(57)【要約】【課題】基準面の状態によらずに飛行装置を安定して飛行させる。【解決手段】  飛行装置１００は、自装置を飛行させる推進手段１０４，１０５，４０４と、基準面から自装置までの距離を測定する測定手段４０３ａと、基準面の状態を取得する取得手段１０６と、取得手段により取得された基準面の状態と測定手段により測定された距離とに基づく飛行高度で自装置を飛行させるように推進手段を制御する制御手段４０１と、を備える。これにより、基準面の状態によらずに飛行装置を安定して飛行させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自装置を飛行させる推進手段と、
基準面から前記自装置までの距離を測定する測定手段と、
前記基準面の状態を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された前記基準面の前記状態と、前記測定手段により測定された前記距離と、に基づく飛行高度で前記自装置を飛行させるように前記推進手段を制御する制御手段と、
を備える、
ことを特徴とする飛行装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記取得手段により取得された前記基準面の前記状態に応じて定められた補正強度により、前記測定手段により測定された前記距離を補正し、補正された前記距離に基づく前記飛行高度で前記自装置を飛行させるように前記推進手段を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の飛行装置。
【請求項３】
前記測定手段は、超音波センサ又はレーザー距離センサを含む、
ことを特徴とする請求項1又は２に記載の飛行装置。
【請求項４】
前記取得手段は、オプティカルフローセンサ又は画像を撮像する撮像手段を含む、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の飛行装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記撮像手段により撮像された前記基準面の前記画像に基づいて前記基準面の前記状態を解析する解析手段を更に有し、
前記解析手段は、前記基準面の凹凸度を前記基準面の前記状態から抽出する、
ことを特徴とする請求項４に記載の飛行装置。
【請求項６】
前記解析手段は、前記基準面の凹凸を統計的に解析し、前記凹凸の統計的な分散を前記基準面の前記凹凸度として抽出する、
ことを特徴とする請求項５に記載の飛行装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記測定手段により測定された前記距離を補正する補正手段を更に有し、
前記補正手段は、前記距離に基づく距離データの高周波成分を低減するようにフィルタリングするローパスフィルタを含む、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の飛行装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記取得手段により取得された前記基準面の前記状態に応じて定められた補正強度を決定する決定手段を更に有し、
前記決定手段は、前記解析手段により解析された前記基準面の前記凹凸度に基づいて、前記距離データをフィルタリングする前記ローパスフィルタのフィルタリング強度を前記補正強度として決定する、
ことを特徴とする請求項７に記載の飛行装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記飛行高度を調整する調整手段を更に有し、
前記調整手段は、前記決定手段により決定された前記フィルタリング強度に基づいて前記補正手段がフィルタリングを行った前記距離データに基づいて、前記基準面からの前記飛行高度を調整する、
ことを特徴とする請求項８に記載の飛行装置。
【請求項１０】
前記測定手段は、時間変動する前記距離データを逐次測定する、
ことを特徴とする請求項９に記載の飛行装置。
【請求項１１】
前記撮像手段は、時間変動する前記画像を逐次撮像する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の飛行装置。
【請求項１２】
前記解析手段は、時間変動する前記画像に応じて、時間変動する前記凹凸度を逐次解析する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の飛行装置。
【請求項１３】
前記決定手段は、時間変動する前記凹凸度に応じて、時間変動する前記フィルタリング強度を逐次決定する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の飛行装置。
【請求項１４】
前記調整手段は、時間変動する前記フィルタリング強度に基づいて前記補正手段がフィルタリングを行った時間変動する前記距離データに基づいて、前記飛行高度を逐次調整する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の飛行装置。
【請求項１５】
前記決定手段は、前記凹凸度に応じて前記フィルタリング強度を定め、
前記凹凸度について定めた所定の閾値を境界として、
前記凹凸度と前記フィルタリング強度との関係が異なるように前記フィルタリング強度を決定する、
ことを特徴とする請求項８乃至１４の何れか１項に記載の飛行装置。
【請求項１６】
前記決定手段は、前記凹凸度が前記所定の閾値を超えた場合に、前記フィルタリング強度を固定値に決定する、
ことを特徴とする請求項１５に記載の飛行装置。
【請求項１７】
自装置を飛行させる推進手段と、基準面から前記自装置までの距離を測定する測定手段と、前記基準面の状態を取得する取得手段と、を備える飛行装置の飛行方法であって、
前記取得手段により取得された前記基準面の前記状態と、前記測定手段により測定された前記距離と、に基づく飛行高度で前記自装置を飛行させるように前記推進手段を制御する制御工程、
を含む、
ことを特徴とする飛行方法。
【請求項１８】
自装置を飛行させる推進手段と、基準面から前記自装置までの距離を測定する測定手段と、前記基準面の状態を取得する取得手段と、を備える飛行装置のコンピュータを、
前記取得手段により取得された前記基準面の前記状態と、前記測定手段により測定された前記距離と、に基づく飛行高度で前記自装置を飛行させるように前記推進手段を制御する制御手段、
として機能させる、
ことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空中を飛行する飛行装置、飛行方法及びプログラムの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
