(57)【要約】【課題】ユーザが指定する任意の位置に移動体を精度良く移動させる。【解決手段】移動体は、第一の地点の情報を受信する第一の受信機を有する。第二の受信機が設置されている第二の地点から第一の地点に対する第一の相対位置データを取得する。第一領域を撮像して画像を取得する。第一領域上の第三の地点の画像上における情報を取得する。第一の地点から第三の地点に対する第三の相対位置データを算出し、第一の相対位置データと第三の相対位置データとを用いて、第二の地点から第三の地点に対する第二の相対位置データを算出する。【選択図】図３
2018021865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の地点の情報を受信する第一の受信機と、
第二の受信機が設置されている第二の地点から前記第一の地点に対する第一の相対位置データを取得する第一取得部と、
第一領域を撮像して画像を取得する撮像部と、
前記第一領域上の第三の地点の前記画像上における情報を取得する第二取得部と、
前記第一の地点から前記第三の地点に対する第三の相対位置データを算出し、
前記第一の相対位置データと前記第三の相対位置データとを用いて、前記第二の地点から前記第三の地点に対する第二の相対位置データを算出する算出部と
を有する、移動体。
【請求項２】
前記算出部は、
前記第一の地点に対応する地上点から前記第三の地点に対応する地上点までの、第一方向の第一長さと、
前記第一の地点に対応する地上点から前記第三の地点に対応する地上点までの、前記第一方向に交わる第二方向の第二長さと、
を用いて前記第三の相対位置データを算出する、請求項１に記載の移動体。
【請求項３】
前記第一領域を撮像したときの前記移動体の高度を取得する第三取得部をさらに有し、
前記算出部は、前記高度を用いて前記第三の相対位置データを算出する、請求項１又は２に記載の移動体。
【請求項４】
前記算出部は、前記第三取得部で取得した前記移動体の高度と、前記第三の地点に対応する高さとの差である第三長さをさらに用いて前記第三の相対位置データを算出する、請求項３に記載の移動体。
【請求項５】
前記第三の地点に対応する高さは、あらかじめ指定された高さである、請求項４に記載の移動体。
【請求項６】
前記第三取得部は、気圧計又はレーザを用いて前記高度を取得する、請求項３または４に記載の移動体。
【請求項７】
前記高度は、前記第一領域の地表面と前記移動体との間の距離である、請求項５又は６に記載の移動体。
【請求項８】
前記撮像部又は前記移動体の姿勢を示す姿勢情報を取得する第四取得部をさらに有する、請求項２から７のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項９】
前記算出部は、前記画像内における前記第一の地点を、前記姿勢情報に基づいて決定する、請求項８に記載の移動体。
【請求項１０】
前記算出部は、前記姿勢情報に含まれる方位角に基づいて、前記画像内における前記第一の地点を決定する、請求項９に記載の移動体。
【請求項１１】
前記第四取得部は、加速度センサまたはジャイロセンサのデータに基づいて前記姿勢情報を取得する、請求項８から１０のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項１２】
前記撮像部の姿勢を制御する第一制御部をさらに有し、
前記第一制御部は、前記撮像部が前記第一領域と交わる姿勢となるように前記撮像部の姿勢を制御する、請求項８から１１のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項１３】
前記算出部は、前記撮像部の撮像センサの解像度を用いて前記第一長さ及び前記第二長さを算出する、請求項２に記載の移動体。
【請求項１４】
前記算出部は、前記撮像部の画角を用いて前記第一長さ及び前記第二長さを算出する、請求項２に記載の移動体。
【請求項１５】
前記第一の相対位置データは、前記第二の地点から前記第一の地点を結ぶベクトルであり、前記第二の相対位置データは、前記第二の地点から前記第三の地点を結ぶベクトルであり、前記第三の相対位置データは、前記第一の地点から前記第三の地点を結ぶベクトルである、請求項１から１４のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項１６】
前記第一の受信機は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）を用いて前記第一の地点の情報を受信する、請求項１から１５のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項１７】
前記第一の相対位置データは、前記第一の受信機が受信した前記ＧＮＳＳからの測位信号と、前記第二の受信機が受信した前記ＧＮＳＳからの測位信号との差に基づいて求められる、請求項１６に記載の移動体。
【請求項１８】
前記第一の相対位置データは、前記第一の受信機が受信した前記ＧＮＳＳからの測位信号の搬送波の位相と、前記第二の受信機が受信した前記ＧＮＳＳからの測位信号の搬送波の位相との差に基づいて求められる、請求項１６に記載の移動体。
【請求項１９】
位置を示すデータを外部から受信する受信部をさらに有し、
前記第二取得部は、前記受信部で受信された前記データに基づいて、前記画像内における前記第三の地点の情報を取得する、請求項１から１８のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項２０】
前記撮像部による撮像によって取得された画像をリモートコントローラに送信する送信部をさらに有し、
前記受信部は、前記リモートコントローラから送信される前記位置を示すデータを受信する、請求項１９に記載の移動体。
【請求項２１】
前記送信部から送信される画像は、前記第一領域を撮像した複数の画像を合成することで得られる画像である、請求項２０に記載の移動体。
【請求項２２】
前記算出部が算出した第二の相対位置データを少なくとも１つ記録する記録部をさらに有する、請求項１から２１のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項２３】
前記移動体は、無人航空機である、請求項１から２２のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項２４】
前記第一領域を撮像した画像は、前記無人航空機が、空中に位置しているときに撮像された画像である、請求項２３に記載の移動体。
【請求項２５】
前記第二の相対位置データによって特定される地点に前記移動体を移動させる第二の制御部をさらに有する、請求項１から２４のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項２６】
複数の前記第三の地点を結ぶ線を前記移動体が通過しないように制御する第三の制御部をさらに有する、請求項１から２５のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項２７】
前記第二の受信機は、任意の地点に固定して設置されている、請求項１から２６のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項２８】
前記第二の地点が変更された場合、前記算出部は、前記第二の相対位置データを再度算出する、請求項１から２７のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項２９】
前記第一領域は、地表面または構造物の側面である、請求項１から２８のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項３０】
第一の地点の情報を受信する第一の受信機を備える移動体の制御方法であって、
第二の受信機が設置されている第二の地点から前記第一の地点に対する第一の相対位置データを取得するステップと、
第一領域を撮像して画像を取得するステップと、
前記第一領域上の第三の地点の前記画像上における情報を取得するステップと、
前記第一の地点から前記第三の地点に対する第三の相対位置データを算出するステップと、
前記第一の相対位置データと前記第三の相対位置データとを用いて、前記第二の地点から前記第三の地点に対する第二の相対位置データを算出するステップと
を有する、移動体の制御方法。
【請求項３１】
第一の地点の情報を受信する第一の受信機を備える移動体を制御するプログラムであって、
第二の受信機が設置されている第二の地点から前記第一の地点に対する第一の相対位置データを取得するステップと、
第一領域を撮像して画像を取得するステップと、
前記第一領域上の第三の地点の前記画像上における情報を取得するステップと、
前記第一の地点から前記第三の地点に対する第三の相対位置データを算出するステップと、
前記第一の相対位置データと前記第三の相対位置データとを用いて、前記第二の地点から前記第三の地点に対する第二の相対位置データを算出するステップと
をコンピュータに実行させる、移動体を制御するプログラム。
【請求項３２】
移動体とリモートコントローラに関する制御システムであって、
前記移動体は、
第一の地点の情報を受信する第一の受信機と、
第二の受信機が設置されている第二の地点から前記第一の地点に対する第一の相対位置データを取得する第一取得部と、
第一領域を撮像して画像を取得する撮像部と、
前記画像をリモートコントローラに送信する送信部と、
前記第一領域上の第三の地点の前記画像上における情報を前記リモートコントローラから受信する受信部と、
前記第一の地点から前記第三の地点に対する第三の相対位置データを算出し、
前記第一の相対位置データと前記第三の相対位置データとを用いて、前記第二の地点から前記第三の地点に対する第二の相対位置データを算出する算出部と
を有し、
前記リモートコントローラは、前記移動体と通信することで前記移動体を制御する、
制御システム。
【請求項３３】
第一の地点を受信する第一の受信機を有する移動体によって第一領域が撮像されることで得られた画像を前記移動体から受信する受信部と、
前記第一領域上の第三の地点の前記画像上における情報を指定する指定部と、
前記第一の地点から前記第三の地点に対する第三の相対位置データを算出し、
第二の受信機が設置されている第二の地点から前記第一の地点に対する第一の相対位置データと前記第三の相対位置データとを用いて、前記第二の地点から前記第三の地点に対する第二の相対位置データを算出する算出部と
を有する、情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無人航空機（ＵＡＶ：Unmanned aerial vehicle）などに代表されるような移動体に関する技術である。より詳細にはユーザが指定した位置に移動体が移動する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無人航空機の経路をユーザが指定し、指定された経路をＵＡＶが自動飛行する技術が提案されている。一般的に、ＵＡＶは、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機を備えている。ＵＡＶは、ＧＮＳＳを用いて目的地を認識したり、目的地までの経路を認識したりする。
【０００３】
ＵＡＶに搭載されたＧＮＳＳ受信機のみを用いた単独測位による位置認識の精度は高くない。例えば、単独測位による位置認識では、数メートルから数十メートルの誤差がある。したがって、単独測位による位置認識を行う場合、ＵＡＶが正確な位置に飛行することは難しい。
【０００４】
一方、複数の受信機を用いた複数測位によって、単独測位による位置認識よりも精度の高い位置認識を行う技術がある。複数測位の例として、例えば他の基地局で行った単独測位の情報を補正情報として用いるＤＧＰＳ（Differential GPS）と呼ばれる相対測位方式が行われている。相対測位方式の１つとして、搬送波の位相を利用して受信機の位置を計測するＲＴＫ（Real Time Kinematic）と呼ばれる技術がある。特許文献１には、ＧＰＳの搬送波位相を利用して受信機の位置を計測する、上述したＲＴＫに関する技術が開示されている。ＲＴＫ技術を用いると、移動体と基地局との間の相対位置を高精度に算出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２９４０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＲＴＫ技術を用いることで移動体の位置を単独測位の場合に比べて高精度に算出できたとしても、ユーザが指定する任意の位置に移動体が精度良く移動できるとは限らない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る移動体は、第一の地点の情報を受信する第一の受信機と、第二の受信機が設置されている第二の地点から第一の地点に対する第一の相対位置データを取得する第一取得部と、第一領域を撮像して画像を取得する撮像部と、第一領域上の第三の地点の画像上における情報を取得する第二取得部と、第一の地点から第三の地点に対する第三の相対位置データを算出し、第一の相対位置データと第三の相対位置データとを用いて、第二の地点から第三の地点に対する第二の相対位置データを算出する算出部とを有する構成とすることができる。
