JPWO2016059930A1 - 装置、方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
1.基本的な姿勢推定及び位置推定
2.システムの概略的な構成
3.飛行体の構成
4.本実施形態に係る位置推定
5.処理の流れ
6.まとめ
まず、図1〜図3を参照して、基本的な姿勢推定及び位置推定の例を説明する。
例えば、飛行体の慣性センサは、当該飛行体の角速度を検出するジャイロセンサ(又は角速度センサ)と、当該飛行体の加速度を測定する加速度センサを含む。上記慣性センサは、デジタルコンパス(又は地磁気センサ)をさらに含み得る。
(a)角速度からの推定
例えば、飛行体の姿勢の変化は、ジャイロセンサにより検出される角速度を積分することにより算出される。そのため、飛行体の姿勢の初期値と、当該飛行体の姿勢の変化とから、当該飛行体の姿勢が算出される。
例えば、飛行体がホバリングしており移動していないと仮定すると、加速度センサにより検出される重力方向から、上記飛行体の姿勢を算出することができる。
上述したジャイロセンサの特性と加速度センサの特性とを利用して相補フィルタを構成することにより、信頼性の高い姿勢を算出することが可能である。このように複数のセンサを組み合わせることは、センサフュージョンと呼ばれ得る。以下、図1及び図2を参照して具合例を説明する。
(a)慣性センサを用いた位置推定
上述したように算出される姿勢に基づいて、加速度センサにより検出される加速度(即ち、加速度センサの座標系の加速度)が、地上座標系の加速度(例えば、地面からの加速度)に変換される。
上述したような誤差の蓄積を回避するために、慣性センサと他のセンサとの組合せを用いたより信頼性の高い位置推定が実現される。例えば、慣性センサとGPS受信機との組合せを用いた位置推定が実現される。以下、図3を参照して具合例を説明する。
次に、図4を参照して、本開示の実施形態に係るシステム1の概略的な構成を説明する。図4は、本開示の実施形態に係るシステム1の概略的な構成の一例を示す説明図である。図4を参照すると、システム1は、飛行体100、制御装置200及び操縦装置300を含む。
飛行体100は、飛行することが可能な装置である。例えば、飛行体100は、複数のロータ(例えば、4つのロータ)により飛行することが可能である。例えば、飛行体100は、各ロータの回転を制御することで、静止ホバリング、移動(上昇、下降、水平移動、及び斜め方向への移動など)及び回転などを行う。なお、飛行体100は、ロータではなく他の機構により飛行することが可能な装置であってもよい。
制御装置200は、飛行体100の飛行に関する制御を実行する装置である。例えば、当該制御は、飛行体100のための飛行情報(例えば、飛行経路を示す情報など)の生成及び提供、並びに/又は、飛行体100への指示(例えば、離陸指示及び/若しくは帰還指示など)などを含む。
操縦装置300は、ユーザが飛行体100を操縦することを可能にする装置である。一例として、操縦装置300は、プロポーショナルシステム(又はプロポ)である。
次に、図5を参照して、本開示の実施形態に係る飛行体100の構成の一例を説明する。図5は、本開示の実施形態に係る飛行体100の構成の一例を示すブロック図である。図5参照すると、飛行体100は、ロータ110、モータ120、センサ部130、撮像部140、記憶部150、無線通信部160、処理部170及びバッテリ190を備える。
ロータ110A〜110Dは、回転により揚力を生じさせることにより、飛行体100を飛行させる。
モータ120A〜120Dは、処理部170(制御部181)による制御に応じて、ロータ110A〜110Dを回転させる。例えば、モータ120は、処理部170(制御部181)による制御に応じて、ロータ110の回転数を変化させる。
センサ部130は、1つ以上のセンサを含む。例えば、センサ部130は、慣性センサ131、GPS受信機133、気圧計135及び超音波センサ137を含む。
撮像部140は、撮像を行い、撮像画像を生成する。当該撮像画像は、静止画像であってもよく、動画像であってもよい。上記撮像画像は、記憶部150に保存されてもよく、無線通信部160を介して他の装置へ送信されてもよい。
