(57)【要約】      （修正有）【課題】マルチコプターを利用して、地表面の対象植物の植生状況と周辺状況とを同時に撮影できる植生観察装置を提供する。【解決手段】植生観察装置１００は、下方を撮影するカメラ１０６を有し、空中を飛行可能なマルチコプター１０８と、カメラの下側に取付けられ、カメラに対向する側が頂部１２２となるドームミラー１１０とを備え、ドームミラーは、頂部に形成された穴１２４を有し、カメラは、穴を通して湿原１０２の対象植物１０４の植生状況を撮影しつつ、ドームミラーの外側１２６に映り込む周辺状況を撮影することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下方を撮影するカメラを有し、空中を飛行可能なマルチコプターと、
前記カメラの下側に取付けられ、該カメラに対向する側が頂部となるドームミラーとを備え、
前記ドームミラーは、前記頂部に形成された穴を有し、
前記カメラは、前記穴を通して地表面の対象植物の植生状況を撮影しつつ、前記ドームミラーの外側に映り込む周辺状況を撮影することを特徴とする植生観察装置。
【請求項２】
前記ドームミラーは、前記マルチコプターの着陸脚を兼ねていることを特徴とする請求項１に記載の植生観察装置。
【請求項３】
前記ドームミラーは、前記穴を避けた内側に取付けられ、下方を照らす照明を有することを特徴とする請求項１または２に記載の植生観察装置。
【請求項４】
当該植生観察装置は、地表面の対象植物の周辺に設置した複数のマーカーをさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の植生観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空中を飛行して移動可能な植生観察装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、地表面を上空から観察する装置として、航空機内に撮像システムが設けられた空中撮像装置が記載されている。この撮像システムでは、地面から反射された各種の波長の放射エネルギーを受信しこれを解析している。しかし航空機内に撮像システムを設けると、装置が大掛かりになってしまう。また航空機では遙か上空から広域を撮影することになるため、詳細な画像を得ることは難しく、植生観察には向いていない。
【０００３】
一方、近年は遠隔操作可能な無人の小型のマルチコプター（ドローンとも呼ばれる）が知られている。このマルチコプターには撮影装置が搭載されているものが多く、地表面の撮影も可能となっている。マルチコプターは空中で静止（ホバリング）することもできるため、観察者が立ち入ることが困難な湿原などにおいても地表面の近接撮影に適した飛行体である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２４８９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、マルチコプターは、一般的には高倍率のズームレンズなどを搭載していない。このため、湿原の植生状況の撮影などを行う場合には、植物の種類を判別するために、マルチコプターを地表面に接近させ、低高度（例えば高度１ｍ）で下方を撮影することになる。
【０００６】
このような場合、マルチコプターのカメラによって地表面の対象植物の植生状況を詳細に撮影できるものの、低高度で下方を撮影しているため、対象植物の周辺状況を同時に撮影することはできない。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑み、マルチコプターを利用して、地表面の対象植物の植生状況と周辺状況とを同時に撮影できる植生観察装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明にかかる植生観察装置の代表的な構成は、下方を撮影するカメラを有し、空中を飛行可能なマルチコプターと、カメラの下側に取付けられ、カメラに対向する側が頂部となるドームミラーとを備え、ドームミラーは、頂部に形成された穴を有し、カメラは、穴を通して地表面の対象植物の植生状況を撮影しつつ、ドームミラーの外側に映り込む周辺状況を撮影することを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、マルチコプターのカメラは、ドームミラーの穴を通して地表面の対象植物の植生状況を撮影できる。また、ドームミラーの外側には、その対象植物の周辺状況が映り込む。このため、マルチコプターを地表面に接近させて低高度で下方を撮影する場合であっても、カメラは、地表面の対象植物の植生状況を撮影しつつ、ドームミラーに映り込んだ周辺状況も同時に撮影できる。なおカメラは、ドームミラーの穴を通して、地表面の対象植物に近接して撮影することで、対象植物の植生状況をより詳細に観察できる近接写真を撮影できる。
