JP6989849B2 - Inspection system for the structure to be inspected - Google Patents

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Description

本発明は、無人飛行体に搭載した検査カメラにて橋梁等の被検査構造体（被検査構造物）を撮影して、被検査構造体の画像からクラック等の欠陥を判別する被検査構造体の検査システムに関する。 In the present invention, an inspected structure (inspected structure) such as a bridge is photographed by an inspection camera mounted on an unmanned flying object, and a defect such as a crack is discriminated from the image of the inspected structure. Regarding the inspection system.

橋梁等の被検査構造体の欠陥を判別する技術として、特許文献１は、損傷状態調査システムを開示する。損傷状態調査システムは、無人ヘリコプター等の無人飛行体（空中移動機器）と、無人飛行体に搭載したデジタルカメラ（撮影装置）と、無人飛行体に搭載したＧＰＳ受信機（Global Positioning System）を備える。損傷状態調査システムでは、無人飛行体を橋梁に飛行して、デジタルカメラで橋梁のひび割れや損傷の画像を撮影する。撮影した画像データを解析することで、橋梁の損傷状態を調査する。 Patent Document 1 discloses a damage state investigation system as a technique for discriminating defects in a structure to be inspected such as a bridge. The damage condition investigation system is equipped with an unmanned flying object (aerial mobile device) such as an unmanned helicopter, a digital camera (shooting device) mounted on the unmanned flying object, and a GPS receiver (Global Positioning System) mounted on the unmanned flying object. .. The damage condition investigation system flies an unmanned vehicle over a bridge and uses a digital camera to capture images of cracks and damage to the bridge. By analyzing the captured image data, the damaged state of the bridge is investigated.

特開２０１５－３４４２８号公報JP-A-2015-34428

しかし、特許文献１では、無人飛行体に搭載したＧＰＳ受信機により無人飛行体の三次元座標の位置（経度、緯度、標高の座標値）を取得できるものの、無人飛行体の三次元の飛行姿勢を認識できないため、デジタルカメラで撮影した画像（撮影写真）の座標付け（三次元座標のＸ座標値、Ｙ座標値、Ｘ座標値、Ｘ軸周りの角度、Ｙ軸周りの角度及びＺ軸周りの角度）ができない。 However, in Patent Document 1, although the position (longitude, latitude, and elevation coordinate values) of the unmanned vehicle can be acquired by the GPS receiver mounted on the unmanned vehicle, the three-dimensional flight posture of the unmanned vehicle is obtained. Because it cannot recognize, the coordinates of the image (taken photograph) taken by the digital camera (X-coordinate value of 3D coordinates, Y-coordinate value, X-coordinate value, angle around X-axis, angle around Y-axis and around Z-axis) Angle) is not possible.

ドローン等の無人飛行体（ＵＡＶ：Unmanned aerial vehicle）に慣性計測装置（ＩＭＵ：inertial measurement unit）を搭載して、無人飛行体の三次元の飛行姿勢（三次元座標のＸＹＺ軸周りの角度）を取得（測定）することも考えられるが、高い計測精度の慣性計測装置（ＩＭＵ）は、比較的重く（４Ｋｇ～２０ｋｇ程度の重さ）、ドローン等の無人飛行体に搭載することはできない。 An inertial measurement unit (IMU) is mounted on an unmanned aerial vehicle (UAV) such as a drone to measure the three-dimensional flight posture (angle around the XYZ axis of the three-dimensional coordinates) of the unmanned aerial vehicle. Although it is possible to acquire (measure), an inertial measurement unit (IMU) with high measurement accuracy is relatively heavy (weight of about 4 kg to 20 kg) and cannot be mounted on an unmanned aerial vehicle such as a drone.

本発明は、ドローン等の無人飛行体に高い計測精度の慣性計測装置（ＩＭＵ）を搭載することなく、無人飛行体の三次元の飛行姿勢、及び無人飛行体の三次元の飛行位置を得ることのできる被検査構造体の検査システムを提供することにある。 The present invention obtains a three-dimensional flight attitude of an unmanned aerial vehicle and a three-dimensional flight position of an unmanned aerial vehicle without mounting an inertial measurement unit (IMU) with high measurement accuracy on an unmanned aerial vehicle such as a drone. The purpose is to provide an inspection system for the structure to be inspected.

本発明に係る請求項１は、被検査構造体の画像を撮影し、前記被検査構造体の画像から欠陥を判別する被検査構造体の検査システムであって、前記被検査構造体の周辺に配置され、地上座標系ＸＹＺの三次元座標値を測定済みの４以上の基準点と、前記被検査構造体及び前記基準点の間に飛行される無人飛行体と、前記無人飛行体に搭載され、前記被検査構造体の一部の箇所の検査画像を撮影する検査カメラと、撮影方向を前記検査カメラの撮影方向と反対側に位置して前記無人飛行体に搭載され、４以上の前記基準点を含む基準画像を撮影する基準カメラと、制御演算手段と、を備え、前記無人飛行体は、前記検査カメラの撮影方向を前記被検査構造体に向け、及び前記基準カメラの撮影方向を前記各基準点に向ける飛行姿勢にて飛行され、前記検査カメラ、及び前記基準カメラは、前記無人飛行体の前記飛行姿勢において、前記被検査構造体の一部の箇所及び４以上の前記基準点を同時撮影し、前記制御演算手段は、前記基準カメラの撮影した基準画像上の各基準点から選択した４つの基準点について、選択した前記各基準点の基準画像上の写真座標系ｘｙの写真座標値と、前記基準カメラで撮影した基準画像上の全ての基準点の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値に基づいて、同時撮影時の前記検査カメラの地上座標系ＸＹＺにおける姿勢、及び同時撮影時の前記基準カメラの撮影中心の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値を算出し、前記基準カメラの撮影中心からの前記検査カメラの撮影中心の三次元座標値と、前記基準カメラの撮影中心の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値に基づいて、前記検査カメラの撮影中心であって、前記検査カメラで撮影した検査画像の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値を算出することを特徴とする被検査構造体の検査システムである。
The first aspect of the present invention is an inspection system for an inspected structure that captures an image of the inspected structure and discriminates defects from the image of the inspected structure in the vicinity of the inspected structure. Four or more reference points that are arranged and have measured the three-dimensional coordinate values of the ground coordinate system XYZ, an unmanned vehicle that flies between the structure to be inspected and the reference points, and an unmanned vehicle that is mounted on the unmanned vehicle. , An inspection camera that captures inspection images of a part of the structure to be inspected, and mounted on the unmanned vehicle with the imaging direction located on the side opposite to the imaging direction of the inspection camera, and the four or more reference points. The unmanned flying object includes a reference camera for capturing a reference image including points and a control calculation means, and the unmanned flying object directs the imaging direction of the inspection camera toward the structure to be inspected and the imaging direction of the reference camera. The inspection camera and the reference camera are flown in a flight posture toward each reference point, and the inspection camera and the reference camera make a part of the structure to be inspected and four or more reference points in the flight posture of the unmanned vehicle. Simultaneously photographed, the control calculation means has a photographic coordinate system xy on the reference image of each of the selected reference points with respect to the four reference points selected from the reference points on the reference image captured by the reference camera. Based on the photographic coordinate values and the three-dimensional coordinate values of the ground coordinate system XYZ of all the reference points on the reference image taken by the reference camera, the posture of the inspection camera in the ground coordinate system XYZ at the time of simultaneous shooting , and the simultaneous The three-dimensional coordinate values of the ground coordinate system XYZ of the shooting center of the reference camera at the time of shooting are calculated, the three-dimensional coordinate values of the shooting center of the inspection camera from the shooting center of the reference camera, and the shooting center of the reference camera. Based on the three-dimensional coordinate values of the ground coordinate system XYZ, the three-dimensional coordinate values of the ground coordinate system XYZ of the inspection image taken by the inspection camera, which is the imaging center of the inspection camera, are calculated . It is an inspection system for the structure to be inspected.

本発明に係る請求項１では、地上に建造された被検査構造体（被検査構造物）の周辺の地上に４以上の基準点（例えば、対空標識）を設置する。各基準点の地上座標系の三次元座標値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、予め測定されている。
請求項１では、第１に、無人飛行体は、検査カメラを被検査構造体に近接（接近）して飛行して、検査カメラの撮影方向を被検査構造体に向け、基準カメラの撮影方向を各基準点に向ける飛行姿勢（検査飛行姿勢）にする。第２に、検査カメラは、無人飛行体の飛行姿勢において、被検査構造体の全体又は一部の箇所（部位）の画像（検査画像）を撮影し、基準カメラは、無人飛行体の飛行姿勢において、４以上の基準点を含む地上の画像（基準画像）を撮影する。検査カメラ及び基準カメラは、検査画像及び基準画像を同時撮影する。このように、無人飛行体の飛行姿勢（検査飛行姿勢）を順次変更することで、検査カメラ及び基準カメラは、被検査構造体の複数の箇所（部位）の画像（検査画像）及び４以上の基準点を含む地上の画像（基準画像）を同時撮影する。第３に、制御演算手段は、基準カメラの撮影した画像上（基準画像上）の各基準点から選択した４つの基準点について、選択した各基準点の画像上の写真座標値（ｘ，ｙ）［写真座標系ｘｙの写真座標値（ｘ，ｙ）］と、選択した各基準点の三次元座標値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）［地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）］に基づいて、同時撮影時の無人飛行体の三次元の飛行姿勢を算出（演算）し、及び同時撮影時の無人飛行体の三次元の飛行位置を算出（演算）する。制御演算手段は、後方交会法であって、例えば、単写真標定（後方交会法）の共線条件を用いて、選択した４つの基準点の画像上（基準画像上）の写真座標値（ｘ，ｙ）、及び選択した４つの基準点Ｐの三次元座標値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）から基準カメラの傾き（姿勢）（ω，φ，κ）を算出（演算）し、及び基準カメラの撮影中心の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）を算出（演算）する。
検査カメラ及び基準カメラは無人飛行体に搭載されているので、基準カメラの傾き（姿勢）（ω，φ，κ）は無人飛行体の三次元の飛行姿勢、及び検査カメラの傾き（姿勢）ともなる。基準カメラは無人飛行体に搭載されているので、基準カメラの撮影中心の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）は、無人飛行体の三次元の飛行位置ともなる。無人飛行体に搭載された基準カメラの撮影中心からの検査カメラの撮影中心の三次元座標値（距離位置）と、基準カメラの撮影中心の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）から検査カメラの撮影中心であって、検査画像の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘｑ，Ｙｑ，Ｚｑ）を求める。
これにより、検査カメラで撮影した被検査構造体の画像（検査画像）ついて、傾き（姿勢）（ω，φ，κ）、及び地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘｑ，Ｙｑ，Ｚｑ）を座標付けできる。 In claim 1 according to the present invention, four or more reference points (for example, anti-aircraft signs) are installed on the ground around the structure to be inspected (structure to be inspected) constructed on the ground. The three-dimensional coordinate values (X, Y, Z) of the horizontal coordinate system of each reference point are measured in advance.
In claim 1, first, the unmanned flying object flies with the inspection camera close to (approaching) the structure to be inspected, directs the shooting direction of the inspection camera toward the structure to be inspected, and the shooting direction of the reference camera. To the flight posture (inspection flight posture) toward each reference point. Second, the inspection camera captures an image (inspection image) of all or part of the structure to be inspected (inspection image) in the flight attitude of the unmanned aircraft, and the reference camera is the flight attitude of the unmanned aircraft. In, an image on the ground (reference image) including four or more reference points is taken. The inspection camera and the reference camera simultaneously capture the inspection image and the reference image. By sequentially changing the flight attitude (inspection flight attitude) of the unmanned aircraft, the inspection camera and the reference camera can use images (inspection images) of a plurality of parts (parts) of the structure to be inspected and four or more images (inspection images). Simultaneously shoot a ground image (reference image) including the reference point. Thirdly, the control calculation means has the photographic coordinate values (x, y) on the image of each selected reference point for the four reference points selected from the reference points on the image taken by the reference camera (on the reference image). ) [Photo coordinate value of the photo coordinate system xy (x, y)] and the three-dimensional coordinate value of each selected reference point (X, Y, Z) [Three-dimensional coordinate value of the ground coordinate system XYZ (X, Y, Based on Z)], the three-dimensional flight attitude of the unmanned aircraft at the time of simultaneous shooting is calculated (calculated), and the three-dimensional flight position of the unmanned aircraft at the time of simultaneous shooting is calculated (calculated). The control calculation means is a rearward association method, and is, for example, a photographic coordinate value (x) on an image (on a reference image) of four selected reference points using a common line condition of single photo orientation (backward association method). , Y), and the tilt (attitude) (ω, φ, κ) of the reference camera is calculated (calculated) from the three-dimensional coordinate values (X, Y, Z) of the four selected reference points P, and the reference camera The three-dimensional coordinate values (X 0 , Y 0 , Z 0 ) of the ground coordinate system XYZ at the center of photography are calculated (calculated).
Since the inspection camera and the reference camera are mounted on the unmanned aircraft, the tilt (attitude) (ω, φ, κ) of the reference camera is both the three-dimensional flight attitude of the unmanned aircraft and the tilt (attitude) of the inspection camera. Become. Since the reference camera is mounted on the unmanned vehicle, the three-dimensional coordinate values (X 0 , Y 0 , Z 0 ) of the ground coordinate system XYZ at the shooting center of the reference camera are also the three-dimensional flight position of the unmanned vehicle. Become. The three-dimensional coordinate value (distance position) of the shooting center of the inspection camera from the shooting center of the reference camera mounted on the unmanned aircraft and the three-dimensional coordinate value (X 0 , Y) of the ground coordinate system XYZ of the shooting center of the reference camera. From 0 , Z 0 ), the three-dimensional coordinate values (Xq, Yq, Zq) of the ground coordinate system XYZ of the inspection image, which is the center of photography of the inspection camera, are obtained.
As a result, the tilt (attitude) (ω, φ, κ) and the three-dimensional coordinate values (Xq, Yq, Zq) of the ground coordinate system XYZ are obtained for the image (inspection image) of the structure to be inspected taken by the inspection camera. Coordinates can be added.

無人飛行体を基準点（対空標識）及び被検査構造体の間に飛行させた側面図である。It is a side view which made an unmanned aircraft fly between a reference point (anti-aircraft marker) and a structure to be inspected. 無人飛行体を基準点（対空標識）及び被検査構造体の間に飛行させた平面図（上面図）である。It is a top view (top view) in which an unmanned vehicle is flown between a reference point (anti-aircraft marker) and a structure to be inspected. 被検査構造体の検査システムにおいて、無人飛行体を示す平面図（上面図）である。It is a top view (top view) which shows the unmanned flying body in the inspection system of the structure to be inspected. 被検査構造体の検査システムにおいて、無人飛行体を示す側面図である。It is a side view which shows the unmanned flying body in the inspection system of the structure to be inspected. 被検査構造体の検査システムにおいて、無人飛行体を示す底面図（下面図）である。It is a bottom view (bottom view) which shows the unmanned flying body in the inspection system of the structure to be inspected. 無人飛行体、及び遠隔操作手段（遠隔操作装置）の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of an unmanned flying object, and a remote control means (remote control device). 制御演算手段（制御演算装置）の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control calculation means (control calculation device). 検査カメラの撮影中心の三次元座標値を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the three-dimensional coordinate value of the photographing center of an inspection camera. 単写真標定（後方交会法）の共線条件を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the collinear condition of a single photograph orientation (backward association method). 制御演算部（制御演算手段）の演算処理（演算プログラム）を説明するためのフローチャート図である。It is a flowchart for demonstrating the calculation process (calculation program) of a control calculation unit (control calculation means). 被検査構造体の検査システムにおける一連の処理工程を説明するためのフローチャート図である。It is a flowchart for demonstrating a series of processing steps in the inspection system of the structure to be inspected.

本発明に係る被検査構造体の検査システムについて、図１乃至図１１を参照して説明する。 The inspection system for the structure to be inspected according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 11.

