(57)【要約】      （修正有）【課題】地上撮影するカメラと自己位置測定装置を搭載したドローンを提供する。【解決手段】地上撮影するカメラと自己位置測定装置を搭載したドローンにおいて、自己位置測定装置は、基準オブジェクトを基準位置において撮影する基準オブジェクト撮影ステップと、被測定オブジェクトを被測定位置において撮影する被測定オブジェクト撮影ステップと、前記基準オブジェクト撮影ステップにおいて撮影した基準オブジェクトと、前記被測定オブジェクトにおいて撮影した被測定オブジェクトとを比較し、二次元位置偏差情報および三次元角度偏差情報を取得するステップと、前記二次元位置偏差情報および三次元角度偏差情報に基づき、前記被測定位置の前記基準位置からの三次元変位を検出することを特徴とする自己位置測定機能付きドローン。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上撮影するカメラと自己位置測定装置を搭載したドローンにおいて、
自己位置測定装置は、
基準オブジェクトを基準位置において撮影する基準オブジェクト撮影ステップと、
被測定オブジェクトを被測定位置において撮影する被測定オブジェクト撮影ステップと、
前記基準オブジェクト撮影ステップにおいて撮影した基準オブジェクトと、前記被測定オブジェクトにおいて撮影した被測定オブジェクトとを比較し、二次元位置偏差情報および三次元角度偏差情報を取得するステップと、
前記二次元位置偏差情報および三次元角度偏差情報に基づき、前記被測定位置の前記基準位置からの三次元変位を検出することを特徴とする自己位置測定機能付きドローン。
【請求項２】
請求項１に記載の自己位置測定機能付きドローンにおいて、
前記被測定位置の被測定オブジェクトを、新たに基準位置における基準オブジェクトとして、
新たに、前記基準オブジェクト撮影ステップと、被測定オブジェクト撮影ステップを実行することを特徴とする自己位置測定機能付きドローン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地上撮影するカメラと自己位置測定装置を搭載したドローンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、たとえ、トンネル内部・屋内施設・地下施設等、GPS電波が届かない空間が利用できない空間では、従来、位置精密測定ができない。
一方、このような空間での位置測定を可能とするために、携帯電話の基地局電波を利用した位置測定、無線LANアクセスポイントから発せられるWi-Fi電のビーコン信号を利用した位置測定、BLEリピータから発せられBlueTooh(BLE)信号を利用した位置測定など、非自律型の技術が提案されている。
また、自律型の位置測定技術として6軸(加速度xyz3軸, 磁気xyz3軸)センサを用いた位置測定の技術も知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した非自律型の位置測定技術では、インフラが完備している場所でしか使用ができないし、現状では誤差が最小でも１ｍを超え、実用化にはほど遠い。
また、上述した自律型の位置測定技術では、重力加速度の分離精度、磁気の回転角の検出精度がともに悪く、結果、繰り返し誤差が大きくなり、この位置測定技術も実用化にほど遠い。
このため、GPSが使えない環境での異なった方式での位置精密測定の要求が急速に高まっている。
本発明の目的は、地上撮影するカメラと自己位置測定装置を搭載したドローンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は以下を要旨とする。
（１）
地上撮影するカメラと自己位置測定装置を搭載したドローンにおいて、
自己位置測定装置は、
基準オブジェクトを基準位置において撮影する基準オブジェクト撮影ステップと、
被測定オブジェクトを被測定位置において撮影する被測定オブジェクト撮影ステップと、
前記基準オブジェクト撮影ステップにおいて撮影した基準オブジェクトと、前記被測定オブジェクトにおいて撮影した被測定オブジェクトとを比較し、二次元位置偏差情報および三次元角度偏差情報を取得するステップと、
前記二次元位置偏差情報および三次元角度偏差情報に基づき、前記被測定位置の前記基準位置からの三次元変位を検出することを特徴とする自己位置測定機能付きドローン。
（２）
（１）に記載の自己位置測定機能付きドローンにおいて、
前記被測定位置の被測定オブジェクトを、新たに基準位置における基準オブジェクトとして、
新たに、前記基準オブジェクト撮影ステップと、被測定オブジェクト撮影ステップを実行することを特徴とする自己位置測定機能付きドローン。
【発明の効果】
【０００５】
広い範囲での情報取得をカメラ撮影により瞬時に行うことができる。また、平面画像から画像毎のカメラ位置を高速計算できるので、本方式が実用化すれば、ＧＰＳ電波の届かない店舗、工場内において、ドローンは自律して自己の位置検出ができ、これにより、在庫品確認、監視等の他、製品移動等も可能となり、商品管理、在庫管理、制御・流通の自動化ができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の一実施例を示す図であり、位置計測ユニットが搭載されたドローンを示している。
【図２】位置計測ユニットによりドローン位置の変化を計算加速装置を用いて計算する原理を示す説明図である。
【図３】本発明の位置計算ユニットにおける計算処理を示す図であり、ＧＰＳ電波の届かない建築物内部（トンネル，工場，店舗等）でのドローン位置を検出することができる。
【図４】図４は、図３の計算処理の説明図であり、異なるカメラ位置で撮影した画像を例示するである。
【図５】図５はメニーコア（1024個のコア）を有するＦＰＧＡを示す図である。
【図６】図６はデータフロー型の計算加速装置を示す図である。
【図７】図７は、全体が４つの領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから構成されるＦＰＧＡを示す図である。
【図８】図８は、各領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに、回路ａ，ｂ，ｃ，ｄが構成されており、各回路が、最適化されたルーティングを行う様子を示す図である。