【００１０】
上記のドームミラーは、マルチコプターの着陸脚を兼ねているとよい。このように、ドームミラーが着陸脚を兼ねているため、マルチコプターの飛行を停止しながら、対象植物の植生状況と周辺状況とを同時に観察できる。よって、マルチコプターは、消費電力を低減できるため、航続距離が短くならず、より長時間（広範囲）の植生観察を行うことが可能となる。
【００１１】
上記のドームミラーは、穴を避けた内側に取付けられ、下方を照らす照明を有するとよい。これにより、マルチコプターのカメラは、ドームミラーの穴を通して下方を撮影する際、ドームミラーの内側に取付けられた照明によって撮影に必要な光量を得る。このため、カメラは、ドームミラーの穴を通して地表面の対象植物の植生状況を確実に撮影できる。また着陸した状態で接写をすることも可能である。
【００１２】
上記の植生観察装置は、地表面の対象植物の周辺に設置した複数のマーカーをさらに備えるとよい。このように、対象植物の周辺に複数のマーカーを設置することで、ドームミラーの外側にマーカーが映り込む。このため、マルチコプターのカメラが、地表面の対象植物の植生状況と周辺状況とを撮影する際、ドームミラーの外側に少なくとも３本のマーカーが映り込んでいて、マーカーの位置を予め決めておけば撮影位置を特定できる。マーカーは、具体例としては、ポールや、バルーン、マーカー（的：まと）、またはこれらを組み合わせたものを使用することができる。なお、上記構成のように人為的なマーカーを使用しない場合には、立木や山の峰など自然物をマーカーとして利用してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、マルチコプターを利用して、地表面の対象植物の植生状況と周辺状況とを同時に撮影できる植生観察装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態における植生観察装置を説明する図である。
【図２】従来技術（比較例）の植生観察装置を説明する図である。
【図３】本発明の他の実施形態における植生観察装置を説明する図である。
【図４】本発明のさらに他の実施形態における植生観察装置を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態における植生観察装置１００を説明する図である。植生観察装置１００は、観察者が立ち入ることが困難な湿原１０２などの地表面の植生調査を行う装置である。なお地表面の植生調査は、湿原１０２の対象植物１０４の植生状況を撮影することで可能となる。
【００１７】
植生観察装置１００は、下方を撮影するカメラ１０６を搭載したマルチコプター１０８と、ドームミラー１１０とを備える。マルチコプター１０８は、図示のように、本体１１２と、本体１１２の下側に設置されたジンバルマウント１１４と、ジンバルマウント１１４に取付けられたカメラ１０６とを備える。
【００１８】
マルチコプター１０８は、本体１１２の上側に複数（例えば４つ）のモーター１１６およびプロペラ１１８が設置されていて、プロペラ１１８をモーター１１６で回転させることで揚力を得て、空中を飛行する。また本体１１２の下側には、下方に延びる脚部１２０が固定されている。
【００１９】
ドームミラー１１０は、図示のように脚部１２０に保持されていて、カメラ１０６に対向する側が頂部１２２となるようにして、カメラ１０６の下側に取付けられている。またドームミラー１１０の頂部１２２には、穴１２４が形成されている。
【００２０】
カメラ１０６は、対象植物１０４の植生状況を撮影する撮影装置であり、さらにマルチコプター１０８が対象植物１０４の付近まで移動する際にも用いられる。ただしカメラ１０６には、高倍率のズームレンズなどは搭載されていない。
【００２１】
そこで植生観察装置１００では、対象植物１０４の植生状況を詳細に撮影する際、マルチコプター１０８を地表面に接近させ、低高度（例えば高度１ｍ）でカメラ１０６によって下方を撮影する。
