飛行コースにおける各撮像位置及び各撮像位置の飛行順序の第２例を示す正面図 各飛行コースにおける各撮像位置及び各撮像位置の飛行順序の第３例を示す正面図 飛行経路生成システムの動作例を示すシーケンス図 第２の実施形態における飛行経路生成システムの構成例を示す模式図 送信機のハードウェア構成の一例を示すブロック図 無人航空機のハードウェア構成の一例を示すブロック図 第３の実施形態における飛行経路生成システムの構成例を示す模式図
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、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。
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。但し、それ以外の場合、一切の著作権を留保する。
以下の実施形態では、飛行体として、無人航空機（ＵＡＶ：Unmanned Aerial Vehicle）を例示する。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。飛行経路生成方法は、飛行経路生成システムにおける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（例えば無人航空機及び送信機の少なくとも一方に各種の処理を実行させるプログラム）が記録媒体に記録されたものである。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における飛行経路生成システム１０の構成例を示す模式図である。飛行経路生成システム１０は、無人航空機１００及び送信機５０を備える。無人航空機１００及び送信機５０は、有線通信又は無線通信（例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））により通信可能である。
まず、無人航空機１００の構成例について説明する。図２は、無人航空機１００の外観の一例を示す図である。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。無人航空機１００が移動方向ＳＴＶ０に飛行する時の側面図が図２に示され、無人航空機１００が移動方向ＳＴＶ０に飛行する時の斜視図が図３に示されている。
図２及び図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）が定義されたとする。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）が定められ、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）が定められる。
無人航空機１００は、ＵＡＶ本体１０２と、ジンバル２００と、撮像装置２２０と、複数の撮像装置２３０とを含む構成である。無人航空機１００は、飛行体の一例である。撮像装置２２０、２３０は、撮像部の一例である。
ＵＡＶ本体１０２は、複数の回転翼を備える。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。
撮像装置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ある。
複数の撮像装置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ある。２つの撮像装置２３０が、無人航空機１００の機首である正面に設けられてよい。更に、他の２つの撮像装置２３０が、無人航空機１００の底面に設けられてよい。正面側の２つの撮像装置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つの撮像装置２３０もペアとなり、ステレオカメラとして機能してよい。複数の撮像装置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次元空間データが生成されてよい。なお、無人航空機１００が備える撮像装置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つの撮像装置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つの撮像装置２３０を備えてよい。撮像装置２３０で設定できる画角は、撮像装置２２０で設定できる画角より広くてよい。撮像装置２３０は、単焦点レンズ又は魚眼レンズを有してよい。
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、ジンバル２００と、回転翼機構２１０と、撮像装置２２０と、撮像装置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とを含む構成である。ＵＡＶ制御部１１０は、処理部の一例である。通信インタフェース１５０は、通信部の一例である。
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、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、通信インタフェース１５０を介して遠隔の送信機５０から受信した命令に従って、無人航空機１００の飛行を制御する。メモリ１６０は無人航空機１００から取り外し可能であってもよい。
ＵＡＶ制御部１１０は、複数の撮像装置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する。
ＵＡＶ制御部１１０は、現在の日時を示す日時情報を取得する。ＵＡＶ制御部１１０は、ＧＰＳ受信機２４０から現在の日時を示す日時情報を取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、無人航空機１００に搭載されたタイマ（不図示）から現在の日時を示す日時情報を取得してよい。
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、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する。向き情報には、例えば無人航空機１００の機首の向きに対応する方位が示される。
ＵＡＶ制御部１１０は、撮像装置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を介して送信機５０等の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、撮像すべき撮像範囲を撮像するために、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。
ＵＡＶ制御部１１０は、撮像装置２２０及び撮像装置２３０のそれぞれの撮像範囲を示す撮像情報を取得する。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、撮像装置２２０及び撮像装置２３０の画角を示す画角情報を撮像装置２２０及び撮像装置２３０から取得する。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、撮像装置２２０及び撮像装置２３０の撮像方向を示す情報を取得する。ＵＡＶ制御部１１０は、例えば撮像装置２２０の撮像方向を示す情報として、ジンバル２００から撮像装置２２０の姿勢の状態を示す姿勢情報を取得する。ＵＡＶ制御部１１０は、無人航空機１００の向きを示す情報を取得する。撮像装置２２０の姿勢の状態を示す情報は、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す。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する。ＵＡＶ制御部１１０は、撮像装置２２０及び撮像装置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、撮像装置２２０が撮像する地理的な範囲を示す撮像範囲を画定し、撮像範囲を示す撮像情報を生成することで、撮像情報を取得してよい。
ＵＡＶ制御部１１０は、撮像装置２２０が撮像すべき撮像範囲を示す撮像情報を取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、メモリ１６０から撮像装置２２０が撮像すべき撮像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を介して送信機５０等の他の装置から撮像装置２２０が撮像すべき撮像情報を取得してよい。
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ある。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、複数の撮像装置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。
ＵＡＶ制御部１１０は、撮像装置２２０及び撮像装置２３０により撮像された画像データを取得する。
ＵＡＶ制御部１１０は、ジンバル２００、回転翼機構２１０、撮像装置２２０、及び撮像装置２３０を制御する。ＵＡＶ制御部１１０は、撮像装置２２０の撮像方向又は画角を変更することによって、撮像装置２２０の撮像範囲を制御する。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装置２２０の撮像範囲を制御する。