図１乃至図７において、被検査構造体の検査システムＸは、被検査構造体Ｙ（被検査構造物）の画像（写真画像）を撮影して、被検査構造体Ｙの画像から欠陥を判別する。
被検査構造体Ｙ（被検査構造物）は、図１及び図２に示すように、建築構造物であって、地上Ｚに建造される。被検査構造体Ｙは、例えば、道路や鉄道等の橋梁である。なお、被検査構造体Ｙ（被検査構造物）は、道路や鉄道等の橋梁に限定されず、ビルや住宅等を含む建築構造物であれば良い。 In FIGS. 1 to 7, the inspection system X of the inspected structure takes an image (photographic image) of the inspected structure Y (inspected structure) and discriminates a defect from the image of the inspected structure Y. do.
As shown in FIGS. 1 and 2, the structure Y to be inspected (structure to be inspected) is a building structure and is built on the ground Z. The structure Y to be inspected is, for example, a bridge such as a road or a railway. The structure Y to be inspected (structure to be inspected) is not limited to bridges such as roads and railways, and may be any building structure including buildings, houses and the like.

被検査構造体の検査システムＸは、図１乃至図７に示すように、４以上の複数の基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎ（第１番目乃至第ｎ番目の基準点）と、無人飛行体２（無人飛行機）と、検査カメラ３（検査デジタルカメラ）と、基準カメラ４（基準デジタルカメラ）と、遠隔操作手段５（遠隔操作装置）と、制御演算手段６（制御演算装置）を備える。 As shown in FIGS. 1 to 7, the inspection system X of the structure to be inspected has four or more reference points P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ..., Pn (first to nth). Reference point), unmanned aerial vehicle 2 (unmanned aerial vehicle), inspection camera 3 (inspection digital camera), reference camera 4 (reference digital camera), remote control means 5 (remote control device), and control calculation means. 6 (control calculation device) is provided.

＜基準点Ｐ＞
４以上の第１番目乃至第ｎ番目の基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎは、図１及び図２に示すように、被検査構造体Ｙ（橋梁）の周辺に配置される。第１番目乃至第ｎ番目の基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎは、被検査構造体Ｙに隣接して地上Ｚに設置される。
各基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎは、図１及び図２に示すように、被検査構造体Ｙ（橋梁）の左右方向ＬＲ、及び被検査構造体Ｙの前後方向ＦＲにおいて、相互に間隔を隔てて地上Ｚに設置される。なお、被検査構造体Ｙの左右方向ＬＲ、及び被検査構造体Ｙの前後方向ＦＲは、相互に直交する方向である（以下、単に「左右方向ＬＲ」、「前後方向ＦＲ」という）。 <Reference point P>
The first to nth reference points P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ..., Pn of 4 or more are around the structure Y (bridge) to be inspected, as shown in FIGS. 1 and 2. Is placed in. The first to nth reference points P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ..., Pn are installed on the ground Z adjacent to the structure Y to be inspected.
As shown in FIGS. 1 and 2, the reference points P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ..., Pn are the left-right LR of the structure Y (bridge) to be inspected and the structure Y to be inspected. In the front-rear direction FR, they are installed on the ground Z at intervals from each other. The left-right direction LR of the structure Y to be inspected and the front-back direction FR of the inspected structure Y are directions orthogonal to each other (hereinafter, simply referred to as "left-right direction LR" and "front-back direction FR").

各基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎは、図１及び図２に示すように、例えば、ゴムシートに対空標１ａを標示した対空標識で構成される。 As shown in FIGS. 1 and 2, each reference point P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ..., Pn is composed of, for example, an anti-aircraft marker indicating an anti-aircraft marker 1a on a rubber sheet.

各基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎは、地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２），…，（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ），…，（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）を予め測定済みである。
各基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎの地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２），…，（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ），…，（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）は、平面直角座標値である。
第１番目の基準点Ｐ１の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値は、（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、第２番目の基準点Ｐ２の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値は、（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）、第ｉ番目の基準点Ｐｉの地上座標系ＸＹＺの三次元座標値は、（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）、第ｎ番目の基準点Ｐｎの地上座標系ＸＹＺの三次元座標値は、（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）となる。
各基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎ（対空標識）の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２），…，（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ），…，（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）を利用して、受信機（図示しない）にて予め測定して取得する。受信機は、アンテナを備え、各基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎに設置される。受信機は、アンテナにて衛星（図示しない）の電波を受信して、衛星からの電波に基づいて、各基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎの平面直角座標値［地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２），…，（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ），…，（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）］を取得する。 Each reference point P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ..., Pn is a three-dimensional coordinate value (X1, Y1, Z1), (X2, Y2, Z2), ..., (Xi,) of the horizontal coordinate system XYZ. Yi, Zi), ..., (Xn, Yn, Zn) have been measured in advance.
Three-dimensional coordinate values (X1, Y1, Z1), (X2, Y2, Z2), ..., (Xi, Yi) of the ground coordinate system XYZ of each reference point P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ..., Pn. , Zi), ..., (Xn, Yn, Zn) are plane rectangular coordinate values.
The three-dimensional coordinate value of the ground coordinate system XYZ of the first reference point P1 is (X1, Y1, Z1), and the three-dimensional coordinate value of the ground coordinate system XYZ of the second reference point P2 is (X2, Y2). , Z2), the three-dimensional coordinate value of the ground coordinate system XYZ of the i-th reference point Pi is (Xi, Yi, Zi), and the three-dimensional coordinate value of the ground coordinate system XYZ of the nth reference point Pn is (Xn, Yn, Zn).
Three-dimensional coordinate values (X1, Y1, Z1), (X2, Y2, Z2), ..., of the ground coordinate system XYZ of each reference point P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ..., Pn (anti-aircraft marker). (Xi, Yi, Zi), ..., (Xn, Yn, Zn) are measured and acquired in advance by a receiver (not shown) using a GNSS (Global Navigation Satellite System). The receiver is provided with an antenna and is installed at each reference point P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ..., Pn. The receiver receives radio waves from the satellite (not shown) at the antenna, and based on the radio waves from the satellite, the plane rectangular coordinate values of each reference point P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ..., Pn. [Three-dimensional coordinate values (X1, Y1, Z1), (X2, Y2, Z2), ..., (Xi, Yi, Zi), ..., (Xn, Yn, Zn) of the ground coordinate system XYZ] are acquired.

＜無人飛行体２＞
無人飛行体２は、図３乃至図５に示すように、無人飛行機（ＵＡＶ：Unmanned aerial vehicle）であって、例えば、積載可能重量が２．５Ｋｇ～３．５Ｋｇ程度の小型のドローン（小型の無人飛行体）である。
無人飛行体２は、図３乃至図６に示すように、機体１１、複数（４つ）のロータユニット１２、無線通信ユニット１４、画像記憶部１５、機体制御部１６及び電源１７（バッテリー）を備える。 <Unmanned Aircraft 2>
As shown in FIGS. 3 to 5, the unmanned aerial vehicle 2 is an unmanned aerial vehicle (UAV), and is, for example, a small drone (small drone) having a loadable weight of about 2.5 kg to 3.5 kg. Unmanned aerial vehicle).
As shown in FIGS. 3 to 6, the unmanned airframe 2 includes an airframe 11, a plurality of (four) rotor units 12, a wireless communication unit 14, an image storage unit 15, an airframe control unit 16, and a power supply 17 (battery). Be prepared.

機体１１は、図３乃至図５に示すように、機体部２１、複数（４つ）のロータア－ム２２、及び複数（２本）の支持脚２３を有する。
各ロータア－ム２２は、機体部２１から外方向に放射状に延在される。各支持脚２３は、機体部２１の裏面２１Ｂに取付けられて、機体部２１の裏面２１Ｂから下方向に延在される。 As shown in FIGS. 3 to 5, the machine body 11 has a machine body portion 21, a plurality of (four) rotor arms 22, and a plurality of (two) support legs 23.
Each rotor arm 22 extends radially outward from the machine body portion 21. Each support leg 23 is attached to the back surface 21B of the machine body portion 21 and extends downward from the back surface 21B of the machine body portion 21.

各ロータユニット１２は、図３乃至図５に示すように、各ロータア－ム２２の先端側に取付けられる。各ロータユニット１２は、図３乃至図６に示すように、プロペラ２５、及びロータモータ２６を有する。プロペラ２５は、ロータモータ２６のモータ軸（図示しない）に連結され、ロータモータ２６にて回転される。 As shown in FIGS. 3 to 5, each rotor unit 12 is attached to the tip end side of each rotor arm 22. Each rotor unit 12 has a propeller 25 and a rotor motor 26, as shown in FIGS. 3 to 6. The propeller 25 is connected to a motor shaft (not shown) of the rotor motor 26 and is rotated by the rotor motor 26.

無線通信ユニット１４は、図６に示すように、機体部２１内（機体１１内）に搭載されて、機体制御部１６及び電源１７に接続される。無線通信ユニット１４は、通信アンテナ２７、及び機体通信部２８を有する。機体通信部２８は、通信アンテナ２７にて受信した飛行開始信号（飛行開始指令）を機体制御部１６に出力する。 As shown in FIG. 6, the wireless communication unit 14 is mounted in the machine body 21 (inside the machine body 11) and is connected to the machine body control unit 16 and the power supply 17. The wireless communication unit 14 has a communication antenna 27 and an airframe communication unit 28. The aircraft communication unit 28 outputs the flight start signal (flight start command) received by the communication antenna 27 to the aircraft control unit 16.

画像記憶部１５は、図６に示すように、機体部２１内（機体１１内）に搭載されて、機体制御部１６及び電源１７に接続される。画像記憶部１５は、検査カメラ３にて撮影した被検査構造体Ｙの一部の箇所（部位）の画像（以下、「検査画像」という）、及び基準カメラ４にて撮影した４以上の基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，１Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎを含む地上Ｚの画像（以下、「基準画像」という）を記憶する。
画像記憶部１５は、無人飛行体２の飛行経路（飛行プログラム）を記憶する。飛行経路（飛行プログラム）は、無人飛行体２を被検査構造体Ｙまで飛行させ、及び無人飛行体２を被検査構造体Ｙに沿って飛行させるためのプログラムである。 As shown in FIG. 6, the image storage unit 15 is mounted in the airframe unit 21 (inside the airframe 11) and is connected to the airframe control unit 16 and the power supply 17. The image storage unit 15 includes an image of a part (part) of the structure Y to be inspected (hereinafter referred to as “inspection image”) taken by the inspection camera 3 and a reference of 4 or more taken by the reference camera 4. An image of the ground Z including points P1, P2, P3, 1P4, ..., Pi, ..., Pn (hereinafter referred to as "reference image") is stored.
The image storage unit 15 stores the flight path (flight program) of the unmanned aircraft 2. The flight path (flight program) is a program for flying the unmanned flying object 2 to the inspected structure Y and the unmanned flying object 2 along the inspected structure Y.

機体制御部１６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit／中央演算処理装置）であって、図６に示すように、機体部２１内（機体１１内）に搭載される。機体制御部１６は、図６に示すように、各ロータユニット１２のロータモータ２６、無線通信ユニット１４（機体通信部２８）、画像記憶部１５及び電源１７に接続される。 The airframe control unit 16 is a CPU (Central Processing Unit), and is mounted in the airframe unit 21 (inside the airframe 11) as shown in FIG. As shown in FIG. 6, the airframe control unit 16 is connected to the rotor motor 26 of each rotor unit 12, the wireless communication unit 14 (airframe communication unit 28), the image storage unit 15, and the power supply 17.

機体制御部１６は、図６に示すように、各ロータユニット１２のロータモータ２６に接続される。機体制御部１６は、無線通信ユニット１４の機体通信部２８からの飛行開始信号（飛行開始指令）を入力して、各ロータユニット１２のロータモータ２６の回転を制御する。
機体制御部１６は、各ロータユニット１２のロータモータ２６を同一回転数に制御することで、機体１１に揚力を発生する。無人飛行体２は、揚力によって被検査構造体Ｙの上下方向ＵＤに上昇し、及び飛行姿勢を維持（ホバリング）する。なお、被検査構造体Ｙの上下方向ＵＤは、左右方向ＬＲ及び前後方向ＦＲに直交する方向である（以下、「上下方向ＵＤ」という）。
機体制御部１６は、各ロータユニット１２のロータモータ２６の回転数を変更することで、機体１１に推進力を発生する。無人飛行体２は、推進力によって傾斜され、左右方向ＬＲ及び前後方向ＦＲに飛行される。
機体制御部１６は、飛行開始信号（飛行開始指令）を入力すると、画像記憶部１５から飛行経路（飛行プログラム）を読出して、飛行経路（飛行プログラム）に基づいて、各ロータユニット１２のロータモータ２６の回転を制御することで、無人飛行体２を被検査構造体Ｙまで飛行させる。機体制御部１６は、飛行経路（飛行プログラム）に基づいて、各ロータユニット１２のロータモータ２６の回転を変更制御することで、無人飛行体２を被検査構造体Ｙに沿って低速移動（低速飛行）させる。 As shown in FIG. 6, the machine body control unit 16 is connected to the rotor motor 26 of each rotor unit 12. The airframe control unit 16 inputs a flight start signal (flight start command) from the airframe communication unit 28 of the wireless communication unit 14 to control the rotation of the rotor motor 26 of each rotor unit 12.
The airframe control unit 16 generates lift in the airframe 11 by controlling the rotor motor 26 of each rotor unit 12 to the same rotation speed. The unmanned flying object 2 rises in the vertical direction UD of the structure Y to be inspected by lift, and maintains the flying attitude (hovering). The vertical UD of the structure Y to be inspected is a direction orthogonal to the horizontal LR and the front-rear FR (hereinafter referred to as "vertical UD").
The airframe control unit 16 generates propulsive force in the airframe 11 by changing the rotation speed of the rotor motor 26 of each rotor unit 12. The unmanned vehicle 2 is tilted by a propulsive force and is flown in the left-right direction LR and the front-back direction FR.
When the aircraft control unit 16 inputs a flight start signal (flight start command), it reads a flight path (flight program) from the image storage unit 15, and based on the flight path (flight program), the rotor motor 26 of each rotor unit 12. By controlling the rotation of the unmanned flying object 2, the unmanned flying object 2 is made to fly to the structure Y to be inspected. The aircraft control unit 16 changes and controls the rotation of the rotor motor 26 of each rotor unit 12 based on the flight path (flight program), so that the unmanned aircraft 2 moves at low speed along the structure Y to be inspected (low speed flight). ).

機体制御部１６は、図６に示すように、検査カメラ３及び基準カメラ４に接続される。機体制御部１６は、検査カメラ３及び基準カメラ４の撮影（撮影動作）を制御する。
機体制御部１６は、所定時間毎に撮影信号（撮影指令）を検査カメラ３及び基準カメラ４に同時に出力する。
これにより、機体制御部１６は、検査カメラ３及び基準カメラ４を同時動作して、検査カメラ３の検査画像及び基準カメラ４の基準画像を同時撮影させる。また、機体制御部１６は、所定時間毎に撮影信号（撮影指令）を検査カメラ３及び基準カメラ４に出力することで、検査カメラ３及び基準カメラ４の撮影を連続して同時に行わせる。
機体制御部１６は、検査カメラ３及び基準カメラ４において、同時撮影した検査画像及び基準画像を相互に対応付けて画像記憶部１５に記憶する。 As shown in FIG. 6, the machine control unit 16 is connected to the inspection camera 3 and the reference camera 4. The machine control unit 16 controls the shooting (shooting operation) of the inspection camera 3 and the reference camera 4.
The machine control unit 16 simultaneously outputs a shooting signal (shooting command) to the inspection camera 3 and the reference camera 4 at predetermined time intervals.
As a result, the machine control unit 16 operates the inspection camera 3 and the reference camera 4 at the same time to simultaneously capture the inspection image of the inspection camera 3 and the reference image of the reference camera 4. Further, the machine control unit 16 outputs a shooting signal (shooting command) to the inspection camera 3 and the reference camera 4 at predetermined time intervals so that the inspection camera 3 and the reference camera 4 can continuously shoot at the same time.
The machine control unit 16 stores the inspection images and the reference images simultaneously captured by the inspection camera 3 and the reference camera 4 in the image storage unit 15 in association with each other.

