(57)【要約】【課題】簡易な機構により障害物を検知すること。【解決手段】遠隔操作可能な移動体である。遠隔操作可能な移動体は、回転して飛行のための推進力を発生させるプロペラを備える。また、遠隔操作可能な移動体は、プロペラを支持する機体を備える。さらに、遠隔操作可能な移動体は、画像を撮像する撮像用センサを備える。さらにまた、遠隔操作可能な移動体は、障害物を検知する検知部を備える。そして、検知部は、魚眼レンズと、位相差検出センサと、を含む。【選択図】  図１
2018013949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠隔操作可能な移動体であって、
回転して飛行のための推進力を発生させるプロペラと、
前記プロペラを支持する機体と、
画像を撮像する撮像用センサと、
障害物を検知する検知手段と、
を備え、
前記検知手段は、
魚眼レンズと、
位相差検出センサと、
を含む移動体。
【請求項２】
前記検知手段により、前記障害物を検知した場合、アラートメッセージを出力する出力手段をさらに備えた請求項１に記載の移動体。
【請求項３】
前記検知手段は、
前記位相差検出センサの出力に基づいて、前記魚眼レンズに写り込んだ被写体と、前記移動体との間の距離を算出する算出手段と、
前記距離が所定距離以内の場合には、前記被写体を前記障害物と判定する判定手段と、
をさらに含む請求項１または２に記載の移動体。
【請求項４】
前記所定距離は、前記魚眼レンズの被写界深度に基づいて設定される請求項３に記載の移動体。
【請求項５】
前記位相差検出センサは、複数の画素を有し、
前記算出手段は、複数の前記画素ごとに前記距離を算出する請求項３または４に記載の移動体。
【請求項６】
前記検知手段は、さらに、前記被写体の大きさを検出する検出手段を含み、
前記判定手段は、さらに、前記大きさが所定大きさ以上の場合には、前記被写体を前記障害物と判定する請求項３乃至５のいずれか１項に記載の移動体。
【請求項７】
前記魚眼レンズは、前記機体の進行方向と交わる方向において、少なくとも１つ取り付けられている請求項１乃至６のいずれか１項に記載の移動体。
【請求項８】
前記魚眼レンズは、前記機体の進行方向と平行な方向において、少なくとも１つ取り付けられている請求項１乃至７のいずれか１項に記載の移動体。
【請求項９】
前記魚眼レンズは、前記機体に設けられた支持体に少なくとも１つ取り付けられている請求項１乃至８のいずれか１項に記載の移動体。
【請求項１０】
障害物を検知する検知手段であって、魚眼レンズと位相差検出センサとを含む検知手段を備えた移動体の障害物検知方法であって、
前記位相差検出センサが、前記魚眼レンズに写り込んだ被写体と、前記移動体との間の距離を算出する算出ステップと、
前記検知手段が、前記距離が所定距離以内の場合には、前記被写体を前記障害物と判定する判定ステップと、
を含む移動体の障害物検知方法。
【請求項１１】
障害物を検知する検知手段であって、魚眼レンズと位相差検出センサとを含む検知手段を備えた移動体の障害物検知プログラムであって、
前記位相差検出センサが、前記魚眼レンズに写り込んだ被写体と、前記移動体との間の距離を算出する算出ステップと、
前記検知手段が、前記距離が所定距離以内の場合には、前記被写体を前記障害物と判定する判定ステップと、
をコンピュータに実行させる移動体の障害物検知プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体、移動体の障害物検知方法および移動体の障害物検知プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記技術分野において、特許文献１には、両眼カメラにより障害物を検知する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１２８２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記文献に記載の技術では、簡易な機構により障害物を検知することができなかった。
【０００５】
本発明の目的は、上述の課題を解決する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る移動体は、
遠隔操作可能な移動体であって、
回転して飛行のための推進力を発生させるプロペラと、
前記プロペラを支持する機体と、
画像を撮像する撮像用センサと、
障害物を検知する検知手段と、
を備え、
前記検知手段は、
魚眼レンズと、
位相差検出センサと、
を含む。
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る移動体の障害物検知方法は、
