(57)【要約】【課題】構成が簡素で処理が複雑にならず、別々に撮像された複数の画像の同期を容易にとることができる撮像システムおよび飛行体を提供すること。【解決手段】撮像システムは、ビデオカメラ２００が搭載されたドローン１００と、操作者Ａが手に持つビデオカメラ３００を含んで構成されている。ドローン１００は、所定の撮像対象物の周辺をドローン１００に飛行させる飛行制御部１３０と、ビデオカメラ３００に到達可能な出力レベルを有する所定周波数の音波を出力する音波出力部１２２と、音波出力部１２２から出力される音波を集音し、撮像対象物を撮像してこの撮像によって得られた画像とともに記録するビデオカメラ２００とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の撮像手段が搭載された飛行体と、第２の撮像手段を有する撮像装置とを備える撮像システムにおいて、
前記飛行体は、
所定の撮像対象物の周辺を前記飛行体に飛行させる飛行制御手段と、
前記撮像装置に到達可能な出力レベルを有する所定周波数の音波を出力する音波出力手段と、
前記音波出力手段から出力される音波を集音する第１の集音手段と、
前記撮像対象物を撮像し、この撮像によって得られた画像とともに、前記第１の集音手段によって集音された音波を記録する前記第１の撮像手段と、を備え、
前記撮像装置は、
前記音波出力手段から出力される音波を集音する第２の集音手段と、
前記撮像対象物および／または前記飛行体を撮像し、この撮像によって得られた画像とともに、前記第２の集音手段によって集音された音波を記録する前記第２の撮像手段と、を備えることを特徴とする撮像システム。
【請求項２】
前記音波出力手段から出力される前記音波には、前記第１の撮像手段による撮像内容を示す特定情報が含まれていることを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
【請求項３】
前記特定情報には、前記飛行体の識別情報、前記飛行体の位置情報、前記第１の撮像手段による撮像時刻情報の少なくとも一つが含まれることを特徴とする請求項２に記載の撮像システム。
【請求項４】
前記音波出力手段から出力される音波は、人の可聴周波数帯域以外の周波数成分が用いられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項５】
前記音波出力手段から出力される音波は、人の可聴周波数帯域に含まれる周波数成分が用いられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項６】
撮像手段が搭載された飛行体であって、
所定の撮像対象物の周辺を前記飛行体に飛行させる飛行制御手段と、
前記撮像装置に到達可能な出力レベルを有する所定周波数の音波を出力する音波出力手段と、
前記音波出力手段から出力される音波を集音する集音手段と、
前記撮像対象物を撮像し、この撮像によって得られた画像とともに、前記集音手段によって集音された音波を記録する前記撮像手段と、
を備えることを特徴とする飛行体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数方向から撮像対象物等を同時に撮像するようにした撮像システムおよび飛行体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、第１および第２の撮像装置のそれぞれにおいて撮像を行って音声データとともに記録し、これら２つの音声データに基づいて時間ずれ情報を算出し、それぞれの撮像画像の再生タイミングをこの時間ずれ情報に基づいて制御することにより、２つの画像を同期させるようにした画像同期システムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１９３５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した特許文献１では、第１の撮像装置における撮像動作に対応して音声データを記録し、第２の撮像装置における撮像動作に対応して音声データを記録しているが、これらの音声データの発生源についての記載がない。