＜検査カメラ３＞
検査カメラ３は、図１及び図２に示すように、被検査構造体Ｙ（被検査構造物／橋梁）の一部の箇所（部位）の画像（検査画像）を撮影する。検査カメラ３は、図４乃至図６に示すように、例えば、デジタルカメラであって、無人飛行体２（機体１１の機体部２１）に搭載される。
検査カメラ３は、図４に示すように、撮影方向αを無人飛行体２（機体１１）の後方に向けて、機体部２１（機体１１）の裏面２１Ｂに取付けられる。
検査カメラ３の撮影方向αは、カメラレンズ２Ａの撮影中心Ｏ１を通るカメラ光軸方向であって、検査カメラ３は、図１及び図４に示すように、カメラ光軸を無人飛行体２（機体１１）の後方に向けて、機体部２１（機体１１）の裏面２１Ｂに取付けられる。 <Inspection camera 3>
As shown in FIGS. 1 and 2, the inspection camera 3 captures an image (inspection image) of a part (part) of the structure Y (structure to be inspected / bridge) to be inspected. As shown in FIGS. 4 to 6, the inspection camera 3 is, for example, a digital camera and is mounted on the unmanned flying object 2 (the body portion 21 of the body 11).
As shown in FIG. 4, the inspection camera 3 is attached to the back surface 21B of the airframe portion 21 (airframe 11) with the photographing direction α facing the rear of the unmanned airframe 2 (airframe 11).
The shooting direction α of the inspection camera 3 is the direction of the camera optical axis passing through the shooting center O1 of the camera lens 2A, and the inspection camera 3 has the camera optical axis of the unmanned flying object 2 (as shown in FIGS. 1 and 4). It is attached to the back surface 21B of the machine body portion 21 (body 11) toward the rear of the machine body 11).

検査カメラ３は、図６に示すように、機体制御部１６及び電源１７に接続され、機体制御部１６からの撮影信号（撮影指令）を入力すると、被検査構造体Ｙの一部の箇所（部位）の画像（検査画像）を撮影する。検査カメラ３は、撮影した検査画像を機体制御部１６に出力する。 As shown in FIG. 6, the inspection camera 3 is connected to the machine control unit 16 and the power supply 17, and when a shooting signal (shooting command) from the machine control unit 16 is input, a part of the structure Y to be inspected (shooting command) ( Take an image (inspection image) of the part). The inspection camera 3 outputs the captured inspection image to the machine control unit 16.

＜基準カメラ４＞
基準カメラ４は、図１及び図２に示すように、４以上の基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎ（対空標識）を含む地上Ｚの画像（基準画像）を撮影する。基準カメラ４は、図３、図５及び図６に示すように、無人飛行体２（機体１１の機体部２１）に搭載される。基準カメラ４は、各支持脚２３の間に配置される。
基準カメラ４は、撮影方向βを無人飛行体２（機体１１）の前方に向けて、機体部２１（機体１１）の裏面２１Ｂに取付けられる。
基準カメラ４の撮影方向βは、カメラレンズ３Ａの撮影中心Ｏを通るカメラ光軸方向であって、基準カメラ４は、図１及び図４に示すように、カメラ光軸を無人飛行体２（機体１１）の前方に向けて、機体部２１（機体１１）の表面２１Ａに取付けられる。
基準カメラ４は、図１及び図４に示すように、撮影方向βを検査カメラ３の撮影方向αと反対側に位置（撮影方向βを撮影方向αに対して角度：１８０度を隔てる方向に位置）して、機体部２１（無人飛行体２）に搭載される。 <Reference camera 4>
As shown in FIGS. 1 and 2, the reference camera 4 captures an image (reference image) of the ground Z including four or more reference points P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ..., Pn (anti-aircraft marker). Take a picture. As shown in FIGS. 3, 5, and 6, the reference camera 4 is mounted on the unmanned flying object 2 (the body portion 21 of the body 11). The reference camera 4 is arranged between the support legs 23.
The reference camera 4 is attached to the back surface 21B of the airframe portion 21 (airframe 11) with the shooting direction β facing the front of the unmanned airframe 2 (airframe 11).
The shooting direction β of the reference camera 4 is the direction of the camera optical axis passing through the shooting center O of the camera lens 3A, and the reference camera 4 has the camera optical axis of the unmanned flying object 2 (as shown in FIGS. 1 and 4). It is attached to the surface 21A of the machine body portion 21 (body 11) toward the front of the machine body 11).
As shown in FIGS. 1 and 4, the reference camera 4 positions the shooting direction β on the side opposite to the shooting direction α of the inspection camera 3 (the shooting direction β is separated from the shooting direction α by an angle of 180 degrees. Position), and it is mounted on the aircraft unit 21 (unmanned air vehicle 2).

基準カメラ４は、広角カメラ又は広角デジタルカメラであって、例えば、超広角カメラ又は超広角デジタルカメラである。
基準カメラ４は、図６に示すように、機体制御部１６及び電源１７に接続され、機体制御部１６からの撮影信号（撮影指令）を入力すると、４以上の基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎを含む地上Ｚの画像（基準画像）を撮影する。基準カメラ４は、撮影した基準画像を機体制御部１６に出力する。 The reference camera 4 is a wide-angle camera or a wide-angle digital camera, for example, an ultra-wide-angle camera or an ultra-wide-angle digital camera.
As shown in FIG. 6, the reference camera 4 is connected to the machine control unit 16 and the power supply 17, and when a shooting signal (shooting command) from the machine control unit 16 is input, the reference camera 4 has 4 or more reference points P1, P2, P3. An image (reference image) of the ground Z including P4, ..., Pi, ..., Pn is taken. The reference camera 4 outputs the captured reference image to the machine control unit 16.

検査カメラ３及び基準カメラ４は、図６に示すように、機体制御部１６からの撮影信号（撮影指令）を同時に入力して、被検査構造体Ｙの一部の箇所（部位）及び４以上の各基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎを含む地上Ｚを同時撮影する。
検査カメラ３及び基準カメラ４は、機体制御部１６からの撮影信号（撮影指令）を所定時間毎に同時入力して、被検査構造体Ｙの一部の箇所（部位）、及び４以上の各基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎを含む地上Ｚを所定時間毎に連続して同時撮影する。
これにより、検査カメラ３及び基準カメラ４は、検査画像の複数、及び基準画像の複数を同時に撮影する。 As shown in FIG. 6, the inspection camera 3 and the reference camera 4 simultaneously input a shooting signal (shooting command) from the machine control unit 16 to a part (part) of the structure Y to be inspected and 4 or more. Simultaneously photograph the ground Z including each reference point P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ..., Pn.
The inspection camera 3 and the reference camera 4 simultaneously input a shooting signal (shooting command) from the machine control unit 16 at predetermined time intervals, and simultaneously input a part (part) of the structure Y to be inspected, and each of 4 or more. The ground Z including the reference points P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ..., Pn is continuously photographed at predetermined time intervals.
As a result, the inspection camera 3 and the reference camera 4 simultaneously capture a plurality of inspection images and a plurality of reference images.

＜遠隔操作手段５（遠隔操作装置）＞
遠隔操作装置５は、図６に示すように、遠隔飛行操縦部３１、無線通信ユニット３２、自動飛行指示部３３、遠隔制御部３４及び電源３５（バッテリー）を備える。 <Remote control means 5 (remote control device)>
As shown in FIG. 6, the remote control device 5 includes a remote flight control unit 31, a wireless communication unit 32, an automatic flight instruction unit 33, a remote control unit 34, and a power supply 35 (battery).

遠隔飛行操縦部３１は、図６に示すように、例えば、無人飛行体２の飛行を操縦する操縦レバーであって、遠隔制御部３４及び電源３５に接続される。 As shown in FIG. 6, the remote flight control unit 31 is, for example, a control lever for controlling the flight of the unmanned vehicle 2, and is connected to the remote control unit 34 and the power supply 35.

無線通信ユニット３２は、図６に示すように、遠隔制御部３４及び電源３５に接続される。無線通信ユニット３２は、通信アンテナ３６、及び遠隔通信部３７を有する。遠隔通信部３７は、通信アンテナ３６から飛行開始信号（飛行開始指令）を無人飛行体２（通信アンテナ２７）に送信する。 As shown in FIG. 6, the wireless communication unit 32 is connected to the remote control unit 34 and the power supply 35. The wireless communication unit 32 has a communication antenna 36 and a remote communication unit 37. The remote communication unit 37 transmits a flight start signal (flight start command) from the communication antenna 36 to the unmanned vehicle 2 (communication antenna 27).

自動飛行指示部３３は、図６に示すように、例えば、無人飛行体２の飛行開始（自動飛行開始）を指示（指令）する飛行開始ボタンであって、遠隔制御部３４及び電源３５に接続される。 As shown in FIG. 6, the automatic flight instruction unit 33 is, for example, a flight start button for instructing (commanding) the flight start (automatic flight start) of the unmanned aircraft 2, and is connected to the remote control unit 34 and the power supply 35. Will be done.

遠隔制御部３４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit／中央演算処理装置）であって、図６に示すように、遠隔飛行操縦部３１、無線通信ユニット３２（遠隔通信部３７）、自動飛行指示作部３３及び電源３５に接続される。
遠隔制御部３４は、自動飛行指示部３３の操作（飛行開始ボタンのＯＮ操作）に基づいて、飛行開始信号（飛行開始指令）を遠隔通信部３７に出力する。 The remote control unit 34 is a CPU (Central Processing Unit), and as shown in FIG. 6, the remote control unit 31, the wireless communication unit 32 (remote communication unit 37), and the automatic flight instruction operation unit. It is connected to 33 and the power supply 35.
The remote control unit 34 outputs a flight start signal (flight start command) to the remote communication unit 37 based on the operation of the automatic flight instruction unit 33 (ON operation of the flight start button).

＜制御演算手段６（制御演算装置）＞
制御演算手段６（制御演算装置）は、無人飛行体２の三次元の飛行姿勢を算出（演算）し、及び無人飛行体２の三次元の飛行位置を算出（演算）する。 <Control calculation means 6 (control calculation device)>
The control calculation means 6 (control calculation device) calculates (calculates) the three-dimensional flight attitude of the unmanned flying object 2 and calculates (calculates) the three-dimensional flight position of the unmanned flying object 2.

制御演算手段６は、図７に示すように、入力部４１、データ記憶部４２、表示部４３、制御演算部４４及び電源４５を備える。 As shown in FIG. 7, the control calculation means 6 includes an input unit 41, a data storage unit 42, a display unit 43, a control calculation unit 44, and a power supply 45.

入力部４１は、図７に示すように、例えば、キーボード、マウスで構成される。入力部４１は、制御演算部４４及び電源４５に接続される。
入力部４１は、入力操作に基づいて、第１番目乃至第ｎ番目の基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎの地上座標系ＸＹＸの三次元座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２），…，（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ），…，（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）と各基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎの基準番号Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４，…，Ｎｉ，…Ｎｎを入力して、制御演算部４４に出力する。
入力部４１は、入力操作に基づいて、検査カメラ３で撮影した検査画像及び基準カメラ４で撮影した基準画像を入力して、制御演算部４４に出力する。 As shown in FIG. 7, the input unit 41 is composed of, for example, a keyboard and a mouse. The input unit 41 is connected to the control calculation unit 44 and the power supply 45.
The input unit 41 is a three-dimensional coordinate value (X1, Y1) of the ground coordinate system XYX of the first to nth reference points P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ..., Pn based on the input operation. , Z1), (X2, Y2, Z2), ..., (Xi, Yi, Zi), ..., (Xn, Yn, Zn) and each reference point P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ..., Pn Reference numbers N1, N2, N3, N4, ..., Ni, ... Nn are input and output to the control calculation unit 44.
Based on the input operation, the input unit 41 inputs the inspection image taken by the inspection camera 3 and the reference image taken by the reference camera 4, and outputs the inspection image to the control calculation unit 44.

データ記憶部４２は、図７に示すように、制御演算部４４及び電源４５に接続される。データ記憶部４２は、第１番目乃至第ｎ番目の基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎ（対空標識）の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２），…，（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ），…，（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）と各基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎの基準番号Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４，…，Ｎｉ，…，Ｎｎを記憶する。
データ記憶部４２は、検査カメラ３の撮影した検査画像、及び基準カメラ４の撮影した基準画像を記憶する。データ記憶部４２は、同時撮影した検査画像及び基準画像を相互に対応付けて記憶する。
データ記憶部４２は、図８に示すように、検査カメラ３のカメラレンズ３Ａの撮影中心Ｏ１の三次元座標値（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）を記憶する。
図８において、検査カメラ３及び基準カメラ４の撮影方向α，βにＺ軸をとる。検査カメラ３の撮影中心Ｏ１の三次元座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）は、図８に示すように、基準カメラ４の撮影中心Ｏの三次元座標値（０，０，０）として、撮影中心ＯからのＸＹＺ軸の三次元座標値（距離位置）である。検査カメラ３の撮影中心Ｏ１の三次元座標値（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）は、予め測定して取得する。 As shown in FIG. 7, the data storage unit 42 is connected to the control calculation unit 44 and the power supply 45. The data storage unit 42 has three-dimensional coordinate values (X1, Y1, Y1,) of the ground coordinate system XYZ of the first to nth reference points P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ..., Pn (anti-aircraft marker). Z1), (X2, Y2, Z2), ..., (Xi, Yi, Zi), ..., (Xn, Yn, Zn) and reference points P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ..., Pn. The reference numbers N1, N2, N3, N4, ..., Ni, ..., Nn are stored.
The data storage unit 42 stores the inspection image taken by the inspection camera 3 and the reference image taken by the reference camera 4. The data storage unit 42 stores the simultaneously photographed inspection images and the reference images in association with each other.
As shown in FIG. 8, the data storage unit 42 stores the three-dimensional coordinate values (Xb, Yb, Zb) of the photographing center O1 of the camera lens 3A of the inspection camera 3.
In FIG. 8, the Z-axis is taken in the shooting directions α and β of the inspection camera 3 and the reference camera 4. As shown in FIG. 8, the three-dimensional coordinates (Xb, Yb, Zb) of the photographing center O1 of the inspection camera 3 are the three-dimensional coordinate values (0,0,0) of the photographing center O of the reference camera 4, and the photographing center It is a three-dimensional coordinate value (distance position) of the XYZ axes from O. The three-dimensional coordinate values (Xb, Yb, Zb) of the photographing center O1 of the inspection camera 3 are measured and acquired in advance.

表示部４３は、図７に示すように、例えば、液晶表示器で構成され、制御演算部４４及び電源４５に接続される。表示部４３は、検査カメラ３で撮影した検査画像、及び基準カメラ４で撮影した基準画像を表示する。 As shown in FIG. 7, the display unit 43 is composed of, for example, a liquid crystal display, and is connected to the control calculation unit 44 and the power supply 45. The display unit 43 displays an inspection image taken by the inspection camera 3 and a reference image taken by the reference camera 4.

