(57)【要約】【課題】高精度な３次元画像の生成処理に利用することのできる航空測量映像を、無人飛行体を使用して正確且つ効率的に収集できるようにする。【解決手段】カメラと飛行位置検出手段と高度検出手段と対象物との距離を測定する測距手段とカメラから出力される映像データ及び各検出手段の検出データを記録する記録手段とを機体に装備した無人飛行体を測量区域上空に飛行させ、予め測量区域内上空に設定された第１の撮影開始ポイントから当該区域内に設定された基準地点と機体との距離を測定して記録手段に記録した後、所定の方向へ飛行しながら前記基準地点を含む航空映像をカメラで連続的に撮影して記録し、次いで第１の撮影開始ポイントから所定距離離れた第２の撮影開始ポイントから前記基準地点と機体との距離を測定して記録手段に記録した後、前記飛行方向と平行に飛行しながら前記基準地点を含む航空映像をカメラで連続的に撮影して記録する。【選択図】図４
2006027331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラと、飛行位置検出手段と、飛行高度検出手段と、対象物との距離を測定する測距手段と、前記カメラから出力される映像データ及び各検出手段の検出データを記録する記録手段とを機体に装備した無人飛行体を測量区域上空に飛行させ、
予め測量区域内上空に設定された第１の撮影開始ポイントから当該区域内に設定された基準地点と機体との距離を測距手段で測定して記録手段に記録した後、所定の方向へ飛行しながら前記基準地点を含む航空映像をカメラで連続的に撮影し、映像データと各検出手段の検出データを記録手段に記録し、
次いで、前記第１の撮影開始ポイントから所定距離離れた第２の撮影開始ポイントから前記基準地点と機体との距離を測距手段で測定して記録手段に記録した後、前記飛行方向と平行に飛行しながら前記基準地点を含む航空映像をカメラで連続的に撮影し、映像データと各検出手段の検出データを記録手段に記録することを特徴とする無人飛行体を利用した航空映像情報の収集方法。
【請求項２】
カメラと、飛行位置検出手段と、飛行高度検出手段と、対象物との距離を測定する測距手段と、前記カメラから出力される映像データ及び各検出手段の検出データを記録する記録手段とを機体に装備した複数の無人飛行体を測量区域上空に飛行させ、
各飛行体において測量区域内上空に設定された撮影開始ポイントから当該区域内に設定された基準地点と機体との距離を測距手段で測定して記録手段に記録した後、
互いに各飛行体を所定の間隔離して平行に飛行させながら前記基準地点を含む航空映像をカメラで連続的に撮影し、映像データと各検出手段の検出データを記録手段に記録することを特徴とする無人飛行体を利用した航空映像情報の収集方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠隔制御（Ｒ／Ｃ）、或いは自律制御（Ａ／Ｃ）により飛行するヘリコプターや飛行機、飛行船などの無人飛行体を利用して所定の測量区域内を空撮し、その映像を解析処理して３次元の航空測量画像を生成するための航空映像情報の収集方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヘリコプターや飛行機などの飛行体で航空映像を撮影し、その映像情報を処理して３次元の測量画像を生成するものとして、例えば、地上の構造物に関する情報を保持する地図保持手段を備え、移動体の位置情報から地図保持手段の構造物に関する情報を抽出し、抽出した情報と移動体で撮影した映像とを合成して鳥瞰画像を表示出力するシステムや、飛行体で撮影したステレオ画像から定量的な３次元復元画像を得るため、カメラを搭載した飛行体と地上局とにＧＰＳ信号受信手段を設け、両手段によって飛行体の飛行位置及び角度を検出し、それを元にしてカメラの撮影タイミングを制御する装置などが知られている（例えば特許文献１、２参照）。また、複数の画像から構造物表面の勾配を求めて３次元画像に復元・生成処理する装置が知られている（例えば特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１８１３４６号公報