第１および第２の撮像装置のそれぞれには音声再生部と集音部が備わっているため、第１および第２の撮像装置にそれぞれにおいて別々に音声を生成して集音することが考えられるが、その場合には、別々に発生させた音声に基づいて正確に複数の画像の同期を取ることは難しいという問題があった。また、特許文献１の画像同期システムでは、第１および第２の撮像装置のそれぞれに、音声同期検出部や相互に音声データ等を送受信するための通信部などが必要になり、構成や処理が複雑であって、汎用のカメラを用いて１つの被写体を撮像してその画像の同期をとることができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、構成が簡素で処理が複雑にならず、別々に撮像された複数の画像の同期を容易にとることができる撮像システムおよび飛行体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明の撮像システムは、第１の撮像手段が搭載された飛行体と、第２の撮像手段を有する撮像装置とを備える。飛行体は、所定の撮像対象物の周辺を飛行体に飛行させる飛行制御手段と、撮像装置に到達可能な出力レベルを有する所定周波数の音波を出力する音波出力手段と、音波出力手段から出力される音波を集音する第１の集音手段と、撮像対象物を撮像し、この撮像によって得られた画像とともに、第１の集音手段によって集音された音波を記録する第１の撮像手段とを備える。また、撮像装置は、音波出力手段から出力される音波を集音する第２の集音手段と、撮像対象物および／または飛行体を撮像し、この撮像によって得られた画像とともに、第２の集音手段によって集音された音波を記録する第２の撮像手段とを備える。
【０００７】
飛行体に搭載される第１の撮像手段、第１の集音手段や、撮像装置に備わった第２の撮像手段、第２の集音手段は、汎用のビデオカメラを用いて容易に実現することが可能であるため、飛行体に音波出力手段を追加するだけでシステム全体を構築することができ、構成および処理内容を簡素化することが可能となる。また、飛行体の音波出力手段から出力された音波が、飛行体と撮像装置のそれぞれにおいて画像と同時に記録されるため、この音波に合わせて、別々に撮像された複数の画像の同期をとることが容易となる。
【０００８】
また、上述した音波出力手段から出力される音波には、第１の撮像手段による撮像内容を示す特定情報が含まれていることが望ましい。これにより、飛行体と音波との対応がとりやすくなり、誤った組み合わせで画像の同期をとることを防止することができる。
【０００９】
また、上述した特定情報には、飛行体の識別情報、飛行体の位置情報、第１の撮像手段による撮像時刻情報の少なくとも一つが含まれることが望ましい。飛行体と撮像装置との同じ組み合わせで複数の画像を撮像した場合に、それぞれの画像において同期をとることが容易となる。
【００１０】
また、上述した音波出力手段から出力される音波は、人の可聴周波数帯域以外の周波数成分が用いられることが望ましい。これにより、撮影時に耳障りな音声が聞こえることを防止することができる。
【００１１】
また、上述した音波出力手段から出力される音波は、人の可聴周波数帯域に含まれる周波数成分が用いられることが望ましい。これにより、画像の同期をとるために出力される音波の有無を利用者が直接耳で確認することができ、音波が出力されない不具合を迅速に把握することができる。
【００１２】
また、本発明の飛行体は、撮像手段が搭載された飛行体であって、所定の撮像対象物の周辺を飛行体に飛行させる飛行制御手段と、撮像装置に到達可能な出力レベルを有する所定周波数の音波を出力する音波出力手段と、音波出力手段から出力される音波を集音する集音手段と、撮像対象物を撮像し、この撮像によって得られた画像とともに、集音手段によって集音された音波を記録する撮像手段とを備えている。
【００１３】
飛行体に搭載される撮像手段や集音手段は、汎用のビデオカメラを用いて容易に実現することが可能であるため、音波出力手段を追加するだけで飛行体を構成することができ、構成および処理内容を簡素化することが可能となる。また、飛行体の音波出力手段から出力された音波が、飛行体と別のビデオカメラ等のそれぞれにおいて画像と同時に記録されるため、この音波に合わせて、別々に撮像された複数の画像の同期をとることが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態の撮像システムの概要を示す図である。