制御演算部４４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit／中央演算処理装置）であって、図７に示すように、入力部４１、データ記憶部４２、表示部４３及び電源４５に接続される。
制御演算部４４は、第１番目乃至第ｎ番目の基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎの地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２），…，（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ），…，（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）と各基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎの基準番号Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４，…，Ｎｉ，…，Ｎｎを入力すると、第１番目乃至第ｎ番目の基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２），…，（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ），…，（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）と各基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎの基準番号Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４，…，Ｎｉ，…，Ｎｎを相互に対応付けてデータ記憶部４２に記憶する。
制御演算部４４は、検査カメラ３の撮影した検査画像及び基準カメラ４の撮影した基準画像を入力すると、同時撮影した検査画像及び基準画像を相互に対応付けてデータ記憶部４２に記憶する。
制御演算部４４は、検査カメラ３の撮影中心Ｏ１の三次元座標値（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）を入力すると、三次元座標値（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）をデータ記憶部４２に記憶する。 The control calculation unit 44 is a CPU (Central Processing Unit), and as shown in FIG. 7, is connected to an input unit 41, a data storage unit 42, a display unit 43, and a power supply 45.
The control calculation unit 44 is a three-dimensional coordinate value (X1, Y1, Z1), (X1, Y1, Z1) of the ground coordinate system XYZ of the first to nth reference points P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ..., Pn. X2, Y2, Z2), ..., (Xi, Yi, Zi), ..., (Xn, Yn, Zn) and reference points P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ..., Pn reference numbers N1, When N2, N3, N4, ..., Ni, ..., Nn are input, the three-dimensional coordinate values (X1, Y1) of the ground coordinate system XYZ of the first to nth reference points P1, P2, P3, P4, ... , Z1), (X2, Y2, Z2), ..., (Xi, Yi, Zi), ..., (Xn, Yn, Zn) and each reference point P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ..., Pn Reference numbers N1, N2, N3, N4, ..., Ni, ..., Nn are associated with each other and stored in the data storage unit 42.
When the control calculation unit 44 inputs the inspection image taken by the inspection camera 3 and the reference image taken by the reference camera 4, the inspection image and the reference image taken at the same time are stored in the data storage unit 42 in association with each other.
When the control calculation unit 44 inputs the three-dimensional coordinate values (Xb, Yb, Zb) of the photographing center O1 of the inspection camera 3, the control calculation unit 44 stores the three-dimensional coordinate values (Xb, Yb, Zb) in the data storage unit 42.

制御演算部４４（制御演算手段６）は、無人飛行体２の三次元の姿勢（傾き）を算出（演算）し、及び無人飛行体２の三次元の飛行位置を算出（演算）する。 The control calculation unit 44 (control calculation means 6) calculates (calculates) the three-dimensional attitude (tilt) of the unmanned aircraft 2 and calculates (calculates) the three-dimensional flight position of the unmanned aircraft 2.

制御演算部４４は、後方交会法であって、単写真標定を用いて、基準カメラ４の外部標定要素（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０，ω，φ，κ）を算出する。
単写真標定は、基準カメラ４で撮影した基準画像（写真）上の基準点Ｐｉ（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｎ：ｉ＝１，２，３，…，ｎ）に成立する共線条件を用いて、基準カメラ４の撮影中心Ｏの位置［地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）、即ち、無人飛行体２の三次元の飛行位置］、及び基準カメラ４の傾き（姿勢）［（ω，φ，κ）、即ち、無人飛行体２の三次元の飛行姿勢］を算出する方法である。
共線条件は、図９に示すように、基準カメラ４の撮影中心Ｏ、基準点Ｐｉ（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）、及び基準点Ｐｉの基準画像上の写真像ｐｉ（ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４）とすると、ＯｐｉＰｉ（Ｏｐ１Ｐ１，Ｏｐ２Ｐ２，Ｏｐ３Ｐ３，Ｏｐ４Ｐ４）が一直線上にあるという条件である。 The control calculation unit 44 calculates the external orientation elements (X 0 , Y 0 , Z 0 , ω, φ, κ) of the reference camera 4 by using the rearward crossing method and using the single photo orientation.
The single-photo orientation is established at the reference point Pi (P1, P2, P3, P4, ..., Pn: i = 1,2,3, ..., N) on the reference image (photograph) taken by the reference camera 4. Using the line condition, the position of the shooting center O of the reference camera 4 [three-dimensional coordinate values (X 0 , Y 0 , Z 0 ) of the ground coordinate system XYZ, that is, the three-dimensional flight position of the unmanned vehicle 2],. And the inclination (attitude) of the reference camera 4 [(ω, φ, κ), that is, the three-dimensional flight attitude of the unmanned vehicle 2] is calculated.
As shown in FIG. 9, the collinear condition is the photographing center O of the reference camera 4, the reference point Pi (P1, P2, P3, P4), and the photographic image pi (p1, p) on the reference image of the reference point Pi. 2 , p 3 , p 4 ) is a condition that the OpiPi (Op 1 P1, Op 2 P2, Op 3 P3, Op 4 P4) are on a straight line.

図９において、カメラ座標系ｘｙｚ、写真座標系ｘｙ、地上座標系ＸＹＺとする。基準カメラ４の撮影中心Ｏの地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）、写真像ｐｉ（ｉ＝１，２，３，４，…，ｎ）の写真座標系ｘｙの写真座標値（ｘｉ，ｙｉ）、基準点Ｐｉの地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）、基準カメラ４のカメラ座標系ｘｙｚの傾き（姿勢）（ω，φ，κ）とすると、単写真評定で用いられる共線条件の基本式は、式（１）及び式（２）となる。
なお、基準カメラ４の傾き（姿勢）（ω，φ，κ）において、ω（傾き）はｘ軸周りの角度、φ（傾き）はｙ軸周りの角度、κ（傾き）はｚ軸周りの角度である（図９参照） In FIG. 9, the camera coordinate system xyz, the photographic coordinate system xy, and the ground coordinate system XYZ are used. The photographic coordinate system of the three-dimensional coordinate values (X 0 , Y 0 , Z 0 ) of the ground coordinate system XYZ of the shooting center O of the reference camera 4 and the photographic image pi (i = 1, 2, 3, 4, ..., N). Photo coordinate value of xy (xi, yi), three-dimensional coordinate value of ground coordinate system XYZ of reference point Pi (Xi, Yi, Zi), inclination (attitude) of camera coordinate system xyz of reference camera 4 (ω, φ, If κ), the basic equations of the coordinate condition used in the single-photograph evaluation are equations (1) and (2).
In the tilt (attitude) (ω, φ, κ) of the reference camera 4, ω (tilt) is the angle around the x-axis, φ (tilt) is the angle around the y-axis, and κ (tilt) is around the z-axis. Angle (see Fig. 9)

Figure 0006989849000001
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Figure 0006989849000002
Figure 0006989849000002

共線条件の基本式（１）は、非線形であるので、式（１）の未知変量（未知数）を算出（演算）するためには、下記［１］～［５］処理を行う。
［１］未知変量（未知数）の近似値を算出する。
［２］未知変量の近似値を共線条件の基本式に代入して、近似値まわりにテイラー展開して２次以上の項を無視して線形化して、２×ｎの式数からなる線形の観測方程式（６元一次の観測方程式）を得る。
［３］各線形の観測方程式から、未知変量（未知数）の座標補正量と傾き（姿勢）の補正量とを最小にする解を最小二乗法により算出する。
［４］座標補正値と傾き（姿勢）の補正値の収束を判別する。
［５］座標補正値と傾き（姿勢）の補正値を、近似値に加えて新たな近似値を算出する。
未知変量（未知数）の座標補正値と傾き（姿勢）の補正値が収束するまで［２］～［５］処理を繰り返して、未知変量（未知数）を算出する（逐次近似解法）。 Since the basic equation (1) of the collinear condition is non-linear, the following processes [1] to [5] are performed in order to calculate (calculate) the unknown variable (unknown variable) of the equation (1).
[1] Calculate an approximate value of an unknown variable (unknown variable).
[2] Substituting the approximate value of the unknown variable into the basic equation of the coline condition, Taylor expanding it around the approximate value, ignoring the terms of the second order and above, and linearizing it, and the linearity consisting of 2 × n equations. (6 elements linear observation equation) is obtained.
[3] From each linear observation equation, a solution that minimizes the coordinate correction amount of the unknown variable (unknown) and the correction amount of the slope (attitude) is calculated by the least squares method.
[4] The convergence of the coordinate correction value and the inclination (posture) correction value is determined.
[5] The coordinate correction value and the inclination (posture) correction value are added to the approximate value to calculate a new approximate value.
The unknown variate (unknown) is calculated by repeating the processes [2] to [5] until the coordinate correction value of the unknown variate (unknown) and the correction value of the inclination (attitude) converge (sequential approximation solution method).

各基準点Ｐｉ（ｉ＝１，２，３，４，…，ｎ）の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）、基準カメラ４の傾き（姿勢）（ω，φ，κ）、及び基準カメラ４の撮影中心Ｏの地上座標系ＸＹＸの三次元座標値（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）を未知変量（未知数）とし、各基準点Ｐｉの地上座標系ＸＹＺの三次元座標値の近似値（Ｘａｉ，Ｙａｉ，Ｚａｉ）、各基準点Ｐｉの座標補正値（ΔＸｉ，ΔＹｉ，ΔＺｉ）、基準カメラ４の傾き（姿勢）の近似値（ω０ａ，φ０ａ，κ０ａ）、基準カメラ４の傾き（姿勢）の補正値（Δω，Δφ，Δκ）、基準カメラ４の撮影中心Ｏの地上座標系ＸＹＸの三次元座標値の近似値（Ｘ０ａ，Ｙ０ａ，Ｘ０ａ）、基準カメラ４の撮影中心Ｏの地上座標系ＸＹＺの三次元座標値の座標補正値（ΔＸ０，ΔＹ０，ΔＺ０）とすると、式（３）となる。 Three-dimensional coordinate values (Xi, Yi, Zi) of the ground coordinate system XYZ of each reference point Pi (i = 1, 2, 3, 4, ..., N), tilt (attitude) of the reference camera 4 (ω, φ, κ) and the three-dimensional coordinate values (X 0 , Y 0 , Z 0 ) of the ground coordinate system XYX of the imaging center O of the reference camera 4 are set as unknown variables (unknown), and the third order of the ground coordinate system XYZ of each reference point Pi. Approximate values of the original coordinate values (X ai , Y ai , Z ai ), coordinate correction values of each reference point Pi (ΔXi, ΔYi, ΔZi), approximate values of the inclination (attitude) of the reference camera 4 (ω 0a , φ 0a ) , Kappa 0a ), correction value (Δω, Δφ, Δκ) of tilt (attitude) of the reference camera 4, approximate value (X 0a , Y 0a ) of the three-dimensional coordinate value of the ground coordinate system XYX of the shooting center O of the reference camera 4. , X 0a ), and the coordinate correction values (ΔX 0 , ΔY 0 , ΔZ 0 ) of the three-dimensional coordinate values of the ground coordinate system XYZ of the imaging center O of the reference camera 4, the equation (3) is obtained.

式（３）は、
Ｘ＝Ｘａｉ＋ΔＸｉ
Ｙ＝Ｙａｉ＋ΔＹｉ
Ｚ＝Ｚａｉ＋ΔＺｉ
ω＝ω０ａ＋Δω
φ＝φ０ａ＋Δφ
κ＝κ０ａ＋Δκ
Ｘ０＝Ｘ０ａ＋ΔＸ０
Ｙ０＝Ｙ０ａ＋ΔＹ０
Ｚ０＝Ｘ０ａ＋ΔＺ０
である。
［式（３）］において、
Ｘ，Ｙ，Ｚ：基準点の地上座標系の三次元座標値
ω，φ，κ：基準カメラの傾き（姿勢）
Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０：基準カメラの撮影中心の地上座標系の三次元座標値
ｉ＝１，２，３，４，…，ｎ Equation (3) is
X = X ai + ΔXi
Y = Y ai + ΔYi
Z = Z ai + ΔZi
ω ＝ ω 0a ＋ Δω
φ ＝ φ 0a ＋ Δφ
κ ＝ κ 0a ＋ Δκ
X 0 = X 0a + ΔX 0
Y 0 = Y 0a + ΔY 0
Z 0 = X 0a + ΔZ 0
Is.
In [Equation (3)]
X, Y, Z: Three-dimensional coordinate value of the ground coordinate system of the reference point ω, φ, κ: Tilt (attitude) of the reference camera
X 0 , Y 0 , Z 0 : Three-dimensional coordinate values of the ground coordinate system of the shooting center of the reference camera i = 1, 2, 3, 4, ..., n

共線条件の基本式（１）は、式（４）に書きなおすことができる。
［式（４）］において、Ｘ，Ｙ，Ｚ、ω，φ，κ，Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０は、式（３）に示す数値である。 The basic equation (1) of the collinear condition can be rewritten into the equation (4).
In [Equation (4)], X, Y, Z, ω, φ, κ, X 0 , Y 0 , Z 0 are the numerical values shown in the equation (3).

Figure 0006989849000003
Figure 0006989849000003

未知変量の近似値は、２次の射影変換式を用いて算出することができる。
２次射影変換式は、式（５）となる。 The approximate value of the unknown variable can be calculated using a quadratic projective transformation formula.
The quadratic projective transformation formula is the formula (5).

Figure 0006989849000004
Figure 0006989849000004

式（５）の係数ｂ１～ｂ８を求めるためには、４以上の基準点Ｐｉ（ｉ＝１，２，３，４，…，ｎ）の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）が必要となる。 In order to obtain the coefficients b1 to b8 of the equation (5), the three-dimensional coordinate values (Xi, Yi) of the ground coordinate system XYZ of the reference points Pi (i = 1, 2, 3, 4, ..., N) of 4 or more are obtained. , Zi) is required.

基準カメラ４の撮影した基準画像上の４以上の基準点Ｐｉから４つの基準点、例えば、基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を選択する。
制御演算部４４（制御演算手段６）は、図１０に示す演算処理（演算プログラム）を実行して、無人飛行体２の三次元の飛行姿勢、及び無人飛行体２の三次元の飛行位置を算出（演算）する。
制御演算部４４は、選択した各基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の基準画像から、各基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に対応する写真像ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４の写真座標系ｘｙの写真座標値（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２），（ｘ３，ｙ３），（ｘ４，ｙ４）を取得する（図１０のＳＴ０１）。
制御演算部４４（制御演算手段６）は、選択した各基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の基準画像上の写真像ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４の写真座標系ｘｙの写真座標値（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２），（ｘ３，ｙ３），（ｘ４，ｙ４）、及び選択した各基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２），（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３），（Ｘ４，Ｙ４，Ｚ４）に基づいて、基準カメラ４の傾き（姿勢）の近似値（初期値）（ω０ａ，φ０ａ，κ０ａ）、及び基準カメラ４の撮影中心Ｏの地上座標系ＸＹＺの三次元座標値の近似値（初期値）（Ｘ０ａ，Ｙ０ａ，Ｚ０ａ）を算出（演算）する。 Four reference points, for example, reference points P1, P2, P3, and P4 are selected from four or more reference points Pi on the reference image captured by the reference camera 4.
The control calculation unit 44 (control calculation means 6) executes the calculation process (calculation program) shown in FIG. 10 to determine the three-dimensional flight attitude of the unmanned aircraft 2 and the three-dimensional flight position of the unmanned aircraft 2. Calculate (calculate).
The control calculation unit 44 has a photographic image p1, p2, p3 , p4 corresponding to each reference point P1, P2, P3, P4 from the reference image of each selected reference point P1, P2, P3, P4. Acquire the photo coordinate values (x 1 , y 1 ), (x 2 , y 2 ), (x 3 , y 3 ), (x 4 , y 4 ) of the photo coordinate system xy (ST01 in FIG. 10).
The control calculation unit 44 (control calculation means 6 ) is a photographic coordinate of the photographic coordinate system xy of the photographic images p1, p2, p3 , p4 on the reference image of each selected reference point P1, P2, P3, P4. The ground coordinate system of the values (x 1 , y 1 ), (x 2 , y 2 ), (x 3 , y 3 ), (x 4 , y 4 ), and each selected reference point P1, P2, P3, P4. The tilt (attitude) of the reference camera 4 based on the three-dimensional coordinate values (X1, Y1, Z1), (X2, Y2, Z2), (X3, Y3, Z3), (X4, Y4, Z4) of XYZ. Approximate values (initial values) (ω 0a , φ 0a , κ 0a ) and approximate values (initial values) of the three-dimensional coordinate values of the ground coordinate system XYZ of the imaging center O of the reference camera 4 (X 0a , Y 0a , Z) 0a ) is calculated (calculated).

