(57)【要約】【課題】撮影する画像における移動物体のブレ又はフレームアウトの発生を適切に抑制できる自律飛行装置、自律飛行装置の制御方法及びプログラムを提供する。【解決手段】移動物体８００に対して所定の離隔距離を保って移動物体８００に追従して飛行する自律飛行装置１であって、移動物体８００を含んだ画像を撮影する撮影部３００と、移動物体８００の移動速度を示す情報を取得する移動速度取得部６３０と、移動速度取得部６３０が取得した情報に基づいて、離隔距離を制御する離隔距離制御部６５０と、を備え、離隔距離制御部６５０は、移動速度が大きいほど離隔距離を大きくする制御を行う。【選択図】図２
2017072986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動物体に追従して飛行する自律飛行装置であって、
前記移動物体を含んだ画像を撮影する撮影部と、
前記移動物体の移動速度を示す情報を取得する移動速度取得部と、
前記移動速度取得部が取得した前記移動速度を示す情報に基づいて、前記自律飛行装置と前記移動物体との離隔距離を制御する離隔距離制御部と、を備え、
前記離隔距離制御部は、前記移動速度が大きいほど前記離隔距離を大きくする制御を行う、
自律飛行装置。
【請求項２】
前記離隔距離は、前記移動物体と前記自律飛行装置との間の直線距離である、
請求項１に記載の自律飛行装置。
【請求項３】
前記離隔距離は、前記移動物体と前記自律飛行装置との間の水平距離である、
請求項１に記載の自律飛行装置。
【請求項４】
前記離隔距離制御部は、前記移動速度が所定の閾値よりも大きい場合、前記離隔距離が第１離隔距離となる制御を行い、前記移動速度が所定の閾値よりも小さい場合、前記離隔距離が前記第１離隔距離よりも小さい第２離隔距離となる制御を行う、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の自律飛行装置。
【請求項５】
前記離隔距離制御部は、前記移動速度が第１移動速度から、当該第１移動速度よりも大きい第２移動速度へ変化した場合、前記離隔距離を大きくする制御を行う、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の自律飛行装置。
【請求項６】
前記離隔距離制御部は、前記移動速度が第１移動速度から、当該第１移動速度よりも小さい第２移動速度へ変化した場合、前記離隔距離を小さくする制御を行う、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の自律飛行装置。
【請求項７】
さらに、前記移動速度と、目標となる離隔距離である目標撮影距離との予め定められた対応関係を示す撮影条件情報を記憶する記憶部を備え、
前記離隔距離制御部は、前記移動速度を示す情報を前記撮影条件情報と照合することで、前記離隔距離が前記目標撮影距離となる制御を行う、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の自律飛行装置。
【請求項８】
前記離隔距離制御部は、
前記離隔距離が前記目標撮影距離よりも大きい場合、前記自律飛行装置の飛行速度を大きくする制御を行い、
前記離隔距離が前記目標撮影距離よりも小さい場合、前記飛行速度を小さくする制御を行う、
請求項７に記載の自律飛行装置。
【請求項９】
前記撮影部が撮影する画像は、静止画像又は動画像である、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の自律飛行装置。
【請求項１０】
移動物体に対して所定の離隔距離を保って、当該移動物体に追従して飛行する自律飛行装置であって、
前記移動物体を含んだ画像を撮影する撮影部と、
前記移動物体の移動速度を示す情報を取得する移動速度取得部と、
前記移動速度取得部が取得した前記移動速度を示す情報に基づいて、前記撮影部の撮影倍率を制御する倍率制御部と、を備え、
前記倍率制御部は、前記移動速度が大きいほど前記倍率を小さくする制御を行う、
自律飛行装置。
【請求項１１】
前記倍率制御部は、前記移動速度が所定の閾値よりも大きい場合、前記撮影倍率が第１倍率となる制御を行い、前記移動速度が所定の閾値よりも小さい場合、前記撮影倍率が前記第１倍率よりも大きい第２倍率となる制御を行う、
請求項１０に記載の自律飛行装置。
【請求項１２】
前記倍率制御部は、前記移動速度が第１移動速度から、当該第１移動速度よりも大きい第２移動速度へ変化した場合、前記撮影倍率を小さくする制御を行う、
請求項１０又は１１に記載の自律飛行装置。
【請求項１３】
前記倍率制御部は、前記移動速度が第１移動速度から、当該第１移動速度よりも小さい第２移動速度へ変化した場合、前記撮影倍率を大きくする制御を行う、
請求項１０又は１１に記載の自律飛行装置。
【請求項１４】
さらに、前記移動速度と、目標となる撮影倍率である目標撮影倍率との予め定められた対応関係を示す撮影条件情報を記憶する記憶部を備え、
前記倍率制御部は、前記移動速度を示す情報と前記撮影条件情報とに基づいて前記撮影倍率が前記目標撮影倍率となる制御を行う、
請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の自律飛行装置。
【請求項１５】
前記撮影部が撮影する画像は、静止画像又は動画像である、
請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の自律飛行装置。
【請求項１６】
撮影装置を備え、移動物体に追従して飛行する自律飛行装置の動作を制御するプログラムであって、
前記自律飛行装置のコンピュータに、
前記移動物体を含んだ画像を撮影させ、
前記移動物体の移動速度を示す情報を取得させ、
取得させた前記移動速度を示す情報に基づいて、前記自律飛行装置と前記移動物体との離隔距離を制御させ、
前記移動速度が大きい場合ほど前記離隔距離を大きくする制御を行わせる、
プログラム。
【請求項１７】
撮影装置を備え、移動物体に対して所定の離隔距離を保って当該移動物体に追従して飛行する自律飛行装置の動作を制御するプログラムであって、
前記自律飛行装置のコンピュータに、
前記移動物体を含んだ画像を撮影させ、
前記移動物体の移動速度を示す情報を取得させ、
取得させた前記移動速度を示す情報に基づいて、前記撮影装置の撮影倍率を制御させ、
前記移動速度が大きいほど前記撮影倍率を小さくする制御を行わせる、
プログラム。
【請求項１８】
撮影装置を備え、移動物体に追従して飛行する自律飛行装置の動作を制御する方法であって、
前記移動物体を含んだ画像を撮影する撮影ステップと、
前記移動物体の移動速度を示す情報を取得する移動速度取得ステップと、
前記移動速度取得ステップで測定した前記移動速度を示す情報に基づいて、前記自律飛行装置と前記移動物体との離隔距離を制御する離隔距離制御ステップと、を含み、
前記離隔距離制御ステップでは、前記移動速度が大きいほど前記離隔距離を大きくする制御を行う、
自律飛行装置の制御方法。
【請求項１９】
撮影装置を備え、移動物体に対して所定の離隔距離を保って当該移動物体に追従して飛行する自律飛行装置の動作を制御する方法であって、
前記移動物体を含んだ画像を撮影する撮影ステップと、
前記移動物体の移動速度を示す情報を取得する移動速度取得ステップと、
前記移動速度取得ステップで取得した前記移動速度を示す情報に基づいて、前記撮影装置の撮影倍率を制御する倍率制御ステップと、を含み、
前記倍率制御ステップでは、前記移動速度が大きいほど前記撮影倍率を小さくする制御を行う、
自律飛行装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、自律飛行装置、自律飛行装置の制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、人等の移動物体に追従しながら移動物体を撮影し、移動物体の画像を取得する自律飛行装置が提案されている。特許文献１には、このような自律飛行装置に関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１１９８２８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に開示された自律飛行装置は、移動物体の移動速度に関わらず、移動物体との離隔距離を一定に保ちながら移動物体に追従して飛行する。しかしながら、移動物体の移動速度が速い場合、撮影した画像における移動物体にブレが発生したり、移動物体が撮影した画像からフレームアウトしたりしてしまうことがある。