【特許文献２】特開２００２−２４３４４４号公報
【特許文献３】特開平１１−１６１７９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のシステムや装置は、何れも実機の飛行体を用いるものであるため、システムや装置の構成が大掛かりなものとなり、また、高い位置からの撮影となるため広範囲の映像情報を得ることができるものの、低空飛行での撮影は難しいため、高精度の画像情報は得られなかった。
【０００５】
Ｒ／Ｃヘリなどの無人飛行体を利用した空撮による利点は、実機を利用するよりもシステムや装置構成がコンパクトになって運用上のコストダウンが図られるとともに、低空で狭い場所でも安全に撮影することができ、また何よりも撮影目標に接近して撮影が可能なので高画質の映像を得ることができるという点にある。例えば河川の氾濫や堤防の決壊が生じる危険箇所、或いは土石流の発生のおそれのある箇所では、地盤や岩石などの数センチの変位を検知できれば、災害発生を予測して人的被害を最小限にとどめ、また、災害発生後も被害の拡大を抑えることが可能となる。しかし、このような箇所は、二次災害の危険性から人が近づいて確認することはできず、ヘリコプターなどで上空から危険箇所を含む広い地域を目視で確認するに過ぎない。これでは地盤や岩石の数センチといった微細な変化を判別することはできない。
【０００６】
無人飛行体は、このような人が立ち入れない箇所やヘリコプターなどが近づけない箇所にも接近させることができ、前記箇所を空撮して高精細な映像情報を得ることができるが、この場合に、土砂や岩石の数センチの変位は、上空の同一点から撮影した複数の映像を比較しなければ判別することはできず、無人飛行体を所定の位置まで正確に飛行させ、撮影対象物から所定の距離離して所定の角度で撮影するといった制御技術は確立していないのが実状である。また、３次元画像に変換する測量区域の上空で、無人飛行体をどのように飛行させて空撮すれば、正確な3次元画像に変換され得る画像情報を得ることができるのかは明らかでない。
【０００７】
本発明は従来技術の有するこのような問題点に鑑み、高精度な３次元画像の生成処理に利用することのできる航空測量映像を、無人飛行体を使用して正確且つ効率的に収集できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
近時、無人ヘリが所定の位置から自動で離陸し、決められた飛行ルートを決められた速度で飛行して離陸地点まで自動で戻り着陸するように機体を制御する自律制御技術の開発が進められ、実用化されつつある。航空測量映像の収集に自律制御式のＡ／Ｃヘリを利用すれば、目視できない地形の場所にも無人ヘリを飛行させて映像の収集が可能である。
Ａ／Ｃヘリを自律制御する場合に、予め自律制御装置に飛行通過点や飛行到達点を含む飛行ルートが入力されるが、この飛行ルートは、緯度、経度、高度、方位などのデータにより特定される多数の飛行ポイントにより設定される。Ａ／Ｃヘリは、前記データを検出する手段、具体的には緯度及び経度のＧＰＳ信号を受信する位置検出手段、高度検出手段、方位検出手段などを機体に備え、これら手段で飛行位置を逐次検出し、目標とする飛行点と実際の飛行点との位置の差をロータ駆動機構に反映させることで、前記飛行ルートに沿うように機体を制御するようになっている。
前記検出手段のうち、緯度と経度の検出は、ＧＰＳ衛星との通信の関係上、数十センチの誤差はどうしても含まれてしまう。従って、仮に予め設定入力された飛行条件及び撮影条件のデータに基づき所定の飛行地点でカメラを所定の方向に向ける制御が正確になされたとしても、実際の撮影位置が前記誤差分ずれていると、正確な位置からの映像データの収集ができず、前述した地盤や岩石の数センチの変位を検知することはできない。
【０００９】