障害物を検知する検知手段であって、魚眼レンズと位相差検出センサとを含む検知手段を備えた移動体の障害物検知方法であって、
前記位相差検出センサが、前記魚眼レンズに写り込んだ被写体と、前記移動体との間の距離を算出する算出ステップと、
前記検知手段が、前記距離が所定距離以内の場合には、前記被写体を前記障害物と判定する判定ステップと、
を含む。
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る移動体の障害物検知プログラムは、
障害物を検知する検知手段であって、魚眼レンズと位相差検出センサとを含む検知手段を備えた移動体の障害物検知プログラムであって、
前記位相差検出センサが、前記魚眼レンズに写り込んだ被写体と、前記移動体との間の距離を算出する算出ステップと、
前記検知手段が、前記距離が所定距離以内の場合には、前記被写体を前記障害物と判定する判定ステップと、
をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、簡易な機構により障害物を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る情報処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２Ａ】本発明の第２実施形態に係る移動体の外観を示す正面図である。
【図２Ｂ】本発明の第２実施形態に係る移動体の外観を示す平面図である。
【図２Ｃ】本発明の第２実施形態に係る移動体の魚眼レンズおよび位相差検出センサと、障害物との位置関係を示す図である。
【図２Ｄ】本発明の第２実施形態に係る移動体による物面角度解像度の計算方法を説明する図である。
【図２Ｅ】本発明の第２実施形態に係る移動体による前方および後方被写界深度の計算方法を説明する図である。
【図２Ｆ】本発明の第２実施形態に係る移動体の備えるデュアルピクセルＣＭＯＳを説明する図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る移動体の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る移動体の備える距離算出テーブルの一例を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る移動体のハードウェア構成を説明するブロック図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る移動体の検知部の処理手順を説明するフローチャートである。
【図７Ａ】本発明の第３実施形態に係る移動体の構成を示すブロック図である。
【図７Ｂ】本発明の第３実施形態に係る移動体の検知部の処理手順を説明するフローチャートである。
【図８Ａ】本発明の第４実施形態に係る移動体の外観を示す正面図である。
【図８Ｂ】本発明の第４実施形態に係る移動体の外観を示す平面図である。
【図９Ａ】本発明の第５実施形態に係る移動体の外観を示す正面図である。
【図９Ｂ】本発明の第５実施形態に係る移動体の外観を示す平面図である。
【図１０Ａ】本発明の第６実施形態に係る移動体の外観を示す正面図である。
【図１０Ｂ】本発明の第６実施形態に係る移動体の外観を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して、例示的に詳しく説明記載する。ただし、以下の実施の形態に記載されている、構成、数値、処理の流れ、機能要素などは一例に過ぎず、その変形や変更は自由であって、本発明の技術範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。
【００１２】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態としての移動体１００について、図１を用いて説明する。移動体１００は、遠隔操作や自動制御によって飛行できる装置であり、空撮や配送などの用途に用いられる装置である。また、本明細書において、移動体とは、飛行装置の他、地上を移動する車両、水上を移動する船舶等を含む概念である。
【００１３】
図１に示すように、移動体１００は、プロペラ１０１と、機体１０２と、撮像用センサ１０３と、検知部１０４とを備える。そして、検知部１０４は、魚眼レンズ１４１と、位相差検出センサ１４２とを含む。
【００１４】
プロペラ１０１は、回転して飛行のための推進力を発生させる。機体１０２は、モータを介して、プロペラ１０１を支持する。撮像用センサ１０３は、画像を撮像する。検知部１０４は、障害物を検知する。
【００１５】
