JPWO2017179378A1 - スペクトルカメラ制御装置、スペクトルカメラ制御プログラム、スペクトルカメラ制御システム、このシステムを搭載した飛行体およびスペクトル画像撮像方法 - Google Patents
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Abstract
Description
T<X/(H×Ω) ・・・式(1)
ただし、各符号は以下を表す。
T:露光時間(sec)
X:空間分解能(m)
H:飛行体の高度(m)
Ω:スペクトルカメラの角速度(rad/sec)
N>(SNt/SN1)2 ・・・式(2)
ただし、各符号は以下を表す。
N:撮像するスペクトル画像の枚数
SN1:最初の1枚目のスペクトル画像のSN比
SNt:SN比閾値
T<X/(H×Ω) ・・・式(1)
ただし、各符号は以下を表す。
T:露光時間(sec)
X:空間分解能(m)
H:飛行体の高度(m)
Ω:スペクトルカメラの角速度(rad/sec)
なお、飛行体1の高度Hは撮像開始条件記憶部612から取得され、空間分解能Xは、上記のとおり、前記高度Hに基づいて算出される。
N>(SNt/SN1)2 ・・・式(2)
ただし、各符号は以下を表す。
N:撮像するスペクトル画像の枚数
SN1:最初の1枚目のスペクトル画像のSN比
SNt:SN比閾値
1.液晶波長可変フィルタ33を備えたスペクトルカメラ3を静止飛行可能な飛行体1に搭載してスナップショット方式で撮像させるため、スペクトル画像の空間分解能を撮像高度に応じて任意に設定することができる。
2.スペクトルカメラ3の露光時間は、スペクトルカメラ3の空間分解能に対して独立して設定でき、スペクトルカメラ3の姿勢変化量または位置変化量に基づきリアルタイムに再設定されるためスペクトル画像の空間的な歪みやブレを抑制することができる。
3.空間分解能の制御機能と、飛行体1に起因するブレの抑制機能とが独立に制御可能であるため、空間解像度の高いスペクトル画像を撮像することができる。
4.スペクトル画像として撮像対象とする全ての波長において、所定のSN比を確保することができる。
5.所定のSN比を確保するために必要な撮像枚数を自動的に算出することができる。
6.スナップショット方式のイメージセンサ34や液晶波長可変フィルタ33は、比較的軽量でかつ安価であり、市販の静止飛行可能な飛行体1に搭載することが可能であるため、製造コストを抑制でき、一般にも広く普及できる。
7.スナップショット方式の液晶波長可変フィルタ33を静止飛行可能な飛行体1に搭載することにより、指定時刻に指定位置においてスペクトル画像を自動的に撮像することができる。
(表1)
Ω=0.22/(120×0.02)=0.092rad/secであった。
同様に、露光時間50msにおけるブレが生じない角速度Ωは、
Ω=0.22/(120×0.05)=0.037rad/secであった。
2 スペクトルカメラ制御システム
3 スペクトルカメラ
4 姿勢位置検出器
5 液晶波長可変フィルタ制御回路
6 スペクトルカメラ制御装置
6a スペクトルカメラ制御プログラム
7 バッテリ
31 レンズ群
32 偏光解消板
33 液晶波長可変フィルタ
34 イメージセンサ
41 GPS受信機
42 姿勢センサ
61 記憶手段
62 演算処理手段
63 無線通信手段
311 入光レンズ
312 集光レンズ
611 プログラム記憶部
612 撮像開始条件記憶部
613 撮像条件記憶部
614 閾値記憶部
615 スペクトル画像記憶部
621 撮像開始条件判別部
622 最適露光時間設定部
623 姿勢位置情報取得部
624 姿勢位置変化判別部
625 露光時間再設定部
626 スペクトル画像取得部
627 SN比判別部
628 連続撮像枚数算出部
629 追加スペクトル画像取得部
630 撮像終了判別部
631 波長特定信号送信部
Claims (13)
- 静止飛行可能な飛行体に液晶波長可変フィルタを備えたスペクトルカメラとともに搭載されており、前記飛行体の静止飛行中において前記液晶波長可変フィルタの透過波長を切り換える度に前記スペクトルカメラにスナップショット方式で撮像させる、スペクトルカメラ制御装置。