先ず、制御演算部４４は、式（５）の係数ｂ１～ｂ８を算出（演算）する（図１０のＳＴ０２）。制御演算部４４は、基準点Ｐ１の三次元座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）及び写真像ｐ１の写真座標値（ｘ１，ｙ１）を式（５）に代入し、基準点Ｐ２の三次元座標値（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）及び写真像ｐ２の写真座標値（ｘ２，ｙ２）を式（５）に代入し、基準点Ｐ３の三次元座標値（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）及び写真像ｐ３の写真座標値（ｘ３，ｙ３）を式（５）に代入し、基準点Ｐ４の三次元座標値（Ｘ４，Ｙ４，Ｚ４）及び写真像ｐ４の写真座標値（ｘ４，ｙ４）を式（５）に代入して、式（５）の分母を払って、観測方程式を立てて、最小二乗法により２次射影変換式［式（５）］の係数ｂ１～ｂ８を算出する。 First, the control calculation unit 44 calculates (calculates) the coefficients b1 to b8 of the equation (5) (ST02 in FIG. 10). The control calculation unit 44 substitutes the three-dimensional coordinate values (X1, Y1, Z1) of the reference point P1 and the photographic coordinate values (x1, y1) of the photographic image p1 into the equation ( 5 ), and substitutes the reference point P2 into the equation ( 5 ). Substituting the three-dimensional coordinate values (X2, Y2, Z2) and the photographic coordinate values ( x2, y2) of the photographic image p2 into the equation ( 5 ), the three -dimensional coordinate values (X3, Y3, Z3) of the reference point P3 ) And the photographic coordinate values ( x3 , y3) of the photographic image p3 are substituted into the equation ( 5 ), and the three -dimensional coordinate values (X4, Y4, Z4) of the reference point P4 and the photographic coordinate values of the photographic image p4 . Substituting (x 4 , y 4 ) into Eq. (5), paying the denominator of Eq. (5), formulating an observation equation, and the coefficient of the quadratic projection conversion equation [Equation (5)] by the minimum square method. Calculate b1 to b8.

制御演算部４４（制御演算手段６）は、算出した係数ｂ１～ｂ８を用いて、式（６）から基準カメラ４の傾き（姿勢）の近似値（ω０ａ，φ０ａ，κ０ａ）、及び基準カメラ４の撮影中心Ｏの地上座標系ＸＹＺの三次元座標値の近似値（初期値）（Ｘ０ａ，Ｙ０ａ，Ｚ０Ａ）を算出（演算）する。
制御演算部４４は、係数ｂ１～ｂ８を式（６）に代入して、基準カメラ４の傾き（姿勢）の近似値（ω０ａ，φ０ａ，κ０ａ）、及び基準カメラ４の撮影中心Ｏの地上座標系ＸＹＺの三次元座標値の近似値（初期値）（Ｘ０ａ，Ｙ０ａ，Ｚ０ａ）を算出（演算）する（図１０のＳＴ０３）。 The control calculation unit 44 (control calculation means 6) uses the calculated coefficients b1 to b8 to obtain approximate values (ω 0a , φ 0a , κ 0a ) of the inclination (attitude) of the reference camera 4 from the equation (6), and Approximate values (initial values) (X 0a , Y 0a , Z 0A ) of the three-dimensional coordinate values of the ground coordinate system XYZ of the imaging center O of the reference camera 4 are calculated (calculated).
The control calculation unit 44 substitutes the coefficients b1 to b8 into the equation (6), and substitutes the approximate values (ω 0a , φ 0a , κ 0a ) of the inclination (attitude) of the reference camera 4 and the shooting center O of the reference camera 4. Approximate values (initial values) (X 0a , Y 0a , Z 0a ) of the three-dimensional coordinate values of the ground coordinate system XYZ of the above are calculated (calculated) (ST03 in FIG. 10).

Figure 0006989849000005
Figure 0006989849000005

［式（６）］において、Ｚｍは、地上座標系ＸＹＺにおいて、各基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４のＺ軸の平均座標値である。なお、各基準点Ｐｉ（ｉ＝１，２，３，４，…，ｎ）の地上座標系ＸＹＺは平面直角座標であるので、各基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４における式（６）のＺｍは一定座標値（Ｚ座標値）と仮定できる。 In [Equation (6)], Zm is the average coordinate value of the Z axis of each reference point P1, P2, P3, P4 in the horizontal coordinate system XYZ. Since the horizontal coordinate system XYZ of each reference point Pi (i = 1,2,3,4, ..., N) is a plane rectangular coordinate, the equation (6) in each reference point P1, P2, P3, P4 Zm can be assumed to be a constant coordinate value (Z coordinate value).

続いて、制御演算部４４は、基準カメラ４で撮影した基準画像上の全ての基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…Ｐｎの地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２），（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３），（Ｘ４，Ｙ４，Ｚ４），…，（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ），…，（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）、基準カメラ４の傾き（姿勢）の近似値（初期値）（ω０ａ，φ０ａ，κ０ａ）、及び基準カメラ４の撮影中心Ｏの地上座標系ＸＹＺの三次元座標値の近似値（初期値）（Ｘ０ａ，Ｙ０ａ，Ｚ０ａ）の夫々を式（４）に代入して、近似値まわりにテイラー展開して２次以上の項を無視して線形化して、２×ｎの式数でなる線形の観測方程式（６元一次の観測方程式）を得る（図１０のＳＴ０４）。
線形の観測方程式の式数：２×ｎにおいて、係数ｎは基準点Ｐｉの点数ある。例えば、、基準点Ｐｉの点数がｉ＝６のときは、線形の観測方程式の式数は２×６＝１２となる。 Subsequently, the control calculation unit 44 uses the three-dimensional coordinate values (X1,) of the ground coordinate system XYZ of all the reference points P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ... Pn on the reference image taken by the reference camera 4. Y1, Z1), (X2, Y2, Z2), (X3, Y3, Z3), (X4, Y4, Z4), ..., (Xi, Yi, Zi), ..., (Xn, Yn, Zn), reference Approximate value (initial value) of the tilt (attitude) of the camera 4 (ω 0a , φ 0a , κ 0a ), and approximate value (initial value) of the three-dimensional coordinate value of the ground coordinate system XYZ of the shooting center O of the reference camera 4. Substituting each of (X 0a , Y 0a , Z 0a ) into the equation (4), tailor-expanding it around the approximate value, ignoring the terms of the second order and above, and linearizing it with the number of equations of 2 × n. A linear observation equation (six-element linear observation equation) is obtained (ST04 in FIG. 10).
Number of linear observation equations: In 2 × n, the coefficient n is the score of the reference point Pi. For example, when the score of the reference point Pi is i = 6, the number of equations of the linear observation equation is 2 × 6 = 12.

制御演算部４４は、各線形の観測方程式から、全基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎの地上座標系ＸＹＺの三次元座標値の座標補正値（ΔＸ１，ΔＹ１，ΔＺ１），（ΔＸ２，ΔＹ２，ΔＺ２），…，（ΔＸｉ，ΔＹｉ，ΔＺｉ），…，（ΔＸｎ，ΔＹｎ，ΔＺｎ）、基準カメラ４の傾き（姿勢）の補正値（Δω，Δφ，Δκ）、及び基準カメラ４の撮影中心Ｏの地上座標系ＸＹＺの三次元座標値の座標補正値（ΔＸ０，ΔＹ０，ΔＺ０）を最小とする解を最小二乗法により算出（演算）する（図１０のＳＴ０５）。 The control calculation unit 44 is a coordinate correction value (ΔX1, ΔY1,) of the three-dimensional coordinate values of the horizontal coordinate system XYZ of all reference points P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ..., Pn from each linear observation equation. ΔZ1), (ΔX2, ΔY2, ΔZ2), ..., (ΔXi, ΔYi, ΔZi), ..., (ΔXn, ΔYn, ΔZn), correction value (Δω, Δφ, Δκ) of the inclination (attitude) of the reference camera 4. And the solution that minimizes the coordinate correction values (ΔX 0 , ΔY 0 , ΔZ 0 ) of the three-dimensional coordinate values of the horizontal coordinate system XYZ of the shooting center O of the reference camera 4 is calculated (calculated) by the minimum square method (FIG. 10). ST05).

続いて、制御演算部４４は、基準画像上の全基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…Ｐｎの座標補正値（ΔＸ１，ΔＹ１，ΔＺ１），（ΔＸ２，ΔＹ２，ΔＺ２），…，（ΔＸｉ，ΔＹｉ，ΔＺｉ），…，（ΔＸｎ，ΔＹｎ，ΔＺｎ）の収束を判別する（図１０のＳＴ０６）。制御演算部４４は、全基準点Ｐｉ（ｉ＝１，２，３，４，…，ｎ）の座標補正値（ΔＸｉ，ΔＹｉ，ΔＺｉ）が、例えば、１０－７以下（ΔＸｉ≦１０－７，ΔＹｉ≦１０－７，ΔＺｉ≦１０－７）であれば収束と判断する（図１０のＳＴ０６：Ｙｅｓ）。
制御演算部４４は、基準カメラ４の傾き（姿勢）の補正値（Δω，Δφ，Δκ）の収束を判別する（図１０のＳＴ０６）。制御演算部４４は、基準カメラ４の傾き（姿勢）が、例えば、１０－７以下（Δω≦１０－７，Δφ≦１０－７，Δκ≦１０－７）であれば収束と判断する（図１０のＳＴ０６：Ｙｅｓ）。
制御演算部４４は、基準カメラ４の撮影中心Ｏの三次元座標値の座標補正値（ΔＸ０，ΔＹ０，ΔＺ０）の収束を判別する（図１０のＳＴ０６）。制御演算部４４は、基準カメラ４の撮影中心Ｏの三次元座標値の座標補正値（ΔＸ０，ΔＹ０，ΔＺ０）が、例えば、１０－７以下（ΔＸ０≦１０－７，ΔＹ０≦１０－７，ΔＺ０≦１０－７）であれば収束と判断する（図１０のＳＴ０６：Ｙｅｓ）。 Subsequently, the control calculation unit 44 determines the coordinate correction values (ΔX1, ΔY1, ΔZ1), (ΔX2, ΔY2, ΔZ2) of all the reference points P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ... Pn on the reference image. ..., (ΔXi, ΔYi, ΔZi), ..., (ΔXn, ΔYn, ΔZn) are determined to converge (ST06 in FIG. 10). In the control calculation unit 44, the coordinate correction values (ΔXi, ΔYi, ΔZi) of all the reference points Pi (i = 1, 2, 3, 4, ..., N) are, for example, 10-7 or less (ΔXi ≦ 10-7 ). , ΔYi ≤ 10-7 , ΔZi ≤ 10-7 ), it is determined to be convergent (ST06: Yes in FIG. 10).
The control calculation unit 44 determines the convergence of the correction values (Δω, Δφ, Δκ) of the inclination (posture) of the reference camera 4 (ST06 in FIG. 10). The control calculation unit 44 determines that the reference camera 4 is converged if the inclination (posture) of the reference camera 4 is, for example, 10-7 or less (Δω ≤ 10-7 , Δφ ≤ 10-7 , Δκ ≤ 10-7 ) (FIG. 10 ST06: Yes).
The control calculation unit 44 determines the convergence of the coordinate correction values (ΔX 0 , ΔY 0 , ΔZ 0 ) of the three-dimensional coordinate values of the shooting center O of the reference camera 4 (ST06 in FIG. 10). In the control calculation unit 44, the coordinate correction value (ΔX 0 , ΔY 0 , ΔZ 0 ) of the three-dimensional coordinate value of the shooting center O of the reference camera 4 is, for example, 10-7 or less (ΔX 0 ≦ 10-7 , ΔY 0 ). If ≤10-7 , ΔZ 0 ≤10-7 ), it is determined to be convergent (ST06: Yes in FIG. 10).

続いて、制御演算部４４は、基準画像上の各基準点Ｐｉの座標補正値（ΔＸｉ，ΔＹｉ，ΔＺｉ）が収束していないと判断すると（図１０のＳＴ０６：Ｎｏ）、各基準点Ｐｉの座標補正値（ΔＸｉ，ΔＹｉ，ΔＺｉ）を各基準点Ｐｉの三次元座標値の近似値（Ｘａｉ，Ｙａｉ，Ｚａｉ）に加算して、各基準点Ｐｉについて、新たな近似値（Ｘａｉ，Ｙａｉ，Ｚａｉ）を算出（演算）する（図１０のＳＴ０７）。
制御演算部４４は、基準カメラ４の傾き（姿勢）の補正値（Δω，Δφ，Δκ））が収束していないと判断すると（図１０のＳＴ０６：Ｎｏ）、基準カメラ４の傾き（姿勢）の補正値（Δω，Δφ，Δκ）を基準カメラ４の傾き（姿勢）の近似値（ω０ａ，φ０ａ，κ０ａ）に加算して、基準カメラ４の傾き（姿勢）について、新たな近似値（ω０ａ，φ０ａ，κ０ａ）を算出（演算）する（図１０のＳＴ０７）。
制御演算部４４は、基準カメラ４の撮影中心Ｏの三次元座標値の座標補正値（ΔＸ０，ΔＹ０，ΔＺ０）が収束していないと判断すると（図１０のＳＴ０６：Ｎｏ）、基準カメラ４の撮影中心Ｏの三次元座標の座標補正値（ΔＸ０，ΔＹ０，ΔＺ０）を基準カメラ４の撮影中心Ｏの三次元座標値の近似値（Ｘ０ａ，Ｙ０ａ，Ｚ０ａ）に加算して、基準カメラ４の撮影中心Ｏの三次元座標値について、新たな近似値（Ｘ０ａ，Ｙ０ａ，Ｚ０ａ）を算出（演算）する（図１０のＳＴ０７）。 Subsequently, when the control calculation unit 44 determines that the coordinate correction values (ΔXi, ΔYi, ΔZi) of each reference point Pi on the reference image have not converged (ST06: No in FIG. 10), the control calculation unit 44 of each reference point Pi The coordinate correction values (ΔXi, ΔYi, ΔZi) are added to the approximate values (X ai , Y ai , Z ai ) of the three-dimensional coordinate values of each reference point Pi, and a new approximate value (X) is obtained for each reference point Pi. ai , Y ai , Z ai ) are calculated (calculated) (ST07 in FIG. 10).
When the control calculation unit 44 determines that the correction values (Δω, Δφ, Δκ) of the tilt (attitude) of the reference camera 4 have not converged (ST06: No in FIG. 10), the tilt (attitude) of the reference camera 4 The correction value (Δω, Δφ, Δκ) of is added to the approximate value (ω 0a , φ 0a , κ 0a ) of the tilt (attitude) of the reference camera 4, and a new approximation is made for the tilt (posture) of the reference camera 4. The values (ω 0a , φ 0a , κ 0a ) are calculated (calculated) (ST07 in FIG. 10).
When the control calculation unit 44 determines that the coordinate correction values (ΔX 0 , ΔY 0 , ΔZ 0 ) of the three-dimensional coordinate values of the shooting center O of the reference camera 4 have not converged (ST06: No in FIG. 10), the reference is obtained. The coordinate correction value ( ΔX 0 , ΔY 0 , ΔZ 0 ) of the three-dimensional coordinates of the shooting center O of the camera 4 is used as the reference value. A new approximate value (X 0a , Y 0a , Z 0a ) is calculated (calculated) for the three-dimensional coordinate value of the shooting center O of the reference camera 4 (ST07 in FIG. 10).

制御演算部４４は、傾き（姿勢）の補正値（Δω，Δφ，Δκ）が収束し、座標補正値（ΔＸｉ，ΔＹｉ，ΔＺｉ），（ΔＸ０，ΔＹ０，ΔＺ０）が収束するまで（図１０のＳＴ０６：Ｙｅｓ）、図１０のＳＴ０４～ＳＴ０７を繰り返し実行する。 In the control calculation unit 44, until the correction values (Δω, Δφ, Δκ) of the inclination (attitude) converge and the coordinate correction values (ΔXi, ΔYi, ΔZi), (ΔX 0 , ΔY 0 , ΔZ 0 ) converge ( ST06: Yes) in FIG. 10 and ST04 to ST07 in FIG. 10 are repeatedly executed.