本実施形態によれば、魚眼レンズと位相差検出センサとを用いて障害物を検知することができる。
【００１６】
［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態に係る移動体について、図２Ａ乃至図６を用いて説明する。
【００１７】
図２Ａは、本実施形態に係る移動体２００の外観を示す正面図であり、図２Ｂは、本実施形態に係る移動体２００の外観を示す平面図である。図２Ｃは、本実施形態に係る移動体の魚眼レンズおよび位相差検出センサと、障害物との位置関係を示す図である。図２Ｄは、本実施形態に係る移動体による物面角度解像度の計算方法を説明する図である。図２Ｅは、本実施形態に係る移動体による前方および後方被写界深度の計算方法を説明する図である。図２Ｆは、本実施形態に係る移動体の備えるデュアルピクセルＣＭＯＳを説明する図である。
【００１８】
図２Ａおよび図２Ｂに示したように、移動体２００は、いわゆるドローンなどのＵＡＶ（Unmanned Aerial Vehicle）であり、遠隔操作可能であって、４つのプロペラ２０１と機体２０２とを備える。機体２０２の上部（上面）の四隅にプロペラ２０１が取り付けられている。機体２０２の下部（下面）には、ジンバル２０６と、カメラなどの撮像用センサ２０７と、支持体２０９とが取り付けられている。支持体２０９は、例えば、ランディングギアなどである。ジンバル２０６と撮像用センサ２０７とは接続されている。ジンバル２０６は、撮像用センサ２０７の姿勢を一定に保つ。四隅に配置されたプロペラ２０１は、回転駆動されて飛行のための推進力を発生させる。
【００１９】
検知部２０８は、魚眼レンズ２８１と位相差検出センサ２８２とを含んで構成される。魚眼レンズ２８１は、機体２０２の正面に２つ設けられているが、魚眼レンズ２８１の数は２つには限られず、１つであっても、３つ以上であってもよい。位相差検出センサ２８２は、イメージセンサなどと呼ばれるものであり、本実施形態においては、例えば、デュアルピクセルＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）が用いられるが、これには限定されない。また、位相差検出センサ２８２は、機体２０２の内部に設けられており、魚眼レンズ２８１からの入射光は、位相差検出センサ２８２の複数の画素に到達する。
【００２０】
魚眼レンズ２８１は、例えば、移動体２００の前面（進行方向側）に取り付けられている。魚眼レンズ２８１は、移動体２００の前方を向いて取り付けられているので、移動体２００の進行方向にある被写体（障害物）を捉えることができる。
【００２１】
位相差検出センサ２８２は、魚眼レンズ２８１で捉えた被写体、つまり、魚眼レンズ２８１に写り込んだ被写体の画像を結像する。そして、位相差検出センサ２８２は、魚眼レンズ２８１で捉えた被写体と、移動体２００との間の距離を画素毎に算出する。検知部２０８は、被写体と移動体２００との間の距離が所定距離以内の場合には、この被写体を障害物と判定して、障害物を検知する。
【００２２】
図２Ｃに示したように、魚眼レンズ２８１の画角（ＦＯＶ：Field of View）は１８０°よりも大きい。また、魚眼レンズ２８１は、焦点距離が固定されている。さらに、魚眼レンズ２８１は、フォーカス位置も固定されおり、その位置は３ｍ以上５ｍ以下である。これにより、レンズの構成として機械的に動作させる機構を設ける必要がない。なお、アイリス（Ｆ値）は、１．２以下で設定する。
【００２３】
イメージセンサ（全面像面位相差センサ（デュアルピクセルＣＭＯＳ））としての位相差検出センサ２８２は、画素毎のフォーカスの度合いを得ることができるので、その画素から被写体（障害物）までの距離を算出することができる。すなわち、魚眼レンズ２８１の被写界深度から外れても、全面位相差センサ（全面位相差検出センサ）を用いることである程度の距離であれば測定することができる。なお、位相差検出センサ２８２の位相差素子（位相差画素）の数は、多ければ多いほど、測距できる箇所が増えるので好ましい。ここでは、位相差検出センサは、全面位相差センサには限定されず、一部に位相差センサ（位相差画素）を備えた位相差検出センサであってもよい。
【００２４】
そして、被写体が、魚眼レンズ２８１の被写界深度内に入ってくると、魚眼レンズ２８１により被写体を撮影することが可能となる。この場合、被写体を撮影できるか否かは、ＡＦ（Auto Focus）機能で判断することができるが、これには限定されない。つまり、魚眼レンズ２８１のＡＦ機能で、被写体にピントが合わせられるか否かで判断することができる。魚眼レンズ２８１は、等距離射影方式の撮影方式を採用しており、等距離射影方式は、画面の中心からの距離と角度とが比例する撮影方式である。