記憶部150は、様々な情報を記憶する。記憶部150は、飛行体100の動作のためのプログラム、及び/又は各種データを記憶する。
無線通信部160は、無線通信を行う。無線通信部160は、他の装置(例えば、制御装置200)と直接的に無線通信を行ってもよく、他の装置との通信のために、中継ノードとの無線通信を行ってもよい。
処理部170は、飛行体100の様々な処理を行う。処理部170は、選択部171、情報取得部173、情報生成部175、姿勢推定部177、位置推定部179及び制御部181を含む。なお、処理部170は、これらの構成要素以外の他の構成要素をさらに含み得る。即ち、処理部170は、これらの構成要素の動作以外の動作も行い得る。
姿勢推定部177は、飛行体100の姿勢を推定する。
位置推定部179は、飛行体100の位置を推定する。この点については後に詳細に説明する。
制御部181は、飛行体100の飛行に関する制御を行う。
例えば、制御部181は、ロータ110の回転を制御する。具体的には、例えば、制御部181は、モータ120の動作を制御することにより、ロータ110の回転を制御する。
例えば、制御部181は、飛行体100の姿勢を制御する。
例えば、制御部181は、飛行体100の位置を制御する。
例えば、制御部181は、位置推定部179により推定される飛行体100の位置から目標位置へ飛行体100を移動させる。より具体的には、例えば、制御部181は、飛行体100の上記位置から上記目標位置への移動を算出し、当該移動を生み出す目標姿勢を算出する。そして、上述したように、制御部181は、飛行体100の姿勢と上記目標姿勢との誤差を修正する。
一例として、制御部181は、保持している飛行経路情報から1つ以上の目標位置を取得する。上記飛行経路情報が、1つ以上の目標位置を示してもよく、制御部181が、上記飛行経路情報から1つ以上の目標位置を算出してもよい。
選択部171、情報取得部173及び情報生成部175の動作は、位置推定部179の動作と同様に、後に詳細に説明する。
バッテリ190は、飛行体100を動作させるための電力を蓄える。バッテリ190は、放電のみが可能な一次電池であってもよく、充電も可能な二次電池であってもよい。
次に、図6〜16を参照して、本開示の実施形態に係る位置推定の例を説明する。
本開示の実施形態では、飛行体100の位置を推定するための複数の位置推定方式が用意される。例えば、上記複数の位置推定方式は、GPS受信機を用いる方式、飛行体100に設置された撮像装置を用いる方式、飛行体100を撮像する撮像装置を用いる方式、気圧計を用いる方式、及び超音波センサを用いる方式のうちの、少なくとも1つを含む。
例えば、位置推定方式として、GPS受信機を用いる方式がある。
例えば、位置推定方式として、飛行体100に設置された撮像装置を用いる方式がある。
例えば、飛行体100に設置された撮像装置を用いる方式は、SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)を含む。
例えば、単眼の撮像装置を用いるSLAM(以下、「単眼SLAM」と呼ぶ)がある。単眼SLAMでは、移動により発生する撮像画像内の特徴点の視差を利用して、当該特徴点の3次元位置とカメラの位置及び姿勢とが同時に推定される。
例えば、ステレオ撮像装置を用いるSLAM(以下、「ステレオSLAM」と呼ぶ)がある。ステレオSLAMでは、2つのカメラの視差を利用して特徴点の3次元位置が推定される。そのため、飛行体100の移動なしでも、位置の推定が可能である。また、既知の大きさの特徴点がなくても、位置の推定が可能である。
SLAMでは、移動量に応じて、推定される位置に誤差が蓄積される。そのため、飛行体100が長距離にわたり移動する場合には、慣性センサと同様にドリフトが発生し得る。しかし、慣性センサよりも誤差の量が少なくなり得ること、及び、同一の特徴点が用いられる場合には誤差が大きくならないことから、SLAMは、慣性センサを用いた位置推定を補完し得る。
例えば、飛行体100に設置された撮像装置を用いる方式は、マーカが配置されている既知の位置と、飛行体100に設置された撮像装置により生成される上記マーカの撮像画像とに基づいて、上記飛行体の位置を推定する方式を含む。
