(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
飛行体により撮像された画像に基づいて３次元形状を推定する３次元形状推定方法であって、
複数の第１の撮像画像に基づいて、前記飛行体の飛行範囲における第１の３次元形状データを生成する段階と、
前記第１の３次元形状データによる欠損領域を検出する段階と、
前記欠損領域を撮像するための第１の飛行経路を生成する段階と、
前記第１の飛行経路において、前記欠損領域に向けて水平方向を、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の第２の撮像画像を取得する段階と、
複数の第２の撮像画像に基づいて、前記欠損領域における３次元形状データを生成する段階と、
を含む３次元形状推定方法。
【請求項２】
前記飛行体の飛行範囲において前記飛行体により撮像するための第２の飛行経路を生成する段階と、
前記第２の飛行経路において、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の前記第１の撮像画像を取得する段階と、
を更に含む、請求項１に記載の３次元形状推定方法。
【請求項３】
前記第２の飛行経路は、前記飛行体の前記飛行範囲において前記飛行体により鉛直方向を撮像するための飛行経路であり、
前記第１の撮像画像は、前記第２の飛行経路において、撮像範囲を一部重複させて鉛直方向を撮像して取得された画像である、
請求項２に記載の３次元形状推定方法。
【請求項４】
前記第１の飛行経路は、前記欠損領域を異なる高度で撮像するための飛行経路であり、
前記第２の撮像画像は、前記第１の飛行経路において、前記欠損領域に向けて水平方向を異なる高度で、撮像範囲を一部重複させて撮像して取得された画像である、
請求項２または３に記載の３次元形状推定方法。
【請求項５】
前記欠損領域の位置情報に基づいて前記第２の飛行経路に前記第１の飛行経路を挿入して、第３の飛行経路を生成する段階と、
前記第３の飛行経路において、前記飛行体により鉛直方向と前記欠損領域の水平方向とを複数撮像して、複数の前記第１の撮像画像と複数の前記第２の撮像画像とを取得する段階と、
前記第１の撮像画像と前記第２の撮像画像とに基づいて、前記飛行範囲における第２の３次元形状データを生成する段階と、
を更に含む、請求項２〜４のいずれか１項に記載の３次元形状推定方法。
【請求項６】
前記飛行体が前記第２の飛行経路の飛行後に前記第３の飛行経路を飛行する段階と、
前記第２の飛行経路では第１の撮像位置間隔で撮像する段階と、
前記第３の飛行経路では第１の撮像位置間隔よりも短い第２の撮像位置間隔で撮像する段階と、
を更に含む、請求項５に記載の３次元形状推定方法。
【請求項７】
前記飛行範囲における第１の３次元形状データと前記欠損領域における３次元形状データとを合成して、前記飛行範囲における第３の３次元形状データを生成する段階、を更に含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の３次元形状推定方法。
【請求項８】
飛行体により撮像された画像に基づいて３次元形状を推定する３次元形状推定方法であって、
前記飛行体の飛行中に、複数の第１の撮像画像に基づいて、前記飛行体の飛行範囲における第１の３次元形状データを生成する段階と、
前記飛行中に、前記第１の３次元形状データによる欠損領域の有無を判定する段階と、
前記欠損領域が存在すると判定された場合、前記飛行体を前記欠損領域の方向へ移動させる段階と、
前記飛行中に、前記欠損領域を撮像するための第１の飛行経路を生成する段階と、
前記第１の飛行経路において、前記欠損領域に向けて水平方向を、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の第２の撮像画像を取得する段階と、
複数の前記第２の撮像画像に基づいて、前記欠損領域における３次元形状データを生成する段階と、
を含む３次元形状推定方法。
【請求項９】
前記飛行体の飛行範囲において前記飛行体により撮像するための第２の飛行経路を生成する段階と、
前記第２の飛行経路において、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の前記第１の撮像画像を取得する段階と、
を更に含む、請求項８に記載の３次元形状推定方法。
【請求項１０】
前記第２の飛行経路は、前記飛行体の前記飛行範囲において前記飛行体により鉛直方向を撮像するための飛行経路であり、
前記第１の撮像画像は、前記第２の飛行経路において、撮像範囲を一部重複させて鉛直方向を撮像して取得された画像である、
請求項９に記載の３次元形状推定方法。
【請求項１１】
前記第１の飛行経路は、前記欠損領域を異なる高度で撮像するための飛行経路であり、
前記第２の撮像画像は、前記第１の飛行経路において、前記欠損領域に向けて水平方向を異なる高度で、撮像範囲を一部重複させて撮像して取得された画像である、
請求項９または１０に記載の３次元形状推定方法。
【請求項１２】
前記第２の撮像画像の取得後、前記飛行体が前記第２の飛行経路に従う飛行に復帰する段階、を更に含む、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の３次元形状推定方法。
【請求項１３】
前記第２の飛行経路において未撮像の撮像位置において、前記第１の撮像画像を取得する段階、を更に含む、請求項１２に記載の３次元形状推定方法。
【請求項１４】
前記飛行中に、前記飛行範囲における第１の３次元形状データと前記欠損領域における３次元形状データとを合成して、前記飛行範囲における第４の３次元形状データを生成する段階、を更に含む、請求項８〜１３のいずれか１項に記載の３次元形状推定方法。
【請求項１５】
飛行体により撮像された画像に基づいて３次元形状を推定する３次元形状推定システムであって、
複数の第１の撮像画像に基づいて、前記飛行体の飛行範囲における第１の３次元形状データを生成する形状データ生成部と、
前記第１の３次元形状データによる欠損領域を検出する検出部と、
前記欠損領域を撮像するための第１の飛行経路を生成する経路生成部と、
前記第１の飛行経路において、前記欠損領域に向けて水平方向を、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の第２の撮像画像を取得する撮像部と、
を備え、
前記形状データ生成部は、複数の前記第２の撮像画像に基づいて、前記欠損領域における３次元形状データを生成する、３次元形状推定システム。
【請求項１６】
前記経路生成部は、前記飛行体の飛行範囲において前記飛行体により撮像するための第２の飛行経路を生成し、
前記撮像部は、前記第２の飛行経路において、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の前記第１の撮像画像を取得する、
請求項１５に記載の３次元形状推定システム。
【請求項１７】
前記経路生成部は、前記飛行体の前記飛行範囲において前記飛行体により鉛直方向を撮像するための前記第２の飛行経路を生成し、
前記撮像部は、前記第２の飛行経路において、撮像範囲を一部重複させて鉛直方向を複数撮像して、複数の前記第１の撮像画像を取得する、
請求項１６に記載の３次元形状推定システム。
【請求項１８】
前記経路生成部は、前記欠損領域を異なる高度で撮像するための前記第１の飛行経路を生成し、
前記撮像部は、前記第１の飛行経路において、前記欠損領域に向けて水平方向を異なる高度で、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の前記第２の撮像画像を取得する、
請求項１６または１７に記載の３次元形状推定システム。
【請求項１９】
前記経路生成部は、前記欠損領域の位置情報に基づいて前記第２の飛行経路に前記第１の飛行経路を挿入して、第３の飛行経路を生成し、
前記撮像部は、前記第３の飛行経路において、鉛直方向と前記欠損領域の水平方向とを複数撮像して、複数の前記第１の撮像画像と複数の前記第２の撮像画像とを取得し、
前記形状データ生成部は、前記第１の撮像画像と前記第２の撮像画像とに基づいて、前記飛行範囲における第２の３次元形状データを生成する、
請求項１６〜１８のいずれか１項に記載の３次元形状推定システム。
【請求項２０】
飛行制御部を更に備え、
前記飛行制御部は、前記飛行体に、前記第２の飛行経路の飛行後に前記第３の飛行経路を飛行させ、
前記撮像部は、前記第２の飛行経路では第１の撮像位置間隔で撮像し、前記第３の飛行経路では第１の撮像位置間隔よりも短い第２の撮像位置間隔で撮像する、
請求項１９に記載の３次元形状推定システム。
【請求項２１】
前記形状データ生成部は、前記飛行範囲における第１の３次元形状データと前記欠損領域における３次元形状データとを合成して、前記飛行範囲における第３の３次元形状データを生成する、
請求項１５〜１８のいずれか１項に記載の３次元形状推定システム。
【請求項２２】
飛行体により撮像された画像に基づいて３次元形状を推定する３次元形状推定システムであって、
前記飛行体の飛行を制御する飛行制御部と、
前記飛行体の飛行中に、複数の第１の撮像画像に基づいて、前記飛行体の飛行範囲における第１の３次元形状データを生成する形状データ生成部と、
前記飛行中に、前記第１の３次元形状データによる欠損領域の有無を判定する検出部と、
前記飛行中に、前記欠損領域を撮像するための第１の飛行経路を生成する経路生成部と、
前記第１の飛行経路において、前記欠損領域に向けて水平方向を、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の第２の撮像画像を取得する撮像部と、
を備え、
前記飛行制御部は、前記欠損領域が存在すると判定された場合、前記飛行体を前記欠損領域の方向へ移動させ、
前記形状データ生成部は、複数の前記第２の撮像画像に基づいて、前記欠損領域における３次元形状データを生成する、３次元形状推定システム。
【請求項２３】
前記経路生成部は、前記飛行体の飛行範囲において前記飛行体により撮像するための第２の飛行経路を生成し、
前記撮像部は、前記第２の飛行経路において、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の前記第１の撮像画像を取得する、
請求項２２に記載の３次元形状推定システム。
【請求項２４】
前記経路生成部は、前記飛行体の前記飛行範囲において前記飛行体により鉛直方向を撮像するための前記第２の飛行経路を生成し、
前記撮像部は、前記第２の飛行経路において、撮像範囲を一部重複させて鉛直方向を複数撮像して、複数の前記第１の撮像画像を取得する、
請求項２３に記載の３次元形状推定システム。
【請求項２５】
前記経路生成部は、前記欠損領域を異なる高度で撮像するための前記第１の飛行経路を生成し、
前記撮像部は、前記第１の飛行経路において、前記欠損領域に向けて水平方向を異なる高度で、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の前記第２の撮像画像を取得する、
請求項２３または２４に記載の３次元形状推定システム。
【請求項２６】
前記飛行制御部は、前記第２の撮像画像の取得後、前記飛行体に、前記第２の飛行経路に従う飛行に復帰させる、
請求項２３〜２５のいずれか１項に記載の３次元形状推定システム。
【請求項２７】
前記撮像部は、前記第２の飛行経路において未撮像の撮像位置において、前記第１の撮像画像を取得する、
請求項２６に記載の３次元形状推定システム。
【請求項２８】
前記形状データ生成部は、前記飛行中に、前記飛行範囲における第１の３次元形状データと前記欠損領域における３次元形状データとを合成して、前記飛行範囲における第４の３次元形状データを生成する、
請求項２２〜２７のいずれか１項に記載の３次元形状推定システム。
【請求項２９】
前記飛行体と前記飛行体との間で通信する通信端末とを備え、
前記飛行体は、第１の通信部と、前記経路生成部と、前記撮像部と、前記形状データ生成部と、前記検出部と、を備え、
前記通信端末は、操作部と、第２の通信部を備える、
請求項１５〜２８のいずれか１項に記載の３次元形状推定システム。
【請求項３０】
前記飛行体と前記飛行体との間で通信する通信端末とを備え、
前記飛行体は、第１の通信部と、前記撮像部と、を備え、
前記通信端末は、操作部と、第２の通信部、前記経路生成部と、前記形状データ生成部と、前記検出部と、を備える、
請求項１５〜２８のいずれか１項に記載の３次元形状推定システム。
【請求項３１】
画像を撮像して３次元形状を推定する飛行体であって、
複数の第１の撮像画像に基づいて、飛行範囲における第１の３次元形状データを生成する形状データ生成部と、
前記第１の３次元形状データによる欠損領域を検出する検出部と、
前記欠損領域を撮像するための第１の飛行経路を生成する経路生成部と、
前記第１の飛行経路において、前記欠損領域に向けて水平方向を、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の第２の撮像画像を取得する撮像部と、
を備え、
前記形状データ生成部は、複数の前記第２の撮像画像に基づいて、前記欠損領域における３次元形状データを生成する、飛行体。
【請求項３２】
前記経路生成部は、前記飛行体の飛行範囲において前記飛行体により撮像するための第２の飛行経路を生成し、
前記撮像部は、前記第２の飛行経路において、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の前記第１の撮像画像を取得する、
請求項３１に記載の飛行体。
【請求項３３】
前記経路生成部は、前記飛行体の前記飛行範囲において前記飛行体により鉛直方向を撮像するための前記第２の飛行経路を生成し、
前記撮像部は、前記第２の飛行経路において、撮像範囲を一部重複させて鉛直方向を複数撮像して、複数の前記第１の撮像画像を取得する、
請求項３２に記載の飛行体。
【請求項３４】
前記経路生成部は、前記欠損領域を異なる高度で撮像するための前記第１の飛行経路を生成し、
前記撮像部は、前記第１の飛行経路において、前記欠損領域に向けて水平方向を異なる高度で、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の前記第２の撮像画像を取得する、
請求項３２または３３に記載の飛行体。
【請求項３５】
前記経路生成部は、前記欠損領域の位置情報に基づいて前記第２の飛行経路に前記第１の飛行経路を挿入して、第３の飛行経路を生成し、
前記撮像部は、前記第３の飛行経路において、鉛直方向と前記欠損領域の水平方向とを複数撮像して、複数の前記第１の撮像画像と複数の前記第２の撮像画像とを取得し、
前記形状データ生成部は、前記第１の撮像画像と前記第２の撮像画像とに基づいて、前記飛行範囲における第２の３次元形状データを生成する、
請求項３２〜３４のいずれか１項に記載の飛行体。
【請求項３６】
飛行制御部を更に備え、
前記飛行制御部は、前記飛行体に、前記第２の飛行経路の飛行後に前記第３の飛行経路を飛行させ、
前記撮像部は、前記第２の飛行経路では第１の撮像位置間隔で撮像し、前記第３の飛行経路では第１の撮像位置間隔よりも短い第２の撮像位置間隔で撮像する、
請求項３５に記載の飛行体。
【請求項３７】
前記形状データ生成部は、前記飛行範囲における第１の３次元形状データと前記欠損領域における３次元形状データとを合成して、前記飛行範囲における第３の３次元形状データを生成する、
