(57)【要約】【課題】被写体との間の相対速度に応じた、カメラレンズの適切な自動合焦を行い得るようにする。【解決手段】カメラレンズの合焦装置が処理部を備え、前記処理部は、被写体との間の相対速度を取得し、被写体との間の距離を取得し、取得した前記相対速度に応じて、前記カメラレンズが取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置、および／または、取得した前記距離に基づくカメラレンズの合焦位置を算出する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラレンズの合焦装置であって、前記合焦装置が処理部を備え、
前記処理部は、
被写体との間の相対速度を取得し、
被写体との間の距離を取得し、
取得した前記相対速度に応じて、取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置、および／または、取得した前記距離に基づくカメラレンズの合焦位置を算出する、合焦装置。
【請求項２】
前記処理部は、
前記相対速度が所定の値を下回った場合に、前記カメラレンズが取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置を算出し、前記相対速度が所定の値を下回らない場合には、前記取得した距離に基づくカメラレンズの合焦位置を算出する、
請求項１に記載の合焦装置。
【請求項３】
前記処理部は、
前記取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置、および、前記取得した距離に基づくカメラレンズの合焦位置を算出し、
前記相対速度に基づいて、前記取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置と、前記取得した距離に基づくカメラレンズの合焦位置とに対して重み付けを行って、カメラレンズの合焦位置を算出する、
請求項１に記載の合焦装置。
【請求項４】
前記処理部は、
前記取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置の算出を、山登りオートフォーカス処理によって行う、
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の合焦装置。
【請求項５】
前記被写体との間の相対速度は、前記カメラレンズを備えた物体の移動速度である、
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の合焦装置。
【請求項６】
装置による、カメラレンズの合焦方法であって、
撮像画像を取得するステップと、
被写体との間の相対速度を取得するステップと、
被写体との間の距離を取得するステップと、
前記取得した相対速度に応じて、前記取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置、および／または、前記取得した距離に基づくカメラレンズの合焦位置を算出する、合焦位置算出ステップと、
を有する、合焦方法。
【請求項７】
前記合焦位置算出ステップは、
前記相対速度が所定の値を下回った場合に、前記取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置を算出し、前記相対速度が所定の値を下回らない場合には、前記取得した距離に基づくカメラレンズの合焦位置を算出する、
請求項６に記載の合焦方法。
【請求項８】
前記合焦位置算出ステップは、
前記取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置、および、前記取得した距離に基づくカメラレンズの合焦位置を算出し、
前記相対速度に基づいて、前記取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置と、前記取得した距離に基づくカメラレンズの合焦位置とに対して重み付けを行って、カメラレンズの合焦位置を算出する、
請求項６に記載の合焦方法。
【請求項９】
前記取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置の算出を、山登りオートフォーカス処理によって行う、
請求項６から請求項８の何れか１項に記載の合焦方法。
【請求項１０】
前記被写体との間の距離を取得するステップにおいて距離の取得が出来なかった場合には、前記合焦位置算出ステップにおいて、前記取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置を算出する、
請求項６から請求項９の何れか１項に記載の合焦方法。
【請求項１１】
前記被写体との間の相対速度は、前記カメラレンズを備えた物体の移動速度である、
請求項６から請求項１０の何れか１項に記載の合焦方法。
【請求項１２】
カメラレンズの合焦プログラムであって、
撮像画像を取得するステップと、
被写体との間の相対速度を取得するステップと、
被写体との間の距離を取得するステップと、
前記取得した相対速度に応じて、前記取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置、および／または、前記取得した距離に基づくカメラレンズの合焦位置を算出する、合焦位置算出ステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１３】
前記合焦位置算出ステップは、
前記相対速度が所定の値を下回った場合に、前記取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置を算出し、前記相対速度が所定の値を下回らない場合には、前記取得した距離に基づくカメラレンズの合焦位置を算出する、
請求項１２に記載のプログラム。
【請求項１４】
前記合焦位置算出ステップは、
前記取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置、および、前記取得した距離に基づくカメラレンズの合焦位置を算出し、
前記相対速度に基づいて、前記取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置と、前記取得した距離に基づくカメラレンズの合焦位置とに対して重み付けを行って、カメラレンズの合焦位置を算出する、
請求項１２に記載のプログラム。
【請求項１５】
前記取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置の算出を、山登りオートフォーカス処理によって行う、
請求項１２から請求項１４の何れか１項に記載のプログラム。
【請求項１６】
前記被写体との間の距離を取得するステップにおいて距離の取得が出来なかった場合には、前記合焦位置算出ステップにおいて、前記取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置を算出する、
請求項１２から請求項１５の何れか１項に記載のプログラム。
【請求項１７】
前記被写体との間の相対速度は、前記カメラレンズを備えた物体の移動速度である、
請求項１２から請求項１６の何れか１項に記載のプログラム。
【請求項１８】
請求項１２から請求項１７の何れか１項に記載のプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項１９】
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の合焦装置を備えたカメラ。