本明細書では、撮像範囲は、撮像装置２２０又は撮像装置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、撮像装置２２０又は撮像装置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る。撮像装置２２０及び撮像装置２３０の撮像方向は、撮像装置２２０及び撮像装置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る。撮像装置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に対する撮像装置２２０の姿勢の状態とから特定される方向である。撮像装置２３０の撮像方向は、無人航空機１００の機首の方位と、撮像装置２３０が設けられた位置とから特定される方向である。
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、撮像装置２２０及び撮像装置２３０の撮像範囲を制御してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、撮像装置２２０が備えるズームレンズを制御することで、撮像装置２２０の画角を制御してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、撮像装置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、撮像装置２２０の画角を制御してよい。
撮像装置２２０が無人航空機１００に固定され、撮像装置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装置２２０に撮像させることができる。あるいは撮像装置２２０がズーム機能を有さず、撮像装置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装置２２０に撮像させることができる。
また、ＵＡＶ制御部１１０は、飛行経路の生成に関する処理を行う飛行経路処理部１１１としての機能を含む。ＵＡＶ制御部１１０は、３次元形状データの生成に関する処理を行う形状データ処理部１１２としての機能を含んでもよい。
飛行経路処理部１１１は、入力パラメータを取得してよい。または、飛行経路処理部１１１は、送信機５０が入力した入力パラメータを、通信インタフェース１５０を介して受信することで、取得してよい。取得された入力パラメータは、メモリ１６０に保持されてよい。入力パラメータは、無人航空機１００による画像の撮像位置（空撮位置）（Waypoint）及び撮像位置を通る飛行経路を生成するための各種のパラメータを含む。撮像位置は、３次元空間における位置である。
入力パラメータは、飛行範囲の情報、飛行範囲の半径（飛行経路の半径）の情報、飛行範囲の中心位置の情報、被写体の半径の情報、被写体の高さの情報、撮像範囲の重複率の情報、撮像装置２２０又は撮像装置２３０の解像度の情報、の少なくとも１つを含んでよい。また、入力パラメータは、飛行経路の初期高度の情報、飛行経路の終了高度の情報、飛行コースの初期撮像位置の情報、の少なくとも１つを含んでよい。また、入力パラメータは、撮像位置間隔の情報を含んでよい。
また、飛行経路処理部１１１は、入力パラメータに含まれる少なくとも一部の情報を、送信機５０から取得するのではなく、他の装置から取得してよい。例えば、飛行経路処理部１１１は、送信機５０により特定された被写体の識別情報を受信して取得してよい。飛行経路処理部１１１は、特定された被写体の識別情報を基に、通信インタフェース１５０を介して外部サーバと通信し、被写体の識別情報に対応する被写体の半径の情報や被写体の高さの情報を受信して取得してよい。
撮像範囲の重複率は、撮像範囲の重複率は、水平方向又は上下方向で隣り合う撮像位置で撮像装置２２０又は撮像装置２３０により撮像される場合の２つの撮像範囲が重複する割合を示す。撮像範囲の重複率は、水平方向での撮像範囲の重複率（水平重複率ともいう）の情報、上下方向での撮像範囲の重複率（上下重複率ともいう）の情報、の少なくとも１つを含んでよい。水平重複率及び上下重複率は、同じでも異なってもよい。水平重複率及び上下重複率が異なる値である場合、水平重複率の情報及び上下重複率の情報のいずれも入力パラメータに含まれてよい。水平重複率及び上下重複率が同値である場合、同値である１つの重複率の情報が入力パラメータに含まれてよい。水平重複率は、第１の重複率の一例である。上下重複率は、第２の重複率の一例である。
撮像位置間隔は、空間的な撮像間隔であり、飛行経路において無人航空機１００が画像を撮像すべき複数の撮像位置のうち、隣り合う撮像位置の間の距離である。撮像位置間隔は、水平方向での撮像位置の間隔（水平撮像間隔ともいう）及び鉛直方向の撮像位置の間隔（上下撮像間隔ともいう）の少なくとも１つを含んでよい。水平撮像間隔は、第１の撮像位置間隔の一例である。上下撮像間隔は、第２の撮像位置間隔の一例である。飛行経路処理部１１１は、水平撮像間隔及び上下撮像間隔を含む撮像位置間隔を、算出して取得しても入力パラメータに含まれて取得してもよい。
飛行範囲は、被写体の周囲に無人航空機１００が周回して飛行する飛行経路を周端部に含む範囲である。飛行範囲は、飛行範囲を真上から見た断面形状が円形状に近似される範囲でよい。飛行範囲を真上から見た断面形状は、円形以外の形状（例えば多角形状）でもよい。飛行経路は、高度（撮像高度）が異なる複数の飛行コースを有してよい。飛行経路処理部１１１は、被写体の中心位置の情報（例えば緯度及び経度の情報）と被写体の半径の情報とを基に、飛行範囲を算出してよい。飛行経路処理部１１１は、被写体の中心位置と被写体の半径とを基に、被写体を円形状に近似して、飛行範囲を算出してよい。また、飛行経路処理部１１１は、入力パラメータに含まれる送信機５０が生成した飛行範囲の情報を取得してよい。
飛行経路処理部１１１は、撮像装置２２０の画角又は撮像装置２３０の画角の情報を、撮像装置２２０又は撮像装置２３０から取得してよい。撮像装置２２０の画角又は撮像装置２３０の画角は、水平方向と上下方向とで同じでも異なってもよい。水平方向での撮像装置２２０の画角又は撮像装置２３０の画角を水平画角とも称する。上下方向での撮像装置２２０の画角又は撮像装置２３０の画角を上下画角とも称する。飛行経路処理部１１１は、水平画角及び上下画角が同値である場合、同値である１つの画角の情報を取得してよい。
飛行経路処理部１１１は、被写体の半径、飛行範囲の半径、撮像装置２２０の水平画角又は撮像装置２３０の水平画角、撮像範囲の水平重複率に基づいて、水平撮像間隔を算出してよい。飛行経路処理部１１１は、被写体の半径、飛行範囲の半径、撮像装置２２０の上下画角又は撮像装置２３０の上下画角、撮像範囲の上下重複率に基づいて、上下撮像間隔を算出してよい。
飛行経路処理部１１１は、飛行範囲及び撮像位置間隔に基づいて、無人航空機１００による被写体の撮像位置（Waypoint）を決定する。無人航空機１００による撮像位置は、水平方向において等間隔に配置されてよく、最後の撮像位置と最初の撮像位置との距離は撮像位置間隔より短くてもよい。この間隔は、水平撮像間隔となる。無人航空機１００による撮像位置は、上下方向において等間隔に配置されてよく、最後の撮像位置と最初の撮像位置との距離は撮像位置間隔より短くてもよい。この間隔は、上下撮像間隔となる。
飛行経路処理部１１１は、決定された撮像位置を通る飛行経路を生成する。飛行経路処理部１１１は、１つの飛行コースにおいて水平方向に隣り合う各撮像位置を順に通り、この飛行コースにおける各撮像位置を全て通過した後、次の飛行コースへ進入する飛行経路を生成してよい。飛行経路処理部１１１は、次の飛行コースにおいても同様に、水平方向に隣り合う各撮像位置を順に通り、この飛行コースにおける各撮像位置を全て通過した後、その次の飛行コースへ進入する飛行経路を生成してよい。飛行経路は、地面側を始点として飛行経路を進むにつれて高度が上昇するように形成されてよい。飛行経路は、上空側を始点として飛行経路を進むにつれて高度が下降するように形成されてよい。
飛行経路処理部１１１は、生成された飛行経路に従って、無人航空機１００の飛行を制御してよい。飛行経路処理部１１１は、飛行経路の途中に存在する撮像位置において、撮像装置２２０又は撮像装置２３０により被写体を撮像させてよい。無人航空機１００は、被写体の側方を周回して、飛行経路に従って飛行してよい。従って、撮像装置２２０又は撮像装置２３０は、飛行経路における撮像位置において、被写体の側面を撮像してよい。撮像装置２２０又は撮像装置２３０により撮像された撮像画像は、メモリ１６０に保持されてよい。ＵＡＶ制御部１１０は、適宜（例えば３次元形状データの生成時）メモリ１６０を参照してよい。
形状データ処理部１１２は、撮像装置２２０，２３０のいずれかにより異なる撮像位置において撮像された複数の撮像画像に基づいて、オブジェクト（被写体）の立体形状（３次元形状）を示す立体情報（３次元情報、３次元形状データ）を生成してよい。よって、撮像画像は、３次元形状データを復元するための１つの画像として用いられてよい。３次元形状データを復元するための撮像画像は、静止画像でよい。複数の撮像画像に基づく３次元形状データの生成手法としては、公知の方法を用いてよい。公知の方法として、例えば、ＭＶＳ（Multi View Stereo）、ＰＭＶＳ（Patch-based MVS）、ＳfＭ（Structure from Motion）が挙げられる。