【図２】ドローンの構成を示す図である。
【図３】ドローンに搭載されたビデオカメラを用いて撮像対象物としての送電線を撮像する動作手順を示す流れ図である。
【図４】操作者Ａが所持するビデオカメラを用いて、送電線を撮像中のドローンを撮像する動作手順を示す流れ図である。
【図５】２つのビデオカメラによる撮像、録音内容を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を適用した一実施形態の撮像システムについて、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は、一実施形態の撮像システムの概要を示す図である。図１に示すように、本実施形態の撮像システムは、ビデオカメラ２００が搭載された飛行体としてのドローン（無人飛行体）１００と、地上の操作者Ａが手に持って操作するビデオカメラ３００とを含んで構成されている。
【００１７】
例えば、ドローン１００に搭載されたビデオカメラ２００は、落雷発生時に撮像対象物としての送電線を撮像し、撮像された画像を解析することにより送電線４００の障害の有無を調べるためのものである。また、操作者Ａが所持するビデオカメラ３００は、送電線を撮像中のビデオカメラ２００を含むドローン１００を撮像することにより、撮像環境に異常がないことを確認するためのものである。
【００１８】
図２は、ドローン１００の構成を示す図である。図２に示すように、ドローン１００は、通信部１１０、飛行指示受信部１２０、音波出力部１２２、スピーカ１２４、飛行制御部１３０、姿勢制御部１４０、駆動制御部１４２、モータ１４４、ビデオカメラ２００を含んで構成されている。
【００１９】
通信部１１０は、例えば操作者Ｂが手に持っているリモコン（リモートコントロール）装置１５０との間で無線接続を行ってデータの送受信を行う。
【００２０】
飛行指示受信部１２０は、リモコン装置１５０から無線通信で送られてくる遠隔操作用の各種の指示を通信部１１０を介して受信する。
【００２１】
音波出力部１２２は、地上の操作者Ａが手に持っているビデオカメラ３００に到達可能な出力レベルを有する所定周波数の音波を生成してスピーカ１２４から出力する。この音波出力部１２２から出力される音波には、ビデオカメラ２００による撮像内容を示す特定情報が含まれている。例えば、この特定情報として、ドローン１００の識別情報、ドローン１００の位置情報、ビデオカメラ２００による撮像時刻情報の少なくとも一つが含まれている。
【００２２】
この音波出力部１２２は、出力データ生成部１２２ａと変調部１２２ｂを有する。出力データ生成部１２２ａは、ドローン１００の識別情報、位置情報、ビデオカメラ２００による撮像時刻、ドローン１００の動作状態等の全部あるいは一部が含まれる出力データを生成する。変調部１２２ｂは、この生成された出力データを変調して所定周波数の音波に重畳させてスピーカ１２４から出力する。スピーカ１２４から出力される音波は、人の可聴周波数帯域以外の周波数成分を用いる場合と、人の可聴周波数帯域に含まれる周波数成分を用いる場合が考えられる。可聴周波数帯域以外を用いる前者の場合には、撮影時に耳障りな音声が聞こえることを防止することができる。また、可聴周波数帯域を用いる後者の場合には、２つのビデオカメラ２００、３００のそれぞれ撮像によって得られた画像の同期をとる際に用いられる音波の有無を利用者が直接耳で確認することができ、音波が出力されない不具合を迅速に把握することができる。
【００２３】
飛行制御部１３０は、撮像対象物（図１に示す例では「送電線」）の周囲をドローン１００に飛行させるための飛行制御を行う。姿勢制御部１４０は、ＧＰＳ受信機やジャイロセンサを含んでおり、ドローン１００の位置を検出するとともに姿勢（位置および向き）を制御する。この姿勢制御部１４０によって検出されたドローン１００の位置は、音波出力部１２２の出力データ生成部１２２ａに送られ、出力データに含まれる「位置情報」として用いられる。