現状では、ドローンと呼ばれる小型で無人飛行が可能な飛行装置が知られている（例えば、特許文献参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−０５６９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されている飛行装置は、基準面から飛行装置までの距離を距離センサにより取得して飛行装置の飛行を制御している。
しかしながら、基準面の状態によっては飛行装置の飛行が不安定になってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、基準面の状態によらずに飛行装置を安定して飛行させることのできる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明に係る飛行装置の一様態は、
自装置を飛行させる推進手段と、
基準面から前記自装置までの距離を測定する測定手段と、
前記基準面の状態を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された前記基準面の前記状態と、前記測定手段により測定された前記距離と、に基づく飛行高度で前記自装置を飛行させるように前記推進手段を制御する制御手段と、
を備える、
ことを特徴とする。
【０００７】
また、前記目的を達成するため、本発明に係る飛行方法の一様態は、
自装置を飛行させる推進手段と、基準面から前記自装置までの距離を測定する測定手段と、前記基準面の状態を取得する取得手段と、を備える飛行装置の飛行方法であって、
前記取得手段により取得された前記基準面の前記状態と、前記測定手段により測定された前記距離と、に基づく飛行高度で前記自装置を飛行させるように前記推進手段を制御する制御工程、
を含む、
ことを特徴とする。
【０００８】
また、前記目的を達成するため、本発明に係るプログラムの一様態は、
自装置を飛行させる推進手段と、基準面から前記自装置までの距離を測定する測定手段と、前記基準面の状態を取得する取得手段と、を備える飛行装置のコンピュータを、
前記取得手段により取得された前記基準面の前記状態と、前記測定手段により測定された前記距離と、に基づく飛行高度で前記自装置を飛行させるように前記推進手段を制御する制御手段、
として機能させる、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、基準面の状態によらずに飛行装置を安定して飛行させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明を適用した一実施形態の飛行装置の外観を示す図であり、図１（ａ）はモータフレームを閉じた状態の飛行装置の外観を示す図、図１（ｂ）はモータフレームを開いた状態の飛行装置の外観を示す図である。
【図２】飛行装置のシステム構成の一例を示す図である。
【図３】コントローラとコントローラの周辺の詳細構成を示すブロック図である。
【図４】中央制御部の調整手段が制御対象であるモータを制御する場合のＰＩＤ制御を用いた基本的な制御機構を示すブロック線図である。
【図５】飛行装置の飛行時にカメラ部が規定の時間周期で基準面の撮像を行って複数の画像データを取得する例を示した説明図である。
【図６】正規化された移動量の分布を示す線図である。
【図７】地上の基準面が段差部分を生じている場合、正規化された移動量の分布を示す線図である。
【図８】正規化された各特徴点の移動量の分散と決定手段が分散に基づいて定めるフィルタリング係数との関係を示した線図である。
【図９】フィルタリング係数の算出処理のフローチャートである。
【図１０】現在高さの算出処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第１の実施形態］
以下に、本発明について、図面を用いて具体的な態様を説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
【００１２】
［飛行装置］
図１は、本発明を適用した一実施形態の飛行装置１００の外観を示す図である。具体的には、図１（ａ）は、モータフレーム１０２を閉じた状態の飛行装置１００の外観を示す図であり、図１（ｂ）は、モータフレーム１０２を開いた状態の飛行装置１００の外観を示す図である。
【００１３】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、飛行装置１００は、メインフレーム１０１と、４つのモータフレーム１０２と、により機体を構成している。
【００１４】
モータフレーム１０２は、それぞれヒンジ１０３を介してメインフレーム１０１に取り付けられている。また、モータフレーム１０２は、モータ１０５を支持できるように構成されており、モータ１０５のモータ軸にはロータとしてのロータブレード１０４が固定されている。また、モータフレーム１０２の外周部にはフィンガーガード１０２ａが設けられている。４組のモータ１０５と４組のロータブレード１０４と４組のモータドライバ４０４（後述）とは、推進手段を構成している。
【００１５】
メインフレーム１０１の中心部の側面又は底面には、基準面の状態を取得する取得手段の一手段としてのカメラ部（撮像手段）１０６が取り付けられている。カメラ部１０６は、飛行装置１００を水平面に置いた状態で撮像光学系の光軸が斜め下を向いている。また、メインフレーム１０１の内部には、図２で後述する各種制御機器が収められている。
【００１６】
ヒンジ１０３は、図１（ａ）に示すように、飛行装置１００の投げ上げに適した「閉じた状態」と、図１（ｂ）に示すように、飛行装置１００の飛行に適した「開いた状態」と、に各モータフレーム１０２を変形できるように、０度〜９０度の角度範囲で回動自在になっている。
【００１７】
図２は、飛行装置１００のシステム構成の一例を示す図である。
図２に示すように、コントローラ４０１には、カメラ部１０６（図１参照）を含むカメラシステム４０２や、例えば、飛行装置１００と基準面との距離（高度）を取得するための測定手段としての超音波センサ（距離センサ）４０３ａ、飛行装置１００の位置を取得するためのＧＰＳセンサ４０３ｂ、加速度センサとジャイロセンサとを含んだ姿勢検出センサ４０３ｃ等から構成されるフライトセンサ４０３、それぞれ＃１から＃４までの各モータ１０５（図１参照）を駆動する＃１から＃４までのモータドライバ４０４、バッテリ４０６の電圧をモニタしながら各モータドライバ４０４に電力を供給するパワーセンサ４０５が接続される。