そこで、本発明の航空映像情報の収集方法は、カメラと、飛行位置検出手段と、飛行高度検出手段と、対象物との距離を測定する測距手段と、前記カメラから出力される映像データ及び各検出手段の検出データを記録する記録手段とを機体に装備した無人飛行体を測量区域上空に飛行させ、予め測量区域内上空に設定された第１の撮影開始ポイントから当該区域内に設定された基準地点と機体との距離を測距手段で測定して記録手段に記録した後、所定の方向へ飛行しながら前記基準地点を含む航空映像をカメラで連続的に撮影し、映像データと各検出手段の検出データを記録手段に記録し、次いで、前記第１の撮影開始ポイントから所定距離離れた第２の撮影開始ポイントから前記基準地点と機体との距離を測距手段で測定して記録手段に記録した後、前記飛行方向と平行に飛行しながら前記基準地点を含む航空映像をカメラで連続的に撮影し、映像データと各検出手段の検出データを記録手段に記録するようにした。
【００１０】
本発明により航空撮影して収集した映像情報は、地上局において、無人飛行体の記録手段からコンピュータに転送され、同コンピュータの３次元画像情報処理手段により処理される。
これによれば、無人飛行体に装備した各手段は、飛行位置検出手段が飛行中の緯度と経度、飛行高度検出手段が高度、測距手段が基準地点との距離についての情報をそれぞれ出力し、これらの情報はカメラから出力され映像情報に対応付けて、映像情報とともに記録手段に記録される。無人飛行体により測量区域の上空から撮影して記録される映像には、予め位置の情報が特定された基準地点が含められ、さらに飛行ルートを異ならせて基準地点を撮影し、つまり位置を変えて基準地点をオーバーラップさせた映像によりステレオ視の映像を構成する。
そして、映像とともに記録された各検出手段の情報から無人飛行体の撮影位置の情報が得られ、これと基準地点の位置の情報及びステレオ視の映像から、基準地点と無人飛行体の相対的な位置関係が抽出され、ステレオ視を構成する複数の映像上で、３次元空間中で同じ点となる点同士を対応付け、三角測量の原理を用いて、その点の３次元の座標を算出する処理工程を経て測量区域の空撮映像を３次元の画像に変換することができる。
この場合に、無人飛行体の実際の飛行位置が、ＧＰＳ衛星から受信する緯度及び経度と数十センチの差があったとしても、撮影開始ポイントにおいて記録した機体と基準地点との距離を実測値に基づいて、測量区域を撮影する位置の情報を正確な位置の情報に補正して位置の誤差を吸収することができる。３次元画像へのデータの変換を高精度で行うことができ、正確な撮影位置が求まることから、地盤や岩石などといった数センチの変位の検知が可能となる。撮影開始ポイントだけでなく、飛行中、測量区域の航空映像を取り込みと平行して、機体と基準地点との距離を実測し続け、その測定値を映像データに関連付けて記録すれば、より撮影位置をより高精度に特定することができる。
【００１１】
また、本発明は、カメラと、飛行位置検出手段と、飛行高度検出手段と、対象物との距離を測定する測距手段と、前記カメラから出力される映像データ及び各検出手段の検出データを記録する記録手段とを機体に装備した複数の無人飛行体を測量区域上空に飛行させ、各飛行体において測量区域内上空に設定された撮影開始ポイントから当該区域内に設定された基準地点と機体との距離を測距手段で測定して記録手段に記録した後、互いに各飛行体を所定の間隔離して平行に飛行させながら前記基準地点を含む航空映像をカメラで連続的に撮影し、映像データと各検出手段の検出データを記録手段に記録することを特徴とする。
【００１２】
これによれば、例えば２機の無人飛行体を一定の間隔を保ったまま測量区域上空を水平に同時に飛行させ、それぞれの機体に搭載したカメラで同区域内を基準地点を含めて撮影すれば、同じ基準地点を撮影した両機の映像情報は視差の有るステレオ視の映像を構成し、それぞれに記録された映像情報を処理して３次元の画像に変換することができる。この場合にも、撮影開始ポイントにおいて記録した機体と基準地点との距離を実測値に基づいて、測量区域を撮影する位置の情報を正確な位置の情報に補正して位置の誤差を吸収し、３次元画像へのデータの変換を高精度で行うことができる。
