(57)【要約】  本発明は、パノラマ航空画像を生成する方法、システム、及び装置を提供する。画像取得装置は無人航空機（ＵＡＶ）に、画像取得装置が１つ、２つ、又は３つの軸の周囲でＵＡＶに関して回転できるようにするべく構成された支持機構を介して連結される。パノラマ画像を生成するために、ＵＡＶは所定の位置の付近でホバリングし、又は実質的に静止した状態を保つようになされる。ＵＡＶが所定の位置の上方でホバリングしている間に、支持機構は、画像取得装置を第一の軸の周囲で回転させ、その一方で、画像取得装置を少なくとも第二の軸に関して安定化させる。画像取得装置が回転すると、それは複数の重複する画像を取得する。複数の画像は、完全にＵＡＶ上で処理されて、複数の画像が遠隔デバイスに送信されることなく、パノラマ画像が生成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パノラマ航空画像を生成するシステムであって、
無人航空機（ＵＡＶ）に連結される支持機構と、
前記支持機構に連結される画像取得装置であって、前記支持機構が、前記画像取得装置が少なくとも２つの直交軸の周囲で回転できるようにし、前記少なくとも２つの軸は第一の軸と第二の軸を含む、画像取得装置と、
まとめて、又は個別に、前記ＵＡＶが所定の位置の付近でホバリングしている間に、前記支持機構が、
（１）前記画像取得装置を前記第一の軸の周囲で所定の回転角だけ回転させ、前記画像取得装置が所定の間隔で複数の連続画像を取得するようにし、かつ
（２）前記画像取得装置を安定化させて、前記画像取得装置が、前記画像取得装置の回転中に少なくとも前記第二の軸に関する所定の空間配置を実質的に保持するようにする、１つ又は複数のコントローラと、
前記ＵＡＶに搭載され、まとめて、又は個別に、前記複数の画像に基づいてパノラマ画像を生成する１つ又は複数のプロセッサと
を含むシステム。
【請求項２】
パノラマ航空画像を生成する方法であって、
（ａ）画像取得装置を担持する無人航空機（ＵＡＶ）に、空中の所定の位置の付近でホバリングさせるステップであって、前記画像取得装置は前記ＵＡＶに支持機構を介して連結され、前記支持機構は前記画像取得装置が少なくとも２つの直交軸の周囲で回転できるようにする、前記少なくとも２つの軸は第一の軸と第二の軸を含むステップと、
（ｂ）前記ＵＡＶが空中の所定の位置の付近でホバリングしている間に、前記支持機構を制御して、
（１）前記画像取得装置を前記第一の軸の周囲で所定の回転角だけ回転させ、
（２）前記画像取得装置を安定化させて、前記画像取得装置が、前記画像取得装置の前記回転中に少なくとも前記第二の軸に関する所定の空間配置を実質的に保持するようにするステップと、
（ｃ）前記画像取得装置の前記第一の軸の周囲で回転している間に、前記画像取得装置によって複数の連続する画像を所定の間隔で取得するステップと、
（ｄ）まとめて、又は個別に前記ＵＡＶに搭載された１つ又は複数のプロセッサによって前記複数の画像に基づいてパノラマ画像を生成するステップと
を含む方法。
【請求項３】
前記画像取得装置の前記所定の回転角は少なくとも３６０度である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記画像取得装置の前記所定の回転角は３６０度未満である、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記ＵＡＶをホバリングさせるステップは、地面に対して実質的に固定された空間配置を保持するステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記支持機構はＵＡＶに強固に連結される、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記支持機構は、前記ＵＡＶに、前記ＵＡＶにより前記支持機構に伝達される運動を減少させる１つ又は複数の減衰部材を介して連結される、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記減衰部材は、実質的に球形である、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記第一の軸はヨー軸であり、前記第二の軸はピッチ軸である、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記支持機構は、前記画像取得装置が第三の軸の周囲で前記ＵＡＶに関して回転可能である請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
前記第三の軸はロール軸である、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記画像取得装置を安定化させるステップは、前記画像取得装置に、前記第二及び前記第三の軸に関する所定の配置を実質的に保持させる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記支持機構は、前記画像取得装置を支持するフレームアセンブリを含み、前記フレームアセンブリは、少なくとも第一のフレーム部材、第二のフレーム部材、第三のフレーム部材、及び第四のフレーム部材を含み、前記第一のフレーム部材は前記画像取得装置に連結され、前記第二のフレーム部材は前記第一の部材に前記第二の軸の周囲で回転可能に連結され、前記第三のフレーム部材は前記第二の部材に前記第三の軸の周囲で回転可能に連結される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記支持機構は、前記第一のフレーム部材を直接駆動して前記第二のフレーム部材に関して前記第二の軸の周囲で回転させる第一のアクチュエータ部材と、前記第二のフレーム部材を直接駆動して前記第三のフレーム部材に関して前記第三の軸の周囲で回転させる第二のアクチュエータ部材と、前記第三のフレーム部材を直接駆動して前記第四のフレーム部材に関して前記第一の軸の周囲で回転させる第三のアクチュエータ部材とを更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記画像取得装置を安定化させるステップは、前記第一のアクチュエータ部材と前記第二のアクチュエータ部材のための制御信号を生成するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記支持機構は、前記支持機構又は前記画像取得装置の位置、姿勢、加速度、及び／又は速度を検出する１つ又は複数の支持機構センサを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１７】
前記１つ又は複数の支持機構センサからの検知データは、前記画像取得装置を安定化させるために使用される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記１つ又は複数の支持機構センサからの検知データは、前記パノラマ画像の生成において使用される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記１つ又は複数の支持機構センサは前記支持機構又は前記画像取得装置に連結される、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記支持機構センサの少なくとも１つは前記支持機構のアクチュエータ部材に連結される、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記１つ又は複数の支持機構センサは、１つ又は複数の運動センサ又は回転センサを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
前記運動センサは加速度計を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記回転センサはジャイロスコープ又は電位差計を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記支持機構センサの少なくとも１つは少なくとも１００Ｈｚのサンプリング周波数を有する、請求項１５に記載の方法。
【請求項２５】
前記ＵＡＶは、前記ＵＡＶの位置、方位、及び／又は速度の測定に使用される１つ又は複数のＵＡＶセンサに直接連結される、請求項２に記載の方法。
【請求項２６】
前記１つ又は複数のＵＡＶセンサは、１つ又は複数の運動センサ、回転センサ、又は位置センサを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記運動センサは加速度計を含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記回転センサはジャイロスコープを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
前記位置センサはＧＰＳセンサを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項３０】
前記支持機構は、前記支持機構又は前記画像取得装置の位置、姿勢、加速度、及び／又は速度を検出する１つ又は複数の支持機構センサを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項３１】
前記ＵＡＶセンサにより取得されたセンサデータは、前記支持機構センサにより取得されたセンサデータを補正するために使用される、請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
前記１つ又は複数のＵＡＶセンサからのセンサデータは前記パノラマ画像の生成において使用される、請求項２４に記載の方法。
【請求項３３】
前記支持機構は、最高１０００Ｈｚの周波数を有する擾乱に対して前記画像取得装置を安定化させる、請求項２に記載の方法。
【請求項３４】
前記支持機構は、少なくとも１０００Ｈｚの周波数を有する擾乱に対して前記画像取得装置を安定化させる、請求項２に記載の方法。
【請求項３５】
前記支持機構は、前記ＵＡＶの推進システムにより引き起こされる振動を実質的に減少させる、請求項２に記載の方法。
【請求項３６】
前記画像取得装置は、前記複数の画像を、前記複数の画像の隣接画像間の重複が少なくとも５０％となるように取得する、請求項２に記載の方法。
【請求項３７】
前記画像取得装置は、前記複数の画像を、前記複数の画像の隣接画像間の重複が５０％〜７０％となるように取得する、請求項２に記載の方法。
【請求項３８】
前記画像取得装置は、前記複数の画像を、前記複数の画像の隣接画像間の重複が少なくとも７０％となるように取得する、請求項２に記載の方法。
【請求項３９】
前記画像取得装置は、前記複数の画像を、前記複数の画像の隣接画像間の重複が多くとも７０％となるように取得する、請求項２に記載の方法。
【請求項４０】
前記画像取得装置は、前記複数の画像を、前記複数の画像の隣接画像間の重複が多くとも８０％となるように取得する、請求項２に記載の方法。
【請求項４１】
前記パノラマ画像を生成するステップは、１つ又は複数の画像つなぎ合わせステップにしたがって前記複数の画像を処理するステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４２】
前記１つ又は複数の画像つなぎ合わせステップは、画像位置合わせ、大域的位置合わせ、又はブレンディングに関する、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記画像つなぎ合わせステップの少なくとも１つの複雑さは、前記画像取得装置の安定化により軽減される、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記画像つなぎ合わせステップの前記少なくとも１つは、画像位置合わせステップ又は大域的位置合わせステップである、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記画像つなぎ合わせステップの少なくとも１つの前記複雑さを軽減させるステップは、補間操作を省くステップを含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項４６】
前記画像つなぎ合わせステップの少なくとも１つの前記複雑さを軽減させるステップは、前記複数の画像に関する回転を含まない運動モデルを使用するステップを含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項４７】
前記画像つなぎ合わせステップの少なくとも１つの複雑さを軽減させるステップは、前記画像つなぎ合わせステップの前記少なくとも１つの下で行われる探索操作の範囲を限定するステップを含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項４８】
探索操作の前記範囲を限定するステップは、探索対象パラメータの数を限定するステップを含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記探索対象パラメータの数は２つ以下である、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
探索操作の前記範囲を限定するステップは、あるパラメータに対応する探索ベクトルに沿った探索対象ピクセル範囲を限定するステップを含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項５１】
前記パラメータについての前記探索対象ピクセル範囲は探索ベクトルに沿ったピクセル総数の２％以下である、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記パラメータについての前記探索対象ピクセル範囲は探索ベクトルに沿ったピクセル総数の１％以下である、請求項５０に記載の方法。
【請求項５３】
前記探索ベクトルはＸ軸又はＹ軸に沿っている、請求項５０に記載の方法。
【請求項５４】
前記範囲は実験に基づいて決定される、請求項５０に記載の方法。
【請求項５５】
前記パノラマ画像の前記生成は前記画像取得装置の前記回転と時間的に重複する、請求項２に記載の方法。
【請求項５６】
前記パノラマ画像の前記生成は前記画像取得装置の前記回転と時間的に重複しない、請求項２に記載の方法。
【請求項５７】
前記１つ又は複数のプロセッサの少なくとも１つは前記画像取得装置の内側に位置付けられる、請求項２に記載の方法。
【請求項５８】
前記１つ又は複数のプロセッサの少なくとも１つは前記画像取得装置の外側に位置付けられる、請求項２に記載の方法。
【請求項５９】
前記ＵＡＶは、ユーザの介入なしに所定の位置の付近に到達する、請求項２に記載の方法。
【請求項６０】
前記支持機構又は前記画像取得装置は、リモート制御端末により提供される信号に応答してパノラマモードに切り替わる、請求項２に記載の方法。
【請求項６１】
前記支持機構と前記画像取得装置は、ユーザの介入なしに自動的にパノラマモードに切り替わる、請求項２に記載の方法。
【請求項６２】
前記パノラマ画像の前記生成の局面を制御する１つ又は複数のユーザ提供の命令を受け取るステップを更に含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６３】
前記１つ又は複数のユーザ提供の命令は、前記ＵＡＶ、前記支持機構、又は前記画像取得装置を制御する、請求項６２に記載の方法。
【請求項６４】
前記１つ又は複数のユーザ提供の命令の少なくとも１つはパノラマモードの選択に関する、請求項６２に記載の方法。
【請求項６５】
前記１つ又は複数のユーザ提供の命令の少なくとも１つは、前記画像取得装置の前記所定の回転角又は前記画像取得装置の視野（ＦＯＶ）角に関する、請求項６２に記載の方法。
【請求項６６】
前記１つ又は複数のユーザ提供の命令の少なくとも１つは、隣接画像間の重複パーセンテージに関する、請求項６２に記載の方法。
【請求項６７】
前記所定の間隔は、少なくとも一部に前記１つ又は複数のユーザ提供の命令に基づいて自動的に計算される、請求項６２に記載の方法。
【請求項６８】
前記生成されたパノラマ画像を遠隔端末に送信するステップを更に含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６９】
前記生成されたパノラマ画像を遠隔端末上に表示するステップを更に含む、請求項２に記載の方法。
【請求項７０】
パノラマ航空画像を生成する方法であって、
（ａ）画像取得装置を担持する無人航空機（ＵＡＶ）に、空中の所定の位置付近でホバリングさせるステップであって、前記画像取得装置は前記ＵＡＶに支持機構を介して連結され、前記支持機構は前記画像取得装置が少なくとも２つの直交軸の周囲でＵＡＶに関して回転できるようにし、前記少なくとも２つの軸は第一の軸と第二の軸を含むステップと、
（ｂ）前記ＵＡＶが空中の所定の位置付近でホバリングしている間に、前記支持機構を制御して、
（１）前記画像取得装置を前記第一の軸の周囲で少なくとも３６０度回転させて、その間に前記画像取得装置が複数の連続画像を所定の間隔で取得するようにし、
（２）前記画像取得装置を安定化させて、前記画像取得装置が地面に対して水平な配置を実質的に保持するようにする
ステップと、
（ｃ）まとめて、又は個別に、前記ＵＡＶに搭載された１つ又は複数のプロセッサにより生成するステップと
を含む方法。
【請求項７１】
パノラマ航空画像を生成するシステムであって、
無人航空機（ＵＡＶ）と画像取得装置に連結される支持機構であって、前記画像取得装置が少なくとも２つの直交軸の周囲で前記ＵＡＶに関して回転できるようにし、前記少なくとも２つの軸は第一の軸と第二の軸を含む支持機構と、
まとめて、又は個別に、前記ＵＡＶが所定の位置付近でホバリングしている間に、前記支持機構が、
（１）前記画像取得装置を前記第一の軸の周囲で少なくとも３６０度回転させ、その間に前記画像取得装置が複数の連続画像を所定の間隔で取得するようにし、
（２）前記画像取得装置を安定化させて、前記画像取得装置が地面に関して水平な配置を実質的に保つようにする、１つ又は複数のコントローラと、
まとめて、又は個別に、パノラマ画像を前記複数の画像に基づいて生成する、前記ＵＡＶに搭載の１つ又は複数のプロセッサと
を含むシステム。
【請求項７２】
前記支持機構は、前記画像取得装置を安定化させ、前記画像取得装置が、前記画像取得装置の前記回転中に少なくとも前記第二の軸に関する所定の空間配置を実質的に保持するようする、請求項７１に記載のシステム。
【請求項７３】
前記支持機構は、前記画像取得装置を安定化させ、前記画像取得装置が、前記画像取得装置の前記回転中に少なくとも前記第二の軸と第三の軸に関する所定の空間配置を実質的に保持するようにする、請求項７１に記載のシステム。
【請求項７４】
前記支持機構は前記ＵＡＶに、前記ＵＡＶにより担持される前記支持機構に伝達される運動を減少させる１つ又は複数の減衰部材を介して連結される、請求項７１に記載のシステム。
【請求項７５】
前記第一の軸はヨー軸であり、第二の軸はピッチ軸である、請求項７１に記載のシステム。
【請求項７６】
前記第三の軸がロール軸である、請求項７３に記載のシステム。
【請求項７７】
前記支持機構は、前記画像取得装置を支持するフレームアセンブリを含み、前記フレームアセンブリは、少なくとも第一のフレーム部材、第二のフレーム部材、第三のフレーム部材、及び第四のフレーム部材を含み、前記第一のフレーム部材は前記画像取得装置に連結され、前記第二のフレーム部材は前記第一の部材に前記第二の軸の周囲で回転可能に連結され、前記第三のフレーム部材は前記第二の部材に前記第三の軸の周囲で回転可能に連結される、請求項７３に記載のシステム。
【請求項７８】
前記支持機構は、前記第一のフレーム部材を直接駆動して前記第二のフレーム部材に関して前記第二の軸の周囲で回転させる第一のアクチュエータ部材と、前記第二のフレーム部材を直接駆動して前記第三のフレーム部材に関して前記第三の軸の周囲で回転させる第二のアクチュエータ部材と、前記第三のフレーム部材を直接駆動して前記第四のフレーム部材に関して前記第一の軸の周囲で回転させる第三のアクチュエータ部材とを更に含む、請求項７７に記載のシステム。
【請求項７９】
前記画像取得装置を安定化させるステップは、前記第一のアクチュエータ部材と前記第二のアクチュエータ部材のための制御信号を生成するステップを含む、請求項７８に記載のシステム。
【請求項８０】
前記支持機構は、前記支持機構又は前記画像取得装置の位置、姿勢、加速度、及び／又は速度を検出する１つ又は複数の支持機構センサを含む、請求項７１に記載のシステム。
【請求項８１】
前記１つ又は複数の支持機構センサからの検知データは、前記画像取得装置を安定化させるため、又は前記パノラマ画像を生成するために使用される、請求項８０に記載のシステム。
【請求項８２】
前記１つ又は複数の支持機構センサは前記支持機構又は前記画像取得装置に連結される、請求項８０に記載のシステム。
【請求項８３】
前記支持機構センサの少なくとも１つは前記支持機構のアクチュエータ部材に連結される、請求項８２に記載のシステム。
【請求項８４】
前記１つ又は複数の支持機構センサは、１つ又は複数の運動センサ又は回転センサを含む、請求項８０に記載のシステム。
【請求項８５】
前記運動センサは加速度計を含む、請求項８４に記載のシステム。
【請求項８６】
前記回転センサはジャイロスコープ又は電位差計を含む、請求項８４に記載のシステム。
【請求項８７】
前記支持機構センサの少なくとも１つは少なくとも１００Ｈｚのサンプリング周波数を有する、請求項８０に記載のシステム。
【請求項８８】
前記ＵＡＶは、前記ＵＡＶの位置、方位、及び／又は速度の測定に使用される１つ又は複数のＵＡＶセンサに直接連結される、請求項７１に記載のシステム。
【請求項８９】
前記１つ又は複数のＵＡＶセンサは、１つ又は複数の運動センサ、回転センサ、又は位置センサを含む、請求項８８に記載のシステム。
【請求項９０】
前記運動センサは加速度計を含む、請求項８９に記載のシステム。
【請求項９１】
前記回転センサはジャイロスコープを含む、請求項８９に記載のシステム。
【請求項９２】
前記位置センサはＧＰＳセンサを含む、請求項８９に記載のシステム。
【請求項９３】
前記支持機構は、前記支持機構又は前記画像取得装置の位置、姿勢、加速度、及び／又は速度を検出する１つ又は複数の支持機構センサを含み、前記１つ又は複数の支持機構センサのうちの少なくとも１つは、前記１つ又は複数のＵＡＶセンサのうちの少なくとも１つより高い周波数でサンプリングする、請求項８８に記載のシステム。
【請求項９４】
前記ＵＡＶセンサにより取得されたセンサデータは、前記支持機構センサにより取得されたセンサデータを補正するために使用される、請求項９３に記載のシステム。
【請求項９５】
前記１つ又は複数のＵＡＶセンサからのセンサデータは前記パノラマ画像の前記生成において使用される、請求項８８に記載のシステム。
【請求項９６】
前記支持機構は、最高１０００Ｈｚの周波数を有する擾乱に対して前記画像取得装置を安定化させる、請求項７１に記載のシステム。
【請求項９７】
前記支持機構は、少なくとも１０００Ｈｚの周波数を有する擾乱に対して前記画像取得装置を安定化させる、請求項７１に記載のシステム。
【請求項９８】
前記支持機構は、前記ＵＡＶの推進システムにより引き起こされる振動を実質的に減少させる、請求項７１に記載のシステム。
【請求項９９】
前記画像取得装置は、前記複数の画像を、前記複数の画像の隣接画像間の重複が少なくとも５０％となるように取得する、請求項７１に記載のシステム。
【請求項１００】
前記画像取得装置は、前記複数の画像を、前記複数の画像の隣接画像間の重複が５０％〜７０％となるように取得する、請求項７１に記載のシステム。
【請求項１０１】