【０００８】
この形態によれば、撮像された時点における第一領域を現している画像を用いて、第一の地点から第三の地点に対する第三の相対位置データが算出される。このような画像を用いて第一領域上の第三の地点を特定することで、第一の地点から第三の地点に対する第三の相対位置データを精度良く算出できる。第一の相対位置データは、第一の受信機が単独測位で第一の受信機の位置を測定する場合よりも精度が高い。このように精度が高い第一の相対位置データと第三の相対位置データとを用いて算出される第二の相対位置データもまた、第一の相対位置データ及び第三の相対位置データと同等の精度を有する。
【０００９】
本発明の一実施形態においては、算出部は、第一の地点に対応する地上点から第三の地点に対応する地上点までの、第一方向の第一長さと、第一の地点に対応する地上点から第三の地点に対応する地上点までの、上記第一方向に交わる第二方向の第二長さと、を用いて第三の相対位置データを算出してもよい。
【００１０】
本発明の一実施形態においては、移動体は、第一領域を撮像したときの移動体の高度を取得する第三取得部をさらに有してもよい。算出部は、このような高度を用いて第三の相対位置データを算出してもよい。
【００１１】
本発明の一実施形態においては、算出部は、第三取得部で取得した移動体の高度と、第三の地点に対応する高さとの差である第三長さをさらに用いて第三の相対位置データを算出してもよい。
【００１２】
本発明の一実施形態においては、第三の地点に対応する高さは、あらかじめ指定された高さであってよい。
【００１３】
本発明の一実施形態においては、第三取得部は、気圧計又はレーザを用いて高度を取得してもよい。
【００１４】
本発明の一実施形態においては、上記の高度は、第一領域の地表面と移動体との間の距離であってもよい。
【００１５】
本発明の一実施形態においては、撮像部又は移動体の姿勢を示す姿勢情報を取得する第四取得部をさらに有してもよい。
【００１６】
本発明の一実施形態においては、算出部は、画像内における第一の地点を、姿勢情報に基づいて決定してもよい。
【００１７】
本発明の一実施形態においては、算出部は、姿勢情報に含まれる方位角に基づいて画像内における第一の地点を決定してもよい。
【００１８】
本発明の一実施形態においては、姿勢取得部は、加速度センサまたはジャイロセンサのデータに基づいて姿勢情報を取得してもよい。
【００１９】
本発明の一実施形態においては、移動体は撮像部の姿勢を制御する第一制御部をさらに有してもよい。第一制御部は、撮像部が第一領域と交わる姿勢となるように撮像部の姿勢を制御してもよい。
【００２０】
本発明の一実施形態においては、算出部は、撮像部の撮像センサの解像度を用いて第一長さ及び第二長さを算出してもよい。
【００２１】
本発明の一実施形態においては、算出部は、撮像部の画角を用いて第一長さ及び第二長さを算出してもよい。
【００２２】
本発明の一実施形態においては、第一の相対位置データは第二の地点から第一の地点を結ぶベクトルであってもよい。第二の相対位置データは、第二の地点から第三の地点を結ぶベクトルであってもよい。第三の相対位置データは、第一の地点から第三の地点を結ぶベクトルであってもよい。
【００２３】
本発明の一実施形態においては、第一の受信機は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）を用いて第一の地点の情報を受信してもよい。
【００２４】
本発明の一実施形態においては、第一の相対位置データは、第一の受信機が受信したＧＮＳＳからの測位信号と、第二の受信機が受信したＧＮＳＳからの測位信号との差に基づいて求められてもよい。
【００２５】
本発明の一実施形態においては、第一の相対位置データは、第一の受信機が受信したＧＮＳＳからの測位信号の搬送波の位相と、第二の受信機が受信したＧＮＳＳからの測位信号の搬送波の位相との差に基づいて求められてもよい。
【００２６】
本発明の一実施形態においては、移動体は、位置を示すデータを外部から受信する受信部をさらに有してもよい。第二取得部は、受信部で受信されたデータに基づいて、画像内における第三の地点を取得してもよい。
【００２７】
本発明の一実施形態においては、撮像部による撮像によって取得された画像をリモートコントローラに送信する送信部をさらに有してもよい。受信部は、リモートコントローラから送信される位置を示すデータを受信してもよい。
【００２８】
本発明の一実施形態においては、送信部から送信される画像は、第一領域を撮像した複数の画像を合成することで得られる画像であってもよい。
【００２９】
本発明の一実施形態においては、算出部が算出した第二の相対位置データを少なくとも１つ記録する記録部をさらに有してもよい。
【００３０】
本発明の一実施形態においては、移動体は、無人航空機であってよい。
【００３１】
本発明の一実施形態においては、第一領域を撮像した画像は、無人航空機が、空中に位置しているときに撮像された画像であってよい。
【００３２】
本発明の一実施形態においては、移動体は、第二の相対位置データによって特定される地点に移動体を移動させる第二の制御部をさらに有してもよい。
【００３３】
本発明の一実施形態においては、移動体は、複数の第三の地点を結ぶ線を移動体が通過しないように制御する第三の制御部をさらに有してもよい。
【００３４】
本発明の一実施形態においては、第二の受信機は、任意の地点に固定して設置されていてもよい。
【００３５】
本発明の一実施形態においては、第二の地点が変更された場合、算出部は、第二の相対位置データを再度算出してもよい。
【００３６】
本発明の一実施形態においては、第一領域は、地表面または構造物の側面であってもよい。
【００３７】
本発明の一実施形態に係る制御方法は、第一の地点の情報を受信する第一の受信機を備える移動体の制御方法である。この移動体の制御方法は、第二の受信機が設置されている第二の地点から第一の地点に対する第一の相対位置データを取得するステップと、第一領域を撮像して画像を取得するステップと、第一領域上の第三の地点の画像上における情報を取得するステップと、第一の地点から第三の地点に対する第三の相対位置データを算出するステップと、第一の相対位置データと第三の相対位置データとを用いて、第二の地点から第三の地点に対する第二の相対位置データを算出するステップとを有する。
【００３８】
本発明の一実施形態に係るプログラムは、第一の地点の情報を受信する第一の受信機を備える移動体を制御するプログラムである。このプログラムは、第二の受信機が設置されている第二の地点から第一の地点に対する第一の相対位置データを取得するステップと、第一領域を撮像して画像を取得するステップと、第一領域上の第三の地点の画像上における情報を取得するステップと、第一の地点から第三の地点に対する第三の相対位置データを算出するステップと、第一の相対位置データと第三の相対位置データとを用いて、第二の地点から第三の地点に対する第二の相対位置データを算出するステップとをコンピュータに実行させる。
【００３９】
本発明の一実施形態に係る制御システムは、移動体とリモートコントローラに関する制御システムである。移動体は、第一の地点の情報を受信する第一の受信機と、第二の受信機が設置されている第二の地点から第一の地点に対する第一の相対位置データを取得する第一取得部と、第一領域を撮像して画像を取得する撮像部と、画像をリモートコントローラに送信する送信部と、第一領域上の第三の地点の画像上における情報をリモートコントローラから受信する受信部と、第一の地点から第三の地点に対する第三の相対位置データを算出し、第一の相対位置データと第三の相対位置データとを用いて、第二の地点からの第三の地点に対する第二の相対位置データを算出する算出部とを有する。リモートコントローラは、移動体と通信することで移動体を制御する。
【００４０】
本発明の一実施形態に係る情報処理装置は、第一の地点の情報を受信する第一の受信機を有する移動体によって第一領域が撮像されることで得られた画像を移動体から受信する受信部と、第一領域上の第三の地点の画像上における情報を指定する指定部と、第一の地点から第三の地点に対する第三の相対位置データを算出し、第二の受信機が設置されている第二の地点から第一の地点に対する第一の相対位置データと第三の相対位置データとを用いて、第二の地点から第三の地点に対する第二の相対位置データを算出する算出部とを有する。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、ユーザが指定する任意の位置に移動体が精度良く移動することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】ＵＡＶの外観の一例を示す図である。
【図２】ＵＡＶの構成の一例を示すブロック図である。
【図３】実施形態の概要を説明する図である。
【図４】俯瞰写真の一例を示す図である。
【図５】ＵＡＶ制御部の一例を示すブロック図である。
【図６】相対位置３０７を算出する例を説明する図である。
【図７】相対位置３０７を算出する別の例を説明する図である。
【図８】フローチャートの一例を示す図である。
【図９】実施形態の概要を説明する図である。
【図１０】実施形態の概要を説明する図である。
【図１１】飛行位置（way point）を説明する図である。
【図１２】ＲＴＫの概要を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の実施形態において説明する構成は一例に過ぎず、本発明は図示された構成に限定されるものではない。図示された構成の一部を別の構成に置き換えてもよい。
【００４４】
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、特許庁のファイルまた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。
【００４５】
実施形態の説明に先立って、移動体としてＵＡＶを用いる場合を例に挙げて説明する。ＵＡＶの経路をユーザが指定し、指定された経路をＵＡＶが自動飛行する形態を例に説明する。その上で、従来行われているようにＲＴＫ技術を用いたとしても、ユーザが指定する任意の位置を移動体が精度良く特定することができないことを説明する。
【００４６】
図１１は、土地上空から撮像された航空地図の例を示す図である。この航空地図は、例えば各種のポータルサイトや地図会社によってクラウド上で提供される地図である。図１１に示す地図は、ＵＡＶを制御するリモートコントローラ上に表示されることができる。リモートコントローラ上に表示される地図上でユーザがway pointと呼ばれる飛行位置１１０１を指定する。飛行位置１１０１は、ユーザが任意に指定することができる。ユーザによってway pointとして飛行位置１１０１が指定されると、リモートコントローラは地図情報を用いて飛行位置１１０１の座標を、ＧＮＳＳの座標（緯度、経度）に変換する。なお、高度はユーザが任意に指定することができる。以下、ＧＮＳＳの座標が示す位置（高度を含む）を絶対位置と呼ぶ。ユーザによって指定された位置の絶対位置はリモートコントローラからＵＡＶに送られる。
【００４７】
ＵＡＶは、ユーザがway pointとして指定した絶対位置に向けてＧＮＳＳ受信機を用いて自動飛行する。ＵＡＶによる単独測位は前述のように精度が低いので、自動飛行においては、複数測位による位置の算出が行われる。複数測位の例としてＲＴＫを用いる場合を説明する。
【００４８】