なお、プロポなどで無人飛行体を遠隔制御する場合、一つのプロポで複数の無人飛行体の飛行方向や飛行速度が、所定間隔を保持したまま、同時且つ一体に同調的に制御されるように構成することができる。また、自律制御によって飛行させる場合には、予め各無人飛行体に、水平方向に所定間隔を開けた飛行ルートで且つ互いに飛行方向や速度が同じとなるように自律制御装置にプログラミングしておくなどして構成することができる。
【００１３】
なお、本発明により航空撮影して収集された画像データを、コンピュータにおいて３次元の画像データに変換処理する画像情報処理手段は、公知の適宜な処理方法によるものを利用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の好適な一実施形態を図面を参照して説明する。
図示した形態は、無人飛行体として自律制御機能を具備したヘリコプターを利用して空撮を行うシステムの実施例であり、図中、符号１はカメラを搭載したＡ／Ｃヘリ、２は地上局、Ｍは撮影目標である測量区域を示している。
なお、測量区域Ｍ内には、緯度、経度及び高さの位置情報が特定された基準地点Ｓnが設定されている。この基準地点Ｓnは、空撮後、Ａ／Ｃヘリ１の記録手段に記録された映像情報を３次元画像に変換処理する際に、撮影映像中に含まれる測量区域内の任意の地点と無人飛行体との相対的な位置関係を導出するためのものである。各基準地点Ｓnの位置情報は、地上局２に設置された画像処理用コンピュータ２３内の３次元画像情報処理手段にそれぞれ登録される。
【００１５】
後述するようにＡ／Ｃヘリ１には記録手段が装備されており、予め地上局２において同局に設置されたコンピュータ２１から飛行計画情報が、コンピュータ２２から撮影条件情報がそれぞれ記録手段に入力され、Ａ／Ｃヘリ１が出発点である地上局２から自動で離陸し、飛行計画情報に基づき設定された飛行ルートを設定された速度で飛行するとともに、飛行中に撮影処理情報に基づき撮影対象である測量区域Ｍの空撮映像を自動で記録し、再び出発点まで戻って着陸するように構成されている。
【００１６】
Ａ／Ｃヘリ１は、小型エンジンでロータを回転させて飛行する構造のものであり、その機体には、設定ルートを自律飛行するための自律制御装置３と、飛行しながら撮影対象を自動撮影するための撮影装置４が搭載してある。
【００１７】
図２に示されるように、自律制御装置３は、飛行計画情報が入力される記録手段３１、ロータ駆動手段３２ａが接続した自律制御手段３２、ＧＰＳ信号受信手段３３、測距センサ３４、ルート誘導カメラ３５、高度センサ３６、方位センサ３７、通信手段３８及びこれら各部を制御する制御手段３９を備え、記録手段３１に記録された飛行計画情報に基づいて自律制御手段３２によりロータの駆動を制御し、Ａ／Ｃヘリ１を所定の飛行ルートに沿って安定して自律飛行させることができるように構成してある。
【００１８】
詳しくは、飛行計画情報は、出発地を離陸してから所定の範囲を飛行し再び出発地に戻って着陸するまでの飛行ルートやその間の飛行速度、飛行高度、旋回場所などの飛行条件を設定したデータや、設定した条件で飛行するようにロータを制御する処理プログラム、プログラムを実行させるためのパラメータなどであり、前記地上局２のコンピュータ２１において設定入力され、飛行前に通信手段３８を介して自律制御装置３に接続したコンピュータ２１から同装置に転送されて記録手段３１に記録される。なお、先述の通り、飛行ルートは、緯度、経度、高度、方位などのデータにより特定される多数の飛行ポイントを設定しこれらデータを入力して構成される。
【００１９】
ＧＰＳ信号受信手段３３は、飛行中の機体の位置を特定する手段であり、ＧＰＳ衛星のＧＰＳ信号を受信して、飛行位置の緯度と経度のデータを現在位置情報として出力するものである。
【００２０】
測距センサ３４は、Ａ／Ｃヘリ１の機体前部に取り付けられており、機体から地上構造物までの距離を検出してＡ／Ｃヘリ１との距離を一定に保持して接触事故の発生を阻止するとともに、後述する撮影装置４で撮影する測量区域内の基準地点Ｓｎから機体までの距離を測定するためのものである。測距センサとしては、例えばステレオビジョンカメラを用いることができ、或いはレーザによる距離測定手段などを利用することができる。
【００２１】