前記画像取得装置は、前記複数の画像を、前記複数の画像の隣接画像間の重複が少なくとも７０％となるように取得する、請求項７１に記載のシステム。
【請求項１０２】
前記画像取得装置は、前記複数の画像を、前記複数の画像の隣接画像間の重複が多くとも７０％となるように取得する、請求項７１に記載のシステム。
【請求項１０３】
前記画像取得装置は、前記複数の画像を、前記複数の画像の隣接画像間の重複が多くとも８０％となるように取得する、請求項７１に記載のシステム。
【請求項１０４】
前記パノラマ画像を生成するステップは、１つ又は複数の画像つなぎ合わせステップにしたがって前記複数の画像を処理するステップを含む、請求項７１に記載のシステム。
【請求項１０５】
前記１つ又は複数の画像つなぎ合わせステップは、画像位置合わせ、大域的位置合わせ、又はブレンディングに関する、請求項１０４に記載のシステム。
【請求項１０６】
前記画像つなぎ合わせステップの少なくとも１つの複雑さは、前記画像取得装置の前記安定化により軽減される、請求項１０５に記載のシステム。
【請求項１０７】
前記画像つなぎ合わせステップの前記少なくとも１つは、画像位置合わせステップ又は大域的位置合わせステップである、請求項１０６に記載のシステム。
【請求項１０８】
前記画像つなぎ合わせステップの少なくとも１つの前記複雑さを軽減させるステップは、補間操作を省くステップを含む、請求項１０６に記載のシステム。
【請求項１０９】
前記画像つなぎ合わせステップの少なくとも１つの前記複雑さを軽減させるステップは、前記複数の画像に関する回転を含まない運動モデルを使用するステップを含む、請求項１０６に記載のシステム。
【請求項１１０】
前記画像つなぎ合わせステップの少なくとも１つの複雑さを軽減させるステップは、前記画像つなぎ合わせステップの前記少なくとも１つの下で行われる探索操作の範囲を限定するステップを含む、請求項１０６に記載のシステム。
【請求項１１１】
探索操作の前記範囲を限定するステップは、探索対象パラメータの数を限定するステップを含む、請求項１１０に記載のシステム。
【請求項１１２】
前記探索対象パラメータの数は２つ以下である、請求項１１１に記載のシステム。
【請求項１１３】
探索操作の前記範囲を限定するステップは、あるパラメータに対応する探索ベクトルに沿った探索対象ピクセル範囲を限定するステップを含む、請求項１１０に記載のシステム。
【請求項１１４】
前記パラメータについての前記探索対象ピクセル範囲は前記探索ベクトルに沿ったピクセル総数の２％以下である、請求項１１３に記載のシステム。
【請求項１１５】
前記パラメータについての前記探索対象ピクセル範囲は前記探索ベクトルに沿ったピクセル総数の１％以下である、請求項１１３に記載のシステム。
【請求項１１６】
前記探索ベクトルはＸ軸又はＹ軸に沿っている、請求項１１３に記載のシステム。
【請求項１１７】
前記範囲は実験に基づいて決定される、請求項１１３に記載のシステム。
【請求項１１８】
前記パノラマ画像の前記生成は前記画像取得装置の前記回転と時間的に重複する、請求項７１に記載のシステム。
【請求項１１９】
前記パノラマ画像の前記生成は前記画像取得装置の前記回転と時間的に重複しない、請求項７１に記載のシステム。
【請求項１２０】
前記１つ又は複数のプロセッサの少なくとも１つは前記画像取得装置の内側に位置付けられる、請求項７１に記載のシステム。
【請求項１２１】
前記１つ又は複数のプロセッサの少なくとも１つは前記画像取得装置の外側に位置付けられる、請求項７１に記載のシステム。
【請求項１２２】
前記ＵＡＶは、ユーザの介入なしに前記所定の位置の付近に到達する、請求項７１に記載のシステム。
【請求項１２３】
前記支持機構又は前記画像取得装置は、リモート制御端末により提供される信号に応答してパノラマモードに切り替わる、請求項７１に記載のシステム。
【請求項１２４】
前記支持機構と前記画像取得装置は、ユーザの介入なしに自動的にパノラマモードに切り替わる、請求項７１に記載のシステム。
【請求項１２５】
前記パノラマ画像の前記生成の局面を制御する１つ又は複数のユーザ提供の命令を受け取る１つ又は複数の受信機を更に含む、請求項７１に記載のシステム。
【請求項１２６】
前記１つ又は複数のユーザ提供の命令は、前記ＵＡＶ、前記支持機構、又は前記画像取得装置を制御する、請求項１２５に記載のシステム。
【請求項１２７】
前記１つ又は複数のユーザ提供の命令の少なくとも１つはパノラマモードの選択に関する、請求項１２５に記載のシステム。
【請求項１２８】
前記１つ又は複数のユーザ提供の命令の少なくとも１つは、前記画像取得装置の視野（ＦＯＶ）角に関する、請求項１２５に記載のシステム。
【請求項１２９】
前記１つ又は複数のユーザ提供の命令の少なくとも１つは、隣接画像間の重複パーセンテージに関する、請求項１２５に記載のシステム。
【請求項１３０】
前記所定の間隔は、少なくとも一部に前記１つ又は複数のユーザ提供の命令に基づいて自動的に計算される、請求項１２５に記載のシステム。
【請求項１３１】
前記生成されたパノラマ画像を遠隔端末に送信する１つ又は複数の送信機を更に含む、請求項７１に記載のシステム。
【請求項１３２】
前記生成されたパノラマ画像を表示するためのディスプレイを更に含む、請求項７１に記載のシステム。
【請求項１３３】
パノラマ航空画像を生成する方法であって、
（ａ）画像取得装置を担持する無人航空機（ＵＡＶ）に、空中の所定の位置付近でホバリングさせるステップであって、前記画像取得装置は前記ＵＡＶに支持機構を介して連結され、前記支持機構は前記画像取得装置が少なくとも２つの直交軸の周囲で前記ＵＡＶに関して回転できるようにし、前記少なくとも２つの軸は第一の軸と第二の軸を含むステップと、
（ｂ）前記ＵＡＶが空中の前記所定の位置付近でホバリングしている間に、前記支持機構を制御して、
（１）前記画像取得装置を前記第一の軸の周囲で所定の回転角だけ回転させて、その間に前記画像取得装置が複数の連続画像を所定の間隔で取得し、前記隣接画像間の重複が少なくとも５０％となるようにし、
（２）前記画像取得装置を安定化させて、前記ＵＡＶにより引き起こされる振動の実質的に全部を除去するようにする
ステップと、
（ｃ）まとめて、又は個別に、前記ＵＡＶに搭載された１つ又は複数のプロセッサにより生成するステップと
を含む方法。
【請求項１３４】
パノラマ航空画像を生成するシステムであって、
無人航空機（ＵＡＶ）と画像取得装置に連結される支持機構であって、前記画像取得装置が少なくとも２つの直交軸の周囲で前記ＵＡＶに関して回転できるようにし、前記少なくとも２つの軸は第一の軸と第二の軸を含む支持機構と、
まとめて、又は個別に、前記ＵＡＶが所定の位置付近でホバリングしている間に、前記支持機構が、
（１）前記画像取得装置を前記第一の軸の周囲で所定の回転角だけ回転させて、その間に前記画像取得装置が複数の連続画像を所定の間隔で取得し、隣接画像間の重複が少なくとも５０％となるようにし、
（２）前記画像取得装置を安定化させて、前記ＵＡＶにより引き起こされる振動の実質的に全部を除去する、１つ又は複数のコントローラと、
まとめて、又は個別に、パノラマ画像を前記複数の画像に基づいて生成する、前記ＵＡＶに搭載の１つ又は複数のプロセッサと
を含むシステム。
【請求項１３５】
前記支持機構は、前記画像取得装置を安定化させ、前記画像取得装置が、前記画像取得装置の前記回転中に少なくとも前記第二の軸に関する所定の空間配置を実質的に保持するようする、請求項１３４に記載のシステム。
【請求項１３６】
前記支持機構は、前記画像取得装置を安定化させ、前記画像取得装置が、前記画像取得装置の前記回転中に少なくとも前記第二の軸と第三の軸に関する所定の空間配置を実質的に保持するようにする、請求項１３４に記載のシステム。
【請求項１３７】
前記第三の軸がロール軸である、請求項１３６に記載のシステム。
【請求項１３８】
前記支持機構は、前記画像取得装置を安定化させて、前記画像取得装置が地面に関して水平な配置を実質的に保持するようにする、請求項１３４に記載のシステム。
【請求項１３９】
前記支持機構は前記ＵＡＶに、前記ＵＡＶにより担持される前記支持機構に伝達される運動を減少させる１つ又は複数の減衰部材を介して連結される、請求項１３４に記載のシステム。
【請求項１４０】
前記第一の軸はヨー軸であり、前記第二の軸はピッチ軸である、請求項１３４に記載のシステム。
【請求項１４１】
前記支持機構は、前記画像取得装置を支持するフレームアセンブリを含み、前記フレームアセンブリは、少なくとも第一のフレーム部材、第二のフレーム部材、第三のフレーム部材、及び第四のフレーム部材を含み、前記第一のフレーム部材は前記画像取得装置に連結され、前記第二のフレーム部材は前記第一の部材に前記第二の軸の周囲で回転可能に連結され、前記第三のフレーム部材は前記第二の部材に前記第三の軸の周囲で回転可能に連結される、請求項１３６に記載のシステム。
【請求項１４２】
前記支持機構は、前記第一のフレーム部材を直接駆動して前記第二のフレーム部材に関して前記第二の軸の周囲で回転させる第一のアクチュエータ部材と、前記第二のフレーム部材を直接駆動して前記第三のフレーム部材に関して前記第三の軸の周囲で回転させる第二のアクチュエータ部材と、前記第三のフレーム部材を直接駆動して前記第四のフレーム部材に関して前記第一の軸の周囲で回転させる第三のアクチュエータ部材とを更に含む、請求項１４１に記載のシステム。
【請求項１４３】
前記画像取得装置を安定化させるステップは、前記第一のアクチュエータ部材と前記第二のアクチュエータ部材のための制御信号を生成するステップを含む、請求項１４２に記載のシステム。
【請求項１４４】
前記支持機構は、前記支持機構又は前記画像取得装置の位置、姿勢、加速度、及び／又は速度を検出する１つ又は複数の支持機構センサを含む、請求項１３４に記載のシステム。
【請求項１４５】
前記１つ又は複数の支持機構センサからの検知データは、前記画像取得装置を安定化させるため、又は前記パノラマ画像を生成するために使用される、請求項１４４に記載のシステム。
【請求項１４６】
前記１つ又は複数の支持機構センサは前記支持機構又は前記画像取得装置に連結される、請求項１４４に記載のシステム。
【請求項１４７】
前記支持機構センサの少なくとも１つは前記支持機構のアクチュエータ部材に連結される、請求項１４４に記載のシステム。
【請求項１４８】
前記１つ又は複数の支持機構センサは、１つ又は複数の運動センサ又は回転センサを含む、請求項１４４に記載のシステム。
【請求項１４９】
前記運動センサは加速度計を含む、請求項１４８に記載のシステム。
【請求項１５０】
前記回転センサはジャイロスコープ又は電位差計を含む、請求項１４８に記載のシステム。
【請求項１５１】
前記支持機構センサの少なくとも１つは少なくとも１００Ｈｚのサンプリング周波数を有する、請求項１４４に記載のシステム。
【請求項１５２】
前記ＵＡＶは、前記ＵＡＶの位置、方位、及び／又は速度の測定に使用される１つ又は複数のＵＡＶセンサに直接連結される、請求項１３４に記載のシステム。
【請求項１５３】
前記１つ又は複数のＵＡＶセンサは、１つ又は複数の運動センサ、回転センサ、又は位置センサを含む、請求項１５２に記載のシステム。
【請求項１５４】
前記運動センサは加速度計を含む、請求項１５３に記載のシステム。
【請求項１５５】
前記回転センサはジャイロスコープを含む、請求項１５３に記載のシステム。
【請求項１５６】
前記位置センサはＧＰＳセンサを含む、請求項１５３に記載のシステム。
【請求項１５７】
前記支持機構は、前記支持機構又は前記画像取得装置の位置、姿勢、加速度、及び／又は速度を検出する１つ又は複数の支持機構センサを含み、前記１つ又は複数の支持機構センサのうちの少なくとも１つは、前記１つ又は複数のＵＡＶセンサのうちの少なくとも１つより高い周波数でサンプリングする、請求項１５３に記載のシステム。
【請求項１５８】
前記ＵＡＶセンサにより取得されたセンサデータは、前記支持機構センサにより取得されたセンサデータを補正するために使用される、請求項１５７に記載のシステム。
【請求項１５９】
前記１つ又は複数のＵＡＶセンサからのセンサデータは前記パノラマ画像の前記生成において使用される、請求項１５３に記載のシステム。
【請求項１６０】
前記支持機構は、最高１０００Ｈｚの周波数を有する擾乱に対して前記画像取得装置を安定化させる、請求項１３４に記載のシステム。
【請求項１６１】
前記支持機構は、少なくとも１０００Ｈｚの周波数を有する擾乱に対して前記画像取得装置を安定化させる、請求項１３４に記載のシステム。
【請求項１６２】
前記支持機構は、前記ＵＡＶの推進システムにより引き起こされる振動を実質的に減少させる、請求項１３４に記載のシステム。
【請求項１６３】
前記画像取得装置は、前記複数の画像を、前記複数の画像の隣接画像間の重複が５０％〜７０％となるように取得する、請求項１３４に記載のシステム。
【請求項１６４】
前記画像取得装置は、前記複数の画像を、前記複数の画像の隣接画像間の重複が少なくとも７０％となるように取得する、請求項１３４に記載のシステム。
【請求項１６５】
前記画像取得装置は、前記複数の画像を、前記複数の画像の隣接画像間の重複が多くとも８０％となるように取得する、請求項１３４に記載のシステム。
【請求項１６６】
前記パノラマ画像を生成するステップは、１つ又は複数の画像つなぎ合わせステップにしたがって前記複数の画像を処理するステップを含む、請求項１３４に記載のシステム。
【請求項１６７】
前記１つ又は複数の画像つなぎ合わせステップは、画像位置合わせ、大域的位置合わせ、又はブレンディングに関する、請求項１６６に記載のシステム。
【請求項１６８】
前記画像つなぎ合わせステップの少なくとも１つの複雑さは、前記画像取得装置の前記安定化により軽減される、請求項１６６に記載のシステム。
【請求項１６９】
前記画像つなぎ合わせステップの前記少なくとも１つは、画像位置合わせステップ又は大域的位置合わせステップである、請求項１６８に記載のシステム。
【請求項１７０】
前記画像つなぎ合わせステップの少なくとも１つの前記複雑さを軽減させるステップは、補間操作を省くステップを含む、請求項１６８に記載のシステム。
【請求項１７１】
前記画像つなぎ合わせステップの少なくとも１つの前記複雑さを軽減させるステップは、前記複数の画像に関する回転を含まない運動モデルを使用するステップを含む、請求項１６８に記載のシステム。
【請求項１７２】
前記画像つなぎ合わせステップの少なくとも１つの前記複雑さを軽減させるステップは、前記画像つなぎ合わせステップの前記少なくとも１つの下で行われる探索操作の範囲を限定するステップを含む、請求項１６８に記載のシステム。
【請求項１７３】
探索操作の前記範囲を限定するステップは、探索対象パラメータの数を限定するステップを含む、請求項１７２に記載のシステム。
【請求項１７４】
前記探索対象パラメータの数は２つ以下である、請求項１７３に記載のシステム。
【請求項１７５】
探索操作の前記範囲を限定するステップは、あるパラメータに対応する探索ベクトルに沿った探索対象ピクセル範囲を限定するステップを含む、請求項１７２に記載のシステム。
【請求項１７６】
前記パラメータについての前記探索対象ピクセル範囲は前記探索ベクトルに沿ったピクセル総数の２％以下である、請求項１７５に記載のシステム。
【請求項１７７】
前記ラメータについての前記探索対象ピクセル範囲は前記探索ベクトルに沿ったピクセル総数の１％以下である、請求項１７５に記載のシステム。
【請求項１７８】
前記探索ベクトルはＸ軸又はＹ軸に沿っている、請求項１７５に記載のシステム。
【請求項１７９】
前記範囲は実験に基づいて決定される、請求項１７５に記載のシステム。
【請求項１８０】
前記パノラマ画像の前記生成は前記画像取得装置の前記回転と時間的に重複する、請求項１３４に記載のシステム。
【請求項１８１】
前記パノラマ画像の前記生成は前記画像取得装置の前記回転と時間的に重複しない、請求項１３４に記載のシステム。
【請求項１８２】
前記１つ又は複数のプロセッサの少なくとも１つは前記画像取得装置の内側に位置付けられる、請求項１３４に記載のシステム。
【請求項１８３】
前記１つ又は複数のプロセッサの少なくとも１つは前記画像取得装置の外側に位置付けられる、請求項１３４に記載のシステム。
【請求項１８４】
前記ＵＡＶは、ユーザの介入なしに前記所定の位置の付近に到達する、請求項１３４に記載のシステム。
【請求項１８５】
前記支持機構又は前記画像取得装置は、リモート制御端末により提供される信号に応答してパノラマモードに切り替わる、請求項１３４に記載のシステム。
【請求項１８６】
前記支持機構と前記画像取得装置は、ユーザの介入なしに自動的にパノラマモードに切り替わる、請求項１３４に記載のシステム。
【請求項１８７】
前記パノラマ画像の前記生成の局面を制御する１つ又は複数のユーザ提供の命令を受け取る１つ又は複数の受信機を更に含む、請求項１３４に記載のシステム。
【請求項１８８】
前記１つ又は複数のユーザ提供の命令は、前記ＵＡＶ、前記支持機構、又は前記画像取得装置を制御する、請求項１８７に記載のシステム。
【請求項１８９】
前記１つ又は複数のユーザ提供の命令の少なくとも１つはパノラマモードの選択に関する、請求項１８７に記載のシステム。
【請求項１９０】
前記１つ又は複数のユーザ提供の命令の少なくとも１つは、前記画像取得装置の視野（ＦＯＶ）角に関する、請求項１８７に記載のシステム。
【請求項１９１】
前記１つ又は複数のユーザ提供の命令の少なくとも１つは、隣接画像間の重複パーセンテージに関する、請求項１８７に記載のシステム。
【請求項１９２】
前記所定の間隔は、少なくとも一部に前記１つ又は複数のユーザ提供の命令に基づいて自動的に計算される。請求項１８７に記載のシステム。
【請求項１９３】
前記生成されたパノラマ画像を遠隔端末に送信する１つ又は複数の送信機を更に含む、請求項１３４に記載のシステム。
【請求項１９４】
前記生成されたパノラマ画像を表示するためのディスプレイを更に含む、請求項１３４に記載のシステム。
【請求項１９５】
パノラマ航空画像を生成する方法であって、
（ａ）画像取得装置を担持する無人航空機（ＵＡＶ）を制御して、空中の所定の位置付近でホバリングさせるステップであって、前記画像取得装置は前記ＵＡＶに支持機構を介して連結され、前記支持機構は、前記画像取得装置が少なくとも２つの直交軸の周囲で回転できるようにするべく構成され、前記少なくとも２つの軸は第一の軸と第二の軸を含むステップと、
（ｂ）前記ＵＡＶが空中の前記所定の位置付近でホバリングしている間に、前記支持機構を制御して、前記画像取得装置を第一の軸の周囲で少なくとも３６０度回転させ、その間に前記第二の軸に関する擾乱を減少させるステップと、
（ｃ）前記画像取得装置を制御して、前記画像取得装置が前記第一の軸の周囲で回転している間に複数の連続画像を、重複領域を持たせて取得するようにするステップと、
（ｄ）まとめて、又は個別に、前記ＵＡＶ上に搭載された１つ又は複数のプロセッサによって、前記取得された複数の画像に基づいてパノラマ画像を生成するステップと
を含み、前記ステップ（ｄ）は前記ステップ（ｂ）と実質的に時間的に重複する方法。
【請求項１９６】
パノラマ航空画像を生成するためのシステムであって、
無人航空機（ＵＡＶ）と画像取得装置に連結される支持機構であって、前記画像取得装置が少なくとも２つの直交軸の周囲で前記ＵＡＶに関して回転できるようにするべく構成され、前記少なくとも２つの軸は第一の軸と第二の軸を含む支持機構と、
前記支持機構を制御して、前記ＵＡＶが所定の位置付近でホバリングしている間に、前記画像取得装置を前記第一の軸の周囲で少なくとも３６０度回転させ、その間に前記第二の軸に関する擾乱を減少させるための第一のコントローラと、
前記画像取得装置を制御して、前記画像取得装置が前記第一の軸の周囲で回転している間に、複数の連続画像を、重複領域を持たせて取得するようにするための第二のコントローラと、
まとめて、又は個別に、前記複数の画像に基づいてパノラマ画像を生成する、前記ＵＡＶに搭載された１つ又は複数のプロセッサと
を含み、前記パノラマ画像の前記生成は前記画像取得装置の前記回転と実質的に時間的に重複するシステム。
【請求項１９７】
前記支持機構は、前記画像取得装置を安定化させ、前記画像取得装置が、前記画像取得装置の前記回転中に少なくとも前記第二の軸に関する所定の空間配置を実質的に保持するようする、請求項１９６に記載のシステム。
【請求項１９８】
前記支持機構は、前記画像取得装置を安定化させ、前記画像取得装置が、前記画像取得装置の前記回転中に少なくとも前記第二の軸と第三の軸に関する所定の空間配置を実質的に保持するようにする、請求項１９６に記載のシステム。
【請求項１９９】
前記第三の軸はロール軸である、請求項１９８に記載のシステム。
【請求項２００】
前記支持機構は、前記画像取得装置を安定化させて、前記画像取得装置が地面に関して水平な配置を実質的に保持するようにする、請求項１９６に記載のシステム。
【請求項２０１】
前記支持機構は前記ＵＡＶに、前記ＵＡＶにより担持される前記支持機構に伝達される運動を減少させる１つ又は複数の減衰部材を介して連結される、請求項１９６に記載のシステム。
【請求項２０２】
前記第一の軸はヨー軸であり、前記第二の軸はピッチ軸である、請求項１９６に記載のシステム。
【請求項２０３】
前記支持機構は、前記画像取得装置を支持するフレームアセンブリを含み、前記フレームアセンブリは、少なくとも第一のフレーム部材、第二のフレーム部材、第三のフレーム部材、及び第四のフレーム部材を含み、前記第一のフレーム部材は前記画像取得装置に連結され、前記第二のフレーム部材は前記第一の部材に前記第二の軸の周囲で回転可能に連結され、前記第三のフレーム部材は前記第二の部材に前記第三の軸の周囲で回転可能に連結される、請求項１９８に記載のシステム。
【請求項２０４】
前記支持機構は、前記第一のフレーム部材を直接駆動して前記第二のフレーム部材に関して前記第二の軸の周囲で回転させる第一のアクチュエータ部材と、前記第二のフレーム部材を直接駆動して前記第三のフレーム部材に関して前記第三の軸の周囲で回転させる第二のアクチュエータ部材と、前記第三のフレーム部材を直接駆動して第四のフレーム部材に関して第一の軸の周囲で回転させる第三のアクチュエータ部材とを更に含む、請求項２０３に記載のシステム。
【請求項２０５】
前記画像取得装置を安定化させるステップは、前記第一のアクチュエータ部材と前記第二のアクチュエータ部材のための制御信号を生成するステップを含む、請求項２０４に記載のシステム。
【請求項２０６】
前記支持機構は、前記支持機構又は前記画像取得装置の位置、姿勢、加速度、及び／又は速度を検出する１つ又は複数の支持機構センサを含む、請求項１９６に記載のシステム。
【請求項２０７】
前記１つ又は複数の支持機構センサからの検知データは、前記画像取得装置を安定化させるため、又は前記パノラマ画像を生成するために使用される、請求項２０６に記載のシステム。
【請求項２０８】
前記１つ又は複数の支持機構センサは前記支持機構又は前記画像取得装置に連結される、請求項２０６に記載のシステム。
【請求項２０９】
前記支持機構センサの少なくとも１つは前記支持機構のアクチュエータ部材に連結される、請求項２０６に記載のシステム。
【請求項２１０】
前記１つ又は複数の支持機構センサは、１つ又は複数の運動センサ又は回転センサを含む、請求項２０６に記載のシステム。
【請求項２１１】
前記運動センサは加速度計を含む、請求項２１０に記載のシステム。
【請求項２１２】
前記回転センサはジャイロスコープ又は電位差計を含む、請求項２１０に記載のシステム。
【請求項２１３】
前記支持機構センサの少なくとも１つは少なくとも１００Ｈｚのサンプリング周波数を有する、請求項２０６に記載のシステム。
【請求項２１４】
前記ＵＡＶは、前記ＵＡＶの位置、方位、及び／又は速度の測定に使用される１つ又は複数のＵＡＶセンサに直接連結される、請求項１９６に記載のシステム。
【請求項２１５】