【図９】図８は、各領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに、回路ａ，ｂ，ｃ，ｄが構成されており、４領域全ての領域を使用する様子を示す図である。
【図１０】図８は、各領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに、回路ａ，ｂ，ｃ，ｄが構成されており、A領域のみを使用する様子を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に本発明の実施形態を説明する。
図１に示すように、位置計測ユニット１１がドローン１に搭載されている。
図２に示すように、位置計測ユニット１により、ドローン１の位置の変化を、計算加速装置１２を用いて計算する。
図３は、ＦＰＧＡにより構成されたメニーコアプロセッサの構造を示しており、計算処理をして、ＧＰＳ電波の届かない建築物内部（トンネル，工場，店舗等）でのドローン１の位置を検出することができる。
【０００８】
図４は、図３の計算処理の説明図であり、異なるカメラ位置で撮影した画像を例示するである。
図５はメニーコア（1024個のコア）を有するＦＰＧＡを示す図である。
図６はデータフロー型の計算加速装置を示す図である。
【０００９】
図７は、全体が４つの領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから構成されるＦＰＧＡを示す図である。
図７において、高速建築限界診断装置はデータフロー型加速装置であり、通信回線を介してコンピュータに接続されている。データフロー型加速装置は、ＦＰＧＡが内蔵されている。このＦＰＧＡは、メニーコアプロセッサであり、図５では１０２４個のコアから構成されている。メニーコアプロセッサでは、ルーティングの最適化がなされており、命令及びデータが所定のパスを介して、所定の他のコアに送られ、ＭＩＭＤ処理（個別命令を同時に複数データに適用する並列処理）がなされる。本発明では、ルーティングを入力データの大きさ・種類等に応じて適宜切り替えることにより高速のメニーコアプロセッサが実現できる。
【００１０】
図８に示すデータフロー型の計算加速装置では、メニーコアプロセッサは通信回線を介してコンピュータに接続され、ルーティングの最適化がなされている。これにより、命令及びデータが所定のパスを介して、所定の他のコアに送られ、個別命令を同時に複数データに適用する並列処理がなされる。
本実施形態では、ルーティングを入力データの大きさ・種類等に応じて適宜切り替えることにより高速のメニーコアプロセッサが実現できる。メニーコアプロセッサでは、撮影画像データ及び命令を与えられた最初のコア群のそれぞれは、当該命令に基づきデータ処理を行う。そして、予め定められた他のコアに演算結果および命令を与え、プロセッサの出力となるまで、順次、予め定められた次のコアに演算結果および命令を受け渡すルーティングを行う。ここで、ルーティングは処理する画像データに応じて変更される。
【００１１】
図８では、ＦＰＧＡ全体は４つの領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから構成されている。図には表していないがメニーコアＦＰＧＡ全体は、図２において説明したメニーコアから構成されている。便宜上、各領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、同数のコアが割り当てられているものとする。たとえば、全メニーコア数が１，０２４個であれば、各領域は２５６個のコアから割り当てられている。
【００１２】
図８では、各領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄには、回路ａ，ｂ，ｃ，ｄが構成されており、各回路は、最適化されたルーティングを行うことで入力データの高速処理を行うことができる。図8での回路ａ，ｂ，ｃ，ｄの処理は、シリアル処理である。
本発明では、メニーコアＦＰＧＡにパーシャルリコンフィグレーションを適用することができる。
【００１３】
図９において、回路ａ，ｂ，ｃ，ｄでは、それぞれ最大、メニーコアＦＰＧＡの全コア（１０２４個を使用したリコンフィグレーションがなされており、ＦＰＧＡの使用率は最大となる。回路ａ，ｂ，ｃ，ｄは、コア１０２４個（すなわち、４領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのコア全て）を用いた並列処理により高速処理を実行できる。これにより、処理速度は図３に示したパーシャルリコンフィグレーションしない回路ａと比較すると飛躍的に向上する。ただし、回路ａ，ｂ，ｃ，ｄによる処理内容によっては、４領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのコアの全部を使用しても（並列処理数を増やしても）、全体のデータ処理速度が向上しない場合がある。このような場合には、回路ａ，ｂ，ｃ，ｄを、４領域の一部のみを使用して形成することができる。
【００１４】
図１０は、回路ａ，ｂ，ｃ，ｄの形成に際して、４領域のうち領域Ａのみを使用した場合を例示しており、この場合には、不使用領域の消費電力は生じないので電力消費量は１／４となる。なお、回路ａ，ｂ，ｃ，ｄの形成に際して、他の領域を使用することもできるし、回路ごとに異なる領域を使用することもできる。さらに、たとえば回路ａの形成に際して、その構成要素が各領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに分散するようにしてもよい。また、図示はしないが、回路ａ，ｄについては４領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのコアの全部を使用するが、回路ｂ，ｃについては、ＦＰＧＡの一部領域（たとえば、領域Ａ）のみを使用することもできる。
本発明では、回路ａ，ｂ，ｃ，ｄの形成に際して、既に処理された回路による演算結果等を参照して、各回路のアルゴリズムの最適化（最適ルーティングの採用）を図ることができる。
【符号の説明】
【００１５】
１  ドローン
１１  位置計測ユニット
１１  搭載されている。
１２  計算加速装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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