(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空画像を撮るためのシステムであって、
２つの可動式の詳細カメラモジュールを備え、
それぞれの可動式の前記詳細カメラモジュールは、詳細カメラおよびビームステアリング機構を含み、前記詳細カメラの指示方向は、操作軸に沿ったより広い有効な視野を掃引するために前記ビームステアリング機構によって時間多重化され、前記ビームステアリング機構は、前記詳細カメラモジュールの光軸に対して傾斜させた第１の可動式ミラーを含み、前記第１の可動式ミラーはビームステアリングを実現するために前記詳細カメラモジュールの光軸を中心に転回するように構成され、全ての前記詳細カメラモジュールの操作軸は互いから略９０度離れるように角度をなした状態で分布させ、かつ、飛行方向に対して略４５度の角度が付けられ、それぞれの前記詳細カメラモジュールは、右端斜角と左端斜角との間の視野を掃引するように構成される、システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、
カメラ穴より上に、航空機の床面または航空機によって運搬されるポッドの床面の少なくとも１つに取り付け可能であることで、前記カメラ穴を通して前記航空機より下の地表の光景を前記詳細カメラにもたらす、システム。
【請求項３】
請求項１に記載のシステムであって、
少なくとも１つの概観カメラを備え、前記概観カメラの焦点距離はそれぞれの前記詳細カメラの焦点距離より短い、システム。
【請求項４】
請求項１に記載のシステムであって、
それぞれの前記詳細カメラモジュール内で、前記詳細カメラは、屈折レンズ、反射レンズ、または反射屈折レンズを含む群から選択されるレンズを有する、システム。
【請求項５】
請求項１に記載のシステムであって、
それぞれの前記詳細カメラモジュール内で、前記第１の可動式ミラーは、前記詳細カメラの露出期間中静止している、システム。
【請求項６】
請求項１に記載のシステムであって、
それぞれの前記詳細カメラモジュール内において、前記第１の可動式ミラーは前記詳細カメラの露出期間中ゼロ以外の角速度を有し、それぞれの前記詳細カメラモジュールは、前記詳細カメラにおいて、前記露出期間中に前記第１の可動式ミラーの角速度の影響を補正して、前記露出期間中に前記詳細カメラの指向を一定の方向にするように構成される第２の可動式ミラーを備える、システム。
【請求項７】
請求項６に記載のシステムであって、
前記第２の可動式ミラーは正弦波運動し、前記露出期間中の前記第２の可動式ミラーの平均角速度は、前記露出期間中の前記第１の可動式ミラーの平均角速度に等しい、システム。
【請求項８】
請求項７に記載のシステムであって、
前記第１の可動式ミラーの角速度は前記露出期間中で一定であり、前記第２の可動式ミラーの角速度は前記露出期間中で最大になる、システム。
【請求項９】
請求項６に記載のシステムであって、
前記第２の可動式ミラーの角速度は前記露出期間中で一定である、システム。
【請求項１０】
請求項６に記載のシステムであって、
前記露出期間よりも長い期間においては、前記第１の可動式ミラーの角速度の時間における変化量は正弦波によって変調される一定値との結合であり、前記露出期間における前記第１の可動式ミラーの角速度の平均が前記一定値よりも小さくなるように、前記露出期間に関するタイミング及び期間が設定される、システム。
【請求項１１】
請求項２に記載のシステムであって、
少なくとも１つの角運動補償（ＡＭＣ）機構をさらに備え、前記少なくとも１つの角運動補償（ＡＭＣ）機構は、それぞれの前記詳細カメラにおいて、前記航空機の角運動の影響を補正して、前記詳細カメラの指向を確実に経時的に一貫した方向にするように構成される、システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のシステムであって、
角運動補償（ＡＭＣ）は、可動式ミラーを介してもたらされる、システム。
【請求項１３】
請求項２に記載のシステムであって、
それぞれの前記詳細カメラにおいて、前記航空機の順方向運動の影響を補正して、前記詳細カメラによって撮られる写真のモーションブラーを低減するように構成される少なくとも１つの順方向運動補償（ＦＭＣ）機構をさらに備える、システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のシステムであって、
順方向運動補償（ＦＭＣ）は可動式ミラーを介してもたらされる、システム。
【請求項１５】
請求項１に記載のシステムであって、
飛行方向は、基本方向に対して略４５度の角度が付けられる、システム。
【請求項１６】
航空画像を撮るための方法であって、
操作軸に沿ったより広い有効な視野を掃引するために２つの可動式の詳細カメラモジュールの指示方向を時間多重化するステップを有し、それぞれの可動式の前記詳細カメラモジュールは、詳細カメラおよびビームステアリング機構を含み、前記ビームステアリング機構は、前記詳細カメラモジュールの光軸に対して傾斜させた可動式ミラーを含み、
前記時間多重化するステップは、ビームステアリングをもたらすために前記詳細カメラモジュールの光軸を中心に転回する前記可動式ミラーを転回することを有し、前記詳細カメラモジュールの前記操作軸は互いに略９０度離れるように角度をつけた状態で分布させ、かつ、飛行方向に対して略４５度の角度が付けられ、それぞれの前記詳細カメラモジュールは、右端斜角と左端斜角との間の視野を掃引するように構成され、
前記飛行方向は基本方向に対して略４５度の角度が付けられる、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、効率的な航空カメラシステム、および、航空写真からオルソモザイク写真を作成するための効率的な方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
正射写真の精確に地理参照されたオルソモザイクと称されるモザイク写真は、航空写真から自動的に作成できるため、かつ、地上で実際に有用な詳細を示すため、従来の絵地図に代わって普及している。
【０００３】
航空写真からの精確なオルソモザイク写真の作成については、例えば、Ｅｌｅｍｅｎｔｓ  ｏｆ  Ｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙ  ｗｉｔｈ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｉｎ  ＧＩＳ、第４版（Ｗｏｌｆら）（ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ  ２０１４）、および、Ｍａｎｕａｌ  ｏｆ  Ｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙ、第６版（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙ  ａｎｄ  Ｒｅｍｏｔｅ  Ｓｅｎｓｉｎｇ（ＡＳＰＲＳ）２０１３）といった文献に明確に記載されている。
【０００４】
オルソモザイク写真の作成は、関心領域を確実に完全な被写域とするために、かつ、写真の精確なバンドル調整、正射投影化、および位置合わせを可能にする形象において確実に十分な冗長性があるように、関心領域の航空写真を重複させるように系統的に撮ることを必要とする。
【０００５】
バンドル調整は、接地点およびカメラ姿勢の冗長的な予測が改良されることによるプロセスである。最新のバンドル調整は、Ｖｉｓｉｏｎ  Ａｌｇｏｒｉｔｈ；Ｔｈｅｏｒｙ  ａｎｄ  Ｐｒａｃｔｉｃｅ  （Ｌｅｃｔｕｒｅ  Ｎｏｔｅｓ  ｉｎ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，  Ｖｏｌｕｍｅ  １８８３，  Ｓｐｒｉｎｇｅｒ  ２０００）における「Ｂｕｎｄｌｅ  Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ−Ａ  Ｍｏｄｅｒｎ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ」（Ｔｒｉｇｇｓら）に詳細に記載されている。
【０００６】
バンドル調整は、手動で特定される接地点の位置で、または、多くなっているが、重複する写真の間で自動的に適合される自動特定地表特徴の位置で行うことができる。
【０００７】
重複する航空写真は通常は、関心領域にわたって蛇行パターンで測量機を操縦することによって撮られる。測量機は、航空カメラシステムを運搬し、蛇行飛行パターンは、カメラシステムによって撮られた写真が飛行パターンの範囲内の飛行経路に沿って、かつ、隣接した飛行経路間で確実に重複するようにする。
【０００８】
精確なバンドル調整のための十分な冗長性は通常は、少なくとも６０％の、すなわち、飛行経路に沿った連続する写真の間の縦方向（順方向）の重複、および、少なくとも４０％の、すなわち、隣接した飛行経路における写真の間の横方向（側方）の重複の選択を決定づける。これは、６０／４０重複と言及されることが多い。
【０００９】
選択された重複は、必要とされる飛行時間および撮られる（かつ後に処理される）写真の数両方を決定することになる。従って、重複が大きいことは、飛行時間および処理時間の両方に関しては費用がかかり、実際的な重複の選択には、費用とオルソモザイク写真精度との間で妥協点を見出すことになる。
【００１０】
多重解像度カメラシステムの使用によって、精度を過度に妥協せずに重複を低減する効果的な方法がもたらされる。多重解像度航空写真を撮りかつ処理することは、米国特許第８，４９７，９０５号および第８，６７５，０６８号（Ｎｉｘｏｎ）に記載されており、これらの内容は本明細書において参照によって組み込まれている。多重解像度の写真一式は、オルソモザイク写真精度が低解像度の概観写真の間の重複から得られることを可能にし、オルソモザイク写真の詳細はより高い解像度の詳細写真から得られる。
【００１１】
米国特許第８，４９７，９０５号および第８，６７５，０６８号（Ｎｉｘｏｎ）は小型機に取り付け可能な外付けカメラポッドついて記載している。外付けポッドは、ポッドがきわめて航空機に特化していること、および、ポッド内の空間が制約されていることといった２つの重要な不利点を有する。航空機に特化したポッドは航空機の選択に限られるため、高度範囲といった操作パラメータを限定し、逆に言えば、異なる航空機に適応させるために設計、試験、および認定に対するかなりの労力を必要とする。ポッド内の制約のある空間は、カメラレンズのサイズ、ひいては焦点距離を限定し、さらには、特定の目標像の解像度について動作高度の範囲を限定する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１の態様では、本発明は、航空画像を撮るためのシステムを提供する。このシステムは、少なくとも１つの可動式詳細カメラモジュールを備える。可動式詳細カメラモジュールは、詳細カメラ、および、カメラの指示方向がより広い有効な視野をもたらすために時間多重化される、カメラモジュールの光路における第１のビームステアリング機構を含む。
【００１３】
第１のビームステアリング機構は、詳細カメラモジュールの光軸に対して傾斜させた第１の可動式ミラーを備え、第１の可動式ミラーはビームステアリングをもたらすために前記光軸を中心に転回するように適応することができる。
【００１４】
このシステムは、航空機の床面および航空機によって運搬されるポッドの床面のうちの少なくとも１つに取り付け可能であることによって、カメラ穴を通して前記航空機より下の地表の光景を前記少なくとも１つの詳細カメラにもたらすことができる。
【００１５】
このシステムは、少なくとも１つの概観カメラを備え、前記概観カメラの焦点距離は前記詳細カメラの焦点距離より短い。
【００１６】
前記詳細カメラは、屈折レンズ、反射レンズ、および反射屈折レンズを含む群から選択されるレンズを有してもよい。
【００１７】
第１の可動式ミラーは前記詳細カメラの露出期間中静止していてもよい。
【００１８】
第１の可動式ミラーは詳細カメラの露出期間中ゼロ以外の角速度を有してもよい。可動式カメラモジュールは、詳細カメラ上で、露出期間中の前記第１の可動式ミラーの角速度の影響を補正することによって、露出期間中に詳細カメラの指向を確実に一貫した方向にするように構成される、光路における第２の可動式ミラーを備えてもよい。
【００１９】
第２の可動式ミラーの角速度は正弦波であってもよく、第２の可動式ミラーの平均角速度は、露出期間中の第１の可動式ミラーの平均角速度に等しくてもよい。
【００２０】
第１の可動式ミラーの前記角速度は前記露出期間中一定であってもよく、前記第２の可動式ミラーの前記角速度は前記露出期間中最大になってもよい。
【００２１】
第２の可動式ミラーの前記角速度は前記露出期間中一定であってもよい。
【００２２】
第１の可動式ミラーの前記角速度は正弦波によって変調される定数であってもよく、それによって、前記露出期間中第１の可動式ミラーの前記平均角速度を低減してもよい。
【００２３】
こシステムは、少なくとも１つの角運動補償（ＡＭＣ）装置をさらに備えてもよい。この少なくとも１つのＡＭＣ装置は、詳細カメラ上で、航空機の角運動の影響を補正することによって、詳細カメラの指向を確実に経時的に一貫した方向にするように構成されてもよい。
【００２４】
AＭＣは前記光路において可動式ミラーを介してもたらされてもよい。
【００２５】
このシステムは、少なくとも１つの順方向運動補償（ＦＭＣ）機構をさらに備えてもよい。少なくとも１つのＦＭＣは、詳細カメラ上で、航空機の順方向運動の影響を補正することによって、詳細カメラによって撮られる写真のモーションブラーを低減するように構成されてもよい。
【００２６】
ＦＭＣは、前記光路において可動式ミラーを介してもたらされてもよい。
【００２７】
このシステムは、複数の可動式詳細カメラモジュールを備えてもよい。
【００２８】
可動式詳細カメラモジュールの数は２個であってもよい。可動式カメラモジュールの操作軸はおよそ９０度離れるように角のある状態で分布させ、少なくとも１つの操作軸は飛行方向に対しておよそ４５度の角度が付けられてもよい。
【００２９】
可動式詳細カメラモジュールの数はＭ個で、可動式カメラモジュールの操作軸はおよそ１８０／Ｍ度離れるように間隔があけられ、少なくとも１つの操作軸は飛行方向に対しておよそ９０／Ｍ度の角度が付けられてもよい。
【００３０】
詳細カメラモジュールは第２のビームステアリング機構を含んでもよい。第２のビームステアリング機構は詳細カメラモジュールの光軸に対して傾斜させた可動式ミラーを含んでもよい。第２の可動式ミラーはビームステアリングをもたらすために光軸を中心に転回するように適応され、第１のビームステアリング機構および第２のビームステアリング機構は実質的に水平面において互いに直角に装着される。カメラモジュールは第１のビームステアリング機構と第２のビームステアリング機構との間で詳細カメラの視野を切り換えるための機構を含む。
【００３１】
切り換え機構は可動式ミラーであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】Ｖ５−３００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａ装置の前面図、すなわち、航空機の正面の方へ前方に向いている図である。
【図２】カメラ装置の背面図である。
【図３】カメラ装置の上面図である。
【図４】カメラ装置の底面図である。
【図５】カメラ装置の分解図である。
【図６】カメラの分解図、および、それぞれのカメラの視野と共にカメラ装置の中央支持部を示す図である。
【図７】下から見たカメラ装置を、航空機カメラ穴の開口部を通るそのカメラ装置の組み合わせられた視野と共に示す図である。
【図８】カメラ装置の概観視野、および、５つの重複する詳細視野を示す図である。
【図９】航空機の床面上のシートトラックに装着されるＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａのアダプター板を示す図である。
【図１０】カメラ装置、アダプター板、および、航空機の床面上のシートトラックの分解図である。
【図１１】カメラ、および、広角バージョンのカメラ装置の中央支持部の分解図である。
【図１２】Ｖ５−１８０ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａ装置の概観視野および５つの重複する詳細視野を示す図である。
【図１３】セスナ２０８航空機に設置されるＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａの平面図である。
【図１４】セスナ２０８航空機に設置されるＶ５−３００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａの詳細な平面図である。
【図１５】Ｖ５−３００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａを運搬するセスナ２０８航空機の正面図であって、合成概観視野および集成詳細視野を示す図である。
【図１６】Ｖ５−３００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａを運搬するセスナ２０８航空機の側面図であって、合成概観視野および集成詳細視野を示す図である。
