JP7274978B2 - 飛行体の支援システム - Google Patents
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Description
本発明は、このような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、予め飛行ルートを作成し、より少ない飛行で効率よく圃場を撮像することができる飛行体の支援システムの提供を目的とする。
また、飛行体の支援システムは、圃場の位置に応じて複数の飛行経路を補正する削除補正部を備え、削除補正部は、飛行経路のうち一の飛行経路が複数の圃場と重複している部分の間に位置する空白部を有し、且つ空白部が飛行経路の間隔よりも長い場合、空白部を当該飛行経路から削除する。
また、ルート作成部は、複数の飛行経路の端部を連結し、始点及び終点を有する一本の経路となるよう飛行ルートを作成する。
また、飛行体の支援システムは、飛行体の着陸位置を取得する第2位置取得部を備え、ルート作成部は、複数の飛行経路のうち一の飛行経路の端部と着陸位置とを結ぶ直線を飛行ルートの終点側として作成する。
算出した飛行時間が予め設定された時間よりも長い場合に警告を行う警告部と、を備えている。
また、飛行体の支援システムは、サーバに設けられ、圃場に関する情報を記憶するサーバ記憶部を備え、圃場選択部は、サーバ記憶部から圃場に関する情報を取得し、複数の圃場を選択する。
図1は、飛行体の支援システム1を示している。飛行体の支援システム1は、飛行体10の飛行ルートLの作成を支援するシステムである。飛行体の支援システム1では、例えば、農作物が作付けされる圃場eをマルチコプター10や航空機等が上空から撮像(空撮)する飛行ルートLの作成の支援を行う。
また、図1に示すように、マルチコプター10は、撮像装置15と、位置検出装置16
と、制御装置17と、を有している。撮像装置15は、赤外線カメラ等で構成され、圃場eや当該圃場eの農作物を撮像可能な装置である。
置を求めることにより合成を行ってもよい。また、空撮画像が有する撮像位置Pnは、圃場画像を解析する際に補足的な情報として用いてもよい。
図1に示すように、飛行体の支援システム1は、管理装置30と、外部端末50とを備えている。管理装置30は、飛行体10の飛行ルートLの作成の支援を含む撮像計画等に関する様々な処理を行う装置であって、例えば、サーバ30である。外部端末50は、管理者、作業者等が操作可能であり、様々な情報を表示可能な表示部51を有する端末であって、例えば、農家、営農会社等に設置されたパーソナルコンピュータ(PC)である。なお、外部端末50は、スマートフォン、タブレット、PDA等の携帯端末であってもよい。外部端末50と管理装置30とは、LANまたはインターネット等のネットワークを介して接続されており、互いにデータの送受信が可能である。
情報設定部32は、飛行体10の飛行及び撮像装置15の撮像に関する情報(パラメータ等)を設定する。具体的には、図7A及び図7Bに示すように、情報設定部32は、外部端末50のモニタ等の表示部51に、情報を入力する設定入力部65,66を表示させ、外部端末50の操作に応じて当該情報を任意に設定できる。本実施形態において、飛行体10の飛行及び撮像装置15の撮像に関する情報とは、離陸位置T1、飛行方位、撮影バッファ、高度、ラップ率X1、飛行速度、焦点距離、画素数、及びセンサーサイズである。
位を設定する。
焦点距離は、撮像装置15の主点から焦点までの距離であり、撮像装置15がズームレンズの場合は、当該ズームレンズの規格の範囲内において任意に設定することができる。なお、撮像装置15が単焦点レンズである場合には、所定の値以外に設定変更することはできない。なお、焦点距離の単位は、例えばミリメートルで設定される。
センサーサイズとは、撮像装置15のイメージセンサーのサイズであり、撮像装置15のイメージセンサーのサイズに対応する値を任意に設定することができる。なお、センサーサイズの単位は、例えばミリメートルで設定される。
位がセンチメートルになるよう変換し、画素数との商を算出することで、解像度を算出する。
路Kから削除する。また、図4Gに示すように、削除補正部40は、飛行経路Kのうち一の飛行経路Kが複数の圃場eと重複している部分の間に位置する空白部Bを有し、且つ空白部Bが飛行経路Kの間隔Iよりも短い場合、空白部Bを飛行経路Kから削除せず、図4Hに示すように、空白部Bが飛行経路Kの間隔Iよりも長い場合、空白部Bを飛行経路Kから削除する。