なお、特には図示しないが、バッテリ４０６の電力は、４０１〜４０５の各制御ユニットにも供給される。コントローラ４０１は、フライトセンサ４０３から、飛行装置１００の高度に関する情報をリアルタイムで取得する。
また、コントローラ４０１は、パワーセンサ４０５を介して、バッテリ４０６の電圧をモニタしながら、＃１から＃４までの各モータドライバ４０４に、それぞれパルス幅変調に基づくデューティ比による電力指示信号を送信する。これにより、＃１から＃４までのモータドライバ４０４はそれぞれ、＃１から＃４までのモータ１０５の回転速度を制御する。
【００１８】
次に、飛行装置１００の飛行開始までの動作について説明する。
飛行装置１００は、各モータフレーム１０２を、投げ上げに適した「閉じた状態」（図１（ａ）参照）と、飛行に適した「開いた状態」（図１（ｂ）参照）と、の２つの形状に保持することが可能である。そして、飛行装置１００は「閉じた状態」で球形状であり、ユーザは飛行装置１００をボールのように空中に投げ上げることができ、その後、図２に示すコントローラ４０１の制御により、落下状態に移るときに飛行装置１００が「開いた状態」に変化し、予め定められている目的高度（例えば、地面（基準面）から２ｍの高さ位置（基準面から第１の距離だけ離れた高度））を飛行する飛行状態になってカメラ部１０６による撮像を行うことができるようになっている。すなわち、コントローラ４０１は、地面（基準面）から２ｍの高さ位置（基準面から第１の距離だけ離れた高度）で自装置が飛行するように４組のモータ１０５と４組のロータブレード１０４と４組のモータドライバ４０４とを制御している。
【００１９】
［コントローラ］
図３はコントローラ４０１とコントローラ４０１の周辺の詳細構成とを示すブロック図である。
図３に示すように、コントローラ４０１は、中央制御部１と、メモリ２と、撮像制御部４と、画像データ生成部５と、記憶部６と、画像記録部７と、を備えている。
また、中央制御部１、メモリ２、画像データ生成部５、記憶部６及び画像記録部７は、バスライン１０を介して接続されており、カメラ部１０６、フライトセンサ４０３もバスライン１０を介してコントローラ４０１の各構成と接続されている（図３ではフライトセンサ４０３のうちの超音波センサ４０３ａのみを図示している。）。
【００２０】
中央制御部（制御手段）１は、撮像と飛行に関する各種の制御及び処理を実行するものである。具体的には、中央制御部１は、図示は省略するが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）を備え、各種処理プログラム（図示略）に従って各種の制御動作及び制御処理を行う。
【００２１】
メモリ２は、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等により構成され、中央制御部１によって処理されるデータ等を一時的に記憶するものである。
【００２２】
カメラ部１０６は、前述したように斜め下を向いており、被写体と地上とを撮像する。具体的には、カメラ部１０６は、レンズ部１０６ａと、電子撮像部１０６ｂと、を備えている。
レンズ部１０６ａは、例えば、レンズやフォーカスレンズ等の複数のレンズから構成されている。
電子撮像部１０６ｂは、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）やＣＣＤ（Charge Coupled Device）等のイメージセンサから構成され、レンズ部１０６ａの各種レンズを通過した光学像を二次元の画像信号に変換する。
なお、図示は省略するが、カメラ部１０６は、レンズ部１０６ａを通過する光の量を調整する絞りを備えていても良い。レンズ部１０６ａを用いたズーム機構を備える構成としても良い。
【００２３】
画像データ生成部５は、カメラ部１０６から転送されたフレーム画像のアナログ値の信号に対してＲＧＢの色成分毎に適宜ゲイン調整した後に、サンプルホールド回路（図示略）でサンプルホールドしてＡ／Ｄ変換器（図示略）でデジタルデータに変換し、カラープロセス回路（図示略）で画素補間処理及びγ補正処理を含むカラープロセス処理を行った後、デジタル値の輝度信号及び色差信号（ＹＵＶデータ）を生成する。
また、画像データ生成部５は、生成した画像データをバッファメモリとして使用されるメモリ２や画像記録部７に転送する。
【００２４】
記憶部６は、読み書き可能な不揮発性のメモリであり、例えば、フラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）である。記憶部６には、中央制御部１を後述する解析手段１１と、決定手段１２と、補正手段１３と、調整手段１４として機能させるプログラム６１等が格納されている。
【００２５】
画像記録部７は、例えば、不揮発性メモリ（フラッシュメモリ）等により構成されている。また、画像記録部７は、画像データ生成部５の符号化部（図示略）により所定の符号化方式で符号化された各種の画像の画像データを記録する。
本実施形態では、画像記録部７は、例えば、後述する撮像領域の撮像が行われた場合の撮像画像データ等を記録する。
【００２６】
なお、画像記録部７は、例えば、記録媒体（図示略）が着脱自在に構成され、装着された記録媒体からのデータの読み出しや記録媒体に対するデータの書き込みを制御する構成であっても良い。
【００２７】
撮像制御部４は、カメラ部１０６による被写体や地上の基準面の撮像を制御する。
撮像制御部４は、図示は省略するが、タイミング発生器、ドライバなどを備えている。撮像制御部４は、飛行装置１００の飛行中において、タイミング発生器、ドライバにより電子撮像部１０６ｂを走査駆動して、所定周期毎に光学像を電子撮像部１０６ｂにより二次元の画像信号に変換させ、電子撮像部１０６ｂの撮像領域から１画面分ずつフレーム画像を読み出して画像データ生成部５に出力させる。
【００２８】
つまり、撮像制御部４は、飛行装置１００の飛行中において、カメラ部１０６に所定のフレーム周期で連続して撮像させることで時間変動する画像を逐次撮像させると共に、これらの撮像画像の画像データをメモリ２内に記憶する。
【００２９】
また、撮像制御部４は、ＡＦ（自動合焦処理）、ＡＥ（自動露出処理）、ＡＷＢ（自動ホワイトバランス調整処理）等の被写体を撮像する際の条件の調整制御を行う。
【００３０】
［中央制御部：調整手段］
図４は、中央制御部１の調整手段１４が制御対象である＃１から＃４までのモータ１０５を制御する場合のＰＩＤ制御を用いた基本的な制御機構を示すブロック線図である。
調整手段１４は、時間変動する後述するローパスフィルタ５２５のフィルタリング係数ｋに基づいて補正手段１３がフィルタリングを行った時間変動する距離データに基づいて飛行高度を逐次調整する。