【００２５】
図２Ｄを参照して、魚眼レンズ２８１は、等距離射影方式を採用するので、１ピクセルは、１角度に対応する。そして、像高をｙとすると、最大像高ｙmaxは、ｙmax＝ｕ＊Ｍ／２となる。また、最大入射角度Ｖmaxは、Ｖmax＝Ｖ／２となる。なお、Ｍは、画素数、ｕは、ピクセルピッチ、Ｖは、画角をそれぞれ示す。
【００２６】
また、等距離射影により、最大像高と最大入射角度との関係は、ａ／（Ｖmax）＝ｙ／ｙmax（ａ：任意の角度）と表せる。そして、この式を微分すると、物面角度解像度が以下の式のように得られる。
【００２７】
Δａ＝（Ｖ／ｕ＊Ｍ）＊Δｙ＝（Ｖ／ｕ＊Ｍ）＊ｕ＝Ｖ／Ｍ  （Δｙ：素子ピッチ）
【００２８】
次に、図２Ｅを参照して、前方被写界深度および後方被写界深度は次のように表せる。なお、被写界深度＝前方被写界深度＋後方被写界深度である。
【００２９】
前方被写界深度（ｍｍ）＝（許容錯乱円径（ｍｍ）×絞り値×被写体距離（ｍｍ）2）／（焦点距離（ｍｍ）2＋許容錯乱円径（ｍｍ）×絞り値×被写体距離（ｍｍ））
【００３０】
後方被写界深度（ｍｍ）＝（許容錯乱円径（ｍｍ）×絞り値×被写体距離（ｍｍ）2）／（焦点距離（ｍｍ）2−許容錯乱円径（ｍｍ）×絞り値×被写体距離（ｍｍ））
【００３１】
ここで、位相差検出センサ２８２と魚眼レンズ２８１とのスペックが以下の場合に、物面角度解像度および被写界深度を具体的に計算した計算例を以下に示す。
【００３２】
＜位相差検出センサ（全面位相差センサ）＞
ピクセル数：２０Ｍ  ５５１０×３６６５
センササイズ：２３．６×１５．７ｍｍ2
画素ピッチ：０．００４３ｍｍ
＜魚眼レンズ＞
焦点距離：１６ｍｍ
Ｆ＃：１．０
被写体までの距離：３，０００ｍｍ
ＦＯＶ：１８０°
許容錯乱円径：０．００４ｍｍ（位相差検出センサの画素ピッチから決まる）
物面角度解像度：１８０°／３６６５＝０．０５°
３ｍの被写体距離での解像度は、３，０００ｍｍ＊０．０５＊π／１８０＝２．６ｍｍ
前方被写界深度：１３４．３３ｍｍ
後方被写界深度：１４７．５４ｍｍ
被写界深度：２８１．８７ｍｍ
【００３３】
次に図２Ｆを参照して、位相差検出センサ２８２の概略について説明する。図２Ｆ左図に示したように、位相差検出センサ２８２としてのデュアルピクセルＣＭＯＳは、１画素中にフォトダイオード２８２ａとフォトダイオード２８２ｂとの２つのフォトダイオードを有する。光を取り込む場合には、各画素の２つのフォトダイオード２８２ａ，２８２ｂは、それぞれ独立して光を取り込むことができる。
【００３４】
そして、図２Ｆ右図に示したように、ＡＦ時（ＡＦモード）には、それぞれのフォトダイオード２８２ａ，２８２ｂからの信号を検出して、被写体との距離を算出したり、算出した距離に応じてフォーカス合わせに利用したりする。なお、撮影時（撮影モード）には、２つのフォトダイオード２８２ａ，２８２ｂを合わせて、１つの画素として画像信号を出力するが、本実施形態では撮影モードは用いない。
【００３５】
図３は、本実施形態に係る移動体２００の構成を示すブロック図である。移動体２００は、ジンバル２０６と、検知部２０８と、メイン制御部３１０と、メモリ３２０と、通信インタフェース３５０と、カメラユニット３６０と、出力部３７０とを含む。移動体２００とカメラユニット３６０とは、メイン制御部３１０を介して接続されている。カメラユニット３６０は、撮像装置３３０と、レンズ装置３４０とを含む。撮像装置３３０とレンズ装置３４０とは、一体形成されてもよい。
【００３６】
ジンバル２０６は、支持機構２６１と、ヨー軸駆動モータ２６２ａと、ピッチ軸駆動モータ２６２ｂと、ロール軸駆動モータ２６２ｃと、ヨー軸ドライバ２６３ａと、ピッチ軸ドライバ２６３ｂと、ロール軸ドライバ２６３ｃと、ジンバル制御部２６４とを含む。さらに、支持機構２６１は、ヨー軸回転機構２６１ａと、ピッチ軸回転機構２６１ｂと、ロール軸回転機構２６１ｃとを有する。
【００３７】
ジンバル制御部２６４は、ヨー軸回転機構２６１ａと、ピッチ軸回転機構２６１ｂと、ロール軸回転機構２６１ｃとを制御する。ヨー軸回転機構２６１ａは、ヨー軸ドライバ２６３ａを介してヨー軸駆動モータ２６２ａにより回転駆動させられる。同様に、ピッチ軸回転機構２６１ｂは、ピッチ軸ドライバ２６３ｂを介してピッチ軸駆動モータ２６２ｂにより回転駆動させられる。ロール軸回転機構２６１ｃは、ロール軸ドライバ２６３ｂを介してロール軸駆動モータ２６２ｃにより回転駆動させられる。
【００３８】
レンズ装置３４０は、複数のレンズ３４１ａ，３４１ｂ，３４１ｃを含み、それぞれのレンズ３４１ａ，３４１ｂ，３４１ｃは、レンズ制御部３４２により制御される。レンズ制御部３４２は、レンズ３４１ａ，３４１ｂ，３４１ｃを制御して、ピントなどを合わせて撮影対象物からの光を集光する。