請求項３１〜３４のいずれか１項に記載の飛行体。
【請求項３８】
画像を撮像して３次元形状を推定する飛行体であって、
当該飛行体の飛行を制御する飛行制御部と、
当該飛行体の飛行中に、複数の第１の撮像画像に基づいて、当該飛行体の飛行範囲における第１の３次元形状データを生成する形状データ生成部と、
前記飛行中に、前記第１の３次元形状データによる欠損領域の有無を判定する検出部と、
前記飛行中に、前記欠損領域を撮像するための第１の飛行経路を生成する経路生成部と、
前記第１の飛行経路において、前記欠損領域に向けて水平方向を、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の第２の撮像画像を取得する撮像部と、
を備え、
前記飛行制御部は、前記欠損領域が存在すると判定された場合、当該飛行体を前記欠損領域の方向へ移動させ、
前記形状データ生成部は、複数の前記第２の撮像画像に基づいて、前記欠損領域における３次元形状データを生成する、飛行体。
【請求項３９】
前記経路生成部は、前記飛行体の飛行範囲において前記飛行体により撮像するための第２の飛行経路を生成し、
前記撮像部は、前記第２の飛行経路において、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の前記第１の撮像画像を取得する、
請求項３８に記載の飛行体。
【請求項４０】
前記経路生成部は、前記飛行体の前記飛行範囲において前記飛行体により鉛直方向を撮像するための前記第２の飛行経路を生成し、
前記撮像部は、前記第２の飛行経路において、撮像範囲を一部重複させて鉛直方向を複数撮像して、複数の前記第１の撮像画像を取得する、
請求項３９に記載の飛行体。
【請求項４１】
前記経路生成部は、前記欠損領域を異なる高度で撮像するための前記第１の飛行経路を生成し、
前記撮像部は、前記第１の飛行経路において、前記欠損領域に向けて水平方向を異なる高度で、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の前記第２の撮像画像を取得する、
請求項３９または４０に記載の飛行体。
【請求項４２】
前記飛行制御部は、前記第２の撮像画像の取得後、前記飛行体に、前記第２の飛行経路に従う飛行に復帰させる、
請求項３９〜４１のいずれか１項に記載の飛行体。
【請求項４３】
前記撮像部は、前記第２の飛行経路において未撮像の撮像位置において、前記第１の撮像画像を取得する、
請求項４２に記載の飛行体。
【請求項４４】
前記形状データ生成部は、前記飛行中に、前記飛行範囲における第１の３次元形状データと前記欠損領域における３次元形状データとを合成して、前記飛行範囲における第４の３次元形状データを生成する、
請求項３８〜４３のいずれか１項に記載の飛行体。
【請求項４５】
飛行体により撮像された画像に基づいて３次元形状を推定するコンピュータに、
複数の第１の撮像画像に基づいて、前記飛行体の飛行範囲における第１の３次元形状データを生成する手順と、
前記第１の３次元形状データによる欠損領域を検出する手順と、
前記欠損領域を撮像するための第１の飛行経路を生成する手順と、
前記第１の飛行経路において、前記欠損領域に向けて水平方向を、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の第２の撮像画像を取得する手順と、
複数の第２の撮像画像に基づいて、前記欠損領域における３次元形状データを生成する手順と、
を実行させるためのプログラム。
【請求項４６】
飛行体により撮像された画像に基づいて３次元形状を推定するコンピュータに、
複数の第１の撮像画像に基づいて、前記飛行体の飛行範囲における第１の３次元形状データを生成する手順と、
前記第１の３次元形状データによる欠損領域を検出する手順と、
前記欠損領域を撮像するための第１の飛行経路を生成する手順と、
前記第１の飛行経路において、前記欠損領域に向けて水平方向を、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の第２の撮像画像を取得する手順と、
複数の第２の撮像画像に基づいて、前記欠損領域における３次元形状データを生成する手順と、
を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元形状推定方法、３次元形状推定システム、飛行体、プログラム、及び記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、予め設定された固定経路を通りながら撮像を行うプラットフォーム（無人機）が知られている。このプラットフォームは、地上基地から撮像指示を受け、撮像対象を撮像する。このプラットフォームは、撮像対象を撮像する場合、固定経路を飛行しながら、プラットフォームと撮像対象との位置関係により、プラットフォームの撮像機器を傾けて撮像する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特開２０１０−６１２１６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に記載されたプラットフォームでは、固定経路を通りながら撮像するが、固定経路から鉛直方向に位置するオブジェクト（例えば建物）の存在を十分に考慮されていない。そのため、オブジェクトの側面の撮像画像や上空から観察可能なオブジェクトの一部に隠された他の一部の撮像画像を十分に取得することが困難である。従って、３次元形状を推定するための撮像画像が不足し、３次元形状の推定精度が低下する。【０００５】
オブジェクトの側面を撮像する場合、撮像者が撮像装置を把持してオブジェクトの側面を撮像することが考えられる。この場合、ユーザがオブジェクトの周辺まで移動する必要があるため、ユーザの利便性が低下する。また、ユーザ手動による撮像となるため、所望の状態（例えばオブジェクトの所望の撮像位置、オブジェクトの所望の撮像サイズ、オブジェクトの所望の撮像向き）の撮像画像を十分に取得できない可能性がある。【０００６】
また、特定のオブジェクトの側面を無人航空機により撮像する場合、無人航空機が飛行する飛行経路を決定することが考えらえる。オブジェクトの周囲における所望の位置を撮像位置として指定する場合、３次元空間の位置（緯度、経度、高度）をユーザ入力して指定することが考えられる。この場合、各撮像位置をユーザ入力により決定するので、ユーザの利便性が低下する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様において、３次元形状推定方法は、飛行体により撮像された画像に基づいて３次元形状を推定する３次元形状推定方法であって、複数の第１の撮像画像に基づいて、飛行体の飛行範囲における第１の３次元形状データを生成する段階と、第１の３次元形状データによる欠損領域を検出する段階と、欠損領域を撮像するための第１の飛行経路を生成する段階と、第１の飛行経路において、欠損領域に向けて水平方向を、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の第２の撮像画像を取得する段階と、複数の第２の撮像画像に基づいて、欠損領域における３次元形状データを生成する段階と、を含む。【０００８】
３次元形状推定方法は、飛行体の飛行範囲において飛行体により撮像するための第２の飛行経路を生成する段階と、第２の飛行経路において、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の第１の撮像画像を取得する段階と、を更に含んでよい。【０００９】
第２の飛行経路は、飛行体の飛行範囲において飛行体により鉛直方向を撮像するための飛行経路でよい。第１の撮像画像は、第２の飛行経路において、撮像範囲を一部重複させて鉛直方向を撮像して取得された画像でよい。【００１０】
第１の飛行経路は、欠損領域を異なる高度で撮像するための飛行経路でよい。第２の撮像画像は、第１の飛行経路において、欠損領域に向けて水平方向を異なる高度で、撮像範囲を一部重複させて撮像して取得された画像でよい。【００１１】
３次元形状推定方法は、欠損領域の位置情報に基づいて第２の飛行経路に第１の飛行経路を挿入して、第３の飛行経路を生成する段階と、第３の飛行経路において、飛行体により鉛直方向と欠損領域の水平方向とを複数撮像して、複数の第１の撮像画像と複数の第２の撮像画像とを取得する段階と、第１の撮像画像と第２の撮像画像とに基づいて、飛行範囲における第２の３次元形状データを生成する段階と、を更に含んでよい。【００１２】
３次元形状推定方法は、飛行体が第２の飛行経路の飛行後に第３の飛行経路を飛行する段階と、第２の飛行経路では第１の撮像位置間隔で撮像する段階と、第３の飛行経路では第１の撮像位置間隔よりも短い第２の撮像位置間隔で撮像する段階と、を更に含んでよい。【００１３】
３次元形状推定方法は、飛行範囲における第１の３次元形状データと欠損領域における３次元形状データとを合成して、飛行範囲における第３の３次元形状データを生成する段階、を更に含んでよい。【００１４】
一態様において、３次元形状推定方法は、飛行体により撮像された画像に基づいて３次元形状を推定する３次元形状推定方法であって、飛行体の飛行中に、複数の第１の撮像画像に基づいて、飛行体の飛行範囲における第１の３次元形状データを生成する段階と、飛行中に、第１の３次元形状データによる欠損領域の有無を判定する段階と、欠損領域が存在すると判定された場合、飛行体を欠損領域の方向へ移動させる段階と、飛行中に、欠損領域を撮像するための第１の飛行経路を生成する段階と、第１の飛行経路において、欠損領域に向けて水平方向を、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の第２の撮像画像を取得する段階と、複数の第２の撮像画像に基づいて、欠損領域における３次元形状データを生成する段階と、を含む。【００１５】
３次元形状推定方法は、飛行体の飛行範囲において飛行体により撮像するための第２の飛行経路を生成する段階と、第２の飛行経路において、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の第１の撮像画像を取得する段階と、を更に含んでよい。【００１６】
第２の飛行経路は、飛行体の飛行範囲において飛行体により鉛直方向を撮像するための飛行経路でよい。第１の撮像画像は、第２の飛行経路において、撮像範囲を一部重複させて鉛直方向を撮像して取得された画像でよい。【００１７】
第１の飛行経路は、欠損領域を異なる高度で撮像するための飛行経路でよい。第２の撮像画像は、第１の飛行経路において、欠損領域に向けて水平方向を異なる高度で、撮像範囲を一部重複させて撮像して取得された画像でよい。【００１８】
３次元形状推定方法は、第２の撮像画像の取得後、飛行体が第２の飛行経路に従う飛行に復帰する段階、を更に含んでよい。【００１９】
３次元形状推定方法は、第２の飛行経路において未撮像の撮像位置において、第１の撮像画像を取得する段階、を更に含んでよい。【００２０】
３次元形状推定方法は、飛行中に、飛行範囲における第１の３次元形状データと欠損領域における３次元形状データとを合成して、飛行範囲における第４の３次元形状データを生成する段階、を更に含んでよい。【００２１】
一態様において、３次元形状推定システムは、飛行体により撮像された画像に基づいて３次元形状を推定する３次元形状推定システムであって、複数の第１の撮像画像に基づいて、飛行体の飛行範囲における第１の３次元形状データを生成する形状データ生成部と、第１の３次元形状データによる欠損領域を検出する検出部と、欠損領域を撮像するための第１の飛行経路を生成する経路生成部と、第１の飛行経路において、欠損領域に向けて水平方向を、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の第２の撮像画像を取得する撮像部と、を備え、形状データ生成部は、複数の第２の撮像画像に基づいて、欠損領域における３次元形状データを生成する。【００２２】
経路生成部は、飛行体の飛行範囲において飛行体により撮像するための第２の飛行経路を生成してよい。撮像部は、第２の飛行経路において、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の第１の撮像画像を取得してよい。【００２３】
経路生成部は、飛行体の飛行範囲において飛行体により鉛直方向を撮像するための第２の飛行経路を生成してよい。撮像部は、第２の飛行経路において、撮像範囲を一部重複させて鉛直方向を複数撮像して、複数の第１の撮像画像を取得してよい。【００２４】
経路生成部は、欠損領域を異なる高度で撮像するための第１の飛行経路を生成してよい。撮像部は、第１の飛行経路において、欠損領域に向けて水平方向を異なる高度で、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の第２の撮像画像を取得してよい。【００２５】
経路生成部は、欠損領域の位置情報に基づいて第２の飛行経路に第１の飛行経路を挿入して、第３の飛行経路を生成してよい。撮像部は、第３の飛行経路において、鉛直方向と欠損領域の水平方向とを複数撮像して、複数の第１の撮像画像と複数の第２の撮像画像とを取得してよい。形状データ生成部は、第１の撮像画像と第２の撮像画像とに基づいて、飛行範囲における第２の３次元形状データを生成してよい。【００２６】
３次元形状推定システムは、飛行制御部を更に備えてよい。飛行制御部は、飛行体に、第２の飛行経路の飛行後に第３の飛行経路を飛行させてよい。撮像部は、第２の飛行経路では第１の撮像位置間隔で撮像し、第３の飛行経路では第１の撮像位置間隔よりも短い第２の撮像位置間隔で撮像してよい。【００２７】
形状データ生成部は、飛行範囲における第１の３次元形状データと欠損領域における３次元形状データとを合成して、飛行範囲における第３の３次元形状データを生成してよい。【００２８】
一態様において、３次元形状推定システムは、飛行体により撮像された画像に基づいて３次元形状を推定する３次元形状推定システムであって、飛行体の飛行を制御する飛行制御部と、飛行体の飛行中に、複数の第１の撮像画像に基づいて、飛行体の飛行範囲における第１の３次元形状データを生成する形状データ生成部と、飛行中に、第１の３次元形状データによる欠損領域の有無を判定する検出部と、飛行中に、欠損領域を撮像するための第１の飛行経路を生成する経路生成部と、第１の飛行経路において、欠損領域に向けて水平方向を、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の第２の撮像画像を取得する撮像部と、を備え、飛行制御部は、欠損領域が存在すると判定された場合、飛行体を欠損領域の方向へ移動させ、形状データ生成部は、複数の第２の撮像画像に基づいて、欠損領域における３次元形状データを生成する。【００２９】
経路生成部は、飛行体の飛行範囲において飛行体により撮像するための第２の飛行経路を生成してよい。撮像部は、第２の飛行経路において、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の第１の撮像画像を取得してよい。【００３０】
経路生成部は、飛行体の飛行範囲において飛行体により鉛直方向を撮像するための第２の飛行経路を生成してよい。撮像部は、第２の飛行経路において、撮像範囲を一部重複させて鉛直方向を複数撮像して、複数の第１の撮像画像を取得してよい。【００３１】
