(57)【要約】      （修正有）【課題】ドローンにより上空を飛行される土地の一部分の連続的な画像を撮像するように適合されたカメラを含むカメラユニットを提供する。【解決手段】ドローン１０に搭載されて土地１６をマッピングするように適合されたカメラユニット１４であって、カメラユニット１４は、撮像された画像を記憶する手段と、カメラを通して見える上空を飛行される土地部分についての情報を、少なくとも直前に撮像された画像についての少なくとも１つの情報と比較して、上空を飛行される土地部分の、少なくとも直前に撮像された画像との重複率を決定する手段と、上空を飛行される土地部分の重複率があらかじめ定められた重複率以下である場合に直ちに、画像の撮像を実行するコマンドをカメラに送信する手段とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドローン（１０）に搭載されて土地（１６）をマッピングするように適合されたカメラユニット（１４）であり、前記ドローンにより上空を飛行される前記土地の一部分の連続的な画像を撮像するように適合されたカメラ（１８）を備えたカメラユニット（１４）であって、
撮像された画像を記憶する手段（３２）と、
前記カメラを通して見える上空を飛行される土地部分についての情報を、少なくとも直前に撮像された画像についての少なくとも１つの情報と比較して、前記上空を飛行される土地部分の、少なくとも前記直前に撮像された画像との重複率を決定する手段（３４）と、
前記上空を飛行される土地部分の重複率があらかじめ定められた重複率以下である場合に直ちに、画像の撮像を実行するように前記カメラにコマンドを送信する手段（３６）と、
を備えたことを特徴とするカメラユニット（１４）。
【請求項２】
前記比較手段は、土地部分についての少なくとも１つの撮像状況情報との比較を行う
ことを特徴とする請求項１に記載のカメラユニット。
【請求項３】
上空を飛行される土地部分についての少なくとも１つの撮像状況情報を生成する手段（３０）を備え、
前記記憶手段（３２）は、前記撮像された画像と関連付けられた状況情報を記憶するように適合され、
前記比較手段（３４）は、状況情報を生成する前記手段によって生成される前記上空を飛行される土地部分についての少なくとも１つの状況情報を、少なくとも直前に撮像された画像についての少なくとも１つの記憶された状況情報と比較して、前記上空を飛行される土地部分の、少なくとも前記直前に撮像された画像との重複率を決定するように適合される
ことを特徴とする請求項２に記載のカメラユニット。
【請求項４】
前記比較手段は、ジオロケーション情報、および／または前記カメラユニットの変位速度、および／または前記カメラの画角、および／または前記カメラの向き、および／または前記カメラと地面との間の距離との比較を行う
ことを特徴とする請求項２または３に記載のカメラユニット。
【請求項５】
前記カメラユニットの高度を推定するデバイス（３８）と、
前記ドローンの離陸前に、前記高度推定デバイスによって決定された前記カメラと前記地面との間の初期距離を記憶する手段と、
をさらに備え、
前記土地部分の上空の飛行中に、前記カメラと前記上空を飛行される土地部分の地面との間の距離が、前記初期距離と前記カメラユニットの前記高度推定デバイスによって決定される距離との間の差によって決定される
ことを特徴とする請求項４に記載のカメラユニット。
【請求項６】
１つの画像からその次の画像までの撮像された土地部分の変位の速度の解析から導出される水平速度信号を生成するように適合された、前記カメラの画像を解析するデバイスをさらに備え、
前記カメラと前記地面との間の距離は、さらに前記水平速度信号によっても決まる
ことを特徴とする請求項５に記載のカメラユニット。
【請求項７】
前記コマンドを送信する手段は、前記重複率が８５％以下であり、優先的には５０％以下である場合に直ちに、前記カメラへのコマンドの送信を行う
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のカメラユニット。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のカメラユニットを備えた、土地（１６）をマッピングするドローン（１０）。
【請求項９】
ドローン（１０）に搭載されて土地（１６）をマッピングするように適合されたカメラユニットによる画像撮像管理方法であり、前記カメラユニットが、前記ドローンにより上空を飛行される前記土地の一部分の連続的な画像を撮像するように適合されたカメラ（１８）を有する、方法であって、
