JP7435599B2 - 情報処理装置、情報処理方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
1.情報処理システムの構成
1.1.操縦装置の構成
1.2.移動体の構成
1.3.情報処理装置の構成
1.4.座標系
2.処理例
2.1.第1の処理例
2.2.第2の処理例
2.3.算出方法についての補足
3.変形例
4.ハードウェア構成例
5.補足
まず、図1を参照して、本開示の一実施形態に係る情報処理システム1の構成について説明する。図1は、本開示の一実施形態に係る情報処理システム1の構成を示す図である。図1に示すように、情報処理システム1は、操縦装置10及び移動体20を備える。本実施形態では、操縦装置10と移動体20とは、互いに離れた場所に位置している。具体的には、本実施形態では、操縦装置10は地上に居る操縦者の手元に位置しており、移動体20は飛行して上空に位置しているものとする。また、操縦装置10と移動体20とは、互いに通信可能に接続されている。なお、本実施形態において、操縦装置10の操縦者は、本開示の一実施形態に係る情報処理装置のユーザである。
次いで、図2及び図3を参照して、本開示の一実施形態に係る操縦装置10の構成について説明する。図2は、本開示の一実施形態に係る操縦装置10の外観を示す図である。
次いで、図4及び図5を参照して本開示の一実施形態に係る移動体20の構成について説明する。図4は、本開示の一実施形態に係る移動体20の外観を模式的に示す図である。また、図5は、本開示の一実施形態に係る移動体20の構成を示す機能ブロック図である。
次いで、図6を参照して、本開示の一実施形態に係る情報処理装置220の構成について説明する。図6は、本開示の一実施形態に係る情報処理装置220の構成を示す機能ブロック図である。
次いで、図7及び図8を参照して、以降の説明において用いる座標系を定義する。なお、図7及び図8は、二次元で表現されているが、以降の説明で用いられる全ての座標系は、3次元であるものとする。
(1)現実世界における任意の位置を原点407とした世界座標系(CW)
(2)世界座標系上の任意の位置を原点410(操縦原点)とした操縦座標系(CC)
(3)操縦装置10に固定された座標系である操縦装置座標系(CS)
(4)操縦装置10の位置に連動して動く座標系である水平操縦装置座標系(CH)
(1)現実世界における任意の位置を原点501とした世界座標系(DW)
(2)世界座標系上の任意の位置を原点(操縦原点512)とした操縦座標系(DC)
(3)移動体20の機体21に固定された座標系である機体座標系(DB)
(4)移動体20の機体21の位置に連動して動く座標系である水平機体座標系(DH)(5)雲台24に搭載された撮像装置25に固定された撮像装置座標系(DS)
以上説明した操縦装置10及び移動体20を用いた本開示の一実施形態に係る処理例について説明する。
第1の処理例では、対地高度を利用して移動比率が設定される。
(1)位置(cwXco、cwYco、cwZco):操縦装置10の自己位置のうち並進成分
(2)Z軸回転方向の姿勢(cwθzco):操縦装置10の自己位置の姿勢のうちパン角(cwθp)
(1)操縦装置10の対地高度(Hc)
(2)操縦装置10の現在の姿勢(ティルト角(cwθt)、ロール角(cwθr))
・・・(1)
(1)位置(dwXco、dwYco、dwZco):機体21の自己位置のうちの並進成分
(2)Z軸回転方向の姿勢(dwθzco):機体21の自己位置の姿勢のうちのパン角(dwθp)
自己位置のパン角、ティルト角、及びロール角への分解の方法については後述する。
(1)操縦原点からの相対移動量(ccXho、ccYho、ccZho)
(2)操縦原点からのZ軸周りの相対移動量(ccθzho)
(3)現在の自己位置のうち、ティルト角及びロール角(cwθt、cwθr)
(参考URL)
・http://www.interaction-ipsj.org/archives/paper2013/data/Interaction2013/oral/data/pdf/13INT012.pdf
第1の処理例では、移動比率(Sm)の算出には、操縦装置10及び移動体20における対地高度が用いられた。第2の処理例では、移動比率(Sm)の算出には、対地高度ではなく、注視点との距離の比率が用いられる。
(1)操縦装置10の現在の姿勢(ティルト角(cwθt)、ロール角(cwθr))
(2)操縦装置10の現在の姿勢と注視点設定モード原点とのパン軸差分角度(cvθp)
なお、パン軸差分角度(cvθp)は、下記の式(23)を用いて算出される。
(1)操縦装置10の現在の姿勢(ティルト角(cwθt)、ロール角(cwθr))
(2)操縦装置10の現在の姿勢と注視点設定モード原点とのパン軸差分角度(cvθp)
なお、パン軸差分角度(cvθp)は、下記の式(24)を用いて算出される。
(参考URL)
・https://docs.opencv.org/2.4/modules/calib3d/doc/camera_calibration_and_3d_reconstruction.html
・https://jp.mathworks.com/help/vision/ug/camera-calibration.html
(1)操縦装置10から第1の注視点までの距離(Dc)
(2)注視点の画像座標
(3)操縦装置10の現在の姿勢(ティルト角(cwθt)、ロール角(cwθr))