経路生成部は、欠損領域を異なる高度で撮像するための第１の飛行経路を生成してよい。撮像部は、第１の飛行経路において、欠損領域に向けて水平方向を異なる高度で、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の第２の撮像画像を取得してよい。【００３２】
飛行制御部は、第２の撮像画像の取得後、飛行体に、第２の飛行経路に従う飛行に復帰させてよい。【００３３】
撮像部は、第２の飛行経路において未撮像の撮像位置において、第１の撮像画像を取得してよい。【００３４】
形状データ生成部は、飛行中に、飛行範囲における第１の３次元形状データと欠損領域における３次元形状データとを合成して、飛行範囲における第４の３次元形状データを生成してよい。【００３５】
３次元形状推定システムは、飛行体と飛行体との間で通信する通信端末とを備えてよい。飛行体は、第１の通信部と、経路生成部と、撮像部と、形状データ生成部と、検出部と、を備えてよい。通信端末は、操作部と、第２の通信部を備えてよい。【００３６】
３次元形状推定システムは、飛行体と飛行体との間で通信する通信端末とを備えてよい。飛行体は、第１の通信部と、撮像部と、を備えてよい。通信端末は、操作部と、第２の通信部、経路生成部と、形状データ生成部と、検出部と、を備えてよい。【００３７】
一態様において、飛行体は、画像を撮像して３次元形状を推定する飛行体であって、複数の第１の撮像画像に基づいて、飛行範囲における第１の３次元形状データを生成する形状データ生成部と、第１の３次元形状データによる欠損領域を検出する検出部と、欠損領域を撮像するための第１の飛行経路を生成する経路生成部と、第１の飛行経路において、欠損領域に向けて水平方向を、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の第２の撮像画像を取得する撮像部と、を備え、形状データ生成部は、複数の第２の撮像画像に基づいて、欠損領域における３次元形状データを生成する。【００３８】
経路生成部は、飛行体の飛行範囲において飛行体により撮像するための第２の飛行経路を生成してよい。撮像部は、第２の飛行経路において、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の第１の撮像画像を取得してよい。【００３９】
経路生成部は、飛行体の飛行範囲において飛行体により鉛直方向を撮像するための第２の飛行経路を生成してよい。撮像部は、第２の飛行経路において、撮像範囲を一部重複させて鉛直方向を複数撮像して、複数の第１の撮像画像を取得してよい。【００４０】
経路生成部は、欠損領域を異なる高度で撮像するための第１の飛行経路を生成してよい。撮像部は、第１の飛行経路において、欠損領域に向けて水平方向を異なる高度で、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の第２の撮像画像を取得してよい。【００４１】
経路生成部は、欠損領域の位置情報に基づいて第２の飛行経路に第１の飛行経路を挿入して、第３の飛行経路を生成してよい。撮像部は、第３の飛行経路において、鉛直方向と欠損領域の水平方向とを複数撮像して、複数の第１の撮像画像と複数の第２の撮像画像とを取得してよい。形状データ生成部は、第１の撮像画像と第２の撮像画像とに基づいて、飛行範囲における第２の３次元形状データを生成してよい。【００４２】
飛行体は、飛行制御部を更に備えてよい。飛行制御部は、飛行体に、第２の飛行経路の飛行後に第３の飛行経路を飛行させてよい。撮像部は、第２の飛行経路では第１の撮像位置間隔で撮像し、第３の飛行経路では第１の撮像位置間隔よりも短い第２の撮像位置間隔で撮像してよい。【００４３】
形状データ生成部は、飛行範囲における第１の３次元形状データと欠損領域における３次元形状データとを合成して、飛行範囲における第３の３次元形状データを生成してよい。【００４４】
一態様において、飛行体は、画像を撮像して３次元形状を推定する飛行体であって、飛行体の飛行を制御する飛行制御部と、飛行体の飛行中に、複数の第１の撮像画像に基づいて、飛行体の飛行範囲における第１の３次元形状データを生成する形状データ生成部と、飛行中に、第１の３次元形状データによる欠損領域の有無を判定する検出部と、飛行中に、欠損領域を撮像するための第１の飛行経路を生成する経路生成部と、第１の飛行経路において、欠損領域に向けて水平方向を、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の第２の撮像画像を取得する撮像部と、を備え、飛行制御部は、欠損領域が存在すると判定された場合、飛行体を欠損領域の方向へ移動させ、形状データ生成部は、複数の第２の撮像画像に基づいて、欠損領域における３次元形状データを生成する。【００４５】
経路生成部は、飛行体の飛行範囲において飛行体により撮像するための第２の飛行経路を生成してよい。撮像部は、第２の飛行経路において、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の第１の撮像画像を取得してよい。【００４６】
経路生成部は、飛行体の飛行範囲において飛行体により鉛直方向を撮像するための第２の飛行経路を生成してよい。撮像部は、第２の飛行経路において、撮像範囲を一部重複させて鉛直方向を複数撮像して、複数の第１の撮像画像を取得してよい。【００４７】
経路生成部は、欠損領域を異なる高度で撮像するための第１の飛行経路を生成してよい。撮像部は、第１の飛行経路において、欠損領域に向けて水平方向を異なる高度で、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の第２の撮像画像を取得してよい。【００４８】
飛行制御部は、第２の撮像画像の取得後、飛行体に、第２の飛行経路に従う飛行に復帰させてよい。【００４９】
撮像部は、第２の飛行経路において未撮像の撮像位置において、第１の撮像画像を取得してよい。【００５０】
形状データ生成部は、飛行中に、飛行範囲における第１の３次元形状データと欠損領域における３次元形状データとを合成して、飛行範囲における第４の３次元形状データを生成してよい。【００５１】
一態様において、プログラムは、飛行体により撮像された画像に基づいて３次元形状を推定するコンピュータに、複数の第１の撮像画像に基づいて、飛行体の飛行範囲における第１の３次元形状データを生成する手順と、第１の３次元形状データによる欠損領域を検出する手順と、欠損領域を撮像するための第１の飛行経路を生成する手順と、第１の飛行経路において、欠損領域に向けて水平方向を、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の第２の撮像画像を取得する手順と、複数の第２の撮像画像に基づいて、欠損領域における３次元形状データを生成する手順と、を実行させるためのプログラムである。【００５２】
一態様において、記録媒体は、飛行体により撮像された画像に基づいて３次元形状を推定するコンピュータに、複数の第１の撮像画像に基づいて、飛行体の飛行範囲における第１の３次元形状データを生成する手順と、第１の３次元形状データによる欠損領域を検出する手順と、欠損領域を撮像するための第１の飛行経路を生成する手順と、第１の飛行経路において、欠損領域に向けて水平方向を、撮像範囲を一部重複させて複数撮像して、複数の第２の撮像画像を取得する手順と、複数の第２の撮像画像に基づいて、欠損領域における３次元形状データを生成する手順と、を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。【００５３】
なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】第１の実施形態における３次元形状推定システムの構成例を示す模式図
【図２】無人航空機の外観の一例を示す図
【図３】無人航空機の具体的な外観の一例を示す図
【図４】無人航空機のハードウェア構成の一例を示すブロック図
【図５】送信機の外観の一例を示す斜視図
【図６】送信機のハードウェア構成の一例を示すブロック図
【図７】飛行範囲の入力例を説明するための図
【図８】飛行経路ＦＰＡでの概略撮像を説明するための図
【図９】飛行経路ＦＰＡにより得られた概略撮像に基づく３次元形状データの生成を説明するための図
【図１０】欠損領域の検出を説明するための図
【図１１】飛行経路ＦＰＢの生成例を説明するための図
【図１２】飛行経路ＦＰＣの生成例を説明するための図
【図１３】飛行経路ＦＰＣにより得られた撮像画像に基づく３次元形状データの生成例を説明するための図
【図１４】３次元形状推定システムの第１動作例を示すフローチャート
【図１５】飛行経路ＦＰＡでの詳細撮像を説明するための図
【図１６】飛行経路ＦＰＡにより得られた詳細撮像に基づく３次元形状データの生成を説明するための図
【図１７】複数の欠損領域を撮像するための飛行経路ＦＰＢを説明するための図
【図１８】欠損領域の撮像画像に基づく３次元形状データの生成と複数の３次元形状データの合成とを説明するための図
【図１９】３次元形状推定システムの第２動作例を示すフローチャート
【図２０】３次元形状推定システムの第３動作例を示すフローチャート
【図２１】第２の実施形態における３次元形状推定システムの構成例を示す模式図
【図２２】送信機のハードウェア構成の一例を示すブロック図
【図２３】無人航空機のハードウェア構成の一例を示すブロック図
【図２４】第３の実施形態における３次元形状推定システムの構成例を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００５５】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須とは限らない。
【００５６】
特許請求の範囲、明細書、図面、及び要約書には、著作権による保護の対象となる事項が含まれる。著作権者は、これらの書類の何人による複製に対しても、特許庁のファイル又はレコードに表示される通りであれば異議を唱えない。但し、それ以外の場合、一切の著作権を留保する。
【００５７】
以下の実施形態では、飛行体として、無人航空機（ＵＡＶ：Unmanned Aerial Vehicle）を例示する。本明細書に添付する図面では、無人航空機を「ＵＡＶ」と表記する。３次元形状推定方法は、３次元形状推定システムにおける動作が規定されたものである。また、記録媒体は、プログラム（例えば無人航空機及び送信機の少なくとも一方に各種の処理を実行させるプログラム）が記録媒体に記録されたものである。
【００５８】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における３次元形状推定システム１０の構成例を示す模式図である。３次元形状推定システム１０は、無人航空機１００及び送信機５０を備える。無人航空機１００及び送信機５０は、有線通信又は無線通信（例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））により通信可能である。
【００５９】
図２は、無人航空機１００の外観の一例を示す図である。図３は、無人航空機１００の具体的な外観の一例を示す図である。無人航空機１００が移動方向ＳＴＶ０に飛行する時の側面図が図２に示され、無人航空機１００が移動方向ＳＴＶ０に飛行する時の斜視図が図３に示されている。
【００６０】
図２及び図３に示すように、地面と平行であって移動方向ＳＴＶ０に沿う方向にロール軸（ｘ軸参照）が定義されたとする。この場合、地面と平行であってロール軸に垂直な方向にピッチ軸（ｙ軸参照）が定められ、更に、地面に垂直であってロール軸及びピッチ軸に垂直な方向にヨー軸（ｚ軸参照）が定められる。
【００６１】
無人航空機１００は、ＵＡＶ本体１０２と、ジンバル２００と、撮像装置２２０と、複数の撮像装置２３０とを含む構成である。無人航空機１００は、飛行体の一例である。撮像装置２２０、２３０は、撮像部の一例である。
【００６２】
ＵＡＶ本体１０２は、複数の回転翼を備える。ＵＡＶ本体１０２は、複数の回転翼の回転を制御することにより無人航空機１００を飛行させる。ＵＡＶ本体１０２は、例えば４つの回転翼を用いて無人航空機１００を飛行させる。回転翼の数は、４つに限定されない。また、無人航空機１００は、回転翼を有さない固定翼機でもよい。
【００６３】
撮像装置２２０は、所望の撮像範囲に含まれる被写体（例えば、空撮対象となる上空の様子、山や川等の景色、地上の建物）を撮像する撮像用のカメラである。
【００６４】
複数の撮像装置２３０は、無人航空機１００の飛行を制御するために無人航空機１００の周囲を撮像するセンシング用のカメラである。２つの撮像装置２３０が、無人航空機１００の機首である正面に設けられてよい。更に、他の２つの撮像装置２３０が、無人航空機１００の底面に設けられてよい。正面側の２つの撮像装置２３０はペアとなり、いわゆるステレオカメラとして機能してよい。底面側の２つの撮像装置２３０もペアとなり、ステレオカメラとして機能してよい。複数の撮像装置２３０により撮像された画像に基づいて、無人航空機１００の周囲の３次元空間データが生成されてよい。なお、無人航空機１００が備える撮像装置２３０の数は４つに限定されない。無人航空機１００は、少なくとも１つの撮像装置２３０を備えていればよい。無人航空機１００は、無人航空機１００の機首、機尾、側面、底面、及び天井面のそれぞれに少なくとも１つの撮像装置２３０を備えてよい。撮像装置２３０で設定できる画角は、撮像装置２２０で設定できる画角より広くてよい。撮像装置２３０は、単焦点レンズ又は魚眼レンズを有してよい。
【００６５】
図４は、無人航空機１００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。無人航空機１００は、ＵＡＶ制御部１１０と、通信インタフェース１５０と、メモリ１６０と、ジンバル２００と、回転翼機構２１０と、撮像装置２２０と、撮像装置２３０と、ＧＰＳ受信機２４０と、慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）２５０と、磁気コンパス２６０と、気圧高度計２７０とを含む構成である。ＵＡＶ制御部１１０は、処理部の一例である。通信インタフェース１５０は、通信部の一例である。
【００６６】
ＵＡＶ制御部１１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）を用いて構成される。ＵＡＶ制御部１１０は、無人航空機１００の各部の動作を統括して制御するための信号処理、他の各部との間のデータの入出力処理、データの演算処理及びデータの記憶処理を行う。
【００６７】
ＵＡＶ制御部１１０は、メモリ１６０に格納されたプログラムに従って無人航空機１００の飛行を制御する。ＵＡＶ制御部１１０は、通信インタフェース１５０を介して遠隔の送信機５０から受信した命令に従って、無人航空機１００の飛行を制御する。メモリ１６０は無人航空機１００から取り外し可能であってもよい。
【００６８】
ＵＡＶ制御部１１０は、複数の撮像装置２３０により撮像された複数の画像を解析することで、無人航空機１００の周囲の環境を特定してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、無人航空機１００の周囲の環境に基づいて、例えば障害物を回避して飛行を制御する。
【００６９】