前記カメラを通して見える上空を飛行される土地部分についての情報を、少なくとも直前に撮像された画像についての少なくとも１つの情報と比較して、前記上空を飛行される土地部分の、少なくとも前記直前に撮像された画像との重複率を決定するステップ（７２）と、
前記上空を飛行される土地部分の重複率があらかじめ定められた重複率以下である場合に直ちに、画像の撮像を実行するように前記カメラにコマンドを送信するステップ（７６）と、
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記情報は、土地部分についての少なくとも１つの撮像状況情報に対応することを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
上空を飛行される土地部分についての少なくとも１つの撮像状況情報を生成するステップ（７０）をさらに備え、
前記比較ステップ（７２）は、前記上空を飛行される土地部分についての少なくとも１つの状況情報を、少なくとも直前に撮像された画像についての少なくとも１つの記憶された状況情報と比較して、前記上空を飛行される土地部分の、少なくとも前記直前に撮像された画像との重複率を決定する
ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記撮像された画像と、前記上空を飛行される土地部分についての少なくとも１つの状況情報を生成する前記ステップ（７０）中に生成される前記撮像された画像の状況情報とを記憶するステップ（７８）
をさらに備えたことを特徴とする請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記状況情報は、ジオロケーション情報、および／または前記カメラユニットの変位速度、および／または前記カメラの画角、および／または前記カメラの向き、および／または前記カメラと地面との間の距離を含む
ことを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記ドローンの離陸前に、前記カメラユニットの高度を推定することによって、前記カメラと前記地面との間の初期距離を決定するステップと、
前記ドローンの飛行中に、前記カメラと前記上空を飛行される土地部分の前記地面との間の距離を、前記初期距離と前記カメラユニットの高度の推定距離との間の差によって決定する少なくとも１つのステップと、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記カメラの画像を解析して、１つの画像からその次の画像までの撮像された土地部分の変位の解析から導出される水平速度信号を生成するステップと、
前記カメラと前記地面との間の前記距離を前記水平速度信号に応じて決定するステップと、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記あらかじめ定められた重複率は、８５％以下であり、優先的には５０％以下であることを特徴とする、請求項９〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土地をマッピングするドローンに関するが、さらに詳細には、ドローンに搭載されるように適合されたカメラユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
フランスのパリに本社を置くＰａｒｒｏｔ社製のＡＲ．Ｄｒｏｎｅ２．０またはＢｅｂｏｐ  Ｄｒｏｎｅ、あるいはスイスのＳｅｎｓｅＦｌｙ社製のｅＢｅｅは、ドローンの代表例である。これらは、一連のセンサ（加速度計、３軸ジャイロメータ、高度計）、および少なくとも１つのカメラを備える。このカメラは、例えば、上空を飛行される土地の画像を撮像する垂直視カメラである。これらのドローンは、モータ、またはドローンの高度および速度を操縦するように差動的に制御されるように適合されたそれぞれ対応するモータによって駆動されるいくつかのロータを備える。
【０００３】
本発明は、さらに詳細には、土地、特に農耕地をマッピングするための、ドローンに搭載されるように適合されたカメラユニットに関する。
【０００４】
これらのカメラユニットは、例えば、光合成の状態についての情報を取得するために農作物の反射率、すなわち葉によって反射される光の量を測定するために、マルチスペクトル光センサを備える。
【０００５】
土地をマッピングするために、これらのドローンは、その土地を突っ切って飛行し、連続した画像撮像を実行する。