図１２は、ＲＴＫを説明する概念図である。ＲＴＫを用いた位置測位システムでは、移動体１２０１と固定基地局１２０２とが用いられる。移動体１２０１も固定基地局１２０２も、ＧＮＳＳ受信機をそれぞれ備える。ここでは、移動体はＵＡＶであるものとする。ＲＴＫ技術においては、移動体１２０１においてＧＮＳＳの搬送波を受信する。固定基地局１２０２においてもＧＮＳＳの搬送波を受信する。固定基地局１２０２において受信した搬送波の位相が移動体１２０１に送信される。移動体１２０１は、移動体１２０１において受信した搬送波の位相と固定基地局１２０２から送信される位相との差を用いて、移動体１２０１の、固定基地局１２０２からの相対位置を算出する。ＲＴＫでは、例えば数センチメートルの誤差範囲内という精度で固定基地局１２０２からの移動体１２０１の相対位置を算出することができる。ＲＴＫでは、単独測位の場合よりも高い精度で相対位置を算出できる。固定基地局１２０２の正確なＧＮＳＳ絶対位置が既知であれば、ＲＴＫ技術を用いることによって、移動体１２０１の絶対位置も算出することができる。
【００４９】
ＲＴＫ技術によって高精度化されるのは、あくまでも移動体１２０１の、固定基地局１２０２からの相対位置である。固定基地局１２０２の絶対位置が既知であれば移動体１２０１の絶対位置もＲＴＫ技術によって算出することはできる。しかしながら、固定基地局１２０２の絶対位置を求めるのは実際には時間や手間がかかる。全ての固定基地局１２０２の絶対位置が既知であるわけではない。
【００５０】
仮に利用対象の固定基地局１２０２の絶対位置が既知であり、移動体１２０１の絶対位置が算出できたとしても、移動体１２０１が、ユーザが指定する任意の位置を精度良く特定することができるとは限らない。ユーザがway pointを指定する際に使用する航空地図データには、誤差が含まれる。例えば、地震などによって絶対位置は変わり得るものであるからである。さらには、クラウド上で提供される航空地図データ自体の解像度は低い。クラウド上で提供される航空地図データは、一般には１画素あたり数メートル以上数十メートル以下の解像度のデータである。このため、ユーザが指定するway pointの位置の分解能は、この航空地図データの解像度に制限されることになり、正確な位置の指定は困難である。したがって、仮に固定基地局１２０２の絶対位置が既知であり移動体１２０１の絶対位置が算出できたとしても、ユーザが航空地図上で指定するway pointが、実際の現場の正確な位置に対応していない場合がある。
【００５１】
かかる事情により、ユーザが指定した任意の位置を移動体において精度良く特定することができないという問題がある。以下では、ユーザが指定した位置を移動体において精度良く特定することを可能にする実施形態について説明する。
【００５２】
以下、実施形態の理解を容易にするために、実施形態の適用例を簡単に説明する。
【００５３】
例えば、ＵＡＶに備えられている撮像装置を用いて映像撮像を行うことができる。この場合、ユーザはway pointを指定して経路をＵＡＶに予め設定する。ＵＡＶは、設定された経路を自動飛行するので、ユーザは撮像装置の制御に専念することができる。
【００５４】
他の例として、農地における農薬散布が挙げられる。ユーザは、自身の管理する土地の境界をway pointとして指定して、経路をＵＡＶに設定する。そして、ユーザはＵＡＶに農薬を搭載する。ＵＡＶは、土地の範囲内を飛行し、農薬を適宜散布する。
【００５５】
他の例として、土地の監視が挙げられる。ユーザは、監視目的のために、所定の監視ルートをway pointとして指定する。ＵＡＶは、指定されたway pointに従った経路を定期的に飛行する。
【００５６】
上述したいずれの例においても、way pointとして指定する位置の正確性が求められる。例えば、農地における農薬の散布の場合には、道路一本隔てた隣地に農薬を散布することは好ましくない。数メートル以上数十メートル以下ほどの誤差があると、隣地の農薬を散布してしまう事態が生じる可能性がある。したがって、ＵＡＶを用いたway pointの指定においては、ユーザの意図した位置から現実の地点までの誤差をできるだけ小さくするように、位置認識の精度を高める処理が求められる。
【００５７】
図１は、本実施形態に係るＵＡＶ１０１の外観の一例を示す図である。ＵＡＶ１０１は、ＵＡＶ本体１１０、複数の回転翼１２０、ジンバル１３０、および撮像装置１４０、１５０を備える。
【００５８】
複数の回転翼１２０の回転が制御されることにより、ＵＡＶ本体１１０の飛行が制御される。一実施形態においては回転翼１２０を有するＵＡＶ１０１を例に挙げて説明する。例えばＵＡＶ１０１は、４つの回転翼１２０を有する構成とすることができる。回転翼１２０の数は４つに限定されるものではない。回転翼１２０の数は任意の数であってもよい。ＵＡＶ１０１は、回転翼を有さない固定翼を有するＵＡＶであってもよい。ＵＡＶ１０１は、回転翼および固定翼のどちらも有するＵＡＶであってもよい。
【００５９】
ジンバル１３０は、撮像装置１４０をＵＡＶ本体１１０に回転可能に支持する。ジンバルは、例えばヨー軸、ピッチ軸、及びロール軸を中心に撮像装置１４０を回転制御することができる。
【００６０】
撮像装置（撮像部）１４０は、ＵＡＶ本体１１０の周囲の被写体を撮像して画像データを得る。撮像装置１４０は、ジンバル１３０によって回転可能に制御される。
【００６１】
複数の撮像装置１５０は、ＵＡＶ１０１の飛行を制御するためのセンシングカメラとすることができる。例えば、ＵＡＶ本体１１０の機首である正面に２つの撮像装置１５０が備えられていてもよい。ＵＡＶ本体１１０の底面に２つの撮像装置１５０が備えられていてもよい。２つの撮像装置１５０のペアによって撮像された画像の視差を用いることによって、ＵＡＶ本体１１０の周囲の距離を求めることができる。撮像装置１５０のペアは、機首、機尾、側面、底面、及び天井面の少なくとも１つに備えられていてもよい。
【００６２】
図２は、本実施形態に係るＵＡＶ１０１の構成のブロック図の一例を示す図である。ＵＡＶ１０１は、ＵＡＶ全体の制御を行うＵＡＶ制御部２１０と、メモリ２２０と、通信インタフェース２３０とを有する。ＵＡＶ制御部２１０は、回転翼機構２４０、ジンバル１３０、および撮像装置１４０、１５０を制御可能である。
【００６３】
ＵＡＶ制御部２１０は、例えばメモリ２２０に格納されたソフトウェアプログラムに従ってＵＡＶ全体の制御を行う。ＵＡＶ制御部２１０は、通信インタフェース２３０を通じてリモートコントローラ端末などから受信した指示に従って、ＵＡＶ全体の制御を行う。例えばＵＡＶ制御部２１０は、ＵＡＶの飛行の制御を行ったり、撮像装置１４０の撮像制御を行ったりする。ＵＡＶ制御部２１０は、例えばＣＰＵ、ＭＰＵ等のマイクロプロセッサ、ＭＣＵ等のマイクロコントローラ等により構成することができる。
【００６４】
メモリ２２０は、ＵＡＶ全体の制御を行うソフトウェアプログラムを格納してもよい。メモリ２２０は、ＵＡＶ１０１の各種のログ情報、撮像装置１４０、１５０が撮像した画像データなどの各種のデータおよび情報を格納してもよい。メモリとしては、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を用いることができる。例えば、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＵＳＢメモリなどのフラッシュメモリを用いることができる。メモリ２２０は、ＵＡＶ１０１の筐体に設けられてもよい。メモリ２２０はＵＡＶ１０１から取り外し可能であってもよい。
【００６５】
通信インタフェース２３０は、無線通信によってリモートコントローラ端末からの指示を受信したり、ＵＡＶ１０１のメモリに格納されている各種のデータおよび情報を送信したりすることができる。通信インタフェース２３０は、ＧＮＳＳ測位システムからの信号を受信することもできる。
【００６６】
撮像装置１４０、１５０は、レンズおよび撮像センサを少なくとも含む構成とすることができる。撮像装置１４０、１５０は、ＵＡＶ１０１の周囲の被写体を撮像して画像データを得る。
【００６７】
回転翼機構２４０は、複数の回転翼１２０と、複数の回転翼１２０を回転させる複数の駆動モータとを含む構成とすることができる。
【００６８】
ＵＡＶ１０１は、気圧計や、レーザ、加速度、ジャイロ等の各種のセンサを有してもよい。ＵＡＶ１０１はその他の装置、機構などを備えることができる。
【００６９】
図３は、本実施形態の概要を説明する図である。本実施形態におけるシステム（制御システム）は、ＵＡＶ１０１、ＲＴＫ基地局３０２、およびリモートコントローラ３１０を有する。ＵＡＶ１０１およびＲＴＫ基地局３０２は、いずれもＧＮＳＳ受信機を有している。ＵＡＶ１０１は、ＲＴＫ技術を用いる。これによりＵＡＶ１０１は、ＲＴＫ基地局３０２からの相対位置を精度良く取得可能である。例えば、ＵＡＶ１０１はＲＴＫ基地局３０２から１０ｋｍ以上２０ｋｍ以下で相対位置を精度良く取得可能である。この距離は一例であり、この距離に限定されない。
【００７０】
ＵＡＶ１０１は、撮像装置１４０を有する。ＵＡＶ１０１は撮像装置１４０を用いてＵＡＶ１０１の周囲の被写体を撮像することが可能である。一実施形態では主にＵＡＶ１０１を移動体の例に挙げて説明するが、ＧＮＳＳ受信機を有する移動体であればいずれの移動体であってもよい。無人である必要もなく、有人の移動体であってもよい。
【００７１】
図４は、撮像装置１４０で撮像した画像を示す図である。一実施形態においては、ＵＡＶ１０１によって撮像された図４で示す画像上においてユーザが飛行位置（way point）を指定する。ユーザは、リモートコントローラ３１０を通じてway pointを指定することができる。ユーザは、ＵＡＶ１０１の目的地又は経由地等をway pointとして指定することができる。ＵＡＶ１０１は、ＲＴＫ基地局３０２が設置されている地点（第二の地点）３０４からＵＡＶ１０１が画像を撮像した地点（第一の地点）３０３に対する第一の相対位置３０６（図３参照）を示す第一の相対位置データを求める。ＵＡＶ１０１は、ＵＡＶ１０１が画像を撮像した地点（第一の地点）３０３からユーザによってway point（飛行位置）として指定された地点（第三の地点）３０５に対する第三の相対位置３０７を示す第三の相対位置データを求める。このように求めた第一の相対位置データと第三の相対位置データとに基づいて、ＵＡＶ１０１は、ＲＴＫ基地局３０２が設置されている地点（第二の地点）３０４からユーザによってway pointとして指定された地点（第三の地点）３０５に対する第二の相対位置３０８を示す第二の相対位置データを算出する。そして、ＵＡＶ１０１は、算出された第二の相対位置３０８を示す第二の相対位置データを用いてＲＴＫ技術に従って飛行制御をする。詳細な説明については後述する。
【００７２】
図５は、一実施形態に係るＵＡＶ制御部２１０の構成のブロック図の一例を示す図である。ＵＡＶ制御部２１０は、撮像制御部５１０、送信部５２０、相対ＧＮＳＳ位置取得部５３０、高度取得部５４０、姿勢取得部５５０、受信部５６０、位置算出部５７０、および記録部５８０を有する。ＵＡＶ１０１は、図示しないが、複数の画像を合成する画像処理を行う画像処理部を有してもよい。ＵＡＶ制御部２１０が有する各部は、ハードウェア、ファームウェア、およびソフトウェアのいずれかで構成されることができる。
【００７３】
撮像制御部５１０は、撮像装置１４０、１５０の撮像制御を行う。撮像制御部５１０は、撮像装置１４０の姿勢を制御する姿勢制御部（第一制御部）を含んでよい。撮像制御部（姿勢制御部）５１０は、ジンバル１３０を制御して撮像装置１４０の姿勢を回転制御してもよい。撮像制御部（姿勢制御部）５１０は、姿勢取得部５５０によって取得された姿勢情報に基づいて撮像装置１４０の向きを制御してもよい。例えば、撮像装置１４０の光軸の向きがＵＡＶ１０１の鉛直下向きでない場合には、ＵＡＶ１０１の鉛直下向きの被写体を撮像するようにジンバル１３０を制御して撮像装置１４０の光軸の向きを変更するような制御が行われてもよい。
【００７４】
送信部５２０は、通信インタフェース２３０を通じてリモートコントローラ３１０などの外部装置に対して各種の情報およびデータを送信することができる。例えば、送信部５２０は、撮像制御部５１０による制御に従って撮像された俯瞰写真の画像データをリモートコントローラ３１０に送信することができる。
【００７５】
送信部５２０は、撮像された複数の画像が画像処理部によって合成された俯瞰写真（オルソ写真）の画像データをリモートコントローラ３１０に送信してもよい。送信部５２０は、リモートコントローラ３１０などの外部装置でオルソ写真を生成させるために、撮像された複数の画像の画像データをリモートコントローラ３１０に送信してもよい。
【００７６】