ＵＡＶ制御部１１０は、現在の日時を示す日時情報を取得する。ＵＡＶ制御部１１０は、ＧＰＳ受信機２４０から現在の日時を示す日時情報を取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、無人航空機１００に搭載されたタイマ（不図示）から現在の日時を示す日時情報を取得してよい。
【００７０】
ＵＡＶ制御部１１０は、無人航空機１００の位置を示す位置情報を取得する。ＵＡＶ制御部１１０は、ＧＰＳ受信機２４０から、無人航空機１００が存在する緯度、経度及び高度を示す位置情報を取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、ＧＰＳ受信機２４０から無人航空機１００が存在する緯度及び経度を示す緯度経度情報、並びに気圧高度計２７０から無人航空機１００が存在する高度を示す高度情報をそれぞれ位置情報として取得してよい。
【００７１】
ＵＡＶ制御部１１０は、磁気コンパス２６０から無人航空機１００の向きを示す向き情報を取得する。向き情報には、例えば無人航空機１００の機首の向きに対応する方位が示される。
【００７２】
ＵＡＶ制御部１１０は、撮像装置２２０が撮像すべき撮像範囲を撮像する時に無人航空機１００が存在すべき位置を示す位置情報を取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、無人航空機１００が存在すべき位置を示す位置情報をメモリ１６０から取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、無人航空機１００が存在すべき位置を示す位置情報を、通信インタフェース１５０を介して送信機５０等の他の装置から取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、３次元地図データベースを参照して、撮像すべき撮像範囲を撮像するために、無人航空機１００が存在可能な位置を特定して、その位置を無人航空機１００が存在すべき位置を示す位置情報として取得してよい。
【００７３】
ＵＡＶ制御部１１０は、撮像装置２２０及び撮像装置２３０のそれぞれの撮像範囲を示す撮像情報を取得する。ＵＡＶ制御部１１０は、撮像範囲を特定するためのパラメータとして、撮像装置２２０及び撮像装置２３０の画角を示す画角情報を撮像装置２２０及び撮像装置２３０から取得する。ＵＡＶ制御部１１０は、撮像範囲を特定するためのパラメータとして、撮像装置２２０及び撮像装置２３０の撮像方向を示す情報を取得する。ＵＡＶ制御部１１０は、例えば撮像装置２２０の撮像方向を示す情報として、ジンバル２００から撮像装置２２０の姿勢の状態を示す姿勢情報を取得する。ＵＡＶ制御部１１０は、無人航空機１００の向きを示す情報を取得する。撮像装置２２０の姿勢の状態を示す情報は、ジンバル２００のピッチ軸及びヨー軸の基準回転角度からの回転角度を示す。ＵＡＶ制御部１１０は、撮像範囲を特定するためのパラメータとして、無人航空機１００が存在する位置を示す位置情報を取得する。ＵＡＶ制御部１１０は、撮像装置２２０及び撮像装置２３０の画角及び撮像方向、並びに無人航空機１００が存在する位置に基づいて、撮像装置２２０が撮像する地理的な範囲を示す撮像範囲を画定し、撮像範囲を示す撮像情報を生成することで、撮像情報を取得してよい。
【００７４】
ＵＡＶ制御部１１０は、撮像装置２２０が撮像すべき撮像範囲を示す撮像情報を取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、メモリ１６０から撮像装置２２０が撮像すべき撮像情報を取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、通信インタフェース１５０を介して送信機５０等の他の装置から撮像装置２２０が撮像すべき撮像情報を取得してよい。
【００７５】
ＵＡＶ制御部１１０は、無人航空機１００の周囲に存在するオブジェクトの立体形状（３次元形状）を示す立体情報（３次元情報）を取得してよい。オブジェクトは、例えば、建物、道路、車、木等の風景の一部である。立体情報は、例えば、３次元空間データである。ＵＡＶ制御部１１０は、複数の撮像装置２３０から得られたそれぞれの画像から、無人航空機１００の周囲に存在するオブジェクトの立体形状を示す立体情報を生成することで、立体情報を取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、メモリ１６０に格納された３次元地図データベースを参照することにより、無人航空機１００の周囲に存在するオブジェクトの立体形状を示す立体情報を取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、ネットワーク上に存在するサーバが管理する３次元地図データベースを参照することで、無人航空機１００の周囲に存在するオブジェクトの立体形状に関する立体情報を取得してよい。
【００７６】
ＵＡＶ制御部１１０は、撮像装置２２０及び撮像装置２３０により撮像された画像データを取得する。
【００７７】
ＵＡＶ制御部１１０は、ジンバル２００、回転翼機構２１０、撮像装置２２０、及び撮像装置２３０を制御する。ＵＡＶ制御部１１０は、撮像装置２２０の撮像方向又は画角を変更することによって、撮像装置２２０の撮像範囲を制御する。ＵＡＶ制御部１１０は、ジンバル２００の回転機構を制御することで、ジンバル２００に支持されている撮像装置２２０の撮像範囲を制御する。
【００７８】
本明細書では、撮像範囲は、撮像装置２２０又は撮像装置２３０により撮像される地理的な範囲をいう。撮像範囲は、緯度、経度、及び高度で定義される。撮像範囲は、緯度、経度、及び高度で定義される３次元空間データにおける範囲でよい。撮像範囲は、撮像装置２２０又は撮像装置２３０の画角及び撮像方向、並びに無人航空機１００が存在する位置に基づいて特定される。撮像装置２２０及び撮像装置２３０の撮像方向は、撮像装置２２０及び撮像装置２３０の撮像レンズが設けられた正面が向く方位と俯角とから定義される。撮像装置２２０の撮像方向は、無人航空機１００の機首の方位と、ジンバル２００に対する撮像装置２２０の姿勢の状態とから特定される方向である。撮像装置２３０の撮像方向は、無人航空機１００の機首の方位と、撮像装置２３０が設けられた位置とから特定される方向である。
【００７９】
ＵＡＶ制御部１１０は、回転翼機構２１０を制御することで、無人航空機１００の飛行を制御する。つまり、ＵＡＶ制御部１１０は、回転翼機構２１０を制御することにより、無人航空機１００の緯度、経度、及び高度を含む位置を制御する。ＵＡＶ制御部１１０は、無人航空機１００の飛行を制御することにより、撮像装置２２０及び撮像装置２３０の撮像範囲を制御してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、撮像装置２２０が備えるズームレンズを制御することで、撮像装置２２０の画角を制御してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、撮像装置２２０のデジタルズーム機能を利用して、デジタルズームにより、撮像装置２２０の画角を制御してよい。
【００８０】
撮像装置２２０が無人航空機１００に固定され、撮像装置２２０を動かせない場合、ＵＡＶ制御部１１０は、特定の日時に特定の位置に無人航空機１００を移動させることにより、所望の環境下で所望の撮像範囲を撮像装置２２０に撮像させることができる。あるいは撮像装置２２０がズーム機能を有さず、撮像装置２２０の画角を変更できない場合でも、ＵＡＶ制御部１１０は、特定された日時に、特定の位置に無人航空機１００を移動させることで、所望の環境下で所望の撮像範囲を撮像装置２２０に撮像させることができる。
【００８１】
ＵＡＶ制御部１１０は、飛行経路の生成に関する処理を行う飛行経路処理部１１１としての機能を含む。ＵＡＶ制御部１１０は、撮像の制御に関する処理を行う撮像制御部１１２としての機能を含む。ＵＡＶ制御部１１０は、３次元形状データの生成に関する処理を行う形状データ処理部１１３としての機能を含む。ＵＡＶ制御部１１０は、欠損領域の検出に関する処理を行う欠損領域検出部１１４としての機能を含む。ＵＡＶ制御部１１０は、無人航空機１００の飛行の制御に関する処理を行う飛行制御部１１５としての機能を含む。飛行経路処理部１１１は、経路生成部の一例である。形状データ処理部１１３は、形状データ生成部の一例である。欠損領域検出部１１４は、検出部の一例である。
【００８２】
また、飛行経路処理部１１１は、送信機５０が入力した入力パラメータを、通信インタフェース１５０を介して受信することで、取得してよい。入力パラメータは、メモリ１６０に保持されてよい。入力パラメータは、飛行範囲の情報、飛行範囲の中心位置（例えば緯度・経度）の情報、飛行範囲の半径の情報、飛行高度の情報、撮像距離の情報、撮像位置間隔の情報、を含んでよい。飛行範囲の内部に、無人航空機１００が飛行するための飛行経路が形成される。撮像位置間隔は、飛行経路に配置される複数の撮像位置（Waypoint）のうち２つの隣り合う撮像位置の間隔（距離）である。
【００８３】
飛行経路処理部１１１は、送信機５０から受信した入力パラメータを基に、飛行範囲を算出してよい。飛行経路処理部１１１は、飛行範囲の中心位置と飛行範囲の半径とを基に、飛行範囲を円形状に近似して、飛行範囲を算出してよい。入力パラメータは、飛行範囲の周端の一辺の長さの情報を含んでよい。飛行経路処理部１１１は、飛行範囲を、飛行範囲の周端の一辺の長さを有する多角形状に近似して、飛行範囲を算出してよい。飛行経路処理部１１１は、飛行範囲を算出せずに、通信インタフェース１５０を介して送信機５０が生成した飛行範囲の情報を送信機５０から受信することで、飛行範囲を取得してよい。
【００８４】
飛行経路処理部１１１は、飛行範囲の内部に飛行経路ＦＰを生成する。飛行経路ＦＰは、同一高度において直線的に移動し、二次元（水平方向）の飛行範囲を順にスキャンのように通過する飛行経路ＦＰＡでよい。つまり、飛行経路ＦＰＡは、同一高度において第１方向に直線的に移動し、第１方向と垂直な第２方向に少しずれて、再度第１方向に直線的に移動することを繰り返す飛行経路ＦＰＡでよい。飛行経路ＦＰＡは、第２の飛行経路の一例である。
【００８５】
飛行経路ＦＰは、異なる高度を移動する飛行経路ＦＰＢを含んでよい。飛行経路ＦＰＢは、無人航空機１００が初期位置となる初期経度・初期緯度・初期高度の位置において上昇又は下降を開始し、終了高度の位置において上昇又は下降を終了し、再度初期高度に向かって下降又は上昇する飛行経路でよい。飛行経路ＦＰＢは、第１の飛行経路の一例である。
【００８６】
飛行経路ＦＰは、飛行経路ＦＰＡ及び飛行経路ＦＰＢの双方を含む飛行経路ＦＰＣでもよい。飛行経路ＦＰＣは、第３の飛行経路の一例である。
【００８７】
飛行経路処理部１１１は、飛行経路ＦＰ上に、撮像装置２２０又は２３０により撮像する撮像位置（Waypoint）を配置してよい。撮像位置の間隔（撮像位置間隔）は、例えば等間隔で配置されてよい。撮像位置は、隣り合う撮像位置での撮像画像に係る撮像範囲が一部重複するよう配置される。複数の撮像画像を用いた３次元復元を可能とするためである。撮像装置２２０又は２３０は所定の画角を有するので、撮像位置間隔を短くすることで、双方の撮像範囲の一部が重複する。
【００８８】
飛行経路処理部１１１は、入力パラメータに含まれる撮像位置間隔の情報を取得してよい。飛行経路処理部１１１は、撮像位置間隔を算出して取得してもよい。飛行経路処理部１１１は、例えば、撮像位置が配置される高度（撮像高度）、撮像装置２２０又は２３０の解像度に基づき、撮像位置間隔を算出してよい。撮像高度が高い程又は撮像距離が長い程、撮像範囲の重複率が大きくなるので、撮像位置間隔を長く（疎に）できる。撮像高度が低い程又は撮像距離が短い程、撮像範囲の重複率が小さくなるので、撮像位置間隔を短く（密に）する。飛行経路処理部１１１は、更に撮像装置２２０又は２３０の画角を基に、撮像位置間隔を算出してよい。飛行経路処理部１１１は、その他公知の方法により撮像位置間隔を算出してよい。
【００８９】
飛行経路ＦＰＡでは、撮像位置が同一高度に配置される。つまり、撮像位置が水平方向に並んで配置される。撮像制御部１１２は、飛行経路ＦＰＡにおける各撮像位置において、撮像装置２２０又は２３０に鉛直方向を撮像させる。飛行経路ＦＰＢでは、撮像位置が異なる高度に配置される。つまり、撮像位置が水平方向に並んで配置される。撮像制御部１１２は、飛行経路ＦＰＢにおける各撮像位置において、撮像装置２２０又は２３０に水平方向を撮像させる。尚、飛行経路ＦＰＢでは、同一高度で複数の撮像位置が設けられてもよい。飛行経路ＦＰＣでは、撮像位置が同一高度に配置される区間と、異なる高度に配置される区間と、を有する。撮像制御部１１２は、飛行経路ＦＰＣにおける各撮像位置において、撮像装置２２０又は２３０に鉛直方向又は水平方向を撮像させる。飛行経路ＦＰＡで撮像された撮像画像は、第１の撮像画像の一例である。飛行経路ＦＰＢで撮像された撮像画像は、第２の撮像画像の一例である。
【００９０】
飛行制御部１１５は、生成された飛行経路ＦＰに従って、無人航空機１００の飛行を制御する。無人航空機１００は、飛行制御部１１５の制御により、飛行経路ＦＰＡを飛行してよい。無人航空機１００は、飛行制御部１１５の制御により、飛行経路ＦＰＢを飛行してよい。無人航空機１００は、飛行制御部１１５の制御により、飛行経路ＦＰＡと飛行経路ＦＰＢを異なるタイミングで飛行してよい。つまり、無人航空機１００は、飛行経路ＦＰＡの飛行が終了した後に一度帰還し、飛行経路ＦＰＢの飛行を開始してよい。無人航空機１００は、飛行制御部１１５の制御により、飛行経路ＦＰＡと飛行経路ＦＰＢとを連続的に飛行してよく、つまり飛行経路ＦＰＣを飛行してよい。
【００９１】
撮像制御部１１２は、飛行経路の途中に存在する撮像位置において、撮像装置２２０又は撮像装置２３０により鉛直方向又は水平方向を撮像させる。撮像装置２２０又は撮像装置２３０により撮像された撮像画像は、メモリ１６０に保持されてよい。ＵＡＶ制御部１１０は、適宜（例えば３次元形状データの生成時）メモリ１６０を参照してよい。
【００９２】
形状データ処理部１１３は、撮像装置２２０，２３０のいずれかにより異なる撮像位置において撮像された複数の撮像画像から、オブジェクト（被写体）の立体形状（３次元形状）を示す立体情報（３次元情報）を生成してよい。複数の撮像画像に基づく３次元形状の生成手法としては、公知の方法を用いてよい。公知の方法として、例えば、ＭＶＳ（Multi View Stereo）、ＰＭＶＳ（Patch-based MVS）、ＳfＭ（Structure from Motion）が挙げられる。ＭＶＳ及びＭＰＶＳは、ＳｆＭによる３次元形状の復元結果を改善するために使用されてよい。
【００９３】
３次元形状の生成に用いられる複数の撮像画像には、互いに撮像範囲が一部重複する２つの撮像画像が含まれる。３次元形状の生成に用いられる撮像画像は、静止画でよい。この重複の割合（つまり撮像範囲の重複率）が高い程、同一範囲において３次元形状を生成する場合には、３次元形状の生成に用いられる撮像画像の数が多くなる。従って、形状データ処理部１１３は、３次元形状の復元精度を向上できる。一方、撮像範囲の重複率が低い程、同一範囲において３次元形状を生成する場合には、３次元形状の生成に用いられる撮像画像の数が少なくなる。従って、形状データ処理部１１３は、３次元形状の生成時間を短縮できる。
【００９４】
