(57)【要約】【課題】撮影アングルの死角を回避するインターフェースを使用した方向制御方法を提供すること。【解決手段】撮像方向を変更するための可動部を有する雲台カメラと、飛行姿勢を制御することが可能な無人飛行機と前記無人飛行機に前記雲台カメラを搭載したシステムの撮影方向を指示する制御装置とで構成し、前記雲台カメラの雲台部の駆動を指示する手段と、前記無人飛行機の姿勢を指示する手段を、前記制御装置の一律のインターフェースとして表示することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像方向を変更するための可動部を有する雲台カメラと、
飛行姿勢を制御することが可能な無人飛行機と
前記無人飛行機に前記雲台カメラを搭載したシステムの撮影方向を指示する制御装置とで構成し、
前記雲台カメラの雲台部の駆動を指示する手段と、
前記無人飛行機の姿勢を指示する手段を、
前記制御装置の一律のインターフェースとして表示することを特徴とする方向制御方法。
【請求項２】
前記インターフェースで指示する角度情報に応じて、前記雲台カメラの撮像方向の制御と前記無人飛行機の飛行姿勢の制御とを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の方向制御方法。
【請求項３】
前記インターフェースは、前記撮影方向を指示する角度情報に応じて制御端末での表示方法を変更することを特徴とする請求項１に記載の方向制御方法。
【請求項４】
前記制御装置は、前記無人飛行機の情報と、前記雲台カメラの情報を受信し、前記撮影方向における死角情報を検出することを特徴とする請求項１に記載の方向制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無人飛行機に搭載した雲台カメラによって被写体を撮影するための方向制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラを搭載した無人飛行機が知られており、ユーザーインターフェース（以下、ＵＩ）を介して所望の被写体を撮影するシステムとして提案されている。このような無人飛行機の操縦については、ジョイスティックやグラフィックユーザーインターフェース（以下、ＧＵＩ)を備えたタッチパッド等を制御端末として使用する方法が知られている。
【０００３】
また、無人飛行機に搭載するカメラについても、利便性を高めたパン、チルトの機能を有した雲台カメラを搭載することが増えてきているおり、パン、チルトの駆動については、タッチパッドのスライダーバーなどのＧＵＩを使用することが多い。
【０００４】
特許文献１には、タッチパッドの傾きを利用して無人飛行機を直観的に操縦する方法が提案されている。また、特許文献２には、移動物体を常に正面方向からに撮像することが可能なカメラを搭載した無人飛行機について提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５４３２２７７号公報
【特許文献２】特開２０１４−１１９９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の無人飛行機の制御と雲台カメラの制御については、それぞれ異なるＧＵＩや制御端末で制御するが必要だったため、所望の撮影アングルに調整するための操作は煩雑であった。また、雲台カメラを搭載する無人飛行機の構造によっては、無人飛行機の支持脚などの飛行機本体が障害物となり撮影できない画角が生じたり、雲台カメラのパン、チルトの駆動範囲の制限によって撮影できない画角が生じたりする場合がある。
【０００７】
本発明の目的は、無人飛行機の飛行制御と雲台カメラの駆動制御とを一律のＵＩで表現し、所望の撮影アングルの指示に応じてそれぞれの制御方法を変更することで、撮影アングルの調整を容易にする方向制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明に係る方向制御方法は、
撮像方向を変更するための可動部を有する雲台カメラと、飛行姿勢を制御することが可能な無人飛行機と前記無人飛行機に前記雲台カメラを搭載したシステムの撮影方向を指示する制御装置とで構成し、前記雲台カメラの雲台部の駆動を指示する手段と、前記無人飛行機の姿勢を指示する手段を、前記制御装置の一律のインターフェースとして表示することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る方向制御方法によれば、無人飛行機の飛行制御と、雲台カメラの駆動制御を一律のＵＩで表現することで所望の撮影アングルに容易に調整することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態の無人飛行機及び雲台カメラを説明する図である。