送信部５２０は、相対位置データの算出に必要なデータや情報などをリモートコントローラ３１０に送信してもよい。以下で説明する実施形態では、ＵＡＶ１０１において第二の相対位置データを算出する形態を説明するが、必ずしもＵＡＶ１０１で実行されなくてもよい。例えば、リモートコントローラ３１０で第二の相対位置データが算出されてもよい。リモートコントローラ３１０で第二の相対位置データを算出する際に必要なデータや情報などは、送信部５２０からリモートコントローラ３１０に送信されることができる。例えば送信部５２０は、ＲＴＫ基地局３０２が設置されている地点（第二の地点）３０４から、ＵＡＶ１０１が画像を撮像した地点（第一の地点）３０３に対する第一の相対位置３０６を示す第一の相対位置データをリモートコントローラ３１０に送信してもよい。送信部５２０は、画像を撮像した際の姿勢取得部５５０によって取得される姿勢情報及び高度取得部５４０によって取得される高度情報をリモートコントローラ３１０に送信してもよい。送信部５２０は、撮像装置１４０の画角及び撮像センサの解像度などをリモートコントローラ３１０に送信してもよい。
【００７７】
相対ＧＮＳＳ位置取得部（第一取得部）５３０は、ＲＴＫ基地局３０２に対するＵＡＶ１０１の現在の相対位置の情報を、例えばＲＴＫの測位方式を用いて取得する。相対ＧＮＳＳ位置取得部５３０は、ＧＮＳＳ受信機（第一の受信機）を含む構成でもよい。相対ＧＮＳＳ位置取得部５３０は、ＧＮＳＳ受信機によって受信されたＧＮＳＳの測位衛星からの信号の搬送波位相を利用した干渉測位方式を用いて受信機の位置を計測することができる。
【００７８】
相対ＧＮＳＳ位置取得部５３０は、ＲＴＫ基地局３０２から送信される基地局データを受信する基地局データ受信機を含む構成でもよい。基地局データは、ＲＴＫ基地局３０２におけるＧＮＳＳ受信機において受信された、ＧＮＳＳの測位衛星から送信される信号の搬送波位相のデータとすることができる。
【００７９】
測位衛星の信号を２台以上の受信機で同時に受信してその計測距離の差分を求めることで、受信機の間（すなわち、ＵＡＶ１０１とＲＴＫ基地局３０２との間）の相対位置を示す相対位置データを求めることができる。相対位置データとは、例えば受信機間を結ぶ基線ベクトルのことである。相対位置の算出は、搬送波の波数（整数値バイアス）を決定する処理を含む。整数値バイアスは、例えば２つの受信機においてそれぞれ単独測位で得られた観測データを用いて収束計算を行うことで決定される。整数値バイアスが決定された後は、相対ＧＮＳＳ位置取得部５３０は、ＧＮＳＳ受信機において受信した信号とＲＴＫ基地局３０２から送信される基地局データとに基づいて、ＲＴＫ基地局３０２とＵＡＶ１０１との間の相対位置をリアルタイムで高精度（例えば、数センチメートルの誤差の範囲内）に求めることができる。ＲＴＫ技術を用いると、信号伝搬経路の媒体特性による伝搬時間の変動や、衛星に搭載した送信機間の時計誤差などの誤差要因が、差分によりほぼ消去される。この結果、高精度の位置計測が容易に実現できる。
【００８０】
相対ＧＮＳＳ位置取得部５３０によって取得された第一の相対位置データは、位置算出部５７０に送られる。
【００８１】
高度取得部（第三取得部）５４０は、ＵＡＶ１０１の高度情報を取得する。高度取得部５４０は、例えば気圧計を用いて高度情報を取得することができる。一実施形態においては、地表面からＵＡＶ１０１までの間の距離（対地高度）を高度情報として扱ってもよい。高度取得部５４０は、電波高度計を用いて高度情報を取得してもよい。
【００８２】
高度取得部５４０は、レーザ光源とセンサとを備えてもよい。そして、レーザを地上に照射し、レーザが地上から反射されてセンサで検知されるまでの時間差によってＵＡＶ１０１と地表面との間の距離、すなわち、高度情報を求めもよい。一実施形態においては、精度の高い高度情報を求めることが好ましい。したがって、高度取得部５４０は、レーザを用いた高度情報を取得することが好ましい。しかしながら、一実施形態はレーザを用いた高度情報の取得に限定されるものではなく、上記の気圧計や電波高度計を用いる形態でもよいし、その他いずれの手法によって高度を取得してもよい。高度取得部５４０で取得した高度情報は、位置算出部５７０に送られる。
【００８３】
姿勢取得部（第四取得部）５５０は、ＵＡＶ１０１の姿勢情報を取得する。姿勢情報とは、例えばヨー軸、ピッチ軸、ロール軸の回転角度を示す情報である。姿勢取得部５５０は、加速度センサやジャイロセンサなどを用いてＵＡＶ１０１の姿勢情報を取得してよい。姿勢取得部５５０で取得した姿勢情報は位置算出部５７０に送られる。あるいは、地上に画像マーカーを配置しておき、撮像制御部５１０による制御に従って画像マーカーを撮像して画像処理を行ってもよい。このようにして得られた画像マーカーの位置から姿勢取得部５５０が姿勢情報を取得してもよい。
【００８４】
姿勢取得部５５０は、撮像制御部５１０から撮像装置１４０の姿勢情報を取得してもよい。つまり、姿勢取得部５５０は、ジンバル１３０によって制御されている撮像装置１４０の姿勢情報を取得してよい。
【００８５】
受信部（第二取得部）５６０は、通信インタフェース２３０を通じてリモートコントローラ３１０などの外部装置から各種の情報およびデータを受信して取得することができる。例えば、受信部５６０は、リモートコントローラ３１０の指定部において、ユーザが指定した画像上の位置の情報を受信することができる。ユーザが指定した位置のことを注目位置と呼ぶ。注目位置に関するデータは、注目位置の座標を示すデータ（例えば座標データ）であってもよい。注目位置は、撮像装置１４０によって撮像された画像内における任意の位置とすることができる。注目位置の座標を示すデータは、リモートコントローラ３１０またはＵＡＶ１０１において所定の高さを加えた三次元座標の位置に変換されてよい。座標変換は、例えば公知の行列変換処理を行うことで、ユーザ座標系からローカル座標系に変換するなどして行ってよい。注目位置の座標を示すデータは、送信部５２０からリモートコントローラ３１０に画像が送信されたことに応じて受信部５６０が受信してよい。受信部５６０は、受信した注目位置を示すデータを位置算出部５７０に送信する。位置算出部５７０は、受信部から送信される注目位置を示すデータに基づいて注目位置を決定する。
【００８６】
ここでは、受信部５６０は、注目位置を示すデータを受信すると説明したが、この例に限られるものではない。受信部５６０は、注目位置を示すデータと、ユーザが指定に用いた画像を識別するデータ（例えばファイル名）とを受信してもよい。そして、受信した画像を識別するデータと、注目位置を示すデータとを位置算出部５７０に送る形態でもよい。これにより、位置算出部５７０は、注目位置を示すデータが、どの画像のデータに対応するであるかを特定することができる。
【００８７】
あるいは、受信部５６０は、注目位置を示すデータと、注目位置の指定に用いられた画像の画像データとを受信してもよい。そして、受信部５６０は、受信した画像データと、注目位置を示すデータとを位置算出部５７０に送る形態でもよい。
【００８８】
このように、注目位置を示すデータが後述する位置算出部５７０で利用可能な形態であれば、いずれの形態を採用してもよい。換言すれば、画像内においてユーザが指定した注目位置を示すデータ（画像中の２次元の座標データ）が、位置算出部５７０で利用可能な形態であればいずれの形態を採用してもよい。以下では、送信部５２０による画像の送信に応じて、受信部５６０はリモートコントローラから注目位置のデータを受信するものとして説明をする。つまり、受信部５６０が受信した注目位置のデータに対応する画像は、位置算出部５７０において一意に特定されているものとして説明する。
【００８９】
受信部５６０は、ＵＡＶ１０１の飛行制御に用いるリモートコントローラ３１０から注目位置に関するデータを受信する例を挙げて説明したが、これに限られるものではない。ＵＡＶの飛行制御に用いるリモートコントローラ３１０とは別個の携帯端末などから送られるデータを受信する形態でもよい。
【００９０】
位置算出部５７０は、相対ＧＮＳＳ位置取得部５３０、高度取得部５４０、姿勢取得部５５０、及び受信部５６０から得られる情報に基づいて、第二の相対位置データを算出する。第二の相対位置データは、ＲＴＫ基地局３０２の設置されている地点（第二の地点）３０４からユーザが指定した注目位置に対応する地点（第三の地点）３０５に対する第二の相対位置３０８を示す相対位置データである。詳細については、後述する。
【００９１】
記録部５８０は、位置算出部５７０によって算出された第二の相対位置データを記録する。ＵＡＶ制御部（第二の制御部）２１０は、記録部５８０に記録された第二の相対位置データと相対ＧＮＳＳ位置取得部５３０で得られた情報とを用いてＵＡＶ１０１の自動飛行を制御することができる。
【００９２】
ＲＴＫ基地局３０２は、任意の場所に固定して設置されている。図３の例ではＲＴＫ基地局３０２は、地点３０４に設置されている。ＲＴＫ基地局３０２は、ＧＮＳＳ受信機（第二の受信機）を有している。ＲＴＫ基地局３０２は、ＧＮＳＳ受信機で受信したＧＮＳＳの測位衛星からの搬送波のデータをＵＡＶ１０１に送信する。ＵＡＶ１０１は、ＲＴＫ基地局３０２から送信されるデータを用いたＲＴＫ技術を用いる。これにより、ＵＡＶ１０１はＲＴＫ基地局３０２からの相対位置を取得することができる。本実施形態においては、ＲＴＫ基地局３０２の絶対位置が求められている必要はない。少なくともＵＡＶ１０１のＲＴＫ基地局３０２からの相対位置が求められていればよい。しかしながら、絶対位置が既知のＲＴＫ基地局３０２を用いても構わない。
【００９３】
リモートコントローラ３１０は、ＵＡＶ１０１と無線通信を行うことが可能な情報処理装置である。ユーザは、リモートコントローラ３１０を操作して、ＵＡＶ１０１の操作制御をしたり、ＵＡＶ１０１の撮像装置１４０の撮像制御をしたりすることができる。リモートコントローラ３１０は、ＵＡＶ１０１の撮像装置１４０で撮像された俯瞰写真をＵＡＶ１０１から受信し、リモートコントローラ３１０の表示部に表示してもよい。リモートコントローラ３１０の表示部に表示された俯瞰写真の画像に対してユーザから注目位置の指定がされることがある。ユーザから注目位置の指定がされると、リモートコントローラ３１０は、指定された注目位置（画像上の２次元座標）を示すデータをＵＡＶ１０１に送信してもよい。一実施形態では、ユーザから指定された注目位置をＵＡＶ１０１がway point（飛行位置）として扱うものとする。
【００９４】
一実施形態においては、大きく２つのシーケンスに処理が分けられる。第１のシーケンスは、ユーザがリモートコントローラ３１０を用いて、way pointを指定する位置指定シーケンスである。第１のシーケンス（位置指定シーケンス）においては、上空からＵＡＶ１０１が第一領域３１１を撮像する。撮像によって得られた画像はリモートコントローラ３１０で表示される。リモートコントローラ３１０で表示された画像上でユーザがway pointを指定すると、ユーザによって指定された位置が注目位置データとしてリモートコントローラ３１０からＵＡＶ１０１に送られる。この注目位置データは、第一領域３１１上の第三の地点３０５の画像上における情報である。実際に飛行する地域を撮像した画像は、クラウド上で提供される地図データよりも解像度が高い場合が多い。したがって、ユーザが現場の正確な位置を指定することができる。実際に飛行する地域を撮像した画像は、現在のその地域の状況を的確に示している。したがって、地図データでは確認できない地形変化、障害物などをユーザが実際に確認した上で位置を指定することができる。より正確な位置を指定したい場合には、ＵＡＶ１０１の高度を地上面に近づけて撮像するとよい。本実施形態では、ＵＡＶ１０１の高度は任意に設定してよい。
【００９５】
第２のシーケンスは、ＵＡＶ１０１が、ユーザによって目的地又は経由地等として指定されたway pointに向かって自動飛行する飛行シーケンスである。
【００９６】
このように、２つのシーケンスに分けた例を説明するが、この区分けは説明を簡便にするためのものである。必ずしも厳密に２つのシーケンスに分ける必要はない。２つのシーケンスが混在しているような形態でもよい。例えば、ユーザがリモートコントローラ３１０を用いてway pointを指定し、指定されたway pointに向かってＵＡＶ１０１が飛行している最中に、再度ユーザがway pointを指定する、といった形態でもよい。
【００９７】