前記１つ又は複数のＵＡＶセンサは、１つ又は複数の運動センサ、回転センサ、又は位置センサを含む、請求項２１４に記載のシステム。
【請求項２１６】
前記運動センサは加速度計を含む、請求項２１５に記載のシステム。
【請求項２１７】
前記回転センサはジャイロスコープを含む、請求項２１５に記載のシステム。
【請求項２１８】
前記位置センサはＧＰＳセンサを含む、請求項２１５に記載のシステム。
【請求項２１９】
前記支持機構は、前記支持機構又は前記画像取得装置の位置、姿勢、加速度、及び／又は速度を検出する１つ又は複数の支持機構センサを含み、前記１つ又は複数の支持機構センサのうちの少なくとも１つは、前記１つ又は複数のＵＡＶセンサのうちの少なくとも１つより高い周波数でサンプリングする、請求項２１５に記載のシステム。
【請求項２２０】
前記ＵＡＶセンサにより取得されたセンサデータは、前記支持機構センサにより取得されたセンサデータを補正するために使用される、請求項２１５に記載のシステム。
【請求項２２１】
前記１つ又は複数のＵＡＶセンサからのセンサデータは前記パノラマ画像の前記生成において使用される、請求項２１５に記載のシステム。
【請求項２２２】
前記支持機構は、最高１０００Ｈｚの周波数を有する擾乱に対して前記画像取得装置を安定化させる、請求項１９６に記載のシステム。
【請求項２２３】
前記支持機構は、少なくとも１０００Ｈｚの周波数を有する擾乱に対して前記画像取得装置を安定化させる、請求項１９６に記載のシステム。
【請求項２２４】
前記支持機構は、前記ＵＡＶの推進システムにより引き起こされる振動を実質的に減少させる、請求項１９６に記載のシステム。
【請求項２２５】
前記画像取得装置は、前記複数の画像を、前記複数の画像の隣接画像間の重複が５０％〜７０％となるように取得する、請求項１９６に記載のシステム。
【請求項２２６】
前記画像取得装置は、前記複数の画像を、前記複数の画像の隣接画像間の重複が少なくとも７０％となるように取得する、請求項１９６に記載のシステム。
【請求項２２７】
前記画像取得装置は、前記複数の画像を、前記複数の画像の隣接画像間の重複が多くとも８０％となるように取得する、請求項１９６に記載のシステム。
【請求項２２８】
前記パノラマ画像を生成するステップは、１つ又は複数の画像つなぎ合わせステップにしたがって前記複数の画像を処理するステップを含む、請求項１９６に記載のシステム。
【請求項２２９】
前記１つ又は複数の画像つなぎ合わせステップは、画像位置合わせ、大域的位置合わせ、又はブレンディングに関する、請求項２２８に記載のシステム。
【請求項２３０】
前記画像つなぎ合わせステップの少なくとも１つの複雑さは、前記画像取得装置の前記安定化により軽減される、請求項２２９に記載のシステム。
【請求項２３１】
前記画像つなぎ合わせステップの前記少なくとも１つは、画像位置合わせステップ又は大域的位置合わせステップである、請求項２２９に記載のシステム。
【請求項２３２】
前記画像つなぎ合わせステップの少なくとも１つの前記複雑さを軽減させるステップは、補間操作を省くステップを含む。請求項２３０に記載のシステム。
【請求項２３３】
前記画像つなぎ合わせステップの少なくとも１つの前記複雑さを軽減させるステップは、前記複数の画像に関する回転を含まない運動モデルを使用するステップを含む、請求項２３０に記載のシステム。
【請求項２３４】
前記画像つなぎ合わせステップの少なくとも１つの前記複雑さを軽減させるステップは、前記画像つなぎ合わせステップの前記少なくとも１つの下で行われる探索操作の範囲を限定するステップを含む、請求項２３０に記載のシステム。
【請求項２３５】
探索操作の前記範囲を限定するステップは、探索対象パラメータの数を限定するステップを含む、請求項２３４に記載のシステム。
【請求項２３６】
前記探索対象パラメータの数は２つ以下である、請求項２３５に記載のシステム。
【請求項２３７】
探索操作の前記範囲を限定するステップは、あるパラメータに対応する探索ベクトルに沿った探索対象ピクセル範囲を限定するステップを含む、請求項２３４に記載のシステム。
【請求項２３８】
前記パラメータについての前記探索対象ピクセル範囲は前記探索ベクトルに沿ったピクセル総数の２％以下である、請求項２３７に記載のシステム。
【請求項２３９】
前記パラメータについての前記探索対象ピクセル範囲は前記探索ベクトルに沿ったピクセル総数の１％以下である、請求項２３７に記載のシステム。
【請求項２４０】
前記探索ベクトルはＸ軸又はＹ軸に沿っている、請求項２３７に記載のシステム。
【請求項２４１】
前記範囲は実験に基づいて決定される、請求項２３７に記載のシステム。
【請求項２４２】
前記１つ又は複数のプロセッサの少なくとも１つは前記画像取得装置の内側に位置付けられる、請求項１９６に記載のシステム。
【請求項２４３】
前記１つ又は複数のプロセッサの少なくとも１つは前記画像取得装置の外側に位置付けられる、請求項１９６に記載のシステム。
【請求項２４４】
前記ＵＡＶは、ユーザの介入なしに前記所定の位置の付近に到達する、請求項１９６に記載のシステム。
【請求項２４５】
前記支持機構又は前記画像取得装置は、リモート制御端末により提供される信号に応答してパノラマモードに切り替わる、請求項１９６に記載のシステム。
【請求項２４６】
前記支持機構と前記画像取得装置は、ユーザの介入なしに自動的にパノラマモードに切り替わる、請求項１９６に記載のシステム。
【請求項２４７】
前記パノラマ画像の前記生成の局面を制御する１つ又は複数のユーザ提供の命令を受け取る１つ又は複数の受信機を更に含む、請求項１９６に記載のシステム。
【請求項２４８】
前記１つ又は複数のユーザ提供の命令は、前記ＵＡＶ、前記支持機構、又は前記画像取得装置を制御する、請求項２４７に記載のシステム。
【請求項２４９】
前記１つ又は複数のユーザ提供の命令の少なくとも１つはパノラマモードの選択に関する、請求項２４７に記載のシステム。
【請求項２５０】
前記１つ又は複数のユーザ提供の命令の少なくとも１つは、前記画像取得装置の視野（ＦＯＶ）角に関する、請求項２４７に記載のシステム。
【請求項２５１】
前記１つ又は複数のユーザ提供の命令の少なくとも１つは、隣接画像間の重複パーセンテージに関する、請求項２４７に記載のシステム。
【請求項２５２】
前記所定の間隔は、少なくとも一部に前記１つ又は複数のユーザ提供の命令に基づいて自動的に計算される、請求項２４７に記載のシステム。
【請求項２５３】
前記生成されたパノラマ画像を遠隔端末に送信する１つ又は複数の送信機を更に含む、請求項１９６に記載のシステム。
【請求項２５４】
前記生成されたパノラマ画像を表示するためのディスプレイを更に含む、請求項１９６に記載のシステム。
【請求項２５５】
パノラマ航空画像を生成するシステムであって、
所定の位置付近でホバリングし、所定の軸の周囲で所定の角度だけ回転する無人航空機（ＵＡＶ）と、
画像取得装置であって、前記ＵＡＶに連結され、（１）前記ＵＡＶが前記所定の軸の周囲で回転している間にパノラマ画像生成に使用される複数の連続画像を取得し、（２）前記画像取得装置が前記複数の連続画像を取得している間に、前記画像取得装置の意図しない移動に対して画像安定化を提供する画像取得装置と
を含むシステム。
【請求項２５６】
前記所定の軸は地表面に対して実質的に垂直である、請求項２５５に記載のシステム。
【請求項２５７】
前記画像取得装置は、３軸画像安定化を提供する、請求項２５５に記載のシステム。
【請求項２５８】
前記画像取得装置は、４軸画像安定化を提供する、請求項２５５に記載のシステム。
【請求項２５９】
前記画像取得装置は、５軸画像安定化を提供する、請求項２５５に記載のシステム。
【請求項２６０】
前記画像取得装置は、前記ＵＡＶに支持機構を介して連結される、請求項２５５に記載のシステム。
【請求項２６１】
前記支持機構は、前記画像取得装置が前記複数の連続画像を取得している間に、前記画像取得装置を安定化させて、前記画像取得装置が地表面に関して実質的に平らな配置を保持するようにする、請求項２６０に記載のシステム。
【請求項２６２】
前記支持機構は、前記画像取得装置が前記複数の連続画像を取得している間に前記画像取得装置を安定化させるべく構成されていない、請求項２６０に記載のシステム。
【請求項２６３】
前記ＵＡＶに搭載され、まとめて、又は個別に、前記複数の画像に基づいてパノラマ画像を生成する１つ又は複数のプロセッサを更に含む、請求項２５５に記載のシステム。
【請求項２６４】
パノラマ航空画像を生成するシステムであって、
所定の位置付近でホバリングし、所定の軸の周囲で所定の角度だけ回転する無人航空機（ＵＡＶ）と、
前記ＵＡＶに支持機構を介して連結された画像取得装置と
を含み、
前記画像取得装置は、前記ＵＡＶが前記所定の軸の周囲で回転している間に、パノラマ画像の生成に使用される複数の連続画像を取得するべく構成され、前記支持機構は、前記画像取得装置が前記複数の連続画像を取得している間に、前記画像取得装置を安定化させて、前記画像取得装置が地表面に関して実質的に平らな配置を保持するようにする、システム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
無人航空機（ＵＡＶ）等の航空車両は、軍事及び民間応用の捜索、偵察、及び探査作業の実行のために使用できる。このような航空車両は、周囲環境の画像撮影等の特定の機能を果たすように構成された搭載物を支持してもよい。
【０００２】
幾つかの例において、ＵＡＶにより取得された航空画像に基づくパノラマ画像を取得することが望ましいかもしれない。ＵＡＶを使用してパノラマ航空画像を生成するための既存の方式では、典型的には、搭載された画像取得装置が周囲環境の複数の画像を取得する間に所定の飛行経路を航行する必要がある。取得された画像は、その後、ＵＡＶから地上局又はその他の遠隔デバイスに転送され、そこで画像がデジタル式に「つなぎ合わされて」、パノラマ画像が生成される。
【０００３】
このような既存の方式にはいくつかの欠点がある。第一に、ＵＡＶを制御して所定の飛行経路を航行させることは難しいかもしれない。既存の技術は典型的に、ジャイロスコープ又は全地球測位システム（ＧＰＳセンサ）等のセンサを利用してＵＡＶの飛行制御を支援する。このようなセンサの精密さと正確さは内的及び／又は外的要因により影響を受ける可能性がある。例えば、ジャイロスコープ又は慣性センサにはゼロドリフト及び／又は温度ドリフトが生じることがある。民生用ＧＰＳセンサの許容誤差はメートルレベルでありうる。センサのこのような誤差は、ＵＡＶが所定の飛行経路から外れる原因となるかもしれない、さらに、ユーザがＵＡＶを手動で遠隔操作して所定の飛行経路を達成するのは、ＵＡＶがユーザから遠いと、ＵＡＶの操作の経験が豊富なユーザであっても難しいかもしれない。ＵＡＶが所定の飛行経路を精密に航行できないことにより、取得された画像間に実質的なずれが生じ、したがって、パノラマ画像を生成するための画像のつなぎ合わせがより困難となる。
【０００４】
第二に、典型的には、既存の方式を用いたパノラマ画像撮影プロセス中に、画像取得装置を安定化させることが難しい。要求された画像間の空間近接性を実現するためには、時々、多くの画像の撮影が必要となる。時には、画像取得装置を支持するために使用されるＵＡＶの姿勢及び／又は位置を頻繁に調整することによって画像取得装置を安定させる必要があるかもしれない。更に、ＵＡＶからの運動（例えば振動）又はその他の発生源からの擾乱が、パノラマ画像撮影プロセス中に画像取得装置の意図しない運動を引き起こしかねず、取得された画像の品質を低下させ、高品質のパノラマ画像の生成に必要な演算がより複雑になる。
【０００５】
最後に、ＵＡＶが取得する航空画像は典型的に、より多くの処理能力を持つ地上局又は遠隔デバイスに返送する必要があり、そこで画像のつなぎ合わせ等のその後の処理が行われる。画像つなぎ合わせプロセスの複雑さは、航空画像のほとんどが、移動している不安定な支持台の上で取得されるという事実に起因する可能性がある。そのため、理想的とはほど遠い環境中で取得される画像の不整合、歪み、及びその他の複雑さに対処するために、ソフトウェアによるより多くの処理が必要となる。しかしながら、画像をＵＡＶに搭載されていない機器で処理する場合、ＵＡＶと遠隔デバイスとの間のデータ通信チャネル上のトラフィックが増大するだけでなく、画像の取得とパノラマ画像の生成との間に遅延が生じる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、既存の方式の欠点を克服する、パノラマ航空画像を生成するための方法、システム、及び装置を提供する。本発明は、パノラマ航空画像を生成するための方法、システム、及び装置を提供する。画像取得装置は、画像取得装置が１つ、２つ、又は３つの軸の周囲でＵＡＶに関して回転できるようにするべく構成された支持機構を介して無人航空機（ＵＶＡ）に連結される。パノラマ画像を生成するために、ＵＡＶは所定の位置でホバリングするか、又は実質的に静止したままの状態とされる。ＵＡＶが所定の位置の上方でホバリングしている間に、支持機構は、画像取得装置を第一の軸の周囲で回転させる一方で、画像取得装置を少なくとも第二の軸に関して安定化させる。画像取得装置が回転する間に、これは複数の重複する画像を取得する。複数の画像は、完全にＵＡＶ上で処理されてパノラマ画像を生成でき、複数の画像を遠隔デバイスに送信する必要がない。
【０００７】
本発明のある態様によれば、パノラマ航空画像を生成するシステムが提供される。このシステムは、無人航空機（ＵＡＶ）に連結されるべく構成される支持機構と、支持機構に連結されるべく構成された画像取得装置であって、支持機構が、画像取得装置が少なくとも２つの直交軸の周囲で回転できるようにするべく構成され、少なくとも２つの軸は第一の軸と第二の軸を含む画像取得装置と、まとめて、又は個別に、ＵＡＶが所定の位置の付近でホバリングしている間に、支持機構が、（１）画像取得装置を第一の軸の周囲で所定の回転角だけ回転させ、その一方で画像取得装置が所定の間隔で複数の連続画像を取得するようにし、（２）画像取得装置を安定化させて、画像取得装置が、画像取得装置の回転中に少なくとも第二の軸に関する所定の空間配置を実質的に保持するようにするべく構成された１つ又は複数のコントローラと、ＵＡＶに搭載され、まとめて、又は個別に、複数の画像に基づいてパノラマ画像を生成するべく構成された１つ又は複数のプロセッサとを含む。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、パノラマ航空画像を生成する方法が提供される。この方法は、（ａ）画像取得装置を支持する無人航空機（ＵＡＶ）に、空中の所定の位置の付近でホバリングさせるステップであって、画像取得装置はＵＡＶに支持機構を介して連結され、支持機構は画像取得装置が少なくとも２つの直交軸の周囲で回転できるようにするべく構成され、少なくとも２つの軸は第一の軸と第二の軸を含むステップと、（ｂ）ＵＡＶが空中の所定の位置の付近でホバリングしている間に、支持機構を制御して、（１）画像取得装置を第一の軸の周囲で所定の回転角だけ回転させ、（２）画像取得装置を安定化させて、画像取得装置が、画像取得装置の回転中に少なくとも第二の軸に関する所定の空間配置を実質的に保持するようにするステップと、（ｃ）画像取得装置の第一の軸の周囲での回転中に、画像取得装置によって複数の連続する画像を所定の間隔で取得するステップと、（ｄ）まとめて、又は個別にＵＡＶに搭載された１つ又は複数のプロセッサによって複数の画像に基づいてパノラマ画像を生成するステップとを含む。
【０００９】
いくつかの実施形態において、画像取得装置に関する所定の回転角は少なくとも３６０度である。或いは、画像取得装置の所定の回転角は３６０度未満である。
【００１０】
幾つかの実施形態において、ＵＡＶをホバリングさせるステップは、地面に関する実質的に固定された空間配置を保持するステップを含む。
【００１１】
幾つかの実施形態において、支持機構はＵＡＶに強固に連結される。
【００１２】
幾つかの実施形態において、支持機構はＵＡＶに、ＵＡＶにより支持機構に伝達される運動を減少させるべく構成された１つ又は複数の減衰部材を介して連結される。減衰部材は、実質的に球形とすることができる。
【００１３】
幾つかの実施形態において、第一の軸はヨー軸であり、第二の軸はピッチ軸である。
【００１４】
幾つかの実施形態において、支持機構は、画像取得装置が第三の軸の周囲でＵＡＶに関して回転できるようにするべく更に構成される。第三の軸はロール軸とすることができる。
【００１５】
幾つかの実施形態において、画像取得装置を安定化させるステップは、画像取得装置に、第二と第三の軸に関する所定の配置を実質的に保持させる。
【００１６】
幾つかの実施形態において、支持機構は、画像取得装置を支持するべく構成されたフレームアセンブリを含み、フレームアセンブリは、少なくとも第一のフレーム部材、第二のフレーム部材、第三のフレーム部材、及び第四のフレーム部材を含み、第一のフレーム部材は画像取得装置に連結され、第二のフレーム部材は第一の部材に第二の軸の周囲で回転可能に連結され、第三のフレーム部材は第二の部材に第三の軸の周囲で回転可能に連結される。
【００１７】
幾つかの実施形態において、支持機構は、第一のフレーム部材を直接駆動して第二のフレーム部材に関して第二の軸の周囲で回転させるべく構成された第一のアクチュエータ部材と、第二のフレーム部材を直接駆動して第三のフレーム部材に関して第三の軸の周囲で回転させるべく構成された第二のアクチュエータ部材と、第三のフレーム部材を直接駆動して第四のフレーム部材に関して第一の軸の周囲で回転させるべく構成された第三のアクチュエータ部材とを更に含む。
【００１８】
幾つかの実施形態において、画像取得装置を安定化させるステップは、第一のアクチュエータ部材と第二のアクチュエータ部材のための制御信号を生成するステップを含む。
【００１９】
幾つかの実施形態において、支持機構は、支持機構又は画像取得装置の位置、姿勢、加速度、及び／又は速度を検出するべく構成された１つ又は複数の支持機構センサを含む。
【００２０】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数の支持機構センサからの検知データは、画像取得装置を安定化させるために使用される。
【００２１】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数の支持機構センサからの検知データは、パノラマ画像の生成において使用される。
【００２２】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数の支持機構センサは支持機構又は画像取得装置に連結される。
【００２３】
幾つかの実施形態において、支持機構センサの少なくとも１つは支持機構のアクチュエータ部材に連結される。
【００２４】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数の支持機構センサは、１つ又は複数の運動センサ又は回転センサを含む。運動センサは加速度計を含むことができる。回転センサはジャイロスコープ又は電位差計を含むことができる。
【００２５】
幾つかの実施形態において、支持機構センサの少なくとも１つは少なくとも１００Ｈｚのサンプリング周波数を有する。
【００２６】
幾つかの実施形態において、ＵＡＶは、ＵＡＶの位置、方位、及び／又は速度の測定に使用される１つ又は複数のＵＡＶセンサに直接連結される。１つ又は複数のＵＡＶセンサは、１つ又は複数の運動センサ、回転センサ、又は位置センサを含むことができる。運動センサは加速度計を含むことができる。回転センサはジャイロスコープを含むことができる。位置センサはＧＰＳセンサを含むことができる。
【００２７】
幾つかの実施形態において、支持機構は、支持機構又は画像取得装置の位置、姿勢、加速度、及び／又は速度を検出するように構成された１つ又は複数の支持機構センサを含み、１つ又は複数の支持機構センサのうちの少なくとも１つは、１つ又は複数のＵＡＶセンサのうちの少なくとも１つより高い周波数でサンプリングする。
【００２８】
幾つかの実施形態において、ＵＡＶセンサにより取得されたセンサデータは、支持機構センサにより取得されたセンサデータを補正するために使用される。幾つかの実施形態において、１つ又は複数のＵＡＶセンサからのセンサデータはパノラマ画像の生成において使用される。
【００２９】
幾つかの実施形態において、支持機構は、最高１０００Ｈｚの周波数を有する擾乱に対して画像取得装置を安定化させるべく構成される。
【００３０】
幾つかの実施形態において、支持機構は、少なくとも１０００Ｈｚの周波数を有する擾乱に対して画像取得装置を安定化させるべく構成される。
【００３１】
幾つかの実施形態において、支持機構は、ＵＡＶの推進システムにより引き起こされる振動を実質的に減少させるべく構成される。
【００３２】
幾つかの実施形態において、画像取得装置は、複数の画像を、複数の画像の隣接画像間の重複が少なくとも５０％となるように取得するべく構成される。
【００３３】
幾つかの実施形態において、画像取得装置は、複数の画像を、複数の画像の隣接画像間の重複が５０％〜７０％となるように取得するべく構成される。
【００３４】
幾つかの実施形態において、画像取得装置は、複数の画像を、複数の画像の隣接画像間の重複が少なくとも７０％となるように取得するべく構成される。
【００３５】
幾つかの実施形態において、画像取得装置は、複数の画像を、複数の画像の隣接画像間の重複が多くとも７０％となるように取得するべく構成される。
【００３６】
幾つかの実施形態において、画像取得装置は、複数の画像を、複数の画像の隣接画像間の重複が多くとも８０％となるように取得するべく構成される。
【００３７】
幾つかの実施形態において、パノラマ画像を生成するステップは、１つ又は複数の画像つなぎ合わせステップにしたがって複数の画像を処理するステップを含む。
【００３８】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数の画像つなぎ合わせステップは、画像位置合わせ、大域的位置合わせ、又はブレンディングに関する。
【００３９】
幾つかの実施形態において、画像つなぎ合わせステップの少なくとも１つの複雑さは、画像取得装置の安定化により軽減される。画像つなぎ合わせステップのその少なくとも１つは、画像位置合わせステップ又は大域的位置合わせステップとすることができる。
【００４０】
幾つかの実施形態において、画像つなぎ合わせステップの少なくとも１つの複雑さを軽減させるステップは、補間操作を省くステップを含む。
【００４１】
幾つかの実施形態において、画像つなぎ合わせステップの少なくとも１つの複雑さを軽減させるステップは、複数の画像に関する回転を含まない運動モデルを使用するステップを含む。
【００４２】
幾つかの実施形態において、画像つなぎ合わせステップの少なくとも１つの複雑さを軽減させるステップは、画像つなぎ合わせステップのその少なくとも１つの下で行われる探索操作の範囲を限定するステップを含む。
【００４３】
幾つかの実施形態において、探索操作の範囲を限定するステップは、探索対象パラメータの数を限定するステップを含む。幾つかの実施形態において、探索対象パラメータの数は２つ以下である。
【００４４】
幾つかの実施形態において、探索操作の範囲を限定するステップは、あるパラメータに対応する探索ベクトルに沿って探索されるピクセルの範囲を限定するステップを含む。幾つかの実施形態において、そのパラメータについての探索対象ピクセル範囲は探索ベクトルに沿ったピクセル総数の２％以下である。幾つかの実施形態において、そのパラメータについての探索対象ピクセル範囲は探索ベクトルに沿ったピクセル総数の１％以下である。幾つかの実施形態において、探索ベクトルはＸ軸又はＹ軸に沿っている。幾つかの実施形態において、その範囲は実験に基づいて決定される。
【００４５】
