(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
設定された飛行経路に沿って自律飛行する飛行体と、前記飛行体の飛行経路を設定する設定装置とを備え、前記飛行体は、測量対象を撮影するカメラ、及び自律飛行に要する飛行機構を有する測量システムであって、
前記設定装置は、
飛行経路の候補となる候補経路を示す候補経路情報を予め記録している候補経路記録部から候補経路情報を読み取る読取手段と、
測量範囲を示す範囲情報を取得する範囲取得手段と、
前記読取手段により読み取った候補経路情報にて示される候補経路のうちで、前記範囲取得手段が取得した範囲情報により示される測量範囲内の候補経路を切り出す経路切出手段と、
前記経路切出手段により切り出した候補経路を含む飛行経路を決定する経路決定手段と、
決定した飛行経路を示す経路情報を出力する出力手段と
を備え、
前記飛行体は、
前記設定装置から出力された経路情報に基づく飛行経路に沿って、前記飛行機構により自律飛行する自律飛行手段と、
飛行経路を自律飛行中に、前記カメラによる測量対象の撮影に基づいて画像情報を生成する撮影手段と
を備える
ことを特徴とする測量システム。
【請求項２】
請求項１に記載の測量システムであって、
前記設定装置は、
画像を表示する表示部と、
位置を示す位置情報を取得する初期位置情報取得手段と、
前記初期位置情報取得手段が取得した位置情報により示される位置の周囲の地図を、前記表示部に表示させる地図表示手段と、
前記経路決定手段が決定した飛行経路を、前記地図表示手段により表示された地図に重畳して、前記表示部に表示させる飛行経路手段と
を備える
ことを特徴とする測量システム。
【請求項３】
請求項２に記載の測量システムであって、
前記範囲取得手段は、
前記地図表示手段により表示された地図に対して指定された範囲に基づく範囲情報を取得する
ことを特徴とする測量システム。
【請求項４】
請求項１に記載の測量システムであって、
前記設定装置は、
位置を示す位置情報を取得する初期位置情報取得手段を更に備え、
前記範囲取得手段は、
前記初期位置情報取得手段が取得した位置情報により示される位置を起点とし、指定された飛行距離、又は飛行時間及び飛行速度に基づく範囲情報を取得する
ことを特徴とする測量システム。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の測量システムであって、
前記飛行体の撮影に基づいて生成した画像情報を処理する処理装置を更に備え、
前記処理装置は、
画像情報に係る位置を示す画像位置情報を取得する画像位置情報取得手段と、
前記画像位置情報取得手段が取得した画像位置情報及び前記画像情報に基づいて、画像情報にて示される画像を加工した加工画像を生成する画像処理手段と
を備える
ことを特徴とする測量システム。
【請求項６】
請求項５に記載の測量システムであって、
前記飛行体は、
ＧＮＳＳ衛星からの電波を受信する受信機と、
飛行経路を自律飛行中に、前記受信機にて自機の位置を示す飛行体位置情報を取得する飛行位置取得手段と
を備え、
前記画像位置情報取得手段は、
前記飛行位置取得手段が取得した飛行体位置情報を画像位置情報として取得する
ことを特徴とする測量システム。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載の測量システムであって、
前記画像位置情報取得手段は、
画像情報にて示される画像に含まれる所定の撮影対象の位置を示す標識位置情報を画像位置情報として取得する
ことを特徴とする測量システム。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の測量システムであって、
前記設定装置は、
飛行に対する危険物の位置を示す危険物位置情報を取得する手段と、
取得した危険物位置情報に基づいて、経路情報にて示される飛行経路を修正する手段と
を備える
ことを特徴とする測量システム。
【請求項９】
飛行経路に沿って自律飛行する飛行体の飛行経路を設定する設定装置であって、
飛行経路の候補となる候補経路を示す候補経路情報を予め記録している候補経路記録部から候補経路情報を読み取る読取手段と、
測量範囲を示す範囲情報を取得する範囲取得手段と、
前記読取手段により読み取った候補経路情報にて示される候補経路のうちで、前記範囲取得手段が取得した範囲情報により示される測量範囲内の候補経路を切り出す経路切出手段と、
前記経路切出手段により切り出した候補経路を含む飛行経路を決定する経路決定手段と、
決定した飛行経路を示す経路情報を前記飛行体に設定すべく出力する出力手段と
を備えることを特徴とする設定装置。
【請求項１０】
飛行経路に沿って自律飛行する飛行体の飛行経路を、コンピュータに設定させる設定プログラムであって、
飛行経路の候補となる候補経路を示す候補経路情報を予め記録している候補経路記録部から候補経路情報を読み取る読取ステップと、
測量範囲を示す範囲情報を取得する範囲取得ステップと、
読み取った候補経路情報にて示される候補経路のうちで、取得した範囲情報により示される測量範囲内の候補経路を切り出す経路切出ステップと、
切り出した候補経路を含む飛行経路を決定する経路決定ステップと、
決定した飛行経路を示す経路情報を前記飛行体に設定すべく出力する出力ステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とする設定プログラム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の設定プログラムを記録したことを特徴とするコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、設定された飛行経路に沿って自律飛行する飛行体と、飛行体の飛行経路を設定する設定装置とを備えた測量システム、そのような測量システムにて用いられる設定装置、そのような設定装置を実現するための設定プログラム、及びそのような設定プログラムを記録した記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
飛行体に搭載したカメラにより、地形、構造物等の測量対象を撮影する測量システムが知られている。このような測量システムでは、測量対象を複数の位置及び角度から写真撮影し、撮影により得られた複数枚の写真と撮影時の条件（例えば、撮影位置、撮影姿勢等）とに基づいて、３次元座標の取得等の画像処理を用いた写真測量が行われる。
【０００３】
画像処理を用いた写真測量としては、例えば、２つ以上の異なる位置から撮影した写真に写っている共通の点を識別し、各写真の撮影時のカメラ位置から共通点への視線又は光線が交わる点に基づいて３次元座標を求めるステレオ解析による写真測量を挙げることができる。
【０００４】
また、写真測量における調整計算法としては、一般的に、誤差の二乗和を最小化する最小二乗法を用いて各写真の画像間の対応点を空間上で結ぶことにより写真相互間のつながりをつけて３次元座標を計算するバンドル調整法（いわゆるバンドル計算）が主流となっている。
【０００５】
このようなカメラを搭載した飛行体が飛行を行い、飛行中に撮影した測量対象に基づいて測量を行うシステムは、例えば、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００８／１５２７４０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
飛行体を飛行させて測量対象を撮影させる従来の測量方法では、測量の作業担当者が、飛行体の飛行経路を決定し、決定した飛行経路に沿って飛行体を自律飛行するように設定する作業が必要となる。しかしながら、飛行経路の決定及び設定を行う作業担当者には、ある程度の知識及び作業練度が求められる。また、このような資質を有する作業担当者であっても、飛行経路の設定ミス等の誤操作を行うことがあり、例えば、飛行経路の設定ミスは、飛行体の障害物への衝突、バッテリー切れによる墜落等の事故に繋がる恐れもある。
【０００８】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、候補経路情報として予め記録されている候補経路から、取得した測量範囲に基づいて切り出した候補経路を飛行体の飛行経路として設定する。これにより、比較的知識が乏しく、作業練度の低い作業担当者であっても、飛行体による測量が可能となり、また設定ミス等のトラブルを防止することができる。即ち、本発明は、作業担当者の負担を軽減することが可能な測量システムの提供を主たる目的とする。
【０００９】