第１のシーケンス（位置指定シーケンス）においては、ＵＡＶ１０１が第一領域３１１の上空を飛行する。第１のシーケンスにおいては、ＵＡＶ１０１はリモートコントローラ３１０によるマニュアル飛行で第一領域３１１の上空に飛行する形態であってもよいし、ＧＮＳＳ信号を用いた自動飛行で第一領域３１１の上空に飛行する形態であってもよい。ここでは第一領域３１１は１枚の画像に包含される場合を例に挙げて説明するが、この限りではない。第一領域は複数の画像にまたがって広がる領域であってもよい。
【００９８】
第１のシーケンス（位置指定シーケンス）においては、ＵＡＶ１０１は、第一領域３１１の上空から、第一領域３１１を俯瞰した俯瞰写真を撮像する。俯瞰写真は例えば１枚の写真でもよい。あるいは、複数枚の写真を撮像して合成したオルソ写真でもよい。航空写真は、一般にレンズの中心から対象物までの距離の違いにより、画像に歪みが生じる。写真に写る物体が地面から高いほど、また写真の中心から周縁部に向かうほど、この歪みは大きくなる。オルソ写真は、このような歪みを抑制した画像である。
【００９９】
オルソ写真を用いることで、ユーザが画像上で指定する場面において、より正確な第一領域３１１の位置を指定することができる。このようにオルソ写真を用いることが好ましいが、オルソ写真を用いない構成でもよい。
【０１００】
ＵＡＶ１０１が俯瞰写真を撮像した時点において、相対ＧＮＳＳ位置取得部５３０は、第一の相対位置データを取得し、高度取得部５４０は高度情報を取得し、姿勢取得部５５０は、姿勢情報を取得する。つまり、ＵＡＶ１０１は、俯瞰写真を撮像した時点における第一の相対位置データ、高度情報、及び姿勢情報を取得する。俯瞰写真を撮像した時点とは、リモートコントローラ３１０から撮像命令を受信部５６０が受信した時点から撮像装置１４０の撮像センサに画像データが書き込まれるまでの間の任意の時点を含んでよい。
【０１０１】
相対ＧＮＳＳ位置取得部５３０、高度取得部５４０、及び姿勢取得部５５０は、ＵＡＶ１０１が俯瞰写真を撮像するか否かに関わらず、第一の相対位置データ、高度情報、及び姿勢情報を定期的または不定期に取得してよい。ＵＡＶ１０１が俯瞰写真を撮像した時点における第一の相対位置データ、高度情報、及び姿勢情報の少なくとも１つが取得されていない場合には、その前後で取得された情報から、ＵＡＶ１０１が俯瞰写真を撮像した時点における情報を推定してもよい。ＵＡＶ１０１が俯瞰写真を撮像した時点における第一の相対位置データ、高度情報、及び姿勢情報が取得されていた場合であっても、その前後で取得された情報等から、ＵＡＶ１０１が俯瞰写真を撮像した時点における情報等を推定してもよい。
【０１０２】
図４は、撮像制御部５１０による制御に従って撮像装置１４０で撮像された俯瞰写真の一例を示す図である。撮像装置１４０の光軸中心４０１は、ＵＡＶ１０１が図４の俯瞰写真を撮像した時点のＵＡＶ１０１の地点（第一の地点）３０３に対応する。ここでは、撮像制御部５１０による制御によって撮像装置１４０がＵＡＶ１０１の鉛直下向きの被写体を撮像しているので、俯瞰写真の中心部分が撮像制御部の光軸中心４０１となっている。撮像装置１４０の向きは姿勢取得部５５０で取得する姿勢情報によって特定することができる。
【０１０３】
撮像制御部５１０による制御に従って撮像された俯瞰写真は、リモートコントローラ３１０に送信される。リモートコントローラ３１０に表示された俯瞰写真の画像上において、ユーザは、画像上における注目位置（２次元位置）を指定する。図４では、注目位置４０２が指定された例を示している。俯瞰写真の画像は、実際に現場で撮像した高解像度な画像である。したがって、クラウド上などで提供されている地図データよりも高精度にユーザは注目位置４０２（２次元位置）を指定することができる。
【０１０４】
位置算出部５７０は、ＲＴＫ基地局３０２が設置されている地点（第二の地点）３０４からユーザによって指定された注目位置４０２に対応する地点（第三の地点）３０５に対する第二の相対位置３０８を算出する処理を行う。
【０１０５】
ＲＴＫ基地局３０２が設置されている地点（第二の地点）３０４から、ＵＡＶ１０１が図４の俯瞰写真を撮像した時点の地点（第一の地点）３０３に対する第一の相対位置３０６は、前述したようにＲＴＫ技術によって精度良く取得することが可能である。つまり、第一の相対位置３０６は既知である。したがって、位置算出部５７０は、第三の相対位置３０７を求めれば、第二の相対位置３０８を求めることができる。第二の相対位置３０８は、ＲＴＫ基地局３０２が設置されている地点（第二の地点）３０４からユーザが指定した注目位置４０２に対応する地点（第三の地点）３０５までの相対位置である。第三の相対位置３０７は、ＵＡＶ１０１が図４の俯瞰写真を撮像した時点の地点（第一の地点）３０３からユーザが指定した注目位置４０２に対応する地点（第三の地点）３０５までの相対位置である。
【０１０６】
第二の相対位置３０８を求めることができれば、ＵＡＶ１０１はユーザが指定した注目位置４０２に対応する地点（第三の地点）３０５の位置を高精度で特定することが可能となる。ＵＡＶ１０１は、ＲＴＫ基地局３０２との間でのＲＴＫ技術を用いることによってＲＴＫ基地局３０２を基準とした相対位置を精度良く特定することができるからである。
【０１０７】
位置算出部５７０は、高度取得部５４０で取得された高度情報と、姿勢取得部５５０で取得された姿勢情報と、受信部５６０において受信された、ユーザが指定した注目位置４０２（２次元位置）とを入力する。そして、位置算出部５７０は、ＵＡＶ１０１が図４の俯瞰写真を撮像した時点の地点（第一の地点）３０３からユーザが指定した注目位置４０２に対応する地点（第三の地点）３０５に対する第三の相対位置３０７（図３参照）を求める。
【０１０８】
位置算出部５７０で行われる、第三の相対位置３０７の算出方法の一例を説明する。この例では、姿勢取得部５５０で取得された姿勢情報は、撮像装置１４０が鉛直下向きであることを示す情報とする。図６（ａ）は、図４の俯瞰写真の地上面を示す平面図である。図６（ａ）において、地上点６０３は、第一の地点３０３に対応する地上面の地点である。地上点６０３は、図４に示す俯瞰写真を撮像した際の撮像装置１４０の光軸が地上面と交わる点である。図６（ａ）において、地上点６０５は、第三の地点３０５に対応する地上面の地点である。第一方向６５０は、例えばＵＡＶ１０１が西又は東の方向へ移動する方向である。第二方向６６０は、例えばＵＡＶ１０１が北又は南の方向へ移動する方向である。第一方向６５０と第二方向６６０とは交わる。第一方向６５０と第二方向６６０は直交してもよい。図６（ａ）に示す地上面は、撮像装置１４０の光軸の向きで正規化されたカメラ座標系で表される。この正規化されたカメラ座標系においては、図６（ｂ）に示すように、光軸がＺ軸、第一方向６５０がＸ軸、第二方向６６０がＹ軸に対応する。点線６８０は、地上点６０３を通り第一方向６５０（Ｘ軸）に平行な線である。図６（ｃ）は、点線６８０とＺ軸とを含む面を矢印６９０の方向で見た図である。
【０１０９】
位置算出部５７０は、第一の地点３０３から第三の地点３０５までの、第一方向６５０（Ｘ軸方向）の長さ（第一長さ）、すなわち、Ｘ成分を求める。具体的には、三角測量の手法を用いて、第一の地点３０３に対応する地上点６０３から第三の地点３０５に対応する地上点６０５までの、第一方向６５０（Ｘ軸方向）の長さ（第一長さ）を求める。この第一方向６５０（Ｘ軸方向）の長さ（第一長さ）は、地上点６０３から地上点６０７までの長さに相当する。
【０１１０】
図６（ｃ）を参照して、第一長さを算出する例を説明する。第一の地点３０３に対応する撮像面の点６１０は、撮像面における光軸が交わる点である。第三の地点３０５に対応する撮像面の点６２０は、ユーザが指定した注目位置である。点６１０から点６２０までの撮像面における水平方向の差をＤ[画素]とする。俯瞰写真を撮像した際の撮像装置１４０の画角３０９をθとする。撮像装置１４０の撮像センサの水平解像度をＲ[画素]とする。高度取得部５４０で取得された高度情報が示す高度をＨとする。姿勢取得部５５０で取得された姿勢情報が示す姿勢は前述のとおり鉛直下向きとする。地上点６０３から地上点６０５までの第一方向６５０（Ｘ軸方向）の第一長さ（Ｘ成分）をＰｏｓｉｔｉｏｎとする。すると、
【数１】
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として算出することができる。同様にして、第一の地点３０３から第三の地点３０５までの第二方向６６０（Ｙ軸方向）の第二長さ（Ｙ成分）も算出することができる。
【０１１１】
位置算出部５７０は、第一の地点３０３から第三の地点３０５までの鉛直方向（Ｚ方向）の第三長さ（Ｚ成分）を求める。第三の地点３０５の鉛直方向の高さについては、ユーザが任意に指定することができる。例えば、デフォルトで高度１０メートルという値を設定しておいてもよい。地点３０３から地点３０５までの鉛直方向の長さ（第三長さ）は、高度取得部５４０で取得された高度と、ユーザが指定した地点３０５の高度との差で算出することができる。
【０１１２】
これら第一長さ（Ｘ成分）、第二長さ（Ｙ成分）、及び第三長さ（Ｚ成分）を用いることで、第一の地点３０３から第三の地点３０５までの相対位置３０７が算出される。
【０１１３】
一実施形態においては、ＵＡＶ１０１は俯瞰写真として複数の視点を構成する撮像装置を用いて撮像した画像を、高度情報とともにリモートコントローラ３１０に送信してもよい。リモートコントローラ３１０は、複数の画像を用いて３次元画像を構築して表示してもよい。ユーザは、リモートコントローラ３１０に表示された３次元画像を用いて任意の高さを指定してもよい。
【０１１４】
次に、撮像装置１４０の向きがＵＡＶ１０１の鉛直下向きから少し外れた方向（鉛直線からφ傾いている方向）を向いて撮像した場合の例を説明する。図７（ａ）は、俯瞰写真の地上面を示す図である。図７（ａ）において、地上点７０３は、第一の地点３０３に対応する地上面の地点である。地上点７０１は、図４に示す俯瞰写真を撮像した際の撮像装置１４０の光軸が地上面と交わる点である。地上点７０５は、第三の地点３０５に対応する地上面の地点である。点線７８０は、地上点７０３を通り第一方向７５０に平行な線である。図７（ｂ）は、点線７８０とＺ軸とを含む面を矢印７９０の方向で見た図である。この図が示すカメラ座標系は、鉛直線からφ傾いていた撮像装置１４０の光軸が鉛直線に沿うように傾けたものである。鉛直線がＺ軸、第一方向７５０がＸ軸、第二方向７６０がＹ軸に対応する。位置算出部５７０は、第一の地点３０３から第三の地点３０５までの、第一方向７５０の第一長さ（Ｘ成分）を求める。具体的には、第一の地点３０３に対応する地上点７０３から第三の地点３０５に対応する地上点７０５までの、第一方向７５０（Ｘ軸方向）の長さ（第一長さ）を求める。この第一方向７５０（Ｘ軸方向）の長さ（第一長さ）は、地上点７０３から地上点７０７までの長さに相当する。
【０１１５】
図７（ｂ）は、第一長さを算出する例を説明する図である。撮像面における光軸が交わる点７１０から第三の地点３０５に対応する撮像面の点７２０（ユーザが指定した注目位置）までの撮像面における水平方向の差をＤ[画素]とする。俯瞰写真を撮像した際の撮像装置１４０の画角３０９をθとする。撮像装置１４０の撮像センサの水平解像度をＲ[画素]とする。高度取得部５４０で取得された高度情報が示す高度をＨとする。
【０１１６】
図７（ｂ）において、撮像面における光軸が交わる点７１０とユーザが指定する注目位置７２０との間の角度をαとする。すると、
【数２】
2018021865.tif 000004
となる。
【０１１７】
前述のように、鉛直線に対する撮像装置１４０の光軸の傾きは方位角φと表される。方位角φは、姿勢情報から決定される。地上点７０３から地上点７０５までの第一方向７５０の第一長さ（Ｘ成分）Ｐｏｓｉｔｉｏｎは、式２を用いて以下の式３のように求まる。
【数３】
2018021865.tif 000005
【数４】
2018021865.tif 000006
【数５】
2018021865.tif 000007
地上点７０３から地上点７０５までの第二方向７６０の第二長さ（Ｙ成分）も同様に算出することができる。第三長さ（Ｚ成分）は先に説明した例と同様に算出できる。先に説明したように、撮像装置１４０がＵＡＶ１０１の鉛直下向きを向いている場合は、方位角φが０度の場合と考えることができる。
【０１１８】
位置算出部５７０は、このようにして第三の相対位置３０７を俯瞰写真に基づいて算出する。第一の相対位置３０６は前述したようにＲＴＫ技術によって求められているので、第一の相対位置３０６および第三の相対位置３０７が求められていることになる。位置算出部５７０は、第一の相対位置３０６に第三の相対位置３０７を加算することで、第二の相対位置３０８を示す第二の相対位置データを算出する。第二の相対位置データは、ＲＴＫ基地局３０２が設置されている地点（第二の地点）３０４から、ユーザが指定した注目位置４０２に対応する現実の３次元の地点（第三の地点）３０５に対する相対位置を示すデータである。