例えば、位置推定方式として、飛行体100を撮像する撮像装置を用いる方式がある。
例えば、位置推定方式として、気圧計を用いる方式がある。
例えば、位置推定方式として、超音波センサを用いる方式がある。
上述した位置推定方式は、それぞれ異なる特徴を有する。以下、この点について図10を参照して具体例を説明する。
情報取得部173は、飛行体100の位置を推定するための複数の位置推定方式の中から選択された位置推定方式を示す情報を取得する。位置推定部179は、上記位置推定方式用のパラメータに従って、飛行体100の慣性センサ131を用いて生成される第1の情報と、上記位置推定方式を通じて生成される第2の情報とから、飛行体100の位置を推定する。
例えば、上記複数の位置推定方式は、GPS受信機を用いる方式、飛行体100に設置された撮像装置を用いる方式、飛行体100を撮像する撮像装置を用いる方式、気圧計を用いる方式、及び超音波センサを用いる方式のうちの、少なくとも1つを含む。これらの位置推定方式についての説明は、上述したとおりである。
第1の例として、後述するように、選択部171が、上記複数の位置推定方式の中から位置推定方式を動的に選択する。そして、情報取得部173は、上記位置推定方式を示す情報を取得する。
例えば、慣性センサ131は、加速度センサを含み、慣性センサ131を用いて生成される上記第1の情報は、飛行体100の加速度を示す情報を含む。
例えば、上記位置推定方式を通じて生成される上記第2の情報は、飛行体100の位置を示す情報である。
第1の例として、上記位置推定方式は、GPS受信機を用いる方式である。この場合に、例えば、情報生成部175は、GPS受信機133の出力情報(飛行体100の緯度、経度及び高度を示す情報)を取得し、当該出力情報から、飛行体100の位置を示す上記第2の情報(例えば、所定の位置を原点とする飛行体100の位置を示す情報)を生成する。そして、位置推定部179は、上記第2の情報を取得する。
第2の例として、上記位置推定方式は、飛行体100に設置された撮像装置を用いる方式(例えば、SLAM、又はマーカの撮像画像に基づく位置推定の方式)である。この場合に、例えば、情報生成部175は、撮像部140に含まれる撮像装置により生成される撮像画像を取得し、当該撮像画像に基づいて、飛行体100の位置を示す上記第2の情報を生成する。そして、位置推定部179は、上記第2の情報を取得する。
第3の例として、上記位置推定方式は、飛行体100を撮像する撮像装置を用いる方式である。図9を再び参照すると、例えば、情報処理装置400が、飛行体100の位置を示す上記第2の情報を生成し、当該第2の情報が、飛行体100へ送信される。そして、位置推定部179は、上記第2の情報を取得する。
第4の例として、上記位置推定方式は、気圧計を用いる方式である。この場合に、例えば、情報生成部175は、気圧計135の出力情報(気圧を示す情報)を取得し、当該出力情報から、飛行体100の位置を示す上記第2の情報(例えば、飛行体100の高度を示す情報)を生成する。そして、位置推定部179は、上記第2の情報を取得する。
第5の例として、上記位置推定方式は、超音波センサを用いる方式である。この場合に、例えば、位置推定部179は、超音波センサ137の出力情報(距離を示す情報)を、飛行体100の位置を示す上記第2の情報(例えば、飛行体100の高度を示す情報)として取得する。
(e−1)パラメータの保持
例えば、上記複数の位置推定方式の各々用のパラメータが、飛行体100において保持される。一例として、上記複数の位置推定方式の各々用のパラメータを含むテーブルが保持される。そして、位置推定部179は、保持されているパラメータを取得する。
例えば、上記位置推定方式用の上記パラメータは、上記位置推定方式での位置推定に伴う時間遅れに関するパラメータ(以下、「時間遅れパラメータ」と呼ぶ)を含む。
一例として、上記時間遅れパラメータは、上記位置推定方式での位置推定に伴う上記時間遅れである。別の例として、上記時間遅れパラメータは、上記位置推定方式での位置推定に伴う上記時間遅れと、慣性センサを用いた位置推定に伴う時間遅れとの差分であってもよい。各位置推定方式についての時間遅れの例は、図10を参照して説明したとおりである。