また、本発明は、本発明に係る測量システムにて用いられる設定装置、そのような設定装置を実現するための設定プログラム、及びそのような設定プログラムを記録した記録媒体の提供を他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係る測量システムは、設定された飛行経路に沿って自律飛行する飛行体と、前記飛行体の飛行経路を設定する設定装置とを備え、前記飛行体は、測量対象を撮影するカメラ、及び自律飛行に要する飛行機構を有する測量システムであって、前記設定装置は、飛行経路の候補となる候補経路を示す候補経路情報を予め記録している候補経路記録部から候補経路情報を読み取る読取手段と、測量範囲を示す範囲情報を取得する範囲取得手段と、前記読取手段により読み取った候補経路情報にて示される候補経路のうちで、前記範囲取得手段が取得した範囲情報により示される測量範囲内の候補経路を切り出す経路切出手段と、前記経路切出手段により切り出した候補経路を含む飛行経路を決定する経路決定手段と、決定した飛行経路を示す経路情報を出力する出力手段とを備え、前記飛行体は、前記設定装置から出力された経路情報に基づく飛行経路に沿って、前記飛行機構により自律飛行する自律飛行手段と、飛行経路を自律飛行中に、前記カメラによる測量対象の撮影に基づいて画像情報を生成する撮影手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
これにより、作業担当者は、測量範囲内で適正な飛行経路を容易に設定することができる。
【００１２】
また、本発明に係る測量システムは、前記設定装置は、画像を表示する表示部と、位置を示す位置情報を取得する初期位置情報取得手段と、前記初期位置情報取得手段が取得した位置情報により示される位置の周囲の地図を、前記表示部に表示させる地図表示手段と、前記経路決定手段が決定した飛行経路を、前記地図表示手段により表示された地図に重畳して、前記表示部に表示させる飛行経路手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
これにより、設定された飛行経路を地図上に表示することができる。
【００１４】
また、本発明に係る測量システムは、前記範囲取得手段は、前記地図表示手段により表示された地図に対して指定された範囲に基づく範囲情報を取得することを特徴とする。
【００１５】
これにより、作業担当者は、地図上で視認しながら測量範囲を設定することがである。
【００１６】
また、本発明に係る測量システムは、前記設定装置は、位置を示す位置情報を取得する初期位置情報取得手段を更に備え、前記範囲取得手段は、前記初期位置情報取得手段が取得した位置情報により示される位置を起点とし、指定された飛行距離、又は飛行時間及び飛行速度に基づく範囲情報を取得することを特徴とする。
【００１７】
これにより、作業担当者は、測量範囲を容易に設定することができる。
【００１８】
また、本発明に係る測量システムは、前記飛行体の撮影に基づいて生成した画像情報を処理する処理装置を更に備え、前記処理装置は、画像情報に係る位置を示す画像位置情報を取得する画像位置情報取得手段と、前記画像位置情報取得手段が取得した画像位置情報及び前記画像情報に基づいて、画像情報にて示される画像を加工した加工画像を生成する画像処理手段とを備えることを特徴とする。
【００１９】
これにより、作業担当者の作業負荷を増加させることなく、加工画像を生成することができる。
【００２０】
また、本発明に係る測量システムは、前記飛行体は、ＧＮＳＳ衛星からの電波を受信する受信機と、飛行経路を自律飛行中に、前記受信機にて自機の位置を示す飛行体位置情報を取得する飛行位置取得手段とを備え、前記画像位置情報取得手段は、前記飛行位置取得手段が取得した飛行体位置情報を画像位置情報として取得することを特徴とする。
【００２１】
これにより、ＧＮＳＳ衛星から受信した電波に基づく位置の特定をすることができるので、高精度な加工画像の生成が可能となる。
【００２２】
また、本発明に係る測量システムは、前記画像位置情報取得手段は、画像情報にて示される画像に含まれる所定の撮影対象の位置を示す標識位置情報を画像位置情報として取得することを特徴とする。
【００２３】
これにより、電子基準点、対空標識等の撮影対象に基づく位置の特定をすることができるので、位置の特定精度を向上させることが可能となる。
【００２４】
また、本発明に係る測量システムは、前記設定装置は、飛行に対する危険物の位置を示す危険物位置情報を取得する手段と、取得した危険物位置情報に基づいて、経路情報にて示される飛行経路を修正する手段とを備えることを特徴とする。
【００２５】
これにより、危険物を避けた飛行経路を設定することが可能となる。
【００２６】
本発明に係る設定装置は、飛行経路に沿って自律飛行する飛行体の飛行経路を設定する設定装置であって、飛行経路の候補となる候補経路を示す候補経路情報を予め記録している候補経路記録部から候補経路情報を読み取る読取手段と、測量範囲を示す範囲情報を取得する範囲取得手段と、前記読取手段により読み取った候補経路情報にて示される候補経路のうちで、前記範囲取得手段が取得した範囲情報により示される測量範囲内の候補経路を切り出す経路切出手段と、前記経路切出手段により切り出した候補経路を含む飛行経路を決定する経路決定手段と、決定した飛行経路を示す経路情報を前記飛行体に設定すべく出力する出力手段とを備えることを特徴とする。
【００２７】
これにより、作業担当者は、測量範囲内で適正な飛行経路を容易に設定することができる。
【００２８】
本発明に係る設定プログラムは、飛行経路に沿って自律飛行する飛行体の飛行経路を、コンピュータに設定させる設定プログラムであって、飛行経路の候補となる候補経路を示す候補経路情報を予め記録している候補経路記録部から候補経路情報を読み取る読取ステップと、測量範囲を示す範囲情報を取得する範囲取得ステップと、読み取った候補経路情報にて示される候補経路のうちで、取得した範囲情報により示される測量範囲内の候補経路を切り出す経路切出ステップと、切り出した候補経路を含む飛行経路を決定する経路決定ステップと、決定した飛行経路を示す経路情報を前記飛行体に設定すべく出力する出力ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００２９】
したがって、本発明に係る設定プログラムを、コンピュータにて実行することにより、コンピュータが本発明に係る設定装置として作動するため、作業担当者は、測量範囲内で適正な飛行経路を容易に設定することができる。
【００３０】
本発明に係る記録媒体は、前記設定プログラムを記録したことを特徴とするコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体。
【００３１】
したがって、本発明に係る記録媒体に記録されている設定プログラムを、コンピュータにて実行することにより、コンピュータが本発明に係る設定装置として作動するため、作業担当者は、測量範囲内で適正な飛行経路を容易に設定することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、飛行体に搭載されたカメラによる撮影に基づく測量において、作業担当者の作業負担を軽減しながらも、適正な飛行経路を設定することが可能である等、優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る測量システムの概要を模式的に示す概略図である。
【図２】本発明に係る測量システムにて用いられる飛行体の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る測量システムにて用いられる飛行体が備える自律飛行機構を模式的に示す概略構成図である。
【図４】本発明に係る測量システムにて用いられる飛行体が備える自律飛行機構を模式的に示す概略構成図である。
【図５Ａ】本発明に係る測量システムにおいて、制御装置にて扱われる情報の形式の一例を概念的に示す説明図である。
【図５Ｂ】本発明に係る測量システムにおいて、制御装置にて扱われる情報の形式の一例を概念的に示す説明図である。
【図６】本発明に係る測量システムにて用いられる設定装置の構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明に係る測量システムにて用いられる候補経路データベースの記録内容の一例を概念的に示す説明図である。
【図８】本発明に係る測量システムにおいて設定される候補経路の一例を概念的に示す模式図である。
【図９】本発明に係る測量システムにて用いられる処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図１０Ａ】本発明に係る測量システムにて用いられる測量情報データベースの記録内容の一例を概念的に示す説明図である。
【図１０Ｂ】本発明に係る測量システムにて用いられる加工手順テーブルの記録内容の一例を概念的に示す説明図である。
【図１０Ｃ】本発明に係る測量システムにて用いられる加工画像データベースの記録内容の一例を概念的に示す説明図である。
【図１１】本発明に係る測量システムにて用いられる設定装置の飛行経路設定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明に係る設定装置の表示部に表示される表示内容の一例を示す説明図である。