欠損領域検出部１１４は、３次元形状データの生成の結果、欠損領域の有無を検出する。欠損領域は、３次元空間上の領域であり、生成された３次元形状データを構成する点群データが所定数以上不在となる領域である。欠損領域は、生成された３次元形状データを構成する点群データが所定割合以上不在となる領域でもよい。欠損領域は、３次元形状データの生成のために用いた撮像画像が不足する場合に発生する。例えば、上空からの撮像装置２２０又は２３０による撮像時に、オブジェクトの一部の影となり撮像されないオブジェクトの他の一部が存在するとする。この場合、撮像範囲内における３次元空間の位置（緯度・経度・高度）毎のデータ（点群データの一例）としての画素値の情報が不足する。画素値の情報が不足する３次元空間の位置が発生すると、この位置の周辺領域における３次元形状データの復元精度が低下する。この周辺領域が欠損領域となる。
【００９５】
撮像制御部１１２は、飛行経路ＦＰＢの各撮像位置又は飛行経路ＦＰＣにおける飛行経路ＦＰＢに相当する区間の各撮像位置において、撮像装置２２０又は２３０により、欠損領域の水平方向を撮像させる。これにより、欠損領域で不足していた点群データが補充され、形状データ処理部１１３は、３次元形状データの復元精度を向上できる。
【００９６】
通信インタフェース１５０は、送信機５０と通信する（図４参照）。通信インタフェース１５０は、送信機５０からＵＡＶ制御部１１０に対する各種の命令や情報を受信する。
【００９７】
メモリ１６０は、ＵＡＶ制御部１１０がジンバル２００、回転翼機構２１０、撮像装置２２０、撮像装置２３０、ＧＰＳ受信機２４０、慣性計測装置２５０、磁気コンパス２６０及び気圧高度計２７０を制御するのに必要なプログラム等を格納する。また、メモリ１６０は、ＵＡＶ制御部１１０が、例えば、飛行経路処理部１１１、撮像制御部１１２、形状データ処理部１１３、欠損領域検出部１１４、及び飛行制御部１１５の実行に必要なプログラム等を格納する。メモリ１６０は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体でよく、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、及びＵＳＢメモリ等のフラッシュメモリの少なくとも１つを含んでよい。メモリ１６０は、ＵＡＶ本体１０２の内部に設けられてよい。ＵＡＶ本体１０２から取り外し可能に設けられてよい。
【００９８】
ジンバル２００は、少なくとも１つの軸を中心に撮像装置２２０を回転可能に支持する。ジンバル２００は、ヨー軸、ピッチ軸、及びロール軸を中心に撮像装置２２０を回転可能に支持してよい。ジンバル２００は、ヨー軸、ピッチ軸、及びロール軸の少なくとも１つを中心に撮像装置２２０を回転させることで、撮像装置２２０の撮像方向を変更してよい。
【００９９】
回転翼機構２１０は、複数の回転翼と、複数の回転翼を回転させる複数の駆動モータとを有する。
【０１００】
撮像装置２２０は、所望の撮像範囲の被写体を撮像して撮像画像のデータを生成する。撮像装置２２０の撮像により得られた画像データは、撮像装置２２０が有するメモリ、又はメモリ１６０に格納される。
【０１０１】
撮像装置２３０は、無人航空機１００の周囲を撮像して撮像画像のデータを生成する。撮像装置２３０の画像データは、メモリ１６０に格納される。
【０１０２】
ＧＰＳ受信機２４０は、複数の航法衛星（つまり、ＧＰＳ衛星）から発信された時刻及び各ＧＰＳ衛星の位置（座標）を示す複数の信号を受信する。ＧＰＳ受信機２４０は、受信された複数の信号に基づいて、ＧＰＳ受信機２４０の位置（つまり、無人航空機１００の位置）を算出する。ＧＰＳ受信機２４０は、無人航空機１００の位置情報をＵＡＶ制御部１１０に出力する。なお、ＧＰＳ受信機２４０の位置情報の算出は、ＧＰＳ受信機２４０の代わりにＵＡＶ制御部１１０により行われてよい。この場合、ＵＡＶ制御部１１０には、ＧＰＳ受信機２４０が受信した複数の信号に含まれる時刻及び各ＧＰＳ衛星の位置を示す情報が入力される。
【０１０３】
慣性計測装置２５０は、無人航空機１００の姿勢を検出し、検出結果をＵＡＶ制御部１１０に出力する。慣性計測装置ＩＭＵ２５０は、無人航空機１００の姿勢として、無人航空機１００の前後、左右、及び上下の３軸方向の加速度と、ピッチ軸、ロール軸、及びヨー軸の３軸方向の角速度とを検出する。
【０１０４】
磁気コンパス２６０は、無人航空機１００の機首の方位を検出し、検出結果をＵＡＶ制御部１１０に出力する。
【０１０５】
気圧高度計２７０は、無人航空機１００が飛行する高度を検出し、検出結果をＵＡＶ制御部１１０に出力する。
【０１０６】
次に、送信機５０の構成例について説明する。図５は、送信機５０の外観の一例を示す斜視図である。送信機５０に対する上下前後左右の方向は、図５に示す矢印の方向にそれぞれ従うとする。
【０１０７】
送信機５０は、例えば送信機５０を使用する人物（以下、「操作者」という）の両手で把持された状態で使用される。送信機５０は、例えば略正方形状の底面を有し、かつ高さが底面の一辺より短い略直方体（言い換えると、略箱形）の形状をした樹脂製の筐体５０Ｂを有する。送信機５０の具体的な構成は図４を参照して後述する。送信機５０の筐体表面の略中央には、左制御棒５３Ｌと右制御棒５３Ｒとが突設して配置される。
【０１０８】
左制御棒５３Ｌ、右制御棒５３Ｒは、それぞれ操作者による無人航空機１００の移動を遠隔で制御（例えば、無人航空機１００の前後移動、左右移動、上下移動、向き変更）するための操作において使用される。図５では、左制御棒５３Ｌ及び右制御棒５３Ｒは、操作者の両手からそれぞれ外力が印加されていない初期状態の位置が示されている。左制御棒５３Ｌ及び右制御棒５３Ｒは、操作者により印加された外力が解放された後、自動的に所定位置（例えば図５に示す初期位置）に復帰する。
【０１０９】
左制御棒５３Ｌの手前側（言い換えると、操作者側）には、送信機５０の電源ボタンＢ１が配置される。電源ボタンＢ１が操作者により一度押下されると、例えば送信機５０に内蔵されるバッテリ（不図示）の容量の残量がバッテリ残量表示部Ｌ２において表示される。電源ボタンＢ１が操作者によりもう一度押下されると、例えば送信機５０の電源がオンとなり、送信機５０の各部（図６参照）に電源が供給されて使用可能となる。
【０１１０】
右制御棒５３Ｒの手前側（言い換えると、操作者側）には、ＲＴＨ（Return To Home）ボタンＢ２が配置される。ＲＴＨボタンＢ２が操作者により押下されると、送信機５０は、無人航空機１００に所定の位置に自動復帰させるための信号を送信する。これにより、送信機５０は、無人航空機１００を所定の位置（例えば無人航空機１００が記憶している離陸位置）に自動的に帰還させることができる。ＲＴＨボタンＢ２は、例えば屋外での無人航空機１００による空撮中に操作者が無人航空機１００の機体を見失った場合、又は電波干渉や予期せぬトラブルに遭遇して操作不能になった場合等に利用可能である。
【０１１１】
電源ボタンＢ１及びＲＴＨボタンＢ２の手前側（言い換えると、操作者側）には、リモートステータス表示部Ｌ１及びバッテリ残量表示部Ｌ２が配置される。リモートステータス表示部Ｌ１は、例えばＬＥＤ（Light Emission Diode）を用いて構成され、送信機５０と無人航空機１００との無線の接続状態を表示する。バッテリ残量表示部Ｌ２は、例えばＬＥＤを用いて構成され、送信機５０に内蔵されたバッテリ（不図示）の容量の残量を表示する。
【０１１２】
左制御棒５３Ｌ及び右制御棒５３Ｒより後側であって、かつ送信機５０の筐体５０Ｂの後方側面から、２つのアンテナＡＮ１，ＡＮ２が突設して配置される。アンテナＡＮ１，ＡＮ２は、操作者の左制御棒５３Ｌ及び右制御棒５３Ｒの操作に基づき、送信機制御部６１により生成された信号（つまり、無人航空機１００の移動を制御するための信号）を無人航空機１００に送信する。アンテナＡＮ１，ＡＮ２は、例えば２ｋｍの送受信範囲をカバーできる。また、アンテナＡＮ１，ＡＮ２は、送信機５０と無線接続中の無人航空機１００が有する撮像装置２２０，２３０により撮像された画像、又は無人航空機１００が取得した各種データが無人航空機１００から送信された場合に、これらの画像又は各種データを受信できる。
【０１１３】
表示部ＤＰは、例えばＬＣＤ（Crystal Liquid Display）を含んで構成される。表示部ＤＰは、各種データを表示する。表示部ＤＰの形状、サイズ、及び配置位置は、任意であり、図５の例に限られない。
【０１１４】
図６は、送信機５０のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。送信機５０は、左制御棒５３Ｌと、右制御棒５３Ｒと、送信機制御部６１と、無線通信部６３と、電源ボタンＢ１と、ＲＴＨボタンＢ２と、操作部セットＯＰＳと、リモートステータス表示部Ｌ１と、バッテリ残量表示部Ｌ２と、表示部ＤＰとを含む構成である。送信機５０は、通信端末の一例である。無線通信部６３は、通信部の一例である。
【０１１５】
左制御棒５３Ｌは、例えば操作者の左手により、無人航空機１００の移動を遠隔で制御するための操作に使用される。右制御棒５３Ｒは、例えば操作者の右手により、無人航空機１００の移動を遠隔で制御するための操作に使用される。無人航空機１００の移動は、例えば前進する方向の移動、後進する方向の移動、左方向の移動、右方向の移動、上昇する方向の移動、下降する方向の移動、左方向に無人航空機１００を回転する移動、右方向に無人航空機１００を回転する移動のうちいずれか又はこれらの組み合わせであり、以下同様である。
【０１１６】
電源ボタンＢ１は一度押下されると、一度押下された旨の信号が送信機制御部６１に入力される。送信機制御部６１は、この信号に従い、送信機５０に内蔵されるバッテリ（不図示）の容量の残量をバッテリ残量表示部Ｌ２に表示する。これにより、操作者は、送信機５０に内蔵されるバッテリの容量の残量を簡単に確認できる。また、電源ボタンＢ１は二度押下されると、二度押下された旨の信号が送信機制御部６１に渡される。送信機制御部６１は、この信号に従い、送信機５０に内蔵されるバッテリ（不図示）に対し、送信機５０内の各部への電源供給を指示する。これにより、操作者は、送信機５０の電源がオンとなり、送信機５０の使用を簡単に開始できる。
【０１１７】
ＲＴＨボタンＢ２は押下されると、押下された旨の信号が送信機制御部６１に入力される。送信機制御部６１は、この信号に従い、無人航空機１００に所定の位置（例えば無人航空機１００の離陸位置）に自動復帰させるための信号を生成し、無線通信部６３及びアンテナＡＮ１，ＡＮ２を介して無人航空機１００に送信する。これにより、操作者は、送信機５０に対する簡単な操作により、無人航空機１００を所定の位置に自動で復帰（帰還）させることができる。
【０１１８】
操作部セットＯＰＳは、複数の操作部（例えば操作部ＯＰ１，…，操作部ＯＰｎ）（ｎ：２以上の整数）を用いて構成される。操作部セットＯＰＳは、図４に示す左制御棒５３Ｌ、右制御棒５３Ｒ、電源ボタンＢ１及びＲＴＨボタンＢ２を除く他の操作部（例えば、送信機５０による無人航空機１００の遠隔制御を支援するための各種の操作部）により構成される。ここでいう各種の操作部とは、例えば、無人航空機１００の撮像装置２２０を用いた静止画の撮像を指示するボタン、無人航空機１００の撮像装置２２０を用いた動画の録画の開始及び終了を指示するボタン、無人航空機１００のジンバル２００（図４参照）のチルト方向の傾きを調整するダイヤル、無人航空機１００のフライトモードを切り替えるボタン、無人航空機１００の撮像装置２２０の設定を行うダイヤルが該当する。
【０１１９】
また、操作部セットＯＰＳは、無人航空機１００の撮像間隔位置、撮像位置、又は飛行経路を生成するための入力パラメータの情報を入力するパラメータ操作部ＯＰＡを有する。パラメータ操作部ＯＰＡは、スティック、各種ボタン、各種キー、タッチパネル、等により形成されてよい。また、パラメータ操作部ＯＰＡは、左制御棒５３Ｌ、右制御棒５３Ｒでもよい。パラメータ操作部ＯＰＡにより入力パラメータに含まれる各パラメータを入力するタイミングは、同じでも異なってもよい。
【０１２０】
入力パラメータは、飛行範囲の情報、飛行範囲の中心位置（例えば緯度・経度）の情報、飛行範囲の半径の情報、飛行高度の情報、撮像距離の情報、撮像位置間隔の情報、を含んでよい。
【０１２１】
パラメータ操作部ＯＰＡは、緯度・経度の具体的な値又は範囲を入力することで、飛行範囲の情報、飛行範囲の半径（飛行経路の半径）の情報、飛行範囲の中心位置（例えば緯度・経度）の情報、飛行高度の情報、撮像距離の情報、撮像位置間隔の情報、の少なくとも１つを入力してよい。
【０１２２】
リモートステータス表示部Ｌ１及びバッテリ残量表示部Ｌ２は、図５を参照して説明したので、ここでは説明を省略する。
【０１２３】
送信機制御部６１は、プロセッサ（例えばＣＰＵ、ＭＰＵ又はＤＳＰ）を用いて構成される。送信機制御部６１は、送信機５０の各部の動作を統括して制御するための信号処理、他の各部との間のデータの入出力処理、データの演算処理及びデータの記憶処理を行う。
【０１２４】
例えば送信機制御部６１は、操作者の左制御棒５３Ｌ及び右制御棒５３Ｒの操作により、その操作により指定された無人航空機１００の移動を制御するための信号を生成する。送信機制御部６１は、この生成した信号を、無線通信部６３及びアンテナＡＮ１，ＡＮ２を介して、無人航空機１００に送信して無人航空機１００を遠隔制御する。これにより、送信機５０は、無人航空機１００の移動を遠隔で制御できる。
【０１２５】
例えば送信機制御部６１は、無線通信部６３を介して外部サーバ等が蓄積する地図データベースの地図情報を取得する。送信機制御部６１は、表示部ＤＰを介して地図情報を表示し、パラメータ操作部ＯＰＡを介して地図情報でのタッチ操作等により、飛行範囲を選択して、飛行範囲の情報、飛行範囲の半径（飛行経路の半径）の情報、飛行範囲の中心位置の情報（例えば緯度・経度）、飛行範囲の周端の一辺の長さの情報、の少なくとも１つを取得してよい。
【０１２６】
例えば送信機制御部６１は、パラメータ操作部ＯＰＡにより入力された入力パラメータを、無線通信部６３を介して無人航空機１００へ送信する。入力パラメータに含まれる各パラメータの送信タイミングは、全て同じタイミングでも異なるタイミングでもよい。
【０１２７】
送信機制御部６１は、パラメータ操作部ＯＰＡにより得られた入力パラメータの情報を取得し、表示部ＤＰ及び無線通信部６３へ送る。
【０１２８】
無線通信部６３は、２つのアンテナＡＮ１，ＡＮ２と接続される。無線通信部６３は、２つのアンテナＡＮ１，ＡＮ２を介して、無人航空機１００との間で所定の無線通信方式（例えばＷｉｆｉ（登録商標））を用いた情報やデータの送受信を行う。無線通信部６３は、送信機制御部６１からの入力パラメータの情報を、無人航空機１００へ送信する。
【０１２９】
表示部ＤＰは、送信機制御部６１により処理された各種データを表示してよい。表示部ＤＰは、入力された入力パラメータの情報を表示する。従って、送信機５０の操作者は、表示部ＤＰを参照することで、入力パラメータの内容を確認できる。
【０１３０】
尚、送信機５０は、表示部ＤＰを備える代わりに、表示端末（不図示）と有線又は無線により接続されてもよい。表示端末には、表示部ＤＰと同様に、入力パラメータの情報が表示されてよい。表示端末は、スマートフォン、タブレット端末、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｎｐｕｔｅｒ）等でよい。また、表示端末が入力パラメータの少なくとも１つを入力し、入力パラメータを有線通信又は無線通信で送信機５０へ送り、送信機５０の無線通信部６３が無人航空機１００へ入力パラメータを送信してもよい。