【００３９】
撮像装置３３０は、取り外し可能なメモリ３３１と、撮像制御部３３２と、撮像素子３３３と、レンズの重心位置を調整する重心位置調整部３３４と、を有する。なお、撮像装置３３０には、重心位置調整部３３４を設けなくてもよい。撮像装置３３０は、レンズ装置３４０で集光した光を結像して、撮影対象物の像を出力する。
【００４０】
検知部２０８は、魚眼レンズ２８１と、デュアルピクセルＣＭＯＳ３８２と、算出部３８３と、判定部３８４とを有する。魚眼レンズ２８１で集光した光をデュアルピクセルＣＭＯＳ３８２で検出し、被写体までの距離を算出部３８３で算出する。算出部３８３は、デュアルピクセルＣＭＯＳ３８２の全ての画素から被写体までの距離を、位相差に基づいて算出する。
【００４１】
検知部２０８の判定部３８４は、魚眼レンズ２８１で捉えた被写体までの距離が所定距離以内である場合には、その被写体を障害物と判断して、障害物を検知する。所定距離は、魚眼レンズ２８１の被写界深度に基づいて設定されるが、所定距離の設定方法はこれには限定されず、例えば、移動体２００のユーザが手動で設定してもよく、任意の値に設定できる。
【００４２】
そして、検知部２０８が障害物を検知すると、出力部３７０が、アラートメッセージを出力する。出力されたアラートメッセージは、通信インタフェース３５０を介して外部の機器などに送られる。アラートメッセージは、音声メッセージや、テキストメッセージ、光メッセージ、振動メッセージなどであってもよく、これらには限定されない。また、移動体２００は、アラートメッセージを、例えば、移動体２００の遠隔操作装置に送信してもよいし、また、移動体２００の操作者の所有するスマートフォンなどの携帯端末に送信してもよい。
【００４３】
メイン制御部３１０は、ジンバル２０６を制御するジンバル制御部２６４と、撮像制御部３３２と、算出部３８３とを制御する。メイン制御部３１０は、メモリ３２０と接続されている。メモリ３２０には、移動体２００の制御などに必要なデータやプログラムなどが格納され、また、その他のデータを格納する領域も確保されている。メモリ３２０は、移動体２００から取り外し可能であってもよい。
【００４４】
図４は、本実施形態に係る移動体２００の備える距離算出テーブル４０１の一例を示す図である。移動体２００は、例えば、距離算出テーブル４０１を参照して被写体と移動体２００との間の距離を算出してもよい。距離算出テーブル４０１は、魚眼レンズ２８１で撮像した被写体の画像と関連付けて、レンズ特性４１２と、位相差検出センサ特性４１３と、距離４１４とを記憶する。なお、移動体２００が、被写体と移動体２００との間の距離を算出する方法は距離算出テーブル４０１を参照する方法には限定されず、これ以外の様々な方法で計算してもよい。
【００４５】
図５は、本実施形態に係る移動体２００のハードウェア構成を説明するブロック図である。
【００４６】
ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１０は演算制御用のプロセッサであり、プログラムを実行することで図３の移動体２００の機能構成部を実現する。ＲＯＭ（Read Only Memory）５２０は、初期データおよびプログラムなどの固定データおよびプログラムを記憶する。また、ネットワークインタフェース５３０は、ネットワークを介してその他の装置などと通信する。なお、ＣＰＵ５１０は１つに限定されず、複数のＣＰＵであっても、あるいは画像処理用のＧＰＵ（Graphics Processing Unit）を含んでもよい。また、ネットワークインタフェース５３０は、ＣＰＵ５１０とは独立したＣＰＵを有して、ＲＡＭ（Random Access Memory）５４０の領域に送受信データを書き込みあるいは読み出しするのが望ましい。また、ＲＡＭ５４０とストレージ５５０との間でデータを転送するＤＭＡＣ（Direct Memory Access Controller）を設けるのが望ましい（図示なし）。さらに、入出力インタフェース５６０は、ＣＰＵ５１０とは独立したＣＰＵを有して、ＲＡＭ５４０の領域に入出力データを書き込みあるいは読み出しするのが望ましい。したがって、ＣＰＵ５１０は、ＲＡＭ５４０にデータが受信あるいは転送されたことを認識してデータを処理する。また、ＣＰＵ５１０は、処理結果をＲＡＭ５４０に準備し、後の送信あるいは転送は通信制御部５３０やＤＭＡＣ、あるいは入出力インタフェース５６０に任せる。
【００４７】