【００２４】
駆動制御部１４２は、複数（例えば４個）のモータ１４４を駆動してそれぞれに対応する複数のプロペラ（図示せず）を回転させることにより、ドローン１００を所定の向きに所定の速度で飛行させる。
【００２５】
上述したビデオカメラ２００が第１の撮像手段、第１の集音手段に、ビデオカメラ３００が第２の撮像手段、第２の集音手段に、撮像装置に、飛行制御部１３０が飛行制御手段に、音波出力部１２２が音波出力手段にそれぞれ対応する。
【００２６】
本実施形態の撮像システムはこのような構成を有しており、次に、撮像対象物としての送電線を撮像する動作について説明する。
【００２７】
図３は、ドローン１００に搭載されたビデオカメラ２００を用いて撮像対象物としての送電線を撮像する動作手順を示す流れ図である。
【００２８】
撮像開始に先立って、操作者Ｂは、リモコン装置１５０を操作して、ドローン１００の飛行を指示する。ドローン１００内の飛行指示受信部１２０によってこの指示を通信部１１０を介して受信すると、飛行制御部１３０は、この指示に応じて撮像対象物としての送電線の撮像位置までドローン１００を飛行させる（ステップ１００）。なお、操作者Ｂがリモコン装置１５０を操作してドローン１００を撮像位置まで飛行させる遠隔操作を行う代わりに、撮像位置の情報をドローン１００に送り、飛行制御部１３０の制御によって自律飛行を行った撮像位置までドローン１００を移動させるようにしてもよい。
【００２９】
次に、操作者Ｂがリモコン装置１５０を操作して撮像開始指示をドローン１００に送り、飛行指示受信部１２０がこの撮像開始指示を通信部１１０を介して受信すると、ビデオカメラ２００は、送電線の撮像とともに周囲音の録音を開始する（ステップ１０２）。なお、本実施形態では、ビデオカメラ２００は、市販品を流用することが可能であり、撮像動作と並行して内蔵マイク（マイクロホン）を用いて録音動作が行われるが、外付けのマイクロホンを用いたり、撮像部分と録音部分と撮像・録音結果の記録部分とを別々の部品にて用意してドローン１００を組み立てる際にこれらの部品を組み付けるようにしてもよい。
【００３０】
次に、音波出力部１２２は、所定の音波を出力する（ステップ１０４）。音波を出力するタイミングとしては、（１）ステップ１０２における撮像と録音が開始されてから所定時間経過後に出力する、（２）操作者Ｂによってリモコン装置１５０が操作されて音波の出力が指示されたときに出力する、（３）所定時間が経過する毎に繰り返し出力する、などが考えられる。
【００３１】
次に、操作者Ｂがリモコン装置１５０を操作して撮像終了指示をドローン１００に送り、飛行指示受信部１２０がこの撮像終了指示を通信部１１０を介して受信すると、ビデオカメラ２００は、送電線の撮像と周囲音の録音を終了する（ステップ１０６）。
【００３２】
撮像終了後に、操作者Ｂは、リモコン装置１５０を操作して、ドローン１００の飛行終了を指示する。ドローン１００内の飛行指示受信部１２０によってこの指示を通信部１１０を介して受信すると、飛行制御部１３０は、この指示に応じてドローン１００を所定の着地位置に着地させて撮像のための一連の飛行を終了する（ステップ１０８）。なお、ドローン１００がビデオカメラ２００による撮像、録音動作中に墜落等の異常が発生した場合には、その時点でビデオカメラ２００による撮像、録音動作が中断される場合があるため、上述したステップ１０６、１０８の動作が実施されないこともある。
【００３３】
図４は、操作者Ａが所持するビデオカメラ３００を用いて、送電線を撮像中のドローン１００を撮像する動作手順を示す流れ図である。
【００３４】
操作者Ａは、例えば目視によりドローン１００が飛行を開始したことを確認する（ステップ２００）。その後、ビデオカメラ３００の操作部が操作者Ａによって操作されて撮像開始が指示されると、ビデオカメラ３００は、送電線を撮像中のドローン１００の撮像とともに周囲音の録音を開始する（ステップ２０２）。ドローン１００のスピーカ１２４から出力された音波は操作者Ａまで到達するようにその音量が設定されているため、スピーカ１２４から出力された音波はビデオカメラ３００によって撮像と並行して録音される。