【図２】本実施の形態の無人飛行機及び雲台カメラのシステムを示すブロック構成図である。
【図３】本実施の形態のＧＵＩを説明する図である。
【図４】実施形態１の雲台カメラのパン方向の可動範囲を説明する図である。
【図５】実施形態１のＧＵＩの動作を説明する図である。
【図６】実施形態１のＧＵＩの動作を示すフローチャートである。
【図７】実施形態２の雲台カメラのパン方向の障害物を説明する図である。
【図８】実施形態２のＧＵＩの動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態では、雲台カメラ１０１のパン方向の駆動範囲の制限がある場合のＧＵＩの表示方法、および無人飛行機の飛行制御方法について説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施形態にかかわる無人飛行機及び雲台カメラである。
【００１４】
図１（ａ）は無人飛行機１０２にパン、チルトの駆動制御が可能な雲台カメラ１０１を搭載した撮影システムである。１０３は無人飛行機の飛行を制御するローターであり、不図示のラダーと併用しながら、遠隔地から飛行速度や飛行姿勢を制御することが可能である。また、１０４は無人飛行機の支持脚であり、無人飛行機の着陸時に雲台カメラ１０１の地上への衝突を回避する。
【００１５】
図１（ｂ）の制御端末１１１は図１（ａ）の無人飛行機１０２及び雲台カメラ１０１をユーザーインターフェースを介して制御することが可能であり、無線通信を利用することで遠隔地の被写体の映像を表示する。制御端末１１１において映像ウィンドウ１１２は、雲台カメラ１０１が撮影した映像を表示する。スライダーバー１１３は雲台カメラ１０１をパン方向に駆動することが可能なＧＵＩ、また、スライダーバー１１４は雲台カメラ１０１をチルト方向に駆動することが可能なＧＵＩである。
【００１６】
ジョイスティック１１５は無人飛行機１０２の飛行速度を制御することが可能であり、ジョイスティック１１６は無人飛行機１０２の飛行方向を制御することが可能である。
【００１７】
これらのスライダーバーやジョイスティックなどのＵＩの操作により、雲台カメラのパン方向の制御や無人飛行機の姿勢制御のコマンドとして生成し、アンテナ１１７を介した無線通信によって遠隔地の雲台カメラ１０１及び無人飛行機１０２に送信する。
【００１８】
次に図１（ａ）の雲台カメラ１０１及び無人飛行機１０２の動作について、図２のブロック構成図で詳細に説明する。
【００１９】
雲台カメラ１０１において、撮像部２０１はズーム、フォーカスなどに関する不図示の制御回路を備え、レンズ制御部２０７からの制御データによって光学系を制御して最適な映像を撮影する。撮影した映像データは映像処理部２０３に送信され、映像データの符号化を行う。
【００２０】
撮像部２０１は所望の撮影アングルに移動することを可能にするため、撮像部２０１が搭載された雲台部２０２をパン、チルト方向にモーター２０６で駆動することができる。また、モーター２０６は雲台制御部２０８からの制御によって所望の位置に回転する。
【００２１】
映像処理部２０３、ＣＰＵ２０４、メモリ２０５、レンズ制御部２０７、雲台制御部２０８は内部バスを通じて接続される。また、カメラ制御通信部２０９を通じて無線ネットワーク上に映像データを送信したり、撮影アングルの要求信号を受信したりする機能を備える。
【００２２】
無人飛行機１０２において、飛行制御部２１３はモーター２１２を制御することでローター２１１や不図示のラダーを駆動し、所望の飛行速度や飛行姿勢に制御される。ＣＰＵ２１７、メモリ２１８、速度制御部２１４、姿勢制御部２１５は内部バスを通じて接続される。また、飛行制御通信部２１６を通じて無線ネットワーク上に飛行状態の情報を送信したり、飛行制御のコマンドを受信したりする機能を備える。
【００２３】
制御端末１１１は雲台カメラ１０１で撮影した映像を表示することが可能であり、また、雲台カメラ１０１の撮影アングルや無人飛行機１０２の速度や姿勢をインターフェースを介して制御することが可能である。