【００２２】
カメラ１０６は、ドームミラー１１０の穴１２４を通して下方を撮影する。対象植物１０４は、図示のようにドームミラー１１０の穴１２４を通した際のカメラ１０６の撮影範囲Ａ内に位置している。このため、カメラ１０６は、ドームミラー１１０の穴１２４を通して、対象植物１０４に近接して撮影することができ、さらには対象植物１０４の植生状況をより詳細に観察できる近接写真を撮影できる。
【００２３】
またドームミラー１１０の外側１２６には、その対象植物１０４の周辺状況が映り込む。したがってカメラ１０６は、低高度で下方を撮影する場合であっても、ドームミラー１１０の穴１２４を通して対象植物１０４の植生状況を撮影しつつ、ドームミラー１１０の外側１２６に映り込んだ周辺状況も同時に撮影できる。なお図中には、ドームミラー１１０の外側１２６に周辺状況が映り込んだ際のカメラ１０６の撮影範囲Ｂ、Ｃを示している。ここでは、撮影範囲Ｂ内に立木１２８が位置しているため、カメラ１０６は、対象植物１０４と同時に立木１２８も撮影できる。
【００２４】
またドームミラー１１０の底部１３０は、カメラ１０６の下側に取付けられた状態で、脚部１２０の下端１３２とほぼ同じ高さとなっている。このため、ドームミラー１１０は、マルチコプター１０８の着陸脚を兼ねる。
【００２５】
図２は、従来技術（比較例）の植生観察装置２００を説明する図である。植生観察装置２００は、マルチコプター１０８のカメラ１０６の下側にドームミラー１１０が取付けられていない点で、上記の植生観察装置１００と異なる。
【００２６】
植生観察装置２００では、対象植物１０４の植生状況を詳細に撮影する際、マルチコプター１０８を低高度で飛行させ、さらにカメラ１０６の撮影範囲Ｄ内に対象植物１０４が位置するように接近させて、カメラ１０６によって下方を撮影する。しかし、カメラ１０６は、低高度で下方を撮影しているため、対象植物１０４を撮影できるものの、その対象植物１０４の周辺状況（例えば立木１２８など）を同時に撮影することはできない。
【００２７】
これに対して本実施形態の植生観察装置１００によれば、カメラ１０６は、低高度で下方を撮影する場合であっても、湿原１０２の対象植物１０４の植生状況と周辺状況とを同時に撮影できる。また、植生観察装置１００では、ドームミラー１１０が着陸脚を兼ねているため、マルチコプター１０８の飛行を停止しながら、対象植物１０４の植生状況と周辺状況とを同時に観察できる。よって、マルチコプター１０８は、消費電力を低減できるため、航続距離が短くならず、より長時間（広範囲）の植生観察を行うことが可能となる。
【００２８】
図３は、本発明の他の実施形態における植生観察装置１００Ａを説明する図である。植生観察装置１００Ａは、マルチコプター１０８のカメラ１０６の下側に、照明用のＬＥＤ１３４を有するドームミラー１１０Ａが取付けられている点で、上記の植生観察装置１００と異なる。
【００２９】
照明用のＬＥＤ１３４は、図示のように下方を照らす照明であって、ドームミラー１１０Ａの頂部１２２に形成された穴１２４を避けた内側に取付けられている。このため、カメラ１０６は、ドームミラー１１０の穴１２４を通して下方を撮影する際、照明用のＬＥＤ１３４によって撮影に必要な光量を得ることができる。
【００３０】
したがって植生観察装置１００Ａによれば、カメラ１０６は、低高度で下方を撮影する場合、ドームミラー１１０の外側１２６に映り込んだ周辺状況を撮影しつつ、ドームミラー１１０の穴１２４を通して湿原１０２の対象植物１０４の植生状況を確実に撮影できる。また照明用のＬＥＤ１３４を備えたことにより、マルチコプター１０８が着陸した状態で接写をすることも可能である。
【００３１】
図４は、本発明のさらに他の実施形態における植生観察装置１００Ｂを説明する図である。植生観察装置１００Ｂは、複数（ここでは３本）のマーカー１３６、１３８、１４０をさらに備える点で、上記の植生観察装置１００と異なる。
【００３２】
マーカー１３６、１３８、１４０は、湿原１０２の対象植物１０４の周辺（木道など）に設置されている。マーカー１３６、１３８、１４０は、例えばポールや、バルーン、マーカー（的：まと）、またはこれらを組み合わせたものを使用できる。
【００３３】
カメラ１０６は、低高度で下方を撮影する場合、湿原１０２の対象植物１０４の植生状況と周辺状況とを同時に撮影する。ここで周辺状況としては、図４（ａ）に示すように、カメラ１０６の撮影範囲Ｂ、Ｃ内にマーカー１３６、１３８、１４０が位置している。