【００３５】
次に、操作者Ａは、例えば目視によりドローン１００が飛行を終了したことを確認する（ステップ２０４）。その後、ビデオカメラ３００の操作部が操作者Ａによって操作されて撮像終了が指示されると、ビデオカメラ３００は、ドローン１００の撮像と周囲音の録音を終了する（ステップ２０６）。このようにして、ビデオカメラ３００による一連の撮像、録音動作が終了する。
【００３６】
図５は、２つのビデオカメラ２００、３００による撮像、録音内容を示す図である。図５において、「飛行Ｌｏｇ」はドローン１００のイベント内容（動作状態）を、「ＵＡＶ（Unmanned aerial vehicle）記録」はドローン１００に搭載されたビデオカメラ２００の録画内容（撮像、録音内容）を、「地上記録」は操作者Ａが手に持って操作するビデオカメラ３００の録画内容をそれぞれ示している。
【００３７】
図５に示す例では、ドローン１００は、時刻００：４０に飛行を開始した後、時刻００：５２に撮像位置に到達し、時刻００：５３にビデオカメラ２００による撮像、録音を開始する。また、時刻００：５５にドローン１００の搭載バッテリ（図示せず）の電圧低下が検出されると、この検出動作と並行して（同時刻に）、スピーカ１２４からドローン１００の識別情報等を含む音波を所定時間（すべてのデータの出力に要する時間）出力する。例えば、この音波には、バッテリー電圧低下を検出したことと、その検出時刻００：５５と、ドローン１００の識別情報としての機体番号とを組み合わせたメッセージデータ「００：５５にＵＡＶ１号機電圧低下」が変調されて含まれている。
【００３８】
その後、時刻０１：１２に高度低下を検出後に、時刻０１：１３に墜落中であることが検出されると、この検出動作と並行して（同時刻に）、スピーカ１２４からドローン１００の識別情報等を含む音波を再度所定時間出力する。例えば、この音波には、ドローン１００が墜落中であることを検出したことと、その検出時刻０１：１３と、ドローン１００の識別情報としての機体番号とを組み合わせたメッセージデータが変調されて含まれている。
【００３９】
ドローン１００に搭載されたビデオカメラ２００では、撮像によって得られる動画像とともに、時刻００：５５からスピーカ１２４から所定時間出力される音波と、時刻０１：１３からスピーカ１２４から所定時間出力される音波が記録される。
【００４０】
同様に、操作者Ａが手に持っているビデオカメラ３００では、撮像によって得られる動画像とともに、時刻００：５５からスピーカ１２４から所定時間出力される音波と、時刻０１：１３からスピーカ１２４から所定時間出力される音波が記録される。なお、ビデオカメラ３００による撮像開始時刻は、ドローン１００に搭載されたビデオカメラ２００による撮像開始時刻とは一致しないため、録画開始から最初の音波出力時刻００：５５までの時間は異なっている。
【００４１】
このような２種類の記録画像を解析する必要が生じた場合（例えば、ドローン１００の墜落の状況を調べる場合）には、それぞれの記録内容に含まれる音波を復調して調べることにより、音波の記録内容や記録開始時点（時刻００：５５や時刻０１：１３）を特定することができ、この記録開始時点を基準にビデオカメラ２００、３００のそれぞれによって記録された画像の同期をとることが可能となる。
【００４２】
この同期は、記録画像を解析する解析者が手動操作によって行う場合と、解析装置を用いて自動で行う場合が考えられる。手動操作で行う場合には、一方の記録画像を再生して音波が聞こえてくるタイミング（時刻００：５５）に合わせて再生を一時中断する。同様に、他方の記録画像を再生して音波が聞こえてくるタイミングに合わせて再生を一時中断する。その後、これら２種類の記録画像の再生を同時に再開することにより、同期をとった状態での２種類の記録画像の再生が可能となる。自動で行う場合には、手動操作で行う場合と同様の処理を解析装置で行うようにすればよい。
【００４３】