【図１３】本発明に係る設定装置の表示部に表示される表示内容の一例を示す説明図である。
【図１４】本発明に係る設定装置の表示部に表示される表示内容の一例を示す説明図である。
【図１５】本発明に係る測量システムにて用いられる飛行体の測量処理の一例を示すフローチャートである。
【図１６】本発明に係る測量システムにて用いられる処理装置の画像加工処理の一例を示すフローチャートである。
【図１７】本発明に係る測量システムにて用いられる対空標識の準備作業の一例を示すフローチャートである。
【図１８】本発明に係る測量システムにて用いられる処理装置の画像加工処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具現化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
【００３５】
［測量システムの全体構成］
図１は、本発明に係る測量システムの概要を模式的に示す概略図である。図１に例示した測量システムでは、自律飛行可能な飛行体１０を用いて写真撮影に基づく測量を行う。また、測量において、例えば、飛行体１０の飛行経路の決定に際し、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System：全地球測位システム）による位置特定が実施される。ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System：全地球測位システム）としては、ＧＰＳ：Global Positioning System（米国）、ＧＬＯＮＡＳＳ：GLObal'naya NAvigatsionnaya Sputnikovaya Sistema（ロシア）、ガリレオ：Galileo（欧州）、コンパス：Compass（中国）、ＱＺＳＳ：Quasi-Zenith Satellite System（日本）等のシステムを例示することができる。なお、以降の説明では、ＧＮＳＳとして、ＧＰＳを用いた例について説明する。
【００３６】
飛行体１０は、例えば、無人飛行体（ＵＡＶ:Unmanned Aerial Vehicle）の一種である小型無人ヘリコプターが用いられる。小型無人ヘリコプターとしては、ローターの数が１つのものであっても良く、複数のローターが機体１１の周りに均等に配設されたマルチコプターであっても良い。マルチコプターとしては、４つのローターを有するクアッドコプター、６つのローターを有するヘキサコプター、８つのローターを有するオプトコプター等の飛行体１０を例示することができる。図１では、８つのローターを有するオプトコプターが飛行体１０として例示されている。
【００３７】
飛行体１０は、設定装置７０により設定された飛行経路に沿って自律飛行を行い、搭載されているカメラ３０により、測量対象を撮影する。設定装置７０は、ノート型コンピュータ、タブレット型コンピュータ等の持ち運びが可能なコンピュータを用いて構成される。
【００３８】
飛行体１０は、ＧＰＳ衛星１００からの電波を受信するＧＰＳ受信機２０を搭載しており、ＧＰＳ衛星１００からの電波に基づいて日付、時刻、緯度、経度、楕円体高といった情報を取得することができる。なお、設定装置７０にも、ＧＰＳ衛星１００からの電波を受信するＧＰＳ受信部７８（図６参照）が搭載されている。ＧＰＳ衛星１００から取得する楕円体高とは、地球の重力の等ポテンシャル面を示すジオイド面に近似される楕円体の表面に対する垂直な高さであり、楕円体高とジオイド面とから、標高を算出することができる。さらに、楕円体高又は楕円体高から算出した標高は、後述するように、地表面からの高さを示す対地高度に換算することができる。
【００３９】
また、測量システムでは、飛行体１０の撮影に基づいて生成した画像情報を処理するサーバコンピュータ等のコンピュータにて構成される処理装置８０が用いられる。
【００４０】
このような様々な装置を用いて構成される本発明に係る測量システムにおいて、測量作業を担当する作業担当者は、飛行体１０及び設定装置７０を所持して現地に赴き、設定装置７０により飛行体１０の飛行経路の設定等の作業を行う。そして、飛行体１０の撮影により得られた画像は、処理装置８０にて画像処理を実行することにより、測量結果としての加工画像に加工される。このような工程において、本発明に係る測量システムは、飛行体１０の飛行経路の設定、対空標識（ＧＣＰ:Grand Control Point）の設置、撮影により得られた画像に対する加工等の作業を省略又は簡略化することが可能である。従って、作業担当者の負担を軽減すると共に、飛行経路の設定ミス等の作業ミスの発生を防止することができる。
【００４１】
［各種装置の構成］
図２は、本発明に係る測量システムにて用いられる飛行体１０の構成例を示すブロック図である。飛行体１０は、ＧＰＳ受信機２０、カメラ３０、電源４０、自律飛行機構５０等の各種機構を搭載しており、更に、これらの機構を制御する制御装置６０を搭載している。
【００４２】
ＧＰＳ受信機２０は、ＧＰＳアンテナ２１（図１、図３及び図４参照）を備え、ＧＰＳ衛星１００（図１参照）からの電波をＧＰＳアンテナ２１で受信し、ＧＰＳ衛星１００からの電波に基づいて日付、時刻、緯度、経度、楕円体高といった情報を取得することができるように構成されている。具体的には、ＧＰＳ受信機２０は、ＮＭＥＡ（National Marine Electronics Association）規格により、ＧＧＡ（Global Positioning System Fix Data）から時刻（協定世界時、ＵＴＣ：Coordinated Universal Time）、緯度、経度、楕円体高を、ＺＤＡ（Time & Date）から日付（西暦、年、月、日）（ＵＴＣ）を取得するように構成されている。なお、ＧＰＳ受信機２０におけるＧＰＳアンテナ２１は、正確な位置を含む撮影情報の値を取得するという観点から、カメラ３０における撮像部の近傍に設けられている。
【００４３】
カメラ３０は、飛行体１０に搭載されて飛行体１０から地形、構造物等の測量対象を撮影する機構であり、また、カメラ３０は、撮影及び画像データの生成に要するクロック機能等の各種機能を有している。そして、カメラ３０は、撮影した写真の画像データとクロック機能により得られる写真を撮影した時の日時（日付及び時刻）である撮影日時とを対応付けてＳＤ（Secure Digital）メモリーカード等の第１記録媒体Ｍ１に記録する。
【００４４】
詳しくは、カメラ３０は、撮影した写真の画像データを、撮影日時、緯度、経度及び楕円体高を含む予め定めた所定の情報を埋め込み可能に規格化された画像ファイルデータフォーマット（例えば、Ｅｘｉｆ（登録商標）：Exchangeable image file format）の形式で第１記録媒体Ｍ１に記録する構成とされている。なお、緯度、経度、楕円体高等の情報を画像データのファイル名として記録しても良く、また画像データと関連付けてこれらの情報を示したテキストファイルを記録するようにしても良い。
【００４５】
電源４０は、自律飛行機構５０及び制御装置６０に電力を供給する二次電池等のバッテリーであり、電源４０の残電力等の情報は、制御部６１により管理されている。
【００４６】
自律飛行機構５０は、飛行体１０が自律飛行を行うための機構であり、姿勢安定化部５１（所謂、スタビライザー）、回転翼５２、ＧＰＳ受信機５３等の様々な装置を搭載している。
【００４７】
制御装置６０により直接制御されるＧＰＳ受信機２０は、主としてカメラ３０による撮影に係る情報を取得するために用いられるのに対し、自律飛行機構５０が備えるＧＰＳ受信機５３は、主として飛行体１０の自律飛行に用いられる。このため、制御装置６０側のＧＰＳ受信機２０は、精度が重要視されるが、自律飛行機構５０側のＧＰＳ受信機５３は、感度が重要視される。
【００４８】
図３及び図４は、本発明に係る測量システムにて用いられる飛行体１０が備える自律飛行機構５０を模式的に示す概略構成図である。図３及び図４では、自律飛行機構５０の姿勢安定化部５１を主として示しており、図３（ａ）は、正面図であり、図３（ｂ）は、側面図である。また、図４（ａ）は、機体１１が左右方向に傾いた状態での機体１１と姿勢安定化部５１との位置関係を示す正面図であり、図４（ｂ）は、機体１１が前後方向に傾いた状態での機体１１と姿勢安定化部５１との位置関係を示す側面図である。
【００４９】
姿勢安定化部５１は、機体１１の下部に設けられており、支持部材（具体的には支持フレーム）５１１と、保持部材５１２とを備えている。支持部材５１１は、機体１１に対して、前後方向に沿った第１回転軸線Ａ（具体的には回転軸５１１ａ）回りに回転自在に設けられている。保持部材５１２は、支持部材５１１に対して、左右方向に沿った第２回転軸線Ｂ（具体的には回転軸５１２ａ）回りに回転自在に設けられている。
【００５０】