３次元形状データの生成に用いられる撮像画像は、静止画でよい。３次元形状データの生成に用いられる複数の撮像画像には、互いに撮像範囲が一部重複する２つの撮像画像が含まれる。この重複の割合（つまり撮像範囲の重複率）が高い程、同一範囲において３次元形状データを生成する場合には、３次元形状データの生成に用いられる撮像画像の数が多くなる。従って、形状データ処理部１１２は、３次元形状の復元精度を向上できる。一方、撮像範囲の重複率が低い程、同一範囲において３次元形状データを生成する場合には、３次元形状データの生成に用いられる撮像画像の数が少なくなる。従って、形状データ処理部１１２は、３次元形状データの生成時間を短縮できる。尚、複数の撮像画像において、互いに撮像範囲が一部重複する２つの撮像画像が含まれなくてもよい。
形状データ処理部１１２は、複数の撮像画像として、被写体の側面が撮像された撮像画像を含んで取得する。従って、形状データ処理部１１２は、一律に上空から鉛直方向を撮像した撮像画像を取得する場合と比較すると、被写体の側面における画像特徴を多数収集でき、被写体周辺の３次元形状の復元精度を向上できる。
通信インタフェース１５０は、送信機５０と通信する（図４参照）。通信インタフェース１５０は、遠隔の送信機５０からＵＡＶ制御部１１０に対する各種の命令や情報を受信する。
メモリ１６０は、ＵＡＶ制御部１１０がジンバル２００、回転翼機構２１０、撮像装置２２０、撮像装置２３０、ＧＰＳ受信機２４０、慣性計測装置２５０、磁気コンパス２６０及び気圧高度計２７０を制御するのに必要なプログラム等を格納する。また、メモリ１６０は、ＵＡＶ制御部１１０が、飛行経路処理部１１１や形状データ処理部１１２の実行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、ＵＡＶ本体１０２の内部に設けられてよい。ＵＡＶ本体１０２から取り外し可能に設けられてよい。
ジンバル２００は、少なくとも１つの軸を中心に撮像装置２２０を回転可能に支持する。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装置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つを中心に撮像装置２２０を回転させることで、撮像装置２２０の撮像方向を変更してよい。
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。
撮像装置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。撮像装置２２０の撮像により得られた画像データは、撮像装置２２０が有するメモリ、又はメモリ１６０に格納される。
撮像装置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。撮像装置２３０の画像データは、メモリ１６０に格納される。
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。
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ＩＭＵ２５０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する。
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。
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。
次に、送信機５０の構成例について説明する。図５は、送信機５０の外観の一例を示す斜視図である。送信機５０に対する上下前後左右の方向は、図５に示す矢印の方向にそれぞれ従うとする。送信機５０は、例えば送信機５０を使用する人物（以下、「操作者」という）の両手で把持された状態で使用される。
送信機５０は、例えば略正方形状の底面を有し、かつ高さが底面の一辺より短い略直方体（言い換えると、略箱形）の形状をした樹脂製の筐体５０Ｂを有する。送信機５０の具体的な構成は図４を参照して後述する。送信機５０の筐体表面の略中央には、左制御棒５３Ｌと右制御棒５３Ｒとが突設して配置される。
左制御棒５３Ｌ、右制御棒５３Ｒは、それぞれ操作者による無人航空機１００の移動を遠隔で制御（例えば、無人航空機１００の前後移動、左右移動、上下移動、向き変更）するための操作において使用される。図５では、左制御棒５３Ｌ及び右制御棒５３Ｒは、操作者の両手からそれぞれ外力が印加されていない初期状態の位置が示されている。左制御棒５３Ｌ及び右制御棒５３Ｒは、操作者により印加された外力が解放された後、自動的に所定位置（例えば図５に示す初期位置）に復帰する。
左制御棒５３Ｌの手前側（言い換えると、操作者側）には、送信機５０の電源ボタンＢ１が配置される。電源ボタンＢ１が操作者により一度押下されると、例えば送信機５０に内蔵されるバッテリ（不図示）の容量の残量がバッテリ残量表示部Ｌ２において表示される。電源ボタンＢ１が操作者によりもう一度押下されると、例えば送信機５０の電源がオンとなり、送信機５０の各部（図６参照）に電源が供給されて使用可能となる。
右制御棒５３Ｒの手前側（言い換えると、操作者側）には、ＲＴＨ（Return To Home）ボタンＢ２が配置される。ＲＴＨボタンＢ２が操作者により押下されると、送信機５０は、無人航空機１００に所定の位置に自動復帰させるための信号を送信する。これにより、送信機５０は、無人航空機１００を所定の位置（例えば無人航空機１００が記憶している離陸位置）に自動的に帰還させることができる。ＲＴＨボタンＢ２は、例えば屋外での無人航空機１００による空撮中に操作者が無人航空機１００の機体を見失った場合、又は電波干渉や予期せぬトラブルに遭遇して操作不能になった場合等に利用可能である。
電源ボタンＢ１及びＲＴＨボタンＢ２の手前側（言い換えると、操作者側）には、リモートステータス表示部Ｌ１及びバッテリ残量表示部Ｌ２が配置される。リモートステータス表示部Ｌ１は、例えばＬＥＤ（Light Emission Diode）を用いて構成され、送信機５０と無人航空機１００との無線の接続状態を表示する。バッテリ残量表示部Ｌ２は、例えばＬＥＤを用いて構成され、送信機５０に内蔵されたバッテリ（不図示）の容量の残量を表示する。
左制御棒５３Ｌ及び右制御棒５３Ｒより後側であって、かつ送信機５０の筐体５０Ｂの後方側面から、２つのアンテナＡＮ１，ＡＮ２が突設して配置される。アンテナＡＮ１，ＡＮ２は、操作者の左制御棒５３Ｌ及び右制御棒５３Ｒの操作に基づき、送信機制御部６１により生成された信号（つまり、無人航空機１００の移動を制御するための信号）を無人航空機１００に送信する。アンテナＡＮ１，ＡＮ２は、例えば２ｋｍの送受信範囲をカバーできる。また、アンテナＡＮ１，ＡＮ２は、送信機５０と無線接続中の無人航空機１００が有する撮像装置２２０，２３０により撮像された画像、又は無人航空機１００が取得した各種データが無人航空機１００から送信された場合に、これらの画像又は各種データを受信できる。
表示部ＤＰは、例えばＬＣＤ（Crystal Liquid Display）を含んで構成される。表示部ＤＰは、各種データを表示する。表示部ＤＰの形状、サイズ、及び配置位置は、任意であり、図５の例に限られない。
図６は、送信機５０のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。送信機５０は、左制御棒５３Ｌと、右制御棒５３Ｒと、送信機制御部６１と、無線通信部６３と、電源ボタンＢ１と、ＲＴＨボタンＢ２と、操作部セットＯＰＳと、リモートステータス表示部Ｌ１と、バッテリ残量表示部Ｌ２と、表示部ＤＰとを含む構成である。送信機５０は、通信端末の一例である。無線通信部６３は、通信部の一例である。
左制御棒５３Ｌは、例えば操作者の左手により、無人航空機１００の移動を遠隔で制御するための操作に使用される。右制御棒５３Ｒは、例えば操作者の右手により、無人航空機１００の移動を遠隔で制御するための操作に使用される。無人航空機１００の移動は、例えば前進する方向の移動、後進する方向の移動、左方向の移動、右方向の移動、上昇する方向の移動、下降する方向の移動、左方向に無人航空機１００を回転する移動、右方向に無人航空機１００を回転する移動のうちいずれか又はこれらの組み合わせであり、以下同様である。
電源ボタンＢ１は一度押下されると、一度押下された旨の信号が送信機制御部６１に入力される。送信機制御部６１は、この信号に従い、送信機５０に内蔵されるバッテリ（不図示）の容量の残量をバッテリ残量表示部Ｌ２に表示する。これにより、操作者は、送信機５０に内蔵されるバッテリの容量の残量を簡単に確認できる。また、電源ボタンＢ１は二度押下されると、二度押下された旨の信号が送信機制御部６１に渡される。送信機制御部６１は、この信号に従い、送信機５０に内蔵されるバッテリ（不図示）に対し、送信機５０内の各部への電源供給を指示する。これにより、操作者は、送信機５０の電源がオンとなり、送信機５０の使用を簡単に開始できる。
