JPS6288914A - 高度計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は高度計測装置に係り、特に低高度を飛行する小
型飛行体の高度計測技術に関する。

（従来の技術） 従来、この種の高度計測装置としては飛行体から地上ま
での電波往復時間を利用する電波高度計、あるいは、地
上との大気圧差を利用する気圧高度計等があることは周
知の通りである。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、低高度を飛行する小型飛行体においては、地
上画像を撮影する目的で飛行する場合がある。その場合
に、従来の電波高度計あるいは気圧高度計はその使用目
的が高度計測のみに限定されるため、小型飛行体はこの
種の高度計を撮像装置と共に搭載することになり、必然
的にその分の重旦増加および容積増加を伴い、小型飛行
体全体としての小型軽量化の障害となる場合がある。

本発明の目的は、地上画像を撮像する撮像装置の搭載が
必要不可欠である場合の小型飛行体において、その撮像
装置からの画像データによって飛行高度を測定できるよ
うにすることにより、高度測定のみを目的とした計測装
置の搭載を不要とし、もって小型飛行体全体での小型軽
量化を図ることにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明に係る高度計測装置
は、小型飛行体から所定の伏角で地上の画像データを取
得する撮像装置と；　前記撮像装置が取得した画像デー
タのうち撮影点が異なる２つの画像データを格納する記
憶部と：　前記２つの画像データ間の相関を演算して最
大相関値を与えるシフト量を求めるとともに、このシフ
１〜鼠と前記撮像装置の撮像全視野角とから、前記２つ
の画像データのうち基準となる一方の画像データを取得
した領域内の基準地点と前記２つの撮影点の各々とを結
ぶ２本の傾斜直線のなす角度値を求める相関器と：　前
記撮像装置の撮像視野中心伏角と前記２つの撮影点間距
離とに基づき定まる所定値を設定する設定手段と：　前
記所定値を前記角度値で除算して高度計測値を出力する
割算器と；を備えたことを特徴とする。

（作　用） 次に、以上の如くソ１４成される高度計測装置の作用を
説明する。

撮像装置を搭載する小型飛行体は略一定の飛行速度で水
平飛行をしながら所定の伏角（撮像装置と撮影領域内基
準地点とを結ぶ線と水平線とのなす角）で地上の画像デ
ータを取得している。

この場合に前記撮像装置が取得した画像データのうち撮
影点が異なる２つの画像データを記憶部に格納する。次
いで、相関器において、前記２つの画像データの相関を
演算して最大相関値を与えるシフト量を求め、このシフ
ｌ−量と前記撮像装置の全視野角とから、前記２つの画
像データのうち基準となる一方の画像データを取得した
領域内の基準地点と前記２つの撮影点の各々とを結ぶ２
木の傾斜直線のなす角度値αを求める。

ここに、撮像装置の撮像視野中心伏角をθとすると、２
本の傾斜直線と地上面のなす角度は一方は伏角θに等し
く、他方はθ＋αとなる。

しかし、α（１であるので２木の傾斜直線の長さは近似
しておりその長さをＲとすると、小型飛行体の高度Ｈは Ｈ＝Ｒｓｉｎθ　　　　　　　−−一−（１）となる。

一方、前記２つの撮影点間の距離をＤとすると、 Ｄｓｉｎθ＝　Ｒｓ　ｉ　ｎ　ａ　　　　　−−−−−
−（２＞が成立する。そして、θ（１，α（１とできる
から、（１）式および（２）式より高度ＨはＨ＝込”−
’−−（３） α と求まる。つまり、設定手段では予め距離りとθ２の積
値を示ず所定値が設定され、割算器でこの所定値Ｄ゛θ
２　を前記角度値αで除算ずれは、前記（３）式で示す
如く小型飛行体の高度Ｈが求まるのである。

以上のように、本発明によれば、小型飛行体の高度計測
は小型飛行体に搭載される撮像装置が取得した画像デー
タを利用することにより行なえるので、高度計測のみを
目的とした計ａｌｌ＋装置の搭載を不要とすることがで
き、小型飛行体全体での小型軽量化を可能とする効果を
有するものて′ある。

（実　施　例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１
図は本発明の一実施例に係る高度計測装置を示すブロッ
ク図で、第２図は測定原理を説明するための幾何学的関
係図である。

この高度計測装置は、撮像装置１と、信号切換器２と、
記憶部としての２つの画像メモリ３および同４と、相関
器５と、設定手段６と、割算器７とで基本的に構成され
る。

撮像装置１は図示しない小型飛行体に搭載されるものて
、小型飛行体は略一定の飛行速度Ｖて水平飛行しながら
この撮像装置１により所定の伏角で地上の画像データを
収集している。