【０１１９】
記録部５８０は、このように求められた第二の相対位置データを記録する。記録部５８０は、ユーザが指定した注目位置の数に応じた数の相対位置を記憶することができる。つまり、ユーザが複数の地点を注目地点として指定した場合には、記録部５８０はそれぞれの地点に対応する第二の相対位置データを記録してよい。記録部５８０に記録された第二の相対位置データは、ＲＴＫ基地局３０２が、第二の地点３０４から移動されない間は有効である。ＲＴＫ基地局３０２が地点３０４から別の地点に移動した場合には、ＵＡＶ１０１は、上述した第二の相対位置データを再度算出する処理を行い、新たに求められた第二の相対位置データを記録部５８０に記録すればよい。
【０１２０】
なお、第一領域３１１が広範の場合などにおいては、各領域を撮像した複数の俯瞰写真の画像を用いて第二の相対位置が算出されてもよい。
【０１２１】
図８は、第１のシーケンス（位置指定シーケンス）の制御方法の一例を示すフローチャートである。
【０１２２】
ステップＳ８０１においてＵＡＶ１０１のＵＡＶ制御部２１０は、ＵＡＶ１０１を第一領域の上空でホバリングさせる。ＵＡＶ制御部２１０は、自動飛行によりＵＡＶ１０１をホバリングさせてもよいし、リモートコントローラ３１０からの指示に基づくマニュアル飛行によりＵＡＶ１０１をホバリングさせてもよい。
【０１２３】
ステップＳ８０２において撮像制御部５１０は、ジンバル１３０を制御して撮像装置１４０の向きをＵＡＶ１０１の鉛直下向きに設定する。撮像制御部５１０は撮像装置１４０を制御して静止画を撮像する。相対ＧＮＳＳ位置取得部５３０、高度取得部５４０、及び姿勢取得部５５０は、撮像制御部５１０の制御に従って撮像装置１４０が静止画を撮像した時における相対ＧＮＳＳ位置、高度情報、及び姿勢情報をそれぞれ取得する。
【０１２４】
ステップＳ８０３において送信部５２０は、ステップＳ８０２で撮像された静止画（俯瞰写真）をリモートコントローラ３１０に送信する。
【０１２５】
ステップＳ８０４において、リモートコントローラ３１０は、ステップＳ８０３で送信された静止画を表示する。リモートコントローラ３１０は、ユーザから、表示した静止画内の２次元位置の指定を受け付ける。リモートコントローラ３１０は、指定を受け付けた２次元位置（注目位置）を示すデータをＵＡＶ１０１に送信する。
【０１２６】
ステップＳ８０５において、ＵＡＶ１０１の受信部５６０は、ステップＳ８０４で指定され、リモートコントローラ３１０から送信された２次元位置を示すデータを受信する。
【０１２７】
ステップＳ８０６においてＵＡＶ１０１の位置算出部５７０は、ステップＳ８０２において取得した相対ＧＮＳＳ位置、高度情報、及び姿勢情報と、ステップＳ８０５で受信した静止画内の２次元位置（注目位置）を示すデータとから、３次元相対位置（第三の相対位置）を示す第三の相対位置データを算出する。位置算出部５７０は、求められた第三の相対位置データと、第一の相対位置データとに基づいて第二の相対位置データを算出する。
【０１２８】
ステップＳ８０７においてＵＡＶ１０１の位置算出部５７０は、ステップＳ８０６で算出した第二の相対位置データをＵＡＶのメモリ（記録部５８０）に記録する。
【０１２９】
以上が第１のシーケンス（位置指定シーケンス）の説明である。
【０１３０】
次に、第２のシーケンス（飛行シーケンス）について説明する。第２のシーケンスにおいては、ＵＡＶ制御部２１０（第二の制御部）は、相対ＧＮＳＳ位置取得部５３０において取得されるＲＴＫ基地局からの相対位置を示す第一の相対位置データを取得する。その後、記録部５８０に記録されている第三の相対位置データが示す地点に向けて、ＵＡＶ１０１の自動飛行を行う。なお、自動飛行時の高度は、ユーザが任意に設定することができる。
【０１３１】
このように、本実施形態においては、ＲＴＫ基地局から、画像内においてユーザが指定した注目位置に対する相対位置データ（第二の相対位置データ）を算出する例を説明した。このような手法を用いることにより、実際の飛行対象領域の画像に基づいてユーザが注目位置を高精度に指定することができる。これにより、精度の良いＵＡＶ１０１の飛行制御を実現することができる。
【０１３２】
上述した実施形態においては、空中から撮像装置を鉛直下向きに向けて地表面の俯瞰写真を撮像して、自動飛行制御を行う例を説明した。このような手法は、例えばＵＡＶ１０１が地表面に沿って飛行する場合に用いることができる。この場合、沿うとはＵＡＶ１０１が地表面に平行に飛行する概念も含む。具体的には、農薬の散布や、設定した経路の自動飛行などの場面に適用することができる。
【０１３３】
一実施形態は、例えば図９に示すように、ＵＡＶ１０１が橋梁やビルなどの構造物９１０の側面に対して平行に飛行する際に適用される。例えば、橋梁やビルなどの構造物９１０の検査を行う場面が考えられる。
【０１３４】
この実施形態は、先に説明した形態を９０度傾けた形態として置き換えることができる。すなわち、第一領域が、地表面から構造物９１０の側面の領域に置き換わる。撮像制御部５１０は、撮像装置１４０の光軸方向を構造物９１０の側面に向ける。撮像装置の光軸方向を制御した撮像制御部５１０は、撮像装置１４０を制御して第一領域を撮像する。上記実施形態で説明した高度取得部５４０が取得する高度情報は、ＵＡＶ１０１から構造物などの第一領域までの水平距離に置き換えられる。つまり、高度は、ＵＡＶ１０１から構造物などの第一領域までの距離であってよい。なお、ＵＡＶ１０１と構造物９１０などの第一領域との間の水平距離は、先に説明したようなレーザを用いた測定によって取得することができる。
【０１３５】
構造物９１０の側面を第一領域とする形態では、構造物の側面とＵＡＶとの間の水平距離は、ユーザが任意に指定した距離を用いることができる。
【０１３６】
このように、ＵＡＶ１０１が地表面に沿って飛行するケースのみならず、構造物９１０の側面に沿って飛行するようなケースにおいても、ＵＡＶ１０１は精度良く位置を指定することが可能である。
【０１３７】
上述した実施形態においては、第１のシーケンス（位置指定シーケンス）において指定された位置をway pointとして用いる例を説明した。そして、第２のシーケンス（飛行シーケンス）においては、この指定されたway pointを経由する飛行制御を行う形態を説明した。
【０１３８】
一実施形態では、第１のシーケンス（位置指定シーケンス）で指定された位置を、いわば仮想フェンスとして用いることができる。以下、この形態を説明する。仮想フェンスとは、マニュアル飛行を行っている際に、ＵＡＶが外部に飛行しないように制限するための仮想的なフェンスである。例えば図１０に示すようにユーザが点１００１および点１００３を注目位置として指定すると、これらの点が結ぶ線１００２が仮想フェンスとして機能する。２つの地点を端点とする仮想フェンスを構築できる。これにより、ＵＡＶ１０１は、線１００２から外には飛行できないように制御されることになる。つまりＵＡＶ制御部２１０（第三の制御部）は、ＵＡＶ１０１が仮想フェンスを通過しないように制御する。
【０１３９】
このように、一実施形態では、ＲＴＫ基地局から仮想フェンスに対する相対位置を、way pointを用いる形態と同様の手法で算出することができる。そして、ＵＡＶ１０１もまた、ＲＴＫ技術を用いた高精度な位置情報を得ることができるので、精度の良い飛行禁止区域を指定することが可能となる。
【０１４０】
上述した実施形態においては、ＵＡＶ１０１が位置算出部５７０を有する構成を例に挙げて説明したが、これに限られるものではない。例えば、ＵＡＶ１０１が、俯瞰写真を撮像した時点の相対ＧＮＳＳ位置、高度情報、及び姿勢情報をリモートコントローラ３１０に送信してもよい。そして、リモートコントローラ３１０が、ＵＡＶ１０１から送信された情報に基づいて、注目位置に対応する地点（第三の地点）に対するＲＴＫ基地局３０２からの相対位置を算出してもよい。リモートコントローラ３１０は、このように算出した相対位置をＵＡＶ１０１に送信する形態でもよい。すなわち、位置算出部５７０がＵＡＶ１０１ではなくリモートコントローラ３１０に含まれる構成を採用してもよい。この場合、図５で示す位置算出部５７０は、リモートコントローラ３１０で算出された位置を取得する位置取得部として機能することができる。
【０１４１】
上述した実施形態においては、ＵＡＶ１０１のＧＮＳＳ受信機と、ＲＴＫ基地局のＧＮＳＳ受信機とを用いたＲＴＫ技術を利用する形態を例に説明した。使用するＧＮＳＳ受信機の数は２つに限定されない。３つ以上の任意のＧＮＳＳ受信機を用いて固定基地局からの相対位置を算出してもよい。
【０１４２】
上述した実施形態においては、ＧＮＳＳの測位衛星からの信号の搬送波の位相を用いるＲＴＫの技術を例に挙げて説明したが、これに限られるものではない。固定基地局から送られるデータを用いてＵＡＶ１０１と固定基地局との間の相対位置が高精度に算出できればいずれの手法を採用してもよい。
【０１４３】
上述した実施形態では、地面を撮像対象領域として撮像する形態や構造物の側面を撮像対象領域として撮像する形態を説明した。しかしながら、これらの例に限られるものではない。例えば、斜面を撮像対象領域として撮像する形態でもよい。この場合、斜面に直交する姿勢でＵＡＶ１０１または撮像装置の姿勢を制御して撮像するとよい。
【０１４４】
上述した実施形態では、ＵＡＶ１０１を第一領域３１１の上空に飛行させ、撮像装置１４０を鉛直下向きに向けて第一領域３１１の俯瞰写真を撮像する例を説明した。撮像装置１４０が鉛直方向に対して傾きを有する場合にも適用できる例も説明した。撮像装置１４０の鉛直方向に対する傾きが大きすぎると、画像の中央部から端部に向かうにつれて歪みが生じる可能性が高くなる。したがって許容可能な姿勢を予め設定しておき、その許容範囲内でカメラの姿勢を少しずらして俯瞰写真を撮像できるようにしてもよい。
【０１４５】
上述した実施形態では、俯瞰写真としてオルソ写真を用いてもよい例を説明した。オルソ写真を用いる場合、複数の写真を合成するので俯瞰写真を撮像した時点のＵＡＶ１０１の位置というものが一意に決まらない場合がある。このような場合、例えばオルソ写真の元となる写真を撮像したそれぞれの時点における、ＲＴＫ基地局からの相対位置、高度情報、及び姿勢情報と、それぞれの元となる写真とを記録部５８０に記録しておけばよい。そして、ユーザが指定した注目位置が、他の元の写真よりも光軸の中心に位置している元の写真を撮像した時点における相対位置、高度情報、及び姿勢情報を用いて同様の処理を行えばよい。あるいは、元となる写真を撮像したそれぞれの時点における、ＲＴＫ基地局からの相対位置、高度情報、及び姿勢情報を、合成時の割合に応じた重み付き和を用いて求めてもよい。あるいは、元の写真を撮像した中のうちの任意の相対位置、高度情報、及び姿勢情報を用いてもよい。
【０１４６】
上述した実施形態では、ユーザが指定した位置を目的地又は経由地等のway pointとして用いる形態と、ユーザが指定した位置を仮想フェンスとして用いる形態とを説明した。このように、ユーザが指定した位置を、自動飛行シーケンスにおける飛行位置として用いるモードであるか、あるいは、ユーザが指定した位置を仮想フェンスとして用いるモードであるかを、リモートコントローラ３１０で表示されるユーザインタフェースなどを通じて切り替え可能に構成されていてもよい。
【０１４７】
上述した実施形態では、ユーザが指定する注目位置に対応する地点（第三の地点）の高さについてはユーザが任意に指定した高度を用いることができる形態を説明した。しかしながら、例えばレーザを用いた測定などによって第一領域の高さを含む３次元モデルが既知であるような場合には、地表面から一定の高さを飛行するようにway pointを設定してもよい。例えば、第一領域内において地点Ｘが地点Ｙよりも２ｍ高い地点であり、ユーザが地上から１５ｍを任意の高さの値として設定した場合を想定する。この場合において、３次元モデルが既知でない場合には、ＵＡＶ１０１は、地点Ｘおよび地点Ｙのどちらも一定の高さで飛行する。つまり、地点Ｘにおいては地点ＹよりもＵＡＶ１０１と地上面との差が小さくなる。一方、３次元モデルが既知であれば、ＵＡＶ１０１は地点Ｘおよび地点Ｙの地形を参照して、いずれの地点においても地上面から１５ｍの高さを飛行することができる。
【０１４８】