【００３４】
このため植生観察装置１００Ｂでは、カメラ１０６が湿原１０２の対象植物１０４の植生状況と周辺状況とを撮影する際、ドームミラー１１０の外側１２６に３本のマーカー１３６、１３８、１４０が映り込むことになる。つまり、カメラ１０６は、対象植物１０４と同時に３本のマーカー１３６、１３８、１４０も撮影できる。
【００３５】
ここで３本のマーカー１３６、１３８、１４０の地図上の位置を予め決めておけば撮影位置を特定できる。なお位置測定としてはＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）が想起されるが、現状ではＧＰＳによる位置測定の誤差は１０ｍ以上あるため、撮影位置の特定のためには位置精度が低い。
【００３６】
カメラ１０６とドームミラー１１０の中心を合わせておけば、自機に対するマーカーの方角と、ドームミラー１１０上に映り込んだマーカーの角度は一致する。したがって理論上は、マーカーが少なくとも２つあれば自機の位置を特定することが可能である。しかしながらカメラ１０６とドームミラー１１０の距離に対して、ドームミラー１１０からマーカーまでの距離が遠い（例えば２０ｃｍに対して２０ｍであると１００倍になる）ことから、カメラ１０６とドームミラー１１０の相対位置のわずかなずれが大きな誤差を生じてしまう。このためマーカーを３つないし４つ用いて、位置精度を向上させることが好ましい。
【００３７】
そこで植生観察装置１００Ｂでは、３本のマーカー１３６、１３８、１４０を用いた位置特定を行う。一例として、図４（ｂ）に示す植生観察装置１００Ｂの撮影位置Ｅを特定する場合、マーカー１３６、１３８、１４０と撮影位置Ｅとをそれぞれ結んだ線分Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを用いる。例えばマーカー１３６、１４０を結ぶ線分と線分Ｌａ、Ｌｃとのそれぞれの角度、さらにマーカー１３８、１４０を結ぶ線分と線分Ｌｂ、Ｌｃとのそれぞれの角度を用いて、線分Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃの長さを算出する。このようにして、植生観察装置１００Ｂでは、撮影位置Ｅの特定できる。
【００３８】
また図４（ｂ）の矢印Ｆに示すようにマルチコプター１０８が移動した後の植生観察装置１００Ｂの撮影位置Ｇを特定する場合、マーカー１３６、１３８、１４０と撮影位置Ｇとをそれぞれ結んだ線分Ｌｄ、Ｌｅ、Ｌｆを用いる。例えばマーカー１３６、１４０を結ぶ線分と線分Ｌｄ、Ｌｆとのそれぞれの角度、さらにマーカー１３８、１４０を結ぶ線分と線分Ｌｅ、Ｌｆとのそれぞれの角度を用いて、線分Ｌｄ、Ｌｅ、Ｌｆの長さを算出する。このようにして、植生観察装置１００Ｂでは、撮影位置Ｇの特定できる。
【００３９】
したがって植生観察装置１００Ｂによれば、カメラ１０６は、低高度で下方を撮影する場合であっても、湿原１０２の対象植物１０４の植生状況と周辺状況とを同時に撮影でき、さらに撮影位置も特定できる。
【００４０】
なお植生観察装置１００Ｂでは、マーカー１３６、１３８、１４０を使用したが、仮に木道などが存在せず、人為的なマーカーを設置できない状況であれば、これに代えて、図１に示す立木１２８や山の峰など自然物をマーカーとして利用してもよい。
【００４１】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、空中を飛行して移動可能な植生観察装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１００、１００Ａ、１００Ｂ…植生観察装置、１０２…湿原、１０４…対象植物、１０６…カメラ、１０８…マルチコプター、１１０、１１０Ａ…ドームミラー、１１２…本体、１１４…ジンバルマウント、１１６…モーター、１１８…プロペラ、１２０…脚部、１２２…ドームミラーの頂部、１２４…頂部の穴、１２６…ドームミラーの外側、１２８…立木、１３０…ドームミラーの底部、１３２…脚部の下端、１３４…照明用のＬＥＤ、１３６、１３８、１４０…マーカー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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