【０００５】
そこで、本開示は、撮影する画像における移動物体のブレ又はフレームアウトの発生を適切に抑制できる自律飛行装置、自律飛行装置の制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様に係る自律飛行装置は、移動物体に追従して飛行する自律飛行装置であって、前記移動物体を含んだ画像を撮影する撮影部と、前記移動物体の移動速度を示す情報を取得する移動速度取得部と、前記移動速度取得部が取得した前記移動速度を示す情報に基づいて、前記自律飛行装置と前記移動物体との離隔距離を制御する離隔距離制御部と、を備え、前記離隔距離制御部は、前記移動速度が大きいほど前記離隔距離を大きくする制御を行う。
【０００７】
なお、これらの包括的又は具体的な側面は、システム、装置、方法、記録媒体、又は、コンピュータプログラムで実現されてもよく、システム、装置、方法、記録媒体、および、コンピュータプログラムの任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本開示に係る自律飛行装置、自律飛行装置の制御方法及びプログラムにより、撮影する画像における移動物体のブレ又はフレームアウトの発生を適切に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施の形態１に係る自律飛行装置の外観斜視図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る自律飛行装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係る離隔距離制御部の動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、実施の形態１に係る距離調整速度算出部が距離調整速度成分を算出するための動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、実施の形態１に係る記憶部が記憶する撮影条件情報の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態１に係る自律飛行装置の飛行速度を説明するための図である。
【図７】図７は、目標水平角度を説明するための図である。
【図８】図８は、実施の形態１に係るθ調整速度算出部がθ調整速度成分を算出するための動作の一例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、実施の形態１に係る自律飛行装置の目標水平角度を調整するときの飛行速度を説明するための図である。
【図１０】図１０は、実施の形態１に係る障害物回避高度算出部が障害物回避高度を算出するための動作の一例を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、実施の形態１に係る自律飛行装置が障害物を回避するときの様子を示す図である。
【図１２】図１２は、移動物体と自律飛行装置との直線距離及び水平距離を説明するための図である。
【図１３】図１３は、実施の形態１に係るカメラ制御部の動作を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、実施の形態１に係る自律飛行装置の効果を説明するための図である。
【図１５】図１５は、実施の形態２に係る自律飛行装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、実施の形態２に係るカメラ制御部が撮影部の撮影倍率を制御するための動作の一例を示すフローチャートである。
【図１７】図１７は、実施の形態２に係る記憶部が記憶する撮影条件情報の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示の自律飛行装置は、移動物体に追従して飛行する自律飛行装置であって、移動物体を含んだ画像を撮影する撮影部と、移動物体の移動速度を示す情報を取得する移動速度取得部と、移動速度取得部が取得した移動速度を示す情報に基づいて、自律飛行装置と移動物体との離隔距離を制御する離隔距離制御部と、を備え、離隔距離制御部は、移動速度が大きいほど離隔距離を大きくする制御を行う。
【００１１】
これにより、移動物体の移動速度が大きいほど、自律飛行装置と移動物体との離隔距離が大きくなり、画角が広くなることで、移動物体を撮影する画像における移動物体のブレ又はフレームアウトの発生が抑制される。また、移動物体の移動速度が小さいほど、自律飛行装置と移動物体との離隔距離が小さくなり、画角が狭くなることで、撮影した画像における移動物体が小さくなってしまうことが抑制される。このように、撮影する画像における移動物体のブレ又はフレームアウトの発生を適切に抑制できる。
【００１２】
また、離隔距離は、移動物体と自律飛行装置との間の直線距離であってもよい。
【００１３】
これにより、移動物体の移動速度が速いとき及び遅いときのどちらにおいても、自律飛行装置における水平面から移動物体への俯角は一定に維持される。したがって、自律飛行装置の移動物体への視点を維持したまま、離隔距離を変更できる。
【００１４】
また、離隔距離は、移動物体と自律飛行装置との間の水平距離であってもよい。
【００１５】
これにより、移動物体の移動速度が速いとき及び遅いときのどちらにおいても、自律飛行装置の高度は一定に維持される。
【００１６】
また、離隔距離制御部は、移動速度が所定の閾値よりも大きい場合、離隔距離が第１離隔距離となる制御を行い、移動速度が所定の閾値よりも小さい場合、離隔距離が第１離隔距離よりも小さい第２離隔距離となる制御を行ってもよい。
【００１７】
これにより、例えば、１つの閾値を設定することで、移動物体の移動速度に応じて画角の広い画像を撮影するモードと画角の狭い画像を撮影するモードとを切り替えることができる。例えば、移動物体の移動速度が速い場合、画角の広いモードになり、移動物体の移動速度が遅い場合、画角の狭いモードとなる。また、例えば、複数の閾値を設定することで、移動物体の移動速度に応じて複数のモードを切り替えることができる。
【００１８】
また、離隔距離制御部は、移動速度が第１移動速度から、第１移動速度よりも大きい第２移動速度へ変化した場合、離隔距離を大きくする制御を行ってもよい。
【００１９】
これにより、自律飛行装置と移動物体との離隔距離を制御している途中、又は、自律飛行装置と移動物体との離隔距離の制御が完了した後に移動物体の移動速度が大きくなった場合、離隔距離を大きくすることができる。
【００２０】
また、離隔距離制御部は、移動速度が第１移動速度から、第１移動速度よりも小さい第２移動速度へ変化した場合、離隔距離を小さくする制御を行ってもよい。
【００２１】
これにより、自律飛行装置と移動物体との離隔距離を制御している途中、又は、自律飛行装置と移動物体との離隔距離の制御が完了した後に移動物体の移動速度が小さくなった場合、離隔距離を小さくすることができる。
【００２２】
また、さらに、移動速度と、目標となる離隔距離である目標撮影距離との予め定められた対応関係を示す撮影条件情報を記憶する記憶部を備え、離隔距離制御部は、移動速度を示す情報を撮影条件情報と照合することで、離隔距離が目標撮影距離となる制御を行ってもよい。
【００２３】
これにより、予め定められた撮影条件情報によって、離隔距離を、撮影する画像における移動物体のブレ又はフレームアウトの発生を抑制できる距離に制御できる。
【００２４】
また、離隔距離制御部は、離隔距離が目標撮影距離よりも大きい場合、自律飛行装置の飛行速度を大きくする制御を行い、離隔距離が目標撮影距離よりも小さい場合、飛行速度を小さくする制御を行ってもよい。
【００２５】