幾つかの実施形態において、パノラマ画像の生成は画像取得装置の回転と時間的に重複する。他の実施形態において、パノラマ画像の生成は画像取得装置の回転と時間的に重複しない。
【００４６】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数のプロセッサの少なくとも１つは画像取得装置の内側に位置付けられる。幾つかの実施形態において、１つ又は複数のプロセッサの少なくとも１つは画像取得装置の外側に位置付けられる。
【００４７】
幾つかの実施形態において、ＵＡＶは、ユーザの介入なしに所定の位置の付近に到達する。
【００４８】
幾つかの実施形態において、支持機構又は画像取得装置は、リモート制御端末により提供される信号に応答してパノラマモードに切り替わるべく構成される。他の実施形態において、支持機構と画像取得装置は、ユーザの介入なしに自動的にパノラマモードに切り替わるべく構成される。
【００４９】
幾つかの実施形態において、本明細書で説明する方法は、パノラマ画像の生成の局面を制御するべく構成された１つ又は複数のユーザ提供の命令を受け取るステップを更に含む。
【００５０】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数のユーザ提供の命令は、ＵＡＶ、支持機構、又は画像取得装置を制御するべく構成される。幾つかの実施形態において、１つ又は複数のユーザ提供の命令の少なくとも１つはパノラマモードの選択に関する。幾つかの実施形態において、１つ又は複数のユーザ提供の命令の少なくとも１つは、画像取得装置の所定の回転角又は画像取得装置の視野（ＦＯＶ）角に関する。幾つかの実施形態において、１つ又は複数のユーザ提供の命令の少なくとも１つは、隣接画像間の重複パーセンテージに関する。幾つかの実施形態において、所定の間隔は、少なくとも一部に１つ又は複数のユーザ提供の命令に基づいて自動的に計算される。
【００５１】
幾つかの実施形態において、本明細書において説明される方法は、生成されたパノラマ画像を遠隔端末に送信するステップを更に含む。
【００５２】
幾つかの実施形態において、本明細書に記載の方法は、生成されたパノラマ画像を遠隔端末上に表示するステップを更に含む。
【００５３】
本発明の他の態様によれば、パノラマ航空画像を生成する方法が提供される。この方法は、（ａ）画取得装置を支持する無人航空機（ＵＡＶ）に、空中の所定の位置付近でホバリングさせるステップであって、画像取得装置はＵＡＶに支持機構を介して連結され、支持機構は画像取得装置が少なくとも２つの直交軸の周囲でＵＡＶに関して回転できるようにするべく構成され、少なくとも２つの軸は第一の軸と第二の軸を含むステップと、（ｂ）ＵＡＶが空中の所定の位置付近でホバリングしている間に支持機構を制御して、（１）画像取得装置を第一の軸の周囲で少なくとも３６０度回転させて、その間に画像取得装置が複数の連続画像を所定の間隔で取得するようにし、（２）画像取得装置を安定化させて、画像取得装置が地面に対して水平な配置を実質的に保持するようにするステップと、（ｃ）まとめて、又は個別に、ＵＡＶに搭載された１つ又は複数のプロセッサにより生成するステップとを含む。
【００５４】
本発明の他の態様によれば、パノラマ航空画像を生成するシステムが提供される。このシステムは、無人航空機（ＵＡＶ）と画像取得装置に連結されるべく構成された支持機構であって、画像取得装置が少なくとも２つの直交軸の周囲でＵＡＶに関して回転できるようにするべく構成され、少なくとも２つの軸は第一の軸と第二の軸を含む支持機構と、まとめて、又は個別に、ＵＡＶが所定の位置付近でホバリングしている間に、支持機構が、（１）画像取得装置を第一の軸の周囲で少なくとも３６０度回転させ、その間に画像取得装置が複数の連続画像を所定の間隔で取得するようにし、（２）画像取得装置を安定化させて、画像取得装置が地面に関して水平な配置を実質的に保つようにするべく構成された１つ又は複数のコントローラと、まとめて、又は個別に、パノラマ画像を複数の画像に基づいて生成するべく構成された、ＵＡＶ搭載の１つ又は複数のプロセッサとを含む。
【００５５】
幾つかの実施形態において、支持機構は、画像取得装置を安定化させ、画像取得装置が、画像取得装置の回転中に少なくとも第二の軸に関する所定の空間配置を実質的に保持するようするべく構成される。
【００５６】
幾つかの実施形態において、支持機構は、画像取得装置を安定化させ、画像取得装置が、画像取得装置の回転中に少なくとも第二の軸と第三の軸に関する所定の空間配置を実質的に保持するようにするべく構成される。
【００５７】
幾つかの実施形態において、支持機構はＵＡＶに、ＵＡＶにより支持される支持機構に伝達される運動を減少させるべく構成された１つ又は複数の減衰部材を介して連結される。減衰部材は、実質的に球形とすることができる。
【００５８】
幾つかの実施形態において、第一の軸はヨー軸であり、第二の軸はピッチ軸である。
【００５９】
幾つかの実施形態において、支持機構は、画像取得装置が第三の軸の周囲でＵＡＶに関して回転できるべく更に構成される。第三の軸はロール軸とすることができる。
【００６０】
幾つかの実施形態において、支持機構は、画像取得装置を支持するべく構成されたフレームアセンブリを含み、フレームアセンブリは、少なくとも第一のフレーム部材、第二のフレーム部材、第三のフレーム部材、及び第四のフレーム部材を含み、第一のフレーム部材は画像取得装置に連結され、第二のフレーム部材は第一の部材に第二の軸の周囲で回転可能に連結され、第三のフレーム部材は第二の部材に第三の軸の周囲で回転可能に連結される。
【００６１】
幾つかの実施形態において、支持機構は、第一のフレーム部材を直接駆動して第二のフレーム部材に関して第二の軸の周囲で回転させるべく構成された第一のアクチュエータ部材と、第二のフレーム部材を直接駆動して第三のフレーム部材に関して第三の軸の周囲で回転させるべく構成された第二のアクチュエータ部材と、第三のフレーム部材を直接駆動して第四のフレーム部材に関して第一の軸の周囲で回転させるべく構成された第三のアクチュエータ部材とを更に含む。
【００６２】
幾つかの実施形態において、画像取得装置を安定化させるステップは、第一のアクチュエータ部材と第二のアクチュエータ部材のための制御信号を生成するステップを含む。
【００６３】
幾つかの実施形態において、支持機構は、支持機構又は画像取得装置の位置、姿勢、加速度、及び／又は速度を検出するべく構成された１つ又は複数の支持機構センサを含む。
【００６４】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数の支持機構センサからの検知データは、画像取得装置を安定化させるために使用される。
【００６５】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数の支持機構センサからの検知データは、パノラマ画像の生成において使用される。
【００６６】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数の支持機構センサは支持機構又は画像取得装置に連結される。
【００６７】
幾つかの実施形態において、支持機構センサの少なくとも１つは支持機構のアクチュエータ部材に連結される。
【００６８】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数の支持機構センサは、１つ又は複数の運動センサ又は回転センサを含む。運動センサは加速度計を含むことができる。回転センサはジャイロスコープ又は電位差計を含むことができる。
【００６９】
幾つかの実施形態において、支持機構センサの少なくとも１つは少なくとも１００Ｈｚのサンプリング周波数を有する。
【００７０】
幾つかの実施形態において、ＵＡＶは、ＵＡＶの位置、方位、及び／又は速度の測定に使用される１つ又は複数のＵＡＶセンサに直接連結される。１つ又は複数のＵＡＶセンサは、１つ又は複数の運動センサ、回転センサ、又は位置センサを含むことができる。運動センサは加速度計を含むことができる。回転センサはジャイロスコープを含むことができる。位置センサはＧＰＳセンサを含むことができる。
【００７１】
幾つかの実施形態において、支持機構は、支持機構又は画像取得装置の位置、姿勢、加速度、及び／又は速度を検出するように構成された１つ又は複数の支持機構センサを含み、１つ又は複数の支持機構センサのうちの少なくとも１つは、１つ又は複数のＵＡＶセンサのうちの少なくとも１つより高い周波数でサンプリングする。
【００７２】
幾つかの実施形態において、ＵＡＶセンサにより取得されたセンサデータは、支持機構センサにより取得されたセンサデータを補正するために使用される。幾つかの実施形態において、１つ又は複数のＵＡＶセンサからのセンサデータはパノラマ画像の生成において使用される。
【００７３】
幾つかの実施形態において、支持機構は、最高１０００Ｈｚの周波数を有する擾乱に対して画像取得装置を安定化させるべく構成される。
【００７４】
幾つかの実施形態において、支持機構は、少なくとも１０００Ｈｚの周波数を有する擾乱に対して画像取得装置を安定化させるべく構成される。
【００７５】
幾つかの実施形態において、支持機構は、ＵＡＶの推進システムにより引き起こされる振動を実質的に減少させるべく構成される。
【００７６】
幾つかの実施形態において、画像取得装置は、複数の画像を、複数の画像の隣接画像間の重複が少なくとも５０％となるように取得するべく構成される。
【００７７】
幾つかの実施形態において、画像取得装置は、複数の画像を、複数の画像の隣接画像間の重複が５０％〜７０％となるように取得するべく構成される。
【００７８】
幾つかの実施形態において、画像取得装置は、複数の画像を、複数の画像の隣接画像間の重複が少なくとも７０％となるように取得するべく構成される。
【００７９】
幾つかの実施形態において、画像取得装置は、複数の画像を、複数の画像の隣接画像間の重複が多くとも７０％となるように取得するべく構成される。
【００８０】
幾つかの実施形態において、画像取得装置は、複数の画像を、複数の画像の隣接画像間の重複が多くとも８０％となるように取得するべく構成される。
【００８１】
幾つかの実施形態において、パノラマ画像を生成するステップは、１つ又は複数の画像つなぎ合わせステップにしたがって複数の画像を処理するステップを含む。
【００８２】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数の画像つなぎ合わせステップは、画像位置合わせ、大域的位置合わせ、又はブレンディングに関する。
【００８３】
幾つかの実施形態において、画像つなぎ合わせステップの少なくとも１つの複雑さは、画像取得装置の安定化により軽減される。画像つなぎ合わせステップのその少なくとも１つは、画像位置合わせステップ又は大域的位置合わせステップとすることができる。
【００８４】
幾つかの実施形態において、画像つなぎ合わせステップの少なくとも１つの複雑さを軽減させるステップは、補間操作を省くステップを含む。
【００８５】
幾つかの実施形態において、画像つなぎ合わせステップの少なくとも１つの複雑さを軽減させるステップは、複数の画像に関する回転を含まない運動モデルを使用するステップを含む。
【００８６】
幾つかの実施形態において、画像つなぎ合わせステップの少なくとも１つの複雑さを軽減させるステップは、画像つなぎ合わせステップのその少なくとも１つの下で行われる探索操作の範囲を限定するステップを含む。
【００８７】
幾つかの実施形態において、探索操作の範囲を限定するステップは、探索対象パラメータの数を限定するステップを含む。幾つかの実施形態において、探索対象パラメータの数は２つ以下である。
【００８８】
幾つかの実施形態において、探索操作の範囲を限定するステップは、あるパラメータに対応する探索ベクトルに沿って探索されるピクセルの範囲を限定するステップを含む。幾つかの実施形態において、そのパラメータについての探索対象ピクセル範囲は探索ベクトルに沿ったピクセル総数の２％以下である。幾つかの実施形態において、そのパラメータについての探索対象ピクセル範囲は探索ベクトルに沿ったピクセル総数の１％以下である。幾つかの実施形態において、探索ベクトルはＸ軸又はＹ軸に沿っている。幾つかの実施形態において、その範囲は実験に基づいて決定される。
【００８９】
幾つかの実施形態において、パノラマ画像の生成は画像取得装置の回転と時間的に重複する。他の実施形態において、パノラマ画像の生成は画像取得装置の回転と時間的に重複しない。
【００９０】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数のプロセッサの少なくとも１つは画像取得装置の内側に位置付けられる。幾つかの実施形態において、１つ又は複数のプロセッサの少なくとも１つは画像取得装置の外側に位置付けられる。
【００９１】
幾つかの実施形態において、ＵＡＶは、ユーザの介入なしに所定の位置の付近に到達する。
【００９２】
幾つかの実施形態において、支持機構又は画像取得装置は、リモート制御端末により提供される信号に応答してパノラマモードに切り替わるべく構成される。他の実施形態において、支持機構と画像取得装置は、ユーザの介入なしに自動的にパノラマモードに切り替わるべく構成される。
【００９３】
幾つかの実施形態において、本明細書に記載されるシステムは、パノラマ画像の生成の局面を制御するべく構成されたユーザ提供の命令を受け取るべく構成された１つ又は複数の受信機を更に含む。
【００９４】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数のユーザ提供の命令は、ＵＡＶ、支持機構、又は画像取得装置を制御するべく構成される。幾つかの実施形態において、１つ又は複数のユーザ提供の命令の少なくとも１つはパノラマモードの選択に関する。幾つかの実施形態において、１つ又は複数のユーザ提供の命令の少なくとも１つは、画像取得装置の所定の回転角又は画像取得装置の視野（ＦＯＶ）角に関する。幾つかの実施形態において、１つ又は複数のユーザ提供の命令の少なくとも１つは、隣接画像間の重複パーセンテージに関する。幾つかの実施形態において、所定の間隔は、少なくとも一部に１つ又は複数のユーザ提供の命令に基づいて自動的に計算される。
【００９５】
幾つかの実施形態において、本明細書に記載されるシステムは、生成されたパノラマ画像を遠隔端末に送信するべく構成された１つ又は複数の送信機を更に含む。
【００９６】
幾つかの実施形態において、本明細書に記載されるシステムは、生成されたパノラマ画像を遠隔端末上に表示するための表示を更に含む。
【００９７】
本発明の他の態様によれば、パノラマ航空画像を生成する方法が提供される。この方法は、（ａ）画取得装置を支持する無人航空機（ＵＡＶ）に、空中の所定の位置付近でホバリングさせるステップであって、画像取得装置はＵＡＶに支持機構を介して連結され、支持機構は画像取得装置が少なくとも２つの直交軸の周囲でＵＡＶに関して回転できるようにするべく構成され、少なくとも２つの軸は第一の軸と第二の軸を含むステップと、（ｂ）ＵＡＶが空中の所定の位置付近でホバリングしている間に支持機構を制御して、（１）画像取得装置を第一の軸の周囲で所定の回転角だけ回転させて、その間に画像取得装置が複数の連続画像を所定の間隔で取得し、隣接画像間の重複が少なくとも５０％となるようにし、（２）画像取得装置を安定化させて、ＵＡＶにより引き起こされる振動の実質的に全部を除去するステップと、（ｃ）まとめて、又は個別に、ＵＡＶに搭載された１つ又は複数のプロセッサにより生成するステップとを含む。
【００９８】
本発明の他の態様によれば、パノラマ航空画像を生成するシステムが提供される。このシステムは、無人航空機（ＵＡＶ）と画像取得装置に連結されるべく構成された支持機構であって、画像取得装置が少なくとも２つの直交軸の周囲でＵＡＶに関して回転できるようにするべく構成され、少なくとも２つの軸は第一の軸と第二の軸を含む支持機構と、まとめて、又は個別に、ＵＡＶが所定の位置付近でホバリングしている間に、支持機構が、（１）画像取得装置を第一の軸の周囲で所定の回転角だけ回転させて、その間に画像取得装置が複数の連続画像を所定の間隔で取得し、隣接画像間の重複が少なくとも５０％となるようにし、（２）画像取得装置を安定化させて、ＵＡＶにより引き起こされる振動の実質的に全部を除去するべく構成された１つ又は複数のコントローラと、まとめて、又は個別に、パノラマ画像を複数の画像に基づいて生成するべく構成された、ＵＡＶ搭載の１つ又は複数のプロセッサとを含む。
【００９９】
幾つかの実施形態において、支持機構は、画像取得装置を安定化させ、画像取得装置が、画像取得装置の回転中に少なくとも第二の軸に関する所定の空間配置を実質的に保持するようするべく構成される。
【０１００】
幾つかの実施形態において、支持機構は、画像取得装置を安定化させ、画像取得装置が、画像取得装置の回転中に少なくとも第二の軸と第三の軸に関する所定の空間配置を実質的に保持するようにするべく構成される。
【０１０１】
幾つかの実施形態において、支持機構は、画像取得装置を安定化させて、画像取得装置が地面に関して水平な配置を実質的に保持するようにするべく構成される。
【０１０２】
幾つかの実施形態において、支持機構はＵＡＶに、ＵＡＶにより支持される支持機構に伝達される運動を減少させるべく構成された１つ又は複数の減衰部材を介して連結される。減衰部材は、実質的に球形とすることができる。
【０１０３】
幾つかの実施形態において、第一の軸はヨー軸であり、第二の軸はピッチ軸である。
【０１０４】
幾つかの実施形態において、支持機構は、画像取得装置が第三の軸の周囲でＵＡＶに関して回転できるべく更に構成される。第三の軸はロール軸とすることができる。
【０１０５】
幾つかの実施形態において、支持機構は、画像取得装置を支持するべく構成されたフレームアセンブリを含み、フレームアセンブリは、少なくとも第一のフレーム部材、第二のフレーム部材、第三のフレーム部材、及び第四のフレーム部材を含み、第一のフレーム部材は画像取得装置に連結され、第二のフレーム部材は第一の部材に第二の軸の周囲で回転可能に連結され、第三のフレーム部材は第二の部材に第三の軸の周囲で回転可能に連結される。
【０１０６】
幾つかの実施形態において、支持機構は、第一のフレーム部材を直接駆動して第二のフレーム部材に関して第二の軸の周囲で回転させるべく構成された第一のアクチュエータ部材と、第二のフレーム部材を直接駆動して第三のフレーム部材に関して第三の軸の周囲で回転させるべく構成された第二のアクチュエータ部材と、第三のフレーム部材を直接駆動して第四のフレーム部材に関して第一の軸の周囲で回転させるべく構成された第三のアクチュエータ部材とを更に含む。
【０１０７】
幾つかの実施形態において、画像取得装置を安定化させるステップは、第一のアクチュエータ部材と第二のアクチュエータ部材のための制御信号を生成するステップを含む。
【０１０８】
幾つかの実施形態において、支持機構は、支持機構又は画像取得装置の位置、姿勢、加速度、及び／又は速度を検出するべく構成された１つ又は複数の支持機構センサを含む。
【０１０９】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数の支持機構センサからの検知データは、画像取得装置を安定化させるために使用される。
【０１１０】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数の支持機構センサからの検知データは、パノラマ画像の生成において使用される。
【０１１１】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数の支持機構センサは支持機構又は画像取得装置に連結される。
【０１１２】
幾つかの実施形態において、支持機構センサの少なくとも１つは支持機構のアクチュエータ部材に連結される。
【０１１３】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数の支持機構センサは、１つ又は複数の運動センサ又は回転センサを含む。運動センサは加速度計を含むことができる。回転センサはジャイロスコープ又は電位差計を含むことができる。
【０１１４】
幾つかの実施形態において、支持機構センサの少なくとも１つは少なくとも１００Ｈｚのサンプリング周波数を有する。
【０１１５】
幾つかの実施形態において、ＵＡＶは、ＵＡＶの位置、方位、及び／又は速度の測定に使用される１つ又は複数のＵＡＶセンサに直接連結される。１つ又は複数のＵＡＶセンサは、１つ又は複数の運動センサ、回転センサ、又は位置センサを含むことができる。運動センサは加速度計を含むことができる。回転センサはジャイロスコープを含むことができる。位置センサはＧＰＳセンサを含むことができる。
【０１１６】
幾つかの実施形態において、支持機構は、支持機構又は画像取得装置の位置、姿勢、加速度、及び／又は速度を検出するように構成された１つ又は複数の支持機構センサを含み、１つ又は複数の支持機構センサのうちの少なくとも１つは、１つ又は複数のＵＡＶセンサのうちの少なくとも１つより高い周波数でサンプリングする。
【０１１７】
幾つかの実施形態において、ＵＡＶセンサにより取得されたセンサデータは、支持機構センサにより取得されたセンサデータを補正するために使用される。幾つかの実施形態において、１つ又は複数のＵＡＶセンサからのセンサデータはパノラマ画像の生成において使用される。
【０１１８】
幾つかの実施形態において、支持機構は、最高１０００Ｈｚの周波数を有する擾乱に対して画像取得装置を安定化させるべく構成される。
【０１１９】
幾つかの実施形態において、支持機構は、少なくとも１０００Ｈｚの周波数を有する擾乱に対して画像取得装置を安定化させるべく構成される。
【０１２０】
幾つかの実施形態において、支持機構は、ＵＡＶの推進システムにより引き起こされる振動を実質的に減少させるべく構成される。
【０１２１】
幾つかの実施形態において、画像取得装置は、複数の画像を、複数の画像の隣接画像間の重複が５０％〜７０％となるように取得するべく構成される。
【０１２２】
幾つかの実施形態において、画像取得装置は、複数の画像を、複数の画像の隣接画像間の重複が少なくとも７０％となるように取得するべく構成される。
【０１２３】
幾つかの実施形態において、画像取得装置は、複数の画像を、複数の画像の隣接画像間の重複が多くとも７０％となるように取得するべく構成される。
【０１２４】
幾つかの実施形態において、画像取得装置は、複数の画像を、複数の画像の隣接画像間の重複が多くとも８０％となるように取得するべく構成される。
【０１２５】
幾つかの実施形態において、パノラマ画像を生成するステップは、１つ又は複数の画像つなぎ合わせステップにしたがって複数の画像を処理するステップを含む。
【０１２６】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数の画像つなぎ合わせステップは、画像位置合わせ、大域的位置合わせ、又はブレンディングに関する。
【０１２７】
幾つかの実施形態において、画像つなぎ合わせステップの少なくとも１つの複雑さは、画像取得装置の安定化により軽減される。画像つなぎ合わせステップのその少なくとも１つは、画像位置合わせステップ又は大域的位置合わせステップとすることができる。
【０１２８】
幾つかの実施形態において、画像つなぎ合わせステップの少なくとも１つの複雑さを軽減させるステップは、補間操作を省くステップを含む。
【０１２９】
幾つかの実施形態において、画像つなぎ合わせステップの少なくとも１つの複雑さを軽減させるステップは、複数の画像に関する回転を含まない運動モデルを使用するステップを含む。
【０１３０】
幾つかの実施形態において、画像つなぎ合わせステップの少なくとも１つの複雑さを軽減させるステップは、画像つなぎ合わせステップのその少なくとも１つの下で行われる探索操作の範囲を限定するステップを含む。
【０１３１】