そして、カメラ３０は、保持部材５１２に対して着脱可能に保持されている。保持部材５１２は、カメラ３０のレンズ３２を任意の方向に向けることが可能となるように構成されている。ここで、図３及び図４中の符号Ｃで示す点は、カメラ３０の撮像中心Ｃとなっており、支持部材５１１と保持部材５１２との構成だけを考えた場合において左右方向に沿った第２回転軸線Ｂ回りに機体１１が傾いても撮像中心Ｃがズレないようにするために、第２回転軸線Ｂと撮像中心Ｃとを合致させている。
【００５１】
また、ＧＰＳアンテナ２１は、機体１１の姿勢に関わらず、平面的に見て機体１１の撮像中心Ｃに、換言すれば、撮像中心Ｃを通る鉛直な仮想直線Ｄ（図４参照）上に（具体的にはカメラ３０の上方に）配設されている。なお、例えば、後述するように姿勢を検出し、検出した姿勢に基づく演算処理にて補正することが可能であれば、ＧＰＳアンテナ２１が、必ずしも仮想直線Ｄ上に配設されている必要は無い。
【００５２】
このような構成を備えた姿勢安定化部５１では、正面から見た時（図４（ａ）参照）、機体１１がたとえ左右方向であるローリング方向Ａ１に傾いたとしても、支持部材５１１は、機体１１に対して第１回転軸線Ａを中心に相対的に回転することができると共に、側面から見た時（図４（ｂ）参照）、機体１１がたとえ前後方向であるピッチング方向Ｂ１に傾いたとしても、保持部材５１２は、支持部材５１１に対して第２回転軸線Ｂを中心に相対的に回転することができる。これにより、機体１１がたとえローリング方向Ａ１及び／又はピッチング方向Ｂ１に傾いたとしても、支持部材５１１及び保持部材５１２を介して機体１１に支持されたカメラ３０を常に水平状態を保つことが可能となる。
【００５３】
なお、ここでは、姿勢安定化部５１が機械的な構造により姿勢を安定させる構成を例示しているが、ジャイロ機構を搭載して計算により姿勢を安定させる等の他の方法を用いることも可能である。即ち、姿勢安定化部５１が、ジャイロ機構により検出したヨーイング方向、ローリング方向Ａ１及びピッチング方向Ｂ１に基づく演算処理により、姿勢座標の検出及び補正を行うように構成することも可能である。
【００５４】
ところで、ＧＰＳアンテナ２１は、機体１１に設けられていると、機体１１の姿勢が傾くことで、機体１１が水平な状態に比べ、ローリング方向Ａ１及び／又はピッチング方向Ｂ１のズレが発生するが、本実施形態では、前述のように、機体１１の姿勢に関わらず、平面的に見て機体１１の撮像中心Ｃに配設されている。詳しくは、ＧＰＳアンテナ２１は、図３及び図４に示すように、支持アーム部材（具体的には取り付けフレーム）５１３を介して、カメラ３０を保持して水平姿勢が維持される保持部材５１２に設けられている。そのため、ＧＰＳアンテナ２１の中心と撮像中心Ｃとの間のズレは、鉛直方向の距離Ｌ（図４参照）だけとなる。なお、距離Ｌの鉛直方向のズレは、測定精度に対し許容範囲内とされている。
【００５５】
図２に戻り、制御装置６０について更に説明する。制御装置６０は、上述したＧＰＳ受信機２０、カメラ３０、電源４０、自律飛行機構５０等の各種機構に対する制御を司る装置である。制御装置６０は、制御の主体となるＣＰＵ（Central Processing Unit）等の制御部６１と、制御部６１の制御に関する各種情報を記憶する記憶部６２とを備えている。
【００５６】
記憶部６２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）等の不揮発メモリ６２ａと、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発メモリ６２ｂと、第１記録媒体Ｍ１に対して情報の読み書きを行う補助記憶部６２ｃとを備えている。第１記録媒体Ｍ１としては、例えば、ＳＤメモリーカード等の記録媒体を用いることができる。
【００５７】
このように構成された制御装置６０は、記憶部６２が有する不揮発メモリ６２ａに予め記憶されている制御プログラム及びデータ等の各種情報を読み取り、揮発メモリ６２ｂに一時的に記憶させて実行することにより、各機構の動作を制御する。
【００５８】
制御装置６０の制御に基づいて、ＧＰＳ受信機２０は、ＧＰＳ受信機２０からの電波を受信して位置を示す情報を取得し、カメラ３０は、撮影により画像情報を生成する。このようにして得られた情報は、記憶部６２に記憶される。
【００５９】
記憶部６２に記憶される情報の形式（フォーマット）について説明する。図５Ａ及び図５Ｂは、本発明に係る測量システムにおいて、制御装置６０にて扱われる情報の形式の一例を概念的に示す説明図である。
【００６０】
図５Ａは、カメラ３０の撮影に基づいて生成される画像情報の記録形式の一例を示している。撮影により得られた画像をデータ化した画像情報は、撮影時刻を示すデータが付加された形式で記憶部６２に記憶される。
【００６１】
図５Ｂは、ＧＰＳ受信機２０により取得される情報の記録形式の一例を示している。ＧＰＳ受信機２０により取得される位置を示す情報は、撮影位置を、緯度、経度及び楕円体高により示す飛行体位置情報として記録される。また、飛行体位置情報には、撮影指示時刻を示す情報及びＧＰＳ情報取得時刻を示す情報が付加される。撮影指示時刻とは、制御装置６０からカメラ３０に対し、シャッターを切って撮影させる命令である撮影信号を送信した時刻を示すデータである。ＧＰＳ情報取得時刻とは、ＧＰＳ受信機２０がＧＰＳ衛星１００からの電波を受信した時刻を示すデータである。
【００６２】
ＧＰＳ情報の取得は、例えば、ＧＰＳ衛星１００からの電波を受信する１秒等のＧＰＳ受信周期のｍ倍（ｍは１以上の整数）の周期で実施される。そして、ＧＰＳ情報の取得と同期するように制御装置６０は撮影信号を出力する。ただし、撮影信号の出力からカメラ３０のシャッターが切られるまでの間に遅れ時間が生じる。そこで、予め撮影信号の出力からシャッターが切られて撮影が行われるまでの遅れ時間を測定しておき、測定した遅れ時間を加味して、撮影信号の出力時間を調整することにより、ＧＰＳ情報を取得する時刻と実際に撮影された時刻とを同期させることが可能となる。
【００６３】
このように、ＧＰＳ受信機２０によりＧＰＳ情報を取得した時刻と、カメラ３０にて撮影した時刻とを同期させることにより、遅れ時間に起因する測量誤差の発生を防止し、測量精度を向上させることができる。
【００６４】
また、ここでは、飛行体位置情報として、楕円体高を示す情報を記録する形態を示しているが、ジオイド面を示す情報を別途取得し、ＧＰＳ受信機２０により取得された楕円体高を示す情報及びジオイド面を示す情報から、標高を示す情報を算出し、算出した標高を示す情報を飛行体位置情報として記録するようにしても良い。このような楕円体高から標高への換算は、制御装置６０にて実行されるものとするが、ＧＰＳ受信機２０、カメラ３０等の制御装置６０以外の機構に換算機能を実装する等、適宜設計することが可能である。
【００６５】
なお、画像情報、飛行体位置情報等の各種情報は、必ずしも制御装置６０の記憶部６２に記憶する必要は無く、必要に応じて、ＧＰＳ受信機２０、カメラ３０等の他の機構で記憶するようにしても良い。
【００６６】
図６は、本発明に係る測量システムにて用いられる設定装置７０の構成例を示すブロック図である。設定装置７０は、制御部７１、記録部７２、記憶部７３、補助記憶部７４、表示部７５、入力部７６、通信部７７、ＧＰＳ受信部７８等の各種機構を備えている。
【００６７】
制御部７１は、装置全体を制御するＣＰＵ等の機構である。記録部７２は、ハードディスク、半導体メモリ等の不揮発メモリを用いて構成される機構であり、各種プログラム及びデータ等の情報を記録する。記憶部７３は、ＲＡＭ等の揮発メモリを用いて構成される機構である。
【００６８】
補助記憶部７４は、ＣＤ-ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等の光ディスクにアクセス可能なディスクドライブ、ＳＤメモリーカード等のカード型メモリにアクセス可能なカードスロット等の機構であり、光ディスク、カード型メモリ等の第２記録媒体Ｍ２にアクセスし、各種情報の読み取り及び書き込みを行う。
【００６９】
設定装置７０は、補助記憶部７４により、本発明に係る設定プログラムＰＧ等の各種プログラム及びデータ等の各種情報を第２記録媒体Ｍ２から読み取り、記録部７２に記録する。そして、記録部７２に記録した本発明の設定プログラムＰＧ等の各種情報を読み取り、記憶部７３に記憶させて制御部７１にて実行することにより、ノート型コンピュータ等のコンピュータは、本発明の設定装置７０として機能し、各種処理を実行する。
【００７０】
また、記録部７２の記録領域の一部は、飛行体１０の飛行経路の候補となる候補経路を記録する候補経路データベース７２ａ（候補経路記録部）として用いられており、候補経路データベース７２ａに記録されている候補経路情報は、制御部７１から適宜アクセス可能となっている。なお、記録部７２の記録領域の一部を候補経路データベース７２ａとするのではなく、設定装置７０からアクセス可能な他の記録装置に候補経路データベース７２ａを設けるようにしても良い。