ＲＴＨボタンＢ２は押下されると、押下された旨の信号が送信機制御部６１に入力される。送信機制御部６１は、この信号に従い、無人航空機１００に所定の位置（例えば無人航空機１００の離陸位置）に自動復帰させるための信号を生成し、無線通信部６３及びアンテナＡＮ１，ＡＮ２を介して無人航空機１００に送信する。これにより、操作者は、送信機５０に対する簡単な操作により、無人航空機１００を所定の位置に自動で復帰（帰還）させることができる。
操作部セットＯＰＳは、複数の操作部（例えば操作部ＯＰ１，…，操作部ＯＰｎ）（ｎ：２以上の整数）を用いて構成される。操作部セットＯＰＳは、図４に示す左制御棒５３Ｌ、右制御棒５３Ｒ、電源ボタンＢ１及びＲＴＨボタンＢ２を除く他の操作部（例えば、送信機５０による無人航空機１００の遠隔制御を支援するための各種の操作部）により構成される。ここでいう各種の操作部とは、例えば、無人航空機１００の撮像装置２２０を用いた静止画の撮像を指示するボタン、無人航空機１００の撮像装置２２０を用いた動画の録画の開始及び終了を指示するボタン、無人航空機１００のジンバル２００（図４参照）のチルト方向の傾きを調整するダイヤル、無人航空機１００のフライトモードを切り替えるボタン、無人航空機１００の撮像装置２２０の設定を行うダイヤルが該当する。
また、操作部セットＯＰＳは、無人航空機１００の撮像間隔位置、撮像位置、又は飛行経路を生成するための入力パラメータの情報を入力するパラメータ操作部ＯＰＡを有する。パラメータ操作部ＯＰＡは、スティック、ボタン、キー、タッチパネル、等により形成されてよい。パラメータ操作部ＯＰＡは、左制御棒５３Ｌ、右制御棒５３Ｒにより形成されてもよい。パラメータ操作部ＯＰＡにより入力パラメータに含まれる各パラメータを入力するタイミングは、全て同じでも異なってもよい。
入力パラメータは、飛行範囲の情報、飛行範囲の半径（飛行経路の半径）の情報、飛行範囲の中心位置の情報、被写体の半径の情報、被写体の高さの情報、水平重複率の情報、上下重複率の情報、撮像装置２２０又は撮像装置２３０の解像度の情報、の少なくとも１つを含んでよい。また、入力パラメータは、飛行経路の初期高度の情報、飛行経路の終了高度の情報、飛行コースの初期撮像位置の情報、の少なくとも１つを含んでよい。また、入力パラメータは、水平撮像間隔の情報、上下撮像間隔の情報、の少なくとも１つを含んでよい。
パラメータ操作部ＯＰＡは、緯度・経度の具体的な値又は範囲を入力することで、飛行範囲の情報、飛行範囲の半径（飛行経路の半径）の情報、飛行範囲の中心位置の情報、被写体の半径の情報、被写体の高さ（例えば初期高度、終了高度）の情報、水平重複率の情報、上下重複率の情報、撮像装置２２０又は撮像装置２３０の解像度の情報、の少なくとも１つを入力してよい。パラメータ操作部ＯＰＡは、緯度・経度の具体的な値又は範囲を入力することで、飛行経路の初期高度の情報、飛行経路の終了高度の情報、飛行コースの初期撮像位置の情報、の少なくとも１つを入力してよい。パラメータ操作部ＯＰＡは、緯度・経度の具体的な値又は範囲を入力することで、水平撮像間隔の情報、上下撮像間隔の情報、の少なくも１つを入力してよい。
リモートステータス表示部Ｌ１及びバッテリ残量表示部Ｌ２は、図５を参照して説明したので、ここでは説明を省略する。
送信機制御部６１は、プロセッサ（例えばＣＰＵ、ＭＰＵ又はＤＳＰ）を用いて構成される。送信機制御部６１は、送信機５０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。
例えば送信機制御部６１は、操作者の左制御棒５３Ｌ及び右制御棒５３Ｒの操作により、その操作により指定された無人航空機１００の移動を制御するための信号を生成する。送信機制御部６１は、この生成した信号を、無線通信部６３及びアンテナＡＮ１，ＡＮ２を介して、無人航空機１００に送信して無人航空機１００を遠隔制御する。これにより、送信機５０は、無人航空機１００の移動を遠隔で制御できる。
例えば送信機制御部６１は、無線通信部６３を介して外部サーバ等が蓄積する地図データベースの地図情報を取得する。送信機制御部６１は、表示部ＤＰを介して地図情報を表示し、パラメータ操作部ＯＰＡを介して地図情報でのタッチ操作等により、飛行範囲を選択して、飛行範囲の情報、飛行範囲の半径（飛行経路の半径）の情報を取得してよい。送信機制御部６１は、パラメータ操作部ＯＰＡを介して地図情報でのタッチ操作等により、被写体を選択して、被写体の半径の情報、被写体の高さの情報を取得してよい。また、送信機制御部６１は、被写体の高さの情報を基に、飛行経路の初期高度の情報、飛行経路の終了高度の情報を算出して取得してよい。この初期高度及び終了高度は、被写体の側面の端部が撮像可能な範囲で算出されてよい。
例えば送信機制御部６１は、パラメータ操作部ＯＰＡにより入力された入力パラメータを、無線通信部６３を介して無人航空機１００へ送信する。入力パラメータに含まれる各パラメータの送信タイミングは、全て同じタイミングでも異なるタイミングでもよい。
送信機制御部６１は、パラメータ操作部ＯＰＡにより得られた入力パラメータの情報を取得し、表示部ＤＰ及び無線通信部６３へ送る。
無線通信部６３は、２つのアンテナＡＮ１，ＡＮ２と接続される。無線通信部６３は、２つのアンテナＡＮ１，ＡＮ２を介して、無人航空機１００との間で所定の無線通信方式（例えばＷｉｆｉ（登録商標））を用いた情報やデータの送受信を行う。無線通信部６３は、送信機制御部６１からの入力パラメータの情報を、無人航空機１００へ送信する。
表示部ＤＰは、送信機制御部６１により処理された各種データを表示してよい。表示部ＤＰは、入力された入力パラメータの情報を表示する。従って、送信機５０の操作者は、表示部ＤＰを参照することで、入力パラメータの内容を確認できる。
尚、送信機５０は、表示部ＤＰを備える代わりに、表示端末（不図示）と有線又は無線により接続されてもよい。表示端末には、表示部ＤＰと同様に、入力パラメータの情報が表示されてよい。表示端末は、スマートフォン、タブレット端末、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等でよい。また、表示端末が入力パラメータの少なくとも１つを入力し、入力パラメータを有線通信又は無線通信で送信機５０へ送り、送信機５０の無線通信部６３が無人航空機１００へ入力パラメータを送信してもよい。
次に、撮像位置間隔の具体的な算出方法について説明する。
図７Ａは、被写体ＢＬ周辺を上空から見た平面図である。図７Ｂは、被写体ＢＬを正面から見た正面図である。被写体ＢＬの正面は、被写体ＢＬを側方（水平方向）から見た側面図の一例である。図７Ａ及び図７Ｂでは、被写体ＢＬはビルでよい。
飛行経路処理部１１１は、（式１）を用いて、水平方向の撮像位置間隔を示す水平撮像間隔ｄｆｏｒｗａｒｄを算出してよい。
Figure 0006803919
 （式１）における各パラメータの意味を、以下に示す。
Ｒｆｌｉｇｈｔ：飛行経路の半径
Ｒｏｂｊ：被写体ＢＬの半径（被写体ＢＬを示す近似円の半径）
ＦＯＶ（Field of View）１：撮像装置２２０又は撮像装置２３０の水平画角
ｒｆｏｒｗａｒｄ：水平重複率
飛行経路処理部１１１は、入力パラメータに含まれる被写体ＢＬの中心位置ＢＬｃの情報（例えば緯度、経度の情報）を、通信インタフェース１５０を介して送信機５０から受信してよい。
飛行経路処理部１１１は、飛行経路の半径Ｒｆｌｉｇｈｔを、撮像装置２２０又は撮像装置２３０の解像度に基づいて算出してよい。この場合、飛行経路処理部１１１は、入力パラメータに含まれる解像度の情報を、通信インタフェース１５０を介して送信機５０から受信してよい。飛行経路処理部１１１は、入力パラメータに含まれる通信インタフェース１５０を介して送信機５０から飛行経路の半径Ｒｆｌｉｇｈｔの情報を受信してよい。飛行経路処理部１１１は、入力パラメータに含まれる被写体ＢＬの半径Ｒｏｂｊの情報を、通信インタフェース１５０を介して送信機５０から受信してよい。
水平画角ＦＯＶ１の情報は、無人航空機１００に係るハードウェアの情報としてメモリ１６０に保持されてよく、または送信機５０から取得されてもよい。飛行経路処理部１１１は、水平撮像間隔を算出する際に、メモリ１６０から水平画角ＦＯＶ１の情報を読み込んでよい。飛行経路処理部１１１は、水平重複率ｒｆｏｒｗａｒｄの情報を、通信インタフェース１５０を介して送信機５０から受信してよい。水平重複率ｒｆｏｒｗａｒｄは、例えば９０％である。
図８は、（式１）に従って水平撮像間隔ｄｆｏｒｗａｒｄを算出するための説明図である。
水平画角ＦＯＶ１は、撮像装置２２０又は撮像装置２３０による撮像範囲の水平方向成分ｐｈ１及び撮像距離としての被写体ＢＬまでの距離を用いて、以下のように近似できる。
ＦＯＶ１＝ｐｈ１／（Ｒｆｌｉｇｈｔ−Ｒｏｂｊ）
従って、飛行経路処理部１１１は、（式１）の一部である（Ｒｆｌｉｇｈｔ−Ｒｏｂｊ）＊ＦＯＶ１＝ｐｈ１を算出する。画角ＦＯＶ（ここではＦＯＶ１）は、上式から明らかなように、長さ（距離）の比によって示される。尚、アスタリスク「＊」は乗算符号を示す。
飛行経路処理部１１１は、撮像装置２２０又は撮像装置２３０により複数の撮像画像を取得する場合、隣り合う２つの撮像画像の撮像範囲を一部重複させてよい。飛行経路処理部１１１は、複数の撮像範囲を一部重複させることで、３次元形状データの生成が可能となる。