ＲＡＭ５４０は、ＣＰＵ５１０が一時記憶のワークエリアとして使用するランダムアクセスメモリである。ＲＡＭ５４０には、本実施形態の実現に必要なデータを記憶する領域が確保されている。被写体画像５４１は、魚眼レンズ２８１で捉えた被写体の画像データである。レンズ特性５４２は、魚眼レンズ２８１の性能に関するデータである。位相差検出センサ特性５４３は、デュアルピクセルＣＭＯＳ３８２などの位相差検出センサの性能に関するデータである。距離５４４は、位相差検出センサ２８２により算出した被写体と移動体２００との間の距離である。
【００４８】
入出力データ５４５は、入出力インタフェース５６０を介して入出力されるデータである。送受信データ５４６は、ネットワークインタフェース５３０を介して送受信されるデータである。また、ＲＡＭ５４０は、各種アプリケーションモジュールを実行するためのアプリケーション実行領域５４７を有する。
【００４９】
ストレージ５５０には、データベースや各種のパラメータ、あるいは本実施形態の実現に必要な以下のデータまたはプログラムが記憶されている。ストレージ５５０は、距離算出テーブル４０１を格納する。距離算出テーブル４０１は、図４に示した、被写体と移動体２００との間の距離と、レンズ特性４１２や位相差検出センサ特性４１３などと間の関係を管理するテーブルである。
【００５０】
ストレージ５５０は、さらに、検知モジュール５５１と、算出モジュール５５２と、判定モジュール５５３と、出力モジュール５５４とを格納する。検知モジュール５５１は、障害物を検知するモジュールである。算出モジュール５５２は、被写体と移動体２００との間の距離を算出するモジュールである。判定モジュール５５３は、被写体と移動体２００との間の距離が所定距離以内か否かに基づいて、魚眼レンズ２８１で捉えた被写体が障害物か否かを判定するモジュールである。出力モジュール５５４は、障害物を検知した場合にアラートメッセージを出力するモジュールである。
【００５１】
これらのモジュール５５１〜５５４は、ＣＰＵ５１０によりＲＡＭ５４０のアプリケーション実行領域５４７に読み出され、実行される。制御プログラム５５５は、移動体２００の全体を制御するためのプログラムである。
【００５２】
入出力インタフェース５６０は、入出力機器との入出力データをインタフェースする。入出力インタフェース５６０には、表示部５６１、操作部５６２、が接続される。また、入出力インタフェース５６０には、さらに、記憶媒体５６４が接続されてもよい。さらに、音声出力部であるスピーカ５６３や、音声入力部であるマイク、あるいは、ＧＰＳ位置判定部が接続されてもよい。なお、図５に示したＲＡＭ５４０やストレージ５５０には、移動体２００が有する汎用の機能や他の実現可能な機能に関するプログラムやデータは図示されていない。
【００５３】
図６は、本実施形態に係る移動体２００の検知部２０８の処理手順を説明するフローチャートである。ステップＳ６０１において、移動体２００は、位相差検出センサの出力を初期化する。ステップＳ６０３において、移動体２００は、魚眼レンズ２８１で捉えた被写体の画像を取得する。ステップＳ６０５において、移動体２００は、位相差検出センサの各画素について、被写体の距離を算出する。ステップＳ６０７において、移動体２００は、被写体が所定距離以内に入っているか否かを判断する。被写体が所定距離以内であれば（ステップＳ６０７のＹＥＳ）、ステップＳ６０９において、移動体２００は、アラートメッセージを出力する。被写体が所定距離以内でなければ（ステップＳ６０７のＮＯ）、移動体２００は、ステップＳ６０１以降の各ステップを繰り返す。
【００５４】
本実施形態によれば、簡易な機構により障害物を検知することができる。また、魚眼レンズを用いているので、１８０°の画角（視野角）を有し、このため、レンズを駆動させる機構が不要となる。さらに、ＤＦＤ（Depth From Defocus）方式の画像認識のような複雑な演算処理が不要となる。そして、魚眼レンズの合焦距離が固定されているので、この合焦距離の範囲内に入った被写体を障害物であるとして検出することもできる。
【００５５】
［第３実施形態］
次に本発明の第３実施形態に係る移動体について、図７Ａおよび図７Ｂを用いて説明する。本実施形態に係る移動体の検知部による処理は、上記第２実施形態と比べると、被写体の大きさを検出して、障害物か否かを判定する処理を有する点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００５６】
図７Ａは、本実施形態に係る移動体７００の構成を示すブロック図である。移動体７００の検知部７０８は、検出部７８５をさらに有する。検出部７８５は、被写体の大きさを検出する。
【００５７】