例えば、位置推定部179は、上記時間遅れパラメータに従って、上記位置推定方式を通じて生成される上記第2の情報から補正値を算出する。そして、位置推定部179は、慣性センサ131を用いて生成される上記第1の情報と上記補正値とから、飛行体100の位置を推定する。
例えば、上記位置推定方式用の上記パラメータは、上記位置推定方式での位置推定に伴うノイズの特性に関するパラメータ(以下、「ノイズ特性パラメータ」と呼ぶ)を含む。
一例として、上記ノイズ特性パラメータは、補正値の算出に用いるフィルタの時定数である。図3を再び参照すると、上記ノイズ特性パラメータは、例えば、フィルタ25の時定数である。各位置推定方式についてのフィルタ時定数の例は、図10を参照して説明したとおりである。
例えば、位置推定部179は、上記ノイズ特性パラメータに従って、上記位置推定方式を通じて生成される上記第2の情報から補正値を算出する。そして、位置推定部179は、慣性センサ131を用いて生成される上記第1の情報と上記補正値とから、飛行体100の位置を推定する。
例えば、選択部171は、飛行体100の飛行中に上記複数の位置推定方式の中から位置推定方式を動的に選択する。即ち、飛行体100の飛行中に、上記複数の位置推定方式の中で、位置推定方式が切り替えられる。
例えば、新たな位置推定方式が選択される場合に、当該新たな位置推定方式での位置推定のために、位置推定の初期値が提供される。
例えば、選択部171は、上記複数の位置推定方式の中から第1の位置推定方式を選択する。すると、情報取得部173は、上記第1の位置推定方式を示す情報を取得する。そして、位置推定部179は、上記第1の位置推定方式用のパラメータに従って、慣性センサ131を用いて生成される第1の情報と、上記第1の位置推定方式を通じて生成される第2の情報とから、飛行体100の位置を推定する。
例えば、上記第2の位置推定方式は、飛行体100の相対位置を推定するための方式である。より具体的には、例えば、上記第2の位置推定方式は、飛行体100に設置された撮像装置を用いる方式(例えば、SLAM、又はマーカの撮像画像に基づく位置推定の方式)である。
図3を再び参照すると、例えば、選択部171は、第1の位置推定方式(例えば、GPS受信機を用いる方式)を選択する。すると、位置推定部179は、慣性センサ131を用いて生成される第1の情報(例えば、加速度aを示す情報など)と、上記第1の位置推定方式を通じて生成される第2の情報(位置pxを示す情報)とから、飛行体100の位置pUを推定する。その後、例えば、選択部171は、第2の位置推定方式(例えば、SLAM)を選択し、位置pUを、上記第2の位置推定方式での位置推定の初期値として、情報生成部175に提供する。すると、情報生成部175は、上記第2の位置推定方式での位置推定の初期値として、位置pUを設定し、上記第2の位置推定方式を通じて第2の情報(位置pxを示す情報)を生成する。そして、位置推定部179は、慣性センサ131を用いて生成される第1の情報(例えば、加速度aを示す情報など)と、上記第2の位置推定方式を通じて情報生成部175により生成される上記第2の情報(位置pxを示す情報)とから、飛行体100の位置pUを推定する。
例えば、上記第2の位置推定方式が、飛行体100の絶対位置を推定するための方式(例えば、GPS受信機を用いる方式など)である場合には、選択部171は、推定される上記位置を、上記第2の位置推定方式での位置推定の初期値として提供しない。
(b−1)位置条件
例えば、選択部171は、飛行体100の位置が所定の位置条件を満たす場合に、上記複数の位置推定方式の中から位置推定方式を新たに選択する。
図14は、位置推定方式の選択(切替え)の第1の例を説明するための説明図である。図14を参照すると、橋71が示されている。この例では、飛行体100は、橋71の裏側全体を撮像するために、StartからGoalまでの経路に沿って飛行する。即ち、飛行体100は、GPS衛星73からの電波が十分に届くエリア75と、GPS衛星73からの電波が届きにくいエリア77との間を、行き来する。この場合に、選択部171は、飛行体100がエリア75からエリア77に入る際に、位置推定方式としてSLAM(例えば、ステレオSLAM)を新たに選択する。