飛行経路処理部１１１は、撮像範囲の水平方向成分ｐｈ１において隣接する撮像範囲の水平方向成分と重複しない非重複部分を、（式１）の一部である（ｐｈ１＊（１−水平重複率ｒｆｏｒｗａｒｄ））として算出する。そして、飛行経路処理部１１１は、飛行経路の半径Ｒｆｌｉｇｈｔと被写体の半径Ｒｏｂｊとの比に基づいて、撮像範囲の水平方向成分ｐｈ１における非重複部分を、飛行範囲の周端（飛行経路）に至るまで拡大し、水平撮像間隔ｄｆｏｒｗａｒｄとして撮像する。
飛行経路処理部１１１は、水平撮像間隔ｄｆｏｒｗａｒｄの代わりに、水平角度θｆｏｒｗａｒｄを算出してよい。図９は、水平角度θｆｏｒｗａｒｄの一例を示す模式図である。水平角度は、例えば（式２）を用いて算出される。
Figure 0006803919
また、飛行経路処理部１１１は、（式３）を用いて、上下方向の撮像位置間隔を示す上下撮像間隔ｄｓｉｄｅを算出してよい。
Figure 0006803919
 （式３）における各パラメータの意味を、以下に示す。尚、（式１）で用いたパラメータについては、説明を省略する。
ＦＯＶ（Field of View）２：撮像装置２２０又は撮像装置２３０の上下画角
ｒｓｉｄｅ：上下重複率
上下画角ＦＯＶ２の情報は、ハードウェアの情報としてメモリ１６０に保持されている。飛行経路処理部１１１は、上下撮像間隔を算出する際に、メモリ１６０から水平画角ＦＯＶ１の情報を読み込んでよい。飛行経路処理部１１１は、入力パラメータに含まれる上下重複率ｒｓｉｄｅの情報を、通信インタフェース１５０を介して送信機５０から受信してよい。上下重複率ｒｆｏｒｗａｒｄは、例えば６０％である。
（式１）と（式３）とを比較すると、上下撮像間隔ｄｓｉｄｅの算出方法は、水平撮像間隔ｄＦｏｒｗａｒｄの算出方法とほぼ同様であるが、（式１）の最後の項（Ｒｆｌｉｇｈｔ／Ｒｏｂｊ）が（式３）には存在しない。これは、撮像範囲の上下方向成分ｐｈ２（不図示）が、撮像範囲の水平方向成分ｐｈ１と異なり、上下方向において隣り合う撮像位置の距離にそのまま相当するためである。
尚、ここでは主に、飛行経路処理部１１１が、撮像位置間隔を算出して取得することを例示した。この代わりに、飛行経路処理部１１１が通信インタフェース１５０を介して送信機５０から撮像位置間隔の情報を受信して取得してよい。
このように、撮像位置間隔が水平撮像間隔を含むことで、無人航空機１００は、同一の飛行コース上に撮像位置を配置できる。従って、無人航空機１００は、高度を変更せずに複数の撮像位置を通過でき、安定して飛行できる。また、無人航空機１００は、水平方向を被写体ＢＬの周囲を一周して撮像画像を安定して取得できる。また、同じ被写体ＢＬを異なる角度で撮像画像を多数取得できるので、被写体ＢＬの側方の全周にわたって３次元形状データの復元精度を向上できる。
また、飛行経路処理部１１１は、少なくとも、被写体の半径と、飛行範囲の半径と、撮像装置２２０又は２３０の水平画角と、水平重複率と、に基づいて、水平撮像間隔を決定してよい。従って、無人航空機１００は、特定の被写体の大きさや飛行範囲等、各種パラメータを考慮して、３次元復元に必要される水平方向の複数の撮像画像を好適に取得できる。また、水平重複率を大きくする等、撮像位置の間隔が狭くなると、水平方向での撮像画像の枚数が増加し、無人航空機１００は、３次元復元の精度を更に向上できる。
また、撮像位置間隔が上下撮像間隔を含むことで、無人航空機１００は、上下方向の異なる位置、つまり異なる高度で撮像画像を取得できる。つまり、無人航空機１００は、特に上空からの画一的な撮像では取得することが困難な異なる高度での撮像画像を取得できる。よって、３次元形状データの生成時に欠損領域が発生することを抑制できる。
また、飛行経路処理部１１１は、少なくとも、被写体の半径と、飛行範囲の半径と、撮像装置２２０又は２３０の上下画角と、上下重複率と、に基づいて、上下撮像間隔を決定してよい。これにより、無人航空機１００は、特定の被写体ＢＬの大きさや飛行範囲等、各種パラメータを考慮して、３次元復元に必要とされる上下方向の複数の撮像画像を好適に取得できる。また、上下重複率を大きくする等、撮像位置の間隔が狭くなると、上下方向での撮像画像の枚数が増加し、無人航空機１００は、３次元復元の精度を更に向上できる。
次に、撮像位置の決定例（配置例）及び飛行経路の生成例について説明する。
図１０Ａは、任意の飛行コースＦＣにおける各撮像位置ＣＰ及び各撮像位置ＣＰの飛行順序を示す平面図である。
飛行経路処理部１１１は、取得（算出又は受信）された撮像位置間隔に基づいて、飛行経路における各飛行コースＦＣの撮像位置ＣＰ（Waypoint）を算出する。飛行経路処理部１１１は、各飛行コースＦＣでは、水平撮像間隔毎に等間隔で撮像位置ＣＰを配置してよい。飛行経路処理部１１１は、上下方向に隣り合う飛行コースＦＣ間では、上下撮像間隔毎に等間隔で撮像位置ＣＰを配置してよい。
飛行経路処理部１１１は、水平方向での撮像位置ＣＰの配置に際し、任意の飛行コースＦＣにおける初期撮像位置ＣＰ１（最初の撮像位置ＣＰ）を１点定めて配置し、初期撮像位置ＣＰ１を基点として水平撮像間隔毎に、飛行コースＦＣ上に順に等間隔に撮像位置ＣＰを配置してよい。飛行経路処理部１１１は、水平撮像間隔で撮像位置ＣＰを配置した結果、飛行コースＦＣ上を一周後の撮像位置ＣＰを、初期撮像位置ＣＰ１と同位置に配置しなくてもよい。つまり、飛行コースの一周である３６０度が撮像位置ＣＰにより等間隔に分割されなくてもよい。よって、同一の飛行コースＦＣ上で水平撮像間隔が等間隔でない間隔が存在してよい。撮像位置ＣＰと初期撮像位置ＣＰ１との距離は、水平撮像間隔と同じ又は水平撮像間隔より短い。
飛行経路処理部１１１は、配置された各撮像位置ＣＰを通過する飛行経路ＦＰを生成する。飛行経路処理部１１１は、被写体ＢＬの側方を周回し高度が異なる複数の飛行コースＦＣのうち、最高高度又は最低高度を初期高度として決定してよい。最高高度及び最低高度の少なくとも一方の情報は、入力パラメータに含まれてよい。
飛行経路ＦＰは、初期高度の飛行コースＦＣにおける各撮像位置ＣＰを通過した後、直上又は真下の飛行コースＦＣに高度を変更し、変更後の飛行コースＦＣにおける各撮像位置ＣＰを通過する飛行経路でよい。飛行経路ＦＰは、このように１つの飛行コースＦＣの全撮像位置ＣＰを通過した後に、真上又は真下の飛行コースＦＣに順次変更する飛行経路でよい。
各飛行コースＦＣでの飛行方向は、時計回り（右回り）の方向でもよいし、反時計周り（左回り）の方向でもよい。複数の飛行コースＦＣ間の飛行方向は、上方向（上昇方向）でもよいし、下方向（下降方向）でもよい。
図１０Ｂは、各飛行コースＦＣにおける各撮像位置ＣＰ及び各撮像位置ＣＰの飛行順序の第１例を示す正面図である。異なる飛行コースＦＣでは、各撮像位置ＣＰが水平方向における位置（緯度、経度）が同じでよい。飛行経路処理部１１１は、任意の飛行コースにおいて水平撮像間隔を等間隔にして撮像位置を一周分配置した後に、他の飛行コース（例えば隣り合う飛行コース）に変更して、任意の位置にこの飛行コースでの初期撮像位置ＣＰ１を配置し、水平撮像間隔に基づいて撮像位置の配置を継続してよい。飛行経路ＦＰは、変更前の飛行コースＦＣでの水平方向における飛行方向と同方向に進行した撮像位置ＣＰを通過する飛行経路でもよい。
また、無人航空機１００は、送信機５０の表示部ＤＰに、生成された飛行コース、飛行経路、及び撮像位置を表示させてよい。この場合、飛行経路処理部１１１は、通信インタフェース１５０を介して、生成された飛行コース及び飛行経路、並びに決定された撮像位置の情報を送信機５０へ送信してよい。送信機５０では、送信機制御部６１が、無線通信部６３を介して飛行コース、飛行経路、及び撮像位置の情報を受信して取得してよい。送信機制御部６１が、表示部ＤＰを介して、飛行コース、飛行経路、及び撮像位置の情報に基づく表示情報を表示してよい。
また、無人航空機１００は、生成された飛行経路に従って飛行する。ＵＡＶ制御部１１０は、無人航空機１００が飛行中に１つの撮像位置を通過すると、この撮像位置を通過した旨を含む情報（通過情報）を、通信インタフェース１５０を介して送信機５０へ送信してよい。送信機制御部６１は、無線通信部６３を介して無人航空機１００から撮像位置の通過情報を受信すると、表示部ＤＰに表示された撮像位置のうち、無人航空機１００が通過した撮像位置の表示色を変更してよい。これにより、表示部ＤＰを確認する確認者は、無人航空機１００の飛行経路における現在の飛行位置を容易に確認できる。
また、無人航空機１００は、表示部ＤＰの代わりに送信機５０に接続された表示端末に、飛行コース、飛行経路、撮像位置、及び撮像位置の通過情報に基づく表示情報を表示させてもよい。
図１１Ａは、各飛行コースＦＣにおける各撮像位置ＣＰ及び各撮像位置ＣＰの飛行順序の第２例を示す正面図である。異なる飛行コースＦＣでは、各撮像位置ＣＰが水平方向における位置（緯度、経度）が異なってよい。飛行経路ＦＰは、変更前の飛行コースＦＣでの水平方向における飛行方向と同方向に進行した撮像位置ＣＰを通過する飛行経路でもよい。
図１１Ｂは、各飛行コースＦＣにおける各撮像位置ＣＰ及び各撮像位置ＣＰの飛行順序の第３例を示す正面図である。飛行経路処理部１１１は、任意の飛行コースＦＣにおいて水平撮像間隔を等間隔にして撮像位置ＣＰを一周分配置した後に、水平位置（緯度・経度）を変更せずに高度を他の飛行コース（例えば隣り合う飛行コースＦＣ）に変更して、この飛行コースＦＣでの初期撮像位置ＣＰ１を配置し、水平撮像間隔に基づいて撮像位置ＣＰの配置を継続してよい。飛行経路ＦＰは、真上又は真下の飛行コースＦＣに高度を変更する際には、変更前後の飛行コースＦＣで水平方向の位置を変更せずに撮像位置ＣＰを通過する飛行経路でもよい。