【００２４】
ここで、制御端末１１１における雲台カメラのパン制御用のＧＵＩを図３で説明する。
【００２５】
図３（ａ）においてスライダーバー１１３のつまみ３０１をドラッグして右方向３０３に移動した場合、映像ウィンドウ１１２で表示していた被写体３０２は、図３（ｂ）で示すようにウィンドウの中央に移動する。つまり、つまみ３０１の右方向に移動によって、制御端末１１１で雲台カメラ１０１に対するパン右方向への駆動コマンドが発行され、所望の撮影アングルの映像が表示される。
【００２６】
本実施形態では、無人飛行機１０２に搭載した雲台カメラ１０１のパンの可動範囲の制限がある画角に対して、無人飛行機１０２の回転飛行によって対応すること特徴としており、これらの制御方法について説明する。
【００２７】
図４は無人飛行機１０２に搭載された雲台カメラ１０１のパン方向の可動範囲を説明する図であり、全周画角４０１に対して雲台カメラ１０２の可動範囲４０２は０°から＋１５０°と、０°から−１５０°である。したがって、無人飛行機１０２の後方の画角４０３は、雲台カメラ１０１のパン方向の駆動だけの画角調整では撮影できない死角となる。
【００２８】
次に、パン方向の可動範囲によって生じる撮影画角の死角に対する制御方法について、図５のＧＵＩの説明図と、図６のフローチャートを用いて説明する。
【００２９】
図５（ａ）は制御端末１１１で表示されているスライダーバー１１３であり、つまみ３０１をドラッグして移動することが可能で、つまみ３０１の移動量に応じて雲台カメラ１０１の雲台をパン方向に駆動することが可能である。つまみ３０１の移動量に対するパン方向の駆動量は、雲台カメラ１０１のパン方向の可動範囲内となる。したがって、スケール５０１で示すとおり、スライダーバーの右端はパンの右回転方向端の＋１５０°の位置、左端はパンの左回転方向端の−１５０°の位置に対応している。
【００３０】
図５（ｂ）はつまみ３０１をドラッグ操作３０３によって、スライダーバーの右端５０４に移動した図である。この際、無人飛行機１０２の回転飛行の制御が可能なスライダーバー５０２とこれに対応したスケール５０３が新たに表示される。これらのスライダーバーの操作による雲台カメラ１０１および無人飛行機１０２の動作を図６のフローチャートで説明する。
【００３１】
ステップＳ６０１では、制御端末１１１で雲台カメラ１０１のパン方向の可動範囲に対応したスライダーバー１１３を表示する。ステップＳ６０２では、使用者がスライダーバーのつまみをドラッグして任意の場所に移動する。ステップＳ６０３では、スライダーバーのつまみをパン方向の駆動端に対応した位置まで移動させたかを判定する。もし、つまみをパン方向の駆動端に対応する位置まで移動させた場合は、ステップＳ６０４で雲台カメラ１０１のパン方向の回転端まで駆動する。
【００３２】
ステップＳ６０５では、無人飛行機１０２の回転飛行の制御が可能なスライダーバー５０２を制御端末１１１上に新たに表示し、パン方向の駆動端以上のつまみの移動を可能にする。この際、雲台カメラ１０１のパン駆動用のスライダーバー１１３と、無人飛行機１０２の回転飛行用のスライダーバー５０２を連結して表示し、ＧＵＩとして一回の操作で雲台カメラと無人飛行機の２つの動作を連続して制御することを可能とする。
【００３３】
ステップＳ６０６では、回転飛行用のスライダーバーのつまみの位置から、無人飛行機１０２の回転飛行が必要な角度を検出する。例えば、つまみを＋１７０°に対応する位置に移動した場合は、雲台カメラ１０１のパン方向の駆動端＋１５０°との差分の＋２０°だけ右方向の回転飛行が必要になる。
【００３４】
ステップＳ６０７では、回転飛行が必要な角度に応じて、無人飛行機１０２の飛行姿勢を回転させて、所望の撮影画角に移動する。
【００３５】
一方、ステップＳ６０３で、つまみを駆動端に対応する位置まで移動させなかった場合は、ステップＳ６０８で、スライダーバーのつまみの位置から雲台カメラ１０１のパン方向の駆動が必要な角度を検出する。例えば、つまみを＋９０°に対応する位置に移動した場合は、雲台カメラ１０１はパンを右方向に９０°だけ駆動することが必要になる。ステップＳ６０９では、パン駆動が必要な角度に応じて、雲台カメラ１０１を回転させて、所望の撮影画角に移動する。
【００３６】