【０００６】
画像の撮像が実行されたら、これらの画像を処理して、飛行した領域の２Ｄまたは３Ｄのマップを作成し、特に、観測した農作物の特徴を取得する。
【０００７】
これらのドローンは、マッピング対象の土地の上空を飛行中に、制御デバイスによって、またはドローンが自律飛行する軌道をロードすることによって、制御される。
【０００８】
土地のマッピングは、ドローンに備え付けられたカメラを連続的にトリガすることによって実行される。
【０００９】
こうした連続的な撮像を実行するために、ドローンとカメラとの間に特定の通信を確立して、ドローンが、カメラをトリガする連続したタイミングと、画像の撮像を実行する連続的なタイミングとを決定するようにすることは既知である。
【００１０】
この解決策には、ドローンの製造業者によって課されるカメラとドローンとの間の通信のプロトコルに依存しなければならない、という欠点がある。現時点では、通信規格は規定されていないので、カメラは、それぞれのドローン製造業者ごとに個別に開発されている。
【００１１】
別の既知の解決策は、ドローンの飛行中に、一定の時間間隔で、特に「Ｘ」秒ごとに、上空を飛行される土地の画像の撮像を実行することである。上空を飛行される土地の完全なマップを作成するようにするためには、大量の画像を撮像しなければならない。
【００１２】
特に、米国特許第２０１３／１３５４４０号から、あらかじめ定められた時間間隔で画像を撮像するカメラなどの画像撮像デバイスが既知である。
【００１３】
この解決策には、したがって、相当量の画像を記憶して処理する必要があるという欠点がある。さらに、このマッピングのために必要とされる以上の画像が生成され、このことも、大きな記憶容量が必要となり、上空を飛行される領域のマップを構築するための処理動作が重くなるという欠点につながる。
【発明の概要】
【００１４】
本発明の目的は、実行される画像取得回数を最小限に抑えながらマッピング対象の土地の十分なマッピングを許容する解決策を提案することによって、これらの欠点を解消することである。
【００１５】
この目的のために、本発明は、ドローンに搭載されて土地をマッピングするカメラユニットであって、ドローンにより上空を飛行される土地の一部分の連続的な画像を撮像するように適合されたカメラを含むカメラユニットを提案する。
【００１６】
特徴的には、このカメラユニットは、撮像された画像を記憶する手段と、前記カメラを通して見える上空を飛行される土地部分についての情報を、少なくとも直前に撮像された画像についての少なくとも１つの情報と比較して、上空を飛行される土地部分の、少なくとも前記直前に撮像された画像との重複率を決定する手段と、上空を飛行される土地部分の重複率があらかじめ定められた重複率以下である場合に直ちに、画像の撮像を実行するようにカメラにコマンドを送信する手段と、を含むようになっている。
【００１７】
特定の実施形態によれば、カメラは、下向きの垂直視カメラである。
【００１８】
特定の実施形態では、比較手段は、土地部分についての少なくとも１つの撮像状況情報との比較を行う。
【００１９】
特に、カメラユニットは、上空を飛行される土地部分についての少なくとも１つの撮像状況情報を生成する手段を含み、記憶手段は、前記撮像された画像と関連付けられた状況情報を記憶するように適合され、比較手段は、状況情報を生成する手段によって生成される上空を飛行される土地部分についての少なくとも１つの状況情報を、少なくとも直前に撮像された画像についての少なくとも１つの記憶された状況情報と比較して、上空を飛行される土地部分の、少なくとも直前に撮像された画像との重複率を決定するように適合される。
【００２０】
一実施形態によれば、比較手段は、ジオロケーション情報、および／またはカメラユニットの変位速度、および／またはカメラの画角、および／またはカメラの向き、および／またはカメラと地面との間の距離との比較を行う。
【００２１】
特定の実施形態によれば、カメラユニットは、前記カメラユニットの高度を推定するデバイスと、ドローンの離陸前に、前記高度推定デバイスによって決定されたカメラと地面との間の初期距離を記憶する手段と、をさらに含み、カメラと上空を飛行される土地部分の地面との間の距離は、土地部分の上空の飛行中に、初期距離と前記カメラユニットの高度推定デバイスによって決定される距離との間の差によって決定される。
【００２２】
特定の実施形態によれば、カメラユニットは、１つの画像からその次の画像までの撮像された土地部分の変位の速度の解析から導出される水平速度信号を生成するように適合された、カメラの画像を解析するデバイスをさらに含み、カメラと地面との間の距離は、さらに前記水平速度信号によっても決まる。