【００７１】
図７は、本発明に係る測量システムにて用いられる候補経路データベース７２ａの記録内容の一例を概念的に示す説明図である。候補経路は、飛行体１０の飛行経路の候補となる経路であり、監視対象となる各地の河川、海岸、崖、その他注意を要する地形上に設定されている。候補経路データベース７２ａに記録されている候補経路は、本来曲線部分及び直線部分を含んで構成される候補経路を直線部分のみの連続する線分の集合に近似して定義したものである。図７に例示した候補経路データベース７２ａでは、連続する直線部分を構成する線分の各端点（通過点）毎に、座標等のデータを含むレコードとした形態にて示している。各端点は、通過点ａ、通過点ｂ、通過点ｃ、…とし、座標は、緯度、経度及び対地高度により示されている。対地高度は、地表面の高度を０とした場合の高度であり、本実施形態では、飛行体１０を飛行させるべく地上に載置した状態の高度を０として近似する。また、各通過点について、停止時間、許容半径、水平速度、垂直速度、動作等の各種情報が記録されている。停止時間は、飛行体１０が、その地点に到達した場合に、その地点で停止する時間を示す情報である。許容半径は、飛行体１０がその地点に到達したと見なされる範囲の設定値を示す情報である。例えば、通過点ｂの許容半径が２５ｍである場合、飛行体１０が、通過点ｂの座標位置から２５ｍ以内の範囲に到達した場合に、通過点ｂに到達したものとして各種処理が実行される。水平速度及び垂直速度は、その地点までの移動速度の設定値を示す情報である。動作は、その地点に到達した場合に実行すべき命令を示す情報である。例えば、「レンズ３２を所定の方向を向けよ」、「写真撮影せよ」等の命令を示す情報が格納される。なお、候補経路は、必ずしも通過点の座標で示す必要は無く、例えば、ベクトルデータとして示す等、適宜設計することが可能である。また、候補経路の高度を一定とする場合、高度を示す座標を省略することが可能である。
【００７２】
図８は、本発明に係る測量システムにおいて定義される候補経路の一例を概念的に示す模式図である。図８は、図７に示す候補経路データベース７２ａの記録内容に基づいて定義される候補経路の一例を示している。図８は、測量対象の候補となる地形である河川Ｒ及びその周辺を鳥瞰図として示し、河川Ｒ上に、河川Ｒに沿って定義される候補経路を実線で示し、候補経路を地上に投影した線を破線で示している。また、候補経路上の黒丸は、通過点ａ、通過点ｂ、通過点ｃ、…を示しており、候補経路データベース７２ａに記録されている座標に対応している。なお、図８では、比較的幅の狭い河川Ｒを測量対象とするため、候補経路は、河川Ｒに沿って、河川Ｒの両岸近傍に設定されているが、例えば、河口付近等の測量対象に一定の広がりがある区域の場合、候補経路は、測量漏れを防止すべく蛇行した経路として設定される。
【００７３】
本発明に係る測量システムを適用した測量が必要となる地域及び地形は数多く存在するが、候補経路データベース７２ａには、そのような地域及び地形の測量に適した候補経路が予め記録されている。なお、候補経路データベース７２ａに記録される候補経路は、適宜追加、修正等の編集作業が可能である。
【００７４】
さらに、記録部７２の記録領域の一部には、地図データ７２ｂが記録されている。記録部７２に記録されている地図データ７２ｂは、航空写真、衛星写真、地形図、市街図、道路図等の地図に関するデータであり、位置を示す緯度経度情報が含まれている。このような地図に関するデータは、ＮＴＴ空間情報株式会社、グーグル（ｇｏｏｇｌｅ）社（米国）等の事業体にて提供されており、例えば、インターネット等の通信網を介してダウンロードすることができる。また、これらの地図に関するデータに、国土交通省国土地理院から提供されている基盤地図情報の数値標高モデル（ＤＥＭ）を組み合わせて使用するようにしても良い。各社から提供されている地図に関するデータは、全国分のデータを一括でダウンロードできるタイプ、地域毎にデータをダウンロードするタイプ等の様々な形式で提供されており、記録容量、通信環境等の仕様に応じて適したタイプを選択することができる。
【００７５】
図６に戻り、設定装置７０について更に説明する。表示部７５は、各種情報を表示する液晶モニタ等の機構である。入力部７６は、作業担当者の操作入力を受け付けるキーボード、マウス等の機構である。なお、表示部７５及び入力部７６を一体化させた液晶タッチパネル等の機構を用いることも可能である。
【００７６】
通信部７７は、無線通信、有線通信等の通信を行う際に用いられる通信回路である。通信インフラが確立されている場合、通信部７７を介して他の装置、例えば飛行体１０、処理装置８０等の装置と通信を行うことができる。
【００７７】
ＧＰＳ受信部７８は、ＧＰＳ衛星１００からの電波を受信し、ＧＰＳ衛星１００からの電波に基づいて日付、時刻、緯度、経度、標高等の情報を取得するための機構である。
【００７８】
図９は、本発明に係る測量システムにて用いられる処理装置８０の構成例を示すブロック図である。処理装置８０は、制御部８１、記録部８２、記憶部８３、通信部８４等の各種機構を備えている。
【００７９】
制御部８１は、装置全体を制御するＣＰＵ等の機構である。記録部８２は、ハードディスク、半導体メモリ等の不揮発メモリを用いて構成される機構である。記憶部８３は、ＲＡＭ等の揮発メモリを用いて構成される機構である。
【００８０】
記録部８２には、画像処理プログラム等の各種プログラム及びデータ等の情報が記録されている。また、記録部８２の記録領域の一部は、測量情報データベース８２ａ（測量情報ＤＢ）、加工手順テーブル８２ｂ（加工手順ＴＢ）、加工画像データベース８２ｃ（加工画像ＤＢ）等の各種データベースとして用いられている。
【００８１】
図１０Ａは、本発明に係る測量システムにて用いられる測量情報データベース３２ａの記録内容の一例を概念的に示す説明図である。測量情報データベース３２ａは、飛行体１０を用いた測量により得られた測量情報を記録するデータベースである。測量情報データベース３２ａには、ＩＤに対応付けて、原測量情報、補正測量情報等の各種情報が記録されている。
【００８２】
ＩＤは、測量情報データベース３２ａの記録内容を識別するために付与された情報であり、例えば、個々の測量、測量を行う事業体、測量を行う作業担当者、飛行体１０、設定装置７０等の識別対象を特定するための情報である。なお、これら複数の識別対象を関連付けるために、例えば、測量情報を送信する飛行体１０の識別情報、測量を示す識別情報等の複数の識別情報を関連付けるテーブルを別途設けても良い。
【００８３】
原測量情報は、飛行体１０から受信した測量に関する情報であり、飛行体１０において、カメラ３０の撮影に基づいて生成される画像情報、撮影時刻等の情報、及びＧＰＳ受信機２０により取得される撮影指示時刻、ＧＰＳ取得時刻、飛行体位置情報等の情報である。
【００８４】
補正測量情報は、原測量情報を補正した情報であり、原測量情報を補正して得られた画像情報及び補正した画像情報に対応する補正位置情報、補正時刻情報等の情報である。
【００８５】
図１０Ｂは、本発明に係る測量システムにて用いられる加工手順テーブル８２ｂの記録内容の一例を概念的に示す説明図である。加工手順テーブル８２ｂは、測量情報に対する画像処理等の対応の手順を記録するテーブルである。加工手順テーブル８２ｂには、ＩＤに対応付けて、補正方法、補正用情報、画像処理方法等の手順に関する情報が記録されている。
【００８６】
加工手順テーブル８２ｂにおけるＩＤは、測量情報データベース８２ａに記録されているＩＤと同じ情報又は該ＩＤに対応付けられた情報である。
【００８７】
補正方法は、飛行体１０から受信した原測量情報の補正方法を規定した項目であり、補正用情報とは、補正方法として規定される処理に用いられる情報を規定した項目である。例えば、画像に含まれる基準点の正確な緯度、経度及び標高を示す情報が補正用情報として用いられる。
【００８８】
画像処理方法は、カメラ３０の撮影により得られた画像を示す画像情報に対する加工方法を規定した項目である。
【００８９】
図１０Ｃは、本発明に係る測量システムにて用いられる加工画像データベース８２ｃの記録内容の一例を概念的に示す説明図である。加工画像データベース８２ｃには、ＩＤに対応付けて加工画像を示す情報が記録されている。
【００９０】
加工画像データベース８２ｃにおけるＩＤは、測量情報データベース８２ａに記録されているＩＤと同じ情報又は記録されているＩＤに対応付けられた情報である。
【００９１】
加工画像とは、加工手順テーブル８２ｂに示されている加工方法に基づく画像処理により加工された画像を示す情報であり、測量結果として用いられる。
【００９２】
［作業手順及び処理手順］
次に、このような各種装置を用いた本発明に係る測量システムにおける測量に関する作業担当者の作業手順及び各種装置の処理手順について説明する。なお、本発明に係る測量システムを適用した測量方法は、様々な形態に展開することが可能であるが、ここでは、そのうちの二例について説明する。