これにより、自律飛行装置の飛行速度を制御することで、離隔距離を撮影する画像における移動物体のブレ又はフレームアウトの発生を抑制できる距離に制御できる。
【００２６】
また、撮影部が撮影する画像は、静止画像又は動画像である。
【００２７】
また、本開示の自律飛行装置は、移動物体に対して所定の離隔距離を保って、移動物体に追従して飛行する自律飛行装置であって、移動物体を含んだ画像を撮影する撮影部と、移動物体の移動速度を示す情報を取得する移動速度取得部と、移動速度取得部が取得した移動速度を示す情報に基づいて、撮影部の撮影倍率を制御する倍率制御部と、を備え、倍率制御部は、移動速度が大きいほど倍率を小さくする制御を行う。
【００２８】
これにより、移動物体の移動速度が大きいほど、移動物体を撮影する画像の撮影倍率が小さくなり、画角が広くなることで、移動物体を撮影する画像における移動物体のブレ又はフレームアウトの発生が抑制される。また、移動物体の移動速度が小さいほど、移動物体を撮影する画像の撮影倍率が大きくなり、画角が狭くなることで、撮影した画像における移動物体が小さくなってしまうことが抑制される。このように、撮影する画像における移動物体のブレ又はフレームアウトの発生を適切に抑制できる。
【００２９】
また、倍率制御部は、移動速度が所定の閾値よりも大きい場合、撮影倍率が第１倍率となる制御を行い、移動速度が所定の閾値よりも小さい場合、撮影倍率が第１倍率よりも大きい第２倍率となる制御を行ってもよい。
【００３０】
これにより、例えば、１つの閾値を設定することで、移動物体の移動速度に応じて画角の広いモードと画角の狭いモードを切り替えることができる。例えば、移動物体の移動速度が速い場合、画角の広いモードになり、移動物体の移動速度が遅い場合、画角の狭いモードとなる。また、例えば、複数の閾値を設定することで、移動物体の移動速度に応じて複数のモードを切り替えることができる。
【００３１】
また、倍率制御部は、移動速度が第１移動速度から、第１移動速度よりも大きい第２移動速度へ変化した場合、撮影倍率を小さくする制御を行ってもよい。
【００３２】
これにより、撮影倍率の制御が完了した後に移動物体の移動速度が大きくなった場合、撮影倍率を小さくすることができる。
【００３３】
また、倍率制御部は、移動速度が第１移動速度から、第１移動速度よりも小さい第２移動速度へ変化した場合、撮影倍率を大きくする制御を行ってもよい。
【００３４】
これにより、撮影倍率の制御が完了した後に移動物体の移動速度が小さくなった場合、撮影倍率を大きくすることができる。
【００３５】
また、さらに、移動速度と、目標となる撮影倍率である目標撮影倍率との予め定められた対応関係を示す撮影条件情報を記憶する記憶部を備え、倍率制御部は、移動速度を示す情報と撮影条件情報とに基づいて撮影倍率が目標撮影倍率となる制御を行ってもよい。
【００３６】
これにより、予め定められた撮影条件情報によって、撮影倍率を、撮影する画像における移動物体のブレ又はフレームアウトの発生を抑制できる撮影倍率に制御できる。
【００３７】
また、撮影部が撮影する画像は、静止画像又は動画像である。
【００３８】
また、本開示のプログラムは、撮影装置を備え、移動物体に追従して飛行する自律飛行装置の動作を制御するプログラムであって、自律飛行装置のコンピュータに、移動物体を含んだ画像を撮影させ、移動物体の移動速度を示す情報を取得させ、取得させた移動速度を示す情報に基づいて、自律飛行装置と移動物体との離隔距離を制御させ、移動速度が大きい場合ほど離隔距離を大きくする制御を行わせる。
【００３９】
これにより、移動物体の移動速度が大きいほど、自律飛行装置と移動物体との離隔距離が大きくなり、画角が広くなることで、移動物体を撮影する画像における移動物体のブレ又はフレームアウトの発生が抑制される。また、移動物体の移動速度が小さいほど、自律飛行装置と移動物体との離隔距離が小さくなり、画角が狭くなることで、撮影した画像における移動物体が小さくなってしまうことが抑制される。このように、撮影する画像における移動物体のブレ又はフレームアウトの発生を適切に抑制できる。
【００４０】
また、本開示のプログラムは、撮影装置を備え、移動物体に対して所定の離隔距離を保って移動物体に追従して飛行する自律飛行装置の動作を制御するプログラムであって、自律飛行装置のコンピュータに、移動物体を含んだ画像を撮影させ、移動物体の移動速度を示す情報を取得させ、取得させた移動速度を示す情報に基づいて、撮影装置の撮影倍率を制御させ、移動速度が大きいほど撮影倍率を小さくする制御を行わせる。
【００４１】
これにより、移動物体の移動速度が大きいほど、移動物体を撮影する画像の撮影倍率が小さくなり、画角が広くなることで、移動物体を撮影する画像における移動物体のブレ又はフレームアウトの発生が抑制される。また、移動物体の移動速度が小さいほど、移動物体を撮影する画像の撮影倍率が大きくなり、画角が狭くなることで、撮影した画像における移動物体が小さくなってしまうことが抑制される。このように、撮影する画像における移動物体のブレ又はフレームアウトの発生を適切に抑制できる。
【００４２】
また、本開示の自律飛行装置の制御方法は、撮影装置を備え、移動物体に追従して飛行する自律飛行装置の動作を制御する方法であって、移動物体を含んだ画像を撮影する撮影ステップと、移動物体の移動速度を示す情報を取得する移動速度取得ステップと、移動速度取得ステップで測定した移動速度を示す情報に基づいて、自律飛行装置と移動物体との離隔距離を制御する離隔距離制御ステップと、を含み、離隔距離制御ステップでは、移動速度が大きいほど離隔距離を大きくする制御を行う。
【００４３】
これにより、移動物体の移動速度が大きいほど、自律飛行装置と移動物体との離隔距離が大きくなり、画角が広くなることで、移動物体を撮影する画像における移動物体のブレ又はフレームアウトの発生が抑制される。また、移動物体の移動速度が小さいほど、自律飛行装置と移動物体との離隔距離が小さくなり、画角が狭くなることで、撮影した画像における移動物体が小さくなってしまうことが抑制される。このように、撮影する画像における移動物体のブレ又はフレームアウトの発生を適切に抑制できる。
【００４４】
また、本開示の自律飛行装置の制御方法は、撮影装置を備え、移動物体に対して所定の離隔距離を保って移動物体に追従して飛行する自律飛行装置の動作を制御する方法であって、移動物体を含んだ画像を撮影する撮影ステップと、移動物体の移動速度を示す情報を取得する移動速度取得ステップと、移動速度取得ステップで取得した移動速度を示す情報に基づいて、撮影装置の撮影倍率を制御する倍率制御ステップと、を含み、倍率制御ステップでは、移動速度が大きいほど撮影倍率を小さくする制御を行う。
【００４５】
これにより、移動物体の移動速度が大きいほど、移動物体を撮影する画像の撮影倍率が小さくなり、画角が広くなることで、移動物体を撮影する画像における移動物体のブレ又はフレームアウトの発生が抑制される。また、移動物体の移動速度が小さいほど、移動物体を撮影する画像の撮影倍率が大きくなり、画角が狭くなることで、撮影した画像における移動物体が小さくなってしまうことが抑制される。このように、撮影する画像における移動物体のブレ又はフレームアウトの発生を適切に抑制できる。
【００４６】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４７】
（実施の形態１）
実施の形態１について、図１から図１４を用いて説明する。
【００４８】
［自律飛行装置の構成］
まず、自律飛行装置の構成について説明する。
【００４９】
図１は、実施の形態１に係る自律飛行装置１の外観斜視図である。
【００５０】
自律飛行装置１は、人等の移動物体に追従して自律的に飛行する装置である。自律飛行装置１は、例えば、スカイダイビング、クライミング、スキー、スノーボード、サイクリング等をしている人に対して追従して撮影する。これにより、迫力のある画像を撮影することができる。なお、移動物体は人に限らず動物又は自動車若しくは二輪車等であってもよい。
【００５１】
自律飛行装置１はカメラ兼距離センサ（後述する距離検出センサ１００及び撮影部３００）及びロータ（プロペラ）４００を備える。自律飛行装置１は、図１に示されるように、例えば４枚のロータ４００が後述するモータ５００によって回転させられることで飛行する。