制御演算部４４は、傾き（姿勢）の補正値（Δω，Δφ，Δκ）が収束し、座標補正値（ΔＸｉ，ΔＹｉ，ΔＺｉ）、（ΔＸ０，ΔＹ０，ΔＺ０）が収束すると（図１０のＳＴ０６：Ｙｅｓ）、基準カメラ４の傾き（姿勢）（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）、及び基準カメラ４の撮影中心Ｏの地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）を算出（演算）する（図１０のＳＴ０８）。
制御演算部４４は、収束した基準カメラ４の傾き（姿勢）の補正値（Δω，Δφ，Δκ）と、収束した時の基準カメラ４の傾き（姿勢）の近似値（ω０ａ，φ０ａ，κ０ａ）を加算して、基準カメラ４の傾き（姿勢）（ω，φ，κ）を算出（演算）する。基準カメラ４の傾き（姿勢）は、（ω，φ，κ）＝（ω０ａ＋Δω，φ０ａ＋Δφ，κ０ａ＋Δκ）である。
制御演算部４４は、収束した座標補正値（ΔＸ０，ΔＹ０，ΔＺ０）と、収束した時の基準カメラ４の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値の近似値（Ｘ０ａ，Ｙ０ａ，Ｚ０ａ）を加算して、基準カメラ４の撮影中心Ｏの地上座標系の三次元座標値（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）を算出（演算）する。基準カメラ４の撮影中心Ｏの地上座標系ＸＹＺの三次元座標値は、（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）＝（Ｘ０ａ＋ΔＸ０，Ｙ０ａ＋ΔＹ０，Ｚ０ａ＋ΔＺ０）である。 In the control calculation unit 44, when the correction values (Δω, Δφ, Δκ) of the inclination (attitude) converge, and the coordinate correction values (ΔXi, ΔYi, ΔZi), (ΔX 0 , ΔY 0 , ΔZ 0 ) converge (FIG. ST06: Yes of 10), tilt (attitude) of the reference camera 4 (X 0 , Y 0 , Z 0 ), and three-dimensional coordinate values (X 0 , Y 0 ) of the ground coordinate system XYZ of the shooting center O of the reference camera 4. , Z 0 ) is calculated (calculated) (ST08 in FIG. 10).
The control calculation unit 44 has a correction value (Δω, Δφ, Δκ) of the tilt (attitude) of the converged reference camera 4 and an approximate value (ω 0a , φ 0a ,) of the tilt (attitude) of the reference camera 4 when converged. κ 0a ) is added to calculate (calculate) the inclination (attitude) (ω, φ, κ) of the reference camera 4. The inclination (posture) of the reference camera 4 is (ω, φ, κ) = (ω 0a + Δω, φ 0a + Δφ, κ 0a + Δκ).
The control calculation unit 44 has an approximation value (X 0a , Y 0a ,) of the converged coordinate correction value (ΔX 0 , ΔY 0 , ΔZ 0 ) and the three-dimensional coordinate value of the ground coordinate system XYZ of the reference camera 4 at the time of convergence. Z 0a ) is added to calculate (calculate) the three-dimensional coordinate values (X 0 , Y 0 , Z 0 ) of the ground coordinate system of the shooting center O of the reference camera 4. The three-dimensional coordinate values of the ground coordinate system XYZ of the shooting center O of the reference camera 4 are (X 0 , Y 0 , Z 0 ) = (X 0a + ΔX 0 , Y 0a + ΔY 0 , Z 0a + ΔZ 0 ).

続いて、制御演算部４４（制御演算手段６）は、検査カメラ３の撮影中心Ｏ１の三次元座標値（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）をデータ記憶部４２から読出して、検査カメラ３の撮影中心Ｏ１の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘｑ，Ｙｑ，Ｚｑ）を算出する（図１０のＳＴ０９）。
制御演算部４４は、基準カメラ４の撮影中心Ｏの地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）と検査カメラ３の撮影中心線Ｏ１の三次元座標値（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）を加算して、検査カメラ３の撮影中心Ｏ１の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘｑ，Ｙｑ，Ｚｑ）を算出（演算）する。検査カメラ３の撮影中心Ｏ１の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値は、（Ｘｑ，Ｙｑ，Ｚｑ）＝（Ｘ０＋Ｘｂ，Ｙ０＋Ｙｂ，Ｚ０＋Ｚｂ）である。 Subsequently, the control calculation unit 44 (control calculation means 6) reads out the three-dimensional coordinate values (Xb, Yb, Zb) of the shooting center O1 of the inspection camera 3 from the data storage unit 42, and the shooting center O1 of the inspection camera 3 The three-dimensional coordinate values (Xq, Yq, Zq) of the ground coordinate system XYZ of the above are calculated (ST09 in FIG. 10).
The control calculation unit 44 includes a three-dimensional coordinate value (X 0 , Y 0 , Z 0 ) of the ground coordinate system XYZ of the shooting center O of the reference camera 4 and a three-dimensional coordinate value (Xb, Xb, of the shooting center line O1 of the inspection camera 3). Yb, Zb) are added to calculate (calculate) the three-dimensional coordinate values (Xq, Yq, Zq) of the ground coordinate system XYZ of the imaging center O1 of the inspection camera 3. The three-dimensional coordinate value of the ground coordinate system XYZ of the photographing center O1 of the inspection camera 3 is (Xq, Yq, Zq) = (X 0 + Xb, Y 0 + Yb, Z 0 + Zb).

このように、制御演算部４４（制御演算手段６）は、基準カメラ４で撮影した基準画像上の４つの基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２），（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３），（Ｘ４，Ｙ４，Ｚ４）、及び４つの各基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の基準画像上の写真像ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４の写真座標系ｘｙの写真座標値（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２），（ｘ３，ｙ３），（ｘ４，ｙ４）に基づいて、基準カメラ４の傾き（姿勢）の近似値（初期値）（ω０ａ，φ０ａ，κ０ａ）及び基準カメラ４の撮影中心Ｏの地上座標系ＸＹＺの三次元座標値の近似値（初期値）（Ｘ０ａ，Ｙ０ａ，Ｚ０ａ）を算出（演算）して、基準画像上の全基準点Ｐｉ（ｉ＝１，２，３，４，…，ｎ）の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）、基準カメラ４の傾き（姿勢）の近似値（ω０ａ，φ０ａ，κ０ａ）及び基準カメラ４の撮影中心Ｏの地上座標系ＸＹＺの三次元座標値の近似値（Ｘ０ａ，Ｙ０ａ，Ｚ０ａ）に基づいて、基準カメラ４の傾き（姿勢）（ω，φ，κ）を算出（演算）し、及び基準カメラ４の撮影中心Ｏの地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）を算出（演算）する。
制御演算部４４（制御演算手段６）は、図１０のＳＴ０４～ＳＴ０７を繰返すことで、基準カメラ４の傾き（姿勢）（ω，φ，κ）及び基準カメラ４の撮影中心Ｏの地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）の高精度化を図っている。
検査カメラ３及び基準カメラ４は無人飛行体２に搭載されているので、基準カメラ４の傾き（姿勢）（ω，φ，κ）は、無人飛行体２の三次元の飛行姿勢、及び検査カメラ３の傾き（姿勢）ともなる。
また、基準カメラ４は無人飛行体２に搭載されているので、基準カメラ４の撮影中心Ｏの地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）は、無人飛行体２の三次元の飛行位置ともなる。
As described above, the control calculation unit 44 (control calculation means 6) has three-dimensional coordinate values (X1,) of the ground coordinate system XYZ of the four reference points P1, P2, P3, and P4 on the reference image taken by the reference camera 4. Y1, Z1), (X2, Y2, Z2), (X3, Y3, Z3), (X4, Y4, Z4), and the photographic image p on the reference image of each of the four reference points P1, P2, P3, P4. Photocoordinate values of the photocoordinate system xy of 1 , p2, p3 , p4 (x1, y1 ) , ( x2 , y2), ( x3 , y3), ( x4 , y4) Approximate value (initial value) (ω 0a , φ 0a , κ 0a ) of the inclination (attitude) of the reference camera 4 and the approximate value of the three-dimensional coordinate value of the ground coordinate system XYZ of the shooting center O of the reference camera 4 based on. (Initial value) (X 0a , Y 0a , Z 0a ) is calculated (calculated), and the ground coordinate system XYZ of all reference points Pi (i = 1, 2, 3, 4, ..., N ) on the reference image. 3D coordinate values (Xi, Yi, Zi), approximate values (ω 0a , φ 0a , κ 0a ) of the tilt (attitude) of the reference camera 4 and the 3D of the ground coordinate system XYZ of the shooting center O of the reference camera 4. Based on the approximate values of the coordinate values (X 0a , Y 0a , Z 0a ), the inclination (attitude) (ω, φ, κ) of the reference camera 4 is calculated (calculated), and the shooting center O of the reference camera 4 is calculated. The three-dimensional coordinate values (X 0 , Y 0 , Z 0 ) of the ground coordinate system XYZ are calculated (calculated).
By repeating ST04 to ST07 in FIG. 10, the control calculation unit 44 (control calculation means 6) repeats the tilt (attitude) (ω, φ, κ) of the reference camera 4 and the ground coordinate system of the shooting center O of the reference camera 4. We are trying to improve the accuracy of the three-dimensional coordinate values of XYZ (X 0 , Y 0 , Z 0 ).
Since the inspection camera 3 and the reference camera 4 are mounted on the unmanned vehicle 2, the tilt (attitude) (ω, φ, κ) of the reference camera 4 is the three-dimensional flight attitude of the unmanned vehicle 2 and the inspection camera. It is also the inclination (posture) of 3.
Further, since the reference camera 4 is mounted on the unmanned flying object 2, the three-dimensional coordinate values (X 0 , Y 0 , Z 0 ) of the ground coordinate system XYZ of the shooting center O of the reference camera 4 are the unmanned flying object 2. It is also the three-dimensional flight position of.

次に、被検査構造体の検査システムＸにおける一連の処理工程について、図１乃至図７、図１０及び図１１を参照して説明する。 Next, a series of processing steps in the inspection system X of the structure to be inspected will be described with reference to FIGS. 1 to 7, 10 and 11.

＜基準点設置工程：図１１のＳＴ２１＞
被検査構造体Ｘの検査システムＸは、図１及び図２に示すように、４以上の複数の基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎを、被検査構造体Ｙの周辺の地上Ｚに設置する。各基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎ（対空標識）は、対空標１ａを上方に向けて地上Ｚに設置する。各基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎは、左右方向ＬＲ及び前後方向ＦＲにおいて、相互に間隔を隔てて配置される（図１１：ＳＴ２１）。 <Reference point installation process: ST21 in FIG. 11>
As shown in FIGS. 1 and 2, the inspection system X of the structure X to be inspected has a plurality of reference points P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ..., Pn of 4 or more, and the structure Y to be inspected. It will be installed on the ground Z around. Each reference point P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ..., Pn (anti-aircraft marker) is installed on the ground Z with the anti-aircraft marker 1a facing upward. The reference points P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ..., Pn are arranged at intervals from each other in the left-right direction LR and the front-back direction FR (FIG. 11: ST21).

＜三次元座標値取得・記憶工程：図１１のＳＴ２２＞
続いて、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）を利用して、第１番目乃至第ｎ番目の基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎの地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２），（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３），…，（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ），…，（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）を測定して取得する。
制御演算手段６において、入力部４１を操作して、第１番目乃至第ｎ番目の基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎ（対空標識）の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２），（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３），（Ｘ４，Ｙ４，Ｚ４）…，（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ），…，（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）と各基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎの基準番号Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４，…，Ｎｉ，…，Ｎｎを制御演算部４４に入力する。
制御演算部４４は、図７に示すように、各基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎの地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２），（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３），（Ｘ４，Ｙ４，Ｚ４）…，（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ），…，（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）と各基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎの基準番号Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４，…，Ｎｉ，…，Ｎｎを入力すると、各基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎの地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２），（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３），（Ｘ４，Ｙ４，Ｚ４）…，（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ），…，（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）と各基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎの基準番号Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４，…，Ｎｉ，…，Ｎｎ（第１番目乃至第ｎ番目）を相互に対応付けてデータ記憶部４２に記憶する。
制御演算手段６において、入力部４１を操作して、検査カメラ３の撮影中心Ｏ１の三次元座標値（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）を制御演算部４４に入力する。制御演算部４４は、三次元座標値（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）をデータ記憶部４２に記憶する（図１１：ＳＴ２２）。 <Three-dimensional coordinate value acquisition / storage process: ST22 in FIG. 11>
Subsequently, using GNSS (Global Navigation Satellite System), the three-dimensional coordinate values of the ground coordinate system XYZ of the first to nth reference points P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ..., Pn. (X1, Y1, Z1), (X2, Y2, Z2), (X3, Y3, Z3), ..., (Xi, Yi, Zi), ..., (Xn, Yn, Zn) are measured and acquired.
In the control calculation means 6, the input unit 41 is operated to provide a tertiary of the ground coordinate system XYZ of the first to nth reference points P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ..., Pn (anti-aircraft marker). Original coordinate values (X1, Y1, Z1), (X2, Y2, Z2), (X3, Y3, Z3), (X4, Y4, Z4) ..., (Xi, Yi, Zi), ..., (Xn, Yn) , Zn) and the reference numbers N1, N2, N3, N4, ..., Ni, ..., Nn of the reference points P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ..., Pn are input to the control calculation unit 44.
As shown in FIG. 7, the control calculation unit 44 has three-dimensional coordinate values (X1, Y1, Z1), (X1, Y1, Z1) of the ground coordinate system XYZ of each reference point P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ..., Pn. X2, Y2, Z2), (X3, Y3, Z3), (X4, Y4, Z4) ..., (Xi, Yi, Zi), ..., (Xn, Yn, Zn) and each reference point P1, P2, P3. , P4, ..., Pi, ..., Pn reference numbers N1, N2, N3, N4, ..., Ni, ..., Nn, each reference point P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ..., Pn Three-dimensional coordinate values (X1, Y1, Z1), (X2, Y2, Z2), (X3, Y3, Z3), (X4, Y4, Z4) ..., (Xi, Yi, Zi) of the ground coordinate system XYZ. , ..., (Xn, Yn, Zn) and reference points P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ..., Pn reference numbers N1, N2, N3, N4, ..., Ni, ..., Nn (1st) The th to nth) are associated with each other and stored in the data storage unit 42.
In the control calculation means 6, the input unit 41 is operated to input the three-dimensional coordinate values (Xb, Yb, Zb) of the shooting center O1 of the inspection camera 3 to the control calculation unit 44. The control calculation unit 44 stores the three-dimensional coordinate values (Xb, Yb, Zb) in the data storage unit 42 (FIG. 11: ST22).