(4)注視点設定時に使用された撮像装置25の画像の撮影時刻又は画像番号
なお、当該(4)のデータは、必ずしも移動体20に送信されなくてもよいが、後述するステップS411において用いられ得る。
・・・(32)
[(A)姿勢をパン、ティルト、及びロール軸の角度成分に分解する方法]
ここでは、3次元の回転行列Rより、パン、ティルト、及びロールの3軸構成における各軸の角度に分解する方法について説明する。具体的には、指令生成部136が操縦装置10の姿勢を角度分解する方法、及びパラメータ生成部221が第1の姿勢パラメータを生成する方法について説明する。例えば、上記実施形態における、ステップS107、S117、S203、S209、S305、又はS407等において用いられる算出方法について説明する。
ついで、パラメータ生成部221が第2の姿勢パラメータ(雲台24の姿勢を制御するためのパラメータ)を生成する方法について説明する。例えば、上記実施形態におけるステップS119、S313、又はS323等において用いられた算出方法について説明する。移動体20の姿勢を考慮して、指定された撮像装置25の姿勢を実現するための雲台24の姿勢は、下記の式(40)~(43)に基づき算出される。
次いで、図19~図21を参照して、上記実施形態の変形例について説明する。上記実施形態では、移動体20が、情報処理装置220を備えている。本開示に係る情報処理装置は、これに限らず、移動体の外部に設けられていてもよい。変形例では、情報処理装置が移動体の外部に設けられている場合について説明する。変形例に係る情報処理装置34は、例えばユーザが所持する携帯端末等であってもよい。
続いて、図22を参照しながら、本開示の一実施形態に係る情報処理システム1又は2を構成する処理装置13、制御装置27、32、又は情報処理装置34、220(以下、これらをまとめて「情報処理装置等」とも称する。)のハードウェア構成の一例について、詳細に説明する。図22は、本開示の一実施形態に係る情報処理装置等のハードウェア構成の一構成例を示す機能ブロック図である。
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
(1)
移動体の移動の基準となる基準体から第1の位置までの第1の距離と前記移動体から第2の位置までの第2の距離との比率、及び前記基準体の移動に基づき、前記移動体の移動を制御するための移動パラメータを生成するパラメータ生成部を、備える、
情報処理装置。
(2)
前記パラメータ生成部は、前記比率と前記基準体の移動量とを乗じて、前記移動パラメータとして前記移動体の移動量を生成する、
前記(1)に記載の情報処理装置。
(3)
前記第1の距離は、前記基準体の高度であり、
前記第2の距離は、前記移動体の高度である、
前記(1)又は(2)に記載の情報処理装置。
(4)
前記第1の位置は、前記基準体が備える第1の撮像装置の視野に含まれる第1の注視点であり、
前記第2の位置は、前記移動体が備える第2の撮像装置の視野に含まれる第2の注視点である、
前記(1)~(3)のいずれか1項に記載の情報処理装置。
(5)
前記第2の注視点は、前記第2の撮像装置により撮像された撮像対象に含まれ、
前記第1の注視点は、前記撮像対象の代替となる対象である代替対象に含まれる、
前記(4)に記載の情報処理装置。
(6)
前記第1の撮像装置が前記第1の注視点を見る方向と、前記第2の撮像装置が前記第2の注視点を見る方向と、が一致する、
前記(5)に記載の情報処理装置。
(7)
前記パラメータ生成部は、前記基準体の姿勢に応じた姿勢を前記移動体に実現させるための、第1の姿勢パラメータを生成する、
前記(1)~(6)のいずれか1項に記載の情報処理装置。
(8)
前記移動体は、風景を撮像するための第3の撮像装置を備える、
前記(1)~(7)のいずれか1項に記載の情報処理装置。
(9)
前記移動体は、前記第3の撮像装置を搭載した雲台を備え、
前記パラメータ生成部は、前記雲台に前記基準体の姿勢に応じた姿勢を実現させるための第2の姿勢パラメータを生成する、
前記(8)に記載の情報処理装置。
(10)
前記移動体は、飛行体である、
前記(1)~(9)のいずれか1項に記載の情報処理装置。
(11)
前記移動パラメータに基づき、前記移動体の移動を制御する移動体制御部を、更に備える、
前記(1)~(10)のいずれか1項に記載の情報処理装置。
(12)
前記基準体は、第1の距離取得部を備え、
前記第1の距離は、前記第1の距離取得部により取得された距離である、
前記(1)~(11)のいずれか1項に記載の情報処理装置。
(13)
前記移動体は、第2の距離取得部を備え、
前記第2の距離は、前記第2の距離取得部により計測された距離である、
前記(1)~(12)のいずれか1項に記載の情報処理装置。
(14)
前記基準体と前記移動体とは、互いに離れた場所に位置し、互いに通信可能に接続される、
前記(1)~(13)のいずれか1項に記載の情報処理装置。
(15)
前記基準体は、ユーザにより持ち運ばれることにより移動する、
前記(1)~(14)のいずれか1項に記載の情報処理装置。
(16)
プロセッサが、
移動体の移動の基準となる基準体から第1の位置までの第1の距離と前記移動体から第2の位置までの第2の距離との比率、及び前記基準体の移動に基づき、前記移動体の移動を制御するための移動パラメータを生成すること、を含む、
情報処理方法。
(17)
コンピュータに、