【００３１】
調整手段１４は、飛行装置１００の位置及び高さを変更する要求が発生した場合には、まず、アルゴリズム５０１に、フライトセンサ４０３から、現在の位置を示す現在位置５１１及び現在の高さを示す現在高さ５１５が入力される。現在位置５１１は、ＧＰＳセンサ４０３ｂから得られる緯度データ、経度データからなる。また、現在高さ５１５は、超音波センサ４０３ａから得られる距離データを補正手段１３のローパスフィルタ５２５でフィルタリングして補正した距離データからなる。
【００３２】
アルゴリズム５０１においては、目標軌道５１０が決定される。目標軌道５１０は例えば、現在位置５１１から、ユーザが飛行装置１００を手から離した位置までの飛行軌道である。又は、目標軌道５１０は例えば、飛行装置１００が現在位置５１１から撮影対象へ向かう飛行軌道、又は、被写体がカメラ部１０６のレンズの画角内に入るように飛行装置１００が被写体から遠ざかる飛行軌道である。
次に、アルゴリズム５０１は、目標軌道５１０に対応する目標座標５２６を周期的に出力する。目標座標５２６は、目標軌道５１０に沿った三次元座標であり、目標座標５２６を目標位置５１２と目標高さ５１３とに分解出力する。目標位置５１２は、緯度データと経度データとからなり、目標高さ５１３は地上からの高さである。
【００３３】
アルゴリズム５０１から出力される目標位置５１２は、差分演算部５０５に入力される。差分演算部５０５には、また、現在位置５１１が入力される。現在位置５１１は例えば、フライトセンサ４０３中のＧＰＳセンサ４０３ｂから出力される緯度データと経度データとである。差分演算部５０５は、規定の制御周期で目標位置５１２と現在位置５１１との差分を演算することにより、位置偏差５１６を算出する。周期的に算出される位置偏差５１６は、ＰＩＤ制御部５０２に入力される。
【００３４】
ＰＩＤ制御部５０２は、ＰＩＤ制御演算を実行する。
ＰＩＤ(Proportional Integral Differential Controller)制御とは、偏差に対する比例制御、積分制御及び微分制御を組み合わせてフィードバックする制御方法である。
比例制御は、操作量を制御量と目標値との偏差に比例ゲインＫｐを乗算する。比例制御により制御対象の挙動を円滑に目標値に近づけることができる。
積分制御は、偏差を時間で積分し、積分ゲインＫｉを乗算する。積分制御により、比例制御の残留偏差を解消する。
微分制御は、偏差を時間で微分し、微分ゲインＫｄを乗算する。微分制御により、制御応答性を高めることができる。
【００３５】
ＰＩＤ制御部５０２は、前述した制御周期に基づく離散時刻ｎにおいて差分演算部５０５で算出される位置偏差５１６をｅ（ｎ）、前回及び前々回の各離散時刻（ｎ−１）及び（ｎ−２）でそれぞれ算出された位置偏差５１６を偏差ｅ（ｎ−１）及びｅ（ｎ−２）とすると、予め定められた比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉ及び微分ゲインＫｄと、前回の離散時刻（ｎ−１）において算出されている操作量ｕ（ｎ−１）と、を用いて、今回の離散時刻ｎにおける操作量ｕ（ｎ）を次式（１）により算出する。
ｕ（ｎ）＝ｕ（ｎ−１）＋Ｋｐ｛ｅ（ｎ）−ｅ（ｎ−１）｝＋Ｋｉｅ（ｎ）＋Ｋｄ〔｛ｅ（ｎ）−ｅ（ｎ−１）｝−｛ｅ（ｎ−１）−ｅ（ｎ−２）｝〕      …（１）
【００３６】
そして、ＰＩＤ制御部５０２は、算出した操作量ｕ（ｎ）から操作量ｕ（ｎ）に対応する目標姿勢５１７を出力する。
ＰＩＤ制御部５０２から出力される目標姿勢５１７は、差分演算部５０６に入力される。
差分演算部５０６では、目標姿勢５１７とフライトセンサ４０３の姿勢検出センサ４０３ｃから出力された現在姿勢５１８との差分を姿勢偏差５１９として出力する。姿勢偏差５１９は、離散時刻ｎ毎に算出され、ＰＩＤ制御部５０３に入力される。
【００３７】
ＰＩＤ制御部５０３は、前述したＰＩＤ制御部５０２と同様にＰＩＤ制御演算を実行することにより、操作量ｕ（ｎ）を算出する。さらに、ＰＩＤ制御部５０３は、算出した操作量ｕ（ｎ）から操作量ｕ（ｎ）に対応する＃１から＃４までのそれぞれのモータ１０５の目標となるモータ回転数５２１を加算演算部５２７に入力する。
【００３８】
一方、アルゴリズム５０１から出力された目標座標５２６から分解された目標高さ５１３は、差分演算部５０７に入力される。
差分演算部５０７には、フライトセンサ４０３からローパスフィルタ５２５を介して現在高さ５１５も入力され、目標高さ５１３と現在高さ５１５との差分である高さ偏差５２０を算出する。
そして、差分演算部５０７は、算出した高さ偏差５２０をＰＩＤ制御部５０４に入力する。
【００３９】
ＰＩＤ制御部５０４は、前述したＰＩＤ制御部５０２と同様にＰＩＤ制御演算を実行することにより、操作量ｕ（ｎ）を算出する。さらに、ＰＩＤ制御部５０４は、算出した操作量ｕ（ｎ）から操作量ｕ（ｎ）に対応する＃１から＃４までのそれぞれのモータ１０５の目標となるモータ回転数５２２を加算演算部５２７に入力する。
【００４０】
加算演算部５２７は、入力されたモータ回転数５２１とモータ回転数５２２とを加算して合計となるモータ回転数を＃１から＃４までのそれぞれのモータ１０５ごとに算出し、＃１から＃４までのそれぞれのモータドライバ４０４を介して＃１から＃４までのそれぞれのモータ１０５（制御対象）に入力する。
アルゴリズム５０１において更に目標軌道５１０の変更が必要ならば、前述と同様のＰＩＤ制御をベースとするフィードバック制御処理が制御周期で繰り返し実行される。
【００４１】
［中央制御部：解析手段］
解析手段１１は、カメラ部１０６により撮像された地上の表面である基準面の撮像画像の画像データを解析して凹凸度を取得する。
図５に示すように、飛行装置１００は、飛行時において、カメラ部１０６の光軸を地上の表面である基準面に垂直に向けた状態で、規定のフレーム周期で基準面の撮像を行い、連続的な複数の画像Ｇ１〜Ｇ３（図５では三つのみ図示）を含む画像データを取得する。なお、規定のフレーム周期は、前述した制御周期と同一又はより短周期とする。
解析手段１１は、このときに連続する二つの画像（例えば、画像Ｇ２と画像Ｇ３と）から基準面の凹凸度を算出する。この凹凸度の算出は、前述した制御周期で繰り返し実行され、時間変動する凹凸度が逐次算出される。
【００４２】
以下、その方法について説明する。
解析手段１１は、画像データから撮像画像が得られると、撮像画像に含まれる複数の特徴点を抽出する。特徴点の抽出は、例えばエッジを利用した周知の方法による。