即ち、選択部171は、飛行体100の位置がエリア75とエリア77との境界の位置(又は当該境界付近の位置)になると、位置推定方式としてSLAM(例えば、ステレオSLAM)を新たに選択する。ここで、既に推定された位置が、SLAMでの位置推定の初期値として引き継がれる。また、既に推定された姿勢も、SLAMでの位置推定のための姿勢の初期値として引き継がれ得る。一方、選択部171は、飛行体100がエリア77からエリア75に入る際に、位置推定方式として、GPSを用いる方式を新たに選択する。即ち、選択部171は、飛行体100の位置がエリア77とエリア75との境界の位置(又は当該境界付近の位置)になると、位置推定方式として、GPSを用いる方式を新たに選択する。このように、位置推定方式の切替え(即ち、GPSを用いる方式とSLAMとの切替え)が行われる。
図15は、位置推定方式の選択(切替え)の第2の例を説明するための説明図である。図15を参照すると、高層ビル81が示されている。この例では、飛行体100は、高層ビル81の間のパスを含む経路に沿って飛行する。即ち、飛行体100は、GPS衛星からの電波が十分に届くエリア83、及びGPS衛星からの電波が届きにくいエリア85(即ち、高層ビル81の間のエリア)を飛行する。この場合に、選択部171は、飛行体100がエリア83からエリア85に入る際に、位置推定方式としてSLAM(例えば、ステレオSLAM)を新たに選択する。即ち、選択部171は、飛行体100の位置がエリア83とエリア85との境界の位置(又は当該境界付近の位置)になると、位置推定方式としてSLAM(例えば、ステレオSLAM)を新たに選択する。ここで、既に推定された位置が、SLAMでの位置推定の初期値として引き継がれる。また、既に推定された姿勢も、SLAMでの位置推定のための姿勢の初期値として引き継がれ得る。一方、選択部171は、飛行体100がエリア85からエリア83に入る際に、位置推定方式として、GPSを用いる方式を新たに選択する。即ち、選択部171は、飛行体100の位置がエリア85とエリア83との境界の位置(又は当該境界付近の位置)になると、位置推定方式として、GPSを用いる方式を新たに選択する。このように、位置推定方式の切替え(即ち、GPSを用いる方式とSLAMとの切替え)が行われる。
図16は、位置推定方式の選択(切替え)の第3の例を説明するための説明図である。図16を参照すると、競技場91が示されている。競技場91には、マーカ93が配置されている。この例では、飛行体100は、競技場91の内外を飛行する。即ち、飛行体100は、マーカ93を撮像不能なエリア95と、マーカ93を撮像可能なエリア97とを飛行する。この場合に、選択部171は、飛行体100がエリア95からエリア97に入る際に、位置推定方式として、マーカの撮像画像に基づく位置推定の方式を新たに選択する。即ち、選択部171は、飛行体100の位置がエリア95とエリア97との境界の位置(又は当該境界付近の位置)になると、位置推定方式として、マーカの撮像画像に基づく位置推定の方式を新たに選択する。ここで、既に推定された位置が、マーカの撮像画像に基づく位置推定の初期値として引き継がれる。また、既に推定された姿勢が、マーカの撮像画像に基づく位置推定のための姿勢の初期値として引き継がれ得る。一方、選択部171は、飛行体100がエリア97からエリア95に入る際に、位置推定方式として、GPSを用いる方式を新たに選択する。即ち、選択部171は、飛行体100の位置がエリア97とエリア95との境界の位置(又は当該境界付近の位置)になると、位置推定方式として、GPSを用いる方式を新たに選択する。このように、位置推定方式の切替え(即ち、GPSを用いる方式と、マーカの撮像画像に基づく位置推定の方式との切替え)が行われる。
選択部171は、上記複数の位置推定方式の各々について動的に算出される信頼度に基づいて、上記複数の位置推定方式の中から位置推定方式を選択してもよい。
情報取得部173は、上記複数の位置推定方式の中から選択された2つ以上の位置推定方式を示す情報を取得してもよい。そして、位置推定部179は、上記2つ以上の位置推定方式の各々用のパラメータに従って、慣性センサ131を用いて生成される第1の情報と、上記2つ以上の位置推定方式の各々を通じて生成される第2の情報とから、飛行体100の位置を推定してもよい。即ち、2つ以上の位置推定方式が併用されてもよい。