このように、飛行経路処理部１１１により生成される飛行経路は、第１の飛行コースＦＣが存在する第１の高度における各撮像位置ＣＰを通過した後に、第１の高度から第２の飛行コースＦＣが存在する第２の高度へ変更する飛行経路でよい。これにより、無人航空機１００は、飛行姿勢が安定する同一高度での各撮像位置ＣＰでの撮像が終了した後に、次の高度に遷移できる。よって、無人航空機１００は、飛行を安定させながら、所望の画像を高精度に撮像できる。
また、飛行経路処理部１１１が水平撮像間隔を等間隔に設定することで、同一の飛行コースにおける各撮像位置で撮像された撮像画像は、被写体ＢＬの側方で均等に分割された状態となる。従って、３次元復元するための複数の撮像画像の水平方向の位置での偏りが抑制される。よって、無人航空機１００は、３次元形状データの復元精度を向上できる。
また、飛行経路処理部１１１が上下撮像間隔を等間隔に設定することで、異なる飛行コース間における各撮像位置で撮像された撮像画像は、被写体ＢＬの高さ方向で均等に分割された状態となる。従って、３次元復元するための複数の撮像画像の上下方向の位置での偏りが抑制される。よって、飛行経路生成システム１０及び無人航空機１００は、３次元形状データの復元精度を向上できる。
次に、飛行経路生成システム１０の動作例について説明する。
図１２は、飛行経路生成システム１０の動作例を示すフローチャートである。図１２では、飛行高度を徐々に下降させる飛行経路を生成することを例示する。
まず、送信機５０では、パラメータ操作部ＯＰＡは、ユーザ（送信機５０の操作者）指示による入力パラメータの入力を受け付ける。無線通信部６３は、入力パラメータを無人航空機１００へ送信する。
無人航空機１００では、通信インタフェース１５０が、送信機５０からの入力パラメータを受信して取得し、メモリ１６０へ保持させる（Ｓ１１）。メモリ１６０へ保持された入力パラメータは、必要時にメモリ１６０から読み出され、飛行経路処理部１１１等に参照される。
飛行経路処理部１１１は、入力パラメータに基づいて、撮像位置間隔を算出する（Ｓ１２）。つまり、飛行経路処理部１１１は、水平撮像間隔ｄｆｏｒｗａｒｄ及び上下撮像間隔ｄｓｉｄｅを算出する。
無人航空機１００では、飛行経路処理部１１１は、メモリ１６０から初期高度の情報を取得する（Ｓ１３）。
飛行経路処理部１１１は、現在の撮像位置の配置対象（Waypointの追加対象）の飛行コース（例えば初期高度の飛行コース）における初期撮像位置（初期Waypoint）を配置（設定）する（Ｓ１４）。初期撮像位置の情報は、送信機５０に入力される入力パラメータに含まれ、メモリ１６０から取得されてよい。初期撮像位置は、飛行経路処理部１１１により乱数に基づき決定されてもよい。
現在の撮像位置（例えば初期撮像位置）を基点として、水平撮像間隔の長さ離間して、飛行コースにおいていずれかの方向（例えば時計回り又は反時計周り）に回転された位置を、回転位置とする。飛行経路処理部１１１は、被写体の中心位置を基点として、初期撮像位置と回転位置との成す角度（回転角度）が、３６０度以上であるか否かを判定する（Ｓ１５）。つまり、飛行経路処理部１１１は、回転の結果、回転位置が、撮像位置の配置対象の飛行コースにおいて１周以上周回した位置となるか否かを判定する。
回転角度が３６０度未満である場合、飛行経路処理部１１１は、現在の撮像位置と同一の飛行コースにおける回転位置に、撮像位置を追加で配置（設定）する（Ｓ１６）。Ｓ１６の処理後、Ｓ１５に進む。
一方、回転角度が３６０度以上である場合、現在の撮像位置と同一の飛行コースにおける撮像位置の配置が、一周分終了しているので、飛行経路処理部１１１は、回転位置に撮像位置を配置せず、Ｓ１７に進む。
飛行経路処理部１１１は、次の高度の飛行コースに遷移させる（Ｓ１７）。つまり、飛行経路処理部１１１は、次の高度の飛行コースを、撮像位置の配置対象の飛行コースとする。
飛行経路処理部１１１は、遷移後の飛行コースの飛行高度が、終了高度未満であるか否かを判定する（Ｓ１８）。終了高度の情報は、入力パラメータに含まれてよく、メモリ１６０に保持されていてよい。上記遷移後の飛行コースの飛行高度が終了高度以上である場合、飛行経路処理部１１１は、上下方向の飛行範囲内を撮像位置の配置対象としているので、撮像位置の配置を継続し、Ｓ１４に進む。
上記現在の飛行高度が終了高度未満である場合、飛行経路処理部１１１は、上下方向の飛行範囲外を撮像位置の配置対象としているので、撮像位置の追加配置を終了する。そして、飛行経路処理部１１１は、各飛行コースにおいて配置された各撮像位置の情報を、メモリ１６０に出力して保持させる（Ｓ１９）。
飛行経路処理部１１１は、各飛行コースにおける各撮像位置を決定すると、各撮像位置を通過する飛行経路を生成する。飛行経路処理部１１１は、生成された飛行経路の情報を、メモリ１６に出力して保持させる。
以上のように、無人航空機１００は、送信機５０により入力された入力パラメータを取得する。無人航空機１００は、入力パラメータに基づいて、撮像位置間隔や撮像位置を、被写体ＢＬの側方の異なる高度において決定できる。無人航空機１００は、撮像位置を順に通過する飛行経路を設定できる。無人航空機１００は、飛行経路に従って飛行し、各撮像位置において被写体ＢＬに向けて、つまり水平方向に画像を撮像することで、被写体ＢＬの側面を撮像できる。
このように、飛行経路生成システム１０及び無人航空機１００は、固定経路を通りながら上空を画一的に飛行して空撮するだけでは得られない、特定の被写体ＢＬの側面の画像を多く取得するための撮像位置の決定及び飛行経路の生成を実施できる。また、特定の被写体ＢＬの側面を撮像するために、撮像者が撮像装置を把持して被写体ＢＬの側面を撮像しなくて済む。よって、被写体ＢＬの側面の画像の取得を希望するユーザが、被写体ＢＬの周辺まで移動して被写体ＢＬを撮像する必要がなく、ユーザの利便性が向上する。また、決定された撮像位置及び生成された飛行経路を利用することで、ユーザ手動による被写体ＢＬの側面の撮像が不要となり、無人航空機１００が自動的に撮像できる。また、飛行経路生成システム１０及び無人航空機１００は、所望の状態（例えば被写体の所望の撮像位置、被写体の所望の撮像サイズ、被写体の所望の撮像向き）の撮像画像を取得できる可能性が高くなる。
また、被写体の周囲において３次元空間の位置（緯度、経度、高度）のユーザ入力を必要とせずに、無人航空機１００が飛行範囲と撮像位置間隔に基づいて撮像位置及び飛行経路を算出可能であるので、ユーザの利便性が向上する。
また、無人航空機１００が、実際に、生成された飛行経路に従って飛行し、決定された撮像位置において画像を撮像してよい。これにより、飛行経路処理部１１１により決定された撮像位置及び生成された飛行経路を利用するので、容易且つ高精度に被写体ＢＬの側面の画像を取得できる。
また、無人航空機１００が、実際に、生成された飛行経路に従って飛行し、決定された撮像位置において、撮像範囲を一部重複させて複数の画像を撮像してもよい。これにより、無人航空機１００は、３次元復元に必要な撮像画像を容易且つ高精度に取得できる。
また、形状データ処理部１１２は、実際に撮像された撮像画像を基に、３次元形状データを生成してもよい。これにより、撮像位置の決定及び飛行経路の生成から３次元形状データの生成まで１つのシステムで実現できる。また、無人航空機１００は、被写体ＢＬの側面の撮像画像の不足を抑制でき、３次元形状の復元精度を向上できる。
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、飛行経路を生成するための各種処理（例えば撮像位置間隔の算出、撮像位置の決定、飛行経路の生成）を無人航空機が実施することを例示した。第２の実施形態では飛行経路を生成するための各種処理を無人航空機以外の機器（例えば送信機）が実施することを例示する。
図１３は、第２の実施形態における飛行経路生成システム１０Ａの構成例を示す模式図である。飛行経路生成システム１０Ａは、無人航空機１００Ａ及び送信機５０Ａを備える。無人航空機１００Ａ及び送信機５０Ａは、有線通信又は無線通信（例えば無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））により通信可能である。第２の実施形態において、第１の実施形態と同様の事項については、説明を省略又は簡略化する。
図１４は、送信機５０Ａのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。送信機５０Ａは、送信機５０と比較すると、送信機制御部６１の代わりに送信機制御部６１Ａを備える。図１４の送信機５０Ａにおいて、図６の送信機５０と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化する。
送信機制御部６１Ａは、送信機制御部６１の機能に加え、飛行経路の生成に関する処理を行う飛行経路処理部６５としての機能を含む。送信機制御部６１Ａは、３次元形状データの生成に関する処理を行う形状データ処理部６６としての機能を含んでもよい。飛行経路処理部６５は、第１の実施形態における無人航空機１００のＵＡＶ制御部１１０の飛行経路処理部１１１と同様である。形状データ処理部６６は、第１の実施形態における無人航空機１００のＵＡＶ制御部１１０の形状データ処理部１１２と同様である。尚、送信機制御部６１Ａは、形状データ処理部６６を備えなくてもよい。