そして、抽出された最新の画像Ｇ３の特徴点と、その直前の画像Ｇ２から得られた特徴点と、のマッチングを行う。さらに、マッチングされた各特徴点について、二つの画像Ｇ２，Ｇ３内でのそれぞれの位置座標から、各特徴点の位置変化量を算出する。なお、飛行装置１００は、通常は飛行時に移動を伴うので、周期的に前後して撮像された二つの画像Ｇ２，Ｇ３における各特徴点は位置変化を生じる。
【００４３】
解析手段１１は、画像Ｇ２，Ｇ３内の各特徴点の移動量を求めると、移動量を正規化する処理を行う。正規化は、例えば、次式（２）のような一般的な処理で行われる。
正規化移動量＝（移動量−移動量の最小値）／（移動量の最大値−移動量の最小値）…（２）
【００４４】
そして、解析手段１１は、正規化された各移動量からその分散σn2を算出する。図６は正規化された移動量の分布を示す線図である。
このとき、正規化された全ての特徴点の移動量は、基準面の凹凸度に応じて、数値のバラつきが増減する。
即ち、基準面の凹凸の度合いや頻度が小さく平坦に近い場合には、画像内のそれぞれの特徴点はカメラ部１０６からの距離がいずれも一定の値に集中するので、カメラ部１０６の移動に伴う各特徴点の移動量はバラつきが小さくなる。従って、分散σn2の値は小さくなる。
これに対して、基準面の凹凸の度合いや頻度が大きく顕著な場合には、画像内のそれぞれの特徴点はカメラ部１０６からの距離が個別に異なってくるので、カメラ部１０６の移動に伴う各特徴点の移動量もバラつきが大きくなる。従って、分散σn2の値は大きくなる。
【００４５】
このように、正規化された各特徴点の移動量の分散σn2の値は、基準面の凹凸の度合いと相関関係があるので、解析手段１１は、基準面の凹凸度を示す値として正規化された各特徴点の移動量の分散σn2の値を算出している。
【００４６】
［中央制御部：補正手段］
前述したように、補正手段１３のローパスフィルタ５２５は、フライトセンサ４０３の超音波センサ４０３ａによって検出される基準面までの距離データを、高周波成分を低減するようにフィルタリングする。
【００４７】
超音波センサ４０３ａは、時間変動する基準面までの距離データを、調整手段１４のフィードバック演算の制御周期と同じ周期で逐次測定する。
補正手段１３のローパスフィルタ５２５は、周期的に取得される距離データに対して次式（３）に示すフィルタリング処理を実行する。但し、ｈfはフィルタリング処理後の距離、ｆはローパスフィルタ関数、ｈは超音波センサ４０３ａが検出した距離、ｋはフィルタリング係数を示す（但し、０＜ｋ＜1）。
ｈf＝ｆ（ｈ，ｋ）    …（３）
【００４８】
ローパスフィルタ関数ｆの具体例を次式（４）に例示する。但し、次式（４）は一例であってこれに限定するものではなく、直前の距離の値に対する直近の距離の値の変動が直前の距離の値に対して影響を与え得る関数であっても良い。
次式（４）におけるｈnowは超音波センサ４０３ａが出力した距離の直近の値（現在距離とする）、ｈpreは超音波センサ４０３ａが一つ前の周期で出力した距離の値（直前距離とする）である。
ｈf＝ｈpre＋ｋ（ｈnow−ｈpre）    …（４）
【００４９】
前式（４）では、現在距離ｈnowと直前距離ｈpreとの差分を求め、求められた差分にフィルタリング係数ｋを乗算してフィルタリング処理後の距離ｈf（補正距離ｈfとする）を算出する。
従って、補正距離ｈfは、フィルタリング係数ｋが1に近い値となる程、現在距離ｈnowに近い値となり、逆に、フィルタリング係数ｋが小さくなる程、直前距離ｈpreに近い値となる。換言すると、フィルタリング係数ｋが大きければ、補正距離ｈfはセンサ出力に対する追従性が高くなり、フィルタリング係数ｋが小さければ、補正距離ｈfはセンサ出力に対する追従性が低くなる。
【００５０】
このように、補正手段１３は、フィルタリング係数ｋに応じて超音波センサ４０３ａが検出した距離ｈを補正した補正距離ｈfを調整手段１４に出力する機能を有している。
【００５１】
［中央制御部：決定手段］
決定手段１２は、ローパスフィルタ５２５のフィルタリング強度、即ち、補正手段１３のフィルタリング係数ｋを調整手段１４のフィードバック演算の制御周期と同じ周期で逐次決定する機能を有している。
具体的には、決定手段１２は、解析手段１１の解析により周期的に求められた基準面の凹凸度である各特徴点の移動量の分散σn2の値に基づいて、補正強度としてのローパスフィルタ５２５のフィルタリング強度（フィルタリング係数ｋ）を逐次決定する。
【００５２】
地上の表面である基準面の凹凸度が高い場合には、高さ変動が激しく、変動頻度が高い状態となる。このような地上の状態で、飛行装置１００の高さ制御において、超音波センサの検出距離（高さ）に対する追従性を高くすると、飛行装置１００の高さが上下に激しく高頻度で変動するように制御が行われて、飛行の安定性が損なわれてしまう。
従って、基準面の凹凸度が高くなるにつれて、フィルタリング係数ｋが小さくなるように定めて、凹凸の影響を低減することが望ましい。
【００５３】
しかし、地上の基準面が一様に連続した面であれば、凹凸度が高くなるにつれてフィルタリング係数ｋを小さく設定することで、凹凸の影響を抑えて安定した飛行を行うことが可能となるが、地上に、例えば、階段のような広範囲の段差部分が生じた場合には例外となる。
図７に示すように、地上の基準面が段差部分によって異なる高さの二平面が生じた場合には、各特徴点の移動量は二箇所に集中した分布となるので、各平面に凹凸そのものが少ない場合であっても標準偏差σnは大きくなり、分散σn2の値はさらに顕著に大きくなる。
このような場合に、凹凸度が高くなるにつれてフィルタリング係数ｋを小さく設定するようにすると、飛行装置１００の段差部分に対する追従性が大きく損なわれてしまう。
【００５４】
そこで、決定手段１２では、解析手段１１が算出する凹凸度としての正規化された各特徴点の移動量の分散σn2の値について、閾値ｔを定めてフィルタリング係数ｋを算出する。
即ち、0＜σn2＜ｔの場合には次式（５）から算出し、ｔ≦σn2＜1の場合には次式（６）から算出する。但し、ａは係数（ａ＞0）、ｂはフィルタリング係数の初期値である。また、フィルタリング係数ｋは、ｋmin＜ｋ＜1の範囲内であることを前提とし、ｋminはフィルタリング係数の最小値、ｔは分散σn2の閾値である。
ｋ＝ｂ−ａ×σn2    …（５）
ｋ＝ｂ              …（６）
【００５５】
図８は正規化された各特徴点の移動量の分散σn2と決定手段１２が分散σn2に基づいて定めるフィルタリング係数ｋとの関係を示した線図である。
図示のように、分散σn2が閾値ｔを超えない範囲では、フィルタリング係数ｋは、初期値ｂを最大値として分散σn2が大きくなるにつれて係数ａに応じた比率でフィルタリング係数ｋは小さくなる（但し、フィルタリング係数ｋは最小値ｋmin以上とする）。