【請求項２０】
請求項１２から請求項１７の何れか１項に記載のプログラムを備えたカメラ。
【請求項２１】
無人航空機にマウントするための接続部を備える、請求項１９または請求項２０に記載のカメラ。
【請求項２２】
ジンバル装置にマウントするための接続部を備える、請求項１９または請求項２０に記載のカメラ。
【請求項２３】
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の合焦装置を備えた無人航空機。
【請求項２４】
請求項１２から請求項１７の何れか１項に記載のプログラムを備えた無人航空機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、カメラレンズの合焦装置、合焦方法、および合焦プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、カメラが備える測距部によって被写体までの撮影距離を検出し、ブレ検出部からの検出信号に基づくカメラ撮影方向の変化量を演算し、角度位置情報を取得し、当該測距情報及び角度位置情報に基づいて、被写体の移動経路及び移動速度を算出することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１４２４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
カメラレンズの自動合焦（オートフォーカス）に用いられる評価値として、主に下記の２つが存在する。１つは、撮像画像に基づき、ＩＩＲ（ＢＰＦ）フィルタにより算出したコントラスト評価値である。この評価値に基づく合焦は、スルーフォーカス制御のため測距精度は高い。しかし、被写体との間で許容される相対速度が比較的低速であるという問題点がある。
【０００５】
もう１つの評価値として、被写体との間の距離を用いた合焦方式も存在する。この方式の場合、距離に応じて測距性能が劣化するという問題点がある。
【０００６】
本発明は、かかる問題点に鑑みて、被写体との間の相対速度に応じた、適切な自動合焦を行い得るようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様において、カメラレンズの合焦装置が処理部を備え、前記処理部は、被写体との間の相対速度を取得し、被写体との間の距離を取得し、取得した前記相対速度に応じて、前記カメラレンズが取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置、および／または、取得した前記距離に基づくカメラレンズの合焦位置を算出する。
【０００８】
相対速度は、カメラレンズと被写体との間の速度であってよい。相対速度は、カメラレンズを備えた装置（カメラそれ自体、カメラを搭載可能な無人航空機、カメラを搭載可能なジンバル等）と被写体との間の相対速度であってよい。また、距離は、カメラレンズと被写体との間の距離であってよい。カメラレンズを備えた装置（カメラそれ自体、カメラを搭載可能な無人航空機、カメラを搭載可能なジンバル等）と被写体との間の距離であってよい。
【０００９】
前記処理部は、前記相対速度が所定の値を下回った場合に、前記取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置を算出し、前記相対速度が所定の値を下回らない場合には、前記取得した距離に基づくカメラレンズの合焦位置を算出してよい。
【００１０】
前記処理部は、前記取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置、および、前記取得した距離に基づくカメラレンズの合焦位置を算出し、前記相対速度に基づいて、前記取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置と、前記取得した距離に基づくカメラレンズの合焦位置とに対して重み付けを行って、カメラレンズの合焦位置を算出してよい。
【００１１】
前記処理部は、前記取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置の算出を、山登りオートフォーカス処理によって行ってよい。
【００１２】
一態様において、装置による、カメラレンズの合焦方法が、撮像画像を取得するステップと、被写体との間の相対速度を取得するステップと、被写体との間の距離を取得するステップと、前記取得した相対速度に応じて、前記取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置、および／または、前記取得した距離に基づくカメラレンズの合焦位置を算出する、合焦位置算出ステップと、を有していてよい。
【００１３】
前記合焦位置算出ステップは、前記相対速度が所定の値を下回った場合に、前記取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置を算出し、前記相対速度が所定の値を下回らない場合には、前記取得した距離に基づくカメラレンズの合焦位置を算出してよい。
【００１４】
前記合焦位置算出ステップは、前記取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置、および、前記取得した距離に基づくカメラレンズの合焦位置を算出し、前記相対速度に基づいて、前記取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置と、前記取得した距離に基づくカメラレンズの合焦位置とに対して重み付けを行って、カメラレンズの合焦位置を算出してよい。
【００１５】
前記取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置の算出を、山登りオートフォーカス処理によって行ってよい。
【００１６】
前記被写体との間の距離を取得するステップにおいて距離の取得が出来なかった場合には、前記合焦位置算出ステップにおいて、前記取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置を算出してよい。
【００１７】
一態様において、カメラレンズの合焦プログラムは、撮像画像を取得するステップと、被写体との間の相対速度を取得するステップと、被写体との間の距離を取得するステップと、前記取得した相対速度に応じて、前記取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置および／または前記取得した距離に基づくカメラレンズの合焦位置を算出する、合焦位置算出ステップと、をコンピュータに実行させてよい。
【００１８】
前記合焦位置算出ステップは、前記相対速度が所定の値を下回った場合に、前記取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置を算出し、前記相対速度が所定の値を下回らない場合には、前記取得した距離に基づくカメラレンズの合焦位置を算出してよい。
【００１９】
前記合焦位置算出ステップは、前記取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置、および、前記取得した距離に基づくカメラレンズの合焦位置を算出し、前記相対速度に基づいて、前記取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置と、前記取得した距離に基づくカメラレンズの合焦位置とに対して重み付けを行って、カメラレンズの合焦位置を算出してよい。
【００２０】