移動体の移動の基準となる基準体から第1の位置までの第1の距離と前記移動体から第2の位置までの第2の距離との比率、及び前記基準体の移動に基づき、前記移動体の移動を制御するための移動パラメータを生成する機能、
を実現させるためのプログラム。
12 筐体
13 処理装置
131 高度推定部
132 位置推定部
133 距離計測部
134 通信制御部
135 指令処理部
136 指令生成部
137 記憶部
138 UI制御部
14 ステレオカメラ
16 表示部
18 入出力部
20 移動体
21 機体
22a、22b プロペラ
23 ステレオカメラ
24 雲台
25 撮像装置
26 測距センサ
27 制御装置
211 高度推定部
212 位置推定部
213 通信制御部
214 機体制御部
215 雲台制御部
220 情報処理装置
221 パラメータ生成部
222 報告情報生成部
225 記憶部
28 プロペラ駆動部
29 雲台駆動部
30 移動体
412 相対移動量
513 相対移動量
600 撮像対象
708 第2の注視点
710 代替対象
720 第1の注視点
Claims (16)
- 移動体の移動の基準となる基準体から第1の位置までの第1の距離と前記移動体から第2の位置までの第2の距離との比率、及び前記基準体の移動に基づき、前記移動体の移動を制御するための移動パラメータを生成するパラメータ生成部を、備え、
前記第1の位置は、前記基準体が備える第1の撮像装置の視野に含まれる第1の注視点であり、
前記第2の位置は、前記移動体が備える第2の撮像装置の視野に含まれる第2の注視点である、
情報処理装置。 - 前記パラメータ生成部は、前記比率と前記基準体の移動量とを乗じて、前記移動パラメータとして前記移動体の移動量を生成する、
請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記第1の距離は、前記基準体の高度であり、
前記第2の距離は、前記移動体の高度である、
請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記第2の注視点は、前記第2の撮像装置により撮像された撮像対象に含まれ、
前記第1の注視点は、前記撮像対象の代替となる対象である代替対象に含まれる、
請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記第1の撮像装置が前記第1の注視点を見る方向と、前記第2の撮像装置が前記第2の注視点を見る方向と、が一致する、
請求項4に記載の情報処理装置。 - 前記パラメータ生成部は、前記基準体の姿勢に応じた姿勢を前記移動体に実現させるための、第1の姿勢パラメータを生成する、
請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記移動体は、風景を撮像するための第3の撮像装置を備える、
請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記移動体は、前記第3の撮像装置を搭載した雲台を備え、
前記パラメータ生成部は、前記雲台に前記基準体の姿勢に応じた姿勢を実現させるための第2の姿勢パラメータを生成する、
請求項7に記載の情報処理装置。 - 前記移動体は、飛行体である、
請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記移動パラメータに基づき、前記移動体の移動を制御する移動体制御部を、更に備える、
請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記基準体は、第1の距離取得部を備え、
前記第1の距離は、前記第1の距離取得部により取得された距離である、
請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記移動体は、第2の距離取得部を備え、
前記第2の距離は、前記第2の距離取得部により計測された距離である、
請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記基準体と前記移動体とは、互いに離れた場所に位置し、互いに通信可能に接続される、
請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記基準体は、ユーザにより持ち運ばれることにより移動する、
請求項1に記載の情報処理装置。 - プロセッサが、
移動体の移動の基準となる基準体から第1の位置までの第1の距離と前記移動体から第2の位置までの第2の距離との比率、及び前記基準体の移動に基づき、前記移動体の移動を制御するための移動パラメータを生成すること、を含み、
前記第1の位置は、前記基準体が備える第1の撮像装置の視野に含まれる第1の注視点であり、
前記第2の位置は、前記移動体が備える第2の撮像装置の視野に含まれる第2の注視点である、
情報処理方法。 - コンピュータに、
移動体の移動の基準となる基準体から第1の位置までの第1の距離と前記移動体から第2の位置までの第2の距離との比率、及び前記基準体の移動に基づき、前記移動体の移動を制御するための移動パラメータを生成する機能、
を実現させるためのプログラムであって、
前記第1の位置は、前記基準体が備える第1の撮像装置の視野に含まれる第1の注視点であり、
前記第2の位置は、前記移動体が備える第2の撮像装置の視野に含まれる第2の注視点である、
プログラム。
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