＜飛行工程：図１１のＳＴ２３＞
無人飛行体２を被検査構造体Ｙに近傍する地上Ｚに載置して、遠隔操作手段５の自動飛行指示部３３（飛行開始ボタン）を操作する。
遠隔制御部３４は、図６に示すように、自動飛行指示部３３の操作に基づいて、遠隔通信部３７（無線通信ユニット３２）に飛行開始信号（飛行開始指令）を出力し、遠隔通信部３７は、通信アンテナ３６から飛行開始信号（飛行開始指令）を無人飛行体２（無線通信ユニット１４）に送信する。
無人飛行体２において、機体通信部２８は、図６に示すように、通信アンテナ２７から飛行開始信号（飛行開始指令）を受信すると、飛行開始信号（飛行開始指令）を機体制御部１６に出力する。
機体制御部１６は、図３乃至図６に示すように、飛行開始信号（飛行開始指令）を入力すると、画像記憶部１５から飛行経路（飛行プログラム）を読出して、各ロータユニット１２のロータモータ２６を回転する。
これにより、無人飛行体２は、図１及び図２に示すように、各ロータユニット１２のロータモータ２６の回転による揚力及び推進力によって、地上Ｚから上昇して飛行される。
続いて、機体制御部１６は、飛行経路（飛行プログラム）に基づいて、各ロータユニット１２のロータモータ２６の回転を制御して、無人飛行体２を被検査構造体Ｙまで飛行させて、及び無人飛行体２を被検査構造体Ｙ及び各基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎの間に飛行させる。このとき、機体制御部１６は、飛行経路（飛行プログラム）に基づいて、各ロータユニット１２のロータモータ２６の回転を変更制御して、検査カメラ３を被検査構造体Ｙに近接（接近）するように、無人飛行体２を飛行させる。
これにより、無人飛行体２は、図１及び図２に示すように、検査カメラ３の撮影方向αを被検査構造体Ｙ［被検査構造体Ｙの一部の箇所（部位）］に向け、及び基準カメラ４の撮影方向βを各基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎに向ける飛行姿勢（検査飛行姿勢）にて飛行される。
機体制御部１６は、飛行経路（飛行プログラム）に基づいて、無人飛行体２を検査飛行姿勢にて低速移動（低速飛行）させる（図１１：ＳＴ２３）。 <Flight process: ST23 in Fig. 11>
The unmanned flight object 2 is placed on the ground Z near the structure Y to be inspected, and the automatic flight instruction unit 33 (flight start button) of the remote control means 5 is operated.
As shown in FIG. 6, the remote control unit 34 outputs a flight start signal (flight start command) to the remote communication unit 37 (wireless communication unit 32) based on the operation of the automatic flight instruction unit 33, and the remote communication unit 34. 37 transmits a flight start signal (flight start command) from the communication antenna 36 to the unmanned vehicle 2 (wireless communication unit 14).
In the unmanned airframe 2, when the aircraft communication unit 28 receives the flight start signal (flight start command) from the communication antenna 27 as shown in FIG. 6, the aircraft communication unit 28 outputs the flight start signal (flight start command) to the airframe control unit 16. do.
As shown in FIGS. 3 to 6, when the aircraft control unit 16 inputs a flight start signal (flight start command), the aircraft control unit 16 reads out the flight path (flight program) from the image storage unit 15 and the rotor motor 26 of each rotor unit 12. To rotate.
As a result, as shown in FIGS. 1 and 2, the unmanned vehicle 2 rises from the ground Z and flies due to the lift and propulsion force of the rotation of the rotor motor 26 of each rotor unit 12.
Subsequently, the aircraft control unit 16 controls the rotation of the rotor motor 26 of each rotor unit 12 based on the flight path (flight program) to fly the unmanned aircraft 2 to the structure Y to be inspected, and unmanned. The flying object 2 is made to fly between the structure Y to be inspected and each reference point P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ..., Pn. At this time, the aircraft control unit 16 changes and controls the rotation of the rotor motor 26 of each rotor unit 12 based on the flight path (flight program) so that the inspection camera 3 approaches (approaches) the structure Y to be inspected. In addition, the unmanned airframe 2 is flown.
As a result, as shown in FIGS. 1 and 2, the unmanned flying object 2 directs the photographing direction α of the inspection camera 3 toward the inspected structure Y [a part (part) of the inspected structure Y]. And, the flight is performed in a flight attitude (inspection flight attitude) in which the shooting direction β of the reference camera 4 is directed to each reference point P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ..., Pn.
The aircraft control unit 16 moves the unmanned aircraft 2 at a low speed (low speed flight) in the inspection flight attitude based on the flight path (flight program) (FIG. 11: ST23).

＜撮影工程：図１１のＳＴ２４＞
無人飛行体２を検査飛行姿勢（飛行姿勢）で低速移動（低速飛行）させた状態において、機体制御部１６は、撮影信号（撮影指令）を検査カメラ３及び基準カメラ４に同時に出力する。
検査カメラ３は、図１及び図２に示すように、撮影信号（撮影指令）を入力すると、被検査構造体Ｙの一部の箇所（部位）の画像（検査画像）を撮影する。
基準カメラ４は、図１及び図２に示すように、撮影信号（撮影指令）を入力すると、４以上の基準点Ｐｉ（ｉ＝１，２，３，４，…，ｎ）を含む地上Ｚの画像、例えば、第１番目乃至第６番目の基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６を含む地上Ｚの画像（基準画像）を撮影する。
このとき、検査カメラ３及び基準カメラ４は、機体制御部１６から撮影信号（撮影指令）を同時に入力する。
これにより、検査カメラ３及び基準カメラ４は、図１及び図２に示すように、無人飛行体２の検査飛行姿勢（飛行姿勢）において、被検査構造体Ｙの一部の箇所（部位）（検査画像）、及び４以上の基準点Ｐ１～Ｐ６を含む地上Ｚ（基準画像）を同時撮影する（図１１：ＳＴ２４）。 <Shooting process: ST24 in FIG. 11>
In a state where the unmanned flying object 2 is moved at a low speed (low-speed flight) in the inspection flight attitude (flying attitude), the aircraft control unit 16 outputs a photographing signal (imaging command) to the inspection camera 3 and the reference camera 4 at the same time.
As shown in FIGS. 1 and 2, the inspection camera 3 captures an image (inspection image) of a part (part) of the structure Y to be inspected when an imaging signal (imaging command) is input.
As shown in FIGS. 1 and 2, the reference camera 4 includes a reference point Pi (i = 1,2,3,4, ..., N) of 4 or more when a shooting signal (shooting command) is input. An image (reference image) of the ground Z including the first to sixth reference points P1, P2, P3, P4, P5, P6 is taken.
At this time, the inspection camera 3 and the reference camera 4 simultaneously input a shooting signal (shooting command) from the machine control unit 16.
As a result, as shown in FIGS. 1 and 2, the inspection camera 3 and the reference camera 4 have a part (part) of the structure Y to be inspected in the inspection flight attitude (flying attitude) of the unmanned flying object 2. Inspection image) and ground Z (reference image) including 4 or more reference points P1 to P6 are simultaneously photographed (FIG. 11: ST24).

＜飛行体の画像記憶工程：図１１のＳＴ２５＞
検査カメラ３及び基準カメラ４は、図６に示すように、検査画像及び基準画像を同時撮影すると、同時撮影した検査画像データ及び基準画像データを機体制御部１６に出力する。
機体制御部１６は、検査画像データ及び基準画像データを入力すると、同時撮影された検査画像（検査画像データ）及び基準画像（基準画像データ）を相互に対応付けて画像記憶部１５に記憶する（図１１：ＳＴ２５）。
被検査構造体の検査システムＸにおいて、機体制御部１６は、飛行経路（飛行プログラム）に基づいて、各ロータユニット１２のロータモータ２６の回転を変更制御することで、無人飛行体２の検査飛行姿勢（飛行姿勢）を保持した状態において、無人飛行体２を被検査構造体Ｙに沿って低速移動（低速飛行）させ、及び所定時間毎に撮影信号（撮影指令）を検査カメラ３及び基準カメラ４に同時に出力する。
これにより、検査カメラ３は、無人飛行体２の被検査構造体Ｙに沿った低速移動（低速飛行）によって、所定時間毎に被検査構造体Ｙの一部の箇所（部位）の画像（検査画像）を撮影し、基準カメラ４は、無人飛行体２の被検査構造体Ｙに沿った低速移動（低速飛行）によって、所定時間毎に４以上の基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎを含む地上Ｚの画像（基準画像）を撮影する。検査カメラ３及び基準カメラ４は、所定時間毎に同時撮影した検査画像及び基準画像を機体制御部１６に出力し、機体制御部１６は、所定時間毎に入力する検査画像及び基準画像を相互に対応付けて画像記憶部１５に記憶する。
このように、被検査構造体の検査システムでは、無人飛行体２を被検査構造体Ｙに沿って低速移動（低速飛行）させることで、検査カメラ３による複数の検査画像、及び基準カメラ４による複数の基準画像を所定時間毎に同時撮影して、同時撮影した検査画像及び基準画像を相互に対応付けて画像記憶部１５に記憶する。 <Image storage process of the flying object: ST25 in FIG. 11>
As shown in FIG. 6, the inspection camera 3 and the reference camera 4 simultaneously capture the inspection image and the reference image, and output the simultaneously captured inspection image data and the reference image data to the machine control unit 16.
When the inspection image data and the reference image data are input, the machine control unit 16 stores the simultaneously captured inspection image (inspection image data) and the reference image (reference image data) in the image storage unit 15 in association with each other (the inspection image data). FIG. 11: ST25).
In the inspection system X of the structure to be inspected, the aircraft control unit 16 changes and controls the rotation of the rotor motor 26 of each rotor unit 12 based on the flight path (flight program), so that the inspection flight posture of the unmanned flight object 2 is controlled. While maintaining the (flying posture), the unmanned flying object 2 is moved at a low speed (low-speed flight) along the structure Y to be inspected, and a shooting signal (shooting command) is sent to the inspection camera 3 and the reference camera 4 at predetermined time intervals. Output at the same time.
As a result, the inspection camera 3 moves at a low speed (low-speed flight) along the inspected structure Y of the unmanned flying object 2 to obtain an image (inspection) of a part of the inspected structure Y at predetermined time intervals (inspection). The image) is taken, and the reference camera 4 moves at a low speed (low speed flight) along the structure Y to be inspected of the unmanned flying object 2, and the reference points P1, P2, P3, P4, ... , Pi, ..., An image (reference image) of the ground Z including Pn is taken. The inspection camera 3 and the reference camera 4 output inspection images and reference images simultaneously taken at predetermined time intervals to the machine control unit 16, and the machine control unit 16 mutually inputs inspection images and reference images at predetermined time intervals. It is stored in the image storage unit 15 in association with each other.
As described above, in the inspection system of the structure to be inspected, the unmanned flying object 2 is moved at a low speed (low-speed flight) along the structure Y to be inspected, so that a plurality of inspection images by the inspection camera 3 and a reference camera 4 are used. A plurality of reference images are simultaneously photographed at predetermined time intervals, and the simultaneously photographed inspection images and reference images are stored in the image storage unit 15 in association with each other.

＜飛行体着陸工程：図１１のＳＴ２６＞
無人飛行体２において、機体制御部１６は、飛行経路（飛行プログラム）に基づいて、無人飛行体２を地上Ｚに着陸させる。無人飛行体２は、各支持脚２３から地上Ｚに着陸する（図１１：ＳＴ２６）。
これにより、被検査構造体Ｙの撮影、及び各基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…，Ｐｉ，…，Ｐｎの撮影を完了する。 <Flight landing process: ST26 in Fig. 11>
In the unmanned aircraft 2, the aircraft control unit 16 lands the unmanned aircraft 2 on the ground Z based on the flight path (flight program). The unmanned aircraft 2 lands on the ground Z from each support leg 23 (FIG. 11: ST26).
This completes the imaging of the structure Y to be inspected and the imaging of the reference points P1, P2, P3, P4, ..., Pi, ..., Pn.

＜制御演算手段の画像記憶工程：図１１のＳＴ２７＞
続いて、無人飛行体２の画像記憶部１５に記憶された検査画像（検査画像データ）、及び基準画像（基準画像データ）を取出して、制御演算手段６の入力部４１を操作して、検査画像（検査画像データ）及び基準画像（基準画像データ）を制御演算部４４に入力する。
制御演算部４４は、図７に示すように、検査画像（検査画像データ）及び基準画像（基準画像データ）を入力すると、同時撮影した検査画像及び基準画像を相互に対応付けてデータ記憶部４２に記憶する（図１１：ＳＴ２７）。 <Image storage process of control calculation means: ST27 in FIG. 11>
Subsequently, the inspection image (inspection image data) and the reference image (reference image data) stored in the image storage unit 15 of the unmanned flying object 2 are taken out, and the input unit 41 of the control calculation means 6 is operated for inspection. An image (inspection image data) and a reference image (reference image data) are input to the control calculation unit 44.
As shown in FIG. 7, when the inspection image (inspection image data) and the reference image (reference image data) are input, the control calculation unit 44 associates the inspection images and the reference images simultaneously captured with each other and the data storage unit 42. (Fig. 11: ST27).

＜画像表示工程：図１１のＳＴ２８＞
制御演算手段６において、入力部４１を操作して、同時撮影した検査画像（検査画像データ）及び基準画像（基準画像データ）を読出す。
このとき、制御演算部４４は、図７に示すように、入力部４１の操作に基づいて、同時撮影した検査画像（検査画像データ）及び基準画像（基準画像データ）をデータ記憶部４２から読出して、表示部４３（液晶表示器）に出力する。表示部４３は、同時撮影した検査画像及び基準画像を表示する（図１１：ＳＴ２８）。 <Image display process: ST28 in FIG. 11>
In the control calculation means 6, the input unit 41 is operated to read out the inspection image (inspection image data) and the reference image (reference image data) taken at the same time.
At this time, as shown in FIG. 7, the control calculation unit 44 reads out the inspection image (inspection image data) and the reference image (reference image data) simultaneously captured from the data storage unit 42 based on the operation of the input unit 41. And output to the display unit 43 (liquid crystal display). The display unit 43 displays the inspection image and the reference image taken at the same time (FIG. 11: ST28).