前記取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置の算出を、山登りオートフォーカス処理によって行ってよい。
【００２１】
前記被写体との間の距離を取得するステップにおいて距離の取得が出来なかった場合には、前記合焦位置算出ステップにおいて、前記取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦位置を算出してよい。
【００２２】
一態様において、コンピュータ読取り可能な記録媒体が、上述のようなプログラムを記録していてよい。
【００２３】
一態様において、カメラが、上述のような合焦装置を備えていてよい。
【００２４】
一態様において、カメラが、上述のようなプログラムを備えていてよい。
【００２５】
上述のようなカメラは、無人航空機にマウントするための接続部を備えていてよい。
【００２６】
上述のようなカメラは、ジンバル装置にマウントするための接続部を備えていてよい。
【００２７】
一態様において、無人航空機（ＵＡＶ）が、上述のような合焦装置を備えていてよい。
【００２８】
一態様において、無人航空機（ＵＡＶ）が、上述のようなプログラムを備えていてよい。
【００２９】
前記被写体との間の相対速度は、前記カメラレンズを備えた物体の移動速度であってよい。
【００３０】
なお、上記の発明の概要は、本開示の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【発明の効果】
【００３１】
測距センサを用いて効率的にフォーカスレンズを移動させることができるので、素早く被写体に合焦することができる。また、取得した相対速度に応じて適切な方式で合焦位置を算出して合焦できるため、被写体との間の相対速度及び距離に応じた、適切な自動合焦を行い得る。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態における自動合焦を行うカメラを搭載した、飛行体システムの一例を示す模式図
【図２】無人航空機１００のハードウェア構成の一例を示すブロック図
【図３】実施形態における自動合焦処理を説明するフロー図
【図４】フォーカスレンズの位置と、画像のコントラストに基づく評価値との関係を示すグラフ図
【図５】被写体距離とフォーカスレンズの合焦位置との関係式を示すグラフ図
【図６】第２の実施形態における自動合焦処理を示すフロー図
【図７】重み付けを説明する概念図
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、発明の実施形態を通じて本開示を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須とは限らない。
【００３４】
特許請求の範囲、明細書、図面、及び要約書には、著作権による保護の対象となる事項が含まれる。著作権者は、これらの書類の何人による複製に対しても、特許庁のファイル又はレコードに表示される通りであれば異議を唱えない。ただし、それ以外の場合、一切の著作権を留保する。
【００３５】
（実施形態）
以下の実施形態では、理解を容易とするため、移動体である無人航空機（ＵＡＶ：Unmanned Aerial Vehicle）に搭載されたカメラのレンズを合焦するという前提で、本開示を詳述する。しかしながら、これにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
【００３６】
図１は、実施形態における自動合焦を行うカメラを搭載した飛行体システムの一例を示す模式図である。飛行体システムは、無人航空機１００及び遠隔操縦機５０を備える。無人航空機１００及び遠隔操縦機５０は、相互に有線通信又は無線通信（例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network））により通信可能である。図１の例では、遠隔操縦機５０は、ユーザが把持する遠隔操縦機本体５２と、ユーザに画像情報等を提示するモニタ５４とを備えた送信機（プロポ）である。しかし、遠隔操縦機５０はこれには限られず、例えばスマートフォンやＰＣ等であってもよい。
【００３７】
無人航空機１００は、ＵＡＶ本体１０２と、ジンバル２００と、カメラ２２０と、複数の撮像装置２３０とを含む構成である。図示されているように、カメラ２２０はアームに回転自在に配置されており、例えば空中の移動中に外観を撮影することができる。本例においては、カメラ２２０が備えるレンズを自動合焦する。
【００３８】
ＵＡＶ本体１０２は複数の回転翼（プロペラ）を備える。ＵＡＶ本体１０２は、複数の回転翼の回転を制御することにより無人航空機１００を飛行させる。ＵＡＶ本体１０２は、例えば４つの回転翼を用いて無人航空機１００を飛行させる。
【００３９】
カメラ２２０は、所望の撮像範囲に含まれる被写体（例えば、空撮対象となる上空の様子、山や川等の景色、地上の建物）を撮像する撮像用のカメラでよい。すなわち、カメラ２２０は無人航空機１００と共に移動するため、被写体との間の距離（被写体距離）は変動し得る。また被写体との間の相対速度も変動し得る。
【００４０】
複数の撮像装置２３０は、無人航空機１００の飛行を制御するために無人航空機１００の周囲を撮像するセンシング用のカメラでよい。２つの撮像装置２３０が、無人航空機１００の機首である正面に設けられてよい。さらに、他の２つの撮像装置２３０が、無人航空機１００の底面に設けられてよい。正面側の２つの撮像装置２３０はペアとなり、いわゆるステレオカメラとして機能してよい。底面側の２つの撮像装置２３０もペアとなり、ステレオカメラとして機能してよい。複数の撮像装置２３０により撮像された画像に基づいて、無人航空機１００の周囲の３次元空間データ（３次元形状データ）が生成されてよい。なお、無人航空機１００が備える撮像装置２３０の数は４つに限定されない。無人航空機１００は、無人航空機１００の機首、機尾、側面、底面、及び天井面のそれぞれに少なくとも１つの撮像装置２３０を備えてよい。撮像装置２３０で設定できる画角は、カメラ２２０で設定できる画角より広くてよい。撮像装置２３０は、単焦点レンズ又は魚眼レンズを有してよい。
【００４１】
図２は、無人航空機１００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。無人航空機１００は、ＵＡＶ制御部１１０と、通信インタフェース１５０と、メモリ１６０と、ジンバル２００と、回転翼機構２１０と、１以上の撮像装置２３０と、ＧＰＳ受信機２４０と、慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）２５０と、磁気コンパス２６０と、気圧高度計２７０と、ＴＯＦ(Time of Flight)センサ２８０とを含む構成である。
【００４２】
ＵＡＶ制御部１１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）を用いて構成される。ＵＡＶ制御部１１０は、無人航空機１００の各部の動作を統括して制御するための信号処理、他の各部との間のデータの入出力処理、データの演算処理及びデータの記憶処理を行う。
【００４３】
ＵＡＶ制御部１１０は、メモリ１６０に格納されたプログラムに従って無人航空機１００の飛行を制御する。ＵＡＶ制御部１１０は、飛行を制御してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、画像を空撮してよい。
【００４４】