上述した実施形態では、第１のシーケンス（位置指定シーケンス）と、第２のシーケンス（飛行シーケンス）とでは同じＵＡＶ１０１を用いる例を挙げて説明したが、これに限られることはない。第１のＵＡＶが俯瞰写真を撮像し、第三の相対位置データを記録する。このように記録された第三の相対位置データを、第１のＵＡＶとは別の第２のＵＡＶが第２のシーケンス（飛行シーケンス）で利用する形態でもよい。
【０１４９】
第１のシーケンスと第２のシーケンスとでは、異なる移動体を用いてもよい。例えば、第１のシーケンスにおいてＵＡＶ１０１で俯瞰写真を撮像し、第２のシーケンスにおいては、指定された位置を、例えば電動立ち乗り二輪車や自動走行自動車などの移動体による制御に用いてもよい。例えば、ＧＮＳＳ受信機を有する電動立ち乗り二輪車や自動走行自動車などの移動体の仮想フェンスとして、指定された位置を用いてもよい。移動体は、空中を移動する他の航空機、地上を移動する車両、水上を移動する船舶、ロボット等を含む概念である。
【０１５０】
第１のシーケンスにおいてはＵＡＶ１０１で俯瞰写真を撮像する例を説明したが、例えばＧＮＳＳ受信機を有するクレーン車、はしご車などのように、第一領域から一定の距離を保つことが可能な移動体を用いてもよい。
【０１５１】
上述した実施形態では、ＵＡＶ１０１はリモートコントローラ３１０から注目位置を示すデータを受信する例を説明した。注目位置を示すデータは、取り外し可能な記憶媒体に格納され、記憶媒体をＵＡＶ１０１に取り付けることで注目位置を示すデータがＵＡＶ１０１で取得される構成でもよい。
【０１５２】
上述した実施形態の機能を実現するための各部は、例えばハードウェアまたはソフトウェアによって実装することができる。ソフトウェアによって実装される場合、ハードウェアを制御するプログラムコードをＣＰＵ、ＭＰＵなどの各種のプロセッサによって実行されてもよい。プログラムコードの機能を実現するための回路等のハードウェアを設けてもよい。プログラムコードの一部をハードウェアで実現し、残りの部分を各種プロセッサが実行してもよい。
【０１５３】
なお、これまで説明した技術と異なる技術として、画像を用いた飛行制御が挙げられる。画像を用いた飛行制御は、例えば次のような手法である。すなわち、ＵＡＶが飛行対象領域を撮像した画像内の２次元位置の画像特徴情報を記憶しておく。自動飛行シーケンスにおいてＵＡＶは、撮像制御部を用いて、記憶されている画像特徴情報と自動飛行シーケンスで撮像する画像の画像特徴情報とが似た位置を飛行する、といった手法である。しかしながら、このような画像特徴情報のマッチングは、例えば見た目の特徴的な情報を含まない茶色の大地や、真っ白な壁などにおいては困難であり、高精度に飛行制御を行うことは難しい。農薬散布などに適用する際には、撮像装置１４０に水滴などが付着してしまったり、視界が悪くなってしまったりする場合もあり、画像特徴情報のマッチングでは飛行制御が難しい。これに対して、上記の実施形態で説明した手法に従えば、画像内の２次元位置を基地局が設置されている地点からの相対位置データに変換する。したがって、例えば見た目の特徴的な情報を含まないような地点においても精度良く飛行制御を行うことが可能である。
【符号の説明】
【０１５４】
１０１  ＵＡＶ
１１０  ＵＡＶ本体
１２０  回転翼
１３０  ジンバル
１４０  撮像装置
１５０  撮像装置
２１０  ＵＡＶ制御部
２２０  メモリ
２３０  通信インタフェース
２４０  回転翼機構
３０２  ＲＴＫ基地局
３０３  第一の地点
３０４  第二の地点
３０５  第三の地点
３０６  第一の相対位置
３０７  第三の相対位置
３０８  第二の相対位置
４０１  光軸中心
４０２  注目位置
５１０  撮像制御部
５２０  送信部
５３０  相対ＧＮＳＳ位置取得部
５４０  高度取得部
５５０  姿勢取得部
５６０  受信部
５７０  位置算出部
５８０  記録部
【図１】
2018021865.tif 000008
【図２】
2018021865.tif 000009
【図３】
2018021865.tif 000010
【図４】
2018021865.tif 000011
【図５】
2018021865.tif 000012
【図６】
2018021865.tif 000013
【図７】
2018021865.tif 000014
【図８】
2018021865.tif 000015
【図９】
2018021865.tif 000016
【図１０】
2018021865.tif 000017
【図１１】
2018021865.tif 000018
【図１２】
2018021865.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月17日(2016.10.17)
【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】
第一の地点の情報を受信する第一の受信機と、
第二の受信機が設置されている第二の地点から前記第一の地点に対する第一の相対位置データを取得する第一取得部と、
第一領域を撮像して画像を取得する撮像部と、
前記第一領域上の第三の地点の前記画像上における情報を取得する第二取得部と、
前記第一の地点から前記第三の地点に対する第三の相対位置データを算出し、
前記第一の相対位置データと前記第三の相対位置データとを用いて、前記第二の地点から前記第三の地点に対する第二の相対位置データを算出する算出部と
を有する、移動体。
【請求項２】
前記算出部は、
前記第一の地点に対応する地上点から前記第三の地点に対応する地上点までの、第一方向の第一長さと、
前記第一の地点に対応する地上点から前記第三の地点に対応する地上点までの、前記第一方向に交わる第二方向の第二長さと、
を用いて前記第三の相対位置データを算出する、請求項１に記載の移動体。
【請求項３】
前記第一領域を撮像したときの前記移動体の高度を取得する第三取得部をさらに有し、
前記算出部は、前記高度を用いて前記第三の相対位置データを算出する、請求項１又は２に記載の移動体。
【請求項４】
前記算出部は、前記第三取得部で取得した前記移動体の高度と、前記第三の地点に対応する高さとの差である第三長さをさらに用いて前記第三の相対位置データを算出する、請求項３に記載の移動体。
【請求項５】
前記第三の地点に対応する高さは、あらかじめ指定された高さである、請求項４に記載の移動体。
【請求項６】
前記第三取得部は、気圧計又はレーザを用いて前記高度を取得する、請求項３または４に記載の移動体。
【請求項７】
前記撮像部又は前記移動体の姿勢を示す姿勢情報を取得する第四取得部をさらに有する、請求項２から６のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項８】
前記算出部は、前記画像内における前記第一の地点を、前記姿勢情報に基づいて決定する、請求項７に記載の移動体。
【請求項９】
前記算出部は、前記姿勢情報に含まれる方位角に基づいて、前記画像内における前記第一の地点を決定する、請求項８に記載の移動体。
【請求項１０】
前記第四取得部は、加速度センサまたはジャイロセンサのデータに基づいて前記姿勢情報を取得する、請求項８又は９に記載の移動体。
【請求項１１】
前記撮像部の姿勢を制御する第一制御部をさらに有し、
前記第一制御部は、前記撮像部が前記第一領域と交わる姿勢となるように前記撮像部の姿勢を制御する、請求項８から１０のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項１２】
前記算出部は、前記撮像部の撮像センサの解像度を用いて前記第一長さ及び前記第二長さを算出する、請求項２に記載の移動体。
【請求項１３】
前記算出部は、前記撮像部の画角を用いて前記第一長さ及び前記第二長さを算出する、請求項２に記載の移動体。
【請求項１４】
前記第一の相対位置データは、前記第二の地点から前記第一の地点を結ぶベクトルであり、前記第二の相対位置データは、前記第二の地点から前記第三の地点を結ぶベクトルであり、前記第三の相対位置データは、前記第一の地点から前記第三の地点を結ぶベクトルである、請求項１から１３のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項１５】
前記第一の受信機は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）を用いて前記第一の地点の情報を受信する、請求項１から１４のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項１６】
前記第一の相対位置データは、前記第一の受信機が受信した前記ＧＮＳＳからの測位信号と、前記第二の受信機が受信した前記ＧＮＳＳからの測位信号との差に基づいて求められる、請求項１５に記載の移動体。
【請求項１７】
前記第一の相対位置データは、前記第一の受信機が受信した前記ＧＮＳＳからの測位信号の搬送波の位相と、前記第二の受信機が受信した前記ＧＮＳＳからの測位信号の搬送波の位相との差に基づいて求められる、請求項１５に記載の移動体。
【請求項１８】
位置を示すデータを外部から受信する受信部をさらに有し、
前記第二取得部は、前記受信部で受信された前記データに基づいて、前記画像内における前記第三の地点の情報を取得する、請求項１から１７のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項１９】
前記撮像部による撮像によって取得された画像をリモートコントローラに送信する送信部をさらに有し、
前記受信部は、前記リモートコントローラから送信される前記位置を示すデータを受信する、請求項１８に記載の移動体。
【請求項２０】
前記送信部から送信される画像は、前記第一領域を撮像した複数の画像を合成することで得られる画像である、請求項１９に記載の移動体。
【請求項２１】
前記算出部が算出した第二の相対位置データを少なくとも１つ記録する記録部をさらに有する、請求項１から２０のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項２２】
前記移動体は、無人航空機である、請求項１から２１のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項２３】
前記第一領域を撮像した画像は、前記無人航空機が、空中に位置しているときに撮像された画像である、請求項２２に記載の移動体。
【請求項２４】
前記第二の相対位置データによって特定される地点に前記移動体を移動させる第二の制御部をさらに有する、請求項１から２３のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項２５】
複数の前記第三の地点を結ぶ線を前記移動体が通過しないように制御する第三の制御部をさらに有する、請求項１から２４のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項２６】
前記第二の受信機は、任意の地点に固定して設置されている、請求項１から２５のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項２７】
前記第二の地点が変更された場合、前記算出部は、前記第二の相対位置データを再度算出する、請求項１から２６のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項２８】
前記第一領域は、地表面または構造物の側面である、請求項１から２７のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項２９】
第一の地点の情報を受信する第一の受信機を備える移動体の制御方法であって、
第二の受信機が設置されている第二の地点から前記第一の地点に対する第一の相対位置データを取得するステップと、
第一領域を撮像して画像を取得するステップと、
前記第一領域上の第三の地点の前記画像上における情報を取得するステップと、
前記第一の地点から前記第三の地点に対する第三の相対位置データを算出するステップと、
前記第一の相対位置データと前記第三の相対位置データとを用いて、前記第二の地点から前記第三の地点に対する第二の相対位置データを算出するステップと
を有する、移動体の制御方法。
【請求項３０】
第一の地点の情報を受信する第一の受信機を備える移動体を制御するプログラムであって、
第二の受信機が設置されている第二の地点から前記第一の地点に対する第一の相対位置データを取得するステップと、
第一領域を撮像して画像を取得するステップと、
前記第一領域上の第三の地点の前記画像上における情報を取得するステップと、