【０１３１】
次に、３次元形状推定システム１０の動作例について説明する。
【０１３２】
図７は、飛行範囲の入力例を説明するための図である。
【０１３３】
送信機５０では、パラメータ操作部ＯＰＡが、飛行範囲Ａ１の情報を入力する。パラメータ操作部ＯＰＡは、飛行範囲Ａ１として、地図情報Ｍ１に示された３次元形状データの生成を望む所望の範囲のユーザ入力を受け付けてよい。飛行範囲Ａ１の情報は、所望の範囲に限らず、所定の飛行範囲でもよい。所定の飛行範囲は、例えば定期的に３次元形状データを生成して３次元形状を計測するための範囲の１つでもよい。
【０１３４】
図８は、飛行経路ＦＰＡでの概略撮像を説明するための図である。
【０１３５】
飛行経路処理部１１１は、飛行経路ＦＰＡでは、各撮像位置ＣＰの間隔（撮像位置間隔）を、間隔ｄ１１に設定してよい。間隔ｄ１１は、オブジェクト（例えば建物）のサイズが推定可能となる程度の疎な間隔（例えば数１０ｍ間隔）である。間隔ｄ１１は、少なくとも、隣り合う撮像位置ＣＰでの撮像範囲が一部重複する間隔に設定される。飛行経路ＦＰＡの間隔ｄ１１での各撮像位置ＣＰでの撮像を、概略撮像と称してよい。無人航空機１００は、疎な間隔で撮像することで、密な間隔で撮像するよりも撮像時間を短縮できる。無人航空機１００が飛行する飛行経路の鉛直方向（地面に向かう方向）には、建物ＢＬや山ＭＴを含む景色が広がっていてよい。従って、建物ＢＬや山ＭＴは、撮像範囲に存在し、撮像対象となる。
【０１３６】
図９は、飛行経路ＦＰＡにより得られた概略撮像に基づく３次元形状データの生成を説明するための図である。
【０１３７】
形状データ処理部１１３は、飛行経路ＦＰＡの概略撮像により各撮像位置ＣＰで得られた複数の撮像画像ＣＩ１を基に、３次元形状データＳＤ１を生成する。３次元形状推定システム１０のユーザは、３次元形状データＳＤ１を表示等により確認することで、飛行経路ＦＰＡの鉛直方向に存在した地面の概略形状を把握できる。３次元形状推定システム１０のユーザは、概略撮像に基づく３次元形状データＳＤ１により得られる形状（概略形状）の確認により、山ＭＴが存在することは確認可能であるが、建物ＢＬの存在は確認できない。これは、山ＭＴはその輪郭がなだらかであり、飛行経路ＦＰＡに従う上空から撮像しても、撮像画像ＣＩ１内に３次元形状データＳＤ１の生成に必要な画像が足りるためである。また、これは、建物ＢＬはその輪郭が鉛直方向に略平行となり、建物ＢＬの上空で水平方向に無人航空機１００が進行する飛行経路ＦＰＡの撮像位置ＣＰにおいて、建物ＢＬの側面を十分に撮像することが困難であるためである。つまり、建物ＢＬの周辺は、欠損領域となる。よって、形状データ処理部１１３は、概略撮像に係る撮像画像に基づく３次元形状データＳＤ１を生成することで、欠損領域を表現できる。３次元形状データＳＤ１は、飛行範囲における第１の３次元形状の一例である。
【０１３８】
図１０は、欠損領域の検出を説明するための図である。
【０１３９】
欠損領域検出部１１４は、生成された３次元形状データＳＤ（ＳＤ１）において、欠損領域ＬＡを検出する。欠損領域ＬＡは、１つ検出されても複数検出されてもよい。欠損領域ＬＡは、建物ＢＬの側面において、３次元形状データＳＤ１を生成するための画像情報、つまり３次元空間上の位置での画素値の情報が不足するために発生し得る。また、欠損領域ＬＡは、撮像装置２２０又は２３０を視点とすると、建物ＢＬ（例えばパラボラアンテナ）の一部（例えばパラボラアンテナの反射鏡）に覆われている建物ＢＬの他部（例えばパラボラアンテナの基台）において、３次元形状データＳＤ１を生成するための画像情報が不足するために発生し得る。
【０１４０】
図１１は、飛行経路ＦＰＢの生成例を説明するための図である。
【０１４１】
飛行経路処理部１１１は、飛行経路ＦＰＢに係る撮像距離及び撮像位置間隔を取得する。飛行経路ＦＰＢに係る撮像距離は、無人航空機１００と欠損領域ＬＡとの距離である。図１１では、欠損領域ＬＡとして建物ＢＬの領域が示されている。飛行経路処理部１１１は、入力パラメータに含まれる撮像距離の情報を取得してよい。飛行経路処理部１１１は、入力パラメータに含まれる撮像装置２２０又は２３０の解像度の情報を取得して、解像度を基に撮像距離を算出してよい。撮像距離が短い程、欠損領域ＬＡを被写体とした大きな撮像画像を取得できるので、形状データ処理部１１３は、３次元形状の推定精度を向上できる。
【０１４２】
飛行経路ＦＰＢに係る撮像位置間隔は、欠損領域ＬＡを異なる高度で撮像するための複数の撮像位置のうち隣り合う２つの撮像位置間の空間的な間隔（距離）である。ここでの複数の撮像位置は、鉛直方向に沿って並んで配置されてよい。飛行経路処理部１１１は、撮像距離及び撮像位置間隔に基づいて、撮像位置を決定してよい。撮像距離及び撮像位置間隔に基づく撮像位置の決定方法は、公知の方法でよい。撮像位置は、欠損領域ＬＡを撮像するための位置であるので、欠損領域ＬＡの領域外に配置されてよい。
【０１４３】
飛行経路処理部１１１は、配置された各撮像位置ＣＰを通過する飛行経路ＦＰＢを生成する。飛行経路処理部１１１は、欠損領域ＬＡが複数存在する場合、１つの欠損領域ＬＡを撮像するための各撮像位置ＣＰを通過する飛行経路ＦＰＢを複数生成してよい。飛行経路処理部１１１は、欠損領域ＬＡが複数存在する場合、各欠損領域ＬＡを撮像するための各撮像位置ＣＰを一度に通過する１つの飛行経路ＦＰＢを生成してよい。
【０１４４】
飛行経路ＦＰＢは、欠損領域ＬＡの側方を周回する飛行経路でもよい。飛行経路ＦＰＢは、複数の飛行コースを有してよい。同一の飛行コース上の各位置は、同一高度でよい。１つの飛行コースにおいて、複数の撮像位置ＣＰを含んでよい。同一高度で複数の撮像位置ＣＰが配置されることで、欠損領域ＬＡ周辺の同一高度での撮像画像の数が増加する。そのため、形状データ処理部１１３は、欠損領域ＬＡ周辺の各高度に係る３次元形状の推定精度を向上できる。
【０１４５】
図１２は、飛行経路ＦＰＣの生成例を説明するための図である。
【０１４６】
飛行経路処理部１１１は、飛行経路ＦＰＣの飛行経路ＦＰＡに相当する区間では、各撮像位置ＣＰの間隔（撮像位置間隔）を、間隔ｄ１２に設定してよい。間隔ｄ１２は、間隔ｄ１１よりも短い間隔であり、密な間隔である。よって、間隔ｄ１２は、隣り合う撮像位置ＣＰでの撮像範囲が一部重複する間隔となる。飛行区間ｆｐａ（飛行経路ＦＰＡ）の間隔ｄ１２での各撮像位置ＣＰでの撮像を、詳細撮像と称してよい。
【０１４７】
撮像位置間隔を密にするとは、解像度を高くするとも言える。密な間隔ｄ１２での撮像では、疎な間隔ｄ１１での撮像と比較して、撮像範囲の重複率を維持する場合、被写体との距離が近くなり、撮像位置間隔も短くなる。例えば、密な間隔ｄ１２での撮像では、疎な間隔ｄ１１（例えば２０ｍ間隔）での撮像と比較して４倍の解像度が求められる場合、撮像距離が１／４になり、間隔ｄ１２が１／４（例えば５ｍ間隔）になる。
【０１４８】
飛行経路処理部１１１は、飛行経路ＦＰＣの飛行経路ＦＰＡに相当する飛行区間ｆｐａでの各撮像位置ＣＰの位置情報（緯度・経度を含む）と欠損領域ＬＡ１の位置情報（緯度・経度を含む）とを比較し、欠損領域ＬＡ１の位置に１番目及び２番目に近い２つの撮像位置ＣＰＡ，ＣＰＢを特定する。飛行経路処理部１１１は、飛行区間ｆｐａにおける特定された撮像位置ＣＰ（ＣＰＡ，ＣＰＢ）の間に、飛行経路ＦＰＢに相当する飛行区間ｆｐｂを挿入する。つまり、飛行経路処理部１１１は、飛行経路ＦＰＡの途中に飛行経路ＦＰＢが挿入された飛行経路ＦＰＣを生成する（Ｓ１６）。よって、飛行経路ＦＰＣは、無人航空機１００が飛行区間ｆｐａを飛行して欠損領域ＬＡに接近すると、飛行区間ｆｐｂに切り替え、飛行区間ｆｐｂの飛行終了後に再度飛行区間ｆｐａに戻る飛行経路となる。
【０１４９】
尚、撮像位置ＣＰＡ，ＣＰＢの位置は、１番目及び２番目に近い位置でなくてもよい。飛行区間ｆｐａ（飛行経路ＦＰＡ）の間隔ｄ１２での各撮像位置ＣＰでの撮像と飛行区間ｆｐｂでの各撮像位置ＣＰでの撮像とを組み合わせて、飛行経路ＦＰＣの詳細撮像と称してもよい。
【０１５０】
図１３は、飛行経路ＦＰＣにより得られた撮像画像に基づく３次元形状データの生成例を説明するための図である。
【０１５１】
撮像制御部１１２は、飛行経路ＦＰＣにおける飛行区間ｆｐａの各撮像位置ＣＰでは、鉛直方向を撮像させる。撮像制御部１１２は、飛行経路ＦＰＣにおける飛行区間ｆｐｂの各撮像位置ＣＰでは、撮像装置２２０又は２３０を欠損領域ＬＡに向けて水平方向を撮像させる。無人航空機１００は、鉛直方向とともに欠損領域ＬＡの水平方向を撮像することで、飛行経路ＦＰＡでの撮像では困難な欠損領域ＬＡの水平方向等の画像を撮像できる。
【０１５２】
形状データ処理部１１３は、飛行経路ＦＰＣの各撮像位置で得られた複数の撮像画像ＣＩ２を基に、３次元形状データＳＤ（ＳＤ２）を生成する。３次元形状推定システム１０のユーザは、飛行経路ＦＰＣで得られた３次元形状データを表示等により確認することで、飛行経路ＦＰＣの鉛直方向に存在した地面形状を把握できる。この形状には、例えば山Ｍや川等の景色の他に、ビルや巨大なパラボラアンテナ等の建物ＢＬが含まれてよい。従って、無人航空機１００は、飛行経路ＦＰＣにおける飛行区間ｆｐａの鉛直方向に存在した地面の概略形状を表現でき、更に飛行区間ｆｐｂの水平方向に存在した欠損領域ＬＡ１の形状（例えば欠損領域ＬＡ１内の建物の形状）を表現できる。３次元形状データＳＤ２は、飛行範囲における第２の３次元形状データの一例である。
【０１５３】
図１４は、３次元形状推定システム１０の第１動作例を示すフローチャートである。
【０１５４】
送信機５０では、パラメータ操作部ＯＰＡが、飛行範囲Ａ１の情報を入力する。
【０１５５】
無人航空機１００では、飛行経路処理部１１１が、通信インタフェース１５０を介して飛行範囲Ａ１の情報を送信機５０から受信して、飛行範囲Ａ１の情報を取得する（Ｓ１１）。飛行範囲Ａ１の情報は、メモリ１６０に保持されてよい。
【０１５６】
飛行経路処理部１１１は、撮像位置間隔が間隔ｄ１１である、つまり撮像位置間隔が疎な飛行経路ＦＰＡ（ＦＰＡ１）を生成する（Ｓ１２）。飛行経路ＦＰＡ１の情報は、メモリ１６０に保持されてよい。
【０１５７】
撮像制御部１１２は、飛行経路ＦＰＡ１の各撮像位置ＣＰで、撮像装置２２０又は２３０に鉛直方向の画像を撮像させる（Ｓ１３）。この撮像は、概略撮像となる。Ｓ１３で得られた撮像画像ＣＩ（ＣＩ１）は、メモリ１６０に保持されてよい。
【０１５８】
形状データ処理部１１３は、Ｓ１３で得られた複数の撮像画像ＣＩ１を基に、３次元形状データＳＤ（ＳＤ１）を生成する（Ｓ１４）。３次元形状データＳＤ１は、メモリ１６０に保持されてよい。
【０１５９】
欠損領域検出部１１４は、生成された３次元形状データＳＤ１において、欠損領域ＬＡ（ＬＡ１）を検出する（Ｓ１５）。欠損領域検出部１１４は、欠損領域ＬＡ１の位置情報を取得する。欠損領域検出部１１４は、欠損領域ＬＡ１が存在する３次元空間上の位置（例えば緯度・経度・高度）の情報を得て、メモリ１６０に保持させてよい。
【０１６０】
飛行経路処理部１１１は、欠損領域ＬＡ１を撮像するための飛行経路ＦＰＢ（ＦＰＢ１）を生成する（Ｓ１６）。この飛行経路ＦＰＢ１は、飛行経路ＦＰＣに含まれる飛行区間ｆｐｂとなる。生成された飛行経路ＦＰＢ１（飛行区間ｆｐｂ１）の情報は、メモリ１６０に保持されてよい。
【０１６１】
飛行経路処理部１１１は、撮像位置間隔が間隔ｄ１２である、つまり撮像位置間隔が密な飛行区間ｆｐａ（ｆｐａ１）と、Ｓ１６で生成された飛行区間ｆｐｂ（ｆｐｂ１）と、を含む飛行経路ＦＰＣ（ＦＰＣ１）を生成する（Ｓ１７）。飛行経路ＦＰＣ１は、詳細撮像のための飛行経路となる。生成された飛行経路ＦＰＣの情報は、メモリ１６０に保持されてよい。つまり、飛行経路ＦＰＣ１は、元の飛行経路ＦＰＡ１に相当する飛行区間ｆｐａ（ｆｐａ１）を含む。無人航空機１００は、Ｓ１３での概略撮像後に再度飛行する際、飛行区間ｆｐａ１のルートに従って、欠損領域ＬＡ１に近づくと（つまり欠損領域１との距離が所定距離以内となると）、飛行経路ＦＰＢ１に相当する飛行区間ｆｐｂ１に遷移し、欠損領域ＬＡ１の撮像ポイントにおいて下降する。
【０１６２】
飛行制御部１１５は、飛行経路ＦＰＣ１に従って無人航空機１００の飛行を制御する。飛行経路ＦＰＣ１の各撮像位置ＣＰで、撮像装置２２０又は２３０に画像を撮像させる（Ｓ１８）。Ｓ１８で得られた撮像画像ＣＩ（ＣＩ２）は、メモリ１６０に保持されてよい。この撮像は、飛行経路ＦＰＣ１の詳細撮像となる。尚、Ｓ１８での撮像は、飛行経路ＦＰＣ１の飛行区間ｆｐａ１における撮像が、密な間隔ｄ１２での撮像である詳細撮像でなく、疎な間隔ｄ１１での撮像である概略撮像でもよい。
【０１６３】
形状データ処理部１１３は、Ｓ１８で得られた複数の撮像画像ＣＩ２を基に、３次元形状データＳＤ２を生成する（Ｓ１９）。３次元形状データＳＤ２は、メモリ１６０に保持されてよい。
【０１６４】
３次元形状推定システム１０の第１動作例によれば、無人航空機１００は、飛行区間ｆｐａと飛行区間ｆｐｂとを含む飛行経路ＦＰＣの各撮像位置で画像を撮像するので、地面が存在する鉛直方向と欠損領域ＬＡ１の水平方向とを撮像できる。よって、無人航空機１００は、欠損領域ＬＡ１周辺での３次元形状データＳＤ２を取得でき、欠損領域ＬＡ周辺での３次元形状を推定できる。また、無人航空機１００は、飛行範囲Ａ１全体での３次元形状データＳＤ２を取得でき、飛行範囲Ａ１全体での３次元形状を推定できる。
【０１６５】
また、無人航空機１００は、飛行経路ＦＰＡ又は飛行区間ｆｐａについて概略撮像に係る撮像位置間隔を詳細撮像に係る撮像位置間隔よりも短くすることで、概略撮像に係る撮像時間を短縮でき、飛行経路ＦＰＡ１の飛行時間を短縮できる。また、無人航空機１００は、概略撮像に係る撮像位置間隔を詳細撮像に係る撮像位置間隔よりも短くすることで、詳細撮像に係る撮像画像の枚数を増大でき、増大した撮像画像を３次元形状データの生成に使用することで、３次元形状の復元精度を向上できる。
【０１６６】
図１５は、飛行経路ＦＰＡでの詳細撮像を説明するための図である。
【０１６７】
飛行経路処理部１１１は、飛行経路ＦＰＡでは、各撮像位置ＣＰの間隔（撮像位置間隔）を、間隔ｄ１３に設定してよい。飛行経路処理部１１１は、飛行経路ＦＰＡでは、各撮像位置ＣＰの間隔を、間隔ｄ１３に設定してよい。間隔ｄ１３は、間隔ｄ１１より短く、間隔ｄ１２と同じでよい。つまり、飛行経路処理部１１１は、各撮像位置ＣＰの間隔を密な間隔に設定してよい。よって、間隔ｄ１２は、隣り合う撮像位置ＣＰでの撮像範囲が一部重複する間隔となる。飛行経路ＦＰＡは、飛行範囲Ａ１の全体にわたって撮像するための全体撮像に用いられてよい。
【０１６８】
また、飛行経路処理部１１１は、入力パラメータに含まれる撮像装置２２０又は２３０の解像度の情報を取得し、解像度の情報を基に、各撮像位置ＣＰの間隔ｄ１３を算出してよい。解像度の情報に基づく各撮像位置ＣＰの間隔ｄ１３の算出方法は、公知の方法でよい。また、間隔ｄ１３の情報は、入力パラメータに含めて送信機５０から受信してもよい。飛行経路ＦＰＡの間隔ｄ１３での各撮像位置ＣＰでの撮像を、詳細撮像と称してよい。無人航空機１００は、密な間隔で撮像することで、撮像画像を多数取得できる。無人航空機１００が飛行する飛行経路の鉛直方向（地面に向かう方向）には、建物ＢＬや山ＭＴを含む景色が広がっていてよい。従って、建物ＢＬや山ＭＴは、撮像範囲に存在し、撮像対象となる。