一方、分散σn2が閾値ｔ以上となる範囲では、フィルタリング係数ｋは初期値ｂに固定される。
【００５６】
なお、初期値ｂは基準面が平滑面である場合に、飛行装置１００について最低限必要な追従性を確保することが可能な値以上であって1以下（又は１未満）の値に設定することが望ましい。
また、最小値ｋminは、0より大きく、飛行装置１００の安定性を最低限確保できる値を実測試験やシミュレーションによって適宜定めることが望ましい。
また、係数ａの値は、基準面を凹凸面とした場合の実測試験やシミュレーションによって飛行装置１００の挙動の安定を確保できる値を適宜定めることが望ましい。
また、閾値ｔは、飛行装置１００が追従すべき最小限の段差部分を有する基準面の周期的な撮像で連続して得られる二つの撮像画像に基づく、画像内の特徴点の移動量の分散σn2の値とほぼ同じ値かそれ以上の値とすることが望ましい。
【００５７】
決定手段１２が前記のようにフィルタリング係数ｋを算出することにより、基準面の凹凸度が高くなって逐次求められる分散σn2が大きくなると、フィルタリング係数ｋを小さく算出して、飛行装置１００の高さに対する追従性を低減して、飛行状態の安定性を維持することができる。
また、基準面に段差部分が存在する場合には、逐次求められる分散σn2が過大となり、閾値ｔ以上となるので、フィルタリング係数ｋは最大値である初期値ｂとなり、飛行装置１００の高さに対する追従性を高くして、段差部分に追従させて飛行させることができる。
【００５８】
なお、決定手段１２が、分散σn2値が閾値ｔ以上となる場合のフィルタリング係数ｋを式（５）の初期値ｂと同じ値とする場合を例示したが、これに限定されない。例えば、式（６）に示す、分散σn2値が閾値ｔ以上となる場合のフィルタリング係数ｋは、最小値ｋmin以上であって、1以下となる範囲内で、段差部分に対する追従性を最小限確保できる値以上の他の値としても良い。また、この範囲内で変動する値であっても良い。
【００５９】
［飛行装置による飛行動作制御における各種処理］
中央制御部１による飛行動作制御について説明する。
まず、飛行動作制御の前提となるフィルタリング係数ｋの算出処理について図９のフローチャートに基づいて説明する。
【００６０】
まず、解析手段１１において、規定の制御周期に基づいて、カメラ部１０６の撮像画像の画像データを解析する計算タイミングになったか否かの判定が行われ（ステップＳ１）、解析の計算タイミングに到達すると、カメラ部１０６から画像データを取得する（ステップＳ３）。
そして、解析手段１１は、画像データに含まれる周期的に連続する二つの画像（一方が直近の撮像画像）から特徴点を抽出し、マッチングして各特徴点の移動量を算出し、算出結果を保持する（ステップＳ５）。
さらに、解析手段１１は、各特徴点の移動量を正規化し、正規化された各移動量から分散σn2を算出し（ステップＳ７）、算出された分散σn2の値を保持する（ステップＳ９）。
これにより「解析工程」が実行される。
【００６１】
次いで、決定手段１２は、解析手段１１の解析により周期的に求められた基準面の凹凸度である各特徴点の移動量の分散σn2の値に基づいて、ローパスフィルタ５２５のフィルタリング係数ｋを前述した式（５）又は式（６）に基づいて決定する（ステップＳ１１）。
そして、ステップＳ１に処理が戻されて、規定の制御周期で分散σn2の値の取得とフィルタリング係数ｋの算出が繰り返し実行される。
【００６２】
次に、飛行動作制御の前提となる現在高さ５１５の算出処理について図１０のフローチャートに基づいて説明する。この現在高さ５１５の算出処理は、飛行動作制御中において前述したフィルタリング係数ｋの算出処理と同じ制御周期で並行して実行される。
【００６３】
まず、補正手段１３において、規定の制御周期に基づいて、フライトセンサ４０３の超音波センサ４０３ａによる距離データの検出タイミングになったか否かの判定が行われ（ステップＳ２１）、検出タイミングに到達すると、超音波センサ４０３ａから距離データを取得する（ステップＳ２３）。
そして、補正手段１３は、距離データに含まれる検出された距離ｈに対してフィルタリング処理を実行する（ステップＳ２５）。このとき、前述した決定手段１２は、補正手段１３と同じ制御周期で並行してローパスフィルタ５２５のフィルタリング係数ｋを決定するので、同時期に決定されたフィルタリング係数ｋに基づくローパスフィルタ５２５によってフィルタリング処理を実行する。
これにより、「補正工程」が実行される。
【００６４】
そして、調整手段１４は、補正手段１３によるフィルタリング処理後の距離ｈfを現在高さ５１５として保持する（ステップＳ２７）。
さらに、調整手段１４は、フィードバック制御を行い、＃１から＃４までのそれぞれのモータ１０５の目標となるモータ回転数５２２を算出して、これを考慮した制御量により＃１から＃４までのそれぞれのモータ１０５の動作制御を実行する。
これにより、「調整工程」及び「制御工程」が実行される。
【００６５】
そして、ステップＳ２１に処理が戻されて、規定の制御周期で検出された距離ｈに対するフィルタリング処理と＃１から＃４までのそれぞれのモータ１０５に対するフィードバック制御が繰り返し実行される。
このように、飛行装置１００の飛行時には、規定の制御周期で、現在高さ５１５の算出処理とフィルタリング係数ｋの算出処理とが並行して実行され、これらの協働によって求められたフィルタリング処理後の距離ｈfに基づく推進手段の＃１から＃４までのモータ１０５に対するフィードバック制御によって高さ制御が行われる。
【００６６】
［発明の実施形態の技術的効果］
飛行装置１００は、カメラ部１０６により取得された準面の状態と、超音波センサ４０３ａにより測定された距離と、に基づく飛行高度で自装置を飛行させるように推進手段を制御する中央制御部１を備えている。
特に、中央制御部１は、解析された基準面の状態に応じて定めた補正強度により、超音波センサ４０３ａにより測定された距離に基づく距離データを補正し、補正された距離データに基づく飛行高度で自装置を飛行させるように推進手段を制御している。
このため、基準面の状態の影響を低減して飛行装置１００の飛行の安定化を図ることが可能となる。
【００６７】
また、飛行装置１００では、測定手段として超音波センサ４０３ａを利用しているが、超音波センサ４０３ａは埃等の影響を受けにくく、測定範囲も広いので、飛行装置１００の姿勢変化が生じても基準面までの距離を良好に検出し、高さ制御の安定化を図ることが可能となる。
また、飛行装置１００では、基準面の状態を取得する取得手段の一手段としての撮像手段としてカメラ部１０６を利用しているため、周期的に連続した基準面の画像を良好に取得することが可能となる。