【００５２】
カメラ兼距離センサは、図１に示される、水平面（ＸＹ平面）における水平回転角βのように回転することができる。また、カメラ兼距離センサは、図１に示される水平面（ＸＹ平面）からの俯角αのように回転することができる。つまり、自律飛行装置１は、自律飛行装置１の周囲を撮影でき、自律飛行装置１の周囲存在する物体との距離を検知できる。
【００５３】
図２は、実施の形態１に係る自律飛行装置１の構成の一例を示すブロック図である。
【００５４】
自律飛行装置１は、距離検出センサ１００、通信部２００、撮影部３００、ロータ４００、モータ５００、制御部６００及び記憶部７００を備える。
【００５５】
距離検出センサ１００は、自律飛行装置１の周囲に存在する物体（移動物体及び障害物等）の自律飛行装置１との間の距離、及び、自律飛行装置１に対する相対的な位置を検出する。距離検出センサ１００は、例えば、超音波によって自律飛行装置１の周囲に存在する物体の距離及び相対位置を検出する。なお、自律飛行装置１の周囲に存在する物体の距離及び相対位置を検出する方法は、これに限らず、例えば、光等によって検出してもよい。また、距離検出センサ１００は、地面との距離を検出することで、自律飛行装置１の飛行高度を推定する。
【００５６】
通信部２００は、外部装置（図示せず）との間で例えば無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｏｗｏｒｋ）又はＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）等により無線通信するための無線モジュールである。通信部２００は、例えば移動物体が有するリモコン又はスマートフォン等と通信する。
【００５７】
撮影部３００（撮影装置）は、移動物体を含んだ画像を撮影する、例えばカラーカメラである。撮影部３００が撮影する画像は、静止画像又は動画像である。撮影部３００は、例えば、可変焦点レンズ等の光学系及び所定画素（例えば１９２０×１０８０画素）のＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の二次元アレイ素子を有する二次元イメージセンサで構成される。撮影部３００は、撮影画像を所定の時間間隔で取得する。撮影部３００が取得した撮影画像は、例えば後述する記憶部７００に記憶されたり、通信部２００を介して外部装置に送信されたりする。
【００５８】
本実施の形態では、撮影部３００は、図１に示されるように、水平面（ＸＹ平面）から斜め下方の自律飛行装置１の周囲の空間を撮影するように設置される。撮影部３００には、例えば、俯角αと水平回転角βとを調整するモータがそれぞれ設けられている。
【００５９】
ロータ４００は、自律飛行装置１を飛行させるプロペラであり、上述したように、自律飛行装置１は、４枚のロータ４００を備える。４枚のロータ４００がモータ５００によって回転数が制御されることで自律飛行装置１の移動速度、移動方向及び高度等が制御される。
【００６０】
モータ５００は、ロータ４００を回転させるためのモータである。モータ５００は、４枚のロータ４００の回転数を、後述する飛行制御部６８０からの指示に応じて変化させる。
【００６１】
制御部６００は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等を備えたコンピュータであって、移動物体の位置の推定及び移動速度の取得、障害物の検出、撮影部３００の制御、並びに、自律飛行装置１の飛行制御を行う。制御部６００は、目標カメラ角度推定部６１０、位置推定部６２０、移動速度取得部６３０、障害物検出部６４０、離隔距離制御部６５０、障害物回避高度算出部６６０、カメラ制御部６７０及び飛行制御部６８０を備える。
【００６２】
目標カメラ角度推定部６１０は、例えば、画像認識技術を用いて撮影部３００の撮影画面上における移動物体の位置を検出し、移動物体が撮影画面の中心にあるか否か判断する。目標カメラ角度推定部６１０については、後述する図１３で詳細に説明する。
【００６３】
位置推定部６２０は、距離検出センサ１００及び撮影部３００の出力に基づいて、自律飛行装置１に対する移動物体の相対位置を推定する。位置推定部６２０は、例えば、移動物体に付けられた所定の目印を撮影部３００に認識させることで移動物体を認識することができる。そして、位置推定部６２０は、認識した移動物体の相対位置を距離検出センサ１００に検出させることで、移動物体の相対位置を推定する。
【００６４】
移動速度取得部６３０は、移動物体の移動速度を示す情報を取得する。移動速度取得部６３０は、例えば、移動物体に付けられた速度センサ（図示せず）の出力に基づいて、移動物体の絶対速度を取得する。移動速度取得部６３０は、通信部２００を介して移動物体の移動速度を示す情報を取得する。
【００６５】
障害物検出部６４０は、距離検出センサ１００の出力に基づいて、障害物の自律飛行装置１に対する相対的な位置を検出する。具体的には、障害物検出部６４０は、自律飛行装置１の正面方向（進行方向）に対する障害物の方向と、水平面（ＸＹ平面）からの障害物の仰俯角と、自律飛行装置１からの障害物の距離とを検出する。
【００６６】
離隔距離制御部６５０は、移動速度取得部６３０が取得した移動物体の移動速度を示す情報に基づいて、自律飛行装置１と移動物体との離隔距離を制御する。また、離隔距離制御部６５０は、自律飛行装置１と移動物体との位置関係を制御する。離隔距離制御部６５０は、自律飛行装置１の移動物体との離隔距離及び位置関係を制御するために、自律飛行装置１の飛行速度を算出する。離隔距離制御部６５０については、後述する図３で詳細に説明する。
【００６７】
障害物回避高度算出部６６０は、障害物検出部６４０が検出した障害物の自律飛行装置１に対する相対的な位置を用いて、目標飛行高度を算出する。障害物回避高度算出部６６０については、後述する図１０で詳細に説明する。
【００６８】
カメラ制御部６７０は、撮影部３００の撮影方向を制御する。カメラ制御部６７０については、後述する図１３で詳細に説明する。
【００６９】
飛行制御部６８０は、自律飛行装置１の速度及び高度が、離隔距離制御部６５０が算出した飛行速度及び障害物回避高度算出部６６０が算出した飛行高度となるように、モータ５００に、ロータ４００の回転数を制御させる。これにより、自律飛行装置１は、目標飛行速度及び目標飛行高度で移動物体に対して追従して飛行する。
【００７０】
記憶部７００は、撮影条件情報７１０、各種パラメータ７２０、距離検出センサ１００の出力、速度センサの出力及び撮影画像等を記憶する。記憶部７００は、記憶する情報を制御部６００との間で入出力する。記憶部７００は、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）又はＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｃ  Ｄｒｉｖｅ）等の情報記憶装置である。
【００７１】
撮影条件情報７１０は、撮影部３００の視野に関する情報であり、本実施の形態では、移動物体の移動速度と、目標となる離隔距離である目標撮影距離との予め定められた対応関係を示す情報を含む。移動物体の移動速度と、目標撮影距離との予め定められた対応関係を示す情報については、後述する図５で詳細に説明する。また、撮影条件情報７１０には、自律飛行装置１と移動物体との位置関係を示す目標水平角度θに関する情報が含まれている。目標水平角度θは、自律飛行装置１の移動物体の進行方向の反対方向に対する撮影角度である。例えば目標水平角度θが０度の場合、自律飛行装置１は移動物体の後ろに位置して移動物体を追従する。また、目標水平角度θが４５度の場合、自律飛行装置１は移動物体の斜め後ろに位置して移動物体を追従する。また、例えば目標水平角度θが９０度の場合、自律飛行装置１は移動物体の横に位置して移動物体と並走するように移動物体を追従する。
【００７２】