【図１７】３つの連続したスナップショットの重複する視野を示す図である。
【図１８】隣接した飛行経路におけるスナップショットの重複する視野を示す図である。
【図１９】３つの隣接した飛行経路に沿った連続したスナップショットの重複する集成詳細視野を示す図である。
【図２０】ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａの電源および制御システムのブロック図である。
【図２１】多重解像度のＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａの写真からオルソモザイク写真を効率的に作成するための写真測量プロセスフローを示す図である。
【図２２】高度および１００ｍｍ〜６００ｍｍのカメラ焦点距離に応じた地上分解能（ＧＳＤ）の表を示す図である。
【図２３】高度および７００ｍｍ〜１２００ｍｍのカメラ焦点距離に応じた地上分解能（ＧＳＤ）の表を示す図である。
【図２４Ａ】高度１２，０００フィートでの、Ｖ５−３００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａの概観視野および重複する詳細視野を示す図である。
【図２４Ｂ】高度１２，０００フィートでの、Ｖ１０−６００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａの概観視野および重複する詳細視野を示す図である。
【図２４Ｃ】高度１２，０００フィートでの、Ｖ１５−９００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａの概観視野および重複する詳細視野を示す図である。
【図２５Ａ】高度１２，０００フィートでの、Ｖ５−３００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａの３つの連続したスナップショットの重複する視野を示す図である。
【図２５Ｂ】高度１２，０００フィートでの、Ｖ１０−６００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａの３つの連続したスナップショットの重複する視野を示す図である。
【図２５Ｃ】高度１２，０００フィートでの、Ｖ１５−９００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａの３つの連続したスナップショットの重複する視野を示す図である。
【図２６Ａ】高度１２，０００フィートでの、Ｖ５−３００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａの隣接した飛行経路でのスナップショットの重複する視野を示す図である。
【図２６Ｂ】高度１２，０００フィートでの、Ｖ１０−６００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａの隣接した飛行経路でのスナップショットの重複する視野を示す図である。
【図２６Ｃ】高度１２，０００フィートでの、Ｖ１５−９００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａの隣接した飛行経路でのスナップショットの重複する視野を示す図である。
【図２７】２つのＶ５−６００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａ装置から成るＶ１０−６００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａを運搬するセスナ２０８航空機の正面図であって、合成概観視野および集成詳細視野を示す図である。
【図２８】航空機客室に設置される２つのＶ５−６００カメラ装置を備えるＶ１０−６００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａを運搬するセスナ２０８航空機の側面図であって、それぞれのカメラ装置の合成概観視野および集成詳細視野を示す図である。
【図２９】標準的なセスナ２０８の胴体下側部分に装着されるカーゴポッドに設置される２つのＶ５−６００カメラ装置を備えるＶ１０−６００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａを運搬するセスナ２０８航空機の側面図であって、それぞれのカメラ装置の合成概観視野および集成詳細視野を示す図である。
【図３０】３つのＶ５−９００カメラ装置を備えるＶ１５−９００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａを運搬するセスナ２０８航空機の正面図であって、破線はカメラ装置の視野間の区分を示す、合成概観視野および集成詳細視野を示す図である。
【図３１】航空機客室に設置される３つのＶ５−９００カメラ装置を備えるＶ１５−９００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａを運搬するセスナ２０８航空機の側面図であって、それぞれのカメラ装置の合成概観視野および集成詳細視野を示す図である。
【図３２】標準的なセスナ２０８の胴体下側部分に装着されるカーゴポッドに設置される３つのＶ５−９００カメラ装置を備えるＶ１５−９００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａを運搬するセスナ２０８航空機の側面図であって、それぞれのカメラ装置の合成概観視野および集成詳細視野を示す図である。
【図３３Ａ】一定の飛行高度２４，０００フィートでの、Ｖ５−３００の２つの隣接した飛行経路からの２つの重複するフットプリントを示し、本図の破線グリッドは１ｋｍ間隔を有する図である。
【図３３Ｂ】一定の飛行高度２４，０００フィートでの、Ｖ１０−６００の２つの隣接した飛行経路からの２つの重複するフットプリントを示し、本図の破線グリッドは１ｋｍ間隔を有する図である。
【図３３Ｃ】一定の飛行高度２４，０００フィートでの、Ｖ１５−９００の２つの隣接した飛行経路からの２つの重複するフットプリントを示し、本図の破線グリッドは１ｋｍ間隔を有する図である。
【図３４Ａ】一定の飛行高度３６，０００フィートでの、Ｖ５−３００の２つの隣接した飛行経路からの２つの重複するフットプリントを示し、本図の破線グリッドは１ｋｍ間隔を有する図である。
【図３４Ｂ】一定の飛行高度３６，０００フィートでの、Ｖ１０−６００の２つの隣接した飛行経路からの２つの重複するフットプリントを示し、本図の破線グリッドは１ｋｍ間隔を有する図である。
【図３４Ｃ】一定の飛行高度３６，０００フィートでの、Ｖ１５−９００の２つの隣接した飛行経路からの２つの重複するフットプリントを示し、本図の破線グリッドは１ｋｍ間隔を有する図である。
【図３５Ａ】航空機客室に設置される５つのＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａ：Ｖ１０−６００（垂直）、Ｒ１０−６００（右斜め）、Ｌ１０−６００（左斜め）、Ｆ１０−６００（前斜め）、およびＢ１０−６００（後斜め）を運搬するセスナ２０８航空機の正面図であって、それぞれの合成概観視野および集成詳細視野を示す図である。
【図３５Ｂ】航空機客室に設置される５つのＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａ：Ｖ１０−６００（垂直）、Ｒ１０−６００（右斜め）、Ｌ１０−６００（左斜め）、Ｆ１０−６００（前斜め）、およびＢ１０−６００（後斜め）を運搬するセスナ２０８航空機の側面図であって、それぞれの合成概観視野および集成詳細視野を示す図である。
【図３６】標準的なセスナ２０８の胴体下側部分に装着されるカーゴポッドに設置される５つのＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａ：Ｖ１０−６００（垂直）、Ｒ１０−６００（右斜め）、Ｌ１０−６００（左斜め）、Ｆ１０−６００（前斜め）、およびＢ１０−６００（後斜め）を運搬するセスナ２０８航空機の側面図であって、それぞれの合成概観視野および集成詳細視野を示す図である。
【図３７】代替的なカメラ配置構成によるカメラ装置の底面図である。
【図３８】一連のカメラとして実装されるカメラ装置、およびそれらカメラのそれぞれの光軸を示す図である。
【図３９】複数の光路をもたらすための可動式ミラーを介して時間多重化される単一カメラとして実装されるカメラ装置を示す図である。
【図４０】複数の光路をもたらすための可動式ミラーを介して時間多重化される単一カメラとして実装されるカメラ装置の代替的な構成を示す図である。
【図４１】角運動補償（ＡＭＣ）用の可動式ミラーによる、複数の光路をもたらすための可動式ミラーを介して時間多重化される単一カメラとして実装されるカメラ装置を示す図である。
【図４２】カメラの視野および解像度の計算に関する式を示す図表である。
【図４３】一連のカメラの視野の計算に関する式を示す図表である。
【図４４】傾斜させたカメラの解像度の計算に関する式を示す図表である。
【図４５】可動式カメラモジュールを示す図である。
【図４６Ａ】垂直視野角での撮像のためにミラーが位置付けられている可動式カメラモジュールを示す図である。
【図４６Ｂ】斜め視野角での撮像のためにミラーが位置付けられている可動式カメラモジュールを示す図である。
【図４７】２つの２分の１視野可動式詳細カメラモジュールおよび２つの固定概観カメラを備えるＷＳ−３００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａ装置を示す図である。
【図４８Ａ】１６，０００フィートで動作するＷＳ−３００カメラ装置の広角視野の立面図および平面図である。
【図４８Ｂ】２８，０００フィートで動作するＷＳ−６００カメラ装置の広角視野の立面図および平面図である。
【図４９Ａ】全視野可動式詳細カメラモジュールの概略平面図である。
【図４９Ｂ】一対の２分の１視野可動式詳細カメラモジュールを含む全視野可動式詳細カメラモジュールの概略平面図である。
【図４９Ｃ】全視野可動式概観カメラモジュールの概略平面図である。
【図４９Ｄ】一対の２分の１視野可動式詳細カメラモジュールおよび２つの概観カメラを含むカメラ装置の概略平面図である。
【図４９Ｅ】全視野可動式詳細カメラモジュールおよび２つの概観カメラを含むカメラ装置の概略平面図である。
【図５０Ａ】全視野可動式詳細カメラモジュールおよび全視野可動式概観カメラモジュールを含むカメラ装置の概略平面図である。
【図５０Ｂ】一連の垂直方向および４方向の斜め概観視野ならびに詳細視野の平面図である。
【図５１Ａ】垂直視野、斜め視野、および隙間視野を含む、広角カメラ装置の視野の立面図である。
【図５１Ｂ】２８，０００フィートで動作するＷＳ−６００カメラ装置の連続的な広角視野の立面図および平面図である。
【図５２Ａ】３つの隣接した飛行経路からの広角カメラ装置の重複する横方向視野を示す図である。
【図５２Ｂ】個々のカメラ視野を示す、３つの隣接した飛行経路からの広角カメラ装置の重複する横方向視野を示す図である。
【図５３Ａ】２８，０００フィートで動作する概観カメラおよび詳細カメラ両方を有するＷＳ−６００カメラ装置の視野の平面図である。
【図５３Ｂ】２８，０００フィートで動作する詳細カメラだけを有するＷＳ−６００カメラ装置の視野の平面図である。
【図５３Ｃ】２つの全視野可動式詳細カメラモジュールを含むカメラ装置を示す図である。
【図５３Ｄ】２８，０００フィートで動作する２視野ＷＳ−６００カメラ装置の視野の平面図である。
【図５４】Ｘ構成に配置された４つの２分の１視野可動式詳細カメラモジュールおよび２つの固定概観カメラを含むＷＳ−３００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａ装置を示す図である。
【図５５Ａ】１６，０００フィートで動作するＸ構成ＷＳ−３００カメラ装置の視野の平面図である。
【図５５Ｂ】２８，０００フィートで動作するＸ構成ＷＳ−６００カメラ装置の視野の平面図である。
【図５６Ａ】Ｘ構成に配置された二対の２分の１視野可動式詳細カメラモジュールを含むカメラ装置を示す図である。
【図５６Ｂ】直角に配置された２つの全視野可動式詳細カメラモジュールを含むカメラ装置を示す図である。
【図５７Ａ】２８，０００フィートで動作するＸ＋１構成ＷＳ−６００カメラ装置の視野の平面図である。
【図５７Ｂ】Ｘ構成で配置された二対の２分の１視野可動式詳細カメラモジュール、および、全視野可動式詳細カメラモジュールを含むカメラ装置を示す図である。
【図５８Ａ】２８，０００フィートで動作するＸ構成ＷＳ−６００カメラ装置の３つの連続したスナップショットの平面図である。
【図５８Ｂ】２８，０００フィートで動作するＸ構成ＷＳ−６００カメラ装置の２つの隣接した飛行経路からのスナップショットの平面図である。
【図５９】航空カメラの縦方向視野およびスナップショットレートの計算に関する式を示す図表である。
【図６０】航空カメラシステムの横方向視野および領域撮影レートの計算に関する式を示す図表である。
【図６１】航空カメラシステムのスナップショットレート、フレームレート、および領域撮影レートに対する視野回転の影響に関する式を示す図表である。
【図６２】可動式カメラモジュールを有するカメラ装置の電子および機械ブロック図である。
【図６３】可動式カメラモジュールの電子および機械ブロック図である。
【図６４】高度、航空機速度、および使用可能な視野角に応じた、スナップショットレート、フレームレート、および領域撮影レートの、３６Ｍ画素のＸ構成可動式カメラ装置およびＧＳＤ７ｃｍについてまとめられた表である。
【図６５】高度、航空機速度、および使用可能な視野角に応じた、スナップショットレート、フレームレート、および領域撮影レートの、２５Ｍ画素のＸ構成可動式カメラ装置およびＧＳＤ５ｃｍについてまとめられた表である。
【図６６】高度、航空機速度、および使用可能な視野角に応じた、スナップショットレート、フレームレート、および領域撮影レートの、１２Ｍ画素のＸ構成可動式カメラ装置およびＧＳＤ５ｃｍについてまとめられた表である。
【図６７Ａ】２８，０００フィートで動作する３視野ＷＳ−６００カメラ装置の視野の平面図である。
【図６７Ｂ】２８，０００フィートで動作する４視野ＷＳ−６００カメラ装置の視野の平面図である。
【図６８Ａ】２８，０００フィートで動作する５視野ＷＳ−６００カメラ装置の視野の平面図である。
【図６８Ｂ】２８，０００フィートで動作する単一視野ＷＳ−６００カメラ装置のずらした視野の平面図である。
【図６９】補正されるべき系統的な運動ベクトルの平面図である。
【図７０】多重化ミラーの運動を補正するために運動補償ミラーが使用される時の多重化ミラーおよび運動補償ミラーに対する時間に応じた角度位置のグラフである。
【図７１】周期的にミラーを減速する、正弦波によって変調された多重化ミラーの直線運動のグラフである。
【図７２Ａ】垂直視野角で撮像するためにミラーが位置付けられている代替的な可動式カメラモジュールを示す図である。
【図７２Ｂ】斜め視野角で撮像するためにミラーが位置付けられている可動式カメラモジュールを示す図である。
【図７３Ａ】斜め視野角で撮像するためにミラーが位置付けられている可動式カメラモジュールの平面図である。
【図７３Ｂ】斜め視野角で撮像するためにミラーが位置付けられている可動式カメラモジュールの背面図である。
【図７４】２つの全視野可動式詳細カメラモジュールおよび１つの固定概観カメラを含むＷＳ−３００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａ装置の平面図である。
【図７５Ａ】代替的な可動式カメラモジュールを使用し、かつ、２８，０００フィートで動作するＸ構成ＷＳ−６００カメラ装置の視野の平面図である。
【図７５Ｂ】代替的な可動式カメラモジュールを使用し、かつ、２８，０００フィートで動作するＸ構成ＷＳ−６００カメラ装置の３つの連続したスナップショットの平面図である。
【図７６Ａ】２視野可動式カメラモジュールを示す図である。
【図７６Ｂ】図７６Ａによるミラー配置構成の細部を示す図である。
【図７７】２視野可動式詳細カメラモジュールおよび１つの固定概観カメラを含む、図７６ＡのＷＳ−３００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａ装置の平面図である。
【図７８Ａ】代替的な可動式カメラモジュールを使用し、かつ、２８，０００フィートで動作する４視野ＷＳ−６００カメラ装置の視野の平面図である。
【図７８Ｂ】代替的な可動式カメラモジュールを使用し、かつ、２８，０００フィートで動作する５視野ＷＳ−６００カメラ装置の視野の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａ（登録商標）は、大型および小型の広範な航空機に配備するのに適した幅広い多重解像度航空カメラシステムである。このカメラシステムは、モジュール式で、通常は測量機または航空機搭載ポッドの床面から設けられるように、適切な、１つまたは複数の標準カメラ穴より上に設置されるように設計される。
【００３４】
それぞれのＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａモデルは、カメラの指示方向（Ｐ）、配列されたカメラの数（Ｎ）、および、カメラの焦点距離（ｆ）によって画定され、指示子ＰＮ−ｆによって特定される。例えば、３００ｍｍのカメラ５台の垂直ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａは、Ｖ５−３００モデルと呼ばれる。