- 前記スペクトルカメラにおける露光時間当たりの前記スペクトルカメラの姿勢変化量または位置変化量のうち少なくともいずれかが、前記スペクトルカメラの空間分解能に基づく所定の閾値を超えた場合に、前記スペクトルカメラの露光時間を現露光時間よりも短い時間に設定する、請求項1に記載のスペクトルカメラ制御装置。
- 姿勢センサから前記スペクトルカメラの角速度を取得し、前記露光時間を下記の式(1)により算出する、請求項2に記載のスペクトルカメラ制御装置;
T<X/(H×Ω) ・・・式(1)
ただし、各符号は以下を表す。
T:露光時間(sec)
X:空間分解能(m)
H:飛行体の高度(m)
Ω:スペクトルカメラの角速度(rad/sec) - 撮像されたスペクトル画像のSN比が所定の閾値未満の場合に、同じ透過波長で複数枚のスペクトル画像を連続して撮像させる、請求項1から請求項3のいずれかに記載のスペクトルカメラ制御装置。
- 同じ透過波長で連続して撮像するスペクトル画像の枚数を下記式(2)により算出する、請求項4に記載のスペクトルカメラ制御装置;
N>(SNt/SN1)2 ・・・式(2)
ただし、各符号は以下を表す。
N:撮像するスペクトル画像の枚数
SN1:最初の1枚目のスペクトル画像のSN比
SNt:SN比閾値 - 請求項1から請求項5のいずれかに記載のスペクトルカメラ制御装置と、このスペクトルカメラ制御装置により制御されるスペクトルカメラとを備えた、スペクトルカメラ制御システム。
- 請求項6に記載のスペクトルカメラ制御システムを搭載した、静止飛行可能な飛行体。
- 静止飛行可能な飛行体に液晶波長可変フィルタを備えたスペクトルカメラとともに搭載されており、前記飛行体の静止飛行中において前記液晶波長可変フィルタの透過波長を切り換える度に前記スペクトルカメラにスナップショット方式で撮像させるスペクトルカメラ制御装置としてコンピュータを機能させる、スペクトルカメラ制御プログラム。
- 前記スペクトルカメラにおける露光時間当たりの前記スペクトルカメラの姿勢変化量または位置変化量のうち少なくともいずれかが、前記スペクトルカメラの空間分解能に基づく所定の閾値を超えた場合に、前記スペクトルカメラの露光時間を現露光時間よりも短い時間に設定するスペクトルカメラ制御装置としてコンピュータを機能させる、請求項8に記載のスペクトルカメラ制御プログラム。
- 姿勢センサから前記スペクトルカメラの角速度を取得し、前記露光時間を下記の式(1)により算出するスペクトルカメラ制御装置としてコンピュータを機能させる、請求項9に記載のスペクトルカメラ制御プログラム;
T<X/(H×Ω) ・・・式(1)
ただし、各符号は以下を表す。
T:露光時間(sec)
X:空間分解能(m)
H:飛行体の高度(m)
Ω:スペクトルカメラの角速度(rad/sec) - 撮像されたスペクトル画像のSN比が所定の閾値未満の場合に、同じ透過波長で複数枚のスペクトル画像を連続して撮像させるスペクトルカメラ制御装置としてコンピュータを機能させる、請求項8から請求項10のいずれかに記載のスペクトルカメラ制御プログラム。
- 同じ透過波長で連続して撮像するスペクトル画像の枚数を下記式(2)により算出するスペクトルカメラ制御装置としてコンピュータを機能させる、請求項11に記載のスペクトルカメラ制御プログラム;
N>(SNt/SN1)2 ・・・式(2)
ただし、各符号は以下を表す。
N:撮像するスペクトル画像の枚数
SN1:最初の1枚目のスペクトル画像のSN比
SNt:SN比閾値 - 静止飛行可能な飛行体に液晶波長可変フィルタを備えたスペクトルカメラとともに搭載されたスペクトルカメラ制御装置を用いて、前記飛行体の静止飛行中において前記液晶波長可変フィルタの透過波長を切り換える度に前記スペクトルカメラにスナップショット方式で撮像させる、スペクトル画像撮像方法。
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