【００６８】
また、中央制御部１は、基準面の凹凸度を基準面の状態から抽出する解析手段１１を有しているので、基準面の凹凸による飛行装置１００の高さ制御の影響を効果的に低減することが可能となる。
特に、解析手段１１は、基準面の凹凸を統計的に解析し、凹凸の統計的な分散を基準面の凹凸度として抽出するので、基準面全体に分布する凹凸に基づく凹凸度を適正に数値化することができ、高さ制御に適正に反映することが可能である。
【００６９】
また、中央制御部１は、超音波センサ４０３ａにより測定された距離に基づく距離データを補正する補正手段１３を有し、補正手段１３は、距離データの高周波成分を低減するようにフィルタリングするローパスフィルタ５２５を有するので、基準面における細かく又は密な凹凸の影響を低減して、飛行の安定化を図ることが可能となる。
【００７０】
また、中央制御部１は、補正強度を決定する決定手段１２を有し、決定手段１２は、解析手段１１により解析された基準面の凹凸度に基づいて、ローパスフィルタ５２５のフィルタリング係数ｋを補正強度として決定しているので、基準面の凹凸度に応じてより適正に距離データを補正することが可能となり、飛行装置１００の飛行のさらなる安定化を図ることが可能となる。
【００７１】
また、中央制御部１は、飛行高度を調整する調整手段１４を有し、調整手段１４は、決定手段１２により決定されたフィルタリング強度に基づいて補正手段１３がフィルタリングを行った距離データに基づいて、基準面からの飛行高度を調整するので、飛行装置１００の飛行の適正な安定化を図ることが可能となる。
【００７２】
また、超音波センサ４０３ａは、時間変動する距離データを逐次測定するので、飛行装置１００の飛行中に変化する基準面からの高さを連続的に計測することが可能となる。
また、カメラ部１０６は、時間変動する画像を逐次撮像するので、飛行装置１００の飛行中に変化する基準面の画像を連続的に計測することが可能となる。
さらに、解析手段１１は、時間変動する画像に応じて、時間変動する凹凸度を逐次解析するので、飛行装置１００の飛行中に変化する基準面の凹凸度を連続的に取得することが可能となる。
さらに、決定手段１２は、時間変動する凹凸度に応じて、時間変動するフィルタリング係数ｋを逐次決定するので、飛行装置１００の飛行中に変化するフィルタリング係数ｋを連続的に取得することが可能となる。
さらに、調整手段１４は、時間変動するフィルタリング係数ｋに基づいて補正手段１３がフィルタリングを行った時間変動する距離データに基づいて、飛行高度を逐次調整するので、飛行装置１００の飛行中に変化する基準面の凹凸の状態に対応して連続的に飛行の適正な安定化を図ることが可能となる。
【００７３】
また、決定手段１２は、基準面の凹凸度に応じてフィルタリング係数ｋを定め、凹凸度について定めた所定の閾値ｔを境界として、凹凸度とフィルタリング係数ｋの関係が異なるようにフィルタリング係数ｋを決定するので、基準面の性質の異なる複数の状態に対応して、高さ制御の安定化を図ることが可能となる。
特に、決定手段１２は、凹凸度が閾値ｔを超えた場合に、フィルタリング強度を固定値に決定する構成とした場合には、高さ制御に対する影響を低減し、基準面の凹凸状態に対応しつつも、高さ制御の追従性を維持したい段差部分等の影響にも対応することができ、飛行の適正な安定化並びに適正化を図ることが可能となる。
【００７４】
［その他］
以上の説明では、本発明に係るプログラム６１のコンピュータ読み取り可能な媒体として記憶部６の不揮発性のメモリであるフラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭを使用した例を開示したが、この例に限定されない。その他のコンピュータ読み取り可能な媒体として、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）や、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。なお、可搬型記録媒体を適用する場合には、飛行装置１００に着脱可能な外付けの可搬型記録媒体の読み取り装置を利用しても良い。
また、本発明に係るプログラムのデータを、通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウエーブ（搬送波）も本発明に適用される。なお、その場合には、飛行装置１００に通信手段を設けることが望ましい。
【００７５】
また、基準面からの距離を測定する測定手段として、超音波センサ４０３ａを例示したが、レーザー距離センサを利用しても良い。
【００７６】
また、基準面の画像を撮像する撮像手段として、カメラ部１０６を例示しているが、このカメラ部１０６は、被写体の撮影を行う機能も備えている。従って、被写体の撮影を行う際には、カメラ部１０６レンズ部１０６ａの光軸を被写体側に向くように制御され、基準面を撮像する際には、カメラ部１０６レンズ部１０６ａの光軸が基準面側を向くように制御される。
このような切り替えを伴う制御に替えて、被写体と基準面との両方が含まれる向きで撮像を行い、撮像画像内の基準面の領域を切り出しても良い。その場合、基準面に対して斜め方向から撮像された遠近差の影響が現れた撮像画像が取得されるが、これを補正処理で遠近差の影響を低減し、補正後の画像から凹凸度を求めても良い。
また、飛行装置１００の水平状態において、光軸が水平となる被写体撮影用の第一のカメラ部と、光軸が鉛直下方を向いた基準面撮像用の第二のカメラ部と、を個別に備える構成としても良い。
【００７７】
また、制御手段は、取得手段により取得された基準面の状態に応じて定められた補正強度により、測定手段により測定された距離を補正し、補正された距離に基づく飛行高度で飛行装置を飛行させるように推進手段を制御したが、
制御手段は、前記取得手段により取得された前記基準面の前記状態と、前記測定手段により測定された前記距離と、に基づいて飛行高度を補正して、補正された飛行高度で飛行装置を飛行させるように推進手段を制御してもよい。
【００７８】
また、基準面の状態を取得する取得手段の他の手段としては、オプティカルフローセンサを利用しても良い。オプティカルフローセンサは、カメラと当該カメラの撮像画像の画像処理を行う画像処理ユニットを含む構成である。
オプティカルフローセンサを利用する場合には、例えば、解析手段１１が行う各特徴点の移動量の分散σn2の値を算出する処理の一部をオプティカルフローセンサの画像処理ユニットが実行するように構成してもよい。
【００７９】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の範囲は、前述の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲と均等の範囲とを含む。