【００９３】
実施例１．
図１１は、本発明に係る測量システムにて用いられる設定装置７０の飛行経路設定処理の一例を示すフローチャートである。飛行体１０を用いて測量作業を行う作業担当者は、設定装置７０を操作し、経路設定操作を行う。具体的には、飛行体１０を離陸位置に載置し、その近傍で設定装置７０に対し、アプリケーションプログラムとして記録されている設定プログラムＰＧを起動し、測量を開始させる所定の操作、例えば、所定のアイコンのクリックによる測量開始命令の入力を行う。
【００９４】
設定装置７０は、制御部７１の制御により、設定プログラムＰＧ等の各種プログラムを実行し、飛行経路設定処理を実行する。以下に、制御部７１が実行する飛行経路設定処理の一例を説明する。
【００９５】
設定装置７０の制御部７１は、入力部７６から測量を開始させるための経路設定操作を受け付ける（Ｓ１０１）。
【００９６】
経路設定操作を受け付け、制御部７１は、ＧＰＳ受信部７８により、ＧＰＳ衛星１００からの電波を受信して、自装置の位置を示す位置情報を初期位置情報として取得する（Ｓ１０２）。なお、ＧＰＳ受信部７８を有していない設定装置７０を用いる場合、アクセス可能な無線基地局の位置に基づいて位置情報を取得するようにしても良い。また、作業担当者が所持しているＧＰＳ装置にて位置情報を取得し、取得した位置情報を作業担当者が設定装置７０に入力するようにして良く、更には、位置情報に代替可能な情報、例えば住所等の情報を入力するようにしても良い。
【００９７】
制御部７１は、取得した初期位置情報が示す位置の周囲の地図を地図データ７２ｂに基づいて表示部７５に表示する（Ｓ１０３）。ステップＳ１０３では、記録部７２に記録されている地図データ７２ｂを読み取り、読み取った地図データ７２ｂから、初期位置情報が示す緯度及び経度に基づいて表示すべき周辺区域を特定し、特定した周辺区域の地図を表示部７５に表示する。
【００９８】
さらに、制御部７１は、取得した初期位置情報が示す位置の周辺に設定されている候補経路を示す候補経路情報を候補経路データベース７２ａから読み取り（Ｓ１０４）、読み取った候補経路情報にて示される候補経路を、地図に重畳して表示部７５に表示する（Ｓ１０５）。ステップＳ１０４では、記録部７２に記録されている候補経路情報を候補経路データベース７２ａを読み取る。ステップＳ１０５では、読み取った候補経路情報から、初期位置情報が示す緯度及び経度に基づいて、表示部７５に表示すべき周辺区域を特定し、特定した周辺区域に設定されている候補経路を、ステップＳ１０３にて表示した地図に重畳して表示する。
【００９９】
図１２は、本発明に係る設定装置７０の表示部７５に表示される表示内容の一例を示す説明図である。図１２は、ステップＳ１０４にて表示される表示内容を示している。図１２に示すように、鳥瞰図として示した地図データ７２ｂに基づく地図に、候補経路情報にて示される候補経路が重畳して表示されている。作業担当者は、図１２として示した表示内容を視認することにより、周辺区域で飛行体１０を飛行させるべき経路を把握することができる。
【０１００】
そして、作業担当者は、入力部７６により、測量範囲を示す範囲情報を入力する。範囲情報の入力は、地図に対して、測量範囲とすべき範囲を指定することにより行われる。より具体的には、地図上で測量範囲とすべき範囲を矩形、円形等の図形で囲むことにより行われる。また、他の範囲情報の入力方法として、作業担当者は、飛行距離を指定する入力を行う。設定装置７０では、初期位置情報により示される位置を起点とし、指定された飛行距離内で飛行可能な範囲を測量範囲として計算する。さらに、他の範囲情報の入力として、作業担当者は、飛行時間及び飛行速度を指定する入力を行う。設定装置７０では、飛行時間及び飛行速度に基づいて飛行距離を算出することができるので、算出した飛行距離に基づき測量範囲を計算することができる。なお、飛行速度に関しては予め設定装置７０に記録しておくことで入力を省略することができる。この場合、作業担当者は、飛行時間のみを入力することになる。
【０１０１】
図１３は、本発明に係る設定装置７０の表示部７５に表示される表示内容の一例を示す説明図である。図１３は、ステップＳ１０５にて、候補経路が重畳表示された地図に対し、測量範囲が指定された状態を示している。図１３では、鳥瞰図として示された地図上において、指定された矩形の測量範囲を一点鎖線で示している。なお、図１３では、地図を鳥瞰図として示しているが、測量範囲の設定時には平面図として表示するようにしても良い。
【０１０２】
図１１に示すフローチャートに戻り、制御部７１は、入力部７６からの入力に基づいて測量範囲を示す範囲情報を取得し（Ｓ１０６）、候補経路情報にて示される候補経路のうちで、取得した範囲情報により示される測量範囲内の候補経路を切り出す（Ｓ１０７）。
【０１０３】
そして、制御部７１は、切り出した候補経路を含む飛行経路を決定し（Ｓ１０８）、決定した飛行経路を、地図に重畳して表示部７５に表示する（Ｓ１０９）。ステップＳ１０８では、初期位置情報が示す位置を、飛行体１０の離着陸点とし、離着陸点から離陸した飛行体１０が、候補経路の高さまで上昇し、上昇後、候補経路まで水平飛行し、候補経路に沿って飛行後、離着陸点の上まで戻り、下降して離着陸点に着陸する経路を飛行経路として決定する。なお、図１３等に示すように、切り出された候補経路が閉じた経路ではない場合、切り出された経路の端部を結ぶように飛行経路が決定される。
【０１０４】
図１４は、本発明に係る設定装置７０の表示部７５に表示される表示内容の一例を示す説明図である。図１４は、ステップＳ１０８にて決定された飛行経路が、ステップＳ１０９にて地図上に重畳表示された状態を示している。図１４では、飛行経路近傍の鳥瞰図に飛行経路を重畳表示している。なお、飛行経路と共に、総飛行距離、予想飛行時間等の飛行経路に関する様々な情報を表示部７５に表示するようにしてもよい。
【０１０５】
図１４において、実線が決定された飛行経路を示しており、飛行経路は、指定された測量範囲に基づいて切り出された点線で示す候補経路を含んでいる。元の候補経路は、河川Ｒの両岸近傍に沿って設定されていたため、切り出された候補経路は、測量範囲で途切れることになるが、途切れた端部を結ぶように飛行経路が決定される。また、離着陸点は、初期位置情報により示される位置、ここでは、設定装置７０の位置である。また、ステップＳ１０３において、制御部７１は、飛行経路と共に、総飛行距離、予想飛行時間等の飛行経路に関する様々な情報を表示部７５に表示する。
【０１０６】
表示部７５に表示された飛行経路を視認した作業担当者は、必要に応じて飛行経路の短縮、延長等の修正を行うことができる。
【０１０７】
作業担当者が修正の入力を行った場合、制御部７１は、入力部７６から飛行経路の修正を受け付ける（Ｓ１１０）。
【０１０８】
また、制御部７１は、危険物の存在位置を示す危険物位置情報を取得する（Ｓ１１１）。危険物とは、飛行経路の周辺で飛行の障害となり得る高圧電線、高速道路、鉄道の架線（線路を含む）等の建造物、更には、落石、倒木等の自然物である。危険物位置情報の取得は、周囲を視認した作業担当者が入力部７６から入力するようにしても良く、また、通信部７７から通信網を介して取得するようにしても良い。通信網を介して取得する方法としては、例えば、公共工事等の工事を行う事業体（官公庁を含む）、自然災害を観測する事業体、その他、通信サービスを利用可能な一般ユーザが、危険物に関する情報を所定のサーバコンピュータにアップロード可能なシステムを構築し、当該システムからダウンロードすることにより取得する方法等の取得方法を例示することができる。
【０１０９】
制御部７１は、ステップＳ１１０にて受け付けた飛行経路の修正及びステップＳ１１１にて取得した危険物位置情報に基づいて飛行経路を修正する（Ｓ１１２）。飛行経路の修正が行われた場合、制御部７１は、修正後の飛行経路を表示部７５に表示する（Ｓ１１３）。なお、説明の便宜上、ステップＳ１１０の飛行経路修正の受け付け、ステップＳ１１１の危険物位置情報の取得及びステップＳ１１２の飛行経路の修正を、この順で行う形態を示したが、飛行経路の修正の受け付け及び危険物位置情報の取得は順序を逆にしても良く、また、繰り返し行っても良い。更に、ステップＳ１１３における飛行経路の修正及び修正後の飛行経路の表示は、飛行経路が修正される毎に行う様にしても良い。
【０１１０】
そして、制御部７１は、飛行経路を決定し、決定した飛行経路を示す飛行経路情報を出力する（Ｓ１１４）。出力される飛行経路は、ステップＳ１０８にて決定された飛行経路であり、修正が行われた場合は、ステップＳ１１２にて決定される修正後の飛行経路である。また、飛行経路の決定は、必要に応じて作業担当者の確認を要求するようにしても良い。ステップＳ１１４の飛行経路情報の出力は、飛行体１０に対する出力である。具体的には、飛行経路情報の出力とは、飛行体１０にて読み取り可能なＳＤメモリーカードへの補助記憶部７４による飛行経路情報の書き込みを示す。
【０１１１】