ルート誘導カメラ３５は、Ａ／Ｃヘリ１の機体前部に取り付けられており、機体前方を撮影し、その映像信号を飛行中の機体前方情報として出力するものである。
また、高度センサ３６は飛行中の機体の高度、方位センサ３７は機体の進行方位をそれぞれ検出し、信号出力するものである。
【００２２】
通信手段３８は、Ａ／Ｃヘリ１が接地しているときは有線又は無線で、飛行中は無線により、地上局２のコンピュータ２１、２２との間で自律飛行制御に用いる各種データの送受信を行えるようになっており、また、ルート誘導カメラ３５で撮影した映像信号をＡ／Ｃヘリ１から地上局２へと送信し、地上局２に設置されたモニタに表示出力することができるようになっている。
【００２３】
自律制御手段３２は、ピッチ、ラダー及びヨーの各軸廻りの機体の変動を検出し、変動を吸収するようにロータを駆動して飛行姿勢を安定させるジャイロ装置を内蔵し、前記飛行計画情報に基づいて制御手段３９より出力されるデータから自律飛行に要するロータの回転数、回転面の角度などを算出し、ロータ駆動手段３２ａに駆動信号を出力して、Ａ／Ｃヘリ１を安定的に自律飛行させるようになっている。また、ＧＰＳ信号受信手段３３より得られる飛行中の位置情報と測距センサ３４より得られる基準地点との距離情報、高度センサ３６から得られる高度情報、及び方位センサ３７から得られる方位情報の各情報が制御手段３９を解して自律制御手段３２に入力され、前記飛行計画情報で設定された飛行ルートに沿って飛行するようにロータ駆動手段３２ａに駆動信号を出力し、機体を制御するようになっている。自律制御装置３によって制御されるＡ／Ｃヘリ１は、地上構造物に接触することなく設定された飛行ルートに沿って、また、所定の位置で旋回し或いはホバリングしながら飛行するようになっている。また、飛行計画情報に飛行目標となる地上構造物の映像データが含まれる場合、ルート誘導カメラ３５から得られる映像信号から、飛行目標である地上構造物を自動で探査し、当該飛行目標に向けてＡ／Ｃヘリ１を飛行させることができるようになっている。
【００２４】
図３に示されるように、撮影装置４は、撮影条件情報が記録される記録手段４１、カメラ４２、カメラ４２の出力信号を変換する入力インターフェイス４３、カメラ４２のズーム倍率と撮影開始及び終了などの作動を制御するカメラ作動制御手段４４、カメラ４２を所定の方向に向けて機体に支持するアングル制御手段４５、通信手段４６及びこれら各部を制御する制御手段４７を備え、記録手段４１に記録された撮影条件情報に基づいて、アングル制御手段４５でカメラ４２の方向を変えながら撮影対象である測量区域Ｍの航空映像をカメラ４２で撮影し、Ａ／Ｃヘリ１を飛行させながら測量区域Ｍの連続した映像データを記録手段４１に記録することができるように構成してある。また、制御手段４７には、前記自律制御装置３のＧＰＳ信号受信手段３３、測距センサ３４、高度センサ３６及び方位センサ３７の各検出手段から各々出力される、飛行位置、距離、高度及び方位の各情報が入力され、これら情報に基づいてデータ処理と各部の制御がなされるようになっている。
【００２５】
詳しくは、撮影条件情報は、撮影対象である測量区域Ｍと同区域内の基準地点Ｓｎの位置を特定する情報、すなわち測量区域Ｍの緯度と経度、及び基準地点Ｓｎの緯度と経度、高度、大きさ、飛行ルートに沿って撮影しているときの機体との距離などに関するデータと、撮影する際のカメラのズーム倍率、カメラの向き、撮影開始地点及び終了地点などのカメラの作動条件に関するデータと、当該作動条件に沿って撮影がされるようにカメラを操作するプログラムと、カメラから取り込んだ映像データを処理するプログラムと、プログラムの実行に必要な各種パラメータなどにより構成されている。撮影条件情報は、前記地上局２のコンピュータ２２において設定入力され、飛行前に通信手段４６を介して撮影装置４に接続したコンピュータ２２から同装置に転送されて記録手段４１に記録される。記録手段４１に記録された処理プログラムを制御手段４７で実行することにより、後述する実距離測定手段４１０及び検出データ取り込み手段４１１のデータ処理手段が構成される。
【００２６】