前記第一の地点から前記第三の地点に対する第三の相対位置データを算出するステップと、
前記第一の相対位置データと前記第三の相対位置データとを用いて、前記第二の地点から前記第三の地点に対する第二の相対位置データを算出するステップと
をコンピュータに実行させる、移動体を制御するプログラム。
【請求項３１】
移動体とリモートコントローラに関する制御システムであって、
前記移動体は、
第一の地点の情報を受信する第一の受信機と、
第二の受信機が設置されている第二の地点から前記第一の地点に対する第一の相対位置データを取得する第一取得部と、
第一領域を撮像して画像を取得する撮像部と、
前記画像をリモートコントローラに送信する送信部と、
前記第一領域上の第三の地点の前記画像上における情報を前記リモートコントローラから受信する受信部と、
前記第一の地点から前記第三の地点に対する第三の相対位置データを算出し、
前記第一の相対位置データと前記第三の相対位置データとを用いて、前記第二の地点から前記第三の地点に対する第二の相対位置データを算出する算出部と
を有し、
前記リモートコントローラは、前記移動体と通信することで前記移動体を制御する、
制御システム。
【請求項３２】
第一の地点を受信する第一の受信機を有する移動体によって第一領域が撮像されることで得られた画像を前記移動体から受信する受信部と、
前記第一領域上の第三の地点の前記画像上における情報を指定する指定部と、
前記第一の地点から前記第三の地点に対する第三の相対位置データを算出し、
第二の受信機が設置されている第二の地点から前記第一の地点に対する第一の相対位置データと前記第三の相対位置データとを用いて、前記第二の地点から前記第三の地点に対する第二の相対位置データを算出する算出部と
を有する、情報処理装置。
【手続補正書】
【提出日】平成29年2月6日(2017.2.6)
【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】
第一の地点の情報を受信する第一の受信機と、
第二の受信機が設置されている第二の地点から前記第一の地点に対する第一の相対位置データを取得する第一取得部と、
第一領域を撮像して画像を取得する撮像部と、
前記第一領域上の第三の地点の前記画像上における情報を取得する第二取得部と、
前記第一の地点から前記第三の地点に対する第三の相対位置データを算出し、
前記第一の相対位置データと前記第三の相対位置データとを用いて、前記第二の地点から前記第三の地点に対する第二の相対位置データを算出する算出部と
を有し、
前記第一の受信機が受信した情報と前記第二の相対位置データとに基づいて移動する、移動体。
【請求項２】
前記算出部は、
前記第一の地点に対応する地上点から前記第三の地点に対応する地上点までの、第一方向の第一長さと、
前記第一の地点に対応する地上点から前記第三の地点に対応する地上点までの、前記第一方向に交わる第二方向の第二長さと、
を用いて前記第三の相対位置データを算出する、請求項１に記載の移動体。
【請求項３】
前記第一領域を撮像したときの前記移動体の高度を取得する第三取得部をさらに有し、
前記算出部は、前記高度を用いて前記第三の相対位置データを算出する、請求項１又は２に記載の移動体。
【請求項４】
前記算出部は、前記第三取得部で取得した前記移動体の高度と、前記第三の地点に対応する高さとの差である第三長さをさらに用いて前記第三の相対位置データを算出する、請求項３に記載の移動体。
【請求項５】
前記第三の地点に対応する高さは、あらかじめ指定された高さである、請求項４に記載の移動体。
【請求項６】
前記第三取得部は、気圧計又はレーザを用いて前記高度を取得する、請求項３または４に記載の移動体。
【請求項７】
前記撮像部又は前記移動体の姿勢を示す姿勢情報を取得する第四取得部をさらに有する、請求項２から６のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項８】
前記算出部は、前記画像内における前記第一の地点を、前記姿勢情報に基づいて決定する、請求項７に記載の移動体。
【請求項９】
前記算出部は、前記姿勢情報に含まれる方位角に基づいて、前記画像内における前記第一の地点を決定する、請求項８に記載の移動体。
【請求項１０】
前記第四取得部は、加速度センサまたはジャイロセンサのデータに基づいて前記姿勢情報を取得する、請求項８又は９に記載の移動体。
【請求項１１】
前記撮像部の姿勢を制御する第一制御部をさらに有し、
前記第一制御部は、前記撮像部が前記第一領域と交わる姿勢となるように前記撮像部の姿勢を制御する、請求項８から１０のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項１２】
前記算出部は、前記撮像部の撮像センサの解像度を用いて前記第一長さ及び前記第二長さを算出する、請求項２に記載の移動体。
【請求項１３】
前記算出部は、前記撮像部の画角を用いて前記第一長さ及び前記第二長さを算出する、請求項２に記載の移動体。
【請求項１４】
前記第一の相対位置データは、前記第二の地点から前記第一の地点を結ぶベクトルであり、前記第二の相対位置データは、前記第二の地点から前記第三の地点を結ぶベクトルであり、前記第三の相対位置データは、前記第一の地点から前記第三の地点を結ぶベクトルである、請求項１から１３のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項１５】
前記第一の受信機は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）を用いて前記第一の地点の情報を受信する、請求項１から１４のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項１６】
前記第一の相対位置データは、前記第一の受信機が受信した前記ＧＮＳＳからの測位信号と、前記第二の受信機が受信した前記ＧＮＳＳからの測位信号との差に基づいて求められる、請求項１５に記載の移動体。
【請求項１７】
前記第一の相対位置データは、前記第一の受信機が受信した前記ＧＮＳＳからの測位信号の搬送波の位相と、前記第二の受信機が受信した前記ＧＮＳＳからの測位信号の搬送波の位相との差に基づいて求められる、請求項１５に記載の移動体。
【請求項１８】
位置を示すデータを外部から受信する受信部をさらに有し、
前記第二取得部は、前記受信部で受信された前記データに基づいて、前記画像内における前記第三の地点の情報を取得する、請求項１から１７のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項１９】
前記撮像部による撮像によって取得された画像をリモートコントローラに送信する送信部をさらに有し、
前記受信部は、前記リモートコントローラから送信される前記位置を示すデータを受信する、請求項１８に記載の移動体。
【請求項２０】
前記送信部から送信される画像は、前記第一領域を撮像した複数の画像を合成することで得られる画像である、請求項１９に記載の移動体。
【請求項２１】
前記算出部が算出した第二の相対位置データを少なくとも１つ記録する記録部をさらに有する、請求項１から２０のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項２２】
前記移動体は、無人航空機である、請求項１から２１のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項２３】
前記第一領域を撮像した画像は、前記無人航空機が、空中に位置しているときに撮像された画像である、請求項２２に記載の移動体。
【請求項２４】
前記第二の相対位置データによって特定される地点に前記移動体を移動させる第二の制御部をさらに有する、請求項１から２３のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項２５】
複数の前記第三の地点を結ぶ線を前記移動体が通過しないように制御する第三の制御部をさらに有する、請求項１から２４のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項２６】
前記第二の受信機は、任意の地点に固定して設置されている、請求項１から２５のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項２７】
前記第二の地点が変更された場合、前記算出部は、前記第二の相対位置データを再度算出する、請求項１から２６のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項２８】
前記第一領域は、地表面または構造物の側面である、請求項１から２７のいずれか一項に記載の移動体。
【請求項２９】
第一の地点の情報を受信する第一の受信機を備える移動体の制御方法であって、
第二の受信機が設置されている第二の地点から前記第一の地点に対する第一の相対位置データを取得するステップと、
第一領域を撮像して画像を取得するステップと、
前記第一領域上の第三の地点の前記画像上における情報を取得するステップと、
前記第一の地点から前記第三の地点に対する第三の相対位置データを算出するステップと、
前記第一の相対位置データと前記第三の相対位置データとを用いて、前記第二の地点から前記第三の地点に対する第二の相対位置データを算出するステップと、
前記第一の受信機が受信した情報と前記第二の相対位置データとに基づいて前記移動体の移動を制御するステップと
を有する、移動体の制御方法。
【請求項３０】
第一の地点の情報を受信する第一の受信機を備える移動体を制御するプログラムであって、
第二の受信機が設置されている第二の地点から前記第一の地点に対する第一の相対位置データを取得するステップと、
第一領域を撮像して画像を取得するステップと、
前記第一領域上の第三の地点の前記画像上における情報を取得するステップと、
前記第一の地点から前記第三の地点に対する第三の相対位置データを算出するステップと、
前記第一の相対位置データと前記第三の相対位置データとを用いて、前記第二の地点から前記第三の地点に対する第二の相対位置データを算出するステップと、
前記第一の受信機が受信した情報と前記第二の相対位置データとに基づいて前記移動体の移動を制御するステップと
をコンピュータに実行させる、移動体を制御するプログラム。
【請求項３１】
移動体とリモートコントローラに関する制御システムであって、
前記移動体は、
第一の地点の情報を受信する第一の受信機と、
第二の受信機が設置されている第二の地点から前記第一の地点に対する第一の相対位置データを取得する第一取得部と、
第一領域を撮像して画像を取得する撮像部と、
前記画像をリモートコントローラに送信する送信部と、
前記第一領域上の第三の地点の前記画像上における情報を前記リモートコントローラから受信する受信部と、
前記第一の地点から前記第三の地点に対する第三の相対位置データを算出し、
前記第一の相対位置データと前記第三の相対位置データとを用いて、前記第二の地点から前記第三の地点に対する第二の相対位置データを算出する算出部と
を有し、
前記移動体は、前記第一の受信機が受信した情報と前記第二の相対位置データとに基づいて移動を制御し、
前記リモートコントローラは、前記移動体と通信することで前記移動体を制御する、
制御システム。
【請求項３２】
第一の地点を受信する第一の受信機を有する移動体によって第一領域が撮像されることで得られた画像を前記移動体から受信する受信部と、
前記第一領域上の第三の地点の前記画像上における情報を指定する指定部と、
前記第一の地点から前記第三の地点に対する第三の相対位置データを算出し、
第二の受信機が設置されている第二の地点から前記第一の地点に対する第一の相対位置データと前記第三の相対位置データとを用いて、前記第二の地点から前記第三の地点に対する第二の相対位置データを算出する算出部と
を有し、
前記移動体は、前記第一の受信機が受信した情報と前記第二の相対位置データとに基づいて移動を制御する、情報処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３０】
次に、第２のシーケンス（飛行シーケンス）について説明する。第２のシーケンスにおいては、ＵＡＶ制御部２１０（第二の制御部）は、相対ＧＮＳＳ位置取得部５３０において取得されるＲＴＫ基地局からの相対位置を示す第一の相対位置データを取得する。その後、記録部５８０に記録されている第二の相対位置データが示す地点に向けて、ＵＡＶ１０１の自動飛行を行う。なお、自動飛行時の高度は、ユーザが任意に設定することができる。