次に、図17〜図19を参照して、本開示の実施形態に係る処理の例を説明する。
図17は、本開示の実施形態に係る位置推定処理の概略的な流れの一例を示すフローチャートである。
(a)第1の例
図18は、本開示の実施形態に係る第1の選択処理の概略的な流れの一例を示すフローチャートである。
図19は、本開示の実施形態に係る第2の選択処理の概略的な流れの一例を示すフローチャートである。
ここまで、図1〜図19を参照して、本開示の実施形態に係る飛行体100及び各処理を説明した。本開示に係る実施形態によれば、飛行体100は、飛行体100の位置を推定するための複数の位置推定方式の中から選択された位置推定方式を示す情報を取得する情報取得部173と、上記位置推定方式用のパラメータに従って、飛行体100の慣性センサ131を用いて生成される第1の情報と、上記位置推定方式を通じて生成される第2の情報とから、飛行体100の位置を推定する位置推定部179と、を備える。これにより、例えば、飛行体100の位置をより良好に推定することが可能になる。
(1)
飛行体の位置を推定するための複数の位置推定方式の中から選択された位置推定方式を示す情報を取得する取得部と、
前記位置推定方式用のパラメータに従って、前記飛行体の慣性センサを用いて生成される第1の情報と、前記位置推定方式を通じて生成される第2の情報とから、前記飛行体の位置を推定する位置推定部と、
を備える装置。
(2)
前記パラメータは、前記位置推定方式での位置推定に伴う時間遅れに関するパラメータを含む、前記(1)に記載の装置。
(3)
前記位置推定部は、前記時間遅れに関する前記パラメータに従って、前記第2の情報から補正値を算出し、前記第1の情報と前記補正値とから、前記飛行体の位置を推定する、前記(2)に記載の装置。
(4)
前記位置推定部は、前記時間遅れに関する前記パラメータに従って、既に推定された前記飛行体の位置を示す第3の情報を取得し、前記第2の情報と当該第3の情報とから、前記補正値を算出する、前記(3)に記載の装置。
(5)
前記パラメータは、前記位置推定方式での位置推定に伴うノイズの特性に関するパラメータを含む、前記(1)〜(4)のいずれか1項に記載の装置。
(6)
前記位置推定部は、前記ノイズの前記特性に関する前記パラメータに従って、前記第2の情報から補正値を算出し、前記第1の情報と前記補正値とから、前記飛行体の位置を推定する、前記(5)に記載の装置。
(7)
前記ノイズに関する前記パラメータは、前記補正値の算出に用いるフィルタの時定数である、前記(6)に記載の装置。
(8)
前記複数の位置推定方式は、GPS(Global Positioning System)受信機を用いる方式、前記飛行体に設置された撮像装置を用いる方式、前記飛行体を撮像する撮像装置を用いる方式、気圧計を用いる方式、及び超音波センサを用いる方式のうちの、少なくとも1つを含む、前記(1)〜(7)のいずれか1項に記載の装置。
(9)
前記飛行体に設置された撮像装置を用いる前記方式は、マーカが配置されている既知の位置と、前記飛行体に設置された撮像装置により生成される前記マーカの撮像画像とに基づいて、前記飛行体の位置を推定する方式を含む、前記(8)に記載の装置。
(10)
前記飛行体に設置された撮像装置を用いる前記方式は、光軸が前記飛行体の上下方向の軸となるようにジンバルを用いて前記飛行体に設置された単眼の撮像装置を用いるSLAM(Simultaneous Localization and Mapping)を含む、前記(8)又は(9)に記載の装置。
(11)
前記第1の情報は、前記飛行体の加速度を示す情報を含み、
前記第2の情報は、前記飛行体の位置を示す情報である、
前記(1)〜(10)のいずれか1項に記載の装置。
(12)
前記飛行体の飛行中に前記複数の位置推定方式の中から位置推定方式を動的に選択する選択部をさらに備える、前記(1)〜(11)のいずれか1項に記載の装置。
(13)
前記選択部は、前記複数の位置推定方式の中から第1の位置推定方式を選択し、
前記取得部は、前記第1の位置推定方式を示す情報を取得し、