カメラ４２は、ディジタルビデオカメラからなり、アングル制御手段４５によりＡ／Ｃヘリ１の機体前部に支持されている。カメラ４２から出力される映像信号は、入力インターフェイス４３に入力されてレベル調整がされた後、制御手段４７に出力される。ビデオカメラに代えてディジタルスチールカメラを利用してもよい。
【００２７】
カメラ作動制御手段４４は、カメラ４２に一体に取り付けられ、制御手段４７から制御信号を受けて、カメラ４２のズーム倍率を変換し、また、カメラ４２のシャッターのオン・オフを制御するものである。
【００２８】
アングル制御手段４５は、Ａ／Ｃヘリ１の機体前方底部に設置されており、カメラ４２を支持する部分は鉛直軸廻りに回転するモータと垂直軸廻りに回転するモータとを組み合わせて両軸の廻りで回転し得るように形成されており、支持したカメラ４２を適宜な方向に且つ適宜な速度で回転させて所望の方向に向けることができるように構成してある。また、アングル制御手段４５は、Ａ／Ｃヘリ１が接地しているときにカメラ４２を機体前方に向けて水平に支持した状態を初期位置とし、カメラ４２の向きを変えたときに、前記初期位置からの鉛直、垂直両軸廻りの変位角度を検出し、信号出力するようになっている。
【００２９】
通信手段４６は、Ａ／Ｃヘリ１が接地しているときは有線又は無線で、飛行中は無線により、地上局２のコンピュータ２２との間で画像処理に用いる各種データの送受信を行えるようになっている。なお、地上局２に設置した制御装置及びモニタ（図示せず）との間でデータを送受信し得るように設け、制御装置から制御信号を受信して支持手段を遠隔制御し、カメラで撮影した映像信号を送信してモニタに表示出力するように構成してもよい。
【００３０】
実距離測定手段４１０は、Ａ／Ｃヘリ１が撮影開始地点に到達したときに、制御手段４７で測距センサ３４を制御して、測量区域Ｍ内の基準地点Ｓｎと機体との距離を測定し、測定した実距離データを記録手段４１に記録する手段である。また、検出データ取り込み手段４１１は、撮影時の機体の位置を特定するデータである、前記各手段の飛行位置、距離、高度及び方位の各データを、カメラ４２から出力される映像データ中に取り入れ、一体の画像データに合成して記録手段４１に記録する処理を行うものである。
【００３１】
制御手段４７には、撮影処理情報の処理プログラムに基づき、各処理手段を制御するようになっている。
すなわち、撮影処理情報に含まれる入力パラメータによって撮影を開始する地点、終了する地点、撮影時のカメラの向きなどの撮影条件が設定され、前述のＧＰＳ信号受信手段３３から制御手段４７に入力される緯度と経度のデータから、Ａ／Ｃヘリ１が測量区域Ｍ上空の撮影開始ポイントに到達したか否かを判定し、到達したならばアングル制御手段４５を作動させてカメラ４２を所定の方向に向けるように制御する。そして、先ず、実距離測定手段４１０で当該撮影開始ポイントから測量区域Ｍ内の基準地点Ｓｎまでの距離を測定させ、測定された実際の距離を記録手段４１に記録し、続いてカメラ作動制御手段４４によりカメラ４２を作動させて測量区域Ｍの航空撮影を開始し、カメラから出力される映像データを記録手段４１に連続的に記録するように制御する。さらに、撮影及びデータの記録を続けながら、飛行中に逐次ＧＰＳ信号受信手段３３から入力される緯度と経度のデータからＡ／Ｃヘリ１が撮影終了地点に到達したか否かを判定し、到達したならば、カメラ４２の作動を停止して映像データの記録を終了するように制御する。アングル制御手段４５より出力されるカメラ４２の向き（角度）のデータと、前記各検出手段から出力される飛行位置、距離、高度及び方位の各データは、検出データ取り込み手段４１１により、カメラ４２から出力される画像データ中に取り込み、撮影された映像情報と撮影位置の情報とを対応付けをして記録手段４１に記録する処理がなされるように制御する。
【００３２】
このような自律制御装置３と撮影装置４を搭載したＡ／Ｃヘリ１で、測量区域Ｍを空撮する処理工程を図４を用いて説明する。