【００３５】
広角可動式ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａモデルは、指示子ＷＳ−ｆによって特定される。例えば、３００ｍｍの広角可動式ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａは、ＷＳ−３００モデルと呼ばれる。
【００３６】
航空カメラによって撮られる詳細度は、通常は、地上分解能（ＧＳＤ）、すなわち、カメラの視野範囲内で地上へ投影される時隣接した画素中心間の距離によって特徴付けられる。
【００３７】
ＧＳＤは、図４２の式１に従って、カメラレンズの焦点距離（ｆ、２５２）、地面からの高度（ａ、２５４）、および、画像センサの画素ピッチ（ｐ、２６０）によって決定される。
【００３８】
航空撮像の効率は、通常は、単位時間当たりに撮られる領域（例えば、１時間当たりの平方ｋｍ）によって特徴付けられる。これは、航空機の速度、および、走査幅と呼ばれる、航空カメラシステムの視野（ＦＯＶ）の幅に比例する。
【００３９】
単一カメラの走査幅（ｗ、２５８）は、図４２の式２に従って、カメラレンズの焦点距離（ｆ、２５２）、地面からの高度（ａ、２５４）、および、画像センサの横方向サイズ（ｓ、２５６）によって決定される。高度を２倍にすると走査幅は２倍になる。
【００４０】
単一カメラの横方向視野（ベータ、２５０）は、図４２の式４に従って、カメラレンズの焦点距離（ｆ、２５２）、および、画像センサの横方向サイズ（ｓ、２５６）によって決定される。焦点距離を２倍にすると、視野はおよそ半分に減る。
【００４１】
一連のカメラの横方向視野（ガンマ、２７０）は、図４３の式７に従って、それぞれのカメラの視野（ベータ、２５０）、カメラの数（Ｎ）、および、それらカメラの角重複（オメガ、２７２）によって決定される。カメラの数を２倍にすると視野はおよそ２倍になる。一連のカメラの走査幅（ｗ（Ｎ）、２７８）は図４３の式８によって示される。
【００４２】
航空カメラシステムの実際的な視野は、航空画像における許容傾斜度によって、例えば、建物が視野端で撮られる時どれだけ傾くことが可能とされるのかによって限定される。実際的な視野は、たいてい５０度以下に限定される。
【００４３】
実際的な視野が限定されるものとして、より高速でおよび／またはより高い高度で飛行することによって、より高い撮影効率（ひいてはより低い撮影費）が実現できる。より高い高度での飛行は、同じＧＳＤを維持するためにより長い焦点距離を必要とする。次いで、それぞれのカメラがより狭い個々の視野を有するため、この飛行はさらには視野全体を維持するためにより多くのカメラを必要とする。
【００４４】
ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａ範囲は、さまざまな高度の操作ならびに幅広いＧＳＤおよび撮影効率のサポートに適するモデルを含む。目標速度および高度によっては、ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａシステムは、航空撮像に適した任意の航空機に設置可能である。例として、このシステムは、セスナ２１０などのピストン航空機、セスナ２０８などのターボプロップ航空機、および、セスナサイテーションなどのターボファン（ジェット）航空機を含む（がこれらに限定されない）。これらの航空機によって、１００ノット未満から４００ノットまでの速度で、低い高度から４０，０００フィートを上回る高度までの航空撮像が可能になる。
【００４５】
航空機は、非加圧または加圧可能であり、それぞれのカメラ穴は、適宜、開口されてよい、または、光学ガラス窓を収めてよい。それぞれのカメラ穴は、オプションとして、ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａが操作されていない時に閉口できる扉によって保護されてよい。
【００４６】
好ましい実施形態では、図１〜図５に示されるように、Ｖ５−３００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａは、５つの詳細カメラ１１０、および比較的広角の概観カメラ１１２を組み込むカメラ装置１００を含む。それぞれの詳細カメラ１１０は詳細レンズ１１４を有し、概観カメラ１１２は概観レンズ１１６を有する。
【００４７】
概観レンズ１１６は、詳細レンズ１１４よりもかなり広角であることによって特徴付けられる。この概観レンズ１１６は、本来の広角レンズとすることができる一方、詳細レンズ１１４よりかなり広角である限りは、標準レンズまたはさらには望遠レンズとすることもできる。同様に、詳細レンズ１１４は本来の望遠レンズとすることができる一方、概観レンズ１１６よりかなり狭角である限りは、標準レンズまたはさらには広角レンズとすることもできる。
【００４８】
カメラ１１０および１１２は、好ましくは、民生（ＣＯＴＳ）デジタルＳＬＲ（ＤＳＬＲ）カメラである。ＣＯＴＳカメラを使用することによって、システムを、利用可能な最新かつ最良のカメラに容易に適応させることができる。代替的にはまたは追加として、非モザイクのＲＧＢ撮像、マルチスペクトル撮像、および順方向運動補償といった、ＣＯＴＳカメラにおいて利用可能とされない撮像特徴をもたらすために、専用のカメラ設計も利用可能である。
【００４９】
ニコンおよびキャノンなどの供給業者による、２４Ｍ画素〜３６Ｍ画素の典型的な画素数の高解像度ＣＯＴＳカメラが利用可能である。３６Ｍ画素のニコンＤ８００（及びＤ８１０）ＤＳＬＲカメラは、本システムにとってとりわけ優れた選択である。
【００５０】
ＤＳＬＲカメラは、広範な高品質レンズを提供し、システムをさまざまな高度および解像度で動作するように容易に構成できるようにする。
【００５１】
システムは、カメラの組み合わせに容易に適応される。例えば、より大きい画素数の比較的より高価なカメラは、概観カメラとして採用可能である。７０Ｍ画素のＤＳＬＲカメラは近い将来利用可能になることが見込まれ、７０Ｍ画素のカメラは概観カメラにとって優れた選択となるであろう。
【００５２】
好ましい実施形態では、詳細カメラ１１０の詳細レンズ１１４は全て、同じ焦点距離を有し、詳細カメラ１１０は全て、同じ画素サイズを有する。よって、カメラ装置１００は、概観および詳細といった、２つの別個のカメラ解像度を取り入れる。これは、異なる焦点距離を有する詳細レンズ１１４を使用することによって、および／または、異なる画素サイズの詳細カメラ１１０を使用することによって、２つ以上の複数の解像度に容易に拡張される。カメラ装置１００は、異なる解像度を有する複数の概観カメラを組み込むこともできる。
【００５３】
それぞれの詳細レンズ１１４および概観レンズ１１６は、無限遠で焦点を合わせる固定焦点レンズ、または、可変焦点レンズであってよい。可変焦点レンズの場合、対応するカメラ１１０および／または１１２は自動焦点機構を組み込む。
【００５４】
それぞれの詳細カメラ１１０は、カメラ架台１４０に留め付けられ、さらにまた中央支持部１２２に留め付けられる。それぞれの詳細カメラレンズ１１４は、詳細カメラ架台１４０に留め付けられるクランプ１４４によってさらに据え付けられる。
【００５５】
概観カメラは、カメラ架台１４２に留め付けられ、さらにまた中央支持部１２２に留め付けられる。概観カメラレンズ１１６は、概観カメラ架台１４２に留め付けられるクランプ１４６によってさらに据え付けられる。
【００５６】
カメラ架台１４０および１４２は、カメラ装置１００の構造の多くを個々のカメラモデルおよびレンズサイズの特性から切り離す。
【００５７】
中央支持部１２２は、一組の側部支持部１２４ａおよび１２４ｂに取り付けられ、それぞれの側部支持部１２４はさらにまた、後部支持部１２６および前部支持部１２８に取り付けられて堅固なフレーム１２０を形成する。
【００５８】
それぞれの側部支持部１２４は、４つのボルト一式を介して装着点ブロック１３０に取り付けられ、装着点ブロック１３０はさらにまた、さらなる４つのボルト一式を介して、後部支持部１２６または前部支持部１２８に適宜取り付けられる。その結果、装着点ブロック１３０は、側部支持部１２４と、後部支持部１２６および前部支持部１２８との間の取り付け機構をもたらす。
【００５９】
側部支持部１２４のそれぞれ、ならびに後部支持部１２６および前部支持部１２８は、重量を最低限に抑えかつ剛性を最大化するためにＣ形の断面形を有し、中央支持部１２２は重量を最低限に抑えかつ剛性を最大化するために包囲されている。
【００６０】
それぞれの装着点ブロック１３０は固体であり、以下に記載されるように、カメラ装置１００と測量機との間の取り付け点をもたらすというさらなる目的を果たす。
【００６１】
鋼鉄から作られる留め具以外の全ての部品は軽量のアルミニウムから作られる。
【００６２】
後部支持部１２６および前部支持部１２８は、３つの電源および制御分電箱１５０を保持する。それぞれの箱１５０は、電力および制御信号を一組のカメラに分配する。明確にするために、箱１５０とカメラ１１０および１１２との間の電源および制御ケーブル布線は図では省略される。
【００６３】
好ましい実施形態では、それぞれの詳細カメラ１１０は比較的高高度での高解像度撮像に適した焦点距離３００ｍｍのレンズ１１４を有する。例えば、（４．８８マイクロメートルの画素ピッチ）３６Ｍ画素のニコンＤ８００カメラを使用する時、３００ｍｍレンズは、６０，０００フィートで３０ｃｍ、４０，０００フィートで２０ｃｍ、２０，０００フィートで１０ｃｍ、１６，０００フィートで８ｃｍ、１２，０００フィートで６ｃｍ、８０００フィートで４ｃｍ、４，０００フィートで２ｃｍ、および、２，０００フィートで１ｃｍといった地上分解能（ＧＳＤ）を可能にする。
【００６４】
詳細カメラ１１０および概観カメラ１１２が同様の画素数および画素サイズを有すると仮定すると、概観カメラ１１２は、理想的には、さらに後述されるように、詳細レンズ１１４の焦点距離より４〜８倍短い焦点距離を有するレンズ１１６を有する。すなわち、３００ｍｍの詳細レンズ１１４について、概観レンズ１１６にとって適した焦点距離は約４０ｍｍ〜７５ｍｍである。例示の目的のために、本システムは５０ｍｍの概観レンズ１１６を利用する。
【００６５】
図６は、３００ｍｍレンズ１１４を有する５つの詳細カメラ１１０のそれぞれの６．９０度横方向視野１６２、および、５０ｍｍレンズ１１６を有する概観カメラ１１２の３９．６０度横方向視野を示す。
【００６６】
この明細書では、横方向は飛行方向２２０に垂直な方向であり、縦方向は飛行方向２２０に平行な方向である。
【００６７】
示されるように、詳細カメラは、横方向に６度離して、すなわち、６．９０度の視野１６２をわずかに下回るように角度が付けられることで、視野１６２はわずかに重複する。
【００６８】
３６Ｍ画素のニコンＤ８００カメラを使用すると、５つの詳細カメラ１１０は、およそ１６０Ｍ画素の画素数を有する、すなわち重複を除いて、集成視野を有する。
【００６９】
詳細レンズ１１４としての使用に適したストック望遠レンズは、通常は、８５ｍｍ、１０５ｍｍ、１３５ｍｍ、１８０ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍ、４００ｍｍ、５００ｍｍ、６００ｍｍ、７００ｍｍ、および８００ｍｍを含む種々の焦点距離で利用可能である。
【００７０】
２０，０００フィートでは、ニコンＤ８００カメラにおける４００ｍｍレンズは、７．４ｃｍのＧＳＤを、６００ｍｍレンズは５．０ｃｍのＧＳＤを、８００ｍｍレンズは３．７ｃｍのＧＳＤを可能にする。
【００７１】
概観レンズ１１６としての使用に適したストック標準広角レンズは、通常は、１０．５ｍｍ、１４ｍｍ、１６ｍｍ、１８ｍｍ、２０ｍｍ、２１ｍｍ、２４ｍｍ、２８ｍｍ、３５ｍｍ、４０ｍｍ、４５ｍｍ、５０ｍｍ、５５ｍｍ、６０ｍｍ、および７０ｍｍを含む種々の焦点距離で利用可能である。
【００７２】
カメラ装置１００は、異なるカメラ架台１４０（および１４２）およびクランプ１４４（および１４６）を介して異なるモデルおよびサイズのカメラ１１０（および１１２）およびレンズ１１４（および１１６）に対して容易に適応される。極端に長いレンズには、より高い中央支持部１２２が使用できる。
【００７３】
図６および図７に示されるように、詳細カメラは内方へ角度が付けられ、それによって、それらカメラの視野１６２はカメラ装置１００の真下にわたって、視野がカメラ穴２１２を通る最小直径の腰状部をもたらす。これによって、カメラ装置１００は標準２０インチカメラ穴のみならず、約１７インチほどしかないカメラ穴に対応する。
【００７４】
図８は、詳細カメラ１１０および概観カメラ１１２の接地板上への三次元視野１６０および１７０の投影を示す。この図は、詳細視野１６０が飛行方向２２０に垂直の方向にどのように重複するかを示す。
【００７５】
図９は、標準シートトラック留め具２０２によって、航空機、この場合セスナ２０８のシートトラック２１４に取り付けるアダプター板２００を示す。アダプター板は、航空機の床面２１０からカメラ穴２１２を露出する開口部２１６を有する。
【００７６】
図１０は、カメラ装置１００、アダプター板２００、および航空機床面２１０の分解図を示す。アダプター板２００は、カメラ装置１００を特定の航空機に取り付けるように設計され、そのカメラ装置１００の設計を航空機特性から切り離す。例えば、さまざまなシートトラック間隔によって、または、航空機のカメラ穴設置がそれ自体の装着点を含むため、それぞれの航空機取り付けの変形に対して異なるアダプター板が設計される。
【００７７】
４つの装着点１３２は、その対応する装着点ブロック１３４の基部において凹部とはめ合わせるそれぞれの装着点１３２によって、アダプター板に留め付けられる。装着ボルト１４３は、それぞれの装着点ブロック１３４をその対応する装着点１３２にしっかりと取り付けることで、カメラ装置１００をアダプター板２００に取り付ける。
【００７８】
アダプター板２００によって、カメラ装置１００を、４つの装着ボルト１４３の設置および除去によって、航空機に容易に設置でき、かつ、後に航空機から除去できる。アダプター板２００はそれ自体、一般的に航空機に容易に設置されかつ航空機から除去され、（適したカメラ穴が既に設置されていると仮定すると）航空機への改修を一切必要としない。外付けカメラポッドの設置は一般的に、格段に複雑な動作である。
【００７９】
図１１は、詳細カメラ１１０にはより短い１８０ｍｍレンズ１１４を、および、概観カメラ１１２には適合する２８ｍｍレンズ１１６を利用するＶ５−１８０ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａ装置１００を示す。
【００８０】
（４．８８マイクロメートルの画素ピッチを有する）３６Ｍ画素のニコンＤ８００カメラを使用する時、１８０ｍｍレンズは、１２，０００フィートで９．９ｃｍ、１０，０００フィートで８．３ｃｍ、８，０００フィートで６．６ｃｍ、６，０００フィートで５ｃｍ、および、４，０００フィートで３．３ｃｍといった地上分解能（ＧＳＤ）を可能にする。
【００８１】
図１１は、１８０ｍｍレンズ１１４を有する５つの詳細カメラ１１０のそれぞれの１１．４０度横方向視野１６２、および、２８ｍｍレンズ１１６を有する概観カメラ１１２の６５．５０度横方向視野を示す。
【００８２】
示されるように、詳細カメラは、横方向に１０．５０度離して、すなわち、１１．４０度視野１６２をわずかに下回るように角度が付けられることで、視野１６２はわずかに重複する。
【００８３】
図１２は、図１０の詳細カメラ１１０および概観カメラ１１２の接地板上への三次元視野１６０および１７０の投影を示す。この図は、詳細視野１６０が飛行方向２２０に垂直の方向にどのように重複するか、および、より短いレンズに関連付けられたより広い視野が地表面の同じフットプリントについて、すなわち、図８と比較して、どのようにより低い飛行高度をもたらすのかを示す。
【００８４】
図１３および図１４は、カメラ穴にわたって中央に設置されるカメラ装置１００を運搬するセスナ２０８測量機２３０の平面図を示す。この図は、カメラ装置１００の制御および電力供給を行うために使用されるカメラ制御装置３１０（ＣＣＵ）およびバッテリ装置３２０も示す。これらは下記でより詳細に説明される。明確にするために、ＣＣＵ３１０、バッテリ装置３２０、およびカメラ装置１００を接続するケーブル布線は省略される。
【００８５】
図１５は、ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａを運搬するセスナ２０８測量機２３０の正面図を示し、カメラ装置１００の横方向概観視野１７２、および、カメラ装置１００の集成横方向詳細視野１８２を示す。集成横方向詳細視野１８２は、５つの個々の重複する横方向詳細視野１６２の集成である。
【００８６】
図１６は、ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａを運搬するセスナ２０８測量機２３０の側面図を示し、カメラ装置１００の縦方向概観視野１７４、および、カメラ装置１００の縦方向詳細視野１６４を示す。
【００８７】
図１７は、飛行方向２２０における３つの連続するスナップショットの重複する概観視野１７０および集成詳細視野１８０を示す。集成詳細視野１８０は、５つの個々の重複する詳細視野１６０の集成である。図に示される（すなわち、縦方向の重複によって暗に示されるような）カメラ作動率では、集成詳細視野１８０は縦方向に約２０％重複し、概観視野１７０は縦方向に約８５％重複する。