幾つかの実施形態において、探索操作の範囲を限定するステップは、探索対象パラメータの数を限定するステップを含む。幾つかの実施形態において、探索対象パラメータの数は２つ以下である。
【０１３２】
幾つかの実施形態において、探索操作の範囲を限定するステップは、あるパラメータに対応する探索ベクトルに沿って探索されるピクセルの範囲を限定するステップを含む。幾つかの実施形態において、そのパラメータについての探索対象ピクセル範囲は探索ベクトルに沿ったピクセル総数の２％以下である。幾つかの実施形態において、そのパラメータについての探索対象ピクセル範囲は探索ベクトルに沿ったピクセル総数の１％以下である。幾つかの実施形態において、探索ベクトルはＸ軸又はＹ軸に沿っている。幾つかの実施形態において、その範囲は実験に基づいて決定される。
【０１３３】
幾つかの実施形態において、パノラマ画像の生成は画像取得装置の回転と時間的に重複する。他の実施形態において、パノラマ画像の生成は画像取得装置の回転と時間的に重複しない。
【０１３４】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数のプロセッサの少なくとも１つは画像取得装置の内側に位置付けられる。幾つかの実施形態において、１つ又は複数のプロセッサの少なくとも１つは画像取得装置の外側に位置付けられる。
【０１３５】
幾つかの実施形態において、ＵＡＶは、ユーザの介入なしに所定の位置の付近に到達する。
【０１３６】
幾つかの実施形態において、支持機構又は画像取得装置は、リモート制御端末により提供される信号に応答してパノラマモードに切り替わるべく構成される。他の実施形態において、支持機構と画像取得装置は、ユーザの介入なしに自動的にパノラマモードに切り替わるべく構成される。
【０１３７】
幾つかの実施形態において、本明細書に記載されるシステムは、パノラマ画像の生成の局面を制御するべく構成されたユーザ提供の命令を受け取るべく構成された１つ又は複数の受信機を更に含む。
【０１３８】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数のユーザ提供の命令は、ＵＡＶ、支持機構、又は画像取得装置を制御するべく構成される。幾つかの実施形態において、１つ又は複数のユーザ提供の命令の少なくとも１つはパノラマモードの選択に関する。幾つかの実施形態において、１つ又は複数のユーザ提供の命令の少なくとも１つは、画像取得装置の所定の回転角又は画像取得装置の視野（ＦＯＶ）角に関する。幾つかの実施形態において、１つ又は複数のユーザ提供の命令の少なくとも１つは、隣接画像間の重複パーセンテージに関する。幾つかの実施形態において、所定の間隔は、少なくとも一部に１つ又は複数のユーザ提供の命令に基づいて自動的に計算される。
【０１３９】
幾つかの実施形態において、本明細書に記載されるシステムは、生成されたパノラマ画像を遠隔端末に送信するべく構成された１つ又は複数の送信機を更に含む。
【０１４０】
幾つかの実施形態において、本明細書に記載されるシステムは、生成されたパノラマ画像を遠隔端末上に表示するための表示を更に含む。
【０１４１】
本発明の他の態様によれば、パノラマ航空画像を生成する方法が提供される。この方法は、（ａ）画像取得装置を支持する無人航空機（ＵＡＶ）を制御して、空中の所定の位置付近でホバリングさせるステップであって、画像取得装置はＵＡＶに支持機構を介して連結され、支持機構は、画像取得装置が少なくとも２つの直交軸の周囲で回転できるようにするべく構成され、少なくとも２つの軸は第一の軸と第二の軸を含むステップと、（ｂ）ＵＡＶが空中の所定の位置付近でホバリングしている間に、支持機構を制御して、画像取得装置を第一の軸の周囲で少なくとも３６０度回転させ、その間に第二の軸に関する擾乱を減少させるステップと、（ｃ）画像取得装置を制御して、画像取得装置が第一の軸の周囲で回転している間に複数の連続画像を、重複領域を持たせて取得するようにするステップと、（ｄ）まとめて、又は個別に、ＵＡＶ上に搭載された１つ又は複数のプロセッサによって、取得された複数の画像に基づいてパノラマ画像を生成するステップとを含み、ステップ（ｄ）はステップ（ｂ）と実質的に時間的に重複する。
【０１４２】
本発明の他の態様によれば、パノラマ画像を生成するためのシステムが提供される。このシステムは、無人航空機（ＵＡＶ）と画取得装置に連結されるべく構成された支持機構であって、画像取得装置が少なくとも２つの直交軸の周囲でＵＡＶに関して回転できるようにするべく構成され、少なくとも２つの軸は第一の軸と第二の軸を含む支持機構と、支持機構を制御して、ＵＡＶが所定の位置付近でホバリングしている間に、画像取得装置を第一の軸の周囲で少なくとも３６０度回転させ、その間に第二の軸に関する擾乱を減少させるための第一のコントローラと、画像取得装置を制御して、画像取得装置が第一の軸の周囲で回転している間に、複数の連続画像を、重複領域を持たせて取得するようにするための第二のコントローラと、まとめて、又は個別に、複数の画像に基づいてパノラマ画像を生成するべく構成された、ＵＡＶに搭載された１つ又は複数のプロセッサとを含み、パノラマ画像の生成は画像取得装置の回転と実質的に時間的に重複する。
【０１４３】
幾つかの実施形態において、支持機構は、画像取得装置を安定化させ、画像取得装置が、画像取得装置の回転中に少なくとも第二の軸に関する所定の空間配置を実質的に保持するようするべく構成される。
【０１４４】
幾つかの実施形態において、支持機構は、画像取得装置を安定化させ、画像取得装置が、画像取得装置の回転中に少なくとも第二の軸と第三の軸に関する所定の空間配置を実質的に保持するようにするべく構成される。
【０１４５】
幾つかの実施形態において、支持機構は、画像取得装置を安定化させて、画像取得装置が地面に関して水平な配置を実質的に保持するようにするべく構成される。
【０１４６】
幾つかの実施形態において、支持機構はＵＡＶに、ＵＡＶにより支持される支持機構に伝達される運動を減少させるべく構成された１つ又は複数の減衰部材を介して連結される。減衰部材は、実質的に球形とすることができる。
【０１４７】
幾つかの実施形態において、第一の軸はヨー軸であり、第二の軸はピッチ軸である。
【０１４８】
幾つかの実施形態において、支持機構は、画像取得装置が第三の軸の周囲でＵＡＶに関して回転できるべく更に構成される。第三の軸はロール軸とすることができる。
【０１４９】
幾つかの実施形態において、支持機構は、画像取得装置を支持するべく構成されたフレームアセンブリを含み、フレームアセンブリは、少なくとも第一のフレーム部材、第二のフレーム部材、第三のフレーム部材、及び第四のフレーム部材を含み、第一のフレーム部材は画像取得装置に連結され、第二のフレーム部材は第一の部材に第二の軸の周囲で回転可能に連結され、第三のフレーム部材は第二の部材に第三の軸の周囲で回転可能に連結される。
【０１５０】
幾つかの実施形態において、支持機構は、第一のフレーム部材を直接駆動して第二のフレーム部材に関して第二の軸の周囲で回転させるべく構成された第一のアクチュエータ部材と、第二のフレーム部材を直接駆動して第三のフレーム部材に関して第三の軸の周囲で回転させるべく構成された第二のアクチュエータ部材と、第三のフレーム部材を直接駆動して第四のフレーム部材に関して第一の軸の周囲で回転させるべく構成された第三のアクチュエータ部材とを更に含む。
【０１５１】
幾つかの実施形態において、画像取得装置を安定化させるステップは、第一のアクチュエータ部材と第二のアクチュエータ部材のための制御信号を生成するステップを含む。
【０１５２】
幾つかの実施形態において、支持機構は、支持機構又は画像取得装置の位置、姿勢、加速度、及び／又は速度を検出するべく構成された１つ又は複数の支持機構センサを含む。
【０１５３】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数の支持機構センサからの検知データは、画像取得装置を安定化させるために使用される。
【０１５４】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数の支持機構センサからの検知データは、パノラマ画像の生成において使用される。
【０１５５】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数の支持機構センサは支持機構又は画像取得装置に連結される。
【０１５６】
幾つかの実施形態において、支持機構センサの少なくとも１つは支持機構のアクチュエータ部材に連結される。
【０１５７】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数の支持機構センサは、１つ又は複数の運動センサ又は回転センサを含む。運動センサは加速度計を含むことができる。回転センサはジャイロスコープ又は電位差計を含むことができる。
【０１５８】
幾つかの実施形態において、支持機構センサの少なくとも１つは少なくとも１００Ｈｚのサンプリング周波数を有する。
【０１５９】
幾つかの実施形態において、ＵＡＶは、ＵＡＶの位置、方位、及び／又は速度の測定に使用される１つ又は複数のＵＡＶセンサに直接連結される。１つ又は複数のＵＡＶセンサは、１つ又は複数の運動センサ、回転センサ、又は位置センサを含むことができる。運動センサは加速度計を含むことができる。回転センサはジャイロスコープを含むことができる。位置センサはＧＰＳセンサを含むことができる。
【０１６０】
幾つかの実施形態において、支持機構は、支持機構又は画像取得装置の位置、姿勢、加速度、及び／又は速度を検出するように構成された１つ又は複数の支持機構センサを含み、１つ又は複数の支持機構センサのうちの少なくとも１つは、１つ又は複数のＵＡＶセンサのうちの少なくとも１つより高い周波数でサンプリングする。
【０１６１】
幾つかの実施形態において、ＵＡＶセンサにより取得されたセンサデータは、支持機構センサにより取得されたセンサデータを補正するために使用される。幾つかの実施形態において、１つ又は複数のＵＡＶセンサからのセンサデータはパノラマ画像の生成において使用される。
【０１６２】
幾つかの実施形態において、支持機構は、最高１０００Ｈｚの周波数を有する擾乱に対して画像取得装置を安定化させるべく構成される。
【０１６３】
幾つかの実施形態において、支持機構は、少なくとも１０００Ｈｚの周波数を有する擾乱に対して画像取得装置を安定化させるべく構成される。
【０１６４】
幾つかの実施形態において、支持機構は、ＵＡＶの推進システムにより引き起こされる振動を実質的に減少させるべく構成される。
【０１６５】
幾つかの実施形態において、画像取得装置は、複数の画像を、複数の画像の隣接画像間の重複が少なくとも５０％となるように取得するべく構成される。
【０１６６】
幾つかの実施形態において、画像取得装置は、複数の画像を、複数の画像の隣接画像間の重複が５０％〜７０％となるように取得するべく構成される。
【０１６７】
幾つかの実施形態において、画像取得装置は、複数の画像を、複数の画像の隣接画像間の重複が少なくとも７０％となるように取得するべく構成される。
【０１６８】
幾つかの実施形態において、画像取得装置は、複数の画像を、複数の画像の隣接画像間の重複が多くとも７０％となるように取得するべく構成される。
【０１６９】
幾つかの実施形態において、画像取得装置は、複数の画像を、複数の画像の隣接画像間の重複が多くとも８０％となるように取得するべく構成される。
【０１７０】
幾つかの実施形態において、パノラマ画像を生成するステップは、１つ又は複数の画像つなぎ合わせステップにしたがって複数の画像を処理するステップを含む。
【０１７１】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数の画像つなぎ合わせステップは、画像位置合わせ、大域的位置合わせ、又はブレンディングに関する。
【０１７２】
幾つかの実施形態において、画像つなぎ合わせステップの少なくとも１つの複雑さは、画像取得装置の安定化により軽減される。画像つなぎ合わせステップのその少なくとも１つは、画像位置合わせステップ又は大域的位置合わせステップとすることができる。
【０１７３】
幾つかの実施形態において、画像つなぎ合わせステップの少なくとも１つの複雑さを軽減させるステップは、補間操作を省くステップを含む。
【０１７４】
幾つかの実施形態において、画像つなぎ合わせステップの少なくとも１つの複雑さを軽減させるステップは、複数の画像に関する回転を含まない運動モデルを使用するステップを含む。
【０１７５】
幾つかの実施形態において、画像つなぎ合わせステップの少なくとも１つの複雑さを軽減させるステップは、画像つなぎ合わせステップのその少なくとも１つの下で行われる探索操作の範囲を限定するステップを含む。
【０１７６】
幾つかの実施形態において、探索操作の範囲を限定するステップは、探索対象パラメータの数を限定するステップを含む。幾つかの実施形態において、探索対象パラメータの数は２つ以下である。
【０１７７】
幾つかの実施形態において、探索操作の範囲を限定するステップは、あるパラメータに対応する探索ベクトルに沿って探索されるピクセルの範囲を限定するステップを含む。幾つかの実施形態において、そのパラメータについての探索対象ピクセル範囲は探索ベクトルに沿ったピクセル総数の２％以下である。幾つかの実施形態において、そのパラメータについての探索対象ピクセル範囲は探索ベクトルに沿ったピクセル総数の１％以下である。幾つかの実施形態において、探索ベクトルはＸ軸又はＹ軸に沿っている。幾つかの実施形態において、その範囲は実験に基づいて決定される。
【０１７８】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数のプロセッサの少なくとも１つは画像取得装置の内側に位置付けられる。幾つかの実施形態において、１つ又は複数のプロセッサの少なくとも１つは画像取得装置の外側に位置付けられる。
【０１７９】
幾つかの実施形態において、ＵＡＶは、ユーザの介入なしに所定の位置の付近に到達する。
【０１８０】
幾つかの実施形態において、支持機構又は画像取得装置は、リモート制御端末により提供される信号に応答してパノラマモードに切り替わるべく構成される。他の実施形態において、支持機構と画像取得装置は、ユーザの介入なしに自動的にパノラマモードに切り替わるべく構成される。
【０１８１】
幾つかの実施形態において、本明細書に記載されるシステムは、パノラマ画像の生成の局面を制御するべく構成されたユーザ提供の命令を受け取るべく構成された１つ又は複数の受信機を更に含む。
【０１８２】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数のユーザ提供の命令は、ＵＡＶ、支持機構、又は画像取得装置を制御するべく構成される。幾つかの実施形態において、１つ又は複数のユーザ提供の命令の少なくとも１つはパノラマモードの選択に関する。幾つかの実施形態において、１つ又は複数のユーザ提供の命令の少なくとも１つは、画像取得装置の所定の回転角又は画像取得装置の視野（ＦＯＶ）角に関する。幾つかの実施形態において、１つ又は複数のユーザ提供の命令の少なくとも１つは、隣接画像間の重複パーセンテージに関する。幾つかの実施形態において、所定の間隔は、少なくとも一部に１つ又は複数のユーザ提供の命令に基づいて自動的に計算される。
【０１８３】
幾つかの実施形態において、本明細書に記載されるシステムは、生成されたパノラマ画像を遠隔端末に送信するべく構成された１つ又は複数の送信機を更に含む。
【０１８４】
幾つかの実施形態において、本明細書に記載されるシステムは、生成されたパノラマ画像を遠隔端末上に表示するための表示を更に含む。
【０１８５】
本発明の他の態様によれば、パノラマ航空画像を生成するシステムが提供される。このシステムは、所定の位置付近でホバリングし、所定の軸の周囲で所定の角度だけ回転するように構成される無人航空機（ＵＡＶ）と、ＵＡＶに連結され、（１）ＵＡＶが所定の軸の周囲で回転している間にパノラマ画像生成に使用される複数の連続画像を取得し、（２）画像取得装置が複数の連続画像を取得している間に、画像取得装置の意図しない移動に対して画像安定化を提供するべく構成される画像取得装置とを含む。
【０１８６】
幾つかの実施形態において、所定の軸は地表面に対して実質的に垂直である。
【０１８７】
幾つかの実施形態において、画像取得装置は、３軸、４軸、又は５軸画像安定化を提供するべく構成される。
【０１８８】
幾つかの実施形態において、画像取得装置は、ＵＡＶに支持機構を介して連結される。支持機構は、画像取得装置が複数の連続画像を取得している間に、画像取得装置を安定化させて、画像取得装置が地表面に関して実質的に平らな配置を保持するようにするべく構成できる。或いは、支持機構は、画像取得装置が複数の連続画像を取得している間に画像取得装置を安定化させるべく構成されていなくてもよい。
【０１８９】
幾つかの実施形態において、システムは、ＵＡＶに搭載され、まとめて、又は個別に、複数の画像に基づいてパノラマ画像を生成するべく構成された１つ又は複数のプロセッサを更に含む。
【０１９０】
本発明の他の態様によれば、パノラマ航空画像を生成するシステムが提供される。このシステムは、所定の位置付近でホバリングし、所定の軸の周囲で所定の角度だけ回転するべく構成された無人航空機（ＵＡＶ）と、ＵＡＶに支持機構を介して連結された画像取得装置とを含み、画像取得装置は、ＵＡＶが所定の軸の周囲で回転している間に、パノラマ画像の生成に使用される複数の連続画像を取得するべく構成され、支持機構は、画像取得装置が複数の連続画像を取得している間に、画像取得装置を安定化させて、画像取得装置が地表面に関して実質的に平らな配置を保持するようにするべく構成される。
【０１９１】
当然のことながら、本発明の異なる態様は、個別に、まとめて、又は相互に組み合わせて理解することができる。本明細書に記載されている本発明の各種の態様は、後述の特定の用途の何れにも、又は他の何れの種類の可動物体にも適用されてよい。本明細書中の、例えば無人航空機等の航空車両の説明はすべて、あらゆる車両等の何れの可動物体にも適用され、使用されてよい。これに加えて、本明細書において航空運動（例えば、飛行）に関して開示されているシステム、装置、及び方法はまた、例えば地上、水上等のその他の種類の運動、水中運動、又は宇宙空間内の運動に関しても適用されてよい。
【０１９２】
本開示のその他の態様と利点は、当業者にとって、あくまでも本開示を実行するために想定される最良のモードを説明する方法として本開示の例示的な実施形態のみが示され、説明されている以下の詳細な説明から容易に明らかになるであろう。理解されるように、本開示は他の異なる実施形態をとることも可能であり、その幾つかの詳細は、様々な自明な点において変更可能であり、それらの全てが本開示から逸脱しない。したがって、図面と説明は例示的性質なものであり、限定的ではないとみなすものとする。
【０１９３】
参照による援用
本明細書中で言及されているすべての出版物、特許、及び特許出願は全て、個々の出版物、特許、又は特許出願の各々が具体的かつ個別に参照により援用されると明記されているかのように、参照によって本願に援用される。
【０１９４】
本発明の新規の特徴は、付属の特許請求の範囲の中に具体的に記されている。本発明の特徴と利点は、本発明の原理が利用される例示的な実施形態を示している以下の詳細な説明と、次のような添付の図面を参照することによって、よりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１９５】
【図１】実施形態による、パノラマ画像を生成するための例示的なシステムを示す。
【図２】実施形態による、パノラマ航空画像を生成するための例示的なシステムを示す。
【図３】実施形態による例示的な支持機構の等角図を示す。
【図４】実施形態による例示的な支持機構の側面図を示す。
【図５】実施形態による、搭載物の所定の配置を保持するためのＺ（ロール）軸に沿った搭載物の例示的な種類の安定化を示す。
【図６】実施形態による、搭載物の所定の配置を保持するためのＺ（ロール）軸に沿った搭載物の他の例示的な種類の安定化を示す。
【図７】実施形態による、搭載物の所定の配置を保持するためのＸ（ピッチ）軸に沿った搭載物の例示的な種類の安定化を示す。
【図８】実施形態による、搭載物の所定の配置を保持するためのＸ（ピッチ）軸に沿った搭載物の他の例示的な種類の安定化を示す。
【図９】実施形態による、パノラマ画像生成を実行するための例示的なプロセスを示す。
【図１０】実施形態による、画像取得装置によりパノラマ画像を撮影するための例示的なプロセスを示す。
【図１１】実施形態による、画像つなぎ合わせプロセスの、画像取得プロセスに関するタイミングを示す例示的なタイムラインを示す。
【図１２】実施形態による、画像つなぎ合わせプロセスの、画像取得プロセスに関するタイミングを示す他の例示的なタイムラインを示す。
【図１３】実施形態による、画像つなぎ合わせプロセスの、画像取得プロセスに関するタイミングを示す他の例示的なタイムラインを示す。
【図１４】本発明の実施形態によるＵＡＶを示す。
【図１５】実施形態による、支持機構と搭載物を含む可動物体を示す。
【図１６】実施形態による、パノラマ画像撮影のための例示的なシステムを示す。
【図１７】実施形態による、可動物体を制御するための例示的なシステムを示す。
【図１８】幾つかの実施形態による、画像安定化機能を有する例示的な画像取得装置を示す。
【図１９】幾つかの実施形態による、画像安定化を提供するべく構成された画像取得装置の例示的なコンポーネントを示す。
【図２０】実施形態による、パノラマ画像を生成するための例示的なシステムを示す。
【発明を実施するための形態】
【０１９６】
本発明は、既存の方式の欠点を克服する、パノラマ航空画像を生成する方法、システム、及び装置を提供する。特に、無人航空機（ＵＡＶ）は、所定の飛行経路を航行する代わりに、パノラマ画像撮影が行われる所望の位置においてホバリング位置を保持してもよい。ホバリング位置の保持は、典型的には、ＵＡＶを制御して所定の飛行経路を航行させることより、ＵＡＶによって容易に達成される。画像撮影デバイスは、ＵＡＶ上に支持機構を援用して支持されてもよい。更に、支持機構は、ＵＡＶが所定の位置でホバリングしている間に、画像取得装置が回転軸の周囲で回転して複数の画像を取得する時に画像取得装置及び従ってその光軸を安定化させるために使用されてもよい。例えば、支持機構は、画像取得装置を地面に関して水平に保ち、画像取得装置の回転軸が地面に対して実質的に垂直となるようにするべく構成される。画像取得装置は、支持機構によって駆動されて回転角の周囲で特定の角度（例えば、３６０度）だけ回転してもよい。支持機構は、本明細書に記載されているように、ＵＡＶからの実質的な量の運動を減少させ、及び／又は排除するべく構成されてもよい。幾つかの例において、支持機構は、ＵＡＶから支持機構に伝達され、本来であれば搭載物が受けたはずの振動の、実質的に全てを排除するべく構成されてもよい。例えば、支持機構は、ＵＡＶから支持機構に伝達される振動の総量の少なくとも４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、８５％、９０％、９２％、９４％、９６％、９８％、又は１００％を排除するべく構成されてもよい。幾つかの実施形態において、減衰要素が支持機構とＵＡＶとの間に配置されて、安定化用支持台に伝達される運動を減少させてもよい。幾つかのこのような例において、支持機構が受ける残留運動又は振動は全て、支持機構により提供される能動的補償によって更に軽減でき、それによって画像取得装置は、実質的に安定な所定の空間配置に保持されることが可能である（画像を取得するためのある軸の周囲での画像取得装置の回転を除く）。画像取得装置が回転する間に、これは所定の間隔で連続画像を取得するべく構成できる。この間隔は、画像取得装置のある視野（ＦＯＶ）に関して、隣接画像間の重複領域が所望のパーセンテージとなるように計算されてもよい。