このようにして、本発明に係る測量システムにて用いられる設定装置７０の飛行経路設定処理が実行される。
【０１１２】
図１５は、本発明に係る測量システムにて用いられる飛行体１０の測量処理の一例を示すフローチャートである。飛行体１０は、制御装置６０の制御により、測量処理を実行する。以下に、制御装置６０が実行する測量処理の一例を説明する。
【０１１３】
飛行体１０の制御装置６０は、設定装置７０から出力された飛行経路情報を取得する（Ｓ２０１）。ステップＳ２０１では、設定装置７０からの出力形式に応じた方法で飛行経路の取得が行われる。即ち、設定装置７０にて、飛行経路情報がＳＤメモリーカードに書き込まれた場合、作業担当者は、当該ＳＤメモリーカードを記憶部６２に挿入し、飛行体１０は、記憶部６２により、記録されている飛行経路情報の読み取りにより取得する。なお、設定装置７０及び飛行体１０間を通信可能に構成し、通信により飛行経路情報の出力及び取得を行うようにしても良い。この場合、飛行経路設定処理におけるステップＳ１１４の飛行経路情報の出力とは、飛行経路情報を無線又は有線の通信方法により送信する処理を示し、ステップＳ２０１の飛行経路情報の取得とは、送信された飛行経路情報を受信する処理を示す。
【０１１４】
そして、飛行体１０は、制御装置６０の制御に基づき自律飛行機構５０が動作して、離陸し（Ｓ２０２）、飛行経路情報にて示される飛行経路に沿って上昇及び水平飛行し、測量開始点に到達する（Ｓ２０３）。飛行体１０は、候補経路に沿って測量を行うので、ここでは、離陸後の飛行経路のうちで元の候補経路に到達した点を測量開始点という。
【０１１５】
飛行経路に到達後、飛行体１０は、制御装置６０の制御により、自律飛行機構５０にて飛行経路に沿った自律飛行を行い（Ｓ２０４）、ＧＰＳ受信機２０にてＧＰＳ衛星１００からの電波を受信して、自機の位置を示す位置情報を飛行体位置情報として取得し（Ｓ２０５）、カメラ３０にて測量対象を撮影し、撮影に基づいて画像情報を生成する（Ｓ２０６）。ステップＳ２０４の自律飛行、ステップＳ２０５の飛行体位置情報の取得、並びにステップＳ２０６の測量対象の撮影及び画像情報の生成は並行して実行される。即ち、飛行体１０は、自律飛行中に、飛行体位置情報の取得並びに撮影及び画像情報の生成を所定の周期で継続的に実行する。そして、制御装置６０は、取得した飛行体位置情報及び生成した画像情報を、記憶部６２に逐次記憶する。
【０１１６】
そして、飛行体１０は、制御装置６０の制御に基づく自律飛行機構５０の動作により、元の候補経路に対応する飛行経路を周回して測量を完了し（Ｓ２０７）、着陸点に向かって下降し、着陸する（Ｓ２０８）。自律飛行中、制御装置６０は、電源４０の電力残量を一定の周期で検出し、検出された電力残量及び電力消費速度により求まる飛行可能距離と、着陸点までの距離とを比較する。そして、制御装置６０は、飛行可能距離と着陸点までの距離との差が所定値以下になった場合、設定された飛行経路から離脱し、着陸点に向かうように制御する。これにより、バッテリー切れによる墜落を防止することができる。
【０１１７】
そして、飛行体１０は、制御装置６０の制御により、記憶部６２に記憶した画像情報、飛行体位置情報等の各種情報を出力し（Ｓ２０８）、処理を終了する。ステップＳ２０８における各種情報の出力とは、記憶部６２に挿入されたＳＤメモリーカード等の記録媒体への書き込みを示す。なお、飛行体１０と、設定装置７０とが通信可能である場合、飛行体１０から設定装置７０へ各種情報を送信することで出力としても良い。
【０１１８】
このようにして、本発明に係る測量システムにて用いられる飛行体１０の測量処理が実行される。
【０１１９】
飛行体１０の測量処理のステップＳ２０８により、ＳＤメモリーカード等の記録媒体に出力された画像情報、飛行体位置情報等の各種情報は、処理装置８０へ送信される。処理装置８０への送信は、例えば、各種情報が記録された記録媒体を設定装置７０にて読み取り、設定装置７０からインターネット等の通信網を介して行われる。なお、記録媒体から各種情報を読み取る機能及び処理装置８０と通信する機能を有していれば、設定装置７０以外の装置を用いて各種情報の送信をするようにしても良い。また、処理の迅速化のためには、測量場所において、設定装置７０が、無線通信網を介して処理装置８０にアクセスすることが望ましいが、例えば災害現場等においては必ずしも無線通信網が機能しているとは限らない。そのような場合、作業担当者が、通信環境が整っている区域又は建造物まで記録媒体を持参し、整った通信環境下で各種情報を送信する作業を行うことになる。
【０１２０】
図１６は、本発明に係る測量システムにて用いられる処理装置８０の画像加工処理の一例を示すフローチャートである。処理装置８０は、制御部８１の制御により、飛行体１０の測量により得られた原測量情報に基づいて、画像情報を加工する画像加工処理を実行する。以下に、処理装置８０が実行する画像加工処理の一例を説明する。
【０１２１】
処理装置８０の制御部８１は、通信部８４により、飛行体１０から送信された画像情報、飛行体位置情報等の各種情報を受信し（Ｓ３０１）、受信した画像情報、飛行体位置情報等の各種情報を原測量情報として記録部８２の測量情報データベース８２ａに記録する（Ｓ３０２）。
【０１２２】
制御部８１は、通信部８４により、インターネット等の通信網を介して、設置位置が既知である基準点に係る基準点情報を取得する（Ｓ３０３）。ステップＳ３０３で取得する基準点情報とは、例えば、全国各地に設置されたＧＮＳＳ連続観測点となる電子基準点の位置を示す緯度、経度、標高等の情報である。このような基準点情報は、例えば、国土交通省国土地理院によりインターネット等の通信網上で提供されている。
【０１２３】
制御部８１は、ステップＳ３０２にて記録した原測量情報及びステップＳ３０３にて取得した基準点情報に基づく解析を行って座標値を導出し（Ｓ３０４）、導出した座標値を原測量情報に含まれる画像情報に付加し、補正測量情報として測量情報データベース８２ａに記録する（Ｓ３０５）。
【０１２４】
ステップＳ３０４について説明する。原測量情報は、画像情報、飛行体位置情報等の各種情報を含んでいる。飛行体位置情報は、画像の撮影位置を、緯度、経度及び対地高度により示した情報であり、更に撮影時刻を示す情報が含まれている。即ち、原則両情報は、画像情報に、その撮影位置の座標（緯度、経度、対地高度）及び撮影時刻を付加させた情報である。原測量情報は、ＧＰＳ受信機２０が導出した飛行体位置情報に基づくものであり、撮影した画像の一部が重なるように所定の周期で継続的に撮影した複数の画像について、それぞれの相対的な位置を導出することができる。基準点情報は、電子基準点の観測データ等の情報であり、基準点情報を用いたリアルタイムキネマティック（ＲＴＫ；Real time Kinematic ）、後処理キネマティック等の測量手法に基づいて、各画像の位置情報の座標（緯度、経度、対地高度）を補正することにより、正確な座標値を解析することができる。
【０１２５】
このように、ステップＳ３０４では、基準点情報に基づいて座標値を解析することにより、ＧＰＳ受信機２０が取得したＧＰＳ情報による位置情報の誤差を補正する。また、位置だけで無く、時刻の補正も行われる。前述のように、時刻の補正は、撮影信号の出力からカメラ３０のシャッターが切られるまでの遅れ時間を予め測定しておき、測定した遅れ時間を加味して時刻の補正を行う。このような補正方法は、加工手順テーブル８２ｂに補正方法として設定しておくことで実行可能であり、その場合、遅れ時間等の情報は、例えば補正用情報として加工手順テーブル８２ｂに予め設定しておくことができる。
【０１２６】
これら位置情報及びその他の情報の補正については、例えば、本願発明者が提案する測量システム（特許第５５６１８４３号、第５５９０４８０号）を適用することが可能である。
【０１２７】
制御部８１は、加工手順テーブル８２ｂにて指定されている画像処理用のアプリケーションプログラムにて、測量情報データベース８２ａに記録した画像情報を読み取る（Ｓ３０５）。ステップＳ３０５における画像処理用のアプリケーションプログラムとしては、例えば、Ａｇｉｓｏｆｔ  ＰｈｏｔｏＳｃａｎプロフェッショナル（Ａｇｉｓｏｆｔ社（ロシア）製）等の航空写真に対する画像処理が可能な市販のソフトウェアを用いることができる。
【０１２８】
さらに、制御部８１は、バンドル計算により、補正測量情報に基づく撮影位置の推定及び画像合成を行い（Ｓ３０６）、推定した撮影位置及び合成画像に基づいて三次元のモデルデータを生成する（Ｓ３０７）。ステップＳ３０６〜Ｓ３０７の処理は、画像処理用のアプリケーションプログラムにて実行される。例えば、前述のＡｇｉｓｏｆｔ  ＰｈｏｔｏＳｃａｎプロフェッショナルを用いる場合、「Ａｌｉｇｎ  Ｐｈｏｔｏｓ」命令、「Ｂｕｉｌｄ  Ｍｅｓｈ」命令等の命令の実行である。
【０１２９】
そして、制御部８１は、生成したモデルデータから、座標系に基づいたオルソ画像、３Ｄモデル画像、３Ｄ点群画像等の加工画像を生成し（Ｓ３０８）、生成した加工画像を加工画像データベース８２ｃに記録する（Ｓ３０９）。