飛行経路処理部６５は、パラメータ操作部ＯＰＡに入力された入力パラメータを受け取る。飛行経路処理部６５は、入力パラメータを必要に応じてメモリ６４に保持させる。飛行経路処理部６５は、必要に応じて（例えば撮像位置間隔の算出時、撮像位置の決定時、飛行経路の生成時）にメモリ６４から入力パラメータの少なくとも一部を読み込む。
メモリ６４は、送信機５０Ａ内の各部を制御するのに必要なプログラム等を格納する。メモリ６４は、ＵＡＶ制御部１１０が、飛行経路処理部６５や形状データ処理部６６の実行に必要なプログラム等を格納する。メモリ６４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６４は、送信機５０Ａの内部に設けられてよい。送信機５０Ａから取り外し可能に設けられてよい。
飛行経路処理部６５は、第１の実施形態の飛行経路処理部１１１と同様の方法で、撮像位置間隔の取得（例えば算出）、撮像位置の決定、飛行経路の生成、等をしてよい。ここでは詳細な説明を省略する。送信機５０Ａは、パラメータ操作部ＯＰＡによる入力パラメータの入力から撮像位置間隔の取得（例えば算出）、撮像位置の決定、飛行経路の生成、に至るまで、１つの装置で処理できる。よって、撮像位置の決定及び飛行経路の生成において、通信が発生しないので、通信環境の良否に左右されずに撮像位置の決定及び飛行経路の生成を実施できる。飛行経路処理部６５は、無線通信部６３を介して、決定された撮像位置の情報及び生成された飛行経路の情報を、無人航空機１００Ａへ送信する。
形状データ処理部６６は、無線通信部６３を介して、無人航空機１００Ａにより撮像された撮像画像を受信して取得してよい。受信された撮像画像は、メモリ６４に保持されてよい。形状データ処理部６６は、取得された複数の撮像画像を基に、オブジェクト（被写体）の立体形状（３次元形状）を示す立体情報（３次元情報、３次元形状データ）を生成してよい。複数の撮像画像に基づく３次元形状データの生成手法としては、公知の方法を用いてよい。公知の方法として、例えば、ＭＶＳ、ＰＭＶＳ、ＳfＭが挙げられる。
図１５は、無人航空機１００Ａ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１００Ａは、無人航空機１００と比較すると、ＵＡＶ制御部１１０の代わりにＵＡＶ制御部１１０Ａを備える。ＵＡＶ制御部１１０Ａは、飛行経路処理部１１１及び形状データ処理部１１２を備えない。尚、ＵＡＶ制御部１１０Ａは、形状データ処理部１１２を備えてもよい。つまり、無人航空機１００Ａが、複数の撮像画像を基に、３次元形状データを生成してもよい。図１５の無人航空機１００Ａにおいて、図４の無人航空機１００Ａと同様の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
ＵＡＶ制御部１１０Ａは、通信インタフェース１５０を介して、各撮像位置の情報及び飛行経路の情報を送信機５０Ａから受信して取得してよい。撮像位置の情報及び飛行経路の情報は、メモリ１６０に保持されてよい。ＵＡＶ制御部１１０Ａは、送信機５０Ａから取得した撮像位置の情報及び飛行経路の情報に基づいて、無人航空機１００Ａの飛行を制御し、飛行経路における各撮像位置において、被写体の側面を撮像する。各撮像画像は、メモリ１６０に保持されてよい。ＵＡＶ制御部１１０Ａは、通信インタフェース１５０を介して、撮像装置２２０又は２３０により撮像された撮像画像を送信機５０Ａへ送信してよい。
このように、飛行経路生成システム１０Ａでは、送信機５０Ａのパラメータ操作部ＯＰＡが、入力パラメータを入力する。飛行経路処理部６５が、入力パラメータを用いて、撮像位置を決定し、撮像位置を通過する飛行経路を生成する。無人航空機１００Ａでは、ＵＡＶ制御部１１０Ａが、通信インタフェース１５０を介して、決定された撮像位置の情報及び生成された飛行経路の情報を送信機５０Ａから受信等により取得し、メモリ１６０に保持させる。ＵＡＶ制御部１１０Ａが、取得された飛行経路に従って飛行制御する。ＵＡＶ制御部１１０Ａは、飛行経路における撮像位置（空撮位置）（Waypoint）で、撮像装置２２０又は２３０に画像（空撮画像）を撮像させる。撮像された画像（撮像画像）は、例えば３次元形状を復元するための１つの画像として用いられてよい。
飛行経路生成システム１０Ａ及び送信機５０Ａによれば、固定経路を通りながら上空を画一的に飛行して空撮するだけでは得られない、特定の被写体ＢＬの側面の画像を多く取得するための撮像位置の決定及び飛行経路の生成を実施できる。また、特定の被写体ＢＬの側面を撮像するために、撮像者が撮像装置を把持して被写体ＢＬの側面を撮像しなくて済む。よって、被写体ＢＬの側面の画像の取得を希望するユーザが、被写体ＢＬの周辺まで移動して被写体ＢＬを撮像する必要がなく、ユーザの利便性が向上する。また、決定された撮像位置及び生成された飛行経路を利用することで、ユーザ手動による被写体ＢＬの側面の撮像が不要となり、無人航空機１００Ａが自動的に撮像できる。また、飛行経路生成システム１０Ａ及び送信機５０Ａは、所望の状態（例えば被写体の所望の撮像位置、被写体の所望の撮像サイズ、被写体の所望の撮像向き）の撮像画像を取得できる可能性が高くなる。
また、被写体の周囲において３次元空間の位置（緯度、経度、高度）のユーザ入力を必要とせずに、送信機５０Ａが飛行範囲と撮像位置間隔に基づいて撮像位置及び飛行経路を算出可能であるので、ユーザの利便性が向上する。
また、送信機５０Ａにより決定された撮像位置及び生成された飛行経路の情報が無人航空機１００Ａに設定されてよい。無人航空機１００Ａは、実際に、生成された飛行経路に従って飛行し、決定された撮像位置において画像を撮像してよい。これにより、無人航空機１００Ａは、容易且つ高精度に被写体ＢＬの側面の画像を取得できる。
また、無人航空機１００Ａが、実際に、生成された飛行経路に従って飛行し、決定された撮像位置において、撮像範囲を一部重複させて複数の画像を撮像してもよい。これにより、無人航空機１００Ａは、３次元復元に必要な撮像画像を容易且つ高精度に取得できる。送信機５０Ａは、この撮像画像を無人航空機１００Ａから取得し、３次元形状データの生成を実施してよい。
（第３の実施形態）
第２の実施形態では、飛行経路を生成するための各種処理（例えば撮像位置間隔の算出、撮像位置の決定、飛行経路の生成）を送信機が実施することを例示した。第３の実施形態では、飛行経路を生成するための各種処理を送信機以外の通信端末（例えばＰＣ）が実施する。
図１６は、第３の実施形態における飛行経路生成システム１０Ｂの構成例を示す模式図である。飛行経路生成システム１０Ｂは、無人航空機１００Ａ及びＰＣ７０を含む。無人航空機１００Ａ及びＰＣ７０は、有線通信又は無線通信（例えば無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））により通信可能である。
ＰＣ７０は、通信デバイス、メモリ、プロセッサ、入力デバイス、及びディスプレイを備えてよい。ＰＣ７０は、第２の実施形態の送信機５０Ａが備えるパラメータ操作部ＯＰＡ、飛行経路処理部６５の機能を有してよい。ＰＣ７０は、送信機５０Ａが備える形状データ処理部６６の機能を有してよい。ＰＣ７０には、飛行経路生成方法を実現するためのプログラム（アプリケーション）がインストールされてよい。
飛行経路生成システム１０Ｂ及びＰＣ７０によれば、送信機５０Ａを用いずに、汎用性の高いＰＣ７０を用いて、撮像位置の決定や飛行経路生成を容易に実施できる。
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明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発明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。
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。
第１〜第３の実施形態では、飛行体として無人航空機１００を例示したが、人が搭乗した有人航空機を自動飛行させたものでもよい。
第１〜第３の実施形態では、被写体としてのオブジェクトは、地上に建造されたオブジェクト以外でもよく、例えば海上に建造されたオブジェクトでもよい。
１０，１０Ａ，１０Ｂ 飛行経路生成システム
５０，５０Ａ 送信機
５０Ｂ 筐体
５３Ｌ 左制御棒
５３Ｒ 右制御棒
６１ 送信機制御部
６３ 無線通信部
６４ メモリ
６５ 飛行経路処理部
６６ 形状データ処理部
７０ ＰＣ
１００，１００Ａ 無人航空機
１０２ ＵＡＶ本体
１１０，１１０Ａ ＵＡＶ制御部
１１１ 飛行経路処理部
１１２ 形状データ処理部
１５０ 通信インタフェース
１６０ メモリ
２００ ジンバル
２１０ 回転翼機構
２２０，２３０ 撮像装置
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
ＡＮ１，ＡＮ２ アンテナ
Ｂ１ 電源ボタン
Ｂ２ ＲＴＨボタン
ＢＬ 被写体
ＣＰ 撮像位置
ＣＰ１ 初期撮像位置
ＦＰ 飛行経路
ＦＣ 飛行コース
Ｌ１ リモートステータス表示部
Ｌ２ バッテリ残量表示部
ＯＰＡ パラメータ操作部
ＯＰＳ 操作部セット

Claims (30)

  1. 被写体の側方を周回して被写体を撮像する飛行体の飛行経路生成方法であって、
    前記飛行体の飛行範囲と、前記飛行体により前記被写体を撮像する撮像位置間隔と、に基づいて、前記飛行体による前記被写体の撮像位置を決定する段階と、