以上説明したように、雲台カメラの駆動範囲の制限による撮影画角の死角については、雲台カメラの駆動用ＧＵＩと、無人飛行機の回転飛行用のＧＵＩを同一のＧＵＩに連続的に表示し、雲台カメラのパン駆動と無人飛行機の回転飛行の２つの制御を連動させて操作できる構成とする。このような方向制御方法によれば、撮影アングルの死角を回避するとともに、所望の撮影アングルに容易に調整することが可能になる。
【００３７】
本実施形態では、雲台カメラのパン方向の制御について説明したが、チルト方向の制御についても同様であり、雲台カメラのチルト駆動用のＧＵＩと無人飛行機の上昇や下降のＧＵＩを、同じＧＵＩ上に連続的に表示し、雲台カメラのチルト駆動と無人飛行機の上昇や下降の制御とを連動させて操作することもできる。
【００３８】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態では、無人飛行機１０２の支持脚１０４が、撮影の障害物になる場合のＧＵＩの表示方法および無人飛行機の飛行制御方法について説明する。
【００３９】
図７は無人飛行機１０２に搭載された雲台カメラ１０１において、無人飛行機１０２の４本の支持脚１０４が撮影画角において障害物となっていることを説明する図である。
【００４０】
全周画角７０１において、画角７０２の＋４０°から＋５０°、画角７０３の＋１３０°から＋１４０°、画角７０４の−１３０°から−１４０°、画角７０５の−４０°から−５０°の４箇所の１０°の幅を持つ画角については、支持脚１０４があるため撮影の死角になる。
【００４１】
このような撮影時の死角情報は、無人飛行機の構造や雲台カメラの画角性能によって異なるが、無人飛行機と雲台カメラの組み合わせの情報があれば、死角情報を事前に把握することが可能である。たとえば、無人飛行機に雲台カメラを搭載した際に、無人飛行機の構造に関する情報や、雲台カメラの画角性能の関する情報を制御端末１１１に送信し、制御端末１１１で死角情報を算出したり、組み合わせ時の仕様のデーターベースから死角情報を得たりするなどが考えられる。
【００４２】
ここでこれらの死角情報をＧＵＩに表示して画角を制御する方法を説明する。図８は制御端末１１１で表示されているスライダーバー１１３であり、全周画角＋１８０°から−１８０°において、障害物となる支持脚４箇所の画角が色付きなどで明示された死角領域８０１として表示される。
【００４３】
つまみ３０１をドラッグして所望の位置に移動する際、画角７０２、画角７０３、画角７０４、画角７０５に対応した４か所の死角領域８０１に移動した場合は、雲台カメラ１０１のパン方向の駆動だけでは撮影できない死角となる。
【００４４】
したがって、この場合は無人飛行機２０１の回転飛行を行い、所望の被写体を撮影できる画角に移動する。例えば、つまみ３０１を＋４５°の位置に移動した場合は、雲台カメラ１０１のパン方向の駆動では対応できない死角であるため、雲台カメラ１０１で＋４０°まで右方向に駆動し、さらに無人飛行機１０２を＋５°だけ右回転飛行することで所望の画角に移動することが可能となる。
【００４５】
本実施形態については、障害物のある画角において雲台カメラの制御と無人飛行機の制御とを変更する方法について説明したが、これらの制御方法の変更についてはＧＵＩで明示的に表示する必要はない。スライダーバーの位置に応じて制御方法を内部で自動的に切り替えることで、使用者は制御方法を意識することなく所望の被写体の方向に調整することが可能になる。
【００４６】
また、本実施形態はユーザーインターフェースとしてスライダーバーを使用した場合の制御方法を説明したが、ジョイスティックやタッチパネルなどの様々な方式に対しても適用することが可能である。
【００４７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１０１  雲台カメラ、１０２  無人飛行機、１１１  制御端末、２０１  撮像部、
２０２  雲台、２０３  映像処理部、２０４  ＣＰＵ、２０５  メモリ、
２０６  モーター、２０７  レンズ制御部、２０８  雲台制御部、
２０９  カメラ制御通信部、２１１  ローター、２１２  モーター、
２１３  飛行制御部、２１４  速度制御部、２１５  姿勢制御部、
２１６  飛行制御通信部、２１７  ＣＰＵ、２１８  メモリ
【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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