【０１３０】
以上のように処理装置８０は、原測量情報等の情報を取得し、加工手順テーブル８２ｂとして予め設定されている手順に従って、ステップＳ３０４〜Ｓ３０９として例示した各種の画像処理を実行し、画像処理により生成された加工画像は、加工画像データベース８２ｃに記録される。画像処理の方法は適宜指定することが可能であり、例えば、指定した地形の断面図の作成に用いるようにしても良い。その場合、予め断面図を作成する場所の座標値を加工手順テーブル８２ｂに登録しておき、手順に沿って断面図を作成し、更に既存の断面図に重ねた加工画像を生成する等、適宜設定することが可能である。
【０１３１】
また、加工画像データベース８２ｃに記録された加工画像は、処理装置８０から所定の送信先、例えば設定装置７０又はその他の装置へ送信するようにしても良く、また、測量結果を管理する事業体が、処理装置８０にアクセスし、加工画像を取得するようにしても良い。
【０１３２】
さらに、処理装置８０が実行するステップＳ３０４〜Ｓ３０９の画像処理等の様々な処理は、設定装置７０等の他の装置で実行するようにしても良い。例えば、設定装置７０にて画像処理等の各種処理を実行するように設計することで、測量が行われる現地で、設定装置７０が生成した加工画像を確認することが加工である等の様々な効果を見込むことができる。
【０１３３】
このようにして、本発明に係る測量システムにて用いられる処理装置８０の画像加工処理が実行される。
【０１３４】
実施例２．
前述した実施例１は、設置位置が既知である電子基準点等の基準点に係る基準点情報を用いて位置情報の正確性を担保し測量する形態である。これに対して、以下に説明する実施例２は、対空標識（ＧＣＰ：Ground Control Point）を設置し、設置した対空標識の位置を測量することにより、位置情報の正確性を担保し測量する形態である。なお、以降の説明において、実施例１にて説明した処理と同様の処理については、実施例１を参照するものとし、説明の一部を省略する。
【０１３５】
図１７は、本発明に係る測量システムにて用いられる対空標識の準備作業の一例を示すフローチャートである。対空標識の設置は、例えば、作業担当者による担当者作業として行われる。即ち、作業担当者は、飛行経路に沿って自律飛行する飛行体１０から撮影可能な位置に複数の対空標識を設置する（Ｓ４０１）。そして、作業担当者は、設置した各対空標識の位置を測量し（Ｓ４０２）、各対空標識の設置位置を示すそれぞれの標識位置情報を処理装置８０に記録する（Ｓ４０３）。なお、各対空標識の位置の測量及び記録は、飛行体１０による測量後に行う様にしても良い。
【０１３６】
このようにして、作業担当者は、対空標識の準備作業を行う。
【０１３７】
実施例２における設定装置７０の飛行経路設定処理は、実施例１と同様であるので、実施例１を参照するものとし、その説明を省略する。また、実施例２における飛行体１０の測量処理は、実施例１と同様であるので、実施例１を参照するものとし、その説明を省略する。ただし、実施例２においては、対空標識により位置を特定することができるので、ＧＰＳ受信機２０の処理に基づく飛行体位置情報の送信を省略し、カメラ３０の撮影に基づく画像情報等の一部の情報のみを送信するようにしても良い。
【０１３８】
図１８は、本発明に係る測量システムにて用いられる処理装置８０の画像加工処理の一例を示すフローチャートである。処理装置８０は、制御部８１の処理により、作業担当者の測量により得られた各対空標識のそれぞれの位置を示す標識位置情報を取得し（Ｓ５０１）、取得した各標識位置情報を記録部８２に記録する（Ｓ５０２）。標識位置情報の取得は、例えば、作業担当者が設定装置７０を用いて処理装置８０にアクセスし、標識位置情報を処理装置８０にアップロードすることにより行われる。標識位置情報は、例えば、加工手順テーブル８２ｂに補正用情報として記録される。
【０１３９】
そして、処理装置８０は、制御部８１の制御により、飛行体１０の測量により得られた原測量情報に基づいて、画像情報を加工する画像加工処理を実行する。以下に、処理装置８０が実行する画像加工処理の一例を説明する。
【０１４０】
処理装置８０の制御部８１は、通信部８４により、飛行体１０から送信された画像情報、飛行体位置情報等の各種情報を受信し（Ｓ６０１）、受信した画像情報、飛行体位置情報等の各種情報を原測量情報として記録部８２の測量情報データベース８２ａに記録する（Ｓ６０２）。なお、前述の様に、実施例２では、飛行体位置情報を省略しても良い。
【０１４１】
制御部８１は、加工手順テーブル８２ｂにて指定されている画像処理用のアプリケーションプログラムにて、測量情報データベース８２ａに記録した画像情報を読み取り（Ｓ６０３）、バンドル計算により、撮影位置の推定及び画像合成を行い（Ｓ６０４）、推定した撮影位置及び合成画像に基づいて三次元のモデルデータを生成する（Ｓ６０５）。
【０１４２】
さらに、制御部８１は、記録部８２に記録している標識位置情報を読み取り（Ｓ６０６）、画像情報にて示される画像に含まれる複数の対空標識の画像内のそれぞれの位置に、それぞれの標識位置情報を対応付け、補正処理として座標値の再計算を行う（Ｓ６０７）。対空標識を用いた位置の計算において、３以上の対空標識を用いた場合、平面上の位置（緯度、経度）を特定することができ、４以上の対空標識を用いた場合、立体的な位置（緯度、経度、標高）を特定することができる。
【０１４３】
そして、制御部８１は、再計算後のモデルデータから、座標系に基づいたオルソ画像、３Ｄモデル画像、３Ｄ点群画像等の加工画像を生成し（Ｓ６０８）、生成した加工画像を加工画像データベース８２ｃに記録する（Ｓ６０９）。
【０１４４】
実施例２として例示したように対空標識を用いた画像処理では、設置位置が既知である対空標識を用いることにより、測定精度を向上させることが可能である。また、対空標識の設置位置は既知であり、画像解析に十分な大きさ及び形状であることから、予め設定された飛行経路に沿って自律飛行する飛行体１０が撮像した複数の画像のうち、いずれの画像に対空標識が写っているかを予測し易く、また画像内の対空標識を容易に特定することができる。従って、全ての画像に対して対空標識の位置を解析するのではなく、対空標識が写っている可能性が高い画像を主に解析することにより、処理負荷を軽減することが可能となる。即ち、対空標識を用いた画像処理では、測定精度の向上、処理負荷の軽減等の様々な効果を見込むことができる。
【０１４５】
このようにして、本発明に係る測量システムにて用いられる処理装置８０の画像加工処理が実行される。
【０１４６】
以上のように、本発明に係る測量システムでは、作業担当者の処理負担を軽減しながらも、適正な飛行経路を設定することが可能である。
【０１４７】
本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、他のいろいろな形態で実施することが可能である。そのため、上述した実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【０１４８】
例えば、本実施形態では、ＧＮＳＳ（全地球測位システム）として、ＧＰＳを用いたが、ＧＬＯＮＡＳＳ、ガリレオ、コンパス、ＱＺＳＳ等のＧＮＳＳ（全地球測位システム）も用いることもできる。
【０１４９】
また、ＧＮＳＳによる測量手法として、リアルタイムキネマティック（ＲＴＫ：Real Time Kinematic）測量手法を用いることができる。
【０１５０】
さらに、本発明の画像処理の方法、処理手順の定義の方法等の処理は、ユーザの要求に応じて適宜設計することが可能であり、上述の形態に限られるものではない。
【符号の説明】
【０１５１】
１０        飛行体
２０        ＧＰＳ受信機
３０        カメラ
４０        電源
５０        自律飛行機構
６０        制御装置
７０        設定装置
７１        制御部
７２        記録部
７２ａ      候補経路データベース（候補経路記録部）
７７        通信部
７８        ＧＰＳ受信部
８０        処理装置
８１        制御部
８２        記録部
８２ａ      測量情報データベース
８２ｂ      加工手順テーブル
８２ｃ      加工画像データベース
８４        通信部
１００      ＧＰＳ衛星
Ｍ１        第１記録媒体
Ｍ２        第２記録媒体
ＰＧ        設定プログラム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【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】
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