【０１６９】
図１６は、飛行経路ＦＰＡにより得られた詳細撮像に基づく３次元形状データの生成を説明するための図である。
【０１７０】
形状データ処理部１１３は、飛行経路ＦＰＡの詳細撮像により各撮像位置ＣＰで得られた複数の撮像画像ＣＩ３を基に、３次元形状データＳＤ３を生成する。３次元形状推定システム１０のユーザは、３次元形状データＳＤ３を表示等により確認することで、飛行経路ＦＰＡの鉛直方向に存在した地面の形状を把握できる。この形状には、例えば山ＭＴや川等の景色が含まれる。これにより、無人航空機１００は、撮像画像ＣＩ３を基に、欠損領域が発生する可能性はあるが、飛行範囲Ａ１におけるおおよその３次元形状を復元できる。３次元形状データＳＤ３は、メモリ１６０に保持されてよい。尚、ここでは、形状データ処理部１１３は、密な間隔で配置された各撮像位置ＣＰでの撮像画像ＣＩ３に基づいて３次元形状データＳＤ３を生成可能である。そのため、３次元形状データＳＤ３では、山ＭＴの輪郭は疎な概略撮像に基づく３次元形状データＳＤ１よりも明確に表現される。しかし、密な間隔であっても、上空を水平方向に進行する飛行経路ＦＰＡ３の各撮像位置ＣＰで撮像するので、無人航空機１００は、建物ＢＬ等の側面を撮像することは困難である。
【０１７１】
図１７は、複数の欠損領域ＬＡを撮像するための飛行経路ＦＰＢを説明するための図である。
【０１７２】
飛行経路処理部１１１は、配置された各撮像位置ＣＰを通過する飛行経路ＦＰＢを生成する。図１７では、欠損領域ＬＡが複数存在しており、飛行経路処理部１１１は、各欠損領域ＬＡを撮像するための各撮像位置ＣＰを一度に通過する１つの飛行経路ＦＰＢを生成する。図１７では、欠損領域ＬＡとして建物ＢＬの領域が示されている。この飛行経路ＦＰＢは、無人航空機１００が水平方向に飛行する区間（水平区間）を含んでよいが、水平区間には撮像位置が設けられず、水平区間では撮像されない。言い換えると、飛行経路処理部１１１は、元の飛行経路ＦＰＡ（ＦＰＡ２）に従わず、欠損領域ＬＡのみを撮像するための撮像ルートとしての飛行経路ＦＰＢ（ＦＰＢ２）を生成する。つまり、飛行経路処理部１１１は、水平方向において撮像位置ＣＰを通過せず、欠損領域ＬＡを撮像するための撮像位置ＣＰを連結して飛行経路ＦＰＢ（ＦＰＢ２）を生成する。
【０１７３】
図１８は、欠損領域ＬＡの撮像画像に基づく３次元形状データの生成と複数の３次元形状データの合成とを説明するための図である。
【０１７４】
形状データ処理部１１３は、飛行経路ＦＰＢの各撮像位置ＣＰで撮像された複数の撮像画像ＣＩ４に基づいて、３次元形状データＳＤ４を生成する。飛行経路ＦＰＢでは欠損領域ＬＡの水平方向が撮像される。従って、３次元形状推定システム１０のユーザは、３次元形状データＳＤ４に基づく表示を確認することで、欠損領域ＬＡ周辺の３次元形状（例えば欠損領域ＬＡ内の建物ＢＬの形状）を把握できる。
【０１７５】
形状データ処理部１１３は、複数の３次元形状データを合成してよい。例えば、形状データ処理部１１３は、飛行経路ＦＰＡにより得られた詳細撮像に基づく３次元形状データＳＤ３と、飛行経路ＦＰＢにより得られた欠損領域ＬＡの撮像画像に基づく３次元形状データＳＤ４と、を合成してよい。形状データ処理部１１３は、複数の３次元形状データの合成では、各３次元形状データＳＤ３，ＳＤ４の特徴点を比較して、類似の特徴点を合わせることで合成してよい。つまり、形状データ処理部１１３は、各３次元形状データＳＤ３，ＳＤ４の位置合わせを実施してよい。この位置合わせは、剛体レジストレーションでよい。剛体レジストレーションでは、生成された３次元形状データＳＤ３，ＳＤ４が形状変化せずに、位置合わせされる。
【０１７６】
図１９は、３次元形状推定システム１０の第２動作例を示すフローチャートである。図１９において、図１４に示した処理と同様の処理を行うステップについては、同一のステップ番号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
【０１７７】
まず、飛行経路処理部１１１は、図１４のＳ１１の処理を行う。
【０１７８】
Ｓ１１の処理後、飛行経路処理部１１１は、撮像位置間隔が間隔ｄ１３である、つまり撮像位置間隔が密な飛行経路ＦＰＡ（ＦＰＡ２）を生成する（Ｓ２２）。飛行経路ＦＰＡ２は、全体撮像のための飛行経路でよい。飛行経路ＦＰＡ２の情報は、メモリ１６０に保持されてよい。
【０１７９】
撮像制御部１１２は、飛行経路ＦＰＡ２の各撮像位置ＣＰで、撮像装置２２０又は２３０に鉛直方向の画像を撮像させる（Ｓ２２）。この撮像を全体撮像と称してもよい。Ｓ２２で得られた撮像画像ＣＩ（ＣＩ３）は、メモリ１６０に保持されてよい。
【０１８０】
形状データ処理部１１３は、Ｓ２２で得られた複数の撮像画像ＣＩ３を基に、３次元形状データＳＤ（ＳＤ３）を生成する（Ｓ２３）。３次元形状データＳＤ３は、メモリ１６０に保持されてよい。
【０１８１】
欠損領域検出部１１４は、生成された３次元形状データＳＤ３において、欠損領域ＬＡ（ＬＡ２）を検出する（Ｓ２４）。欠損領域検出部１１４は、欠損領域ＬＡ２の位置情報を取得する。欠損領域検出部１１４は、欠損領域ＬＡ２が存在する３次元空間上の位置（例えば緯度・経度・高度）の情報を得て、メモリ１６０に保持させてよい。
【０１８２】
飛行経路処理部１１１は、欠損領域ＬＡ２を撮像するための飛行経路ＦＰＢ（ＦＰＢ２）を生成する（Ｓ２５）。飛行経路ＦＰＢ２の情報は、メモリ１６０に保持されてよい。
【０１８３】
Ｓ２５の処理後、飛行制御部１１５は、Ｓ１５で生成された飛行経路ＦＰＢ２に従って、無人航空機１００の飛行を制御する。撮像制御部１１２は、飛行経路ＦＰＢ２における各撮像位置ＣＰにおいて、欠損領域ＬＡ２に向けて水平方向に撮像装置２２０又は２３０に撮像させる（Ｓ２６）。Ｓ２６で得られた撮像画像ＣＩ（ＣＩ４）は、メモリ１６０に保持されてよい。
【０１８４】
形状データ処理部１１３は、飛行経路ＦＰＢ２の各撮像位置ＣＰで撮像された複数の撮像画像ＣＩ４に基づいて、３次元形状データＳＤ（ＳＤ４）を生成する（Ｓ２７）。Ｓ２７で得られた３次元形状データＳＤ４は、メモリ１６０に保持されてよい。
【０１８５】
形状データ処理部１１３は、Ｓ２３で得られた３次元形状データＳＤ３とＳ２７で得られた３次元形状データＳＤ４とを合成する（Ｓ２８）。尚、Ｓ２８で合成された３次元形状データをＳＤ３＋ＳＤ４とも記す。合成された３次元形状データ（ＳＤ３＋ＳＤ４）は、飛行範囲における第３の３次元形状データの一例である。
【０１８６】
３次元形状推定システム１０の第２動作例によれば、無人航空機１００は、欠損領域ＬＡ２周辺での３次元形状データＳＤ４を取得でき、欠損領域ＬＡ１周辺での３次元形状を推定できる。また、無人航空機１００は、飛行範囲Ａ１全体での３次元形状データ（ＳＤ３＋ＳＤ４）を取得でき、飛行範囲Ａ１全体での３次元形状を推定できる。３次元形状推定システム１０のユーザは、合成された３次元形状データ（ＳＤ３＋ＳＤ４）を表示等により確認することで、飛行経路ＦＰＣ１の鉛直方向に存在した地面の形状及び欠損領域ＬＡ２に含まれる建物ＢＬ等の形状を把握できる。また、無人航空機１００は、全体撮像で得られた鉛直方向の撮像画像ＣＩ３を、３次元形状データの生成に利用でき、撮像画像の利用効率を向上できる。
【０１８７】
図２０は、３次元形状推定システム１０の第３動作例を示すフローチャートである。図２０において、図１４，図１９に示した処理と同様の処理を行うステップについては、同一のステップ番号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
【０１８８】
まず、飛行経路処理部１１１は、図１４のＳ１１の処理を行う。飛行経路処理部１１１は、図１９のＳ２１の処理を行い、飛行経路ＦＰＡ（ＦＰＡ３）を生成する。
【０１８９】
飛行制御部１１５は、飛行経路ＦＰＡ３に従って飛行を開始する。撮像制御部１１２は、飛行経路ＦＰＡ３の各撮像位置ＣＰで、撮像装置２２０又は２３０に鉛直方向の画像の撮像を開始させる（Ｓ３１）。Ｓ３１で得られた撮像画像ＣＩ（ＣＩ５）は、メモリ１６０に保持されてよい。
【０１９０】
形状データ処理部１１３は、飛行経路ＦＰＡ３に従った飛行中に、Ｓ３１で得られた複数の撮像画像ＣＩ５を基に、３次元形状データＳＤ（ＳＤ５）を生成する（Ｓ３２）。形状データ処理部１１３は、メモリ１６０に蓄積された撮像画像ＣＩ５の枚数が所定枚数以上となった際に、３次元形状データＳＤ５を生成してよい。形状データ処理部１１３は、Ｓ３２の撮像開始から所定期間毎に、その所定期間別の複数の撮像画像ＣＩ５を基に、３次元形状データＳＤ５を生成してよい。形状データ処理部１１３は、Ｓ３２の撮像開始から所定期間毎に、撮像開始から累積された複数の撮像画像ＣＩ５を基に、３次元形状データＳＤ５を生成してよい。
【０１９１】
欠損領域検出部１１４は、Ｓ３２で生成された３次元形状データＳＤ５において、欠損領域ＬＡ（ＬＡ３）の有無を判定する（Ｓ３３）。欠損領域ＬＡ３が存在すると判定された場合、飛行制御部１１５は、飛行経路ＦＰＡ３から外れて、欠損領域ＬＡ３に向かって無人航空機１００を飛行させる。欠損領域ＬＡ３の有無は、予め設定された飛行経路ＦＰＡ３の撮像位置で判定されてよいし、一定領域の撮像が終了する撮像位置で判定されてよい。
【０１９２】
欠損領域ＬＡ３に向かう飛行中に、飛行経路処理部１１１は、欠損領域ＬＡ３を撮像するための飛行経路ＦＰＢ（ＦＰＢ３）を生成する（Ｓ３５）。尚、第３動作例では、飛行中に順次３次元形状データＳＤ５が生成されるので、欠損領域ＬＡ３が複数存在する可能性は、第１動作例又は第２動作例と比較すると低くなる。
【０１９３】
飛行制御部１１５は、飛行経路ＦＰＢ３に従って無人航空機１００の飛行を制御する。撮像制御部１１２は、飛行経路ＦＰＢ２の各撮像位置ＣＰで、欠損領域ＬＡ３に向けて水平方向に撮像装置２２０又は２３０に画像を撮像させる（Ｓ３６）。Ｓ３６で得られた撮像画像ＣＩ（ＣＩ６）は、メモリ１６０に保持されてよい。
【０１９４】
飛行経路ＦＰＢ３の各撮像位置ＣＰでの撮像が終了し、飛行経路ＦＰＢ３の飛行が終了すると、飛行制御部１１５は、無人航空機１００を飛行経路ＦＰＡ３に従った飛行に復帰させる。飛行制御部１１５は、飛行経路ＦＰＢ３の終了地点から飛行経路ＦＰＡ３に含まれる位置に最短距離で飛行して復帰させてよい。飛行経路ＦＰＢ３の終了地点の位置情報は、ＧＰＳ受信機２４０を介して取得されてよい。
【０１９５】
無人航空機１００が欠損領域ＬＡ３に係る飛行経路ＦＰＢ３から元の飛行経路ＦＰＡ３に復帰することで、無人航空機１００は、欠損領域ＬＡ３の撮像後に所定地点に帰還することなく、連続して飛行経路ＦＰＡ３を飛行できる。よって、無人航空機１００は、飛行経路ＦＰＡ３の各撮像位置ＣＰでの画像の撮像を継続できる。
【０１９６】
飛行経路ＦＰＢ３から飛行経路ＦＰＡ３への復帰途中に、又は飛行経路ＦＰＡ３への復帰後に、形状データ処理部１１３は、飛行経路ＦＰＢ３の各撮像位置ＣＰで撮像された複数の撮像画像ＣＩ６に基づいて、欠損領域ＬＡ３の３次元形状データＳＤ（ＳＤ６）を生成してよい（Ｓ３７）。飛行経路ＦＰＢ３では欠損領域ＬＡ３の水平方向が撮像されるので、無人航空機１００は、欠損領域ＬＡ３周辺の３次元形状（例えば欠損領域ＬＡ３内の建物ＢＬの形状）を把握できる。Ｓ３７で得られた３次元形状データＳＤ６は、メモリ１６０に保持されてよい。
【０１９７】
これにより、無人航空機１００は、無人航空機１００の飛行中に、欠損領域ＬＡ３周辺での３次元形状データＳＤ６を取得でき、欠損領域ＬＡ３周辺での３次元形状を推定できる。従って、無人航空機１００は、帰還せずに欠損領域ＬＡ３の検出から３次元形状データＳＤ６の生成まで行うので、無人航空機１００の飛行開始から欠損領域ＬＡ３の３次元形状データＳＤ６の取得までに要する時間を短縮でき、リアルタイム性を向上できる。
【０１９８】
飛行制御部１１５は、飛行経路ＦＰＡ３の復帰地点から飛行経路ＦＰＡ４に従った飛行を再開する。撮像制御部１１２は、飛行経路ＦＰＡ３の各撮像位置ＣＰで、撮像装置２２０又は２３０に鉛直方向の画像の撮像を再開させる（Ｓ３８）。Ｓ３８で得られた撮像画像ＣＩ（ＣＩ７）は、メモリ１６０に保持されてよい。Ｓ３８の処理後、ＵＡＶ制御部１１０は、Ｓ３２に進む。
【０１９９】
撮像制御部１１２は、飛行経路ＦＰＡ３において、飛行経路ＦＰＢ３へ向かう前に撮像済みである各撮像位置では、画像を撮像させなくてよい。つまり、撮像装置２２０又は２３０は、飛行経路ＦＰＡ３において、未撮像の撮像位置ＣＰにおいて、画像を撮像すればよい。
【０２００】
これにより、無人航空機１００は、飛行経路ＦＰＡ３から飛行経路ＦＰＢ３への離脱地点と飛行経路ＦＰＢ３から飛行経路ＦＰＡ３への復帰地点との間の撮像位置ＣＰにおける画像の撮像を省略できる。よって、無人航空機１００は、飛行経路ＦＰＡ３から飛行経路ＦＰＢ３への離脱地点と飛行経路ＦＰＢ３から飛行経路ＦＰＡ３への復帰地点との間の撮像枚数を低減でき、ＵＡＶ制御部１１０の処理負荷を低減できる。
【０２０１】
また、飛行経路ＦＰＢ３から飛行経路ＦＰＡ３への復帰途中に、又は飛行経路ＦＰＡ３への復帰後に、形状データ処理部１１３は、飛行経路ＦＰＡ３に係る３次元形状データＳＤ（ＳＤ７）と欠損領域ＬＡ６周辺の３次元形状データＳＤ６とを合成して、飛行範囲Ａ１における無人航空機１００により得られた撮像画像が得られた範囲での３次元形状データ（ＳＤ６＋ＳＤ７）を生成してよい。３次元形状データ（ＳＤ６＋ＳＤ７）は、第４の３次元形状データの一例である。
【０２０２】
これにより、無人航空機１００は、無人航空機１００の飛行中に、飛行範囲Ａ１全体での３次元形状データＳＤ７を取得でき、飛行範囲Ａ１全体での３次元形状を推定できる。従って、無人航空機１００は、無人航空機１００の飛行開始から飛行範囲Ａ１全体での３次元形状データＳＤ７の取得までに要する時間を短縮でき、リアルタイム性を向上できる。
【０２０３】
また、形状データ処理部１１３は、２つの３次元形状データＳＤ６，ＳＤ７を合成する代わりに、無人航空機１００の飛行開始からメモリ１６０等に蓄積された複数の撮像画像ＣＩ５，ＣＩ６，ＣＩ７を基に、３次元形状データＳＤ７を生成してよい。この場合、３次元形状データＳＤの合成が不要となる。
【０２０４】
Ｓ３４において欠損領域ＬＡ３が検出されない場合、飛行制御部１１５は、飛行経路ＦＰＡ３の終了地点に到達したか否かを判定する（Ｓ３９）。例えば、飛行制御部１１５は、飛行経路ＦＰＡ３の終了地点の位置情報とＧＰＳ受信機２４０等により得られた無人航空機１００が存在する位置の情報とが一致又は所定距離以内である場合、飛行経路ＦＰＡ３の終了地点へ到達したと判定してよい。飛行経路ＦＰＡ３の終了地点に到達していない場合、Ｓ３２の処理に進む。飛行経路ＦＰＡ３の終了地点に到達した場合、図２０の処理を終了する。
【０２０５】
３次元形状推定システム１０の第３動作例によれば、無人航空機１００は、撮像装置２２０又は２３０により得られた複数の撮像画像ＣＩを基に、飛行中に３次元形状データＳＤを生成できる。無人航空機１００は、通信インタフェース１５０を介して、生成された３次元形状データＳＤを、無人航空機１００の飛行中に表示端末（例えば送信機５０、ＰＣ、タブレット、スマートフォン）に転送してよい。表示端末のユーザは、３次元形状データＳＤに基づく表示データを確認することで、無人航空機１００の飛行中に、欠損領域ＬＡや無人航空機１００の飛行範囲Ａ１の３次元形状を容易且つ迅速に確認できる。