前記位置推定部は、前記第1の位置推定方式用のパラメータに従って、前記慣性センサを用いて生成される第1の情報と、前記第1の位置推定方式を通じて生成される第2の情報とから、前記飛行体の位置を推定し、
前記選択部は、前記第1の位置推定方式の選択の後に、前記複数の位置推定方式の中から第2の位置推定方式を選択し、推定される前記位置を、前記第2の位置推定方式での位置推定の初期値として提供し、
前記取得部は、前記第2の位置推定方式を示す情報を取得し、
前記位置推定部は、前記第2の位置推定方式用のパラメータに従って、前記慣性センサを用いて生成される第1の情報と、前記第2の位置推定方式を通じて生成される第2の情報とから、前記飛行体の位置を推定する、
前記(12)に記載の装置。
(14)
前記第2の位置推定方式は、前記飛行体の相対位置を推定するための方式である、前記(13)に記載の装置。
(15)
前記選択部は、前記飛行体の位置が所定の位置条件を満たす場合に、前記複数の位置推定方式の中から位置推定方式を新たに選択する、前記(12)〜(14)のいずれか1項に記載の装置。
(16)
前記選択部は、前記複数の位置推定方式の各々について動的に算出される信頼度に基づいて、前記複数の位置推定方式の中から位置推定方式を選択する、前記(12)〜(15)のいずれか1項に記載の装置。
(17)
前記取得部は、前記複数の位置推定方式の中から選択された2つ以上の位置推定方式を示す情報を取得し、
前記位置推定部は、前記2つ以上の位置推定方式の各々用のパラメータに従って、前記慣性センサを用いて生成される第1の情報と、前記2つ以上の位置推定方式の各々を通じて生成される第2の情報とから、前記飛行体の位置を推定する、
前記(1)〜(16)のいずれか1項に記載の装置。
(18)
前記装置は、前記飛行体、又は前記飛行体のためのモジュールである、前記(1)〜(17)のいずれか1項に記載の装置。
(19)
プロセッサにより、
飛行体の位置を推定するための複数の位置推定方式の中から選択された位置推定方式を示す情報を取得することと、
前記位置推定方式用のパラメータに従って、前記飛行体の慣性センサを用いて生成される第1の情報と、前記位置推定方式を通じて生成される第2の情報とから、前記飛行体の位置を推定することと、
を含む方法。
(20)
飛行体の位置を推定するための複数の位置推定方式の中から選択された位置推定方式を示す情報を取得することと、
前記位置推定方式用のパラメータに従って、前記飛行体の慣性センサを用いて生成される第1の情報と、前記位置推定方式を通じて生成される第2の情報とから、前記飛行体の位置を推定することと、
をプロセッサに実行させるためのプログラム。
51、93 マーカ
100 飛行体
171 選択部
173 情報取得部
179 位置推定部
200 制御装置
300 操縦装置
400 情報処理装置
410、420 撮像装置
Claims (20)
- 飛行体の位置を推定するための複数の位置推定方式の中から選択された位置推定方式を示す情報を取得する取得部と、
前記位置推定方式用のパラメータに従って、前記飛行体の慣性センサを用いて生成される第1の情報と、前記位置推定方式を通じて生成される第2の情報とから、前記飛行体の位置を推定する位置推定部と、
を備える装置。 - 前記パラメータは、前記位置推定方式での位置推定に伴う時間遅れに関するパラメータを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記位置推定部は、前記時間遅れに関する前記パラメータに従って、前記第2の情報から補正値を算出し、前記第1の情報と前記補正値とから、前記飛行体の位置を推定する、請求項2に記載の装置。
- 前記位置推定部は、前記時間遅れに関する前記パラメータに従って、既に推定された前記飛行体の位置を示す第3の情報を取得し、前記第2の情報と当該第3の情報とから、前記補正値を算出する、請求項3に記載の装置。
- 前記パラメータは、前記位置推定方式での位置推定に伴うノイズの特性に関するパラメータを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記位置推定部は、前記ノイズの前記特性に関する前記パラメータに従って、前記第2の情報から補正値を算出し、前記第1の情報と前記補正値とから、前記飛行体の位置を推定する、請求項5に記載の装置。