図７Ｂは、本実施形態に係る移動体７００の検知部７０８の処理手順を説明するための図である。ステップＳ７０１において、移動体７００の検知部７０８の判定部３８４は、検出部７８５で検出した被写体の大きさが所定の大きさ以上か否かを判定する。被写体の大きさが所定大きさ以上であれば（ステップＳ７０１のＹＥＳ）、移動体はステップＳ６０９の処理を実行し、被写体の大きさが所定大きさ以上でなければ（ステップＳ７０１のＮＯ）、移動体はステップＳ６０１以降の各ステップを繰り返す。被写体の大きさの検出は、例えば、位相差検出センサ２８２の画素数に基づいて行ってもよいし、また、被写体との距離と画素数とに基づいて行ってもよいが、これらには限定されない。
【００５８】
本実施形態によれば、距離と大きさとで障害物判定を行うので、小型の被写体を障害物の検知対象から除外できる。
【００５９】
［第４実施形態］
次に本発明の第４実施形態に係る移動体について、図８Ａおよび図８Ｂを用いて説明する。図８Ａは、本実施形態に係る移動体の外観を示す正面図である。図８Ｂは、本実施形態に係る移動体の外観を示す平面図である。本実施形態に係る移動体は、上記第２実施形態と比べると、魚眼レンズが機体上部に設けられている点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００６０】
魚眼レンズ８８１は、機体２０２の上部に取り付けられている。そして、検知部８０８は、魚眼レンズ８８１と位相差検出センサ２８２とで構成される。なお、魚眼レンズ８８１は、機体２０２の進行方向と交わる方向において、少なくとも１つ設けられている。魚眼レンズ８８１の個数は、１個に限られず、２個以上であってもよい。
【００６１】
本実施形態によれば、機体の上部に魚眼レンズを設けたので、移動体の上方の障害物も検知することができる。
【００６２】
［第５実施形態］
次に本発明の第５実施形態に係る移動体について、図９Ａおよび図９Ｂを用いて説明する。図９Ａは、本実施形態に係る移動体の外観を示す正面図である。図９Ｂは、本実施形態に係る移動体の外観を示す平面図である。本実施形態に係る移動体は、上記第２実施形態と比べると、魚眼レンズが機体側部に設けられている点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００６３】
魚眼レンズ９８１は、機体２０２の側部に４個取り付けられている。そして、検知部９０８は、魚眼レンズ９８１と位相差検出センサ２８２とで構成される。なお、魚眼レンズ９８１の個数は４個に限られず、１〜３個でも、５個以上であってもよいし、また、魚眼レンズ９８１を取り付ける位置も任意の位置に取り付けてもよい。ここでは、魚眼レンズ９８１は、上から見て、機体２０２の進行方向と平行な方向に２個、進行方向と垂直な方向に２個設けられている。
【００６４】
本実施形態によれば、機体の側部に魚眼レンズを設けたので、移動体の前後左右の４方向の障害物を検知することができる。
【００６５】
［第６実施形態］
次に本発明の第６実施形態に係る移動体について、図１０Ａおよび図１０Ｂを用いて説明する。図１０Ａは、本実施形態に係る移動体の外観を示す正面図である。図１０Ｂは、本実施形態に係る移動体の外観を示す平面図である。本実施形態に係る移動体は、上記第２実施形態と比べると、魚眼レンズが機体の四隅に設けられている点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００６６】
魚眼レンズ１０８１は、機体２０２の四隅に４個、すなわち、４つのプロペラ２０１の下部に４個取り付けられている。そして、検知部１００８は、魚眼レンズ１０８１と位相差検出センサとで構成される。なお、魚眼レンズ１０８１の個数は４個には限られない。
【００６７】
本実施形態によれば、機体の四隅に魚眼レンズを設けたので、移動体の前後左右の４方向の障害物を検知することができる。また、移動体の附属物により視界を遮られないので、クリア視界を得られ、高い精度で障害物を検知できる。
【００６８】
なお、魚眼レンズの取り付け位置について、上記第４実施形態〜第６実施形態を用いて説明をしたが、魚眼レンズの取り付け位置は、これらの実施形態には限定されず、例えば、支持体などに取り付けてもよい。
【００６９】
［他の実施形態］
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の範疇に含まれる。
【００７０】