第2位置取得部43は、飛行体10の着陸位置T2を取得する。第2位置取得部43は、情報設定部32が設定した着陸位置T2の位置情報をサーバ記憶部31から取得する。なお、本実施形態において、離陸位置T1と着陸位置T2は同一の位置であるが、離陸位置T1と着陸位置T2が異なる位置に設定されていてもよい。
警告部46は、時間算出部45が算出した飛行時間が予め設定された時間(飛行可能時間)よりも短い場合に警告を行う。飛行可能時間は、サーバ記憶部31に予め記憶されており、警告部46は、時間算出部45から飛行時間を取得し、サーバ記憶部31から飛行可能時間を取得する。例えば、飛行可能時間は、15分や20分であり、飛行体10が飛行を継続することができる時間と対応している。警告部46は、飛行時間が飛行可能時間を超過しているか否かを判断し、飛行時間が飛行可能時間を超過している場合、外部端末50を介して警告を行う。具体的には、外部端末50の表示部51に警告画面73を表示することで、飛行ルートLを作成する管理者や作業者に警告を行う。
撮像を行う圃場eを選択操作する。また、切換タブ64を操作すると、外部端末50は、図7A、図7Bに示すように、離陸位置T1、飛行方位、撮影バッファ、高度、ラップ率X1、及び飛行速度を入力する設定入力部(第1設定入力部)65と、焦点距離、画素数、及びセンサーサイズを入力する設定入力部(第2設定入力部)66と、を切り換え可能に表示する。外部端末50を操作して、設定入力部65,66に情報の入力操作が行われると、図5に示すように、外部端末50が入力された情報を管理装置30に送信する。情報設定部32は、受信した情報に基づいて個々の情報を設定する。
図5に示すように、複数の圃場eを選択操作すると、外部端末50から選択された圃場eの情報が管理装置30に送信され、圃場選択部35が選択操作された圃場eを選択する。圃場選択部35が圃場eを選択すると、圃場領域設定部36が当該圃場eに基づいて、撮像する圃場領域E1を設定する。圃場領域設定部36は、外部端末50に圃場領域E1の情報を送信し、調整画面D2を表示させる。図8A、図8Bに示すように、調整画面D2は、圃場マップ部62、圃場一覧部63、編集ボタン67、戻すボタン68、クリアボタン69、圃場数表示部70、及びルート計算ボタン71を表示する。表示部51は、調整画面D2において、圃場マップ部62に表示されている圃場eのうち、選択された圃場eの表示形態を異ならせる。また、表示部51は、圃場一覧部63に表示された圃場eのうち、選択された圃場eのチェックボックスにチェックマークを表示することで、選択された圃場eの表示形態を異ならせる。
圃場領域設定部36が圃場領域E1を設定すると、エリア設定部37が圃場選択部35で選択された複数の圃場e(圃場領域E1)を所定の向きに反時計回りに回転させ、当該複数の圃場eを囲むエリアを撮像エリアE2として設定する。
図5に示すように、経路作成部38が飛行経路Kを作成すると、経路補正部39は、経路作成部38で作成された複数の飛行経路Kの間隔Iの合計、即ち複数の飛行経路Kの間隔Iの数と飛行経路Kの間隔Iとの積IK1が、撮像エリアE2における飛行経路Kが並
ぶ方向に対応する長さ(撮像エリアE2の第1方向の長さ)EK1よりも短いか否かを判断する。経路補正部39が、複数の飛行経路Kの間隔Iの数と飛行経路Kの間隔Iとの積は撮像エリアE2の第1方向の長さよりも短いと判断した場合、図4Cに示すように、ラップ率X1を変更することで撮像エリアE2の複数の飛行経路Kを増加させる。なお、経路補正部39が、複数の飛行経路Kの間隔Iの数と飛行経路Kの間隔Iとの積は撮像エリアE2の第1方向の長さと等しいと判断した場合、複数の飛行経路Kの補正を行わない。
図5に示すように、延長補正部41の処理が完了すると、第1位置取得部42が情報設定部32の設定した離陸位置T1の位置情報をサーバ記憶部31から取得し、第2位置取得部43が情報設定部32の設定した着陸位置T2の位置情報をサーバ記憶部31から取得する。
れると、管理者又は作業者は、再度撮像を行う圃場eを選択し、飛行ルートLの作成を修正する。
また、飛行体の支援システム1は、圃場eの位置に応じて複数の飛行経路Kを補正する削除補正部40を備え、削除補正部40は、飛行経路Kのうち一の飛行経路Kが複数の圃場eと重複している部分の間に位置する空白部Bを有し、且つ空白部Bが飛行経路Kの間隔Iよりも長い場合、空白部Bを当該飛行経路Kから削除する。上記構成によれば、飛行体10は、圃場eと重複していない箇所、即ち撮像の必要がない箇所のうち、比較的距離が長い箇所を回避して飛行することができる。これによって、飛行体10は、無駄な飛行を回避することができる。