- 前記ノイズに関する前記パラメータは、前記補正値の算出に用いるフィルタの時定数である、請求項6に記載の装置。
- 前記複数の位置推定方式は、GPS(Global Positioning System)受信機を用いる方式、前記飛行体に設置された撮像装置を用いる方式、前記飛行体を撮像する撮像装置を用いる方式、気圧計を用いる方式、及び超音波センサを用いる方式のうちの、少なくとも1つを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記飛行体に設置された撮像装置を用いる前記方式は、マーカが配置されている既知の位置と、前記飛行体に設置された撮像装置により生成される前記マーカの撮像画像とに基づいて、前記飛行体の位置を推定する方式を含む、請求項8に記載の装置。
- 前記飛行体に設置された撮像装置を用いる前記方式は、光軸が前記飛行体の上下方向の軸となるようにジンバルを用いて前記飛行体に設置された単眼の撮像装置を用いるSLAM(Simultaneous Localization and Mapping)を含む、請求項8に記載の装置。
- 前記第1の情報は、前記飛行体の加速度を示す情報を含み、
前記第2の情報は、前記飛行体の位置を示す情報である、
請求項1に記載の装置。 - 前記飛行体の飛行中に前記複数の位置推定方式の中から位置推定方式を動的に選択する選択部をさらに備える、請求項1に記載の装置。
- 前記選択部は、前記複数の位置推定方式の中から第1の位置推定方式を選択し、
前記取得部は、前記第1の位置推定方式を示す情報を取得し、
前記位置推定部は、前記第1の位置推定方式用のパラメータに従って、前記慣性センサを用いて生成される第1の情報と、前記第1の位置推定方式を通じて生成される第2の情報とから、前記飛行体の位置を推定し、
前記選択部は、前記第1の位置推定方式の選択の後に、前記複数の位置推定方式の中から第2の位置推定方式を選択し、推定される前記位置を、前記第2の位置推定方式での位置推定の初期値として提供し、
前記取得部は、前記第2の位置推定方式を示す情報を取得し、
前記位置推定部は、前記第2の位置推定方式用のパラメータに従って、前記慣性センサを用いて生成される第1の情報と、前記第2の位置推定方式を通じて生成される第2の情報とから、前記飛行体の位置を推定する、
請求項12に記載の装置。 - 前記第2の位置推定方式は、前記飛行体の相対位置を推定するための方式である、請求項13に記載の装置。
- 前記選択部は、前記飛行体の位置が所定の位置条件を満たす場合に、前記複数の位置推定方式の中から位置推定方式を新たに選択する、請求項12に記載の装置。
- 前記選択部は、前記複数の位置推定方式の各々について動的に算出される信頼度に基づいて、前記複数の位置推定方式の中から位置推定方式を選択する、請求項12に記載の装置。
- 前記取得部は、前記複数の位置推定方式の中から選択された2つ以上の位置推定方式を示す情報を取得し、
前記位置推定部は、前記2つ以上の位置推定方式の各々用のパラメータに従って、前記慣性センサを用いて生成される第1の情報と、前記2つ以上の位置推定方式の各々を通じて生成される第2の情報とから、前記飛行体の位置を推定する、
請求項1に記載の装置。 - 前記装置は、前記飛行体、又は前記飛行体のためのモジュールである、請求項1に記載の装置。
- プロセッサにより、
飛行体の位置を推定するための複数の位置推定方式の中から選択された位置推定方式を示す情報を取得することと、
前記位置推定方式用のパラメータに従って、前記飛行体の慣性センサを用いて生成される第1の情報と、前記位置推定方式を通じて生成される第2の情報とから、前記飛行体の位置を推定することと、
を含む方法。 - 飛行体の位置を推定するための複数の位置推定方式の中から選択された位置推定方式を示す情報を取得することと、
前記位置推定方式用のパラメータに従って、前記飛行体の慣性センサを用いて生成される第1の情報と、前記位置推定方式を通じて生成される第2の情報とから、前記飛行体の位置を推定することと、
をプロセッサに実行させるためのプログラム。
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