【００８８】
図１８は、隣接した飛行航路からの、すなわち、相対する方向２２０に飛行した際の、２つのスナップショットの重複する概観視野１７０および集成詳細視野１８０を示す。図に示される飛行航路間隔では、集成詳細視野１８０は横方向に２０％〜２５％重複し、概観視野１７０は横方向に約４０％重複する。
【００８９】
詳細カメラ１１０および概観カメラ１１２が同様の画素数および画素サイズを有すると仮定すると、詳細カメラレンズ１１４の焦点距離と概観カメラレンズ１１６の焦点距離の比率が約６の時、横方向概観視野１７２のサイズおよび横方向詳細視野１８２のサイズは同様であり、約４〜８の焦点距離の比率の有用なレンズの組み合わせが選択できる。
【００９０】
図１９は、典型的な蛇行飛行航路２２２の一部である３つの隣接した飛行航路、すなわち、典型的な広域測量を構成することになる飛行航路のサブセットに沿った連続したスナップショットの重複する集成詳細視野１８０を示す。明確にするために、対応する概観視野１７０は省略される。この図は、それぞれの集成詳細視野１８０に対応するスナップショット位置２２４、すなわち、測量機２３０の位置も示す。
【００９１】
既に記したように、従来の単一解像度の航空測量は通常は、６０／４０の重複で、すなわち、６０％前方への（または縦方向の）重複で、および４０％側方への（横方向の）重複で行われる。図１７〜図１９に示されるように操作される多重解像度のＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａによって、８５／４０より良好な重複で概観写真が撮られ、最高でも２０／２０のみの重複で詳細写真が撮られる。
【００９２】
従来の単一解像度の航空カメラシステムおよび相当する集成詳細画素数（例えば１６０Ｍ画素）と比較すると、後述されるように、ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａは、測量飛行時間の低減および処理する写真がより少ないことの両方に関して、２〜３倍より効率的である。ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａはまた、ただその高（詳細）画素数だけで、多くの航空カメラシステムより高効率である。
【００９３】
概観写真および詳細写真の両方を撮るための代替策として、ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａは、より大きい重複（例えば、２０／２０ではなく６０／４０）で詳細写真を撮るためだけに使用できて、より高い空間精度でオルソモザイク写真を作成可能となるが、多くの撮影を要し、処理費用がかさむ。この場合、概観カメラ１１２は省略でき、または、他の目的で使用できる。
【００９４】
多重解像度のＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａの相対効率を解析するために、多重解像度のＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａが、横方向にＸ％重複し、縦方向にＹ％重複し、詳細カメラ１１０がＮ個あり、概観カメラ１１２がＭ個あるように構成されると想定し、比較のために、単一解像度のＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａが、横方向にＡ％重複し、縦方向にＢ％重複し、詳細カメラがＮ個あり、概観カメラは１つもないと想定する。ＸがＡより小さいと仮定すると、飛行航路の間隔が大きくなり、飛行時間が短くなり、撮られる詳細写真が少なくなるというように、横方向の効率が改善され、これは（１−Ｘ）／（１−Ａ）で示される。同様に、ＹがＢより小さいと仮定すると、スナップショット間隔が大きくなり、飛行時間が短くなり、撮られる詳細写真が少なくなるというように、縦方向の効率が改善され、これは（１−Ｙ）／（１−Ｂ）で示される。全体的な効率の改善は、（１−Ｘ）（１−Ｙ）／（１−Ａ）（１−Ｂ）で示される。これは、概観写真を撮る分のオーバーヘッドを割り引く、すなわち、（Ｎ／（Ｎ＋Ｍ））の係数で乗算される必要がある。Ｘ／Ｙ＝２０／２０、Ａ／Ｂ＝６０／４０、Ｎ＝５、およびＭ＝１として、改善した正味効率は２．２である。
【００９５】
詳細カメラ１１０のより高い解像度ではなく概観カメラ１１２のより低い解像度でいくつかのモザイク写真の計算を行うという代償を払って、効率を高めることができる。しかしながら、これは、従来のやり方よりも概観写真の間でより多く重複させることによって、少なくとも部分的に補償される。
【００９６】
図２０は、カメラ装置１００についての電源および制御システムのブロック図を示す。詳細カメラ１１０および概観カメラ１１２は、カメラインターフェース３０８を介してコンピュータ３００によって制御される。このカメラインターフェース３０８は、カメラの遠隔制御インターフェースを起動する一連のデジタルスイッチから成ることができる。
【００９７】
コンピュータ３００は、１つまたは複数の全地球的航法衛星システム（ＧＮＳＳ）受信機３０４を使用して、測量機２３０の位置および速度をリアルタイムで監視する。ＧＮＳＳ受信機（複数可）は、全地球測位システム（ＧＰＳ）、ＧＬＯＮＡＳＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、およびＢｅｉＤｏｕを含む、種々の宇宙ベースの衛星ナビゲーションシステムに対応可能である。
【００９８】
コンピュータ３００は、ＡＤＣ３０８によってカメラ１１０および１１２に正確な時限の作動信号をもたらして、記憶された飛行計画、ならびに航空機のリアルタイムの位置および速度に従ってカメラを露出させる。カメラ１１０および／または１１２が自動焦点機構を組み込む場合、コンピュータ３００はまた、それぞれのこのようなカメラに焦点信号をもたらして、露出の前に自動焦点を始動させる。
【００９９】
コンピュータ３００は同じ比率で概観カメラ１１２および詳細カメラ１１０を作動させる。代替的には、コンピュータ３００は、詳細カメラ１１０に対して異なる比率で、すなわち、より高い比率かより低い比率で、概観カメラ１１２を作動させて、連続する詳細写真の間の重複とは関係なく、連続する概観写真の間の異なる重複、すなわち、より大きい重複かより小さい重複を実現することができる。コンピュータ３００は、カメラを同時に作動させて、または、作動させるタイミングをずらして、例えば、写真の縦方向の異なる位置合わせを実現することができる、または、ピーク電力消費を低減することができる。
【０１００】
飛行計画には、測量を構成するそれぞれの飛行経路、および、連続するスナップショット間で必要な重複が確実に維持されるようにすることが必要とされる、それぞれの飛行経路に沿った公称カメラ作動比率を記載する。作動比率は、航空機下の地形の標高の影響を受ける、すなわち、地形が高いほど、作動比率を高くする必要がある。この比率は、風、およびパイロットによる航空機の操作によって公称速度から変化する場合がある、航空機の実対地速度に従って、コンピュータ３００によって調整される。
【０１０１】
コンピュータ３００はまた、飛行計画およびリアルタイムのＧＮＳＳ位置を使用して、パイロット用ディスプレイ３０２を介してそれぞれの飛行航路に沿ってパイロットを誘導する。
【０１０２】
図２０に示されるように、ＧＮＳＳ受信機からの位置データは、オプションとして、慣性計測装置３０６（ＩＭＵ）からの方位情報（横揺れ、縦揺れおよび偏揺れ）で補われる。これによって、コンピュータ３００は、パイロットが飛行計画にどれくらい綿密に従っているかについてのパイロットへのフィードバックを向上させることができ、また、より正確な写真の製作ができる。ＩＭＵ３０６が無い場合、ＧＮＳＳ受信機はコンピュータ３００に直接接続する。
【０１０３】
それぞれのカメラ１１０および１１２は、例えば取り外し可能なフラッシュメモリに、スナップショットをローカルに記憶する。これによって、ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａにおける集中記憶の必要性、および、カメラと集中記憶との間の高帯域幅データ通信チャネルの必要性が排除される。
【０１０４】
それぞれのスナップショットのＧＮＳＳ位置は、それぞれのカメラ１１０および１１２に送出されて、カメラがそれぞれの写真をそのＧＮＳＳ位置にタグ付け可能とすることができる。
【０１０５】
ＩＭＵ３０６によって報告される方位に応答する、１つまたは複数のオプションの角運動補償（ＡＭＣ）装置３３０は、飛行中の航空機の横揺れ、縦揺れ、または偏揺れに関わらず、カメラの方位を経時的に不変の指示方向を維持するように補正する。これによって、撮られた写真は、確実に、とぎれのないオルソモザイク写真を作成するために使用でき、連続したスナップショット間および隣接した飛行経路間の重複を最小限に抑えることが可能になる。
【０１０６】
ＡＭＣ装置３３０は、２つまたは３つの回転軸（すなわち、横揺れおよび縦揺れ、または横揺れ、縦揺れおよび偏揺れ）を有するプラットフォームから成ることができ、このプラットフォーム上に、ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａ装置１００が装着される。市販のＡＭＣまたは安定化プラットフォーム３３０は、例えば、内容が本明細書において参照によって組み込まれている、米国特許第６，２６３，１６０号（Ｌｅｗｉｓ）に記載されるような、ＰＡＶ１００を含むライカジオシステムズによるＰＡＣシリーズ、および、ＰＶ  ＬａｂｓによるＰＶ−１５Ｇを含む。
【０１０７】
代替的にはまたは追加として、ＡＭＣ装置３３０は、それぞれのカメラ（またはカメラ群）の光路において１つまたは複数のビームステアリング機構を備えることができ、これによって、カメラの指示方向はビームステアリングによって補正される。例えば、縦揺れおよび横揺れ補償はビームステアリング機構（複数可）によってもたらされる場合があり、偏揺れ補償は別個のＡＭＣプラットフォーム３３０によってもたらされる。
【０１０８】
角運動補償は、飛行高度が上げられる、および／または、ＧＳＤが低下すると、ますます重要になる。
【０１０９】
航空機の順方向運動によるモーションブラーは、航空機の速度とカメラの露出時間との乗算に等しい。モーションブラーがＧＳＤのかなりの割合になる（または超える）と、モーションブラーを低減するまたは排除するために順方向運動補償（ＦＭＣ）機構を設けることが有用になる。ＦＭＣは、（画像センサ、中間ミラー、またはカメラ自体を移動させることによって）カメラの光軸を並進させることまたは回転させることを含むいくつかのやり方で、または、画像センサにおける画素の隣接線の時間遅延統合（ＴＤＩ）によってもたらされ得る。
【０１１０】
コンピュータ３００はそれぞれのスナップショットのＧＮＳＳ位置を記憶する。この位置は、精確なモザイク写真を製作するために、写真の後の処理中に使用される。コンピュータ３００はまた、ＩＭＵ３０６がある場合はそれぞれのスナップショットの方位を記憶し、ＡＭＣ３３０がある場合はＡＭＣからの補正情報に基づいてそれぞれのスナップショットの補正済み方位を記憶する。
【０１１１】
カメラ１１０および１１２は、バッテリ装置３２０によって電力供給される。バッテリ装置３２０は、接続される全てのコンポーネントによって必要とされる電圧より高い電圧、例えば２４Ｖ〜２８Ｖをもたらし、接続されるそれぞれのコンポーネントによって要求される電圧は、ＤＣ−ＤＣ変換器３２６によってもたらされる。例えば、ニコンＤ８００カメラは１０Ｖ未満を必要とする。さらなるＤＣ−ＤＣ変換器３２６はまた、コンピュータ３００、パイロット用ディスプレイ３０２、ＧＮＳＳ受信機３０４、およびＩＭＵ３０６に電力供給するために適切な電圧をもたらす。明確にするために、これらの電源接続は図２０では省略される。
【０１１２】
バッテリ装置３２０は、２つの１２Ｖ（公称）または１４Ｖ（公称）バッテリ、または、単一の２４Ｖまたは２８Ｖバッテリを含む。このバッテリ装置３２０は、適した補助電源３２２によって航空機から細流充電できるようにする充電回路を含み、常に充電された状態を可能にする。この装置はまた、地上電源車３２４（ＧＰＵ）から地上で充電可能である。
【０１１３】
カメラインターフェース３０８およびＤＣ−ＤＣ変換器３２６は、カメラ制御装置３１０（ＣＣＵ）に収容されてよい。これはさらに、コンピュータ３００がカメラインターフェースを制御できるようにするためにＵＳＢインターフェイスを含むことができる。
【０１１４】
カメラ１１０および１１２に電力をもたらすＤＣ−ＤＣ変換器３２６は、ＣＣＵ３１０に、または、分電箱１５０においてカメラにさらに近くに位置することができる。
【０１１５】
ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａによって撮られる写真は、連続的にオルソモザイク写真にまとめられるようにされ、図２１は、多重解像度のＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａ写真からのオルソモザイク写真を効率的に作成するための写真測量プロセスフローを示す。このプロセスは、詳細カメラ１１０によって撮られる詳細写真４００、および、概観カメラ１１２によって撮られる概観写真４０２について行われる。
【０１１６】
プロセスは、次の４つの主要なステップ：（１）写真４００および４０２のそれぞれにおいて特徴が自動的に検出され、かつ、写真間で適合されること（ステップ４１０）と；それぞれの特徴の実世界の三次元位置、ならびにそれぞれの写真に関連付けられるカメラ姿勢（三次元位置および方位）およびカメラ較正（焦点距離、径方向及び接線方向のゆがみ）の当初予測を繰り返し改良するためにバンドル調整が使用されること（ステップ４１２において）と；それぞれの詳細写真４００がそのカメラ姿勢および地形標高データに従って正射投影されること（ステップ４１４において）と；正射投影された写真（正射写真）がブレンドされて最終的なオルソモザイク写真４０４を形成すること（ステップ４１６において）と、から成る。
【０１１７】
（ステップ４１４で使用される）高度データは、（ステップ４１２中に改良される）三次元特徴位置から得られ得る、および／または、写真間の高密度多視点ステレオマッチングから得られ得る（例えば、内容が本明細書において参照によって組み込まれている、米国特許第８，３３１，６１５号（Ｆｕｒｕｋａｗａ）、及び、米国特許第８６３４６３７号（Ｈｉｒｓｃｈｍｕｅｌｌｅｒら）を参照）、および／または、関心領域のＬＩＤＡＲ測量といった別の出所から取得され得る。高度データは、ラスターもしくはベクトル数値標高モデル（ＤＥＭ）の形式、または、三次元点群の形式、または、三次元幾何モデルの形式であってよい。このデータは、植物および建物などの表面特徴を含むことができる、または、露地を描写することができる。
【０１１８】
オルソモザイク写真４０４の精度は、低解像度の概観写真４０２の間の大きな重複から得て、オルソモザイク写真４０４における詳細はより高い解像度の詳細写真４００から得る。
【０１１９】
代替策として、上で記されるように、詳細写真４００の間のより大きな重複による測量内容が飛ばされてよく、オルソモザイク写真は詳細写真４００からのみ作成可能である。
【０１２０】
オルソモザイク写真は通常は、画像ピラミッドとして、すなわち、その範囲内ではさまざまな（バイナリ）ズームレベルが任意のズームレベルにおける高速アクセスのために事前計算されるように記憶される。ピラミッドにおけるより低いズームレベルは、低域フィルタ処理および二次抽出法によってより高いズームレベルから生成されるため、ピラミッド全体は、詳細解像度のオルソモザイク写真から生成可能である。代替策として、より低いズームレベルは概観写真４０２から作成されるオルソモザイク写真から生成可能であり、この場合、概観写真４０２はまた、詳細写真４００について上述されるように正射投影されかつブレンドされる。
【０１２１】
後にバンドル調整プロセスによって改良される、それぞれの写真のカメラ姿勢の当初予測（ステップ４１２において）は、それぞれの写真のＧＮＳＳ位置、および利用可能である場合そのＩＭＵから得られる方位から得られる。
【０１２２】
自動的に検出される地表特徴は、手動で特定される接地点で補われてよく、このそれぞれは、精確に測量された実在の位置（地上制御点とも呼ばれる）を有することができる。
【０１２３】
Ｖ５−３００およびＶ５−１８０ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａは、ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａ範囲からの２つのモデルである。より長い焦点距離でのより高い高度操作によって、より一層高められた効率が実現され、追加のＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａ構成は後述される。
【０１２４】
図２２は、地面からの飛行高度（フィート）および１００ｍｍ〜６００ｍｍのレンズ焦点距離（１００ｍｍ刻み）に応じたＧＳＤを表にしたものであり、高度に応じた３０度および４５度の視野の走査幅（ｋｍ）も表にしており、さらに、焦点距離に応じたこれらの視野をカバーするのに必要とされる詳細カメラの数を表にしている。