【０１９７】
従来のパノラマ航空画像撮影技術と比較して、本発明は、画像が確実に、ＵＡＶの飛行経路をホバリング位置へと削減することと画像取得用の支持台を安定化させることを含む理想に近い設定の中で取得されるようにすることを追求する。画像取得段階で予めより多くの作業が行われるため、取得された画像がよく整合され、高い品質のものとなりうることから、より複雑さの軽減した、即ち簡易化された画像つなぎ合わせステップで最終的なパノラマ画像を十分に生成できる。このような簡易化された画像つなぎ合わせプロセスにより、今度は、計算資源に対する需要が減り、画像つなぎ合わせプロセスの全体をＵＡＶ上で、限られた資源で実行できるようになり、取得された画像を地上局に送信して処理することが不要となる。
【０１９８】
図１は、実施形態によるパノラマ画像を生成するための例示的なシステム１００を示している。システム１００は、可動物体１０２と遠隔端末１０８を含み、これらは相互に通信するべく構成されている。可動物体１０２は無人航空機（ＵＡＶ）として描かれているが、この図は限定的とされるものではなく、本明細書において説明されているように、何れの適当な種類の可動物体も使用できる。当業者であればわかるように、本明細書において航空機システムに関して記載されている実施形態は何れも、あらゆる適当な可動物体に適用できる。
【０１９９】
幾つかの実施形態において、可動物体１０２は支持機構１０６と搭載物１０４を含むことができる。支持機構１０６は、搭載物１０４が可動物体１０２に関して移動できるようにしてもよい。例えば、支持機構１０６は、搭載物１０４が１つ、２つ、３つ、又はそれ以上の軸の周囲で回転できるようにしてもよい。例えば、搭載物は、ロール、ヨー、及び又はピッチ軸の周囲で移動してもよい。この代わりに、又はこれ加えて、支持機構１０６は、搭載物１０４が１つ、２つ、３つ、又はそれ以上の軸に沿って直線的に移動できるようにしてもよい。回転又は並進移動のための軸は相互に直交していても、いなくてもよい。
【０２００】
代替的な嫉視形態において、搭載物１０４は、可動物体１０２に固定して連結又は接続されていてもよく、それによって搭載物１０４は可動物体１０２に関して実質的に静止したままである。例えば、可動物体１０２と搭載物１０４を接続する支持機構１０６は、搭載物１０４が可動物体１０２に関して移動できるようにしなくてもよい。或いは、搭載物１０４は、支持機構を必要とせずに、可動物体１０２に直接連結されてもよい。
【０２０１】
幾つかの実施形態において、搭載物１０４は、周囲環境内の物体を調査又は追跡するための１つ又は複数のセンサを含むことができる。このような搭載物の例としては、画像取得装置又は画像撮影デバイス（例えば、カメラ若しくはカムコーダ、赤外画像デバイス、紫外画像デバイス、又はその他）、音声取得装置（例えば、パラボラマイクロフォン）、赤外画像デバイス、又はその他が含まれていてもよい。搭載物１０４には、あらゆる視覚、聴覚、電磁、又はその他の何れの所望の信号を取得するための何れの適当なセンサを組み込むこともできる。センサは、静的検知データ（例えば、写真）、又は動的検知データ（例えば、ビデオ）を供給できる。センサは、検知データを連続的に実時間で、又は高い周波数で取得してもよい。幾つかの例において、搭載物はカメラであってもよく、これは１０Ｈｚ、２０Ｈｚ、３０Ｈｚ、４０Ｈｚ、５０Ｈｚ、６０Ｈｚ、７０Ｈｚ、８０Ｈｚ、９０Ｈｚ、１００Ｈｚ、又はそれ以上の周波数で画像を取得してもよい。
【０２０２】
可動物体１０２は、制御データ１１２を受信するべく構成できる。遠隔端末１０８は、制御データ１１２を供給するべく構成できる。制御データ１１２は、遠隔端末１０８を操作しているユーザ１１０からの入力に基づいて生成されてもよい。その代わりに、又はそれに加えて、制御データは、遠隔又はローカルデータストア、遠隔端末に動作的に接続されたその他のコンピューティングデバイス、又はその他等、ユーザ以外のその他の発生源から供給されてもよい。制御データは、可動物体１０２、搭載物１０４、及び／又は支持機構１０６の局面を直接又は間接に制御するために使用できる。幾つかの実施形態において、制御データは、可動物体の航法パラメータを、例えば可動物体１０２の位置、早さ、方位、又は姿勢等を制御するための航法コマンドを含むことができる。制御データは、ＵＡＶの飛行を制御するために使用できる。制御データは、ＵＡＶの飛行に悪影響を与えうる１つ又は複数の推進システムの動作に悪影響を与えるかもしない。
【０２０３】
幾つかの実施形態において、制御データは、可動物体１０２に対する、所定の位置で、又はその付近でホバングするようにとの命令を含んでいてもよい。ホバリングにより、可動物体は長期時間にわたって実質的に同じ位置で実質的に同じ姿勢を保持する。ある実施形態において、ホバリング位置に関する情報（例えば、高度及び／又はＧＰＳ座標）は、ユーザ１１０によって遠隔端末１０８を介して提供される。提供された座標に基づいて、可動物体１０２はホバリング位置へと自律的に航行するべく構成されてもよい。他の実施形態において、ユーザは、遠隔端末１０８を介して可動物体１０２を手動で制御し、ホバリング位置に移動させてから、可動物体にホバリングするように命令してもよい。
【０２０４】
制御データはまた、パノラマ画像の生成に関する情報又は命令も含むことができる。例えば、制御データは、パノラマモードの開始及び／又は終了の表示を含むことができる。パノラマモードでは、可動物体は、所定の位置に関してある軸の周囲で回転するべく構成されていてもよく、その一方で、搭載物は可動物体に関して軸の周囲で回転し（矢印１０７により示される）、周囲ン寸鏡の複数の画像を撮影するべく個背精されてもよい。搭載物の回転は、支持機構により起こされてもよい。回転角度は少なくとも３６０度、例えば少なくとも３６０度、４５０度、５４０度、６３０度、７２０度、及びその他であってもよい。或いは、回転角は３６０度未満、例えば６０度、９０度、１２０度、１５０度、１８０度、２１０度、２４０度、２７０度、３００度、３３０度、及びその他未満であってもよい。
【０２０５】
幾つかの実施形態において、支持機構はまた、搭載物を、本来であれば搭載物の意図しない移動を引き起こすかもしれない外的擾乱に対して安定化できる。このような擾乱は、可動物体の推進システムの動作により引き起こされるような可動物体の振動を含んでいてもよい。擾乱は、天候（例えば、風）等の他の要因によって引き起こされるかもしれない。
【０２０６】
制御データはまた、ホバリング位置情報、全体の回転角、各画像に関する視野（ＦＯＶ）、隣接画像取得間の画像取得装置の回転角、連続する画像取得間の時間の長さ、及びその他等、パノラマモードに関する命令又はパラメータを含んでいてもよい。
【０２０７】
幾つかの実施形態において、制御データは、可動物体１０２に搭載又は支持される個々のコンポーネントを制御するためのコマンドを含むことができる。例えば、制御データは、支持機構１０６の動作を制御するための情報を含んでいてもよい。例えば、制御データは、支持機構１０６の作動機構を制御して、搭載物１０４を可動物体１０２に関して角及び／又は線移動させるために使用されてもよい。他の例として、制御データは、搭載物１０４に関する１つ又は複数の動作パラメータを調整する、例えば、静止画若しくは動画を撮影する、ズームイン若しくはズームアウトする、電源をオン又若しくはオフにする、画像モードを切り替える、画像解像度を変更する、焦点を変更する、被写界深度を変更する、露出時間を変更する、レンズスピードを変更する、視野角又は視野を変更する、又はその他のために使用されてもよい。他の実施形態において、制御データは、可動物体１０２上のその他のコンポーネント、例えば検知システム（図示せず）、通信システム（図示せず）、及びその他を制御するために使用されてもよい。
【０２０８】
可動物体１０２は、データ１１４を供給するべく構成でき、遠隔端末１０８はこれを受信するべく構成できる。様々な実施形態において、遠隔端末により受信されるデータは、生データ（例えば、センサにより取得された未処理の検知データ）、及び／又は処理済みデータ（例えば、可動物体上の１つ又は複数のプロセッサにより生成されたパノラマ画像データ等のデータ）を含んでいてもよい。例えば、データは、可動物体１０２に搭載されたセンサにより取得される検知データ、及び／又は搭載物により取得された画像に基づいて可動物体上で生成されたパノラマ画像等の処理済みデータを含むことができる。検知データの例としては、可動物体１０２により支持される搭載物により取得される画像データ、又は他のセンサにより取得されたその他のデータが含まれていてもよい。例えば、実時間又は略実時間のビデオを可動物体１０２及び／又は搭載物１０４から遠隔端末１０８にストリーミングすることができる。検知データにはまた、全地球測位システム（ＧＰＳ）センサ、運動センサ、慣性センサ、近接性センサ、又はその他のセンサにより取得されたデータも含まれていてよい。
【０２０９】
幾つかの実施形態において、遠隔端末１０８は、可動物体１０２、支持機構１０６、及び／又は搭載物１０４から離れた、即ち遠隔的な位置に位置付けることができる。遠隔端末１０８は、支持台上に配置し、又はこれに固定できる。或いは、遠隔端末１０８は、ハンドヘルド又はウェアラブルデバイスとすることができる。例えば、遠隔端末１０８は、スマートフォン、タブレット、ラップトップ、コンピュータ、眼鏡、手袋、ヘルメット、マイクロフォン、又はこれらの適当な組合せを含むことができる。
【０２１０】
遠隔端末１０８は、可動物体１０２から受け取ったデータを、ディスプレイを介して表示するべく構成できる。表示されるデータとしては、可動物体１０２により支持される画像撮影デバイスにより取得される画像（例えば、静止画像とビデオ）等の検知データ及び／又は検知データに基づいて生成されるパノラマ画像等の処理済みデータが含まれていてもよい。表示されるデータはまた、画像データとは別に、又は画像データの上に重ねて表示されてもよい。幾つかの実施形態において、パノラマ画像及び／又はその他のデータは、パノラマ画像が生成され、及び／又は遠隔端末に送信される際に実質的に実時間で表示されてもよい。例えば、パノラマ画像及び／又はその他のデータは、搭載物１０４により取得されてから１０秒、５秒、３秒、２秒、１秒、０．５秒、０．１秒以内に表示されてもよい。他の実施形態において、表示は幾分遅れて提供されてもよい。幾つかの実施形態において、パノラマ画像及び／又はその他のデータは、遠隔端末により保存、送信、又はそれ以外に処理されてもよい。
【０２１１】
遠隔端末１０８は、入力デバイスを介してユーザ入力を受信するべく構成できる。入力デバイスとしては、ジョイスティック、キーボード、マウス、タッチスクリーン、スタイラス、マイクロフォン、画像又は運動センサ、慣性センサ、及びその他が含まれていてもよい。端末との対話には何れの適当なユーザ入力も利用でき、例えば、手で入力されるコマンド、音声制御、ジェスチャ制御、又は位置制御（例えば、端末の移動、位置、又は傾きによる）を使用できる。例えば、遠隔端末１０８は、ユーザが可動物体、搭載物、又はその何れかのコンポーネントの状態を、ジョイスティックの操作、遠隔端末の方位若しくは姿勢の変化、キーボード、マウス、指、又はスタイラスを使ったグラフィカルユーザインターフェースの操作、又は他の何れかの適当な方法の使用によっても制御できるようにするべく構成されてもよい。例えば、遠隔端末１０８は、本明細書において述べられているように、ユーザが動作のパラメータモードの各種の局面を制御できるようにするべく構成されてもよい。
【０２１２】
その代わりに、又はそれに加えて、可動物体、支持機構、及び／又は搭載物からのデータは、遠隔端末１０８以外の遠隔実体、例えば遠隔データストア又は、可動物体、支持機構、及び／又は搭載物と通信しているデバイスに提供されてもよい。
【０２１３】
図２は、実施形態による、パノラマ航空画像を生成するための例示的なシステム２００を示している。システム２００は、ＵＡＶ  ２０２によって支持機構２０６を介して支持される画像取得装置２０４を含む。ＵＡＶ  ２０２、画像取得装置２０４、及び支持機構２０６は、図１に関して説明した可動物体１０２、搭載物１０４、及び支持機構１０６と同様であってもよい。
【０２１４】
ＵＡＶ  ２０２は、ＵＡＶの状態を判断するための１つ又は複数のＵＡＶセンサ（図示せず）を含んでいてもよい。ＵＡＶに関するこのような状態センサは、ＵＡＶの本体の何れの適当な部分又は複数の部分に連結されて、ＵＡＶに関して移動可能でなくてもよい。ＵＡＶの状態としては、空間配置（例えば、位置、方位、若しくは姿勢）、速度（例えば、線若しくは角速度）、加速度（例えば線加速度若しくは角加速度）、及び／又はＵＡＶに関するその他の情報が含まれていてもよい。状態は、絶対的（例えば、緯度及び／又は軽度）、又は相対的（例えば、慣性システムに関する）であってもよい。このようなＵＡＶセンサの例としては、位置センサ（例えば、ＧＰＳセンサと磁気探知機）、運動センサ（例えば、加速度計）、回転センサ（例えば、ジャイロコープ）、慣性センサ、近接性センサ（例えば、超音波センサ、ライダセンサ、又は赤外線センサ）、画像センサ、及びその他が含まれていてもよい。ＵＡＶセンサは、サンプリング周波数、精密さ／正確さ、及びその他、何れの適当な特性を有していてもよい。
【０２１５】
ＵＡＶ  ２０２は推進システム２０８もまた含んでいてよく、これは何れの適当な数のロータ、ロータアセンブリ、プロペラ、プレート又はその他を含んでいてもよい。反対のロータのシャフト間の距離は、何れの適当な長さとすることもできる。ＵＡＶの推進システムは、ＵＡＶがホバリングし／位置を保持し、方位を変換し、及び／又は位置を変更することを可能にしてもよい。
【０２１６】
ＵＡＶ  ２０２はまた、飛行制御システムの一部として１つ又は複数のコントローラ（図示せず）を含んでいてもよい。コントローラは、推進システム及びＵＡＶのその他のコンポーネントを、上述のＵＡＶの状態センサからの出力に基づいて制御するべく構成されてもよい。例えば、コントローラは、センサからのデータに基づいて推進システムコンポーネント（例えば、ロータ）に対して制御信号を発生して、ＵＡＶの空間配置を調整することによってホバリング位置を保持させるべく構成されてもよい。例えば、センサがＵＡＶに関する所定の配置からの偏差（例えば、並進及び／又は回転の変位）を検出した場合、コントローラは、推進システムを制御してＵＡＶがその偏差を補正又は補償するように移動させるべく構成されてもよい。
【０２１７】
ＵＡＶ  ２０２はまた、支持機構２０６及び／又は画像取得装置２０４の状態を判断するための１つ又は複数の支持機構センサ（図示せず）も含んでいてよい。支持機構のためのこのような状態センサは、支持機構２０６及び／又は画像取得装置２０４の様々な部分に連結されてもよく、ＵＡＶに関して移動可能であっても、そうでなくてもよい。支持機構センサは、サンプリング周波数、測定の正確さ、及びその他等の何れの適当な特性を有することもできる。幾つかの実施形態において、支持機構センサの少なくとも一部は、ＵＡＶセンサより高い周波数でサンプリングし、又はより精密若しくは正確な測定を提供するべく構成されてもよい。他の実施形態において、支持機構センサの少なくとも幾つかは、ＵＡＶセンサと同じ、又はそれより低い周波数でサンプリングし、又はそれより低い精密さ又は正確さの測定を提供するべく構成されてもよい。
【０２１８】
支持機構２０６及び／又は画像取得装置２０４の状態センサからの出力は、パノラマモードにおいて、支持機構２０６のための１つ又は複数の作動機構を制御して、ある軸の周囲で回転し（矢印２０７で示される）、及び／又は画像取得装置２０４及び／又はその光軸を安定化させるために使用されてもよい。作動機構は、ＵＡＶ上の１つ又は複数のコントローラによって制御されてもよい。支持機構を制御するための１つ又は複数のコントローラは、ＵＡＶを制御するために使用されるコントローラを含んでいても、又はその中に含まれていてもよい。支持機構に関して、図３〜８に関連してさらに詳しく説明する。
【０２１９】
ＵＡＶ  ２０２はまた、１つ又は複数のプロセッサ又は処理ユニット（図示せず）も含むことができる。プロセッサは、本明細書において記載されているように、パノラマ画像を生成するための各種の方法を実行するべく構成できる。例えば、プロセッサは、画像取得装置２０４により取得された複数の画像に１つ又は複数の適当な画像つなぎ合わせステップを適用してパノラマ画像を生成するべく構成できる。画像つなぎ合わせステップの少なくとも幾つかの複雑さは、搭載物に対して、それが画像を取得する時に加えられる安定化によって、簡素化又はそれ以外に最適化されうる。このような安定化は、少なくとも一部に支持機構により提供される。
【０２２０】
様々な実施形態において、画像取得装置２０４は、光信号を電子信号に変換するべく構成された１つ又は複数の画像センサを含むことができる。画像センサは、半導体電荷結合素子（ＣＣＤ）、相補的金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）若しくはＮ型金属酸化膜半導体（ＮＭＯＳ、ＬｉｖｅＭＯＳ）技術を利用した能動ピクセルセンサ、又は他のあらゆる種類のセンサを含んでいてもよい。画像センサは、取得された写真、ビデオ、又は、光学アセンブリに光学的に連結されて幅、高さ、アスペクト比、メガピクセルカウント、解像度又は品質、及びその他等のあらゆる適当なパラメータを有するその他の画像データを取得してもよい。例えば、画像撮影デバイスは、高精細度又は超高精細度ビデオ（例えば、７２０ｐ、１０８０ｉ、１０８０ｐ、１４４０ｐ、２０００ｐ、２１６０ｐ、２５４０ｐ、４０００ｐ、４３２０ｐ、等々）を取得するべく構成されてもよい。
【０２２１】
画像センサと光学アセンブリの他に、画像取得装置はまた、他のコンポーネント、例えば１つ又は複数のバッテリ、記憶媒体、フィルタ、位置センサ、回路、プロセッサ、筐体、及びその他も含む。画像取得装置のコンポーネントの何れの組合せが同じ筐体又は別の筐体内に格納されてもよい。画像取得装置のコンポーネントの何れの組合せが、支持機構及び／又は可動物体の同じ又は異なる部分に連結されてもよい。例えば、画像センサと光学アセンブリは、ユニットとして格納され、支持機構のフレーム部材に連結されてもよく、その一方で、残りのコンポーネントは別の筐体又は複数の筐体に格納され、支持機構又はＵＡＶの他の部分に連結されてもよい。他の例として、画像センサと光学アセンブリを含むユニットは更に、上述のような少なくとも１つの他のコンポーネント（例えば、バッテリ、記憶媒体、フィルタ、位置センサ、回路、又はプロセッサ）を含んでいてもよい。
【０２２２】
支持機構２０６は、画像取得装置２０４が少なくとも１つの回転軸の周囲で回転（２０７）できるようにしてもよい。幾つかの例において、画像取得装置は、パノラマ画像を形成するために使用可能な画像の取得を計画することができてもよい。画像取得装置は、画像取得装置のヨー軸の周囲で回転して、パノラマ画像を作成してもよい。前述のように、ＵＡＶ  ２０２と支持機構２０６は、個別に、又は共同で画像取得装置２０４を安定化させてもよく、それによって画像取得装置が回転軸の周囲で回転している間に、それは実質的に如何様にも移動しない。例えば、画像取得装置が１つの回転軸の周囲で回転している間に、これは他の回転軸の周囲で回転せず、又は何れの軸に沿っても並進移動しない。例えば、パノラマ画像のための画像を取得している間に、画像取得装置は軸（例えば、ヨー軸）の周囲の回転を除き、参照フレームに関して実質的に固定されてもよい。参照フレームは、地球又は、画像取得装置がパノラマ画像を取得している環境であってもよい。
【０２２３】
図３は、実施形態による例示的な支持機構３００の等角図を示す。支持機構３００は、画像取得装置等の搭載物をＵＡＶ等の可動物体に連結するために使用できる。
【０２２４】
支持機構３００は、搭載物が３つの軸、即ち、Ｘ即ちピッチ軸３０２、Ｚ即ちロール軸３０４、Ｙ即ちヨー軸３０６の周囲で可動物体に関して回転できるようにするべく構成できる。例えば、支持機構３００は、搭載物が軸のうちの１つのみ、２つ、又は３つ全ての周囲で回転できるようにするべく構成されてもよい。３つの軸は、相互に直交しても、しなくてもよい。何れかの軸の周辺での回転範囲は、軸の各々について限定されても、されなくてもよく、変化してもよい。例えば、軸の周囲で可能な最大回転は、何れの適当な度数とすることもでき、例えば３０度、６０度、９０度、１２０度、１５０度、１８０度、２１０度、２４０度、２７０度、３００度、３３０度、３６０度、４５０度、５４０度、６３０度、７２０度、及びその他である。回転軸は相互に交差しても、しなくてもよい。例えば、３つの直交する軸は相互に控訴してもよい。これらは、搭載物において交差しても、しなくてもよい。或いは、これらは交差しなくてもよい。
【０２２５】
支持機構３００は、第一のフレーム部材３０８、第二のフレーム部材３１６、第三のフレーム部材３２２、及び第四のフレーム部材３２８を含むフレームアセンブリを含むことができる。第一のフレーム部材３０８は、搭載物（例えば、画像取得装置）に連結され、これを支持するべく構成できる。第一の部材３０８は、第二のフレーム部材３１６に回転軸３０２の周囲で回転可能に連結されてもよい。回転軸３０２は、可動物体（例えば、ＵＡＶ）及び／又は画像取得装置のピッチ軸に対して実質的に平行とすることができる。第一のアクチュエータ部材３１０は、第一の作動部材３１０の回転軸が回転軸３０２と実質的に一致するように第一のフレーム部材３０８及び／又は第二のフレーム部材３１６に連結できる。第一のアクチュエータ部材３１０は、第一のフレーム部材３０８及び／又は第二のフレーム部材３１６を直接駆動して、回転軸３０２の周囲でそれらの間に相対的な回転を起こさせるべく構成できる。例えば、第一のアクチュエータ部材３１０は直接駆動電気モータを含んでいてもよい。幾つかの実施形態において、モータのロータは第一のフレーム部材３０８に連結されてもよく、その一方で、モータのステータは第二のフレーム部材３１６に連結されてもよい。或いは、モータのステータは第一のフレーム部材３０８に連結されてもよく、その一方で、モータのロータは第二のフレーム部材３１６に連結されてもよい。
【０２２６】
同様に、第二のフレーム部材３１６は、第三のフレーム部材３２２に回転軸３０４の周囲で回転可能に連結できる。回転軸３０４は、可動物体（例えば、ＵＡＶ）及び／又は画像取得装置のロール軸に対して実質的に平行とすることができる。軸３０４は軸３０２と直交することができる。或いは、軸３０４は軸３０２と直交しなくてもよい。第二のアクチュエータ部材３１８は、第二のフレーム部材３１６及び／又は第三のフレーム部材３２２に、第二のアクチュエータ部材３１８の回転軸が回転軸３０４と実質的に一致するように連結できる。第二のアクチュエータ部材３１９は、第二のフレーム部材３１６及び／又は第三のフレーム部材３２２を直接駆動して、回転軸３０４の周囲でそれらの間に相対的な回転を起こさせるべく構成できる。例えば、第二のアクチュエータ部材３１８は直接駆動電気モータを含んでいてもよい。幾つかの実施形態において、モータのロータは第二のフレーム部材３１６に連結されてもよく、その一方で、モータのステータは第三のフレーム部材３２２に連結されてもよい。或いは、モータのステータは第二のフレーム部材３１６に連消されてもよく、その一方で、モータのロータは第三のフレーム部材３２２に連結されてもよい。
【０２２７】