ＵＡＶ制御部１１０は、無人航空機１００の位置を示す位置情報を取得する。ＵＡＶ制御部１１０は、ＧＰＳ受信機２４０から、無人航空機１００が存在する緯度、経度及び高度を示す位置情報を取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、ＧＰＳ受信機２４０から無人航空機１００が存在する緯度及び経度を示す緯度経度情報、並びに気圧高度計２７０から無人航空機１００が存在する高度を示す高度情報をそれぞれ位置情報として取得してよい。
【００４５】
ＵＡＶ制御部１１０は、磁気コンパス２６０から無人航空機１００の向きを示す向き情報を取得してよい。向き情報は、例えば無人航空機１００の機首の向きに対応する方位で示されてよい。
【００４６】
ＵＡＶ制御部１１０は、カメラ２２０が撮像すべき撮像範囲を撮像する時に無人航空機１００が存在すべき位置を示す位置情報を取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、無人航空機１００が存在すべき位置を示す位置情報をメモリ１６０から取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、無人航空機１００が存在すべき位置を示す位置情報を、通信インタフェース１５０を介して他の装置から取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、３次元地図データベースを参照して、無人航空機１００が存在可能な位置を特定して、その位置を無人航空機１００が存在すべき位置を示す位置情報として取得してよい。
【００４７】
ＵＡＶ制御部１１０は、カメラ２２０及び撮像装置２３０のそれぞれの撮像範囲を示す撮像範囲情報を取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、撮像範囲を特定するためのパラメータとして、カメラ２２０及び撮像装置２３０の画角を示す画角情報をカメラ２２０及び撮像装置２３０から取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、撮像範囲を特定するためのパラメータとして、カメラ２２０及び撮像装置２３０の撮像方向を示す情報を取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、例えばカメラ２２０の撮像方向を示す情報として、ジンバル２００からカメラ２２０の姿勢の状態を示す姿勢情報を取得してよい。カメラ２２０の姿勢情報は、ジンバル２００のピッチ軸及びヨー軸の基準回転角度からの回転角度を示してよい。
【００４８】
ＵＡＶ制御部１１０は、撮像範囲を特定するためのパラメータとして、無人航空機１００が存在する位置を示す位置情報を取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、カメラ２２０及び撮像装置２３０の画角及び撮像方向、並びに無人航空機１００が存在する位置に基づいて、カメラ２２０が撮像する地理的な範囲を示す撮像範囲を画定し、撮像範囲情報を生成することで、撮像範囲情報を取得してよい。
【００４９】
ＵＡＶ制御部１１０は、メモリ１６０から撮像範囲情報を取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、通信インタフェース１５０を介して撮像範囲情報を取得してよい。
【００５０】
ＵＡＶ制御部１１０は、ジンバル２００、回転翼機構２１０、カメラ２２０及び撮像装置２３０等を制御する。ＵＡＶ制御部１１０は、カメラ２２０の撮像方向又は画角を変更することによって、カメラ２２０の撮像範囲を制御してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、ジンバル２００の回転機構を制御することで、ジンバル２００に支持されているカメラ２２０の撮像範囲を制御してよい。
【００５１】
撮像範囲とは、カメラ２２０又は撮像装置２３０により撮像される地理的な範囲をいう。撮像範囲は、緯度、経度、及び高度で定義される。撮像範囲は、緯度、経度、及び高度で定義される３次元空間データにおける範囲でよい。撮像範囲は、緯度及び経度で定義される２次元空間データにおける範囲でもよい。撮像範囲は、カメラ２２０又は撮像装置２３０の画角及び撮像方向、並びに無人航空機１００が存在する位置に基づいて特定されてよい。カメラ２２０及び撮像装置２３０の撮像方向は、カメラ２２０及び撮像装置２３０の撮像レンズが設けられた正面が向く方位と俯角とから定義されてよい。カメラ２２０の撮像方向は、無人航空機１００の機首の方位と、ジンバル２００に対するカメラ２２０の姿勢の状態とから特定される方向でよい。撮像装置２３０の撮像方向は、無人航空機１００の機首の方位と、撮像装置２３０が設けられた位置とから特定される方向でよい。
【００５２】
ＵＡＶ制御部１１０は、複数の撮像装置２３０により撮像された複数の画像を解析することで、無人航空機１００の周囲の環境を特定してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、無人航空機１００の周囲の環境に基づいて、例えば障害物を回避して飛行を制御してよい。
【００５３】
ＵＡＶ制御部１１０は、無人航空機１００の周囲に存在するオブジェクトの立体形状（３次元形状）を示す立体情報（３次元情報）を取得してよい。オブジェクトは、例えば、建物、道路、車、木等の風景の一部でよい。立体情報は、例えば、３次元空間データである。ＵＡＶ制御部１１０は、複数の撮像装置２３０から得られたそれぞれの画像から、無人航空機１００の周囲に存在するオブジェクトの立体形状を示す立体情報を生成することで、立体情報を取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、メモリ１６０に格納された３次元地図データベースを参照することにより、無人航空機１００の周囲に存在するオブジェクトの立体形状を示す立体情報を取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、ネットワーク上に存在するサーバが管理する３次元地図データベースを参照することで、無人航空機１００の周囲に存在するオブジェクトの立体形状に関する立体情報を取得してよい。
【００５４】
ＵＡＶ制御部１１０は、回転翼機構２１０を制御することで、無人航空機１００の飛行を制御する。つまり、ＵＡＶ制御部１１０は、回転翼機構２１０を制御することにより、無人航空機１００の緯度、経度、及び高度を含む位置を制御する。ＵＡＶ制御部１１０は、無人航空機１００の飛行を制御することにより、カメラ２２０の撮像範囲を制御してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、カメラ２２０が備えるズームレンズを制御することで、カメラ２２０の画角を制御してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、カメラ２２０のデジタルズーム機能を利用して、デジタルズームにより、カメラ２２０の画角を制御してよい。
【００５５】
カメラ２２０が無人航空機１００に固定され、カメラ２２０を動かせない場合、ＵＡＶ制御部１１０は、特定の日時に特定の位置に無人航空機１００を移動させることにより、所望の環境下で所望の撮像範囲をカメラ２２０に撮像させてよい。あるいはカメラ２２０がズーム機能を有さず、カメラ２２０の画角を変更できない場合でも、ＵＡＶ制御部１１０は、特定された日時に、特定の位置に無人航空機１００を移動させることで、所望の環境下で所望の撮像範囲をカメラ２２０に撮像させてよい。