【０１２５】
図２３はさらに、７００ｍｍ〜１２００ｍｍの焦点距離に応じたＧＳＤを表にしたものである。
【０１２６】
図２２および図２３における表から、Ｖ５−３００、Ｖ１０−６００およびＶ１５−９００のＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａ構成の特性を比較することは有益である。それぞれの構成は、およそ同じ３０度の横方向視野を有するが、５ｃｍのＧＳＤと仮定して、対応する走査幅はそれぞれ、１．６ｋｍ、３．３ｋｍ、および４．９ｋｍである（それぞれ１０，０００フィート、２０，０００フィート、および３０，０００フィートの飛行高度に対応する）。極めて重大であるが、（同じ航空機速度と仮定して）相対的な撮影効率はそれぞれ、１×、２×、および３×である。
【０１２７】
３０度のＶ１０−６００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａは、２つの１５度のＶ５−６００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａ装置を並行して使用することで達成可能である。それぞれの装置は、７．５度横方向に傾斜させる必要がある楔形のアダプター板２００に装着される。
【０１２８】
４５度のＶ１５−６００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａは、３つの１５度のＶ５−６００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａ装置を並行して使用することで達成可能である。中央の装置は水平に装着され、２つの外側の装置のそれぞれは、１５度横方向に傾斜させる必要がある楔形のアダプター板２００に装着される。
【０１２９】
３０度のＶ１５−９００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａは、３つの１０度のＶ５−９００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａ装置を並行して使用することで達成可能である。中央の装置は水平に装着され、２つの外側の装置のそれぞれは、１０度横方向に傾斜させる必要がある楔形のアダプター板２００に装着される。
【０１３０】
横方向に傾斜させる必要がある楔形状を利用することに対する代替策としてまたは追加として、アダプター板２００は、カメラユニット１００の傾斜を表面上調整すること、および、航空機床面の傾斜の変化を補償することの両方を可能にするための１つまたは複数の総体的なおよび／または精細な傾斜調整機構を備えることができる。傾斜機構は、１つまたは複数のシム、１つまたは複数のバイアスねじ、または同様のものを含むことができる。
【０１３１】
傾斜調整はまた、カメラ装置１００のあらかじめ設定された公称横揺れを調整することによって、ある場合は角運動補償（ＡＭＣ）装置３３０の横揺れ補償機構によってもたらされ得る。
【０１３２】
図２４Ａ、図２４Ｂ、および図２４Ｃは、一定飛行高度１２，０００フィートでの、Ｖ５−３００、Ｖ１０−６００、およびＶ１５−９００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａそれぞれのフットプリントを示す。これらの図の破線グリッドは１ｋｍ間隔を有する。これらの図は同じ走査幅を示すが、ＧＳＤは大きくなっている。
【０１３３】
図２５Ａ、図２５Ｂ、および図２５Ｃは、一定飛行高度１２，０００フィートでの、Ｖ５−３００、Ｖ１０−６００、およびＶ１５−９００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａそれぞれの３つの連続した重複するフットプリントを示す。適切な縦方向の重複を確実にするために、スナップショット率は、解像度を高めることで増加させる。
【０１３４】
図２６Ａ、図２６Ｂ、および図２６Ｃは、一定飛行高度１６，０００フィートでの、Ｖ５−３００、Ｖ１０−６００、およびＶ１５−９００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａそれぞれの２つの隣接した飛行経路からの２つの重複するフットプリントを示す。
【０１３５】
図２７は、２つのＶ５−６００カメラ装置を備えるＶ１０−６００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａを運搬するセスナ２０８航空機の正面図であって、合成概観視野および集成詳細視野を示す。破線はカメラ装置の視野間の区分を示す。
【０１３６】
図２８は、航空機客室に設置される２つのＶ５−６００カメラ装置を備えるＶ１０−６００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａを運搬するセスナ２０８航空機の側面図であって、それぞれのカメラ装置の合成概観視野および集成詳細視野を示す。
【０１３７】
図２９は、標準的なセスナ２０８の胴体下側部分に装着されるカーゴポッドに設置される２つのＶ５−６００カメラ装置を備えるＶ１０−６００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａを運搬するセスナ２０８航空機の側面図であって、それぞれのカメラ装置の合成概観視野および集成詳細視野を示す。
【０１３８】
図３０は、３つのＶ５−９００カメラ装置を備えるＶ１５−９００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａを運搬するセスナ２０８航空機の正面図であって、合成概観視野および集成詳細視野を示す。破線はカメラ装置の視野間の区分を示す。
【０１３９】
図３１は、航空機客室に設置される３つのＶ５−９００カメラ装置を備えるＶ１５−９００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａを運搬するセスナ２０８航空機の側面図であって、それぞれのカメラ装置の合成概観視野および集成詳細視野を示す。
【０１４０】
図３２は、標準的なセスナ２０８の胴体下側部分に装着されるカーゴポッドに設置される３つのＶ５−９００カメラ装置を備えるＶ１５−９００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａを運搬するセスナ２０８航空機の側面図であって、それぞれのカメラ装置の合成概観視野および集成詳細視野を示す。
【０１４１】
図３３Ａ、図３３Ｂ、および図３３Ｃは、一定の飛行高度２４，０００フィートでの、Ｖ５−３００、Ｖ１０−６００、およびＶ１５−９００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａそれぞれの２つの隣接した飛行経路からの２つの重複するフットプリントを示す。これらの図の破線グリッドは１ｋｍ間隔を有する。
【０１４２】
図３４Ａ、図３４Ｂ、図３４Ｃは、一定の飛行高度３６，０００フィートでの、Ｖ５−３００、Ｖ１０−６００、およびＶ１５−９００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａそれぞれの２つの隣接した飛行経路からの２つの重複するフットプリントを示す。これらの図の破線グリッドは１ｋｍ間隔を有する。
【０１４３】
一般に、特定のＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａモデルは、いくつかの同一のより小さいカメラ装置１００を使用して達成でき、それぞれの装置は、必要とされる横方向角度で装着される。図２７〜図３２に示されるように、個々のカメラ装置１００は、航空機の縦軸に沿って装着可能である。それぞれのカメラ装置１００は、その縦方向位置および航空機速度を明らかにするためにずらして作動させることができる、または、種々のカメラ装置からの写真間の縦方向オフセットは、下流処理中明らかにできる。
【０１４４】
よって、ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａ設計は、モジュール式で、１つまたは複数の標準カメラ穴と併せた配設に適している。
【０１４５】
必要とされる斜角で、例えば、アダプター板２００を傾斜させることによって装着される１つまたは複数の垂直カメラ装置１００を使用して、または、それぞれが必要とされる斜角で、その他の場合は垂直に配向されたフレーム内で装着される一連のカメラを含む、１つまたは複数の斜めカメラ装置１００を使用して、斜め方向の、すなわち、垂直以外の指示方向（および、通常は４５度の指示方向）のＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａが達成できる。
【０１４６】
斜め航空写真にはいくつかの使用法がある。この航空写真は、垂直オルソモザイク写真への有用な補償をもたらすために、斜め方向の地理参照されたオルソモザイク写真を製作するために使用できる。斜め航空写真は、より高められた高度データ精度を含むより高められた精度を実現するために（図２１に関して上述されるように）写真測量バンドル調整中に垂直写真と共に使用可能である。そして、この斜め航空写真は、三次元仮想化および相互作用をサポートするために、関心領域の標高モデルまたは完全三次元モデルをテクスチャ処理するために使用可能である。
【０１４７】
図３５Ａおよび図３５Ｂは、航空機客室に設置される５つのＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａ：Ｖ１０−６００（垂直）、Ｒ１０−６００（右斜め）、Ｌ１０−６００（左斜め）、Ｆ１０−６００（前斜め）、およびＢ１０−６００（後斜め）を運搬するセスナ２０８航空機の正面図および側面図であって、それぞれの合成概観視野および集成詳細視野を示す。
【０１４８】
垂直方向から離れる角度（２８０）で傾斜させたカメラの斜め方向のＧＳＤ（２８２）が図４４の式９によって示される。垂直のＧＳＤ（２６２）は、傾斜角のセカントの二乗倍に増加する。第１のセカントの項は、より大きく傾斜誘導された視距離によるもので、第２のセカントの項は、傾斜誘導された地表の短縮によるものである。従って、傾斜させたカメラは、それに応じたより長い焦点距離を有して垂直カメラのＧＳＤを適合させる必要がある。
【０１４９】
４５度傾斜させることで、垂直のＧＳＤは２倍に増加し、このことは、斜め４５度のカメラが垂直カメラのＧＳＤを適合させるために垂直カメラの焦点距離の２倍の焦点距離を有する必要があることを暗に示す。しかしながら、実際には、垂直カメラおよび斜めカメラのＧＳＤを適合させることを厳しく要求してはおらず、斜めカメラには任意の適した焦点距離が使用できる。
【０１５０】
カメラの画像センサが地表に平行であるように傾斜させられる場合、第２のセカントの項は消滅する。そして、斜めのＧＳＤ（２８６）は図４４の式１０によって示される。４５度傾斜させることで、垂直ＧＳＤ（２６２）は２の平方根倍だけ増加し、このことは、４５度傾斜センサの斜めカメラが垂直カメラのＧＳＤを適合させるために垂直カメラの焦点距離の１．４倍の焦点距離を有する必要があることを暗に示す。
【０１５１】
しかしながら、建物の側部などの垂直面上のＧＳＤをより大きくすることに付随して、水平面上のＧＳＤはより小さくなる。さらにまたこのことによって、複数回の走査で斜め写真を撮る方策を立てることができ、それぞれの走査は、画像センサを傾斜させることによって特定の表面の方位に対して最適化される。
【０１５２】
より一般的には、地表に（より）平行になるように任意の天底にない（ｎｏｎ−ｎａｄｉｒ）カメラの画像センサを傾斜させることは、カメラによって撮られる写真の遠近短縮を低減するために使用できるため、ＧＳＤが改善する。
【０１５３】
それぞれの９００ｍｍの斜めＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａは、６００ｍｍの垂直ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａより３３％大きいＧＳＤを有する。１２００ｍｍの斜めＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａは、６００ｍｍの垂直ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａと同じＧＳＤを有することになる。８５０ｍｍの傾斜センサの斜めＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａはまた、６００ｍｍの垂直ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａと同じＧＳＤを有することになる。
【０１５４】
図３７は、より長い詳細レンズ１１４のためのより広いスペースを与えるために、すなわち、より大きい寸法のより長いレンズに対応するために、詳細カメラが代替的な「Ｘ」パターンで配置されるカメラ装置１００の底面図を示す。この配置はまた、第２の概観カメラ、または、近赤外線（ＮＩＲ）カメラなどの専用スペクトルカメラのどちらかに対して利用可能である第２の低解像度の（すなわちより短いレンズを有する）カメラのためのスペースを与える。第２の概観カメラを含むことは、両方のカメラが、より長い焦点距離を有することができるようにするため、解像度、ひいては写真測量精度をより高めることを可能にする。近赤外線カメラを含むことは、近赤外線域がモザイク写真に含まれるようにすることができ、その結果として、植物を特定するなどの応用をサポートすることになる。
【０１５５】
詳細レンズ１１４の焦点距離を長くすると、純屈折（屈折）レンズ設計のサイズおよび重量はかなり大きくなる。ミラーだけを使用して（反射）、または、補正屈折素子と併せて（反射屈折）、焦点を合わすために、反射設計を使用することで、すなわち湾曲させたミラーを使用することで、同じ長さの焦点距離によるレンズを軽量にしかつ物理的に短くすることが達成できる。長い焦点距離および大きい開口部によって特徴付けられる天体望遠鏡は通常は、反射設計を利用する。典型的な現代の設計は、球状の主鏡および副鏡をシュミット補正板と組み合わせるシュミット−カセグレン設計、および、双曲面主鏡および双曲面副鏡を利用するリッチー−クレティアン設計を含む。
【０１５６】
よって、反射式詳細レンズ１１４は、カメラ装置１００のサイズおよび重量を大幅に低減するために使用でき、このことは、９００ｍｍ以上のより長い焦点距離に対してとりわけ利益をもたらす。
【０１５７】
図３８は、ファンに配置される一連のカメラ６００として実装されるカメラ装置１００、およびそれぞれのカメラの光軸６０２を示す。この図は、前述の説明における一連の詳細カメラまたは概観カメラのいずれかを比喩的に表し、以下の説明についての前後関係を示す。それぞれのカメラ６００は、カメラ本体（例えば１１０または１１２）、およびカメラレンズ（例えば１１４または１１６）から成る。
【０１５８】
図３９は、複数の光路をもたらすための可動式ミラー６０４を介して時間多重化される単一カメラ６００として実装されるカメラ装置１００を示す。これによって、単一カメラを、時間多重化を使用して一連のカメラを実装するために使用可能となるため、ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａを実装するために必要とされる物理的なカメラの数を低減し、その結果として、それぞれのカメラ装置１００のサイズ、重量、および費用を低減する。可動式ミラー６０４に対する代替策として、任意の適したビームステアリング機構が使用できる。
【０１５９】
図４０は、複数の光路をもたらすための可動式ミラー６０４を介して時間多重化される単一カメラ６００を有する可動式カメラモジュール６１０を用いて実装されるカメラ装置１００の代替的な構成を示す。固定ミラー６０６を追加することによって、カメラ６００を、垂直に装着することが可能になり、カメラ装置１００はより小さいフットプリントを有することが可能になる。
【０１６０】
図４１は、角運動補償（ＡＭＣ）をもたらす追加の可動式ミラー６０８による、複数の光路をもたらすための可動式ミラー６０４を介して時間多重化される単一カメラ６００を有する可動式カメラモジュール６１０を用いて実装されるカメラ装置１００を示す。この際、ＩＭＵ駆動のＡＭＣ装置３３０を実装する。可動式ミラー６０８に対する代替策として、任意の適したビームステアリング機構が使用可能である。
【０１６１】
可動式ミラー６０８は、追加としてまたは代替的に、順方向運動補償（ＦＭＣ）機構を実装するために使用できる。ＦＭＣモードでは、ミラーは、航空機の順方向運動を適合させるように露出中後方に円滑に調節され、露出間に再び順方向に調節される。ミラー６０８の調節は、直接的に駆動できる、または、ＦＭＣをもたらすための適切なレートで振動させることができ、カメラの露出は、振動の後方への位相と同期される。ＡＭＣおよびＦＭＣはまた、別個のカスケード式ミラーによってもたらされ得る。
【０１６２】
多重化可動式ミラー６０４は、必要とされる画角内の一連の個別の位置のそれぞれにおいて停止可能である、または、必要とされる画角を一掃するために連続的に回転可能である。連続的に回転可能である場合、ミラーの運動は、航空機の順方向運動のようなカメラ露出中の追加の系統的な運動源をもたらし、これは、可動式運動補償ミラー６０８を介すること、または、別個の安定化プラットフォーム３３０を介することを含む上記のＦＭＣ機構のいずれかを使用して補正されてよい。