以下に、本出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、本出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
＜付記１＞
自装置を飛行させる推進手段と、
基準面から前記自装置までの距離を測定する測定手段と、
前記基準面の状態を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された前記基準面の前記状態と、前記測定手段により測定された前記距離と、に基づく飛行高度で前記自装置を飛行させるように前記推進手段を制御する制御手段と、
を備える、
ことを特徴とする飛行装置。
＜付記２＞
前記制御手段は、前記取得手段により取得された前記基準面の前記状態に応じて定められた補正強度により、前記測定手段により測定された前記距離を補正し、補正された前記距離に基づく前記飛行高度で前記自装置を飛行させるように前記推進手段を制御する、
ことを特徴とする付記１に記載の飛行装置。
＜付記３＞
前記測定手段は、超音波センサ又はレーザー距離センサを含む、
ことを特徴とする付記1又は２に記載の飛行装置。
＜付記４＞
前記取得手段は、オプティカルフローセンサ又は画像を撮像する撮像手段を含む、
ことを特徴とする付記１乃至３の何れか１つに記載の飛行装置。
＜付記５＞
前記制御手段は、前記撮像手段により撮像された前記基準面の前記画像に基づいて前記基準面の前記状態を解析する解析手段を更に有し、
前記解析手段は、前記基準面の凹凸度を前記基準面の前記状態から抽出する、
ことを特徴とする付記４に記載の飛行装置。
＜付記６＞
前記解析手段は、前記基準面の凹凸を統計的に解析し、前記凹凸の統計的な分散を前記基準面の前記凹凸度として抽出する、
ことを特徴とする付記５に記載の飛行装置。
＜付記７＞
前記制御手段は、前記測定手段により測定された前記距離を補正する補正手段を更に有し、
前記補正手段は、前記距離に基づく距離データの高周波成分を低減するようにフィルタリングするローパスフィルタを含む、
ことを特徴とする付記５又は６に記載の飛行装置。
＜付記８＞
前記制御手段は、前記取得手段により取得された前記基準面の前記状態に応じて定められた補正強度を決定する決定手段を更に有し、
前記決定手段は、前記解析手段により解析された前記基準面の前記凹凸度に基づいて、前記距離データをフィルタリングする前記ローパスフィルタのフィルタリング強度を前記補正強度として決定する、
ことを特徴とする付記７に記載の飛行装置。
＜付記９＞
前記制御手段は、前記飛行高度を調整する調整手段を更に有し、
前記調整手段は、前記決定手段により決定された前記フィルタリング強度に基づいて前記補正手段がフィルタリングを行った前記距離データに基づいて、前記基準面からの前記飛行高度を調整する、
ことを特徴とする付記８に記載の飛行装置。
＜付記１０＞
前記測定手段は、時間変動する前記距離データを逐次測定する、
ことを特徴とする付記９に記載の飛行装置。
＜付記１１＞
前記撮像手段は、時間変動する前記画像を逐次撮像する、
ことを特徴とする付記１０に記載の飛行装置。
＜付記１２＞
前記解析手段は、時間変動する前記画像に応じて、時間変動する前記凹凸度を逐次解析する、
ことを特徴とする付記１１に記載の飛行装置。
＜付記１３＞
前記決定手段は、時間変動する前記凹凸度に応じて、時間変動する前記フィルタリング強度を逐次決定する、
ことを特徴とする付記１２に記載の飛行装置。
＜付記１４＞
前記調整手段は、時間変動する前記フィルタリング強度に基づいて前記補正手段がフィルタリングを行った時間変動する前記距離データに基づいて、前記飛行高度を逐次調整する、
ことを特徴とする付記１３に記載の飛行装置。
＜付記１５＞
前記決定手段は、前記凹凸度に応じて前記フィルタリング強度を定め、
前記凹凸度について定めた所定の閾値を境界として、
前記凹凸度と前記フィルタリング強度との関係が異なるように前記フィルタリング強度を決定する、
ことを特徴とする付記８乃至１４の何れか１つに記載の飛行装置。
＜付記１６＞
前記決定手段は、前記凹凸度が前記所定の閾値を超えた場合に、前記フィルタリング強度を固定値に決定する、
ことを特徴とする付記１５に記載の飛行装置。
＜付記１７＞
自装置を飛行させる推進手段と、基準面から前記自装置までの距離を測定する測定手段と、前記基準面の状態を取得する取得手段と、を備える飛行装置の飛行方法であって、
前記取得手段により取得された前記基準面の前記状態と、前記測定手段により測定された前記距離と、に基づく飛行高度で前記自装置を飛行させるように前記推進手段を制御する制御工程、
を含む、
ことを特徴とする飛行方法。
＜付記１８＞
自装置を飛行させる推進手段と、基準面から前記自装置までの距離を測定する測定手段と、前記基準面の状態を取得する取得手段と、を備える飛行装置のコンピュータを、
前記取得手段により取得された前記基準面の前記状態と、前記測定手段により測定された前記距離と、に基づく飛行高度で前記自装置を飛行させるように前記推進手段を制御する制御手段、
として機能させる、
ことを特徴とするプログラム。
【符号の説明】
【００８０】
１  中央制御部（制御手段）
６  記憶部
６１  プログラム
１１  解析手段
１２  決定手段
１３  補正手段
１４  調整手段
１００  飛行装置
１０４  ロータブレード（推進手段）
１０５  モータ（推進手段）
１０６  カメラ部（撮像手段、取得手段）
４０１  コントローラ
４０３  フライトセンサ
４０３ａ  超音波センサ（測定手段）
４０４  モータドライバ（推進手段）
５２５  ローパスフィルタ
ａ  係数
ｂ  初期値
ｅ  偏差
ｆ  ローパスフィルタ関数
ｈ  距離
ｈf  フィルタリング処理後の距離
ｈnow  現在距離
ｈpre  直前距離
ｋ  フィルタリング係数
ｔ  閾値
σn  標準偏差
σn2  分散
【図１】
2019219778.tif 000003
【図２】
2019219778.tif 000004
【図３】
2019219778.tif 000005
【図４】
2019219778.tif 000006
【図５】
2019219778.tif 000007
【図６】
2019219778.tif 000008
【図７】
2019219778.tif 000009
【図８】
2019219778.tif 000010
【図９】
2019219778.tif 000011
【図１０】
2019219778.tif 000012