各種パラメータ７２０は、例えば、フィードバック制御の一種であるＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｔｅｇｒａｌ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）制御に関する情報である。ＰＩＤ制御に関する情報とは、例えば、現在の離隔距離と目標撮影距離との距離偏差と速度とが対応付けられた情報である。
【００７３】
［離隔距離制御部の構成及び動作］
次に、離隔距離制御部６５０の構成及び動作について図３から図９を用いて説明する。
【００７４】
図３は、実施の形態１に係る離隔距離制御部６５０の構成の一例を示すブロック図である。
【００７５】
離隔距離制御部６５０は、自律飛行装置１の移動物体との離隔距離及び位置関係を制御するために、自律飛行装置１の飛行速度を算出する。離隔距離制御部６５０は、距離調整速度算出部６５１、θ調整速度算出部６５２及び速度合成部６５３を備える。
【００７６】
距離調整速度算出部６５１は、飛行速度に含まれる速度成分のうち自律飛行装置１と移動物体との離隔距離を調整するための速度成分（距離調整速度成分）を算出する。ここで、距離調整速度算出部６５１が距離調整速度成分を算出するための動作について図４を用いて説明する。
【００７７】
図４は、実施の形態１に係る距離調整速度算出部６５１が距離調整速度成分を算出するための動作の一例を示すフローチャートである。
【００７８】
まず、移動速度取得部６３０は、移動物体の移動速度を示す情報を取得する（ステップＳ１０１）。
【００７９】
次に、距離調整速度算出部６５１は、目標撮影距離を決定する（ステップＳ１０２）。具体的には、距離調整速度算出部６５１は、移動速度取得部６３０が取得した移動速度を示す情報を記憶部７００に記憶された撮影条件情報７１０（移動物体の速度及び目標撮影距離の対応関係）と照合することで目標撮影距離を決定する。ここで、撮影条件情報７１０の一例を、図５を用いて説明する。
【００８０】
図５は、実施の形態１に係る記憶部７００が記憶する撮影条件情報７１０の一例を示す図である。
【００８１】
図５に示されるように、撮影条件情報７１０は、例えば、移動物体の移動速度と目標撮影距離との対応関係を示す情報である。図５には、撮影部３００の撮影倍率をそれぞれ所定の倍率に固定したときの移動物体の移動速度と目標撮影距離との対応関係が示される。撮影部３００の撮影倍率は、例えばユーザによって設定され、設定した撮影倍率を示す情報は記憶部７００に記憶される。図５に示されるように、撮影倍率の大きさに関わらず、移動物体の速度が大きいほど目標撮影距離は大きくなる。
【００８２】
例えば、撮影部３００の撮影倍率が２倍に設定されている場合に移動物体の速度が２ｍ／ｓの場合、距離調整速度算出部６５１は、目標撮影距離を４ｍに決定する。また、例えば、撮影部３００の撮影倍率が２倍に設定されている場合に移動物体の速度が１０ｍ／ｓの場合、距離調整速度算出部６５１は、目標撮影距離を２０ｍに決定する。このように、距離調整速度算出部６５１（離隔距離制御部６５０）は、移動物体の移動速度が大きいほど離隔距離を大きくする制御を行う。
【００８３】
次に、距離調整速度算出部６５１は、位置推定部６２０が推定した自律飛行装置１と移動物体との距離（移動物体距離とも呼ぶ）を取得する（ステップＳ１０３）。
【００８４】
次に、距離調整速度算出部６５１は、ステップＳ１０２で決定した目標撮影距離とステップＳ１０３で取得した移動物体距離とが同じであるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。
【００８５】
距離調整速度算出部６５１が、目標撮影距離と移動物体距離とが同じであると判定した場合（ステップＳ１０４でＹｅｓ）、距離調整速度算出部６５１が距離調整速度成分を算出するための動作は終了する。
【００８６】
距離調整速度算出部６５１が、目標撮影距離と移動物体距離とが同じでないと判定した場合（ステップＳ１０４でＮｏ）、距離調整速度算出部６５１は、距離調整速度成分を算出する（ステップＳ１０５）。距離調整速度算出部６５１が、距離調整速度成分を算出する方法については後述する図６で詳細に説明する。
【００８７】
このように、距離調整速度算出部６５１（離隔距離制御部６５０）は、移動速度取得部６３０が取得した移動物体の移動速度を示す情報を記憶部７００に記憶された撮影条件情報７１０と照合することで、離隔距離が目標撮影距離となる制御を行う。具体的には、距離調整速度算出部６５１（離隔距離制御部６５０）は、離隔距離が目標撮影距離よりも大きい場合、自律飛行装置１の飛行速度を大きくする制御を行い、離隔距離が目標撮影距離よりも小さい場合、自律飛行装置１の飛行速度を小さくする制御を行う。
【００８８】
なお、図４に示される処理は、例えば、ユーザが設定した所望のタイミング毎に行われる。
【００８９】
θ調整速度算出部６５２は、飛行速度に含まれる速度成分のうち自律飛行装置１が移動物体の後ろ（進行方向と反対方向）に対して目標水平角度θとなる位置に位置するように調整するための速度成分（θ調整速度成分）を算出する。θ調整速度算出部６５２については、後述する図７から図９で詳細に説明する。
【００９０】
速度合成部６５３は、自律飛行装置１の飛行速度を算出する。飛行速度には、移動物体の移動速度成分と距離調整速度成分とθ調整速度成分とが含まれる。したがって、速度合成部６５３は、移動物体の移動速度成分と距離調整速度成分とθ調整速度成分とを合成することで飛行速度を算出する。ここで、自律飛行装置１が移動物体の後ろから移動物体を追従するとき（つまり、目標水平角度θが０度のとき）の飛行速度について図６を用いて説明する。
【００９１】
図６は、実施の形態１に係る自律飛行装置１の飛行速度を説明するための図である。
【００９２】
図６に示される距離ａは、距離調整速度算出部６５１が決定した目標撮影距離である。現状の自律飛行装置１と移動物体８００との離隔距離（移動物体距離）は距離ａ＋距離ｂである。距離ｂは、現状の移動物体距離を目標撮影距離ａとするために自律飛行装置１が移動物体８００に対して近づかなければならない距離である。距離調整速度成分は速度合成部６５３が算出する飛行速度に含まれる成分であり、距離ｂを０とする（現状の移動物体距離を目標撮影距離ａとする）ための速度成分である。また、距離調整速度成分は、自律飛行装置１から移動物体８００への方向における速度成分である。例えば、図４に示される処理は所定の時間毎に行われ、距離調整速度算出部６５１は、所定の時間毎に移動物体距離と目標撮影距離との距離偏差を算出する。そして、距離調整速度算出部６５１は、距離偏差に基づいて、例えばＰＩＤ制御等の制御手法を用いて距離調整速度成分を算出する。本実施の形態では、記憶部７００に記憶された各種パラメータ７２０（ＰＩＤ制御に関する情報）を用いて、距離調整速度成分は算出される。自律飛行装置１は、移動物体８００が動いているため、移動物体８００の速度の成分（移動物体速度成分）と算出した距離調整速度成分とを足し合わせた飛行速度で移動物体８００に追従する。これにより、図４に示される処理が行われる毎に距離ｂは０に近づいていき、移動物体距離は目標撮影距離ａと等しくなる。
【００９３】
なお、図６では、現状の移動物体距離が目標撮影距離より大きい場合を例にして説明したが、現状の移動物体距離が目標撮影距離より小さい場合、自律飛行装置１は、移動物体速度成分から距離調整速度成分を引いた飛行速度で、移動物体８００から遠ざかりながら移動物体８００に追従する。
【００９４】
また、移動物体８００の移動速度は常に一定とは限らず、変化することがある。この場合、例えば、離隔距離制御部６５０は、移動物体８００の移動速度が現状の移動速度（第１移動速度）から第１移動速度よりも大きい速度（第２移動速度）へ変化した場合、自律飛行装置１と移動物体８００との離隔距離を大きくする制御を行う。移動物体の移動速度が第１移動速度（例えば１ｍ／ｓ）から第２移動速度（例えば２ｍ／ｓ）へ変化した場合、距離調整速度算出部６５１は、目標撮影距離を例えば２ｍから４ｍに決定する。なお、このときの撮影倍率は２倍に固定されているとする。そして、離隔距離制御部６５０は、飛行速度を遅くすることで、離隔距離を大きくしていき、離隔距離を４ｍへと大きくする制御を行う。
【００９５】