【０１６３】
航空機の振動はまた、ＩＭＣを介して、または、追加の振動検知デバイスを介して検出可能であり、振動補償（ＶＣ）は、可動式運動補償ミラー６０８を介すること、または、別個の安定化プラットフォーム３３０を介することを含む上記のＡＭＣまたはＦＭＣ機構のいずれかを使用してもたらされてよい。
【０１６４】
ＡＭＣ、ＦＣＭ、およびＶＣはまた、多重化ミラー６０４を介してもたらされてよい。
【０１６５】
図４５は、図４１の可動式カメラモジュール６１０の１つの現実化を示す。可動式多重化ミラー６０４は、リニアモータ６３０のロッド６３２にヒンジによって取り付けられ、リニアモータ６３０は固定された架台６３４にヒンジによって取り付けられる。ミラー６０４はまた、架台６３４にヒンジによって取り付けられ、この架台６３４を中心に、ミラー６０４はロッド６３２の直線運動に応答して回転する。リニアモータ６３０は、例えば、内容が本明細書において参照によって組み込まれている、米国特許第６，８００，９８４号（Ｍａｒｔｈ）に記載されるように、または、精密に位置付けするために直線エンコーダも組み込む、Ｐｈｙｓｉｋ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｅ（ＰＩ）Ｍ−２７２直線ピエゾモータに取り入れられるように、圧電駆動機構を含む任意の適した駆動機構を利用することができる。
【０１６６】
可動式運動補償ミラー６０８は、２次元における回転をもたらすチップチルトステージ６３６に取り付けられる。代替的には、ステージ６３６は、例えば、多重化ミラー６０４の運動を補正するだけのために、１次元における回転に限定できる。チップチルトステージ６３６は、例えば、精密な閉ループ制御のためにひずみゲージセンサを組み込むこともできるＰＩ  Ｓ−３４０に取り入れられるような圧電アクチュエータを含む任意の適したモータまたはアクチュエータを利用することができる。
【０１６７】
図４５における可動式カメラモジュール６１０によって、カメラ６００の視野６１２を、カメラの絞り、ひいてはビーム直径によって、およそ５０度の角度範囲にわたって向けることができる。可動式カメラモジュール６１０は、適当に配向されて、対称的範囲または非対称的範囲にわたって向けるように使用可能である。非対称的範囲は、より大きい対称的範囲の一部を形成することができる。
【０１６８】
図４６Ａおよび図４６Ｂは、非対称的範囲を垂直から斜めへ、すなわち、同面積の対称的範囲の半分をカバーするように配向された可動式カメラモジュール６１０を示す。図４６Ａでは、多重化ミラー６０４は時計回りに最端位置まで回転させ、カメラ視野６１２は垂直方向を示す。図４６Ｂでは、多重化ミラー６０４は反時計回りに最端位置まで回転させ、カメラ視野６１２は斜め右の方向を示す。
【０１６９】
図４７は、一対の可動式詳細カメラモジュール６１４および一対の固定概観カメラ１１２を使用して実装されるカメラ装置１００を示す。それぞれの可動式詳細カメラモジュール６１４は、詳細カメラ本体１１０および詳細カメラレンズ１１４を備える可動式カメラモジュール６１０から成る。共に、２つの可動式詳細カメラモジュール６１４は、およそ１００度の連続的な横方向角度視野をカバーする。
【０１７０】
図４８Ａは、１６，０００フィートで動作する、（例えば図４７による）一対の固定概観カメラ１２２を有する、３００ｍｍの広角可動式ＷＳ−３００カメラ装置１００の広角視野の立面図および平面図を示す。この視野は、飛行経路２２６に対して対称的に配置された、垂直視野１８０、ならびに、２つの斜め視野５１０および５３０を含む。図４８Ｂは、２８，０００フィートで動作する、６００ｍｍのＷＳ−６００カメラ装置の対応する視野を示す。
【０１７１】
図４８Ａは、ニコンＤ８００カメラ（または同様のもの）を含むＷＳ−３００カメラ装置を使用することに基づき、図４８Ｂは、さらに後述されるように、ＯＮ  ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒのＶＩＴＡ  ２５Ｋ  ２５Ｍ画素ＣＭＯＳ画像センサ（または同様のもの）を利用する詳細カメラを含むＷＳ−６００カメラ装置１００を使用することに基づく。説明する目的で、以下の図は全て、ＶＩＴＡ  ２５Ｋベースのカメラ（または同様のもの）を使用することに基づく。
【０１７２】
図４９Ａは、可動式詳細カメラモジュール６１６の概略平面図を示す。詳細カメラ操作軸６２０は、集成詳細視野１８０の横軸に対応する。可動式詳細カメラモジュール６１６が下記で言及される場合は必ず、カメラの固定配列も使用可能とする。
【０１７３】
可動式詳細カメラモジュール６１６は、１つまたは複数の可動式カメラモジュール６１０を使用して実装可能であり、それぞれは必要とされる視野の一部をカバーする。例えば、図４９Ｂは、一対の２分の１視野可動式詳細カメラモジュール６１４を使用して実装されるカメラモジュール６１６を示す。
【０１７４】
可動式詳細カメラモジュール６１６はまた、米国特許出願第１０／３１３，７２７号（Ｐａｒｔｙｎｓｋｉら）および米国特許出願第１１／６０７，５１１号（Ｐｅｃｈａｎｔｎｉｋｏｖら）に記載されるように、１つまたは複数の揺動カメラモジュールを使用して実装可能であり、両特許文献の内容は本明細書において参照によって組み込まれている。
【０１７５】
図４９Ｃは、可動式概観カメラモジュール６１８の概略平面図を示す。概観カメラ操作軸６２２は、集成概観視野１９０の横軸に対応する。可動式概観カメラモジュール６１８は、可動式詳細カメラモジュール６１６と同じさまざまなやり方で実装可能である。
【０１７６】
図４９Ｄは、一対の２分の１視野可動式詳細カメラモジュール６１４および２つの概観カメラ１１２を含む、すなわち、図４７のカメラ装置１００に対応するカメラ装置１００の概略平面図を示す。
【０１７７】
図４９Ｅは、全視野可動式詳細カメラモジュール６１６および２つの概観カメラ１１２を含む、すなわち、図４７および図４９Ｄのカメラ装置１００に同等の機能性をもたらすカメラ装置１００の概略平面図を示す。
【０１７８】
図５０Ａは、全視野可動式詳細カメラモジュール６１６および全視野可動式概観カメラモジュール６１８を含むカメラ装置１００の概略平面図を示す。
【０１７９】
図５０Ｂは、図３５Ａおよび図３５Ｂに示される視野に対応する、一連の垂直方向および４方向の斜め概観視野ならびに詳細視野の平面図を示す。５つの光景は、図３５Ａおよび図３５Ｂに関して記載されるような５つの固定配列カメラ装置１００を使用して、または、図５０Ａに示される可動式カメラ装置１００の３つを使用して撮られ得る。
【０１８０】
図５１Ａは、垂直視野１８０、斜め視野５１０および５３０、ならびに隙間視野６５４ａおよび６５４ｂを含む、広角カメラ装置１００の視野の立面図を示す。完全視野、すなわち、隙間視野６５４を含む視野を撮ることで、隣接した飛行経路間の重複が大きくなり、垂直視野および斜め視野内両方の箇所の可観測性が高まる。
【０１８１】
図５１Ｂは、２８，０００フィートで動作するＷＳ−６００カメラ装置１００の連続的な広角視野の立面図および平面図を示す。
【０１８２】
図５２Ａは、３つの隣接した飛行経路からの広角カメラ装置１００の重複する横方向視野を示し、隙間視野が垂直視野および斜め視野とどのように重複するかを示す。
【０１８３】
図５２Ｂは、個々のカメラ視野を示す、３つの隣接した飛行経路からの広角カメラ装置１００の重複する横方向視野を示す。
【０１８４】
図５３Ａは、２８，０００フィートで動作する、概観カメラ１１２および詳細カメラ１１０両方を有するＷＳ−６００カメラ装置１００の連続的な広域視野の平面図を示し、図５３Ｂは、詳細カメラ１１０だけを有する同カメラ装置の視野を示す。
【０１８５】
上述されるように、カメラ装置１００は、空間精度をより高めたオルソモザイク、および、解像度および精度をより高めた高度データの作成を可能にするために、重複をより大きくした詳細写真のみを撮るために使用できる。
【０１８６】
縦方向の、すなわち飛行方向２２０における重複は、通常は、ステレオ視差を有する地上箇所の冗長写真を撮るために使用される。しかしながら、焦点距離がより長い、より高い高度で動作する時、詳細カメラ１１０の縦方向視野角は、縦方向に重複する写真に存在するステレオ視差がわずかであるように十分小さい。
【０１８７】
代替的な手法は、横軸を中心に傾斜させる第２のカメラモジュールを使用して重複する形象を撮ることである。図５３Ｃは、この目的のために２つの全視野可動式詳細カメラモジュール６１６を含むカメラ装置１００を示す。第１のカメラモジュール６１６ａは横軸に対して形象を垂直に撮り、第２のカメラモジュール６１６ｂは横軸を中心に例えば２０度の傾斜で形象を撮る。この傾斜は、将来適合させる精度を損なわずに地上箇所の可観測性を最大化するために選択される。
【０１８８】
図５３Ｄは、２８，０００フィートで動作するような２視野ＷＳ−６００カメラ装置１００の結果として生じる非傾斜視野６５０ａおよび傾斜視野６５０ｂの平面図を示す。
【０１８９】
図５０Ｂに例示されるように４方向斜め写真を撮るための従来の手法は、２つの横方向および２つの縦方向において斜め写真を同時に撮ることである。しかしながら、これによって、縦方向斜め写真より横方向斜め写真における視野角がより一貫したものになるが、これは、縦方向斜め写真が実際的な飛行経路間隔に対応するためのより幅広い水平視野を有するからである。
【０１９０】
代替的な手法は、関心領域にわたって直角走査を２回行い、かつ、それぞれの走査中に２つの高品質の横方向斜め写真を撮ることである。
【０１９１】
別の手法は、１回の走査中に同じ狭い水平視野の斜め写真全てを撮り、かつ、必要に応じて飛行経路間隔を低減することである。同じ狭い水平視野の斜め写真を同時に４枚撮る時、最適な手法（すなわち、飛行経路間隔、ひいては測量効率を最大化する手法）は、４つの斜め方向を飛行経路に対して４５度に配置することである。
【０１９２】
図５４は、１回の走査において４つの高品質の斜め光景を最適に撮る目的のために「Ｘ」構成で配置される４つの２分の１視野可動式詳細カメラモジュール６１４を含むコンパクトなＷＳ−３００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａ装置１００を示す。ＷＳ−３００カメラ装置１００はまた、オプションとして、デュアル解像度の撮像のために、または、ＮＩＲなどの追加のスペクトル帯を撮るために使用可能である一対の固定概観カメラを含む。
【０１９３】
４つの基本方向（北、南、東、および西）の斜め写真が所望される場合、飛行計画の飛行経路は、基本方向に対して４５度で配向できる。
【０１９４】
図５５Ａは、２つの直角視野６５０ａおよび６５０ｂから成る、１６，０００フィートで動作するＸ構成ＷＳ−３００カメラ装置の全面的な視野６６０の平面図を示し、図５５Ｂは、２８，０００フィートで動作するＸ構成ＷＳ−６００カメラ装置の全面的な視野６６０を示す。２つの重複視野６５０は、スナップショット間の、すなわち、縦方向のとぎれを回避するのに最低限必要とされる範囲を超えた追加の縦方向重複を必要としない程の十分な重複および可観測性をもたらす。
【０１９５】
図５６Ａは、図５４のコンパクトなＸ構成カメラ装置１００の概略平面図を示し、図５６Ｂは、直角に配置された２つの全視野可動式詳細カメラモジュール６１６を含むコンパクトではないＸ構成カメラ装置１００を示す。これらは、必要な場合２つのカメラ穴上に配設可能である。
【０１９６】
Ｘ構成によって必要とされる飛行経路間隔の低減を回避するために、追加の詳細カメラモジュール６１６は、飛行方向２２０に対して鉛直な被写界を撮るために使用可能である。この追加の被写界は、次いで、垂直方向のオルソモザイクを作成するために使用でき、２つの直交するＸ構成被写界は、斜めオスロモザイクを作成するために（および、地上箇所全ての可観測性を高めるために）使用される。
【０１９７】
飛行経路間隔が回転させたＸ構成被写界に対応するために低減されない場合、それぞれの広角被写界内の斜め視野は、それに応じて大きくなり、その結果、わずかに低品質の斜め写真が生じる。
【０１９８】
図５７Ａは、２８，０００フィートで動作するようなＸ＋１構成ＷＳ−６００カメラ装置１００の視野６５０ａ、６５０ｂ、および６５０ｃの平面図を示す。
【０１９９】
図５７Ｂは、Ｘ構成で配置された二対の２分の１視野可動式詳細カメラモジュール６１４、および、鉛直な垂直被写界のための全視野可動式詳細カメラモジュール６１６を含む対応するカメラ装置１００の概略平面図を示す。
【０２００】
図５８Ａは、２８，０００フィートで動作するＸ構成ＷＳ−６００カメラ装置１００の３つの連続したスナップショット６６０ａ、６６０ｂ、および６６０ｃの平面図を示す。
【０２０１】
図５８Ｂは、２８，０００フィートで動作するＸ構成ＷＳ−６００カメラ装置１００の２つの隣接した飛行経路２２６ａおよび２２６ｂからのスナップショット６６０ａおよび６６０ｂの平面図を示す。
【０２０２】
航空カメラの縦方向フットプリント（ｂ、６７２）は、図５９の式１１に従って、その縦方向視野角（デルタ、６７０）およびその高度（ａ、２５４）によって決定される。縦方向スナップショット間隔（ｄ、６７６）は、図５９の式１２に従って、縦方向フットプリント（ｂ、６７２）および所望の縦方向重複（ｃ、６７４）によって決定される。スナップショットレート（ｒ）は、図５９の式１３に従って、スナップショット間隔（ｄ、６７６）および航空機の速度（ｖ、６７８）によって決定される。
【０２０３】
上記図４３に関して説明されるように、配列カメラの横方向視野角（ガンマ、２７０）は、カメラの数（Ｎ）、それぞれのカメラの横方向視野角（ベータ、２５０）、および、隣接したカメラ間の横方向角重複（オメガ、２７２）に応じるものである。同様に、特定の視野角をカバーするために必要とされるカメラの数（Ｎ）は、図６０の式１４に従って、目標の横方向視野角（ガンマ、２７０）、それぞれのカメラの横方向視野（ベータ、２５０）、および、隣接したカメラ間の角重複（オメガ、２７２）によって決定される。
【０２０４】
必要とされるカメラの数（Ｎ）がより少ない数の物理的なカメラ（Ｃ）を時間多重化することによって仮想的に達成される場合、それぞれのカメラのフレームレート（ｑ）は、図６０の式１５に従って、必要とされるカメラの数（Ｎ）、物理的なカメラの数（Ｃ）、スナップショットレート（ｒ）、および、時間多重化式ビームステアリング機構のデューティサイクル（ｕ）によって決定される。
【０２０５】
使用可能な横方向視野角（ファイ、６８０）は、内部範囲で垂直方向のオルソモザイクを作成するために使用される形象が十分一貫している視野角である。この視野角は、結果として生じるオルソモザイクの必要とされる品質によっては、２０度まで低くなる、または、４５度まで高くなる場合がある。これは結果として、図６０の式１６に従って、飛行経路間隔（ｅ、６８２）を決定づける。
【０２０６】
一般に、飛行経路間隔（ｅ、６８２）は、地上箇所の可観測性を最大化し、かつ、（例えば、都市ビルの谷間における）観測されない地上箇所を回避するために最小化されるべきである。これはとりわけ、高品質のデジタル表面モデル、真のオルソモザイク、および、テクスチャ処理された３Ｄ表面を生成するために重要である。
【０２０７】
航空カメラシステムによる撮影面積のレートは、図６０の式１７に従って、飛行経路間隔（ｅ、６８２）および航空機の速度（ｖ、６７８）によって決定される。
【０２０８】
視野がゼロ以外の軸回転角度（ラムダ、６８６）によって、すなわち、飛行経路２２６に対して鉛直な公称経路に対して回転させられる時、さまざまな撮影パラメータが変化する。結果として生じるスナップショット間隔（ｄ（ラムダ）、６９０）は、図６１の式１８によると大きくなる。結果として生じるスナップショットレート（ｒ（ラムダ））は、図６１の式１９によると小さくなる。結果として生じる飛行経路間隔（ｅ（ラムダ、６９２）は、図６１の式２０によると小さくなる。結果として生じるフレームレート（ｑ（ラムダ））は、図６１の式２１によると小さくなる。そして、結果として生じる領域撮影レート（Ｒ（ラムダ））は、図６１の式２２によると小さくなる。
【０２０９】
図６２は、１つまたは複数の可動式カメラモジュール６１０を有するカメラ装置１００の電子および機械ブロック図を示し、図２０におけるブロック図の変形を表す。ブロックは、後述されるもの以外、図２０と同じ機能を有する。明確にするために、電源は省略される。
【０２１０】
コンピュータ３００は、さらに後述される１つまたは複数の可動式カメラモジュール６１０を制御する。カメラモジュールからのリアルタイムの形象は、１つまたは複数の画像入力／出力モジュール７００によって圧縮され、かつ、１つまたは複数の画像記憶デバイス７０２に記憶される。画像入力／出力モジュール（複数可）７００は、リアルタイムの監視および後の検索両方のために、コンピュータを画像にアクセスさせることもできる。画像記憶デバイス（複数可）７０２は、その場から処理設備へ送り出すことを可能にするための取り外し可能な媒体を含む。入力／出力モジュール（複数可）７００および画像記憶デバイス（複数可）７０２は、（例えば、カメラ６００がニコンＤ８００などのＤＳＬＲである時）それぞれの個々のカメラ６００に組み込まれてよい、または、別個のものであってよい。
【０２１１】
画像圧縮は、ハードウェアまたはソフトウェアに実装される、ＪＰＥＧもしくは同様のＤＣＴベースの圧縮方式、または、ＪＰＥＧ２０００もしくは同様のウェーブレットベースの圧縮方式を含む任意の適した方式を利用することができる。