【００２３】
特定の実施形態によれば、コマンドを送信する手段は、重複率が８５％以下であり、優先的には５０％以下である場合に直ちに、カメラへのコマンドの送信を行う。
【００２４】
本発明は、上述の実施形態のいずれか１つによるカメラユニットを含む、土地をマッピングするドローンも提案する。
【００２５】
別の態様によれば、本発明は、ドローンに搭載されて土地をマッピングするように適合されたカメラユニットによる画像撮像管理方法であって、カメラユニットが、ドローンにより上空を飛行される土地の一部分の連続的な画像を撮像するように適合されたカメラを含む、方法を提案する。
【００２６】
特徴的には、この方法は、前記カメラを通して見える上空を飛行される土地部分についての情報を、少なくとも直前に撮像された画像についての少なくとも１つの情報と比較して、上空を飛行される土地部分の、少なくとも前記直前に撮像された画像との重複率を決定するステップと、上空を飛行される土地部分の重複率があらかじめ定められた重複率以下である場合に直ちに、画像の撮像を実行するコマンドをカメラに送信するステップとを含む。
【００２７】
特定の実施形態によれば、前記情報は、土地部分についての少なくとも１つの撮像状況情報に対応する。
【００２８】
別の実施形態によれば、この方法は、上空を飛行される土地部分についての少なくとも１つの撮像状況情報を生成するステップをさらに含み、比較ステップは、上空を飛行される土地部分についての前記少なくとも１つの状況情報を、少なくとも直前に撮像された画像についての少なくとも１つの記憶された状況情報と比較して、上空を飛行される土地部分の、少なくとも前記直前に撮像された画像との重複率を決定する。
【００２９】
この方法は、撮像された画像と、上空を飛行される土地部分についての少なくとも１つの状況情報を生成するステップ中に生成されるその状況情報とを記憶するステップをさらに含むので有利である。
【００３０】
一実施形態によれば、状況情報は、ジオロケーション情報、および／またはカメラユニットの変位速度、および／またはカメラの画角、および／またはカメラの向き、および／またはカメラと地面との間の距離を含む。
【００３１】
この実施形態によれば、この方法は、ドローンの離陸前に、前記カメラユニットの高度を推定することによって、カメラと地面との間の初期距離を記憶するステップと、ドローンの飛行中に、カメラと上空を飛行される土地部分の地面との間の距離を、初期距離と前記カメラユニットの高度の推定距離との間の差によって決定する少なくとも１つのステップとをさらに含む。
【００３２】
代替の実施形態によれば、この方法は、カメラの画像を解析して、１つの画像からその次の画像までの撮像された土地部分の変位の解析から導出される水平速度信号を生成するステップと、カメラと地面との間の距離を前記水平速度信号に応じて決定するステップとをさらに含む。
【００３３】
この方法の特定の実施形態によれば、あらかじめ定められた重複率は、８５％以下であり、優先的には５０％以下である。
【００３４】
以下、添付の図面を参照して、本発明の例示的な実施形態について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、ドローン、およびマッピング対象の土地を示す図である。
【図２】図２は、本発明によるドローンが土地をマッピングするために飛行しなければならない軌道の例と、撮像された連続的な画像および次に撮像される画像の例を示す図である。
【図３】図３は、例えばドローンに搭載された、本発明によるカメラユニットの構造を示す図である。
【図４】図４は、高低差の大きな土地の上の経路を示す図である。
【図５ａ】図５ａは、撮像された画像Ｎ−１を示す図である。
【図５ｂ】図５ｂは、撮像された画像Ｎを示す図である。
【図５ｃ】図５ｃは、画像Ｎ−１とＮを重ね合わせた画像を示す図である。
【図６】図６は、画像の状況を決定することを許容する様々なパラメータを示す図である。
【図７】図７は、本発明によるカメラユニットによる画像撮像管理方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の例示的な実施形態について説明する。
【００３７】
図１において、参照符１０は、ドローンの全体を示している。図１に示す例によれば、これは、スイスのＳｅｎｓｅＦｌｙ社製のｅＢｅｅモデルなどのセイルウィングである。このドローンは、モータ１２を含む。