また、例えば、離隔距離制御部６５０は、移動物体８００の移動速度が現状の移動速度（第１移動速度）から第１移動速度よりも小さい速度（第２移動速度）へ変化した場合、自律飛行装置１と移動物体８００との離隔距離を小さくする制御を行う。移動物体の移動速度が第１移動速度（例えば２ｍ／ｓ）から第２移動速度（例えば１ｍ／ｓ）へ変化した場合、距離調整速度算出部６５１は、目標撮影距離を例えば４ｍから２ｍに決定する。なお、このときの撮影倍率は２倍に固定されているとする。そして、離隔距離制御部６５０は、飛行速度を速くすることで、離隔距離を小さくしていき、離隔距離を２ｍへと小さくする制御を行う。
【００９６】
このように、離隔距離制御部６５０は、移動物体８００の移動速度が大きいほど離隔距離を大きくする制御を行う。
【００９７】
次に、自律飛行装置１が移動物体の斜め後ろから移動物体を追従するとき（つまり、目標水平角度θが０度でないとき）の飛行速度について図７から図９を用いて説明する。
【００９８】
図７は、目標水平角度θを説明するための図である。
【００９９】
図６では、自律飛行装置１は、移動物体８００の後ろから追従するため、移動物体８００の移動速度に単に距離調整速度成分を足す又は引くことで離隔距離を目標撮影距離にしていた。しかし、移動物体８００を斜め後ろから撮影した、より迫力のある画像を取得したいという要望がある。移動物体８００を斜め後ろから撮影した画像とは、例えば、図７の点線で示される自律飛行装置１の位置のように、自律飛行装置１の移動物体の進行方向の反対方向に対して角度θの位置からの撮影した画像である。距離ａは、移動物体８００の移動速度に応じて決定される目標撮影距離である。
【０１００】
図７の実線で示される自律飛行装置１の位置を現状の自律飛行装置１の位置とすると、離隔距離制御部６５０は、離隔距離を目標撮影距離ａにする制御と目標水平角度を角度θにする制御を行う必要がある。具体的には、θ調整速度算出部６５２は、自律飛行装置１が移動物体の後ろに対して目標水平角度θとなる位置に位置するように調整するためのθ調整速度成分を算出する。ここで、θ調整速度算出部６５２がθ調整速度成分を算出するための動作について図８を用いて説明する。
【０１０１】
図８は、実施の形態１に係るθ調整速度算出部６５２がθ調整速度成分を算出するための動作の一例を示すフローチャートである。
【０１０２】
まず、θ調整速度算出部６５２は、現在の水平角度を推定する（ステップＳ２０１）。具体的には、θ調整速度算出部６５２は、位置推定部６２０が推定した自律飛行装置１と移動物体８００との相対位置から現在の水平角度を推定する。
【０１０３】
次に、θ調整速度算出部６５２は、現在の水平角度と目標水平角度θとが同じであるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。目標水平角度θは、記憶部７００に記憶された撮影条件情報７１０に含まれる情報であり、例えばユーザ（移動物体８００）により設定されて記憶部７００に記憶されている。
【０１０４】
θ調整速度算出部６５２が、現在の水平角度と目標水平角度θとが同じであると判定した場合（ステップＳ２０２でＹｅｓ）、θ調整速度算出部６５２がθ調整速度成分を算出するための動作は終了する。
【０１０５】
距離調整速度算出部６５１が、現在の水平角度と目標水平角度θとが同じでないと判定した場合（ステップＳ２０２でＮｏ）、θ調整速度算出部６５２は、θ調整速度成分を算出する（ステップＳ２０３）。θ調整速度算出部６５２が、θ調整速度成分を算出する方法について図９を用いて説明する。
【０１０６】
図９は、実施の形態１に係る自律飛行装置１の目標水平角度θを調整するときの飛行速度を説明するための図である。
【０１０７】
図９の（ａ）に示される自律飛行装置１と移動物体８００との位置関係と図７の実線で示される自律飛行装置１と移動物体８００との位置関係とは同じとする。また、図９の（ｄ）に示される自律飛行装置１と移動物体８００との位置関係と図７の点線で示される自律飛行装置１と移動物体８００との位置関係とは同じとする。図９の（ａ）から図９の（ｄ）は、自律飛行装置１の移動物体８００の後ろに対して角度θ、かつ、目標撮影距離ａの位置へ移動していく様子を示す図である。
【０１０８】
目標水平角度θを調整しない場合、自律飛行装置１の飛行速度は、図６に示されるように移動物体速度成分と距離調整速度成分との和となるが、目標水平角度θを調整する場合、
自律飛行装置１の飛行速度は、移動物体速度成分と距離調整速度成分とθ調整速度成分との和となる。例えば、図８に示される処理は所定の時間毎に行われ、θ調整速度算出部６５２は、所定の時間毎に現在の水平角度と目標水平角度θとの角度偏差を算出する。そして、θ調整速度算出部６５２は、角度偏差に基づいて、例えばＰＩＤ制御等の制御手法を用いてθ調整速度成分を算出する。本実施の形態では、記憶部７００に記憶された各種パラメータ７２０（ＰＩＤ制御に関する情報）を用いて、θ調整速度成分は算出される。
【０１０９】
図９の（ａ）から図９の（ｄ）に示されるように、θ調整速度成分は、例えば、距離調整速度成分の法線方向の成分となる。自律飛行装置１の飛行速度は、離隔距離を目標撮影距離ａとするための距離調整速度成分と現在の水平角度を目標水平角度θとするためのθ調整速度成分とに応じて変化していくことがわかる。そして、自律飛行装置１は、移動物体８００の後ろに対して角度θ、かつ、目標撮影距離ａの位置へ移動していく。図９の（ｄ）に示されるように、自律飛行装置１が目標の位置に到達すると、飛行速度に含まれる成分は移動物体速度成分のみとなり、自律飛行装置１は、移動物体８００の後ろに対して角度θ、かつ、目標撮影距離ａの位置から移動物体８００に追従する。
【０１１０】
このように、自律飛行装置１は、移動物体８００の斜め後ろから追従して移動物体８００を撮影することができる。
【０１１１】
［障害物回避高度算出部の動作］
ところで、自律飛行装置１が移動物体８００に追従するときに、移動物体８００が例えば木のような障害物の下をくぐって通り抜ける場合がある。この場合、自律飛行装置１は、障害物に衝突してしまう可能性がある。そこで、自律飛行装置１の障害物回避高度算出部６６０は、障害物を回避するための障害物回避高度を算出する。障害物回避高度算出部６６０が障害物回避高度を算出するための動作について、図１０及び図１１を用いて説明する。
【０１１２】
図１０は、実施の形態１に係る障害物回避高度算出部６６０が障害物回避高度を算出するための動作の一例を示すフローチャートである。
【０１１３】
まず、障害物検出部６４０は、障害物を検出する（ステップＳ３０１）。障害物検出部６４０は、例えば、自律飛行装置１における水平面（ＸＹ平面）からの障害物の仰俯角と、自律飛行装置１からの障害物の距離とを検出する。
【０１１４】
次に、障害物回避高度算出部６６０は、現在の進行方向に基づいた飛行経路上に障害物検出部６４０が検出した障害物があるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。例えば、障害物回避高度算出部６６０は、飛行経路上のうち、現在の位置から現在の飛行速度で障害物を回避するために必要な距離分先までの間に障害物があるか否かを判定する。
【０１１５】
障害物回避高度算出部６６０が、飛行経路上に障害物がないと判定した場合（ステップＳ３０２でＮｏ）、障害物回避高度算出部６６０が障害物回避高度を算出するための動作は終了する。
【０１１６】
障害物回避高度算出部６６０が、飛行経路上に障害物があると判定した場合（ステップＳ３０２でＹｅｓ）、障害物回避高度算出部６６０は、障害物回避高度を算出する。具体的には、障害物回避高度算出部６６０は、障害物検出部６４０が検出した自律飛行装置１における水平面からの障害物の仰俯角に基づいて、障害物のない飛行高度の範囲を算出する。そして、障害物回避高度算出部６６０は、障害物のない飛行高度の範囲のうち、現在の飛行高度に最も近い高度を障害物回避高度として算出する。
【０１１７】