出発地点である地上局２を離陸したＡ／Ｃヘリ１は、自律制御装置３にプログラミングされた飛行ルートを飛行し、測量区域Ｍの上空に達する。Ａ／Ｃヘリ１が、予め設定された第１の撮影開始ポイントＰ１に達したならば、同ポイントで機体をホバリングさせた状態で同区域内の基準地点Ｓ2と機体との距離を測定し、測定データを記録手段４１に記録する。基準地点までの実際の距離を記録したならば、プログタミングされた飛行ルートに沿って所定の方向に向けて水平に測量区域Ｍ上の上空を飛行しながら、カメラ４２を作動させて同区域の航空映像を撮影し、映像データを取り込んだ飛行位置の緯度、経度、高度及び撮影角度の各データと前記映像データとを一体に記録手段４１に連続的に記録してゆく。このとき、カメラ４２で撮影される映像には、予め測量区域Ｍ内に設定された複数の基準地点Ｓ１〜Ｓ４が含まれる。Ａ／Ｃヘリ１が予め設定された撮影終了ポイントに達したならば、カメラ４２による撮影を中断する。
撮影を一旦中断した後、Ａ／Ｃヘリ１は予め設定された第２の撮影開始ポイントＰ２まで移動する。ここで、第２の撮影開始ポイントは、第1の撮影開始ポイントＰ１とは同じ高度で水平に所定距離離れていて、前記飛行ルートにおける撮影とでは視差（図中、符号θ）が生じるようにして設定される測量区域Ｍ上の位置である。そして、同ポイントで機体をホバリングさせた状態で、前記と同様に、基準地点Ｓ2と機体との距離を測定し、測定データを記録手段４１に記録し、その後、前記飛行ルートと平行に、同じ高度を保ちつつ、測量区域Ｍ上の上空を飛行しながらカメラ４２を作動させて同区域の航空映像を撮影し、映像データを取り込んだ飛行位置の緯度、経度、高度及び撮影角度の各データと前記映像データとを一体に記録手段４１に連続的に記録し、Ａ／Ｃヘリ１が予め設定された撮影終了ポイントに達したならば、カメラ４２による撮影を終了する。
その後、Ａ／Ｃヘリ１は、測量区域Ｍの上空から出発地点である地上局２まで自律飛行し、地上局２に自動で着陸する。
以上のＡ／Ｃヘリ１の飛行動作及び撮影動作は、地上局２においてコンピュータ２１、２２から入力される飛行計画情報及び撮影処理情報に基づき、自動で行われる。
【００３３】
Ａ／Ｃヘリ１が出発地点である地上局２に帰還したならば、撮影装置４の通信手段４６を介して記録手段４１に記録したデータを地上局２のコンピュータ２３に転送し、コンピュータ２３に設けられた３次元画像情報処理手段により処理される。
記録手段４１からコンピュータ２３に転送されたデータは、飛行ルートを異ならせて空撮した測量区域Ｍの航空映像情報と、撮影位置の緯度、経度、高度、撮影角度及び基準地点までの実際の距離の各データとを含み、これらの情報と、予め３次元画像処理手段に登録された基準地点Ｓnの緯度、経度、高度及び撮影中のＡ／Ｃヘリ１との距離の各データから、映像情報中の基準地点Ｓnと撮影時のＡ／Ｃヘリ１の相対的な位置関係が抽出され、ＧＰＳ衛星から得られる機体の位置情報と実際に飛行した位置の情報とに誤差がある場合は、基準地点Ｓｎまでの実距離データによって位置データの補完処理がなされた上で、三角測量の原理を用いて複数の画像上での３次元空間上で同じ点となる点同士を対応付け、その点の３次元の座標を算出する処理工程を経て、空撮した映像情報が３次元の画像に変換される。
【００３４】
なお、記録手段４１にメモリカードなどの可搬性のあるデータ記録媒体を設け、映像データをデータ記録媒体に記録しておき、Ａ／Ｃヘリ１が着陸した後、データ記録媒体のみを取り外し、記録データをコンピュータ２３に読み取らせるようにしてもよい。
【００３５】
図５は本発明の他の実施形態を示しており、これは、前記自律制御装置３と撮影装置４を搭載したＡ／Ｃヘリ１を２機使用し、この２機のＡ／Ｃヘリ１、１を水平方向に沿って所定距離を保ちながら水平に且つ略平行に測量区域Ｍ上を自律飛行させ、同時に基準地点Ｓnを含む測量区域Ｍ上を空撮して画像情報をそれぞれの記録手段４１、４１に記録することにより、視差のある画像データを効率的に収集するように構成したものである。
【００３６】
詳しくは、Ａ／Ｃヘリ１、１は、互いに所定距離を保って飛行するため、それぞれ自律制御装置３に同調飛行手段３９１を備えて構成されている（図２参照）。