【００３８】
別の例示的な実施形態によれば、ドローンは、フランスのパリに本社を置くＰａｒｒｏｔ社製のＢｅｂｏｐ  Ｄｒｏｎｅモデルなどのクアドリコプタである。このドローンは、一体型ナビゲーションおよび姿勢制御システムによって独立して操縦されるモータを有する４つの同一平面ロータを含む。
【００３９】
ドローン１０は、ドローンがその上空を飛行するマッピング対象の土地１６の画像のセットを取得することを許容する搭載カメラユニット１４を備える。
【００４０】
本発明によれば、カメラユニット１４は自律型であり、具体的には、ドローンから独立して動作するようになされている。換言すれば、カメラユニットは、ドローンに一体化されたセンサからの情報を使用しない。このようにして、ドローンとカメラユニットとの間に通信手段は設けられないことになり、その結果、このカメラユニットは、いかなるドローンにも設置されるようになる。
【００４１】
そのために、ドローン１０は、カメラユニット１４を受けるための空洞部を含む。
【００４２】
本発明によれば、カメラユニット１４は、ドローンにより上空を飛行される土地１６の一部分の連続的な画像を撮像するように適合された、例えば、１９２０×１０８０ピクセルの解像度のＣＭＯＳ技術による１２Ｍｐｉｘｅｌ以上（２０または４０Ｍｐｉｘｅｌ）の解像度を有する高精細度広角カメラなどのカメラ１８を含む。これらの画像は、例えば、スペクトルの全ての色のＲＧＢ画像（赤、緑、青）である。
【００４３】
搭載カメラユニット１４のカメラから見ることができる上空を飛行される土地の一部を、「土地部分」と呼ぶ。
【００４４】
特定の実施形態によれば、カメラユニット１４は、下向きの垂直視カメラである。
【００４５】
カメラユニット１４は、さらに、地面に対するドローンの速度を評価するために使用することもできる。
【００４６】
例示的な実施形態によれば、カメラユニット１４を搭載するように適合されたドローンは、ドローンの角速度と、固定地上参照系ＵＶＷの水平面に対するドローンの傾きを記述する姿勢角すなわちオイラー角（ピッチφ、ロールθ、およびヨーψ）とを特定の精度で測定する慣性センサ４４（加速度計およびジャイロメータ）を備える。これは、水平速度の２つの成分すなわち長手方向成分と横方向成分が、それぞれ２本の軸すなわちピッチ軸およびロール軸の方向の傾きと密接に関係しているという理解によるものである。
【００４７】
特定の実施形態によれば、カメラユニット１４も、上記で説明した慣性センサを少なくとも１つ備える。
【００４８】
特定の実施形態によれば、ドローン１０は、例えばｉＰｈｏｎｅタイプ（登録商標）などのスマートフォン、またはｉＰａｄタイプ（登録商標）などのタブレットのような、加速度計が一体化されたタッチスクリーン型マルチメディア電話またはタブレットなどの遠隔制御装置によって操縦される。これは、標準的な装置であり、ドローン１０の操縦を制御するための特定のアプリケーションソフトウェアをロードすることを除けば改変されていないものである。この実施形態によれば、ユーザは、この遠隔制御装置によって、ドローン１０の変位を実時間で制御する。
【００４９】
別の実施形態によれば、ユーザは、遠隔制御デバイスによって辿る経路を定義し、次いで、ドローンがこの経路を辿るように、この経路情報をドローンに送信する。
【００５０】
遠隔制御装置は、Ｗｉ−Ｆｉ（ＩＥＥＥ８０２．１１）またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）のローカルネットワークタイプのワイヤレスリンクを介した双方向データ交換によってドローン１０と通信する。
【００５１】
本発明によれば、マッピング対象の土地、特に農耕地の、可用性の高い極めて高品質な２Ｄまたは３Ｄマップを作成することができるようにするには、ドローンに搭載されたカメラユニットが撮像した連続的な画像は、それぞれの画像の間に、有意な重複領域がなければならない。換言すれば、土地のそれぞれの点が、複数の画像に含まれていなければならない。
【００５２】
図２は、ドローンが経路２０を辿りながらその上を飛行するマッピング対象の土地１６を示す図である。カメラユニット１４によって撮像される連続した画像２２も示してある。各画像は、有意な重複率で直前の画像と重複している。この重複率は、最低でも５０％でなければならず、最低でも８５％であることが好ましい。
【００５３】
重複率は、例えば、少なくとも２つの画像に共通するピクセルの数である。
【００５４】