【０２１２】
コンピュータ３００は、カメラによって撮られる写真の品質を監視し、かつ、飛行計画の影響を受けた地域を再飛行するようにパイロット（またはオートパイロット）を導くことができる。コンピュータ３００は、写真を監視して、焦点不良、露出不良、雲の存在、または、他の航空機などの他の望ましくない物体を検出することができる。
【０２１３】
パイロット入力デバイス７０４は、パイロットに、飛行計画を選択すること、アラートを確認すること、形象を誘導すること、品質保証を実施することなどを含む、コンピュータへの入力を行わせることができる。パイロット入力デバイス７０４は、（パイロット用ディスプレイ３０２と併せた）タッチスクリーン、タブレット、キーボードなどの任意の適した装置を含むことができる。
【０２１４】
コンピュータ３００は、飛行計画におけるそれぞれの飛行経路に沿って、およびその間で航空機を導くように航空機オートパイロット７０６を制御することができる。
【０２１５】
図６３は、可動式カメラモジュール６１０の電子および機械ブロック図を示す。機械的結合は破線で示される。
【０２１６】
スナップショットレベルタイミングは、コンピュータ３００によって維持され、かつ、コンピュータ３００によって、マイクロコントローラの制御インターフェース７１２への信号によってマイクロコントローラ７１０へもたらされる。制御インターフェース７１２は、シリアル、ＵＳＢもしくはイーサネット（登録商標）インターフェース、または、任意の他の適したインターフェースを含むことができる。
【０２１７】
フレームレベルタイミングは、マイクロコントローラ７１０によって維持され、かつ、マイクロコントローラ７１０によって、カメラの制御インターフェース７１４を介してカメラ６００へもたらされる。マイクロコントローラ７１０は、多重化ミラー６０４のフレームレベル制御をこの多重化ミラー６０４の制御装置６４０への信号によってもたらし、運動補償（ＭＣ）ミラー６０８をこの運動補償ミラー６０８の制御装置６４２への信号によってもたらす。
【０２１８】
マイクロコントローラ７１０は、それぞれの写真の横方向操作角をコンピュータ３００に報告し、コンピュータ３００が、それぞれの写真のカメラ姿勢の当初予測における横方向操作角を含むことができるようにする。これは、上記のように、（図２１におけるステップ４１２での）バンドル調整プロセスによって後に改良される。露出、タイミング、および姿勢を含む写真メタデータは、コンピュータ３００によって記憶可能である、および／または、画像記憶デバイス（複数可）７０２上にそれぞれの写真と一緒に記憶可能である。
【０２１９】
カメラ６００は、その画像ストリームインターフェース７１６上に画像のストリームを生じさせる。画像ストリームインターフェース７１６は、シリアル、ＵＳＢもしくはイーサネットインターフェース、必要な場合複数のチャネルを利用するＣｏａＸＰｒｅｓｓ（ＣＸＰ）もしくはＣａｍｅｒａＬｉｎｋ（ＣＬ）などの高速インターフェース、または、任意の他の適したインターフェースを含むことができる。画像ストリームインターフェース７１６は、ＣＸＰインターフェースを含む場合、カメラ制御インターフェース７１４をもたらすこともできる。
【０２２０】
多重化ミラー６０４は、制御装置６４０を介してマイクロコントローラ７１０によって制御されるゴニオメータステージ６３８に取り付けられる。オプションの位置センサ６４４は閉ループ制御をサポートする。ゴニオメータステージ６３８は、上記図４５に関して説明されるようなリニアモータ、または、ギアボックスまたはウォーム駆動によって結合される（ボイスコイルアクチュエータなどの）リニアアクチュエータまたはモータ、および（ステッピングモータ、ＤＣモータ、またはブラシレスモータなどの）回転モータを含む任意の他の適したアクチュエータもしくはモータを利用することができる。制御装置６４０は、任意の適した制御装置、例えば、ＰＩ  Ｍ−２７２ピエゾモータと併せて使用される時のＰＩ  Ｃ−８６７運動制御装置であってよい。位置センサ６４４は、光センサ、容量センサ、ひずみゲージセンサ、および渦電流センサを含む任意の適したタイプのものであってよい。ゴニオメータステージ６３８は、多重化ミラーがまた運動補償をもたらすために使用される場合、２つの回転軸をもたらすことができる。
【０２２１】
運動補償（ＭＣ）ミラー６０８は、制御装置６４２を介してマイクロコントローラ７１０によって制御されるチップチルトステージ６３６に取り付けられる。オプションの位置センサ６４６は閉ループ制御をサポートする。チップチルトステージ６３６は、上記図４５に関して説明されるような圧電アクチュエータ、または、ギアボックスまたはウォーム駆動によって結合される（ボイスコイルアクチュエータなどの）リニアアクチュエータまたはモータ、および（ステッピングモータ、ＤＣモータ、またはブラシレスモータなどの）回転モータを含む任意の他の適したアクチュエータもしくはモータを利用することができる。制御装置６４２は、任意の適した制御装置、例えば、ＰＩ  Ｓ−３４０チップチルトステージと併せて使用される時のＰＩ  Ｅ−６１６制御装置であってよい。位置センサ６４６は、光センサ、容量センサ、ひずみゲージセンサ、および渦電流センサを含む任意の適したタイプのものであってよい。
【０２２２】
図６４は、高度（ａ、２５４）、航空機速度（ｖ、６７８）、および使用可能な視野角
（ファイ、６８０）に応じた、スナップショットレート（ｒ）、フレームレート（ｑ）、および領域撮影レート（Ｒ）の、３６Ｍ画素カメラを含むＸ構成可動式カメラ装置１００についてまとめられた表を示す。この表は、７ｃｍの一定のＧＳＤ（ひいては高度と共に増加する焦点距離）に基づく。日別撮影レートは、１日当たり６時間の測量時間に基づく。
【０２２３】
最高１８，０００フィートまで、カメラ６００の必要とされるフレームレートは３６Ｍ画素のニコンＤ８００ＤＳＬＲの４Ｈｚのフレームレートを下回り、最高２２，０００フィートまで、フレームレートはニコンＤ８１０ＤＳＬＲの５Ｈｚのフレームレートを下回る。より高い高度（またはより低い高度においてより高い速度）に対して、より高いフレームレートを有するカメラが使用できる。
【０２２４】
さまざまな高速マシンビジョンカメラおよび高解像度のビデオカメラが利用可能である。多くのかかるカメラは、ローリング電子シャッターを有するＣＭＯＳ画像センサを利用する。これによって、運動がある場合に幾何学的ひずみがもたらされ、それらひずみは、ほとんどの運動補償機構と不適合になる。可動式カメラモジュール６１０における使用に適したものになる、グローバル電子シャッターを有するＣＭＯＳ画像センサを利用するカメラの数はより少ない。ＣＣＤ画像センサを利用するカメラも適しており、これは、ＣＣＤが本来グローバル電子シャッターを有するからである。外面（例えば機械シャッター）があるカメラも適する可能性がある。
【０２２５】
ＯＮ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒの１２Ｍ画素ＫＡＣ−１２０４０、１２Ｍ画素のＶＩＴＡ１２Ｋ、１６Ｍ画素のＶＩＴＡ１６Ｋ、および２５Ｍ画素のＶＩＴＡ２５Ｋ、ならびに、ＣＭＯＳＩＳの１２Ｍ画素のＣＭＶ１２０００および２０Ｍ画素のＣＭＶ２００００を含む、いくつかの中解像度および高解像度のグローバルシャッターＣＭＯＳ画像センサは広く使用されている。
【０２２６】
ＶＩＴＡ２５Ｋは、４．５ミクロンの画素ピッチを有し、最高５３Ｈｚまでのフレームレートをサポートする。ＣＭＶ２００００は、６．４ミクロンの画素ピッチを有し、（１２ビット／画素で）最高３０Ｈｚまでのフレームレートをサポートする。ＣＭＶ１２０００は、５．５ミクロンの画素ピッチを有し、（１２ビット／画素で）最高１８０Ｈｚおよび（１０ビット／画素で）３００Ｈｚまでのフレームレートをサポートする。
【０２２７】
２５Ｍ画素のＶＩＴＡ２５Ｋを利用するマシンビジョンカメラは、３２ｆｐｓのＡｄｉｍｅｃのＳ−２５Ａ３０、５３ｆｐｓのＣＭＯＳＶｉｓｉｏｎのＣｏｎｄｏｒ、および、５３ｆｐｓのＩＳＶＩのＩＣ−Ｘ２５ＣＸＰを含む。
【０２２８】
２０Ｍ画素のＣＭＶ２００００を利用するマシンビジョンカメラは、３０ｆｐｓのＪａｉのＳＰ−２００００Ｃ−ＰＭＣＬ、および、３０ｆｐｓのＸｉｍｅａのＣＢ２００ＣＧ−ＣＭを含む。
【０２２９】
１２Ｍ画素のＣＭＶ１２０００を利用するマシンビジョンカメラは、６６ｆｐｓのＡｄｉｍｅｃのＱ−１２Ａ６５、６２ｆｐｓのＢａｓｌｅｒ  ＢｅａｔのｂｅＡ４０００−６２ｋｃ、および、１４９ｆｐｓのＩＯ  ＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓのＦｌａｒｅ  １２Ｍ１８０−ＣＸを含む。
【０２３０】
図６５は、スナップショットレート、フレームレート、および領域撮影レートの、（例えば、ＯＮ  ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒのＶＩＴＡ２５Ｋ画像センサを利用するカメラ６００を想定した）一定のＧＳＤ５ｃｍ、および２５Ｍ画素のＸ構成可動式カメラ装置１００についてまとめられた表を示す。ＣＭＯＳＶｉｓｉｏｎのＣｏｎｄｏｒおよびＩＳＶＩのＩＣ−Ｘ２５ＣＸＰは、最高５４，０００フィートまでのＧＳＤ５ｃｍの撮影をサポートする。
【０２３１】
図６６は、スナップショットレート、フレームレート、および領域撮影レートの、（例えば、ＣＭＯＳＩＳのＣＭＶ１２０００画像センサを利用するカメラ６００を想定した）一定のＧＳＤ５ｃｍ、および１２Ｍ画素のＸ構成可動式カメラ装置１００についてまとめられた表を示す。Ｆｌａｒｅ  １２Ｍ１８０−ＣＸは、６０，０００フィート超のＧＳＤ５ｃｍの撮影をサポートする。
【０２３２】
地上箇所の可観測性および３Ｄテクスチャの品質は、Ｘ構成の４つのものを超える視野方向の数を増加させることによってさらに向上させることができる。
【０２３３】
図６７Ａは、２８，０００フィートで動作する３視野ＷＳ−６００カメラ装置１００の視野の平面図を示す。図６７Ｂは、２８，０００フィートで動作する４視野ＷＳ−６００カメラ装置１００の視野の平面図を示す。図６８Ａは、２８，０００フィートで動作する５視野ＷＳ−６００カメラ装置１００の視野の平面図を示す。
【０２３４】
これらの視野はまた、複数のカメラ装置１００を使用して撮られる可能性があり、それぞれのカメラ装置１００は別個のカメラ穴上に配設される。例えば、４視野の撮影は、それぞれに対して４５度回転させた２つのＸ構成カメラ装置１００を使用して行われ得る。
【０２３５】
一般に、Ｍ視野カメラ装置１００について、被写界は、角のある状態で、すなわち、１８０／Ｍ度離すように均一に間隔をあけられるものとし、飛行方向に対して対称的に配置されるものとし、すなわち、１被写界は、飛行方向から９０／Ｍ度回転させるものとする。
【０２３６】
飛行方向に対する被写界の絶対回転が（図６７Ａ、図６７Ｂ、および図６８Ａのように）変化する場合、図６１の式２０によって示される最小調整済み飛行経路間隔は、最も小さい絶対回転差の被写界によって決定され、図６１の式２１によって示される最大調整済みフレームレートは、最も大きい絶対回転差の被写界によって決定される。
【０２３７】
可動式カメラ装置６１０における時間多重化されたカメラ６００によって撮られる連続したフレームは、必然的に、先の図においては明確にするために触れられない影響である航空機の順方向運動によって飛行方向において変位する。従って、隣接したフレームは、２８，０００フィートで動作する単一視野デュアルカメラＷＳ−６００カメラ装置１００について図６８Ｂで示されるように、わずかにずらされる。この図において、カメラ装置１００の２つのカメラ６００は、中央から外方へ同時に向けられる。引き起こされたずれは、影響が系統的であるため、飛行経路内および飛行経路間での重複度に対して影響しない。
【０２３８】
図６９は、Ｘ構成カメラ装置１００の４つのカメラ６００のそれぞれについて補正されるべき系統的な運動ベクトルの平面図を示す。可動式多重化ミラー６０４が連続的に移動される場合、その運動ベクトル７２０が際立つようになる。航空機の運動は、より小さい一定の順方向運動ベクトル７２２を加え、結果として（破線で示される）運動ベクトル７２４を生じさせる。
【０２３９】
多重化ミラー６０４の直線角運動が運動補償ミラー６０８を振動させることによって補正される場合、露出期間中の運動補償ミラー６０８の平均角速度は、多重化ミラー６０４の一定の角速度に適合させ、振動の位相は露出区間と合致させることで、最大補正角速度は、露出区間の中央と合致させられる。
【０２４０】
図７０は、多重化ミラー６０４の運動を補正するために運動補償ミラー６０８が使用される時の多重化ミラー６０４および運動補償ミラー６０８に対する時間（ｔ、７３２）に応じた角度位置（ｙ、７３０）を示す。グラフ７３４は多重化ミラー６０４の直線運動を示し、グラフ７３６ａおよび７３６ｂは運動補償ミラー６０８の２つの可能な正弦波運動を示し、それぞれが最高速度を有して露出区間７３８の中央と合致させられる。
【０２４１】
運動補償ミラー６０８の角度位置（ｙ、７３０）は、図７０の式２３に従って、振動の振幅（Ａ）および周波数（ｆ）、ならびに時間（ｔ、７３２）に応じるものである。運動補償ミラー６０８の角速度（ｄｙ／ｄｔ）は式２４による式２３の導関数であり、式２５によると、コサインが１である時最大になる。露出区間７３８にわたるミラー６０８の平均角速度は、式２６に従って露出区間によって除算される式２４の積分である。
【０２４２】
角速度（ｄｙ／ｄｔ）が、式２４に従って、振動の振幅（Ａ）および周波数（ｆ）の両方に比例するため、運動補償ミラー６０８の角速度は、該振動の振幅および周波数の両方を変化させることによって、多重化ミラー６０４の角速度に適合させることができる。しかしながら、位相整列を維持するために、周波数はカメラフレームレートの整数の倍数でなければならない。正弦波７３６ａは、振幅の２倍であり、正弦波７３６ｂの周波数の半分であるため、（例えば、図７０におけるｔ＝０で）それらが同相である同じ角速度を有する。
【０２４３】
図７１におけるグラフ７３４によって示されるように、多重化ミラー６０４の直線運動は、正弦波によって変調可能であり、周期的に減速しさらに逆方向になる。これは、運動補償ミラー６０８の角速度を、多重化ミラー６０４の運動の非対称性を明らかにするためのわずかな位相遅延によって、低振幅正弦波７３６によって多重化ミラー６０４の角速度に適合させることができる。再度、平均速度は露出区間にわたって適合させられる。
【０２４４】
図７２Ａは、可動式カメラモジュール６１０の代替的な現実化を示し、ここで、多重化ミラー６０４は、光軸に対して４５度で装着され、かつ、光軸を中心に転回するように構成されることによって、カメラ６００の視野６１２を左右に向けることを可能にする。ミラー６０４は、回転モータ６４８に結合されかつ回転モータ６４８によって転回させられる。モータ６４８は、（ステッピングモータ、ＤＣモータ、またはブラシレスモータなどの）任意の適した回転モータであってよい。代替的には、ミラーは、ギアを介してリニアアクチュエータまたはリニアモータに結合されてよい。
【０２４５】
従来通り、運動補償ミラー６０８（または定位置にある固定ミラー６０６）は、カメラ６００のより便利な垂直方向取り付けを可能にするために光軸を屈曲させる機能をもたらす。示されるように、このミラーは、垂直から水平へおよそ９０度光軸を屈曲させる。運動補償ミラー６０８はまた、（示されないモータまたはアクチュエータ６３６と併せて）前に説明した運動補償機能をもたらすことができる。
【０２４６】
図７２Ａは、垂直方向撮像のために位置付けられた多重化ミラー６０４を有する可動式カメラモジュール６１０を示し、図７２Ｂは、斜角で撮像するために位置付けられた多重化ミラー６０４を有する可動式カメラモジュール６１０を示す。
【０２４７】
図７３Ａおよび図７３Ｂは、図７２Ａの可動式カメラモジュール６１０の平面図および背面図それぞれを示す。両方の図では、多重化ミラー６０４が斜角で撮像するために位置付けられている。
【０２４８】
図７２Ａの可動式カメラモジュール６１０は、図４５の可動式カメラモジュール６１０より広い操作範囲をサポートするため、よりコンパクトなおよび／またはより費用のかからないカメラ装置１００の設計を可能にする。
【０２４９】
図７４は、図７２Ａの転回する多重化ミラー設計を利用する２つの全視野可動式詳細カメラモジュール６１６、および、１つの固定概観カメラ１１２を含むＷＳ−３００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａ装置１００の平面図を示す。このカメラ装置１００は、図５４のカメラ装置１００と同じ全面的な詳細視野６６０をサポートするが、４つではなく２つの詳細カメラを使用する。２つの詳細カメラのそれぞれは、４つの詳細カメラのそれぞれのフレームレートの２倍のフレームレートで動作する。それぞれのカメラモジュール６１６の視野１６０は、その２つの斜め極端で示される（Ｒ＝右、Ｌ＝左）。
【０２５０】
図７５Ａは、転回設計を利用し、かつ、２８，０００フィートで動作する代替的なＸ構成ＷＳ−６００カメラ装置１００の全面的な視野６６０の平面図を示す。全面的な視野６６０は、図５５Ｂの視野６６０と同等である。図７５Ａに示されるように、転回する多重化ミラー６０４が個々のカメラ被写界での回転を引き起こす間、図７５Ｂに示されるように、連続したスナップショットが全面的な被写域をもたらす。