信号切換器２は撮ｆ象装置１が取得した画像データを適
宜な時間間隔Δｔでサンプリングしてこれを画（象メモ
リ３．同４へ交互に切換えて出力する。その結果、画像
メモリ３には例えば撮影時刻ｔにおける地上鏝像領域Ａ
の画像データが、また画像メモリ４には例えば撮影時刻
ｔ＋Δｔにおける地上撮像領域Ｂの画像データが夫々格
納される。

各撮像領域Ａ、同Ｂは長さがして、重ならない部分の長
さがΔＬどなっている。なお、この実施例では撮像類１
１！ｌｉＡを基準領域としており、点Ｐは撮像領域Ａの
長さしを２等分する中心点である。

相関器５は撮像領域Ａ、同Ｂの両画像データを画像メモ
リ３．同４から夫々読み出して両画像データ間の相関を
演算し、最大相関値を与えるシフ１〜量を求める。この
シフト量は撮像領域Ａに係る画像データをどの程度シフ
トすれば最大相関値が得られるかを示すもので、　Ａ」
工で与えられる。

し 撮像領域の面積は撮像高、即ち小型飛行体の高度りに応
じて変化するから、このシフト量は小型飛行体の高度情
報を与えることになる６次いで、相関器５はこのシフト
量と撮像装置１の撮像全視野角とから角度値αを求める
。この角度値αは撮影時刻ｔ、同（ｔ＋Δｔ）における
飛行体位置Ｘ１．同×２を中心点Ｐからみた時の角度で
あり、高度りとは次のようにして関係付けられる。

まず、中心点Ｐと飛行体位置Ｘ２を結ぶ傾斜直線の長さ
Ｒ（これを「スラントレンジＪという）は、角度値αが
α（１であるので、中心点Ｐと飛行体位置Ｘ、を結ぶ傾
斜直線Ｓの長さＳにほぼ等しいとすることができる。ま
た、撮像装置１の視野中心伏角θは傾斜直線Ｓと水平線
とのなす角であるので、小型飛行体の高度りは ｈ＝ｓｓｉｎθ ≠Ｒｓ　ｉ　ｎθ　　　　　　　　　　−・−・・−・
−一一・−＝＝＝−−（４）となる。一方、伏角θと角
度値αとの関係としてｖ×ΔｔＸｓｉｎθ＝　ＲＸ　ｓ
　ｉ　ｎ　ａ　　　　−−−−−−（５）が成立するの
で、θ（１、α（１であれば、（４〉式および（５）式
から ｈ　＝ｖ　Ｘ　ｔｆｌ　”υ上　　　　　　−−−−−
・−・−・・−・・−（６）α として、高度りが求まる。

設定手段６では、前記（６）式の分子が定数であること
に着目し、　■×Δｔ×θ２＝Ｃとなる一定値Ｃが予め
設定される。

最後に、割算器７では前記定数Ｃを前記角度値αで除算
し、その結果を高度計測値りとして出力する。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば小型飛行体の高度
計測は小型飛行体に搭載される撮像装置が取得した画像
データを利用することにより行なえるので、高度計測の
みを目的とした計測装置の搭載を不要とすることができ
、小型飛行体全体での小型軽量化を可能とする効果を有
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る高度計測装置の構成を
示すブロック図、第２図は測定原理を説明するための線
区である。 １・・・・・・撮像装置、　２・・・・・・信号切換器
、３．４・・・・・画像メモリ、　５・・・・・・相関
器、６・・・・・・設定手段、　７・・・・・・割算器
。 代理人　弁理士　　八　幡　　義　博 本発明の貧掩例０羞人 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 小型飛行体から所定の伏角で地上の画像データを取得す
   る撮像装置と；前記撮像装置が取得した画像データのう
   ち撮影点が異なる２つの画像データを格納する記憶部と
   ；前記２つの画像データ間の相関を演算して最大相関値
   を与えるシフト量を求めるとともに、このシフト量と前
   記撮像装置の撮像全視野角とから、前記２つの画像デー
   タのうち基準となる一方の画像データを取得した領域内
   の基準地点と前記２つの撮影点の各々とを結ぶ２本の傾
   斜直線のなす角度値を求める相関器と；前記撮像装置の
   撮像視野中心伏角と前記２つの撮影点間距離とに基づき
   定まる所定値を設定する設定手段と；前記所定値を前記
   角度値で除算して高度計測値を出力する割算器と；を備
   えたことを特徴とする高度計測装置。