図２中の点線内には、カメラユニット１４によって次に撮像される画像２４が示してあり、この画像は、ドローンの変位方向の直前の画像と別の撮像された画像との有意な重複率を有している。
【００５５】
そのために、図３に示すように、ドローン１０は、本発明によるカメラユニット１４を含む。
【００５６】
さらに、ドローンは、決定された経路に従う飛行コマンド４０を受信する手段と、前記経路に従う飛行を制御する手段４２とを含むことができる。
【００５７】
本発明によるカメラユニット１４は、撮像された画像を記憶する手段３２と、カメラ１８を通して見ることができる上空を飛行される土地部分についての情報を少なくとも直前に撮像された画像についての少なくとも１つの情報と比較して、上空を飛行される土地部分の少なくとも前記直前に撮像された画像との重複率を決定する手段３４と、上空を飛行される土地部分の重複率があらかじめ定められた重複率以下である場合に直ちに、画像の撮像を実行するようにカメラ１８にコマンドを送信する手段３６とをさらに含む。
【００５８】
したがって、本発明によれば、カメラユニット１４は、上空を飛行される土地部分、例えばカメラユニット１４のカメラ１８によって取得される土地部分のビューに関する情報を、直前に撮像された画像、例えば直前に記憶された画像についての少なくとも１つの情報と比較する。
【００５９】
この比較により、少なくとも直前に撮像された画像と、カメラから見える上空を飛行される土地部分との間の重複領域のサイズを決定することができ、したがって、重複率を規定することができる。
【００６０】
上空を飛行される土地の一部分に関する情報は、例えば、その土地部分の低解像度画像または高解像度画像、あるいはその土地部分に関するその他の任意の情報である。
【００６１】
特に、この情報は、土地部分に関する少なくとも１つの撮像状況情報に対応することもある。
【００６２】
特定の実施形態によれば、カメラユニット１４は、図３に示すように、土地部分についての少なくとも１つの撮像状況情報を生成する手段３０をさらに含む。
【００６３】
さらに厳密には、一実施形態によれば、記憶手段３２は、前記撮像された画像に関連する状況情報を記憶するように適合され、比較手段３４は、状況情報を生成する手段３０によって生成される上空を飛行される土地部分についての少なくとも１つの状況情報を、少なくとも直前に撮像された画像についての少なくとも１つの記憶した状況情報と比較して、上空を飛行される土地部分の、少なくとも直前に撮像された画像との重複率を決定するように適合される。
【００６４】
この情報によれば、画像の撮像回数を最小限に抑えながら土地のマップを高品質に構築することを許容するためには、あらかじめ定められた重複率は、最低でも８５％であり、優先的には最低でも５５％である。
【００６５】
少なくとも２つの連続した画像の間のこのような重複率は、マッピング対象の土地の同一点を撮像した複数の画像を有することを許容する。
【００６６】
撮像された各画像は、少なくとも１つの撮像状況情報と共に記憶手段３２に記憶される。
【００６７】
カメラユニットの状況情報を生成する手段３０は、例えば、
カメラユニット１４に一体化されたジオロケーションシステムまたはＧＰＳデバイスによって取得されるジオロケーション情報、および／または
カメラユニット１４の変位速度、および／または
カメラの画角、および／または
カメラの向き、および／または
カメラと地面との間の距離ｈ
などの状況情報を生成するように適合される。
【００６８】
状況情報を生成する手段３０は、例えば、図３に示すように、カメラユニット１４に一体化された１つまたは複数のセンサ４６から発出される情報から状況情報を生成する。
【００６９】
別の実施形態によれば、状況情報を生成するこれらの手段３０は、撮像された画像を介して決定された情報から、状況情報を生成する。
【００７０】
マッピングを行う間に使用され、記憶される状況情報は、マッピング対象の土地の構成に依存する可能性がある。
【００７１】
例えばマッピング対象の土地が比較的平坦である、すなわち高低差が小さい場合には、ジオロケーション情報を、１つの状況情報として使用することができる。
【００７２】
この例では、カメラユニット１４の比較手段３４は、撮像され記憶された少なくとも直前の画像のジオロケーション情報を、カメラユニット１４に一体化されたジオロケーションシステムが生成するジオロケーション情報と比較する。この比較から、前記手段３４は、直前に撮像された画像とカメラから見た土地部分との間の重複率を規定する。比較手段によって決定された上空を飛行される土地部分の重複率が、あらかじめ定められた重複率以下である場合には、コマンドを送信する手段３６は、画像を撮像するようにカメラにコマンドを送信する。