同様に、第三のフレーム部材３２２は、第四のフレーム部材３２８に回転軸３０６の周囲で回転可能に連結できる。回転軸３０６は、可動物体（例えば、ＵＡＶ）及び／又は画像取得装置のヨー軸に対して実質的に平行とすることができる。軸３０６は軸３０４と直交することができる。或いは、軸３０６は軸３０４と直交しなくてもよい。第三のアクチュエータ部材３２４は、第三のフレーム部材３２２及び／又は第四のフレーム部材３２８に、第三のアクチュエータ部材３２４の回転軸が回転軸３０６と実質的に一致するように連結できる。第三のアクチュエータ部材３２４は、第三のフレーム部材３２２を直接駆動して、第三のフレーム部材３２２が軸３０６の周囲で第四のフレーム部材３２８に関して回転するようにするべく構成できる。例えば、第三のアクチュエータ部材３２４は直接駆動電気モータを含んでいてもよい。幾つかの実施形態において、モータのロータは第三のフレーム部材３２２に連結されてもよく、その一方で、モータのステータは第四のフレーム部材３２８に連結されてもよい。或いは、モータのステータは第三のフレーム部材３２２に連結されてもよく、その一方で、モータのロータは第四のフレーム部材３２８に連結されてもよい。
【０２２８】
第四のフレーム部材３２８は、ＵＡＶ等の可動物体に連結されるべく構成されてもよい。第四のフレーム部材３２８は、１つ、２つ、３つ、又はそれ以上の連結部材３３０を含むことができ、これらは可動物体と直接係合して、第四のフレーム部材３２８と可動物体の連結を容易にするべく構成される。代替的な実施形態において、第四のフレーム部材３２８は、支持機構の一部ではなく、可動物体の一部であってもよい。或いは、第四のフレーム部材３２８は、例えば動的ビデオ撮影又は写真撮影を容易にするために、人によって支えられてもよい。
【０２２９】
各種の実施形態において、支持機構のアクチュエータ部材３１０、３１８、及び３２４は、（例えば、機械的ギアボックスを介した）電力低減を伴わない、あらゆる適当な直接駆動モータを含むことができる。有利な点として、このような直接駆動モータは、従来の非直接的駆動機構と比較して、（例えば、機械的歯車の摩擦における電力損失を削減することによって）効率を改善し、寿命を延ばし、応答時間を高速化し、より精密な制御を実現できる。
【０２３０】
幾つかの実施形態において、支持機構は、支持機構又は支持機構により支持される搭載物の状態の判断に有益な１つ又は複数の支持機構センサを含む。状態情報は、支持機構、そのコンポーネント、及び／又は搭載物に関する空間配置（例えば、位置、方位、若しくは姿勢）、速度（例えば、線若しくは角速度）、加速度（例えば、線若しくは角加速度）、及び／又はその他の情報を含んでいてもよい。幾つかの実施形態において、センサデータから取得され、又は計算された状態情報は、支持機構のコンポーネント（例えば、フレーム部材）の回転を制御するためのフィードバックデータとして使用されてもよい。このような支持機構センサの例としては、運動センサ（例えば、加速度計）、回転センサ（例えば、ジャイロスコープ）、慣性センサ、及びその他が含まれていてもよい。
【０２３１】
支持機構センサは、支持機構の何れの適当な部分又は複数の部分（例えば、フレーム部材及び／又はアクチュエータ部材）に連結されてもよく、ＵＡＶに関して移動可能であっても、そうでなくてもよい。それに加えて、又はその代わりに、支持機構センサの少なくとも幾つかは、支持機構により支持される搭載物に直接連結されてもよい。例えば、第一のフレーム部材３０８はセンサ３１２に連結されてもよい。第一のフレーム部材３０８が搭載物に強固に連結されている場合、センサ３１２が受ける移動又は運動は、搭載物が受けるものと実質的に同じでありうる。そのため、センサ３１２は、搭載物の姿勢情報を測定するために使用できる。幾つかの実施形態において、センサ３１２は第一のフレーム部材３０８ではなく、搭載物に直接連結されてもよい。ゼロ、１、又は複数のセンサが第一のフレーム部材、第二のフレーム部材、第三のフレーム部材、及び／又は第四のフレーム部材に固定されてもよい。
【０２３２】
支持機構センサは、支持機構のアクチュエータ部材の幾つか又は全部と連結されてもよい。例えば、３つの支持機構センサは、それぞれ支持機構のアクチュエータ部材３１０、３１８、及び３２４に連結され、それぞれのアクチュエータ部材３１０、３１８、及び３２４の駆動を測定するべく構成できる。このようなセンサは、電位差計又はその他の同様のセンサを含むことができる。ある実施形態において、センサ（例えば、電位差計）は、モータのモータシャフトに嵌め付けて、モータロータとモータステータの相対位置を測定し、それによってロータとステータの相対位置を測定して、それを表す位置信号を生成するようにできる。ある実施形態において、各アクチュエータに連結されたセンサは、それが測定する対応するアクチュエータ部材のための位置情報を提供するべく構成される。例えば、第一の電位差計は、第一のアクチュエータ部材３１０に関する第一の位置信号を生成するために使用でき、第二の電位差計は第二のアクチュエータ部材３１８に関する第二の位置信号を生成するために使用でき、第三の電位差計は、第三のアクチュエータ部材３２４に関する第三の位置信号を生成するために使用できる。幾つかの実施形態において、支持機構センサは、支持機構のフレーム部材の幾つか又は全部に連結されてもよい。センサは、支持機構及び／又は画像取得装置の１つ、２つ、３つ、４つ、又はそれ以上のフレーム部材に関する情報を伝達できてもよい。センサデータは、画像取得装置の、可動物体及び／又は参照フレームに関する位置及び／又は方位を判断するために使用されてもよい。
【０２３３】
支持機構センサは、位置及び／又は方位データを供給でき、これは支持機構及び／又は可動物体上の１つ又は複数のコントローラ（図示せず）に送信されてもよい。センサデータは、フィードバックに基づく制御方式において使用できる。この制御方式は、２つ、３つ、４つ、５つ、又はそれ以上のモータ等、複数のアクチュエータ部材の駆動を制御するために使用できる。１つ又は複数のコントローラは、支持機構上、又は支持機構を支持する可動物体上にあってもよく、アクチュエータ部材を駆動するための制御信号を生成できる。幾つかの例において、制御信号は、支持機構又は支持機構により支持される搭載物の空間配置を示す、支持機構センサから受け取ったデータに基づいて生成できる。支持機構センサは、本明細書において前述したように、支持機構又は搭載物上に配置されてもよい。コントローラにより生成される制御信号は、第一のアクチュエータドライバ、第二のアクチュエータドライバ、及び／又は第三のアクチュエータドライバによって受け取ることができる。制御信号に基づいて、第一、第二、及び／又は第三のアクチュエードライバは、第一の、第二、及び／又は第三のアクチュエータ部材を制御して、例えば支持機構の１つ又は複数のコンポーネントの回転を起こさせてもよい。アクチュエータドライバは、対応するアクチュエータ部材の駆動を制御し、位置信号を対応するセンサ（例えば、電位差計）から受け取るのに適したハードウェア及び／又はソフトウェアコンポーネントを含むことができる。制御信号をアクチュエータドライバに同時に送信して、作動部材を同時に駆動することができる。或いは、制御信号をアクチュエータドライバに逐次的に、又はその中の１つのみに送信できる。有利な点として、この制御方式は、支持機構のアクチュエータ部材を駆動するためのフィードバック制御を提供し、それによって支持機構コンポーネントのより精密で正確な回転を可能にできる。
【０２３４】
幾つかの例において、支持機構はＵＡＶに、１つ又は複数の減衰要素３３２を介して連結できる。減衰要素は、可動物体（例えば、ＵＡＶ）の移動により引き起こされる積載物（例えば、搭載物、支持機構、又はその両方）の移動を減少させ、又は排除するべく構成できる。減衰要素は、連結された積載物の運動を減衰するのに適した何れの要素を含むこともでき、例えば能動的減衰要素、受動的減衰要素、又は能動及び受動的減衰特性の両方を持ち合わせるハイブリッド減衰要素等を含むことができる。本明細書において提供される減衰要素により減衰される運動としては、振動、発振、動揺、又は衝撃のうちの１つ又は複数を含むことができる。このような運動は、例えば第四のフレーム部材３２８を介して積載物に送信される可動物体の運動から生じるかもしれない。例えば、運動は、ＵＡＶの推進システム及び／又はその他のコンポーネントの動作によって引き起こされる振動を含んでいてもよい。
【０２３５】
減衰要素は、積載物に伝達される運動の量を消散又は軽減させて（例えば、振動隔離する）、積載物を不要な運動の発生源から隔離することによって、運動を減衰させてもよい。減衰要素は、本来であれば積載物が受けるはずの運動の大きさ（例えば、振幅）を約１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、８５％、９０％、又は１００％より大きいか、それと同等なだけ減少させてもよい。幾つかの例において、減衰要素は特定の周波数を有する運動を減少させるように構成できる。例えば、幾つかの減衰要素は高周波数の運動を減少させることができ、その一方で、その他の減衰要素は低周波数の運動を減少させるこができる。減衰要素は、約０．５Ｈｚ、１Ｈｚ、５Ｈｚ、１０Ｈｚ、２０Ｈｚ、３０Ｈｚ、４０Ｈｚ、５０Ｈｚ、１００Ｈｚ、２００Ｈｚ、３００Ｈｚ、４００Ｈｚ、５００Ｈｚ、６００Ｈｚ、７００Ｈｚ、８００Ｈｚ、９００Ｈｚ、又は１０００Ｈｚより大きいか、これと等しい周波数を有する運動を減衰させることができる。或いは、減衰要素は約０．５Ｈｚ、１Ｈｚ、５Ｈｚ、１０Ｈｚ、２０Ｈｚ、３０Ｈｚ、４０Ｈｚ、５０Ｈｚ、１００Ｈｚ、２００Ｈｚ、３００Ｈｚ、４００Ｈｚ、５００Ｈｚ、６００Ｈｚ、７００Ｈｚ、８００Ｈｚ、９００Ｈｚ、又は１０００Ｈｚより大きいか、これと等しい周波数より低い、又はこれと等しい周波数を有する運動を減衰させることができる。減衰要素により適用される運動の減衰は積載物を安定化させるために使用されてもよく、これによって積載物（例えば、画像取得装置）により取得された画像の品質が改善されるほか、取得された画像に基づいてパノラマ画像を生成するのに必要な画像つなぎ合わせステップの計算の複雑さが改善される。
【０２３６】
本明細書において記載されている減衰要素は、固体、液体、又は気体材料を含め、何れの適当な材料又は材料の組合せからも形成できる。減衰要素に使用される材料は、圧縮可能及び／又は変形可能であってもよい。例えば、減衰要素は、スポンジ、発泡材、ゴム、ゲル、及びその他で製作できる。例えば、減衰要素は、図３に示されるように、実質的に球形のゴムボールを含むことができる。減衰要素は、実質的に球形、長方形、円柱形、及びその他等、何れの適当な形状とすることもできる。その代わりに、又はこれに加えて、減衰要素は圧電材料、又は形状億材料を含むことができる。減衰要素は、１つ又は複数の機械的要素、例えばバネ、ピストン、油圧、空気圧、ダッシュポット、アイソレータ、及びその他を含むことができる。減衰要素の特性は、所定の量の運動減衰を提供するように選択できる。例えば、減衰要素は特徴的な硬さを有していてもよく、これは減衰要素のヤング率に対応してもよい。ヤング係数は、約０．０１ＧＰａ、０．０５ＧＰａ、０．１ＧＰａ、０．２ＧＰａ、０．３ＧＰａ、０．４ＧＰａ、０．５ＧＰａ、０．６ＧＰａ、０．７ＧＰａ、０．８ＧＰａ、０．９ＧＰａ、１ＧＰａ、又は５ＧＰａより大きいか、これと等しくてもよい。或いは、ヤング係数は、約０．０１ＧＰａ、０．０５ＧＰａ、０．１ＧＰａ、０．２ＧＰａ、０．３ＧＰａ、０．４ＧＰａ、０．５ＧＰａ、０．６ＧＰａ、０．７ＧＰａ、０．８ＧＰａ、０．９ＧＰａ、１ＧＰａ、又は５ＧＰａより小さいか、これと等しくてもよい。幾つかの例において、減衰要素は粘弾性特性を有していてもよい。減衰要素の特性は、等方性でも異方性でもよい。例えば、減衰要素は、すべての運動方向に沿って等しい運動減衰を提供してもよい。反対に、減衰要素は運動方向の一部のみに沿って（例えば、１つの運動方向に沿って）運動減衰を提供してもよい。例えば、図３に示されるような減衰要素は、主としてＹ（ヨー）軸３０６に沿った減衰を提供してもよい。それゆえ、図の減衰要素は、垂直運動を減少させるべく構成できる。
【０２３７】
本明細書に記載されている実施形態は、単独の種類の減衰要素（例えば、ゴムボール）を利用するように描かれているが、当然のことながら、減衰要素の種類の何れの適当な組合せも使用できる。例えば、支持機構は、何れの適当な種類（複数の場合もある）の１つ、２つ、３つ、４つ、又はそれ以上の減衰要素を使って可動物体に連結されてもよい。減衰要素は、同じ、又は異なる特徴又は特性、例えば硬さ、粘弾性、及びその他を有していてもよい。各減衰要素は、積載物の異なる部分に、又は積載物の特定部分のみに連列できる。例えば、減衰要素は積載物と可動物体との間の接触又は連結点又は面の付近（例えば、第四のフレーム部材３２８の連結部材３３０の付近）に位置付けられてもよい。幾つかの例において、積載物は、１つ又は複数の減衰要素の中に埋め込まれ、又はそれによって包囲されることが可能である。
【０２３８】
幾つかの実施形態において、残留振動又はその他の擾乱が、減衰要素の効果が加えられた後であっても支持機構に伝えられる。例えば、幾つかの例において、減衰要素はより低い周波数の擾乱を排除するように構成されてもよく、その一方で、より高い周波数の振動は依然として支持機構に伝えられる。このような残留擾乱は、安定化支持機構コンポーネントの回転によって軽減又は排除され、支持機構により支持される搭載物を可動物体に関して安定化させることができる。支持機構コンポーネントの回転は、前述のように、コントローラにより生成される制御信号に応答してアクチュエータ部材により駆動されてもよい。例えば、制御信号は、搭載物を逆回転させて、可動物体からの運動を補償できる。各種の実施形態において、制御信号は、ＵＡＶセンサのみから、支持機構用の支持機構センサのみから、又はその組合せからのセンサデータに基づいて生成されてもよい。
【０２３９】
幾つかの実施形態において、前述のように、支持機構はＸ（ピッチ）軸３０２とＺ（ロール）軸３０４に関して搭載物を安定化するべく構成され、それと同時に、搭載物がパノラマ画像を取得する際に搭載物をＹ（ヨー）軸の周囲で回転させる。支持機構により提供される安定化は、搭載物の、それが画像を取得するために動作する時の動揺、振動、又はその他の意図しない運動を大幅に減少させることができ、それによって取得された画像の品質を改善し、パノラマ画像を生成するための画像のつなぎ合わせに関わる計算の複雑さを軽減させる。このような計算の軽減によって、このような画像つなぎ合わせの全てを可動物体の上で実行することが可能となる。
【０２４０】
幾つかの例において、支持機構は、特定の周波数を有する運動を軽減させるべく構成できる。例えば、支持機構は、０．５Ｈｚ、１Ｈｚ、５Ｈｚ、１０Ｈｚ、２０Ｈｚ、３０Ｈｚ、４０Ｈｚ、５０Ｈｚ、１００Ｈｚ、２００Ｈｚ、３００Ｈｚ、４００Ｈｚ、５００Ｈｚ、６００Ｈｚ，７００Ｈｚ、８００Ｈｚ、９００Ｈｚ、１０００Ｈｚ、１１００Ｈｚ、２０００Ｈｚ、又はその他より高いか、これと等しい周波数を有する運動を軽減させるべく構成されてもよい。或いは、支持機構は、０．５Ｈｚ、１Ｈｚ、５Ｈｚ、１０Ｈｚ、２０Ｈｚ、３０Ｈｚ、４０Ｈｚ、５０Ｈｚ、１００Ｈｚ、２００Ｈｚ、３００Ｈｚ、４００Ｈｚ、５００Ｈｚ、６００Ｈｚ，７００Ｈｚ、８００Ｈｚ、９００Ｈｚ、１０００Ｈｚ、１５００Ｈｚ、２０００Ｈｚ、又はその他より低いか、これと等しい周波数を有する運動を軽減させるべく構成されてもよい。幾つかの実施形態において、支持機構は比較的高い周波数を有する運動を減少させるべく構成されてもよく、その一方で減衰要素は比較的低い周波数を有する運動を減少させるべく構成されてもよい。幾つかの他の実施形態において、支持機構は比較的低い周波数を有する運動を減少させるべく構成されてもよく、その一方で減衰要素は比較的高い周波数を有する運動を減少させるべく構成されてもよい。
【０２４１】
図４は、実施形態による例示的な支持機構４００の側面図を示す。支持機構４００は、画像取得装置等の搭載物をＵＡＶ等の可動物体に連結するために使用できる。支持機構４００は、図３において上述した支持機構３００と同様である。
【０２４２】
支持機構４００は、搭載物が最高３つの軸、即ち、Ｘ即ちピッチ軸（図示せず）、Ｚ即ちロール軸４０４、及びＹ即ちヨー軸４０６の周囲で回転できるようにするべく構成できる。３つの軸は相互に直交しても、しなくてもよい。３つの軸は相互に交差しても、しなくてもよい。
【０２４３】
支持機構４００は、図３において説明した第一のフレーム部材３０８、第二のフレーム部材３１６、第三のフレーム部材３２２、及び第四のフレーム部材３２８と同様に、第一のフレーム部材４０８、第二のフレーム部材４１６、第三のフレーム部材４２２、及び第四のフレーム部材４２８を含むことができる。
【０２４４】
フレーム部材の各々は、図３において述べた直接駆動アクチュエータ部材と同様の直接駆動アクチュエータ部材によってそれぞれの軸の周囲で回転するように駆動されてもよい。例えば、第一のフレーム部材４０８は、第一のアクチュエータ部材４１０によってＸ即ちピッチ軸の周囲で回転するように駆動される。第二のフレーム部材４１６は、第二のアクチュエータ部材４１８によってＺ即ちロール軸４０４の周囲で回転するように駆動される。第三のフレーム部材４２２は、第三のアクチュエータ部材４２４によってＹ即ちヨー軸４０６の周囲で回転するように駆動される。第三のアクチュエータ部材により、第三のフレーム部材が約３６０度又はそれ以上、例えば本明細書の別の箇所に記載されているその他あらゆる度数だけ回転できるようにしてもよい。フレーム部材は、Ｙ即ちヨー軸の周囲で無制限に回転してもよい。
【０２４５】
支持機構４００には、搭載物又は支持機構のコンポーネントの空間配置を検出するべく構成された複数の支持機構センサを組み込むことができる。支持機構センサは、図３において説明した支持機構センサと同様であってもよい。例えば、センサ４１２は、第一のフレーム部材４０８に、又は搭載物に直接連結されてもよく、搭載物の空間配置を測定する。これに加えて、支持機構センサの幾つか（例えば、電位差計及び／又はジャイロスコープ）は、アクチュエータ部材に連結されて、アクチュエータ部材のそれぞれの回転を測定してもよい。支持機構から得られたセンサデータは、図３において説明したように、アクチュエータ部材のフィードバック制御を提供し、及び／又は搭載物を安定化させて所定の空間配置を保持させるために使用されてもよい。
【０２４６】
支持機構４００は、可動物体に、可動物体の移動により引き起こされる支持機構への運動（例えば、ＵＡＶの推進システムにより引き起こされる振動）を減少させるべく構成された１つ又は複数の減衰要素４３２を介して連結されてもよい。減衰部材４３２は、図３において上述した減衰要素３３２と同様であってもよい。幾つかの実施形態において、減衰部材は上板４２９と下板４２６のペアの間に配置され、これに連結されてもよい。上板４２９は、可動物体の一部と直接又は間接に係合するべく構成された連結部材４３０の一部であってもよい。下板４２６は、支持機構の第四のフレーム部材４２８の一部であってもよい。
【０２４７】
様々な実施形態において、このような上板及び下板のこのようなペアが幾つ使用されてもよい。例えば、１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、又はそれ以上のこのようなペアがあってもよい。上板と下板の各ペア間に、何れの適当な数の減衰部材があってもよい。例えば、上板と下板の各ペア間に１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、又はそれ以上の減衰部材があってもよい。使用される上板と下板のペアと減衰部材の正確な数は、可動物体、支持機構、及び／又は搭載物の特性、例えば支持機構及び／又は搭載物の重量、搭載物に必要な振動減衰、可動物体からの運動の特性、及びその他に依存してもよい。
【０２４８】
図３〜４は３軸支持機構を示しているが、本明細書で説明した技術は一般に２軸又は１軸支持機構の実施形態にも適用されると理解される。３軸支持機構が示されているが、支持機構はまた２軸又は１軸とすることもできる。
【０２４９】
図５〜８は、幾つかの実施形態による、支持機構により実行される例示的な種類の搭載物の安定化を示す。支持機構は、このような安定化を、それがパノラマ動作モード下で搭載物をＹ（ヨー）軸の周囲で回転させるのと実質的に同時に行ってもよい。このような安定化は、支持機構を支持する可動物体が特定の位置でホバリングしている間に実行されてもよい。このような安定化は、可動物体の、そのホバリング中の位置又は方位の若干の変化を受容可能であってもよい。
【０２５０】
図５〜６は、搭載物の所定の配置を保持するための、Ｚ（ロール）軸に沿った搭載物の例示的な安定化を示している。図のように、ＵＡＶ等の可動物体５０２は、支持機構等の支持機構５０６を介して画像取得装置等の搭載物５０４を支持する。搭載物５０４が周囲環境の安定な画像を取得できるようにするために、可動物体５０２は、特定の位置でホバリングし、特定の配置を保持するべく構成されてもよい。その一方で、支持機構５０６は、搭載物５０４をＹ（ヨー）軸の周囲で回転させて、回転面が地面に実質的に平行になるようにするべく構成されてもよい。このために、支持機構５０６は、搭載物を少なくともＺ（ロール）軸５０８に関する移動に対して安定化させるべく構成されてもよい。
【０２５１】
例えば、図５に示されるように、可動物体５０２がＺ（ロール）軸の周囲で反時計回り方向５１４に傾くと、支持機構５０６は搭載物５０４をＺ（ロール）軸５０８の周囲でそれに対応する時計回り方向５１６に回転させ、所定の配置を保持させてもよい。所定の配置は、地面に関して水平な位置であってもよい。搭載物５０４が画像取得装置である時、画像取得装置の光軸は、地面と実質的に整合し、又はこれと平行に保たれてもよい。図６に示されるように、可動物体５０２がＺ（ロール）軸５０８の周囲で時計回り方向５１８に傾くと、支持機構５０６は搭載物５０４をＺ（ロール）軸５０８の周囲でそれに対応する反時計回方向５２０に回転させ、所定の配置を保持させてもよい。Ｚ（ロール）軸５０８の周囲でのこのような回転は、Ｚ（ロール）軸５０８に関連するアクチュエータ部材、例えば図３及び４においてそれぞれ説明されたアクチュエータ部材３１８及び４１８等によって起こされてもよい。
【０２５２】
これに加えて、前述のように、可動物体５０２と支持機構５０６との間に配置された減衰要素は、不要な運動を排除して、搭載物５０４に関する所定の（例えば、水平の）空間配置を実現しやすくするために使用されてもよい。例えば、可動物体が片側に向かって傾いた場合、可動物体のそちら側の近くに配置された減衰部材が縮んでもよく、その一方で、そちら側から離れて配置された減衰部材が伸び、支持機構及び、それゆえ搭載物が水平な配置を保つ。
【０２５３】
同様の安定化をＸ（ピッチ）軸についても実行できる。図７〜８は、搭載物の所定の配置を保持するための、Ｘ（ピッチ）軸に沿った搭載物の例示的な種類の安定化を示している。図のように、ＵＡＶ等の可動物体６０２は、支持機構６０６を介して画像取得装置等の搭載物６０４を支持する。搭載物６０４が周囲環境の安定な画像を取得できるようにするために、可動物体６０２は、特定の位置でホバリングし、特定の配置を保持するべく構成されてもよい。その一方で、支持機構６０６は、搭載物６０４をＹ（ヨー）軸の周囲で回転させて、回転面が地面に実質的に平行になるようにするべく構成されてもよい。このために、支持機構６０６は、搭載物を少なくともＸ（ピッチ）軸６１０に関する移動に対して安定化させるべく構成されてもよい。
【０２５４】
例えば、図７に示されるように、可動物体６０２がＸ（ピッチ）軸の周囲で反時計回り方向６１４に傾くと、支持機構６０６は搭載物６０４をＸ（ピッチ）軸６１０の周囲でそれに対応する時計回り方向６１６に回転させ、所定の配置（例えば、地面に関して水平）を保持させてもよい。前述のように、搭載物６０４が画像取得装置である時、画像取得装置の光軸は、地面と実質的に整合し、又はこれと平行に保たれてもよい。図８に示されるように、可動物体６０２がＸ（ピッチ）軸６１０の周囲で時計回り方向６１８に傾くと、支持機構６０６は搭載物６０４をＸ（ピッチ）軸６１０の周囲でそれに対応する反時計回方向６２０に回転させ、所定の配置を保持させてもよい。Ｘ（ピッチ）軸６１０の周囲でのこのような回転は、Ｘ（ピッチ）軸６１０に関連するアクチュエータ部材、例えば図３及び４においてそれぞれ説明されたアクチュエータ部材３１０及び４１０等によって起こされてもよい。