同調飛行手段３９１は、Ａ／Ｃヘリ１、１同士が互いに所定距離を開けて平行に飛行するように機体を制御する手段であり、例えば飛行ルートを緯度又は経度の情報を基にプログラミングする場合に、測量区域Ｍ上の両機の飛行ルートが水平に所定の距離（例えば３０ｍ程度）離間するように緯度又は経度をそれぞれ設定してプログラミングし、設定したルートに沿って所定距離平行にずれたまま飛行させるように設けることができる。また、例えば一方のＡ／Ｃヘリ１にロータ制御信号の送信手段、他方のＡ／Ｃヘリ１にその受信手段を設け、前記一方のＡ／Ｃヘリ１のロータ制御信号を他方のＡ／Ｃヘリ１で受信し、当該受信した制御信号で他方のＡ／Ｃヘリ１のロータを駆動して、両ヘリのロータが同調して駆動制御されるように設け、両ヘリを所定距離離した位置から離陸させることで、空中で離陸時の距離を保ったまま、前記一方のＡ／Ｃヘリ１にプログラミングされた飛行ルートと平行に他方のＡ／Ｃヘリ１が同調しながら飛行させるように設けることができる。
【００３７】
このように構成されたＡ／Ｃヘリ１、１は、前記と同様に、出発地点である地上局２を離陸してプログラミングされた飛行ルートを飛行し、測量区域Ｍの上空に達し、上記と同様に、予め設定された撮影開始ポイントＰ１でそれぞれ機体と基準地点Ｓｎまでの実際の距離を測定して測定データを記録し、続いて機体を所定の方向に水平に測量区域Ｍ上を飛行させながら、カメラ４２で基準地点Ｓｎを含む同区域の航空映像を撮影し、映像データを飛行中のＡ／Ｃヘリ１の緯度、経度、高度及び撮影角度の撮影位置に関する各データと一体に記録手段４１、４１にそれぞれ連続的に記録してゆく。Ａ／Ｃヘリ１、１が予め設定された撮影終了地点に達したならば、それぞれのカメラ４２、４２は撮影を終了し、その後、出発地点である地上局２まで自律飛行し、地上局２に自動で着陸する。
そして、両ヘリの記録手段４１、４１に記録されたデータを地上局２のコンピュータ２３にそれぞれ転送し、コンピュータ２３に設けられた３次元画像情報処理手段により処理され、空撮した測量区域Ｍの映像情報は３次元の画像情報に変換される。
なお、２機以上のＡ／Ｃヘリ１を、互いに所定の間隔離して同調的に飛行させて航空映像を収集するように構成することは適宜に行われる。
【００３８】
なお、図示した形態では、自律制御機能を有するＡ／Ｃヘリに撮影装置を搭載した実施例を示したが、本発明は、同様な撮影装置を遠隔制御により飛行するＲ／Ｃヘリに搭載し、空撮する場合にも適用されるものである。
自律制御装置と撮影装置は別体に設けたが、一体に構成することもできる。撮影対象に応じて、カメラを左右方向、或いは任意の方向に首振りさせ、撮影の向きを連続的又は断続的に変えながら映像データを取り込むことは適宜行われる。
また、撮影装置を構成する処理手段の構成、機能は例示であり、他の適宜な構成、機能のものでも、他の処理手段と組み合わせたものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態の空撮装置で空撮するシステムの構成例を示した図である。
【図２】自律制御装置の構成の一例を示した図である。
【図３】本発明の撮影装置の構成の一例を示した図である。
【図４】（Ａ）は図１のシステムで測量区域の画像を記録するＡ／Ｃヘリの飛行ルートを示した図、（Ｂ）は基準地点を含むＡ／Ｃヘリの撮影領域を示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態によるＡ／Ｃヘリの飛行ルートを示した図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  Ａ／Ｃヘリ、２  地上局、２１、２２、２３  コンピュータ、３  自律制御装置、４  撮影装置、４２  カメラ、Ｍ  測量区域、Ｓn  基準地点
【図１】
2006027331.tif 000003
【図２】
2006027331.tif 000004
【図３】
2006027331.tif 000005
【図４】
2006027331.tif 000006
【図５】
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