【００７３】
この撮像された画像は、前記手段３０によって生成されたその状況情報と共に記憶手段３２に記憶される。
【００７４】
このような土地構成の状況情報は、カメラと地面との間の距離ｈに対応することもある。
【００７５】
別の例によれば、土地に高低差がある、特に大きな高低差があるときには、これらの画像についての状況情報は、撮像され記憶された少なくとも直前の画像と新たな上空を飛行される土地部分との間の現実の重複率を決定することができるように、複数のデータを含まなければならない。
【００７６】
図４は、高低差の大きな土地１６を示す図である。上記で示したように、このような状況では、特に、現実の重複率があらかじめ定められた重複率以下であった場合に直ちに、次に撮像する画像を決定することができるように、画像の撮像中に複数の状況情報を記憶しなければならない。
【００７７】
このような状況では、状況情報は、特に、カメラユニット１４の変位速度、カメラ１４の画角、カメラ１４の向き、およびカメラと地面との間の距離ｈを含まなければならない。
【００７８】
カメラ１４の向きは、例えば、カメラユニット１４に搭載されたジャイロメータ、加速度計、または磁力計といったセンサ４６のうちの少なくとも１つから発出される情報から決定される。
【００７９】
カメラと地面との間の距離ｈは、実施される様々な方法によって決定することができ、ここで、使用する方法は、特に、マッピング対象の土地の構成に応じて決定することができる。
【００８０】
マッピング対象の土地が比較的平坦である、すなわちその土地の高低差が無視できるときには、カメラと地面との間の距離ｈを計算する方法は、ドローンの離陸前に実行される、初期距離とも呼ばれるこの距離ｈを決定する事前ステップを含む。
【００８１】
カメラと地面との間の初期距離ｈは、カメラユニット１４の記憶手段に記憶される。この距離は、図３に示すように、カメラユニットに搭載されたカメラユニット１４の高度を推定するデバイス３８によって決定される。
【００８２】
デバイス３８は、例えば、特にＰａｒｒｏｔ社名義のＥＰ２６４４２４０号に記載されているように、気圧センサおよび超音波センサの測定値に基づく高度推定システムを含む。
【００８３】
この方法は、次いで、カメラユニット１４の高度推定デバイス３８によって、記憶した初期距離と、現在のカメラ／地面距離とも呼ばれる、カメラと上空を飛行される土地部分の地面との間の決定した距離との間の差を取ることによって、カメラと上空を飛行される土地部分の地面との間の距離を決定するステップを含む。
【００８４】
ただし、マッピング対象の土地の起伏が有意であるときには、カメラと地面との間の距離を決定する第２の方法の方が好ましい。
【００８５】
この第２の方法は、カメラの画像を解析して、撮像された土地部分の１つの画像から次の画像までの間の変位の速度の解析から導出される水平速度信号を生成するステップを含む。この変位速度は、例えば、ピクセル単位で決定される。
【００８６】
この目的のために、カメラユニット１４は、撮像された土地部分の１つの画像から次の画像までの間の変位の解析から導出される水平速度信号を生成するように適合された、カメラの画像を解析するデバイスをさらに含む。
【００８７】
図５ａおよび図５ｂは、２つの連続した画像Ｎ−１およびＮを示す図であり、図５ｃは、画像Ｎ−１とＮを重ね合わせた画像を示す図である。
【００８８】
これら２つの画像から、図５ｃに矢印５０で示すピクセルＶpix分のカメラユニットの変位の速度を決定することができる。
【００８９】
図６は、カメラと地面との間の距離を決定するために使用される様々なパラメータを示す図である。
【００９０】
カメラと地面との間の距離ｈは、この場合、以下のように決定される。
【数１】
2017015704.tif 000003
ここで、ｗは、垂直カメラから見える土地部分の幅であり、ＦＯＶは、画角
【数２】
2017015704.tif 000004
であり、ここで、Ｗpixは、垂直視カメラのピクセル数である。あるいは、次のようになる。
【数３】
2017015704.tif 000005
【００９１】
したがって、カメラと地面との間の距離ｈは、次の数式によって決定されるものと推定される。
【数４】
2017015704.tif 000006
【００９２】
次に、本発明による、ドローン１０に搭載されて土地１６をマッピングするように適合されたカメラユニットによる画像撮像管理方法を、図７に示す。カメラユニット１４は、ドローンにより上空を飛行される土地の一部分の連続した画像を撮像するように適合されたカメラ１８を含む。