また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用されてもよいし、単体の装置に適用されてもよい。さらに、本発明は、実施形態の機能を実現する情報処理プログラムが、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給される場合にも適用可能である。したがって、本発明の機能をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラム、あるいはそのプログラムを格納した媒体、そのプログラムをダウンロードさせるＷＷＷ(World Wide Web)サーバも、本発明の範疇に含まれる。特に、少なくとも、上述した実施形態に含まれる処理ステップをコンピュータに実行させるプログラムを格納した非一時的コンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）は本発明の範疇に含まれる。
【図１】
2018013949.tif 000003
【図２Ａ】
2018013949.tif 000004
【図２Ｂ】
2018013949.tif 000005
【図２Ｃ】
2018013949.tif 000006
【図２Ｄ】
2018013949.tif 000007
【図２Ｅ】
2018013949.tif 000008
【図２Ｆ】
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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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
2018013949.tif 000018
【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
2018013949.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成29年9月13日(2017.9.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠隔操作可能な移動体であって、
回転して飛行のための推進力を発生させるプロペラと、
前記プロペラを支持する機体と、
画像を撮像する撮像用センサと、
障害物を検知する検知手段と、
を備え、
前記検知手段は、
焦点距離及びフォーカス位置が固定された魚眼レンズと、
位相差検出センサと、
を含む移動体。
【請求項２】
前記検知手段により、前記障害物を検知した場合、アラートメッセージを出力する出力手段をさらに備えた請求項１に記載の移動体。
【請求項３】
前記検知手段は、
前記位相差検出センサの出力に基づいて、前記魚眼レンズに写り込んだ被写体と、前記移動体との間の距離を算出する算出手段と、
前記距離が所定距離以内の場合には、前記被写体を前記障害物と判定する判定手段と、
をさらに含む請求項１または２に記載の移動体。
【請求項４】
前記所定距離は、前記魚眼レンズの被写界深度に基づいて設定される請求項３に記載の移動体。
【請求項５】
前記位相差検出センサは、複数の画素を有し、
前記算出手段は、複数の前記画素ごとに前記距離を算出する請求項３または４に記載の移動体。
【請求項６】
前記検知手段は、さらに、前記被写体の大きさを検出する検出手段を含み、
前記判定手段は、さらに、前記大きさが所定大きさ以上の場合には、前記被写体を前記障害物と判定する請求項３乃至５のいずれか１項に記載の移動体。
【請求項７】
前記魚眼レンズは、前記機体の進行方向と交わる方向において、少なくとも１つ取り付けられている請求項１乃至６のいずれか１項に記載の移動体。
【請求項８】
前記魚眼レンズは、前記機体の進行方向と平行な方向において、少なくとも１つ取り付けられている請求項１乃至７のいずれか１項に記載の移動体。
【請求項９】
前記魚眼レンズは、前記機体に設けられた支持体に少なくとも１つ取り付けられている請求項１乃至８のいずれか１項に記載の移動体。
【請求項１０】
障害物を検知する検知手段であって、焦点距離及びフォーカス位置が固定された魚眼レンズと位相差検出センサとを含む検知手段を備えた移動体の障害物検知方法であって、
前記位相差検出センサが、前記魚眼レンズに写り込んだ被写体と、前記移動体との間の距離を算出する算出ステップと、
前記検知手段が、前記距離が所定距離以内の場合には、前記被写体を前記障害物と判定する判定ステップと、
を含む移動体の障害物検知方法。
【請求項１１】
障害物を検知する検知手段であって、焦点距離及びフォーカス位置が固定された魚眼レンズと位相差検出センサとを含む検知手段を備えた移動体の障害物検知プログラムであって、
前記位相差検出センサが、前記魚眼レンズに写り込んだ被写体と、前記移動体との間の距離を算出する算出ステップと、
前記検知手段が、前記距離が所定距離以内の場合には、前記被写体を前記障害物と判定する判定ステップと、
をコンピュータに実行させる移動体の障害物検知プログラム。