このように、本実施形態の撮像システムでは、ドローン１００に搭載されるビデオカメラ２００や、操作者Ａが手に持っているビデオカメラ３００は、汎用品を用いて容易に実現することが可能であるため、ドローン１００に音波出力部１２２を追加するだけでシステム全体を構築することができ、構成および処理内容を簡素化することが可能となる。また、ドローン１００の音波出力部１２２から出力された音波が、ドローン１００のビデオカメラ２００と操作者Ａが手に持っているビデオカメラ３００のそれぞれにおいて画像と同時に記録されるため、この音波に合わせて、別々に撮像されたこれらの画像の同期をとることが容易となる。
【００４４】
また、ドローン１００の音波出力部１２２から出力する音波には、ビデオカメラ２００による撮像内容を示す特定情報、具体的には、ドローン１００の識別情報、ドローン１００の位置情報、ビデオカメラ２００による撮像時刻情報の少なくとも一つが含まれている。これにより、ドローン１００と音波との対応がとりやすくなり、誤った組み合わせで画像の同期をとることを防止することができる。また、このような特定情報を音波に含ませることにより、ドローン１００に搭載されたビデオカメラ２００と操作者Ａが手に持つビデオカメラ３００の同じ組み合わせで複数の画像（動画）を撮像した場合であっても、それぞれの画像において同期をとることが容易となる。
【００４５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、ドローン１００に搭載された一方のビデオカメラ２００で撮像対象物としての送電線を撮像し、操作者Ａが手に持った他方のビデオカメラ３００でドローン１００を撮像したが、ビデオカメラ３００によって同じ撮像対象物である送電線を撮像するようにしてもよい。あるいは、複数台のドローンのそれぞれに搭載された複数台のビデオカメラや、複数の操作者のそれぞれが手に持った、あるいは、地面や建物等に固定された１台あるいは複数台のビデオカメラとを任意に組み合わせて、撮像対象物やドローンを撮像するようにしてもよい。その場合には、少なくとも１台のドローンに音波出力部１２２やスピーカ１２４を搭載して、１台のドローンから特定情報が含まれる音波を出力すればよい。
【００４６】
また、上述した実施形態では、ドローン１００に異常が生じた際に音声出力部１２２がスピーカ１２４から特定情報を含む音波を出力するようにしたが、異常発生の有無に関係なく、例えば、ドローン１００が所定位置に到達して撮像を開始した直後に（あるいは一定時間経過後や、それ以後一定周期あるいは不定周期であってもよい）音波を出力するようにしてもよい。
【００４７】
また、上述した実施形態では、ドローン１００では、出力データ生成部１２２ａによって生成した出力データを変調部１２２ｂによって変調した内容を出力音声に重畳したが、出力する音波に出力データ（特定情報）を重畳させる方法はどのような手法を用いてもよい。例えば、特定情報の内容を読み上げた音声を示すＰＣＭデータを出力データ生成部１２２ａで生成し、このＰＣＭデータをデジタル−アナログ変換してスピーカ１２４から出力するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
上述したように、本発明によれば、飛行体に搭載される第１の撮像手段、第１の集音手段や、撮像装置に備わった第２の撮像手段、第２の集音手段は、汎用のビデオカメラを用いて容易に実現することが可能であるため、飛行体に音波出力手段を追加するだけでシステム全体を構築することができ、構成および処理内容を簡素化することが可能となる。また、飛行体の音波出力手段から出力された音波が、飛行体と撮像装置のそれぞれにおいて画像と同時に記録されるため、この音波に合わせて、別々に撮像された複数の画像の同期をとることが容易となる。
【符号の説明】
【００４９】
１００  ドローン（無人飛行体）
１１０  通信部
１２０  飛行指示受信部
１２２  音波出力部
１２２ａ  出力データ生成部
１２２ｂ  変調部
１２４  スピーカ
１３０  飛行制御部
１４０  姿勢制御部
１４２  駆動制御部
１４４  モータ
２００、３００  ビデオカメラ
４００  送電線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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