なお、自律飛行装置１が木のように移動物体８００がくぐって通り抜ける障害物を回避する場合、障害物回避高度は現在の飛行高度よりも低くすることが好ましい。例えば、障害物回避高度を現在の飛行高度よりも高くする場合、自律飛行装置１が移動物体８００を見失ってしまう可能性がある。自律飛行装置１が現在の飛行高度よりも障害物回避高度を低くするときの様子について図１１を用いて説明する。
【０１１８】
図１１は、実施の形態１に係る自律飛行装置が障害物を回避するときの様子を示す図である。
【０１１９】
図１１に示されるように、木（障害物）の枝及び葉の部分と地面との間をくぐって木を通り抜けた移動物体８００と同じように、自律飛行装置１は、自身の飛行高度を低くして木をくぐって通り抜けようとしている。例えば、自律飛行装置１が、自身の高度を高くして、木の枝及び葉の部分の上方を通って木（障害物）を回避する場合、木の高さによっては撮影部３００の撮影範囲から移動物体８００がフレームアウトしてしまう。したがって、自律飛行装置１の障害物回避高度は、現在の飛行高度よりも低くすることが好ましい。
【０１２０】
［離隔距離］
ところで、移動物体８００と自律飛行装置１との離隔距離は、移動物体８００と自律飛行装置１との直線距離であっても、水平距離であってもよい。
【０１２１】
図１２は、移動物体８００と自律飛行装置１との直線距離Ｄ及び水平距離Ｌを説明するための図である。
【０１２２】
移動物体８００と自律飛行装置１との離隔距離が直線距離Ｄの場合、自律飛行装置１における水平面から移動物体８００への俯角φは固定される。これにより、移動物体８００の移動速度が速いとき及び遅いときのどちらにおいても、自律飛行装置１における水平面から移動物体８００への俯角φは一定に維持される。したがって、自律飛行装置１の移動物体８００への視点を維持したまま、離隔距離を変更できる。
【０１２３】
移動物体８００と自律飛行装置１との離隔距離が水平距離Ｌの場合、自律飛行装置１の飛行高度Ｈは固定される。これにより、移動物体８００の移動速度が速いとき及び遅いときのどちらにおいても、自律飛行装置１の飛行高度Ｈは一定に維持される。
【０１２４】
［カメラ制御部の動作］
ところで、撮影部３００が撮影した画像に含まれる移動物体８００は、撮影対象であるので画像の中心に位置することが好ましい。カメラ制御部６７０は、移動物体８００が撮影部３００の画面の中心に位置するように、撮影部３００の撮影方向を制御する。ここで、カメラ制御部６７０の移動物体８００を撮影部３００の画面の中心に映すための動作について、図１３を用いて説明する。
【０１２５】
図１３は、実施の形態１に係るカメラ制御部６７０の移動物体８００を画面の中心に映すための動作を示すフローチャートである。
【０１２６】
まず、目標カメラ角度推定部６１０は、移動物体８００が撮影部３００の画面の中心に映っているか否かを判定する（ステップＳ４０１）。具体的には、目標カメラ角度推定部６１０は、例えば、画像認識技術を用いて撮影部３００の撮影画面上における移動物体８００の位置を検出し、移動物体８００が撮影画面の中心にあるか否か判断する。
【０１２７】
目標カメラ角度推定部６１０が、移動物体８００が撮影部３００の画面の中心に映っていると判定した場合（ステップＳ４０１でＹｅｓ）、カメラ制御部６７０の移動物体８００を画面の中心に映すための動作は終了する。
【０１２８】
目標カメラ角度推定部６１０が、移動物体８００が撮影部３００の画面の中心に映らないと判定した場合（ステップＳ４０１でＮｏ）、カメラ制御部６７０は、カメラ角度（撮影部３００の撮影方向）を制御する（ステップＳ４０２）。ステップＳ４０１では、まず、目標カメラ角度推定部６１０は、撮影部３００の出力に基づいて、移動物体８００が撮影部３００の画面の中心にくる俯角α及び水平回転角βを推定する。そして、ステップＳ４０２では、カメラ制御部６７０は、目標カメラ角度推定部６１０が推定した俯角α及び水平回転角βを用いて、撮影部３００の撮影方向を制御する。これにより、カメラ制御部６７０は、移動物体８００を撮影部３００の画面の中心に写すことができる。
【０１２９】
［効果等］
以上のように、本実施の形態の自律飛行装置１は、移動物体８００の移動速度が大きいほど離隔距離を大きくする制御を行う。自律飛行装置１の奏する効果について図１４を用いて説明する。
【０１３０】
図１４は、実施の形態１に係る自律飛行装置１の効果を説明するための図である。図１４の（ａ）は、移動物体８００の移動速度が大きい場合の撮影部３００が撮影した画像を示す図である。図１４の（ｂ）は、移動物体８００の移動速度が小さい場合の撮影部３００が撮影した画像を示す図である。
【０１３１】
移動物体８００の移動速度が大きい場合、撮影した画像における移動物体８００にブレが発生したり、移動物体８００が撮影した画像からフレームアウトしたりしてしまうことがある。そこで、図１４の（ａ）に示されるように、移動物体８００と自律飛行装置１との離隔距離が大きくなることで、画角が広くなる。これにより、移動物体８００の移動速度が大きい場合には、移動物体８００を撮影する画像における移動物体８００のブレ又はフレームアウトの発生が抑制される。
【０１３２】
また、移動物体８００の移動速度が小さい場合、撮影した画像における移動物体にブレが発生したり、移動物体が撮影した画像からフレームアウトしたりしてしまう可能性が低くなる。そこで、図１４の（ａ）に示されるように、移動物体８００と自律飛行装置１との離隔距離が小さくなることで、画角が狭くなる。これにより、移動物体８００の移動速度が小さい場合には、撮影した画像における移動物体８００が小さくなってしまうことが抑制される。
【０１３３】
（実施の形態２）
実施の形態２について、図１５から図１７を用いて説明する。
【０１３４】
図１５は、実施の形態２に係る自律飛行装置１ａの構成の一例を示すブロック図である。
【０１３５】
本実施の形態に係る自律飛行装置１ａは、制御部６００の代わりに制御部６００ａを備える点が実施の形態１に係る自律飛行装置１と異なる。その他の点は、実施の形態１におけるものと同じであるため、説明は省略する。また、制御部６００ａは、離隔距離制御部６５０及びカメラ制御部６７０の代わりに離隔距離制御部６５０及びカメラ制御部６７０を備える点が、制御部６００と異なり、その他の点は同じであるため説明は省略する。自律飛行装置１ａは、移動物体８００に対して所定の離隔距離（撮影距離）を保って、移動物体８００に追従して飛行する。所定の離隔距離は、例えば、ユーザによって設定され、所定の離隔距離を示す情報は記憶部７００に記憶される。
【０１３６】
離隔距離制御部６５０ａは、位置推定部６２０が推定した自律飛行装置１ａと移動物体８００との離隔距離及び位置関係を制御する。離隔距離制御部６５０は、自律飛行装置１の移動物体８００との離隔距離及び位置関係を制御するために、自律飛行装置１の飛行速度を算出する。実施の形態１に係る離隔距離制御部６５０は、移動速度取得部６３０が取得した移動物体８００の移動速度を示す情報に基づいて離隔距離を制御したが、本実施の形態に係る離隔距離制御部６５０ａは、例えば記憶部７００に記憶された所定の離隔距離を示す情報に基づいて離隔距離を制御する。そして、離隔距離制御部６５０ａは、位置推定部６２０が推定した移動物体８００の位置からの離隔距離が、ユーザが設定した撮影距離になるように、飛行制御部６８０に飛行速度を制御させる。
【０１３７】
カメラ制御部６７０ａ（倍率制御部）は、移動速度取得部６３０が取得した移動物体８００の移動速度を示す情報に基づいて、撮影部３００の撮影倍率を制御する。カメラ制御部６７０ａは、実施の形態１に係るカメラ制御部６７０の動作も行うことができる。ここで、カメラ制御部６７０ａについて図１６を用いて説明する。
【０１３８】
図１６は、実施の形態２に係るカメラ制御部６７０ａが撮影部３００の撮影倍率を制御するための動作の一例を示すフローチャートである。
【０１３９】
まず、移動速度取得部６３０は、移動物体８００の移動速度を示す情報を取得する（ステップＳ５０１）。
【０１４０】
次に、カメラ制御部６７０ａは、目標撮影倍率を決定する（ステップＳ５０２）。具体的には、カメラ制御部６７０ａは、移動速度取得部６３０が取得した移動速度を示す情報と記憶部７００に記憶された撮影条件情報７１０（移動物体８００の移動速度及び撮影倍率の対応関係）とから目標撮影距離（離隔距離）を決定する。ここで、撮影条件情報７１０の一例を、図５を用いて説明する。