【００５６】
通信インタフェース１５０は、遠隔操縦機５０と通信する。通信インタフェース１５０は、任意の無線通信方式により無線通信してよい。通信インタフェース１５０は、任意の有線通信方式により有線通信してよい。通信インタフェース１５０は、空撮画像や空撮画像に関する付加情報（メタデータ）を、遠隔操縦機５０に送信してよい。
【００５７】
メモリ１６０は、ＵＡＶ制御部１１０がジンバル２００、回転翼機構２１０、カメラ２２０、撮像装置２３０、ＧＰＳ受信機２４０、慣性計測装置２５０、磁気コンパス２６０、気圧高度計２７０、及びＴＯＦセンサ２８０を制御するのに必要なプログラム等を格納する。メモリ１６０は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体でよく、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、及びＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等のフラッシュメモリの少なくとも１つを含んでよい。メモリ１６０は、無人航空機１００から取り外し可能であってよい。メモリ１６０は、作業用メモリとして動作してよい。
【００５８】
ジンバル２００は、ヨー軸、ピッチ軸、及びロール軸を中心にカメラ２２０を回転可能に支持してよい。ジンバル２００は、ヨー軸、ピッチ軸、及びロール軸の少なくとも１つを中心にカメラ２２０を回転させることで、カメラ２２０の撮像方向を変更してよい。
【００５９】
カメラ２２０は、所望の撮像範囲の被写体を撮像して撮像画像のデータを生成する。カメラ２２０の撮像により得られた画像データ（例えば空撮画像）は、カメラ２２０が有するメモリ１３に、または図示を省略するストレージに格納されてよい。
【００６０】
ＧＰＳ受信機２４０は、複数の航法衛星（つまり、ＧＰＳ衛星）から発信された時刻及び各ＧＰＳ衛星の位置（座標）を示す複数の信号を受信する。ＧＰＳ受信機２４０は、受信された複数の信号に基づいて、ＧＰＳ受信機２４０の位置（つまり、無人航空機１００の位置）を算出する。ＧＰＳ受信機２４０は、無人航空機１００の位置情報をＵＡＶ制御部１１０に出力する。なお、ＧＰＳ受信機２４０の位置情報の算出は、ＧＰＳ受信機２４０の代わりにＵＡＶ制御部１１０により行われてよい。この場合、ＵＡＶ制御部１１０には、ＧＰＳ受信機２４０が受信した複数の信号に含まれる時刻及び各ＧＰＳ衛星の位置を示す情報が入力される。
【００６１】
慣性計測装置２５０は、無人航空機１００の姿勢を検出し、検出結果をＵＡＶ制御部１１０に出力する。慣性計測装置２５０は、無人航空機１００の姿勢として、無人航空機１００の前後、左右、及び上下の３軸方向の加速度と、ピッチ軸、ロール軸、及びヨー軸の３軸方向の角速度とを検出してよい。また、慣性計測装置２５０が検出した加速度等の値から、無人航空機１００の速度を検出してもよい。
【００６２】
磁気コンパス２６０は、無人航空機１００の機首の方位を検出し、検出結果をＵＡＶ制御部１１０に出力する。
【００６３】
気圧高度計２７０は、無人航空機１００が飛行する高度を検出し、検出結果をＵＡＶ制御部１１０に出力する。
【００６４】
ＴＯＦ(Time of Flight)センサ２８０は、赤外線等の光を被写体へ照射し、被写体から反射してきた光を受光し、被写体までの距離（被写体距離）や被写体との間の相対速度を測定する外部測距センサである。なお、図２の例においては、ＴＯＦセンサ２８０が無人航空機１００に設けられているが、ジンバル２００に支持されるカメラ２２０自体にＴＯＦセンサを設けてもよい。
【００６５】
次に、カメラ２２０側の構成を説明する。カメラ２２０はカメラボディ２２１とカメラレンズ２２２を備える。カメラボディ２２１とカメラレンズ２２２は一体型であってよい。
【００６６】
カメラボディ２２１は、撮像制御部１１と、撮像素子１２と、メモリ１３と、加速度センサ１４とを備える。なお、シャッタ駆動部やゲイン制御部、フラッシュ等の、追加の構成を備えてもよい。
【００６７】
撮像制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等のマイクロプロセッサ、ＭＣＵ（Micro Control Unit）等のマイクロコントローラなどにより構成されていてよい。撮像制御部１１は、カメラ２２０による撮像を制御する。この制御は、ＵＡＶ制御部１１０からの動作命令に応じて行ってもよい。また、撮像制御部１１は、露光時間、絞り（アイリス）などの撮像条件を決定する。撮像制御部１１は、撮像素子１２に撮像の指示を送出してよい。
【００６８】
カメラレンズ２２２を通って入射した光は、撮像素子１２の撮像面上に結像する。撮像素子１２は、撮像面上に結像した光学像を光電変換し、画像信号として出力する。撮像素子１２には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor：相補型ＭＯＳ）イメージセンサが用いられてよい。
【００６９】
撮像制御部１１は、画像信号に対し、アナログデジタル変換を行って画像データを生成してよい。撮像制御部１１は、シェーディング補正、色補正、輪郭強調、ノイズ除去、ガンマ補正、ディベイヤ、圧縮等の各種の画像処理を行ってよい。
【００７０】
メモリ１３は、各種データや画像データを記憶する記憶媒体である。メモリ１３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体でよく、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、及びＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリなどであってよい。メモリ１３は、カメラボディ２２１から取り外し可能に設けられてよい。メモリ１３は、撮像制御部１１が撮像素子１２等を制御するのに必要なプログラム等を格納してよい。メモリ１３は、例えば、シャッタスピードＳ、Ｆ値、ＩＳＯ感度、ＮＤ値を基に露光量を算出するための露光制御情報を保持してよい。ＩＳＯ感度は、ゲインに対応する値である。ＮＤ値は減光フィルタによる減光度を表す。露光制御情報は、ＡＥアルゴリズムを含む。なお、同様のメモリ２０をカメラレンズ２側に設けてよい。メモリ２０は、主に、レンズ制御部１９による処理に有用なデータを保存しておくことができる。
【００７１】
加速度センサ１４は、カメラ２２０の加速度を検出する。加速度センサ１４は、カメラレンズ２２２に設けられてもよい。加速度センサ１４は、３軸加速度センサでよい。
【００７２】
カメラレンズ２２２は、絞り１５および絞り駆動部１６、レンズ群１７およびレンズ駆動部１８、レンズ制御部１９、メモリ２０を備える。レンズ群１７は、被写体からの光を集光して撮像素子１２に結像する。レンズ群１７は、フォーカスレンズ、ズームレンズ、像振れ補正用レンズ等を含む。レンズ群１７は、レンズ駆動部１８によって駆動される。レンズ駆動部１８は、モータ（図示せず）を有し、レンズ制御部１９からの制御信号を入力すると、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含むレンズ群１７を光軸方向に移動させてよい。レンズ駆動部１８は、ズームレンズを移動させてズーム倍率を変更するズーミング動作を行う場合、レンズ群１７を収容する鏡筒を前後方向に伸縮させてよい。なお、フォーカスレンズによる自動合焦処理については、図３を参照しつつ下記にて詳述する。
【００７３】