また、飛行体の支援システム1は、飛行体10の離陸位置T1を取得する第1位置取得部42を備え、ルート作成部44は、両端に位置する飛行経路Kの端部うち第1位置取得部42が取得した離陸位置T1に近い端部と、当該離陸位置T1とを結ぶ直線を飛行ルートLの始点側として作成する。上記構成によれば、ルート作成部44は、飛行体10の離陸位置T1から飛行経路Kまでの経路をより短く設定するため、飛行体10は、撮像装置15による撮像以外の飛行時間を短縮することができる。
を行う警告部46と、を備えている。上記構成によれば、飛行体10の飛行時間が所定時間を超過している場合、飛行時間が長いことを予め認識することができる。
10 飛行体(マルチコプター)
15 撮像装置
30 管理装置(サーバ)
31 サーバ記憶部
35 圃場選択部
37 エリア設定部
38 経路作成部
39 経路補正部
40 削除補正部
41 延長補正部
42 第1位置取得部
43 第2位置取得部
44 ルート作成部
45 時間算出部
46 警告部
B 空白部
CL1 外周輪郭
E2 撮像エリア
K 飛行経路
L 飛行ルート
T1 離陸位置
T2 着陸位置
X1 ラップ率
e 圃場
Claims (9)
- 圃場を撮像する撮像装置を有する飛行体の飛行ルートの作成を支援する飛行体の支援システムであって、
複数の前記圃場を選択する圃場選択部と、
前記圃場選択部で選択された複数の前記圃場を囲むエリアを撮像エリアとして設定するエリア設定部と、
前記撮像装置が撮像する撮像画像について、前記飛行体が飛行する飛行経路と直交する方向に互いに隣接する撮像画像のラップ率を設定する情報設定部と、
前記撮像装置の地上画素寸法のうちの前記飛行経路と直交する方向の地上画素寸法と前記ラップ率との積に基づいて前記飛行体が飛行する飛行経路の間隔を設定し、当該設定された間隔に応じて前記撮像エリアに複数の前記飛行経路を作成する経路作成部と、
前記経路作成部で作成された前記複数の前記飛行経路の間隔の合計が、前記撮像エリアにおける前記飛行経路が並ぶ方向に対応する長さよりも短い場合に、前記ラップ率を前記情報設定部にて設定した値から変更することで前記飛行経路の間隔を変更し、前記撮像エリアの複数の前記飛行経路の数を増加させる経路補正部と、
前記飛行経路に基づいて前記飛行ルートを作成するルート作成部と、
を備えている飛行体の支援システム。 - 複数の前記飛行経路は、前記圃場選択部が選択した前記圃場の外周輪郭のうち所定の辺である基準辺と平行である請求項1に記載の飛行体の支援システム。
- 前記圃場の位置に応じて複数の前記飛行経路を補正する削除補正部を備え、
前記削除補正部は、
前記飛行経路のうち一の飛行経路が複数の前記圃場と重複している部分の間に位置する空白部を有し、且つ前記空白部が前記飛行経路の間隔よりも長い場合、前記空白部を当該飛行経路から削除する請求項1又は2に記載の飛行体の支援システム。 - 複数の前記飛行経路の一端側及び他端側を所定距離延長して補正する延長補正部を備え、
前記ルート作成部は、前記延長補正部が補正した前記飛行経路に基づいて前記飛行ルートを作成する請求項1~3のいずれか1項に記載の飛行体の支援システム。 - 前記ルート作成部は、複数の前記飛行経路の端部を連結し、始点及び終点を有する一本の経路となるよう前記飛行ルートを作成する請求項1~4のいずれか1項に記載の飛行体の支援システム。
- 前記飛行体の離陸位置を取得する第1位置取得部を備え、
前記ルート作成部は、両端に位置する前記飛行経路の端部うち前記第1位置取得部が取得した前記離陸位置に近い端部と、当該離陸位置とを結ぶ直線を前記飛行ルートの前記始点側として作成する請求項5に記載の飛行体の支援システム。 - 前記飛行体の着陸位置を取得する第2位置取得部を備え、
前記ルート作成部は、複数の前記飛行経路のうち一の飛行経路の端部と前記着陸位置とを結ぶ直線を前記飛行ルートの前記終点側として作成する請求項5又は6に記載の飛行体の支援システム。 - 前記飛行体の飛行速度と、前記ルート作成部が作成した前記飛行ルートの距離に基づいて前記飛行体が飛行する飛行時間を算出する時間算出部と、
前記時間算出部が算出した前記飛行時間が予め設定された時間よりも長い場合に警告を行う警告部と、
を備えている請求項1~7のいずれか1項に記載の飛行体の支援システム。 - サーバに設けられ、前記圃場に関する情報を記憶するサーバ記憶部を備え、
前記圃場選択部は、前記サーバ記憶部から前記圃場に関する情報を取得し、複数の前記圃場を選択する請求項1~8のいずれか1項に記載の飛行体の支援システム。
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