【０１４１】
図１７は、実施の形態２に係る記憶部７００が記憶する撮影条件情報７１０の一例を示す図である。
【０１４２】
図１７に示されるように、撮影条件情報７１０は、本実施の形態では、移動物体８００の移動速度と、移動物体８００の移動速度に最適な撮影倍率である目標撮影倍率との予め定められた対応関係を示す情報を含む。図１７には、撮影部３００の撮影距離（移動物体８００と自律飛行装置１ａとの離隔距離）をそれぞれ所定の撮影距離に固定したときの移動物体の移動速度と目標撮影倍率との対応関係が示される。移動物体８００と自律飛行装置１ａとの撮影距離は、上述したようにユーザによって設定され、設定された撮影距離を示す情報は記憶部７００に記憶されている。図１７に示されるように、撮影距離の大きさに関わらず、移動物体８００の速度が大きいほど目標撮影倍率は小さくなる。
【０１４３】
例えば、撮影距離が２ｍに設定されている場合に移動物体の速度が２ｍ／ｓの場合、カメラ制御部６７０ａは、目標撮影倍率を１倍に決定する。また、例えば、撮影距離が２ｍに設定されている場合に移動物体の速度が１０ｍ／ｓの場合、カメラ制御部６７０ａは、目標撮影倍率を０．２倍に決定する。このように、カメラ制御部６７０ａ（倍率制御部）は、移動物体８００の移動速度が大きいほど撮影倍率を小さくする制御を行う。
【０１４４】
そして、カメラ制御部６７０ａは、撮影部３００の撮影倍率を決定した目標撮影倍率に制御する（ステップＳ５０３）。
【０１４５】
以上のように、本実施の形態の自律飛行装置１ａは、移動物体８００の移動速度が大きいほど撮影倍率を小さくする制御を行う。
【０１４６】
自律飛行装置１の奏する効果と同じように、移動物体８００と自律飛行装置１ａとの撮影倍率が小さくなることで、画角が広くなる。これにより、移動物体８００の移動速度が大きい場合には、移動物体８００を撮影する画像における移動物体８００のブレ又はフレームアウトの発生が抑制される。また、移動物体８００と自律飛行装置１との撮影倍率が大きくなることで、画角が狭くなる。これにより、移動物体８００の移動速度が小さい場合には、撮影した画像における移動物体８００が小さくなってしまうことが抑制される。
【０１４７】
（その他の実施の形態）
以上、本開示の自律飛行装置及び自律飛行装置の制御方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したもの、及び、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれる。
【０１４８】
例えば、上記実施の形態では、離隔距離制御部６５０は、図５に示されるように移動物体８００の移動速度の変化に応じて目標撮影距離（離隔距離）を変更する制御をしたが、これに限らない。例えば、離隔距離制御部６５０は、移動物体８００の移動速度が所定の閾値より大きいか否かを判定してもよい。そして、離隔距離制御部６５０は、移動物体８００の移動速度が所定の閾値よりも大きい場合、離隔距離が第１離隔距離となる制御を行い、移動物体８００の移動速度が所定の閾値よりも小さい場合、離隔距離が第１離隔距離よりも小さい第２離隔距離となる制御を行ってもよい。
【０１４９】
これにより、移動物体８００の移動速度が所定の閾値より大きい場合、撮影部３００は画角の広い画像を撮影するモードになり、移動物体８００の移動速度が所定の閾値より小さい場合、撮影部３００は画角の狭い画像を撮影するモードになる。つまり、１つの閾値を設定することで、移動物体８００の移動速度に応じて画角の広い画像を撮影するモードと画角の狭い画像を撮影するモードとを切り替えることができる。また、複数の閾値を設定することで、移動物体８００の移動速度に応じて複数のモードを切り替えてもよい。
【０１５０】
また、例えば、上記実施の形態では、カメラ制御部６７０ａは、図１７に示されるように移動物体８００の移動速度の変化に応じて目標撮影倍率を変更する制御をしたが、これに限らない。例えば、カメラ制御部６７０ａは、移動物体８００の移動速度が所定の閾値より大きいか否かを判定してもよい。そして、カメラ制御部６７０ａは、移動物体８００の移動速度が所定の閾値よりも大きい場合、撮影倍率が第１倍率となる制御を行い、移動物体８００の移動速度が所定の閾値よりも小さい場合、撮影倍率が第１倍率よりも大きい第２倍率となる制御を行ってもよい。
【０１５１】
これにより、移動物体８００の移動速度が所定の閾値より大きい場合、撮影部３００は画角の広い画像を撮影するモードになり、移動物体８００の移動速度が所定の閾値より小さい場合、撮影部３００は画角の狭い画像を撮影するモードになる。つまり、１つの閾値を設定することで、移動物体８００の移動速度に応じて画角の広い画像を撮影するモードと画角の狭い画像を撮影するモードとを切り替えることができる。また、複数の閾値を設定することで、移動物体８００の移動速度に応じて複数のモードを切り替えてもよい。
【０１５２】
また、例えば、上記実施の形態では、移動物体８００の移動速度に応じた離隔距離の制御、又は、移動物体８００の移動速度に応じた撮影倍率の制御が行われたが、両方の制御が行われてもよい。例えば、実施の形態１において、移動物体８００の移動速度が大きいときに、離隔距離が大きくなり過ぎる場合には、撮影倍率も制御されてもよい。同様に、実施の形態１において、移動物体８００の移動速度が小さいときに、離隔距離が小さくなり過ぎる場合には、撮影倍率も制御されてもよい。また、例えば、実施の形態２において、撮影部３００の変更可能な撮影倍率を超えて画角の広さを変更したい場合には、離隔距離も制御されてもよい。なお、この場合に、離隔距離及び撮影倍率のうちのどちらから優先的に制御するかをユーザが設定してもよい。
【０１５３】
なお、本開示の包括的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又は記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。例えば、本開示は、自律飛行装置の制御方法を自律飛行装置のコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現されてもよい。また、そのプログラムを示す情報、データ又は信号として実現することもできる。そして、それらプログラム、情報、データ及び信号は、インターネット等の通信ネットワークを介して配信してもよい。
【０１５４】
その他、実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１５５】
本開示は、自律飛行装置、自律飛行装置の制御方法及びプログラムを提供するものであり、自動で移動物体に追従して移動物体を撮影し、撮影する画像における移動物体のブレ又はフレームアウトを適切に抑制できるため、空中から移動物体を撮影する機器、玩具等に有用である。
【符号の説明】
【０１５６】
１  自律飛行装置
１００  距離検出センサ
２００  通信部
３００  撮影部
４００  ロータ
５００  モータ
６００  制御部
６１０  目標カメラ角度推定部
６２０  位置推定部
６３０  移動速度取得部
６４０  障害物検出部
６５０  離隔距離制御部
６５１  距離調整速度算出部
６５２  θ調整速度算出部
６５３  速度合成部
６６０  障害物回避高度算出部
６７０  カメラ制御部
６８０  飛行制御部
６９０  倍率制御部
７００  記憶部
７１０  撮影条件情報
７２０  各種パラメータ
８００  移動物体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【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１０】
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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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