絞り１５は、絞り駆動部１６によって駆動される。絞り駆動部１６はモータ（図示せず）を備え、レンズ制御部１９からの制御信号を入力すると、絞り１５の開口を拡縮する。
【００７４】
図３は、実施形態における自動合焦処理を説明するフロー図である。以下、無人航空機１００に支持されたカメラ２２０についての、本開示の実施形態による自動合焦の例を示す。理解を容易とするため、この例においては、被写体は静止しているものとする。しかし、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、カメラが三脚等に固定されている一方で、被写体が動くスポーツイベントの場合等のように、カメラと被写体との間に相対速度が生じるような他の場合においても、本開示は適用可能である。また、情報処理の主体として、カメラ２２０が備える撮像制御部１１が処理主体であるという前提で説明する。しかし処理主体はこれに限られない。例えば、ＵＡＶ制御部１１０等が処理主体になってもよい。
【００７５】
ステップＳ３０２において、無人航空機１００が備えるカメラ２２０が、被写体を含んだ画像を取得する。ステップＳ３０４において、カメラ２２０の撮像制御部１１が、取得した前記画像からコントラスト評価値（Ｃｏｓｔ１）を算出する。
【００７６】
ステップＳ３０６において、撮像制御部１１が、被写体との間の距離情報を取得する。この距離情報の取得は、無人航空機１００のＴＯＦセンサ２８０による測定値を、ＵＡＶ制御部１１０経由で撮像制御部１１が取得してよい。撮像制御部１１は、画像処理によって対象となる被写体を識別して決定してよい。被写体は指定された合焦枠に対応してもよい。なお、距離情報の取得の仕方は上記には限定されず、測距手段をカメラ２２０側に設けて、そこから前記距離情報を取得してもよい。なお、本願において、情報の取得は、情報の算出を含み得る。
【００７７】
続いて、同じステップＳ３０６において、撮像制御部１１が、前記距離情報の取得ができたか否かを判断し、取得できなかった場合はステップＳ３１４へと分岐し、取得できた場合はステップＳ３０８へと分岐する。
【００７８】
ステップＳ３０８において、撮像制御部１１が、被写体との間の相対速度情報を取得する。この相対速度情報の取得は、無人航空機１００のＴＯＦセンサ２８０による測定値に基づいて、ＵＡＶ制御部１１０や撮像制御部１１が取得してよい。
【００７９】
なお、相対速度情報の取得方法は、上記には限定されない。図示を省略する相対速度センサを無人航空機１００あるいはカメラ２２０に設けて、そこから相対速度情報を取得してもよい。
【００８０】
さらに、被写体が静止している前提であれば、カメラレンズを備えた物体の移動速度が、この例ではカメラ２２０を備えた無人航空機１００の移動速度が、被写体との間の相対速度となる。この場合、無人航空機１００の慣性計測装置２５０等の手段により、無人航空機１００の移動速度情報を取得し、撮像制御部１１が、この速度情報をＵＡＶ制御部１１０経由で、相対速度情報として取得してもよい。
【００８１】
ステップＳ３１０において、撮像制御部１１が、前記取得した相対速度が所定の速度以下であるかどうかを判断する。所定の速度以下である場合には、コントラスト評価値に基づく合焦処理である、後述のステップＳ３１２以降の処理へと分岐する。所定の速度を超える場合には、距離情報に基づく合焦を行う後述のステップＳ３２２以降の処理へと分岐する。所定の速度の一例は７．５ｍ／ｓであるが、この数値には限定されない。
【００８２】
なお、ステップＳ３１０では、所定の速度以下か、該速度を超えるかによって分岐を行っている。しかし、所定の速度未満であるか、該速度以上であるかによって当該分岐を行ってもよいことは明らかである。
【００８３】
次に、取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦処理である、ステップＳ３１２以降の処理について、図３に併せて図４も参照しつつ詳述する。
【００８４】
ステップＳ３１２において、撮像制御部１１は、取得した距離情報に基づいてフォーカスレンズの移動方向を決定し、山登りオートフォーカス処理を、コントラスト評価値（Ｃｏｓｔ１）に基づいて実行する。
【００８５】
図４は、レンズの光軸方向の位置（横軸）と、取得した画像のコントラストに基づく評価値（縦軸）との関係を示すグラフ図である。なお、評価値の一番高い、曲線の頂点が、合焦位置となる。すなわちレンズの位置を、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３と、山を登るように少しずつ移動させて合焦する。
【００８６】
現在のフォーカスレンズ位置が、焦点距離１ｍの位置にあったと仮定する。この時の評価値を（Ｃｏｓｔ１）とする。ステップＳ３０６によって、被写体との間の距離がおよそ２ｍであると判明している場合、曲線の頂点は、現在の位置よりも、焦点距離の大きい方向（図４の右方向）にあることが分かる。よって、フォーカスレンズの位置は、焦点距離の値を増やす方向へと移動すべきであると決定することができる。このように、距離情報に基づいてフォーカスレンズの移動方向を決定することができる。
【００８７】
フォーカスレンズの移動方向が決定したら、ステップＳ３１４において、撮像制御部１１によるレンズ制御部１９の制御の下、フォーカスレンズを所定量（Δpulse）だけ移動する。この移動方向は、ステップＳ３１２を経由してきた場合は既に決定している。なお、ステップＳ３１２を経由せず、ステップＳ３０６からステップＳ３１４へと直接分岐してきた場合（距離情報が取得できなかった場合）は、図４における右側方向、左側方向の両方向に向かって、フォーカスレンズを所定量移動する処理を試行することになるであろう。この事からわかるように、距離情報を用いることで、山登りオートフォーカス処理の計算量を削減することが可能となる。
【００８８】
続いて、ステップＳ３１６において、撮像制御部１１が画像を取得し、その画像から新たなコントラスト評価値（Ｃｏｓｔ２）を算出する。
【００８９】
続いて、ステップＳ３１８において、撮像制御部１１が、コントラスト評価値が減少しているか否かを判断する。この判断は、先に取得済みのコントラスト評価値（Ｃｏｓｔ１）と、新たに取得したコントラスト評価値（Ｃｏｓｔ２）との比較によって行ってよい。
【００９０】
ステップＳ３１８において、コントラスト評価値が所定量減少していない場合は、山登りオートフォーカスのピーク（図４の山頂部分）を越えていない場合に相当する。そのため、処理はステップＳ３１４へと戻り、ステップＳ３１４からステップＳ３１８までの処理を繰り返す。
【００９１】
ステップＳ３１８において、コントラスト評価値が所定量減少した場合は、山登りオートフォーカスのピーク（図４の山頂部分）を越えている場合に相当する。この場合、撮像制御部１１によるレンズ制御部１９の制御の下、フォーカスレンズをコントラスト評価値のピークに相当するフォーカスレンズ位置へと移動させ（Ｓ３２０）、合焦処理が終了する。
【００９２】
以上のように、取得した相対速度が所定の速度以下である場合（ステップＳ３１０）には、取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦を行うものである。
【００９３】
次に、距離情報に基づくカメラレンズの合焦位置について、図３に併せて図５も参照しつつ詳述する。この距離情報に基づく合焦処理は、取得した相対速度が所定の速度を超える場合（ステップＳ３１０）に行われる。すなわち、図３におけるステップＳ３２２以降の処理に相当する。上述のように、所定の速度の一例は７．５ｍ／ｓであるが、この数値には限定されない。
【００９４】