【００９３】
この土地１６をマッピングするためのカメラユニット１４による画像撮像管理方法は、具体的には、
カメラ１８を通して見える上空を飛行される土地部分についての情報を、少なくとも直前に撮像された画像についての少なくとも１つの情報と比較して、上空を飛行される土地部分の、少なくとも前記直前に撮像された画像との重複率を決定するステップ７２と、
上空を飛行される土地の重複率があらかじめ定められた重複率以下である場合に直ちに、画像の撮像を実行するようにカメラにコマンドを送信するステップ７６と
を含む。
【００９４】
したがって、本発明によれば、この方法は、上空を飛行される土地部分に関する情報、例えばその土地部分のビューと、直前に撮像された画像、例えば直前に記憶された画像についての少なくとも１つの情報との比較を実行する。
【００９５】
上記で示したように、上空を飛行される土地部分に関する情報は、例えば、その土地部分の低解像度画像または高解像度画像、あるいはその土地部分に関するその他の任意の情報である。
【００９６】
特に、この情報は、土地部分についての少なくとも１つの撮像状況情報に対応することもある。
【００９７】
前記の方法の特定の実施形態によれば、この方法は、上空を飛行される土地部分についての少なくとも１つの状況情報を生成するステップ７０を含む。このステップは、その土地の上空の飛行中のカメラユニット１４の状況、例えば、カメラユニットのジオロケーション、および／またはカメラユニットの変位速度、および／またはカメラの画角、および／またはカメラの向き、および／またはカメラと地面との間の距離を識別することを許容する。
【００９８】
ステップ７０の後には、特に少なくとも直前に撮像された画像を記憶する手段３２によって、上空を飛行される土地部分についての少なくとも１つの状況情報を少なくとも１つの記憶された状況情報と比較して、上空を飛行される土地部分の、少なくとも直前に撮像された画像との重複率を決定するステップ７２が続く。
【００９９】
このステップは、ドローン１０により上空を飛行される土地部分の画像を、直前に撮像された画像と、またはその他の撮像された画像とも、間接的に比較することを許容する。その後、このステップでは、上空を飛行される土地部分の、少なくとも直前に撮像された画像との重複率を決定する。
【０１００】
重複率を決定した後で、この方法は、上空を飛行される土地部分の重複率をあらかじめ定められた重複率と比較するステップ７４に進む。
【０１０１】
実際には、１つまたは複数の撮像され記憶された画像から、次に撮像されるべき画像を決定するためには、変位後のカメラユニットの新たな位置決めが、１つまたは複数の依然として撮像され記憶されている画像とのあらかじめ定められた重複率を有しながら、マッピング対象の土地の新たな部分を発見することを許容するかどうか、が判定されなければならない。
【０１０２】
ステップ７４で、上空を飛行される土地部分の重複率があらかじめ定められた重複率より高い場合には、この方法は、ステップ７０に進み、上空を飛行される新たな土地部分についての少なくとも１つの状況情報を生成する。
【０１０３】
これに対して、すなわち上空を飛行される土地部分の重複率があらかじめ定められた重複率以下である場合には、ステップ７４は、画像の撮像を実行するようにカメラにコマンドを送信するステップ７６に続く。
【０１０４】
ステップ７６の後には、撮像された画像と、上空を飛行される土地部分についての少なくとも１つの状況情報のうちのステップ７０で生成されたその画像の状況情報とを記憶するステップ７８が続く。
【０１０５】
次いで、ステップ７８の後には、上述のステップ７０が続き、次に撮像される画像の決定に進む。
【０１０６】
上記の様々なステップは、マッピング対象の土地全体の画像の撮像が行われるまで実行される。
【図１】
2017015704.tif 000007
【図２】
2017015704.tif 000008
【図３】
2017015704.tif 000009
【図４】
2017015704.tif 000010
【図５ａ】
2017015704.tif 000011
【図５ｂ】
2017015704.tif 000012
【図５ｃ】
2017015704.tif 000013
【図６】
2017015704.tif 000014
【図７】
2017015704.tif 000015
【外国語明細書】
2017015704000001.pdf