【０２５１】
図７６Ａは、転回設計を利用する２つの全視野可動式カメラモジュール６１０を含む２視野可動式カメラモジュール６２４を示すが、切り換えミラー６５６を介して単一カメラ６００を共有する。ミラー６５６はまた、運動補償ミラー６０８または固定ミラー６０６の機能をもたらす。それぞれの操作軸に関連付けられた視野６１２は、天底でかつその２つの斜め極端で示される（Ｎ＝天底、Ｒ＝右、Ｌ＝左）。
【０２５２】
図７６Ｂにより詳細に示されるように、切り換えミラー６５６は、第１の方向に面している時、カメラ６００の視野を第１の多重化ミラー６０４ａへ導き、第２の方向に面している時、カメラ６００の視野を第１の多重化ミラー６０４ａに対して直角に装着される第２の多重化ミラー６０４ｂへ導く。切り換えミラー６５６は回転モータ６５８に結合されかつ回転モータ６５８によって回転させられる。モータ６５８は、（ステッピングモータ、ＤＣモータ、またはブラシレスモータなどの）任意の適した回転モータであってよい。代替的には、ミラー６５６は、ギアを介してリニアアクチュエータまたはモータに結合されてよい。
【０２５３】
図７７は、転回設計を利用する２視野可動式詳細カメラモジュール６２６、および１つの固定概観カメラ１１２を含むＷＳ−３００ＨｙｐｅｒＣａｍｅｒａ装置１００の平面図を示す。このカメラ装置１００は、図５４のカメラ装置１００と同じ全面的な詳細視野６６０をサポートするが、４つではなく１つの詳細カメラを使用する。単一の詳細カメラは、４つの詳細カメラのそれぞれのフレームレートの４倍のフレームレートで動作する。それぞれの操作軸に関連付けられた視野１６０は、その２つの斜め極端で示される（Ｒ＝右、Ｌ＝左）。
【０２５４】
図７８Ａは、転回設計を使用する４視野ＷＳ−６００カメラ装置１００の視野の平面図を示し、図７８Ｂは、転回設計を使用する５視野ＷＳ−６００カメラ装置１００の視野の平面図を示し、両方のカメラ装置は２８，０００フィートで動作する。
【０２５５】
これらの被写界は、転回設計を利用する全視野詳細カメラモジュール６１６、または、転回設計を利用する２視野詳細カメラモジュール６２６の適した数を含むカメラ装置１００を使用して撮られ得る。前述のように、これらの視野はまた、転回設計を利用する複数のカメラ装置１００を使用して撮られ得るもので、それぞれのカメラ装置１００は別個のカメラ穴上に配設される。例えば、４視野の撮影は、それぞれに対して４５度回転させた２つのＸ構成カメラ装置１００を使用して行われる可能性がある。
【０２５６】
これらの被写界はまた、詳細カメラ１１０の垂直軸を中心に水平面でミラー６０４および６０８（または６０６）（およびそれらのモータ）を回転させることによって、転回設計を利用する単一の可動式詳細カメラモジュール６１６を利用して撮られ得る。カメラ１１０は理想的には（しかしながら決定的ではないように）固定されたままである。ミラーが一連の個別の角度位置のそれぞれへ連続して回転後、それぞれのかかる位置で全被写界の撮影が行われ得る。カメラの最大フレームレートおよび多重化ミラー６０４の最大転回レートを条件に、個別の角度位置の数に応じて、写真は完全に任意密度で撮られ得る。代替的には、ミラーは、適した運動補償によって、転回パターンで写真を撮るためにカメラ軸を中心に連続的に回転させることができる。
【０２５７】
本発明は、いくつかの好ましい実施形態に関して説明されている。本発明のいくつかの代替的実施形態が存在し、かつ、本発明の範囲が添付の特許請求の範囲によってのみ限定されることは、当業者には理解されるであろう。
【０２５８】
この明細書、およびそれに続く特許請求の範囲の全体にわたって、文脈上他の意味に解すべき場合を除き、「ｃｏｍｐｒｉｓｅ（含む）」という用語、および、「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」または「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」などの変形は、記述された完全体、ステップ、または完全体もしくはステップの群が含まれるものを暗に示すが、その他の完全体、ステップ、または完全体もしくはステップの群を除外するものではないことは理解されるであろう。
【０２５９】
この明細書における任意の先行文献（またはそれから派生する情報）または公知な任意の事項への言及は、この明細書に関する努力傾注分野において先行文献（またはそれから派生する情報）または公知の事項が共通一般知識の一部を形成するといった示唆の、承認、許諾またはいかなる形式とも見なされるものではなく、見なされるべきではない。
【符号の説明】
【０２６０】
１００  カメラ装置
１１０  詳細カメラ
１１２  概観カメラ
１１４  詳細カメラレンズ
１１６  概観カメラレンズ
１１８  特殊用途（例えばＮＩＲ）カメラのレンズ
１２０  フレーム
１２２  フレーム中央支持部
１２４  フレーム側部支持部
１２６  フレーム後部支持部
１２８  フレーム前部支持部
１３０  装着点ブロック
１３２  装着点
１３４  装着ボルト
１４０  詳細カメラの架台
１４２  概観カメラの架台
１４４  詳細カメラレンズのクランプ
１４６  概観カメラレンズのクランプ
１５０  電源および制御分電箱
１６０  詳細視野
１６２  横方向詳細視野
１６４  縦方向詳細視野
１７０  概観視野
１７２  横方向概観視野
１７４  縦方向概観視野
１８０  集成詳細視野
１８２  横方向集成詳細視野
１９０  集成概観視野
１９２  横方向集成概観視野
１９４  ３０度の公称視野
１９６  １ｋｍグリッド
２００  アダプター板
２０２  シートトラック留め具
２１０  航空機床面
２１２  カメラ穴
２１４  シートラック
２１６  アダプター板開口部
２２０  飛行方向
２２２  航路
２２４  スナップショット位置
２２６  飛行経路
２３０  航空測量機
２３２  航空測量機胴体下側部分に装着されるポッド
２５０  視野角（ベータ）
２５２  焦点距離（ｆ）
２５４  地面からの高度（ａ）
２５６  画像センサ幅（ｓ）
２５８  走査幅（ｗ）
２６０  画像センサ画素ピッチ（ｐ）
２６２  地上分解能（ＧＳＤ）（ｇ）
２７０  集成視野角（ガンマ）
２７２  カメラの角重複（オメガ）
２７８  集成走査幅（ｗ（Ｎ））
２８０  カメラ傾斜角（テータ）
２８２  傾斜させたカメラのＧＳＤ（ｇ（テータ））
２８４  傾斜させたカメラの視野
２８６  傾斜焦点面を有する傾斜させたカメラのＧＳＤ（ｈ（テータ））
２８８  傾斜焦点面視野を有する傾斜させたカメラの視野
３００  コンピュータ
３０２  パイロット用ディスプレイ
３０４  慣性計測装置（ＩＭＵ）
３０６  全地球的航法衛星システム（ＧＮＳＳ）受信機
３０８  カメラインターフェース
３１０  カメラ制御装置（ＣＣＵ）
３２０  バッテリ装置
３２２  航空機補助電源
３２４  地上電源車（ＧＰＵ）
３２６  ＤＣ−ＤＣ変換器
３３０  角運動補償（ＡＭＣ）装置（複数可）
４００  詳細写真
４０２  概観写真
４０４  オルソモザイク
４１０  特徴適合ステップ
４１２  姿勢および位置解決ステップ
４１４  正射投影ステップ
４１６  ブレンドステップ
５１０  右斜め詳細視野
５１２  横方向右斜め詳細視野
５１４  縦方向右斜め詳細視野
５２０  右斜め概観視野
５２２  横方向右斜め概観視野
５２４  縦方向右斜め概観視野
５３０  左斜め詳細視野
５３２  横方向左斜め詳細視野
５３４  縦方向左斜め詳細視野
５４０  左斜め概観視野
５４２  横方向左斜め概観視野
５４４  縦方向左斜め概観視野
５５０  前斜め詳細視野
５５２  横方向前斜め詳細視野
５５４  縦方向前斜め詳細視野
５６０  前斜め概観視野
５６２  横方向前斜め概観視野
５６４  縦方向前斜め概観視野
５７０  後斜め詳細視野
５７２  横方向後斜め詳細視野
５７４  縦方向後斜め詳細視野
５８０  後斜め概観視野
５８２  横方向後斜め概観視野
５８４  縦方向後斜め概観視野
６００  カメラ
６０２  カメラ光軸
６０４  可動式多重化ミラー
６０６  固定ミラー
６０８  可動式運動補償ミラー
６１０  可動式カメラモジュール
６１２  カメラ視野
６１４  ２分の１視野可動式詳細カメラモジュール
６１６  全視野可動式詳細カメラモジュール
６１８  全視野可動式概観カメラモジュール
６２０  詳細カメラ操作軸
６２２  概観カメラ操作軸
６２４  ２視野可動式カメラモジュール
６２６  ２視野詳細可動式カメラモジュール
６３０  多重化ミラーリニアモータ
６３２  多重化ミラーアクチュエータロッド
６３４  多重化ミラー架台
６３６  運動補償ミラーステージ
６３８  多重化ミラーステージ
６４０  多重化ミラー制御装置
６４２  運動補償ミラー制御装置
６４４  多重化ミラーセンサ
６４６  運度補償ミラーセンサ
６４８  多重化ミラー回転モータ
６５０  広角集成詳細視野
６５２  広角集成概観視野
６５４  隙間視野
６５６  切り換えミラー
６５８  切り換えミラー回転モータ
６６０  Ｘ構成複合詳細視野
６７０  縦方向視野角（デルタ）
６７２  縦方向フットプリント（ｂ）
６７４  縦方向重複（ｃ）
６７６  縦方向スナップショット間隔（ｄ）
６７８  航空機地動速度（Ｖ）
６８０  使用可能な垂直視野角（ファイ）
６８２  横方向飛行経路間隔（ｅ）
６８４  横方向視野軸
６８６  視野軸回転角（ラムダ）
６８８  回転した横方向視野軸
６９０  回転した軸での縦方向スナップショット間隔（ｄ（ラムダ））
６９２  回転した軸での飛行経路間隔（ｅ（ラムダ））
７００  画像入力／出力モジュール
７０２  画像記憶デバイス
７０４  パイロット入力デバイス
７０６  オートパイロット
７１０  カメラマイクロコントローラ
７１２  カメラモジュール制御インターフェース
７１４  カメラ制御インターフェース
７１６  画像ストリームインターフェース
７２０  操作運動ベクトル
７２２  順方向運動ベクトル
７２４  合成運動ベクトル
７３０  角度位置（ｙ）
７３２  時間（ｔ）
７３４  多重化ミラー角度位置グラフ
７３６  運動補償ミラー角度位置グラフ
７３８  露出区間
【図１】
0006541779.tif 000002
【図２】
0006541779.tif 000003
【図３】
0006541779.tif 000004
【図４】
0006541779.tif 000005
【図５】
0006541779.tif 000006
【図６】
0006541779.tif 000007
【図７】
0006541779.tif 000008
【図８】
0006541779.tif 000009
【図９】
0006541779.tif 000010
【図１０】
0006541779.tif 000011
【図１１】
0006541779.tif 000012
【図１２】
0006541779.tif 000013
【図１３】
0006541779.tif 000014
【図１４】
0006541779.tif 000015
【図１５】
0006541779.tif 000016
【図１６】
0006541779.tif 000017
【図１７】
0006541779.tif 000018
【図１８】
0006541779.tif 000019
【図１９】
0006541779.tif 000020
【図２０】
0006541779.tif 000021
【図２１】
0006541779.tif 000022
【図２２】
0006541779.tif 000023
【図２３】
0006541779.tif 000024
【図２４Ａ】
0006541779.tif 000025
【図２４Ｂ】
0006541779.tif 000026
【図２４Ｃ】
0006541779.tif 000027
【図２５Ａ】
0006541779.tif 000028
【図２５Ｂ】
0006541779.tif 000029
【図２５Ｃ】
0006541779.tif 000030
【図２６Ａ】
0006541779.tif 000031
【図２６Ｂ】
0006541779.tif 000032
【図２６Ｃ】
0006541779.tif 000033
【図２７】
0006541779.tif 000034
【図２８】
0006541779.tif 000035
【図２９】
0006541779.tif 000036
【図３０】
0006541779.tif 000037
【図３１】
0006541779.tif 000038
【図３２】
0006541779.tif 000039
【図３３Ａ】
0006541779.tif 000040
【図３３Ｂ】
0006541779.tif 000041
【図３３Ｃ】
0006541779.tif 000042
【図３４Ａ】
0006541779.tif 000043
【図３４Ｂ】
0006541779.tif 000044
【図３４Ｃ】
0006541779.tif 000045
【図３５Ａ】
0006541779.tif 000046
【図３５Ｂ】
0006541779.tif 000047
【図３６】
0006541779.tif 000048
【図３７】
0006541779.tif 000049
【図３８】
0006541779.tif 000050
【図３９】
0006541779.tif 000051
【図４０】
0006541779.tif 000052
【図４１】
0006541779.tif 000053
【図４２】
0006541779.tif 000054
【図４３】
0006541779.tif 000055
【図４４】
0006541779.tif 000056
【図４５】
0006541779.tif 000057
【図４６Ａ】
0006541779.tif 000058
【図４６Ｂ】
0006541779.tif 000059
【図４７】
0006541779.tif 000060
【図４８Ａ】
0006541779.tif 000061
【図４８Ｂ】
0006541779.tif 000062
【図４９Ａ】
0006541779.tif 000063
【図４９Ｂ】
0006541779.tif 000064
【図４９Ｃ】
0006541779.tif 000065
【図４９Ｄ】
0006541779.tif 000066
【図４９Ｅ】
0006541779.tif 000067
【図５０Ａ】
0006541779.tif 000068
【図５０Ｂ】
0006541779.tif 000069
【図５１Ａ】
0006541779.tif 000070
【図５１Ｂ】
0006541779.tif 000071
【図５２Ａ】
0006541779.tif 000072
【図５２Ｂ】
0006541779.tif 000073
【図５３Ａ】
0006541779.tif 000074
【図５３Ｂ】
0006541779.tif 000075
【図５３Ｃ】
0006541779.tif 000076
【図５３Ｄ】
0006541779.tif 000077
【図５４】
0006541779.tif 000078
【図５５Ａ】
0006541779.tif 000079
【図５５Ｂ】
0006541779.tif 000080
【図５６Ａ】
0006541779.tif 000081
【図５６Ｂ】
0006541779.tif 000082
【図５７Ａ】
0006541779.tif 000083
【図５７Ｂ】
0006541779.tif 000084
【図５８Ａ】
0006541779.tif 000085
【図５８Ｂ】
0006541779.tif 000086
【図５９】
0006541779.tif 000087
【図６０】
0006541779.tif 000088
【図６１】
0006541779.tif 000089
【図６２】
0006541779.tif 000090
【図６３】
0006541779.tif 000091
【図６４】
0006541779.tif 000092
【図６５】
0006541779.tif 000093
【図６６】
0006541779.tif 000094
【図６７Ａ】
0006541779.tif 000095
【図６７Ｂ】
0006541779.tif 000096
【図６８Ａ】
0006541779.tif 000097
【図６８Ｂ】
0006541779.tif 000098
【図６９】
0006541779.tif 000099
【図７０】
0006541779.tif 000100
【図７１】
0006541779.tif 000101
【図７２Ａ】
0006541779.tif 000102
【図７２Ｂ】
0006541779.tif 000103
【図７３Ａ】
0006541779.tif 000104
【図７３Ｂ】
0006541779.tif 000105
【図７４】
0006541779.tif 000106
【図７５Ａ】
0006541779.tif 000107
【図７５Ｂ】
0006541779.tif 000108
【図７６Ａ】
0006541779.tif 000109
【図７６Ｂ】
0006541779.tif 000110
【図７７】
0006541779.tif 000111
【図７８Ａ】
0006541779.tif 000112
【図７８Ｂ】
0006541779.tif 000113