【０２０６】
以上のように、無人航空機１００は、送信機５０により入力された入力パラメータを取得する。無人航空機１００は、水平方向を進行する飛行経路ＦＰＡの各撮像位置ＣＰにおいて鉛直方向を撮像した複数の撮像画像ＣＩに基づいて、３次元形状データＳＤを生成する。無人航空機１００は、３次元形状データＳＤを基に欠損領域ＬＡを検出し、欠損領域ＬＡを水平方向に撮像した複数の撮像画像ＣＩに基づいて、欠損領域ＬＡ周辺の３次元形状データＳＤを生成する。
【０２０７】
このように、３次元形状推定システム１０及び無人航空機１００は、固定経路を通りながら上空を画一的に飛行して空撮するだけでは得られない、欠損領域ＬＡに向けて水平方向を撮像した画像を多く取得する。そのため、３次元形状推定システム１０及び無人航空機１００は、欠損領域ＬＡにおける３次元復元に用いる撮像画像が増大し、欠損領域ＬＡに含まれる建物ＢＬ等のオブジェクト周辺の３次元形状の復元精度を向上できる。
【０２０８】
また、欠損領域ＬＡを撮像するための飛行経路ＦＬＢを生成し、飛行経路ＦＬＢの各撮像位置ＣＰで無人航空機１００が撮像するので、欠損領域ＬＡを撮像するために撮像者が撮像装置を把持して手動で撮像しなくて済む。よって、欠損領域ＬＡ周辺の画像の撮像を希望するユーザが、欠損領域ＬＡの周辺まで移動して撮像する必要がなく、ユーザの利便性が向上する。また、３次元形状推定システム１０及び無人航空機１００は、所望の状態（例えば被写体の所望の撮像位置、被写体の所望の撮像サイズ、被写体の所望の撮像向き）の撮像画像を取得できる可能性が高くなり、手動撮像による撮像画像のばらつきを低減できる。
【０２０９】
また、欠損領域ＬＡの周囲において３次元空間の位置（緯度、経度、高度）のユーザ入力を必要とせずに、無人航空機１００が欠損領域ＬＡを撮像するための撮像位置及び飛行経路を生成可能であるので、ユーザの利便性が向上する。
【０２１０】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、３次元形状データを生成するための各種処理（例えば、飛行経路の生成、欠損領域の検出、３次元形状データの生成）を無人航空機が実施することを例示した。第２の実施形態では３次元形状データを生成するための各種処理を無人航空機以外の機器（例えば送信機）が実施することを例示する。
【０２１１】
図２１は、第２の実施形態における３次元形状推定システム１０Ａの構成例を示す模式図である。３次元形状推定システム１０Ａは、無人航空機１００Ａ及び送信機５０Ａを備える。無人航空機１００Ａ及び送信機５０Ａは、有線通信又は無線通信（例えば無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））により通信可能である。第２の実施形態において、第１の実施形態と同様の事項については、説明を省略又は簡略化する。
【０２１２】
図２２は、送信機５０Ａのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。送信機５０Ａは、送信機５０と比較すると、送信機制御部６１の代わりに送信機制御部６１Ａを備える。図２２の送信機５０Ａにおいて、図６の送信機５０と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化する。
【０２１３】
送信機制御部６１Ａは、送信機制御部６１の機能に加え、飛行経路の生成に関する処理を行う飛行経路処理部６５としての機能、３次元形状データの生成に関する処理を行う形状データ処理部６６としての機能、及び欠損領域の検出に関する処理を行う欠損領域検出部６７としての機能を含む。飛行経路処理部６５は、第１の実施形態における無人航空機１００のＵＡＶ制御部１１０の飛行経路処理部１１１と同様である。形状データ処理部６６は、第１の実施形態における無人航空機１００のＵＡＶ制御部１１０の形状データ処理部１１３と同様である。欠損領域検出部６７は、第１の実施形態における無人航空機１００のＵＡＶ制御部１１０の欠損領域検出部６７と同様である。
【０２１４】
飛行経路処理部６５は、パラメータ操作部ＯＰＡに入力された入力パラメータを受け取る。飛行経路処理部６５は、入力パラメータを必要に応じてメモリ６４に保持させる。飛行経路処理部６５は、必要に応じて（例えば撮影位置の決定時、飛行経路の生成時）にメモリ６４から入力パラメータの少なくとも一部を読み込む。
【０２１５】
メモリ６４は、送信機５０Ａ内の各部を制御するのに必要なプログラム等を格納する。メモリ６４は、送信機制御部６１Ａが、飛行経路処理部６５や形状データ処理部６６や欠損領域検出部６７の実行に必要なプログラム等を格納する。メモリ６４は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体でよく、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、及びＵＳＢメモリ等のフラッシュメモリの少なくとも１つを含んでよい。メモリ６４は、送信機５０Ａの内部に設けられてよい。送信機５０Ａから取り外し可能に設けられてよい。
【０２１６】
飛行経路処理部６５は、第１の実施形態の飛行経路処理部１１１と同様の方法で、撮像位置ＣＰの決定、飛行経路ＦＰＡ，ＦＰＢ，ＦＰＣの生成、等をしてよい。飛行経路処理部６５は、無線通信部６３を介して、決定された撮像位置の情報及び飛行経路の情報を無人航空機１００Ａへ送信してよい。
【０２１７】
形状データ処理部６６は、無線通信部６３を介して、無人航空機１００Ａにより飛行経路の各撮像位置で撮像された撮像画像を受信して取得してよい。受信された撮像画像は、メモリ６４に保持されてよい。形状データ処理部６６は、取得された複数の撮像画像を基に、３次元形状データを生成してよい。生成された３次元形状データは、メモリ６４に保持されてよい。
【０２１８】
欠損領域検出部６７は、３次元形状データにおいて欠損領域を検出する。
【０２１９】
図２３は、無人航空機１００Ａのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。無人航空機１００Ａは、無人航空機１００と比較すると、ＵＡＶ制御部１１０の代わりにＵＡＶ制御部１１０Ａを備える。ＵＡＶ制御部１１０Ａは、撮像制御部１１２及び飛行制御部１１５を備えるが、飛行経路処理部１１１、形状データ処理部１１３及び欠損領域検出部１１４を備えない。図２３の無人航空機１００Ａにおいて、図４の無人航空機１００と同様の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
【０２２０】
次に、３次元形状推定システム１０Ａの動作例について説明する。
【０２２１】
３次元形状推定システム１０Ａでは、送信機５０Ａのパラメータ操作部ＯＰＡが、入力パラメータを入力する。飛行経路処理部６５が、入力パラメータを用いて、撮像位置を決定し、撮像位置を通過する飛行経路（例えば飛行経路ＦＰＡ）を生成する。無線通信部６３は、撮像位置の情報と飛行経路の情報とを無人航空機１００Ａへ送信する。
【０２２２】
無人航空機１００Ａでは、ＵＡＶ制御部１１０Ａが、通信インタフェース１５０を介して、決定された撮像位置の情報及び生成された飛行経路の情報を送信機５０Ａから受信等により取得し、メモリ１６０に保持させる。飛行制御部１１５が、取得された飛行経路に従って飛行制御する。撮像制御部１１２は、飛行経路における撮像位置（空撮位置）（Waypoint）で、撮像装置２２０又は２３０に画像（空撮画像）を撮像させる。通信インタフェース１５０は、撮像画像を送信機５０Ａに送信する。
【０２２３】
送信機５０Ａでは、無線通信部６３が撮像画像を受信すると、形状データ処理部６６が、複数の撮像画像を基に３次元形状データを生成する。欠損領域検出部６７は、３次元形状データにおいて欠損領域を検出する。飛行経路処理部６５は、欠損領域を撮像するための飛行経路ＦＰＢ又は飛行区間ｆｐｂを含む飛行経路を生成する。無線通信部６３は、生成された飛行経路の情報と飛行経路上の撮像位置の情報とを無人航空機１００Ａへ送信する。
【０２２４】
無人航空機１００Ａでは、ＵＡＶ制御部１１０Ａが、通信インタフェース１５０を介して、撮像位置の情報及び飛行経路の情報を送信機５０Ａから受信等により取得し、メモリ１６０に保持させる。飛行制御部１１５が、取得された飛行経路ＦＰＢ又は飛行区間ｆｐｂを含む飛行経路に従って飛行制御する。撮像制御部１１２が、飛行経路における欠損領域の側方で、撮像装置２２０又は２３０に欠損領域に向けて水平方向に撮像させる。通信インタフェース１５０が、撮像画像を送信機５０Ａに送信する。
【０２２５】
送信機５０Ａでは、無線通信部６３が撮像画像を受信すると、形状データ処理部６６が、複数の撮像画像を基に３次元形状データを生成する。これにより、形状データ処理部６６は、欠損領域周辺のおける撮像画像を多数用いて、３次元形状データを生成できる。
【０２２６】
このように、３次元形状推定システム１０Ａ及び送信機５０Ａは、固定経路を通りながら上空を画一的に飛行して空撮するだけでは得られない、欠損領域ＬＡに向けて水平方向を撮像した画像を多く取得する。そのため、３次元形状推定システム１０Ａ及び送信機５０Ａは、欠損領域ＬＡにおける３次元復元に用いる撮像画像が増大し、欠損領域ＬＡの３次元形状の復元精度を向上できる。
【０２２７】
また、欠損領域ＬＡを撮像するための飛行経路ＦＬＢを生成し、飛行経路ＦＬＢの各撮像位置ＣＰで無人航空機１００Ａが撮像するので、欠損領域ＬＡを撮像するために撮像者が撮像装置を把持して手動で撮像しなくて済む。よって、欠損領域ＬＡ周辺の画像の撮像を希望するユーザが、欠損領域ＬＡの周辺まで移動して撮像する必要がなく、ユーザの利便性が向上する。また、３次元形状推定システム１０Ａ及び送信機５０Ａは、所望の状態（例えば被写体の所望の撮像位置、被写体の所望の撮像サイズ、被写体の所望の撮像向き）の撮像画像を取得できる可能性が高くなり、手動撮像による撮像画像のばらつきを低減できる。
【０２２８】
また、欠損領域ＬＡの周囲において３次元空間の位置（緯度、経度、高度）のユーザ入力を必要とせずに、送信機５０Ａが欠損領域ＬＡを撮像するための撮像位置及び飛行経路を生成可能であるので、ユーザの利便性が向上する。
【０２２９】
（第３の実施形態）
第２の実施形態では、３次元形状データを生成するための各種処理（例えば、飛行経路の生成、欠損領域の検出、３次元形状データの生成）を送信機が実施することを例示した。第３の実施形態では、３次元形状データを生成するための各種処理を送信機以外の通信端末（例えばＰＣ）が実施する。
【０２３０】
図２４は、第３の実施形態における３次元形状推定システム１０Ｂの構成例を示す模式図である。３次元形状推定システム１０Ｂは、無人航空機１００Ａ及びＰＣ７０を含む。無人航空機１００Ａ及びＰＣ７０は、有線通信又は無線通信（例えば無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））により通信可能である。
【０２３１】
ＰＣ７０は、通信デバイス、メモリ、プロセッサ、入力デバイス、及びディスプレイを備えてよい。ＰＣ７０は、第２の実施形態の送信機５０Ａが備えるパラメータ操作部ＯＰＡ、飛行経路処理部６５、形状データ処理部６６、及び欠損領域検出部６７の機能を有してよい。ＰＣ７０には、３次元形状推定方法を実現するためのプログラム（アプリケーション）がインストールされてよい。
【０２３２】
３次元形状推定システム１０Ｂ及びＰＣ７０によれば、送信機５０Ａを用いずに、汎用性の高いＰＣ７０を用いて、欠損領域となり易いオブジェクト周辺の３次元形状の推定精度を容易に生成できる。
【０２３３】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に記載の範囲には限定されない。上述した実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載からも明らかである。
【０２３４】
特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現可能である。特許請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「先ず、」、「次に」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【０２３５】
第１〜第３の実施形態では、飛行体として無人航空機１００を例示したが、人が搭乗した有人航空機を自動飛行させたものでもよい。
【０２３６】
第１〜第３の実施形態では、被写体は、地上に建造されたオブジェクト以外でもよく、例えば海上に建造されたオブジェクトでもよい。
【符号の説明】
【０２３７】
１０，１０Ａ，１０Ｂ  ３次元形状推定システム
５０，５０Ａ  送信機
５０Ｂ  筐体
５３Ｌ  左制御棒
５３Ｒ  右制御棒
６１  送信機制御部
６３  無線通信部
６４  メモリ
６５  飛行経路処理部
６６  形状データ処理部
６７  欠損領域検出部
７０  ＰＣ
１００，１００Ａ  無人航空機
１０２  ＵＡＶ本体
１１０，１１０Ａ  ＵＡＶ制御部
１１１  飛行経路処理部
１１２  撮像制御部
１１３  形状データ処理部
１１４  欠損領域検出部
１１５  飛行制御部
１５０  通信インタフェース
１６０  メモリ
２００  ジンバル
２１０  回転翼機構
２２０，２３０  撮像装置
２４０  ＧＰＳ受信機
２５０  慣性計測装置
２６０  磁気コンパス
２７０  気圧高度計
Ａ１  飛行範囲
ＡＮ１，ＡＮ２  アンテナ
Ｂ１  電源ボタン
Ｂ２  ＲＴＨボタン
ＢＬ  建物
ＣＩ，ＣＩ１，ＣＩ２，ＣＩ３，ＣＩ４  撮像画像
ＣＰ  撮像位置
ＤＰ  表示部
ＦＰＡ，ＦＰＢ，ＦＰＣ  飛行経路
ｆｐａ、ｆｐｂ  飛行区間
Ｌ１  リモートステータス表示部
Ｌ２  バッテリ残量表示部
ＬＡ  欠損領域
Ｍ１  地図情報
ＭＴ  山
ＯＰＡ  パラメータ操作部
ＯＰＳ  操作部セット
ＳＤ，ＳＤ１，ＳＤ２，ＳＤ３，ＳＤ４  ３次元形状データ
【図１】
0006688901.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006688901.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006688901.tif 000006
【図６】
0006688901.tif 000007
【図７】
0006688901.tif 000008
【図８】
0006688901.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0006688901.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0006688901.tif 000013
【図１３】
0006688901.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
0006688901.tif 000019
【図１９】
0006688901.tif 000020
【図２０】
0006688901.tif 000021
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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