＜飛行姿勢・位置算出工程：図１１のＳＴ２９＞
続いて、表示部４３（液晶表示器）に表示された基準画像において、基準画像上（画像上）の４以上の基準点Ｐ、例えば、第１番目乃至第６番目の基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６から４つの基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４（第１番目乃至第４番目の基準点）を選択する。
制御演算手段６（制御演算装置）において、入力部４１を操作して、選択した各基準点Ｐ１～Ｐ４（第１番目乃至第４番目の基準点）の基準番号Ｎ１～Ｎ４を制御演算部４４に入力する。
制御演算部４４は、図７に示すように、各基準点Ｐ１～Ｐ４の基準番号Ｎ１～Ｎ４を入力すると、データ記憶部４２から第１番目乃至第４番目の基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２），（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３），（Ｘ４，Ｙ４，Ｚ４）を読出す。
制御演算部４４は、選択された基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に対応する写真像ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４の写真座標値（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２），（ｘ３，ｙ３），（ｘ４，ｙ４）を基準画像から取得する。
続いて、制御演算部４４（制御演算手段６）は、図１０のＳＴ０２で説明したと同様に、選択した各基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の基準画像上（画像上）の写真座標系ｘｙの写真像ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４の写真座標値（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２），（ｘ３，ｙ３），（ｘ４，ｙ４）と、選択した各基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２），（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３），（Ｘ４，Ｙ４，Ｚ４）から係数ｂ１～ｂ８を算出（演算）する。
続いて、制御演算部４４（制御演算手段６）は、図１０のＳＴ０３で説明したと同様に、算出したパラメータｂ～ｂ８を用いて、式（６）から同時撮影時の基準カメラ４の傾き（姿勢）の近似値（ω０ａ，φ０ａ，κ０ａ）を算出（演算）し、及び同時撮影時の基準カメラ４の撮影中心Ｏの地上座標系ＸＹＺの三次元座標値の近似値（Ｘ０ａ，Ｙ０ａ，Ｚ０ａ）を算出（演算）する。
続いて、制御演算部４４は、基準画像上の全ての基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２），（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３），（Ｘ４，Ｙ４，Ｚ４），（Ｘ５，Ｙ５，Ｚ５），（Ｘ６，Ｙ６，Ｚ６）をデータ記憶部４２から読出す。
制御演算部４４は、図１０のＳＴ０４～ＳＴ０９で説明したと同様に、基準画像上の全基準点Ｐ１～Ｐ６の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）～（Ｘ６，Ｙ６，Ｚ６）、基準カメラ４の傾き（姿勢）の近似値（ω０ａ，φ０ａ，κ０ａ）及び基準カメラ４の撮影中心Ｏの地上座標系ＸＹＺの三次元座標値の近似値（Ｘ０ａ，Ｙ０ａ，Ｚ０ａ）から基準カメラ４の傾き（姿勢）（ω，φ，κ）、及び基準カメラ４の撮影中心Ｏの地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）を算出（演算）する（図１１：ＳＴ２９）。 <Flight attitude / position calculation process: ST29 in Fig. 11>
Subsequently, in the reference image displayed on the display unit 43 (liquid crystal display), four or more reference points P on the reference image (on the image), for example, the first to sixth reference points P1, P2. Four reference points P1, P2, P3, P4 (first to fourth reference points) are selected from P3, P4, P5, and P6.
In the control calculation means 6 (control calculation device), the input unit 41 is operated to set the reference numbers N1 to N4 of the selected reference points P1 to P4 (first to fourth reference points) to the control calculation unit 44. Enter in.
As shown in FIG. 7, when the control calculation unit 44 inputs the reference numbers N1 to N4 of the reference points P1 to P4, the control calculation unit 44 receives the first to fourth reference points P1, P2, P3 from the data storage unit 42. The three-dimensional coordinate values (X1, Y1, Z1), (X2, Y2, Z2), (X3, Y3, Z3), (X4, Y4, Z4) of the ground coordinate system XYZ of P4 are read.
The control calculation unit 44 has photographic coordinate values (x 1 , y 1 ), (x 2 , ,) of the photographic images p 1 , p 2 , p 3 , and p 4 corresponding to the selected reference points P1, P2, P3, and P4. y 2 ), (x 3 , y 3 ), (x 4 , y 4 ) are acquired from the reference image.
Subsequently, the control calculation unit 44 (control calculation means 6) is a photographic coordinate system on the reference image (on the image) of each of the selected reference points P1, P2, P3, P4, as described in ST02 of FIG. Photo image of xy Photo coordinate values of p 1 , p 2 , p 3 , p 4 (x 1 , y 1 ), (x 2 , y 2 ), (x 3 , y 3 ), (x 4 , y 4 ) And the three-dimensional coordinate values (X1, Y1, Z1), (X2, Y2, Z2), (X3, Y3, Z3), (X4) of the ground coordinate system XYZ of each selected reference point P1, P2, P3, P4. , Y4, Z4), the coordinates b1 to b8 are calculated (calculated).
Subsequently, the control calculation unit 44 (control calculation means 6) tilts the reference camera 4 at the time of simultaneous shooting from the equation (6) using the calculated parameters b to b8 as described in ST03 of FIG. Approximate values (ω 0a , φ 0a , κ 0a ) of (attitude) are calculated (calculated), and approximate values (X) of the three-dimensional coordinate values of the ground coordinate system XYZ of the shooting center O of the reference camera 4 at the time of simultaneous shooting. 0a , Y 0a , Z 0a ) is calculated (calculated).
Subsequently, the control calculation unit 44 sets the three-dimensional coordinate values (X1, Y1, Z1), (X2, Y2) of the ground coordinate system XYZ of all the reference points P1, P2, P3, P4, P5, P6 on the reference image. , Z2), (X3, Y3, Z3), (X4, Y4, Z4), (X5, Y5, Z5), (X6, Y6, Z6) are read from the data storage unit 42.
The control calculation unit 44 has three-dimensional coordinate values (X1, Y1, Z1) to (X6,) of the ground coordinate system XYZ of all the reference points P1 to P6 on the reference image, as described in ST04 to ST09 of FIG. Y6, Z6), the approximate value of the tilt (attitude) of the reference camera 4 (ω 0a , φ 0a , κ 0a ) and the approximate value of the three-dimensional coordinate value of the ground coordinate system XYZ of the shooting center O of the reference camera 4 (X 0a ). , Y 0a , Z 0a ) to the tilt (attitude) (ω, φ, κ) of the reference camera 4, and the three-dimensional coordinate values (X 0 , Y 0 , Z) of the ground coordinate system XYZ of the shooting center O of the reference camera 4. 0 ) is calculated (calculated) (FIG. 11: ST29).

検査カメラ３及び基準カメラ４は無人飛行体２に搭載していることから、基準カメラ４の傾き（姿勢）（ω，φ，κ）は、無人飛行体２の三次元の飛行姿勢、及び検査カメラ３の傾き（姿勢）ともなる。
基準カメラ４は無人飛行体２に搭載していることから、基準カメラ４の撮影中心Ｏの地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）は、無人飛行体２の三次元の飛行位置ともなる。
図１１のＳＴ２８及びＳＴ２９を繰り返すことで、複数の基準画像について、検査カメラ３と同時撮影時の基準カメラ４の傾き（姿勢）（ω，φ，κ）を算出（演算）し、及び検査カメラ３と同時撮影時の基準カメラ４の撮影中心Ｏの地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）を算出する。 Since the inspection camera 3 and the reference camera 4 are mounted on the unmanned vehicle 2, the tilt (attitude) (ω, φ, κ) of the reference camera 4 is the three-dimensional flight attitude of the unmanned vehicle 2 and the inspection. It also serves as the tilt (posture) of the camera 3.
Since the reference camera 4 is mounted on the unmanned vehicle 2, the three-dimensional coordinate values (X 0 , Y 0 , Z 0 ) of the ground coordinate system XYZ of the shooting center O of the reference camera 4 are the unmanned vehicle 2. It is also a three-dimensional flight position.
By repeating ST28 and ST29 in FIG. 11, the inclination (attitude) (ω, φ, κ) of the reference camera 4 at the time of simultaneous shooting with the inspection camera 3 is calculated (calculated) for the plurality of reference images, and the inspection camera is used. The three-dimensional coordinate values (X 0 , Y 0 , Z 0 ) of the ground coordinate system XYZ of the shooting center O of the reference camera 4 at the time of simultaneous shooting with 3 are calculated.

＜検査画像の座標付け工程：図１１のＳＴ３０＞
制御演算部４４（制御演算手段６）は、図１０のＳＴ０９で説明したと同様に、検査カメラ３の撮影中心Ｏ１の三次元座標値（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）をデータ記憶部４２から読出して、検査カメラ３の撮影中心Ｏ１の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘｑ，Ｙｑ，Ｚｑ）を算出（演算）する。
制御演算部４４は、基準カメラ４の撮影中心Ｏの地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）に三次元座標値（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）を加算して、三次元座標値（Ｘｑ，Ｙｑ，Ｚｑ）を算出（演算）する。
これにより、基準カメラ４の基準画像と同時撮影した検査カメラ３の検査画像について、検査画像の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘｑ，Ｙｑ，Ｚｑ）と、検査画像の傾き（姿勢）（ω，φ，κ）を座標付けられる（図１１：ＳＴ３０）。
検査カメラ３で撮影された複数の検査画像についても、図１１のＳＴ３０を実行することで、座標付けする。
これにより、検査画像について、座標付けすることで、検査カメラ３で撮影した被検査構造体Ｙの箇所（部位）を特定できる。
制御演算部４４は、基準カメラ４の傾き（姿勢）（ω，φ，κ）、基準カメラ４の撮影中心Ｏの地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）、及び検査画像の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘｑ，Ｙｑ，Ｚｑ）を、同時撮影した検査画像及び基準画像に対応付けてデータ記憶部４２に記憶する。 <Coordinate setting process of inspection image: ST30 in FIG. 11>
The control calculation unit 44 (control calculation means 6) reads out the three-dimensional coordinate values (Xb, Yb, Zb) of the photographing center O1 of the inspection camera 3 from the data storage unit 42, as described in ST09 of FIG. , The three-dimensional coordinate values (Xq, Yq, Zq) of the ground coordinate system XYZ of the photographing center O1 of the inspection camera 3 are calculated (calculated).
The control calculation unit 44 adds the three-dimensional coordinate values (Xb, Yb, Zb) to the three-dimensional coordinate values (X0, Y0, Z0) of the ground coordinate system XYZ of the shooting center O of the reference camera 4, and the three-dimensional coordinates. Calculate (calculate) the values (Xq, Yq, Zq).
As a result, regarding the inspection image of the inspection camera 3 taken simultaneously with the reference image of the reference camera 4, the three-dimensional coordinate values (Xq, Yq, Zq) of the ground coordinate system XYZ of the inspection image and the inclination (attitude) of the inspection image (attitude) ( ω, φ, κ) can be coordinated (Fig. 11: ST30).
A plurality of inspection images taken by the inspection camera 3 are also coordinated by executing ST30 in FIG.
As a result, the location (site) of the structure Y to be inspected taken by the inspection camera 3 can be specified by assigning coordinates to the inspection image.
The control calculation unit 44 includes tilt (attitude) (ω, φ, κ) of the reference camera 4, three-dimensional coordinate values (X 0 , Y 0 , Z 0 ) of the ground coordinate system XYZ of the imaging center O of the reference camera 4. And the three-dimensional coordinate values (Xq, Yq, Zq) of the ground coordinate system XYZ of the inspection image are stored in the data storage unit 42 in association with the inspection image and the reference image taken at the same time.

＜座標値・姿勢表示工程：図１１のＳＴ３１＞
制御演算部４４は、無人飛行体２の三次元の飛行姿勢（ω，φ，κ）、無人飛行体２の三次元の飛行位置（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）、及び検査画像の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘｑ，Ｙｑ，Ｚｑ）を表示部４３に出力して、表示部４３に表示する（図１１：ＳＴ３１）。 <Coordinate value / posture display process: ST31 in FIG. 11>
The control calculation unit 44 uses the three-dimensional flight posture (ω, φ, κ) of the unmanned aircraft 2, the three-dimensional flight positions of the unmanned aircraft 2 (X 0 , Y 0 , Z 0 ), and the ground of the inspection image. The three-dimensional coordinate values (Xq, Yq, Zq) of the coordinate system XYZ are output to the display unit 43 and displayed on the display unit 43 (FIG. 11: ST31).

被検査構造体Ｙを検査する者（以下、「検査者」という）は、検査画像を見て、被検査構造体Ｙの欠陥を判別する。検査者は、座標付けした検査画像の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値（Ｘｑ，Ｙｑ，Ｚｑ）及び検査画像の傾き（姿勢）（ω，φ，κ）から、被検査構造体Ｙの箇所（部位）を特定でき、被検査構造体Ｙに発生している実際の欠陥を確認できる。 A person who inspects the structure Y to be inspected (hereinafter referred to as an “inspector”) looks at the inspection image and determines a defect of the structure Y to be inspected. The inspector can determine the location of the structure Y to be inspected from the three-dimensional coordinate values (Xq, Yq, Zq) of the ground coordinate system XYZ of the coordinated inspection image and the inclination (attitude) (ω, φ, κ) of the inspection image. The (site) can be specified, and the actual defect occurring in the structure Y to be inspected can be confirmed.

本発明は、被検査構造体を撮影した画像から欠陥を判別するのに最適である。 The present invention is most suitable for discriminating defects from images taken of the structure to be inspected.

Ｘ 被検査構造体の検査システム
Ｙ 被検査構造体（被検査構造物／橋梁）
Ｚ 地上
Ｐ１，Ｐ２，…，Ｐｉ，…，Ｐｎ 基準点（対空標識）
ｐ１，ｐ２，…，ｐｉ，…，ｐｎ 写真像
２ 無人飛行体
３ 検査カメラ
４ 基準カメラ
６ 制御演算手段（制御演算装置）
α 撮影方向（検査カメラ）
β 撮影方向（基準カメラ）
Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ 基準点の地上座標系の三次元座標値
ｘｉ，ｙｉ 写真像の写真座標値
Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０ 基準カメラの撮影中心の地上座標系の三次元座標値
ω，φ，κ 基準カメラの傾き（姿勢）
Ｏ 基準カメラの撮影中心
Ｏ１ 検査カメラの撮影中心 X Inspection system for the structure to be inspected Y Structure to be inspected (structure to be inspected / bridge)
Z Ground P1, P2, ..., Pi, ..., Pn reference point (anti-aircraft marker)
p 1 , p 2 , ..., p i , ..., pn Photograph image 2 Unmanned flying object 3 Inspection camera 4 Reference camera 6 Control calculation means (control calculation device)
α Shooting direction (inspection camera)
β Shooting direction (reference camera)
Xi, Yi, Zi Three-dimensional coordinate value of the ground coordinate system of the reference point x i , y i Photo coordinate value of the photographic image X 0 , Y 0 , Z 0 Three-dimensional coordinate value of the ground coordinate system of the shooting center of the reference camera ω , Φ, κ Reference camera tilt (attitude)
O Reference camera shooting center O1 Inspection camera shooting center

Claims (1)

被検査構造体の画像を撮影し、前記被検査構造体の画像から欠陥を判別する被検査構造体の検査システムであって、
前記被検査構造体の周辺に配置され、地上座標系ＸＹＺの三次元座標値を測定済みの４以上の基準点と、
前記被検査構造体及び前記基準点の間に飛行される無人飛行体と、
前記無人飛行体に搭載され、前記被検査構造体の一部の箇所の検査画像を撮影する検査カメラと、
撮影方向を前記検査カメラの撮影方向と反対側に位置して前記無人飛行体に搭載され、４以上の前記基準点を含む基準画像を撮影する基準カメラと、
制御演算手段と、を備え、
前記無人飛行体は、
前記検査カメラの撮影方向を前記被検査構造体に向け、及び前記基準カメラの撮影方向を前記各基準点に向ける飛行姿勢にて飛行され、
前記検査カメラ、及び前記基準カメラは、
前記無人飛行体の前記飛行姿勢において、前記被検査構造体の一部の箇所及び４以上の前記基準点を同時撮影し、
前記制御演算手段は、
前記基準カメラの撮影した基準画像上の各基準点から選択した４つの基準点について、選択した前記各基準点の基準画像上の写真座標系ｘｙの写真座標値と、前記基準カメラで撮影した基準画像上の全ての基準点の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値に基づいて、同時撮影時の前記検査カメラの地上座標系ＸＹＺにおける姿勢、及び同時撮影時の前記基準カメラの撮影中心の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値を算出し、
前記基準カメラの撮影中心からの前記検査カメラの撮影中心の三次元座標値と、前記基準カメラの撮影中心の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値に基づいて、前記検査カメラの撮影中心であって、前記検査カメラで撮影した検査画像の地上座標系ＸＹＺの三次元座標値を算出する
ことを特徴とする被検査構造体の検査システム。
An inspection system for an inspected structure that captures an image of the inspected structure and discriminates defects from the image of the inspected structure.
Four or more reference points that are arranged around the structure to be inspected and have measured the three-dimensional coordinate values of the horizontal coordinate system XYZ, and
An unmanned flying object flying between the structure to be inspected and the reference point,
An inspection camera mounted on the unmanned flying object and taking an inspection image of a part of the structure to be inspected, and an inspection camera.
A reference camera that is mounted on the unmanned vehicle with the shooting direction opposite to the shooting direction of the inspection camera and that shoots a reference image including four or more reference points.
Equipped with control calculation means,
The unmanned aircraft is
It is flown in a flight attitude in which the shooting direction of the inspection camera is directed toward the structure to be inspected and the shooting direction of the reference camera is directed at each reference point.
The inspection camera and the reference camera
In the flight attitude of the unmanned vehicle , a part of the structure to be inspected and four or more reference points are simultaneously photographed.
The control calculation means is
For the four reference points selected from each reference point on the reference image taken by the reference camera, the photographic coordinate value of the photographic coordinate system xy on the reference image of each selected reference point and the photographed by the reference camera. Based on the three-dimensional coordinate values of the ground coordinate system XYZ of all the reference points on the reference image, the posture of the inspection camera in the ground coordinate system XYZ at the time of simultaneous shooting and the shooting center of the reference camera at the time of simultaneous shooting. Calculate the three-dimensional coordinate values of the ground coordinate system XYZ,
Based on the three-dimensional coordinate value of the shooting center of the inspection camera from the shooting center of the reference camera and the three-dimensional coordinate value of the ground coordinate system XYZ of the shooting center of the reference camera, the shooting center of the inspection camera. , Calculate the three-dimensional coordinate value of the ground coordinate system XYZ of the inspection image taken by the inspection camera.
An inspection system for the structure to be inspected, which is characterized by the fact that.
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