ステップＳ３２２において、撮像制御部１１が、フォーカスレンズが合焦可能な範囲か否かを判断する。この判断は、例えば被写体距離に応じたフォーカスレンズの合焦位置を示すデータをメモリ１３、メモリ２０等に格納しておき、このデータを参照して行ってよい。例えば、前記合焦位置を示すデータは、被写体距離とフォーカスレンズの合焦位置との関係式（図５参照）を示すデータであってよい。また、前記合焦位置を示すデータは、被写体距離とフォーカスレンズの合焦位置との対応を示す対応表であってもよい。ただし、これらの態様には限定されない。
【００９５】
図５は、被写体距離とフォーカスレンズの合焦位置との関係式を示すグラフ図である。グラフの横軸は被写体距離を、縦軸はフォーカスレンズの合焦位置を、それぞれ示している。図５に示されているように、被写体距離が大きい場合（図５の右側、無限遠側）には、フォーカスレンズ位置の許容移動範囲は広い。被写体距離が小さい場合（図５の左側、至近端側）には、フォーカスレンズ位置の許容移動範囲は狭い。無人航空機１００にカメラ２２０を備える例においては、無人航空機１００の移動に伴う被写体距離の、至近端側での小さな変動（グラフの横軸）が、フォーカスレンズの合焦位置の大きな変動となる（図５のグラフの縦軸）。そのため、カメラ２２０が備えるフォーカスレンズの移動速度が、この大きな変動に追いつかなくなることもあり得る。
【００９６】
本実施形態においては、前述のステップＳ３２２において、フォーカスレンズが合焦可能な範囲に無い場合は、Ｓ３０２に戻る。一方、フォーカスレンズが合焦可能な範囲にある場合は、距離情報に基づいてフォーカスレンズを移動して合焦する（Ｓ３２４）。
【００９７】
以上、図３から図５を参照し、取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦処理（ステップＳ３１２以降）を行うか、被写体距離に基づくカメラレンズの合焦処理（ステップＳ３２２以降）を行うかを、ステップＳ３０８で取得した相対速度に応じて切り換える処理を詳述した。この合焦方式の切換えは、上記２つの合焦方式の性質の違いに基づいている。
【００９８】
速距センサは誤差を生じることがある。そのため、カメラレンズの合焦の精度という点では、取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦処理の方が好ましい。しかし、コントラスト基づく合焦処理は、カメラと被写体との間の距離が急速に変動する場合（相対速度が速い場合）に、フォーカスを見失うことがある。その点、本開示においては、相対速度が所定の速度を超える場合（ステップＳ３１０）に、被写体距離に基づくカメラレンズの合焦処理へと合焦方式を切換えることが可能となる。その結果、相対速度に応じて適切な方式で合焦できるため、精度の高い合焦制御を実行できるという利点が得られる。
【００９９】
図６は、本開示の第２の実施形態における自動合焦処理を示すフロー図である。第２の実施形態では、取得した相対速度に応じて、取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦処理と、被写体距離に基づくカメラレンズの合焦処理との双方を、重み付けを行った上で適用して合焦する。図７は、重み付けを説明する概念図である。以下、図６および図７を参照して、第２の実施形態を詳述する。
【０１００】
図６のステップＳ５０２〜Ｓ５０６およびステップＳ５０８〜Ｓ５１４は、図３のステップＳ３０２〜Ｓ３０６およびＳ３１４〜Ｓ３２０とほぼ同様の処理であり、取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦処理を行っている。すなわち、以下の通りである。
【０１０１】
ステップＳ５０２において、無人航空機１００が備えるカメラ２２０が、被写体を含んだ画像を取得する。ステップＳ５０４において、カメラ２２０の撮像制御部１１が、取得した前記画像からコントラスト評価値（Ｃｏｓｔ１）を算出する。
【０１０２】
ステップＳ５０６において、撮像制御部１１が、被写体との間の距離情報を取得する。この距離情報の取得は、無人航空機１００のＴＯＦセンサ２８０による測定値を、ＵＡＶ制御部１１０経由で撮像制御部１１が取得してよい。撮像制御部１１は、画像処理によって対象となる被写体を識別して決定してよい。被写体は指定された合焦枠に対応してもよい。なお、距離情報の取得方法は上記には限定されず、測距手段をカメラ２２０側に設けて、そこから距離情報を取得してもよい。
【０１０３】
続いて、同じステップＳ５０６において、撮像制御部１１が、距離情報の取得ができたか否かを判断し、取得できなかった場合はステップＳ５０８へと分岐し、取得できた場合はステップＳ５１６およびステップＳ５２４へと分岐する。以下、ステップＳ５０８以降の処理を先に説明する。ステップＳ５１６以降、およびステップＳ５２４以降の処理については後述する。
【０１０４】
ステップＳ５０８以降で、山登りオートフォーカス処理を行う。まず、ステップＳ５０８において、撮像制御部１１によるレンズ制御部１９の制御の下、フォーカスレンズを所定量（Δpulse）だけ移動する。
【０１０５】
続いて、ステップＳ５１０において、撮像制御部１１が画像を取得し、その画像から新たなコントラスト評価値（Ｃｏｓｔ２）を算出する。
【０１０６】
続いて、ステップＳ５１２において、撮像制御部１１が、コントラスト評価値が減少しているか否かを判断する。この判断は、先に取得済みのコントラスト評価値（Ｃｏｓｔ１）と、新たに取得したコントラスト評価値（Ｃｏｓｔ２）との比較によって行ってよい。
【０１０７】
ステップＳ５１２において、コントラスト評価値が所定量減少していない場合は、山登りオートフォーカスのピーク（図４の山頂部分）を越えていない場合に相当する。そのため、処理はステップＳ５０８へと戻り、ステップＳ５０８からステップＳ５１２までの処理を繰り返す。
【０１０８】
ステップＳ５１２において、コントラスト評価値が所定量減少した場合は、山登りオートフォーカスのピーク（図４の山頂部分）を越えている場合に相当する。この場合、撮像制御部１１によるレンズ制御部１９の制御の下、フォーカスレンズをコントラスト評価値のピークに相当するフォーカスレンズ位置へと移動させ（Ｓ５１４）、合焦処理が終了する。
【０１０９】
上述のステップＳ５０８〜Ｓ５１４の処理は、ステップＳ５０６で距離情報の取得ができなかった場合に行われる。つまり、距離情報に基づくカメラレンズの合焦を関与させる余地が無い状況であるため、取得した画像のコントラストに基づくカメラレンズの合焦処理を行う。次に、上述のステップＳ５０６で距離情報の取得ができた場合の処理である、ステップＳ５１６以降、およびステップＳ５２４以降の処理について詳述する。
【０１１０】
第２の実施形態においては、ステップＳ５１６〜ステップＳ５２２で行われる処理は、ステップＳ５０８〜Ｓ５１４で行われる処理と同様である。すなわち、取得した画像のコントラストに基づく合焦処理（山登りオートフォーカス）を行っている。
【０１１１】
ステップＳ５１６の時点では、距離情報が取得できている（Ｓ５０６）。そのため、図３で示したステップＳ３１２と同様に、距離情報に基づいてフォーカスレンズの移動方向を決定する処理を、追加で行ってもよい。この追加処理を行うことで、図４における右側方向、左側方向の両方向に向かってフォーカスレンズを所定量移動する処理を試行しなくともよくなる。そのため、山登りオートフォーカス処理の計算量を削減することができる。
【０１１２】