    前記撮像位置を通過する前記飛行体の飛行経路を生成する段階と、
    を含み、
    前記撮像位置間隔は、同一高度での前記被写体の撮像位置の間隔である第１の撮像位置間隔を含み、
    少なくとも、前記被写体の半径と、前記飛行範囲の半径と、前記飛行体が備える撮像部の画角と、隣り合う撮像位置で前記飛行体により撮像される撮像範囲の重複率である第１の重複率と、に基づいて、前記第１の撮像位置間隔を決定する段階、を更に含む、
    飛行経路生成方法。
  2. 前記飛行経路における各前記第１の撮像位置間隔は、等間隔である、
    請求項１に記載の飛行経路生成方法。
  3. 前記撮像位置間隔は、前記飛行体により前記被写体を撮像する撮像高度の間隔である第２の撮像位置間隔を含む、
    請求項１に記載の飛行経路生成方法。
  4. 少なくとも、前記被写体の半径と、前記飛行範囲の半径と、前記飛行体が備える撮像部の画角と、隣り合う撮像高度で前記飛行体により撮像される撮像範囲の重複率である第２の重複率と、に基づいて、前記第２の撮像位置間隔を決定する段階、を更に含む、
    請求項３に記載の飛行経路生成方法。
  5. 前記飛行経路における前記第２の撮像位置間隔は、等間隔である、
    請求項３または４に記載の飛行経路生成方法。
  6. 前記飛行経路は、前記飛行体が第１の高度における各撮像位置を通過した後に、前記第１の高度から第２の高度へ変更する飛行経路である、
    請求項１〜５のいずれか１項に記載の飛行経路生成方法。
  7. 前記飛行経路における各撮像位置において、前記飛行体により前記被写体の側面を撮像し、複数の撮像画像を取得する段階、を更に含む、
    請求項１〜６のいずれか１項に記載の飛行経路生成方法。
  8. 前記飛行経路における各撮像位置において、前記飛行体により撮像範囲を一部重複させて前記被写体の側面を撮像し、複数の撮像画像を取得する段階、を更に含む、
    請求項１〜６のいずれか１項に記載の飛行経路生成方法。
  9. 前記複数の撮像画像に基づいて、前記被写体の３次元形状データを生成する段階、を更に含む、
    請求項８に記載の飛行経路生成方法。
  10. 被写体の側方を周回して被写体を撮像する飛行体の飛行経路を生成する飛行経路生成システムであって、
    前記飛行体の飛行範囲と、前記飛行体により前記被写体を撮像する撮像位置間隔と、に基づいて、前記飛行体による前記被写体の撮像位置を決定し、前記撮像位置を通過する前記飛行体の飛行経路を生成する処理部、を備え、
    前記撮像位置間隔は、同一高度での前記被写体の撮像位置の間隔である第１の撮像位置間隔を含み、
    前記処理部は、少なくとも、前記被写体の半径と、前記飛行範囲の半径と、前記飛行体が備える撮像部の画角と、隣り合う撮像位置で前記飛行体により撮像される撮像範囲の重複率である第１の重複率と、に基づいて、前記第１の撮像位置間隔を決定する、
    飛行経路生成システム。
  11. 前記飛行経路における各前記第１の撮像位置間隔は、等間隔である、
    請求項１０に記載の飛行経路生成システム。
  12. 前記撮像位置間隔は、前記飛行体により前記被写体を撮像する撮像高度の間隔である第２の撮像位置間隔を含む、
    請求項１０に記載の飛行経路生成システム。
  13. 前記処理部は、少なくとも、前記被写体の半径と、前記飛行範囲の半径と、前記飛行体が備える撮像部の画角と、隣り合う撮像高度で前記飛行体により撮像される撮像範囲の重複率である第２の重複率と、に基づいて、前記第２の撮像位置間隔を決定する、
    請求項１２に記載の飛行経路生成システム。
  14. 前記飛行経路における各前記第２の撮像位置間隔は、等間隔である、
    請求項１２または１３に記載の飛行経路生成システム。
  15. 前記飛行経路は、前記飛行体が第１の高度における各撮像位置を通過した後に、前記第１の高度から第２の高度へ変更する飛行経路である、
    請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の飛行経路生成システム。
  16. 前記飛行経路における各撮像位置において、前記飛行体により前記被写体の側面を撮像し、複数の撮像画像を取得する撮像部、を更に備える、
    請求項１０〜１５のいずれか１項に記載の飛行経路生成システム。
  17. 前記飛行経路における各撮像位置において、前記飛行体により撮像範囲を一部重複させて前記被写体の側面を撮像し、複数の撮像画像を取得する撮像部、を更に備える、
    請求項１０〜１５のいずれか１項に記載の飛行経路生成システム。
  18. 前記処理部は、前記複数の撮像画像に基づいて、前記被写体の３次元形状データを生成する、
    請求項１７に記載の飛行経路生成システム。
  19. 被写体の側方を周回して被写体を撮像する飛行体であって、
    当該飛行体の飛行範囲と、前記被写体を撮像する撮像位置間隔と、に基づいて、前記被写体の撮像位置を決定し、前記撮像位置を通過する前記飛行体の飛行経路を生成する処理部、を備え、
    前記撮像位置間隔は、同一高度での前記被写体の撮像位置の間隔である第１の撮像位置間隔を含み、
    前記処理部は、少なくとも、前記被写体の半径と、前記飛行範囲の半径と、当該飛行体が備える撮像部の画角と、隣り合う撮像位置で前記飛行体により撮像される撮像範囲の重複率である第１の重複率と、に基づいて、前記第１の撮像位置間隔を決定する、
    飛行体。
  20. 前記飛行経路における各前記第１の撮像位置間隔は、等間隔である、
    請求項１９に記載の飛行体。
  21. 前記撮像位置間隔は、前記飛行体により前記被写体を撮像する撮像高度の間隔である第２の撮像位置間隔を含む、
    請求項１９に記載の飛行体。
  22. 前記処理部は、少なくとも、前記被写体の半径と、前記飛行範囲の半径と、当該飛行体が備える撮像部の画角と、隣り合う撮像高度で前記飛行体により撮像される撮像範囲の重複率である第２の重複率と、に基づいて、前記第２の撮像位置間隔を決定する、
    請求項２１に記載の飛行体。
  23. 前記飛行経路における各前記第２の撮像位置間隔は、等間隔である、
    請求項２１または２２に記載の飛行体。
  24. 前記飛行経路は、前記飛行体が第１の高度における各撮像位置を通過した後に、前記第１の高度から第２の高度へ変更する飛行経路である、
    請求項１９〜２３のいずれか１項に記載の飛行体。
  25. 前記飛行経路における各撮像位置において、前記被写体の側面を撮像し、複数の撮像画像を取得する撮像部、を更に備える、
    請求項１９〜２４のいずれか１項に記載の飛行体。
  26. 前記飛行経路における各撮像位置において、撮像範囲を一部重複させて前記被写体の側面を撮像し、複数の撮像画像を取得する撮像部、を更に備える、
    請求項１９〜２４のいずれか１項に記載の飛行体。
  27. 前記処理部は、前記複数の撮像画像に基づいて、前記被写体の３次元形状データを生成する、
    請求項２６に記載の飛行体。
  28. 前記処理部は、前記被写体の半径の情報と、前記飛行範囲の半径の情報と、隣り合う撮像位置で前記飛行体により撮像される撮像範囲の重複率である第１の重複率の情報と、隣り合う撮像高度で前記飛行体により撮像される撮像範囲の重複率である第２の重複率の情報と、の少なくとも１つを含むパラメータを取得する、
    請求項１９〜２７のいずれか１項に記載の飛行体。
  29. 被写体の側方を周回して被写体を撮像する飛行体の飛行経路を生成するコンピュータに、
    前記飛行体の飛行範囲と、前記飛行体により前記被写体を撮像する撮像位置間隔と、に基づいて、前記飛行体による前記被写体の撮像位置を決定する手順と、
    前記撮像位置を通過する前記飛行体の飛行経路を生成する手順と、
    を含み、
    前記撮像位置間隔は、同一高度での前記被写体の撮像位置の間隔である第１の撮像位置間隔を含み、
    少なくとも、前記被写体の半径と、前記飛行範囲の半径と、前記飛行体が備える撮像部の画角と、隣り合う撮像位置で前記飛行体により撮像される撮像範囲の重複率である第１の重複率と、に基づいて、前記第１の撮像位置間隔を決定する手順、を更に含む、
    方法を実行させるためのプログラム。
  30. 被写体の側方を周回して被写体を撮像する飛行体の飛行経路を生成するコンピュータに、
    前記飛行体の飛行範囲と、前記飛行体により前記被写体を撮像する撮像位置間隔と、に基づいて、前記飛行体による前記被写体の撮像位置を決定する手順と、
    前記撮像位置を通過する前記飛行体の飛行経路を生成する手順と、
    を含み、
    前記撮像位置間隔は、同一高度での前記被写体の撮像位置の間隔である第１の撮像位置間隔を含み、
    少なくとも、前記被写体の半径と、前記飛行範囲の半径と、前記飛行体が備える撮像部の画角と、隣り合う撮像位置で前記飛行体により撮像される撮像範囲の重複率である第１の重複率と、に基づいて、前記第１の撮像位置間隔を決定する手順、を更に含む、
    方法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み取り可能な記録媒体。
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