ここで、ステップＳ５１４とステップＳ５２２を比較すると、フォーカスレンズをその時点で実際に移動させるか否かが相違している。ステップＳ５２２においては、撮像制御部１１が、コントラスト評価値のピークに相当するフォーカスレンズの位置Ｘ１を算出する。算出された位置Ｘ１は、後述の重み付け処理に用いるパラメータとなる。
【０１１３】
また、ステップＳ５２４において、撮像制御部１１が、距離情報に対応するフォーカスレンズ位置Ｘ２を算出（図５参照）する。この算出は、図３のステップＳ３２２〜Ｓ３２４の処理とほぼ同様である。算出された位置Ｘ２は、後述の重み付け処理に用いるパラメータとなる。なお、ステップＳ５２４においては、この時点でフォーカスレンズを実際に動かすものではないため、フォーカスレンズが合焦可能な範囲であるかの判断（ステップＳ３２２相当）は不要である。
【０１１４】
以上のように、ステップＳ５１６〜Ｓ５２２によって、取得した画像のコントラストに基づくフォーカスレンズの位置Ｘ１が得られる。また、ステップＳ５２４によって、距離情報に対応するフォーカスレンズ位置Ｘ２が得られる。
【０１１５】
続いて、ステップＳ５２６において、撮像制御部１１が、被写体との間の相対速度情報を取得する。この相対速度情報の取得は、無人航空機１００のＴＯＦセンサ２８０による測定値に基づいて、ＵＡＶ制御部１１０または撮像制御部１１が計算して求めて良い。
【０１１６】
なお、相対速度情報の取得方法は、上記には限定されない。図示を省略する相対速度センサを無人航空機１００あるいはカメラ２２０に設けて、そこから相対速度情報を取得してもよい。
【０１１７】
さらに、被写体が静止している前提であれば、カメラレンズを備えた物体の移動速度が、この例ではカメラ２２０を備えた無人航空機１００の移動速度が、被写体との間の相対速度となる。この場合、無人航空機１００の慣性計測装置２５０等の手段により、無人航空機１００の移動速度情報を取得し、撮像制御部１１が、この速度情報をＵＡＶ制御部１１０経由で、相対速度情報として取得してもよい。
【０１１８】
続いて、ステップＳ５２８において、撮像制御部１１が、フォーカスレンズ位置Ｘ１と、フォーカスレンズ位置Ｘ２に対して重み付けを実行し、フォーカスレンズ位置Ｘ３を算出する。算出された位置Ｘ３が、フォーカスレンズの合焦位置に相当する。重み付けについては、図７に基づき後述する。
【０１１９】
続いて、ステップＳ５３０において、撮像制御部１１によるレンズ制御部１９の制御の下、フォーカスレンズ位置Ｘ３へとフォーカスレンズを移動させ、合焦処理が終了する。
【０１２０】
図７は、上記のステップＳ５２８において行われる重み付けを説明する概念図である。図７に示したグラフは、横軸が被写体との間の相対速度（ｍ／ｓ）を示しており、ステップＳ５２６で取得した相対速度情報に相当する。グラフの縦軸は重み付け（ウェイト）Ｗを示している。ウェイトの最大は１である。グラフ中の破線および鎖線は、取得した画像のコントラストに基づく合焦（位置Ｘ１）のウェイトｗ１と、距離情報に基づく合焦（位置Ｘ２）のウェイトｗ２とを示している。このとき、ｗ１＋ｗ２＝１である。
【０１２１】
例えば、カメラ２２０を支持した無人航空機１００がホバリングしており、被写体も静止している場合は、ステップＳ５２６で取得した相対速度は０である。この場合、ウェイトｗ１＝１、ウェイトｗ２＝０となるため、実質的に、取得した画像のコントラストに基づく合焦が行われる。すなわち、フォーカスレンズの合焦位置Ｘ３＝Ｘ１となる。
【０１２２】
一方、カメラ２２０を搭載した無人航空機１００が高速（図７に示した速度Ｓ以上）で移動しており、被写体が静止している場合には、ウェイトｗ１＝０、ウェイトｗ２＝１となるため、実質的に、距離情報に基づく合焦が行われる。すなわち、フォーカスレンズの合焦位置Ｘ３＝Ｘ２となる。
【０１２３】
一方、カメラ２２０を支持した無人航空機１００が高速（図７に示した速度Ｓ）に満たない速度で移動しており、被写体が静止している場合には、取得した画像のコントラストに基づく合焦と、距離情報に基づく合焦とを、ウェイトｗ１、ウェイトｗ２の値に基づいて混入して用いて、合焦を行う。例えば、Ｘ３＝ｗ１＊Ｘ１＋ｗ２＊Ｘ２となる。
【０１２４】
以上のように、第２の実施形態の場合は、被写体との間の相対速度に応じて、取得した画像のコントラストに基づく合焦と、距離情報に基づく合焦とを併せて用いて、カメラレンズの合焦を行うことができる。その結果、種々変化する被写体との間の相対速度に応じて、精度的にも合焦速度的にも好適な合焦を行うことができる。
【０１２５】
なお、上述の合焦処理における処理主体は、カメラ２２０が備える撮像制御部１１であるとして説明した。しかしながら、処理主体はこれに限られない。例えば無人航空機１００のＵＡＶ制御部１１０が処理主体となって処理を行ってよい。
【０１２６】
また、上記は、カメラ２２０を支持する無人航空機１００が移動し、被写体が静止している、と仮定して実施形態を説明した。しかし、本開示はこれに限られるものではない。例えば、カメラ２２０自体は移動せず、被写体が移動する場合（スポーツイベント等）や、カメラ２２０と被写体の両方が移動する場合であっても、本開示の合焦を行い得る。
【０１２７】
上述の各実施形態では、移動体として無人航空機を示した。しかし本開示はこれに限らず、例えば人が移動しながら把持する、カメラをマウント可能なジンバル装置等にも適用することが可能である。なお、カメラは、無人航空機やジンバル装置にマウントするための接続部を備えていてよい。
【０１２８】
以上、本開示を、実施形態を用いて説明したが、本開示の技術的範囲は上述した実施形態に記載の範囲には限定されない。上述した実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本開示の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載からも明らかである。
【０１２９】
特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、方法、およびプログラムにおける動作、手順、ステップ、及び段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現可能である。特許請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「先ず」、「次に」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【０１３０】
１１  撮像制御部
１２  撮像素子
１３  メモリ
１４  加速度センサ
１５  絞り
１６  絞り駆動部
１７  レンズ群
１８  レンズ駆動部
１９  レンズ制御部
２０  メモリ
１００  無人航空機
１０２  ＵＡＶ本体
１１０  ＵＡＶ制御部
１５０  通信インタフェース
１６０  メモリ
２００  ジンバル
２１０  回転翼機構
２２０  カメラ
２２１  カメラボディ
２２２  カメラレンズ
２３０  撮像装置
２４０  ＧＰＳ受信機
２５０  慣性計測装置
２６０  磁気コンパス
２７０  気圧高度計
５０  遠隔操縦機
５２  遠隔操縦機本体
５４  モニタ
【図１】
2020122911.tif 000003
【図２】
2020122911.tif 000004
【図３】
2020122911.tif 000005
【図４】
2020122911.tif 000006
【図５】
2020122911.tif 000007
【図６】
2020122911.tif 000008
【図７】
2020122911.tif 000009