【０２５５】
前述のように、可動物体６０２と支持機構６０６との間に配置された減衰要素はまた、搭載物６０４に関する所定の（例えば、水平の）配置を保持しやすくし、又はそれ以外にこれに貢献できる。
【０２５６】
Ｘ（ピッチ）軸に沿った安定化は、図５〜６において説明したＺ（ロール）軸に関する安定化に加えて、又はその代わりに、搭載物がＹ（ヨー）軸の周囲で回転し、途中で画像を取得している間に行われてもよい。幾つかの実施形態において、Ｘ及びＺ軸に沿った安定化は独立して行われてもよい。他の実施形態において、１つの軸に沿った安定化は、他方の軸に沿った安定化に依存していてもよい。幾つかの実施形態において、両方の軸に沿った安定化は実質的に同時に行われてもよい。或いは、異なる軸に沿った安定化は逐次的に行われてもよい。
【０２５７】
前述のように、搭載物が下の地面と実質的に平らになるような方法で回転することが望ましいかもしれない。回転軸は、下の地面に実質的に垂直であってもよい。これによって、地面と水平なパノラマ画像を取得することができる。他の例では、搭載物は、地面と平行とならないような方法で回転してもよい。例えば、回転軸は下の地面に関してやや目で会って、地面と平行である必要のあるパノラマ画像を取得できるようにしてもよい。
【０２５８】
図９は、実施形態によるパノラマ画像生成を実行するための例示的なプロセス７００を示している。プロセス７００の各局面は、本明細書に記載されているように可動物体、例えばＵＡＶに搭載された１つ又は複数のプロセッサ、可動物体に搭載されていない１つ又は複数のプロセッサ、又はそれらの組合せによって行われてもよい。プロセス７００（又は、本明細書に記載されているその他のあらゆるプロセス、又は変形、及び／又はそれらの組合せ）の幾つか又は全部の局面は、実行可能な命令で構成される１つ又は複数のコンピュータ／制御システムの制御下で行われてもよく、１つ又は複数のプロセッサ上で実行されるコード（例えば、実行可能な命令、１つ又は複数のコンピュータプログラム、又は１つ又は複数のアプリケーション）として、ハードウェアによって、又はそれらの組合せで実装されてもよい。コードは、コンピュータ読取可能記憶媒体上に、例えば、１つ又は複数のプロセッサにより実行可能な複数の命令を含むコンピュータプログラムの形態で記憶されてもよい。コンピュータ読取可能記憶媒体は非一時的であってもよい。動作が説明されている順番は限定的と解釈されるものではなく、説明されている動作の幾つを何れの順番で、及び／又は平行して組み合わせて、プロセスを実行してもよい。
【０２５９】
プロセス７００は、可動物体を所定の位置で、及び／又は所定の空間配置でホバリングした状態にさせるステップ７０２を含む。可動物体は、画像取得装置等の搭載物を、本明細書で記載されているような支持機構を介して支持するべく構成できる。特に、支持機構は、搭載物が少なくとも２つの軸、例えばＸ（ピッチ）軸とＹ（ヨー）軸の周囲で可動物体に関して回転できるようにしてもよい。これに加えて、支持機構は、搭載物が第三の軸、例えばＺ（ロール）軸の周囲で回転できるようにしてもよい。
【０２６０】
幾つかの実施形態において、可動物体は、遠隔端末によって所定のホバリング位置に到達させるように制御される。或いは、可動物体は、所定の位置まで、例えば所定の位置のＧＰＳ位置に基づくか、又は計画された飛行経路に従うことによって自律的に航行してもよい。所定の位置に到達すると、可動物体は自律的にホバリングモードに切り替わるか、それに切り替わるように遠隔的に制御されてもよく、それによって可動物体は所定のホバリング位置において所定の空間配置を保持する。
【０２６１】
可動物体の空間配置は、可動物体の推進システムを制御する１つ又は複数のコントローラによって保持されてもよい。このようなコントローラとしては、可動物体に搭載された飛行コントローラが含まれていてもよい。コントローラは、上述のもののような、可動物体に連結された１つ又は複数の状態センサ（例えば、位置センサ、運動センサ、回転センサ、慣性センサ、及びその他）からの入力を受け取って、可動物体の所定の配置からの偏差を検出してもよい。このような偏差には例えば、並進移動、回転、及びその他が含まれていてもよい。検出された偏差に応答して、飛行コントローラは、推進システム又はその何れかのコンポーネントに制御信号を出力して、可動物体の配置を調整し、検出された偏差を補正するべく構成されてもよい。ホバリング中、可動物体はそのポジショニングにおいて大きくずれないかもしれない。例えば、可動物体はそれがホバリングを開始した時のその初期位置から約１ｍ、７０ｃｍ、５０ｃｍ、３０ｃｍ、２０ｃｍ、１５ｃｍ、１０ｃｍ、７ｃｍ、５ｃｍ、３ｃｍ、２ｃｍ、又は１ｃｍ以内に留まっているかもしれない。
【０２６２】
可動物体が所定の位置でホバリングしている間に、パノラマ画像撮影が、可動物体により支持される画像取得装置を第一の軸の周囲で特定の角度だけ回転させるステップ７０４によって開始されてもよい。角度は３６０度を超えても、超えなくてもよい。回転は、支持機構により起こされてもよい。第一の軸は地面に対して実質的に垂直なＹ（ヨー）軸を含んでいてもよい。第一の軸の周囲での回転中に、画像取得装置は、周期的に画像を取得するべく（７０６）構成されてもよい。各画像が取得されると、可動物体、支持機構、及び／又は画像取得装置の空間配置を反映するセンサデータが取得された画像と関連付けられてもよい。このようなセンサデータは、画像取得装置の位置及び／又は配置を推測するために使用されてもよい。センサデータは、画像つなぎ合わせステップを簡素化するためにも使用されてよい。例えば、センサデータは、画像つなぎ合わせステップに関連する探索動作（例えば、画像位置合わせ）の範囲を限定するために使用されてもよい。
【０２６３】
図１０は、実施形態による、画像取得装置によるパノラマ画像撮影の例示的なプロセスを示す。画像取得装置は空中の点８０１にあると仮定する。パノラマ画像撮影モードでは、画像取得装置は紙に対して垂直な軸の周囲で特定の方向（例えば、時計回り又は反時計回り方向）に回転し、その間に周期的に画像を取得するべく構成されている。幾つかの実施形態において、回転の速さは経時的に実質的に一定である。他の実施形態において、回転の早さは経時的に変化する。更に、画像取得装置の視野（ＦＯＶ）はパノラマ画像撮影プロセス中を通じてθ度を保つものと仮定し、θは何れの適当な正の数字とすることもでき、例えば３０度、６０度、９０度、１２０度、１５０度、１８０度、２１０度、２４０度、２７０度、又はその他である。画像取得装置が回転すると、隣接する画像の少なくとも幾つかの視野（ＦＯＶ）は重複して、画像のつなぎ合わせが容易となる。幾つかの実施形態において、画像取得装置のＦＯＶは、装置の回転中に変化させることができる。
【０２６４】
時間ｔ１で、上述のようなパノラマ画像撮影プロセスが開始する。幾つかの実施形態において、画像取得装置は最初の画像８０２を取得してから、時計回り方向への回転を開始する。ｔ１付近の画像取得装置のＦＯＶ（θ度）と光軸の方向８０３が示されている。或いは、画像取得装置は、特定の角度だけ回転して画像の取得を開始するべく構成されてもよい。
【０２６５】
その後、時間ｔ２で、又はその付近で画像取得装置は第二の画像８０４を補捉する。回転は、画像が取得された時に短時間（例えば、０．１秒、０．２秒、０．５秒、又は１秒）停止し、画像の品質を向上させてもよい。或いは、回転は連続的であってもよく、画像取得装置が回転中に画像が撮影される。第二の画像８０４が取得された時点で、画像取得装置は、前の画像以降β１度回転しており、β１は何れの正の数字とすることもできる。ＦＯＶの回転は、８０３から８０５への画像取得装置の光軸の回転によって示されている。隣接画像間が確実に重複するために、β１は典型的に、θ（画像取得装置のＦＯＶ）より小さい。それゆえ、第一及び第二の画像のＦＯＶ間に重複角度α１  ８１０があり、α１＝θ−β１である。例えば、θ＝１００の場合、β１＝４０、すると、α１＝６０となる。
【０２６６】
その後、時間ｔ３で、又はその付近で、画像取得装置は第二の画像８０６を取得する。回転は、画像が取得された時に短時間（例えば、０．１秒、０．２秒、０．５秒、又は１秒）停止し、画像の品質を向上させてもよい。或いは、回転は連続的であってもよく、画像は画像取得装置が回転中に撮影される。第三の画像８０６が取得された時点で、画像取得装置は前の画像以降β２度回転しており、β２は何れの正の数字とすることもできる。ＦＯＶの回転は、８０５から８０７への画像取得装置の光軸の回転によって示されている。隣接画像間が確実に重複するために、β２は典型的に、θ（画像取得装置のＦＯＶ）より小さい。それゆえ、第二及び第三の画像のＦＯＶ間に重複角度α２  ８１２があり、α２＝θ−β２である。例えば、θ＝１００の場合、β２＝４０となり、すると、α２＝６０となる。
【０２６７】
その後、時間ｔ４で、又はその付近で、画像取得装置は第二の画像８０８を取得する。回転は、画像が取得された時に短時間（例えば、０．１秒、０．２秒、０．５秒、又は１秒）停止し、画像の品質を向上させてもよい。或いは、回転は連続的であってもよく、画像は画像取得装置が回転中に撮影される。第三の画像８０８が取得された時点で、画像取得装置は、前の画像以降β３度回転しており、β３は何れの正の数字とすることもできる。ＦＯＶの回転は、８０７から８０９への画像取得装置の光軸の回転によって示されている。隣接画像間が確実に重複するために、β３は典型的に、θ（画像取得装置のＦＯＶ）より小さい。それゆえ、第一及び第二の画像のＦＯＶ間に、重複角度α３  ８１４があり、α３＝θ−β３である。例えば、θ＝１００の場合、β３＝４０となり、すると、α３＝６０となる。
【０２６８】
上述のパノラマ画像取得プロセスは、所定の期間にわたり継続してもよい。幾つかの実施形態において、パノラマ画像取得プロセスは、最後の画像のＦＯＶが第一の画像と重複する時に停止する。換言すれば、プロセスは、全ＦＯＶが３６０度を超えたときに停止する。この場合、パノラマ画像の全ＦＯＶψは時間ｔ４に３６０度を超える。例えば、図の例において、時間ｔ４の付近で第四の画像８０８のＦＯＶが第一の画像８０２のＦＯＶと角度α４だけ重複する。そのため、画像取得装置は、画像取得装置の光軸の回転が３６０度に到達する前に、時間ｔ４付近で回転を停止してもよい。他の実施形態において、パノラマ画像取得プロセスは、画像取得装置及び／又は画像取得装置の光軸が少なくとも３６０度回転してからでなければ停止しない。
【０２６９】
幾つかの実施形態において、パノラマ画像取得プロセスの局面は、例えば遠隔ユーザによって設定可能であってもよい。例えば、ユーザは、プロセスが開始する前に、プロセスに関する特定のパラメータを指定してもよい。このようなパラメータには、以下の１つ又は複数が含まれていてもよい。即ち、画像取得装置のＦＯＶ（例えば、θ）、隣接画像間の重複角度（例えば、α）、隣接画像間の回転角（例えば、β）、全パノラマ画像の視野（他えば、ψ）、取得すべき画像の総数（例えば、Ｎ）、隣接画像取得間の時間間隔、及び、画像取得装置に関連する特性、例えば被写界深度、焦点距離、ズームレベル、及びその他である。
【０２７０】
幾つかの実施形態において、パノラマ画像取得プロセスに関連するパラメータは、上述のようなユーザ提供のパラメータに基づいて自動的に計算できる。例えば、画像取得装置のＦＯＶ（例えば、θ）、隣接画像間の重複角度（例えば、α）、及び全パノラマ画像全体の視野（例えば、ψ）に基づき、撮影する必要のある画像の数Ｎを式、
【数１】
2017513245.tif 000003
で計算でき、式中、｜ｘ｜はｘを超えない最大の整数を表す。他の例として、隣接画像取得間の時間間隔は、パラメータの幾つかに基づいて計算されてもよい。幾つかの実施形態において、このような計算は、可動物体に搭載された１つ又は複数のプロセッサ、可動物体に搭載されていないプロセッサ、又はそれらの何れかの適当な組合せによって実行されてもよい。プロセッサは、画像取得装置の内側にあっても、外側にあってもよい。
【０２７１】
再び図９を参照すると、画像取得装置が第一の軸の周囲で回転して複数の画像を取得する時、画像取得装置の回転中に、画像取得装置を安定化させて、画像取得装置及び／又はその光軸を水平に保持することが好ましい。有利な点として、画像取得装置のこのような安定化は、隣接画像間の垂直変位の量を減らし、したがって、後述のように、パノラマ画像を生成するために必要な計算（例えば、画像つなぎ合わせ）を簡素化するのに役立つ。
【０２７２】
画像取得装置は少なくとも第二の軸に沿って安定化させることができ（７０８）、これはＸ（ピッチ）軸又はＺ（ロール）軸であってもよい。幾つかの実施形態において、画像取得装置は、第二の軸に加えて第三の軸の周囲の移動に対して安定化されてもよい。第二の軸はＸ（ピッチ）軸であってもよく、第三の軸はＺ（ロール）軸であってもよく、又はその逆であってもよい。
【０２７３】
画像取得装置はまた、１つ又は複数の並進軸に沿って安定化されてもよい。例えば、画像取得装置は、Ｘ軸、Ｙ軸、及び／又はＺ軸に沿った並進運動に関して安定化されてもよい。
【０２７４】
幾つかの実施形態において、上述の安定化は、少なくとも一部には、図４において論じたように、可動物体と支持機構との間に配置された１つ又は複数の減衰要素によって達成できる。減衰要素は、本来であれば支持機構に伝達され、画像取得装置の配置を変化させることになりうる運動を減少させ、又は排除するべく構成できる。
【０２７５】
幾つかの実施形態において、減衰要素により排除されない高周波数の振動等の残留擾乱が支持機構に伝えられる可能性がある。このような残留擾乱は、図５〜６及び図７〜８において説明したような支持機構により更に減少されてもよい。例えば、可動物体、支持機構、及び／又は画像取得装置に連結されたセンサは、支持機構のコントローラがこれを使用して、残留擾乱が検出された場合にその全てを補償し、安定化のための支持機構コンポーネントを逆回転させるための制御信号を発生させてもよい。
【０２７６】
幾つかの実施形態において、減衰要素は任意選択であってもよく、安定化は支持機構のみによって実行される。幾つかの実施形態において、追加の安定化機構が減衰要素と支持機構に加えて使用されてもよい。例えば、画像取得装置は、動作中の光軸を安定化させるための追加の減衰要素及び／又はジンバルサポートを（例えば、画像取得装置の内部に）含んでいてもよい。
【０２７７】
画像取得装置により取得された複数の画像に基づいて、可動物体に搭載された１つ又は複数のプロセッサによってパノラマ画像が生成されてもよい（７１０）。プロセッサのうちの少なくとも幾つかは、画像取得装置の内部にあってもよい。或いは、パノラマ画像を生成するために使用されるプロセッサの全てが画像測定装置の外部にあってもよい。幾つかの他の実施形態において、プロセッサの少なくとも幾つかは可動物体に搭載されていなくてもよい。
【０２７８】
画像取得装置により取得される画像は、何れの適当な画像つなぎ合わせアルゴリズム又はステップを使って一体に「つなぎ合わせ」られてもよい。幾つかの実施形態において、可動物体上で生成されるパノラマ画像が、１つ又は複数の遠隔端末に送信されて、表示、保存、又はさらに処理されてもよい。画像つなぎ合わせアルゴリズム又はステップは、画像取得装置及び／又はその光軸が、本明細書で述べられているように、支持機構及び／又は減衰要素により安定化されるため、簡易化されうる。
【０２７９】
それに加えて、又はその代わりに、画像つなぎ合わせステップは、少なくとも一部に隣接画像間の重複の程度によって、簡易化されてもよい。幾つかの実施形態において、隣接画像間の重複は、少なくとも３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、８５％、９０％、又はその他となるように構成される。幾つかの実施形態において、隣接画像間の重複は、多くとも５０％、６０％、７０％、８０％、８５％、９０％、又はその他となるように構成される。幾つかの実施形態において、隣接画像間の重複は、（両端の数値を含め）３０％〜５０％、３０％〜６０％、３０％〜７０％、３０％〜８０％、又は３０％〜９０％の間である。幾つかの実施形態において、隣接画像間の重複は、４０％〜５０％、４０％〜６０％、４０％〜７０％、４０％〜８０％、又は４０％〜９０％の間である。幾つかの実施形態において、隣接画像間の重複は、５０％〜６０％、５０％〜７０％、５０％〜８０％、又は５０％〜９０％の間である。幾つかの実施形態において、隣接画像間の重複は、６０％〜７０％、６０％〜８０％、又は６０％〜９０％の間である。幾つかの実施形態において、隣接画像間の重複は７０％〜８０％、又は７０％〜９０％の間である。幾つかの実施形態において、隣接画像間の重複は、８０％〜９０％の間である。さらに幾つかの他の実施形態において、隣接画像間の重複は９０％〜１００％の間である。前述のように、隣接画像間の重複の所期の程度は、ユーザにより設定されても、システムによってデフォルトにより提供されてもよい。所期の重複範囲で、システムは自動的に必要な画像取得間の回転角若しくは時間間隔、又は本明細書において記載されているようなパノラマ画像撮影プセスを制御するその他のパラメータを計算して、画像間の実際の重複が所期の重複に近くなるようにすることができる。
【０２８０】
一般に、画像つなぎ合わせには、画像位置合わせ、大域的位置合わせ、ブレンディング、及び／又はその他のステップを含むことができる。画像位置合わせは、画像のペアを関係付けける正しい整合を推定するステップを含む。各種のパラメータによる運動モデルが、１つの画像からのピクセル座標がどのように他の画像にマッピングされるかを説明するために使用されてもよい。パラメータによる運動モデルは、２次元（２Ｄ）又は平面変換、例えば、並進、ユークリッド（並進プラス回転）、アファン、又は投射変換をモデリングするために使用されてもよい。パラメータによる運動モデルは、３次元（３Ｄ）変換をモデリングするために使用されてもよい。画像位置合わせは、画像のペア間の整合を説明する適当な運動モデルのためのパラメータを推定するステップを含む。１つの方法は直接（ピクセルベースの）整合であり、これは画像を相互に関してシフト又はワープさせて、重複ピクセル間の適当な誤差メトリクス、例えば差分絶対値和（ＳＡＤ）又は差分２乗和（ＳＳＤ）等、重複するピクセル間の適当な誤差メトリクスを最小化する整合を推定する。テンプレート画像Ｉ０（ｘ）が離散ピクセル位置でサンプリングされた場合｛ｘｉ＝（ｘｉ，ｙｉ）｝、それがＩ１（ｘ）の中のどこにあるかを見つけたい。この問題の最小２乗法による解法は、ＳＳＤ関数
【数２】
2017513245.tif 000004
の最小値を求めることであり、
式中、ｕ＝（ｕ，ｖ）は変位、およびｅｉ２＝│Ｉ１（ｘｉ＋ｕ）−Ｉ０（ｘｉ）│は残留誤差である。
【０２８１】
誤差メトリクスを最適化するために、典型的には、特定の数のパラメータについて、各々関連する探索範囲での探索が行われる。パラメータの幾つかは、例えばＸ又はＹ軸に沿った並進変位又はベクトルを表してもよい。幾つかの他のパラメータは、回転の変化を表してもよい。ＳＳＤを解くには、入力としてｕの探索範囲が必要となる。一般に、ＳＳＤを解くことは典型的に、計算集約的であり、それはｕの探索範囲が広いからである。本明細書に記載されている支持機構により提供される安定化及びその他の安定化方法により、ｕの探索範囲を狭い範囲に限定し、それによって探索に必要な計算の量を減らすことができる。
【０２８２】
画像位置合わせのための他の方法は特徴に基づく方式であり、これには、各画像から顕著な特徴（又は関心点）を抽出し、これらの特徴をマッチさせて、大域的な対応を確立し、特徴マッチングに基づいて画像間の変換を推定することが関わる。特徴抽出方法は、Ｓｃａｌｅ−Ｉｎｖａｒｉａｎｔ  Ｆｅａｔｕｒｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ（ＳＩＦＴ）、Ｒｏｔａｔｉｏｎ−Ｉｎｖａｒｉａｎｔ  Ｆｅａｔｕｒｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ（ＲＩＦＴ）、Ｓｐｅｅｄｅｄ  Ｕｐ  Ｒｏｂｕｓｔ  Ｆｅａｔｕｒｅｓ（ＳＵＲＦ）、及びその他を含むことができる。特徴マッチングの間に、どの特徴が異なる画像の対応する位置から来ているかを判断する必要がある。何れの適当なアルゴリズムも特徴マッチングに使用でき、その例はＲａｎｄｏｍ  Ｓａｍｐｌｅ  Ｃｏｎｓｅｎｓｕｓ（ＲＡＮＳＡＣ）とＬｅａｓｔ  Ｍｅｄｉａｎ  ｏｆ  Ｓｑｕａｒｅｓ（ＬＭＳ）である。マッチした特徴点対応のセットが計算されると、２つの画像間の変換が、２つの画像を最もよく整合させる運動パラメータｐを推定することによって推定できる。
【０２８３】
本発明の態様によれば、パノラマ画像を生成するための画像つなぎ合わせステップの少なくとも１つは、少なくとも一部に、本明細書で開示されている、パノラマ画像の生成に使用される画像の取得のための技術が画像間の意図しないシフト及び／又は回転を実質的に低減化させるため、簡易化される。この技術は例えば、可動物体をホバリングさせるステップと、画像取得装置を実質的に安定な軸の周囲で回転させながら、画像取得装置を、本明細書で説明されているような支持機構及び／又は減衰要素を使って実質的に水平に保つことを含む。
【０２８４】
直接整合法が使用される場合、画像つなぎ合わせステップの簡易化には、探索対象パラメータの数及び／又はある探索パラメータに関連する探索範囲の縮小を含むことができる。例えば、探索対象パラメータの数は２に減らされてもよく、１つはＸ軸に沿った変位、１つはＹ軸に沿った変位についてである。実際には、隣接画像ペア間の変換は、並進だけを含み、回転を含まないと仮定される。他の実施形態において、探索対象パラメータの数は、他の何れの適当な数、例えば１、３、４、及びその他に減らされてもよい。
【０２８５】
それに加えて、又はその代わりに、探索パラメータの各々に関連する探索範囲が縮小されてもよい。例えば、ある探索パラメータに対応する探索ベクトルに沿って探索されるべきピクセルの範囲が縮小されてもよい。幾つかの実施形態において、Ｙ軸に沿った探索範囲は、画像の高さの２％以下に限定される。例えば、画像の高さが１０８０ピクセルであるとすると、垂直範囲は約２０ピクセルであるか、プラスマイナス１０（＋／−１０）ピクセルの範囲である。他の実施形態において、Ｙ軸に沿った探索範囲は１％、２％、３％、５％、又は１０％以下に限定されてもよい。幾つかの実施形態において、Ｘ軸に沿った探索範囲は、連続画像取得間の画像取得装置の回転角（例えば、β）に対応するピクセル数以下に限定される。幾つかの実施形態において、探索パラメータのうちの幾つかに関連する探索範囲は、実験結果に基づいて設定されてもよい。幾つかの実施形態において、異なる分解能の探索範囲のパラメータは、事前に（例えば、実験セットアップ中に）校正できる。例えば、回転誤差は実験に基づいて校正できる。校正された回転誤差をｅｒｒとすると、Ｘ軸の探索範囲は幅＊
【数３】
2017513245.tif 000005
に大まかに設定でき、幅は試験時の分解能での画像の水平の大きさ、ＦＯＶは視野である。
【０２８６】
幾つかの実施形態において、補間操作であってもよい。典型的には、変位ｕが分数である場合、補間操作がＩ１に適用される。補間操作の省略により、計算を簡素化できる。
【０２８７】
特徴に基づく方法が使用される場合、画像つなぎ合わせステップの簡素化は、２つの重複する画像を最もよく整合する運動パラメータｐの推定の簡素化を含むことができる。支持機構は、画像取得装置を安定化させ、所定の配置を保持するべく構成される。理想的には、画像取得装置の姿勢は同じ状態にタ待たれるべきである。しかしながら、可動物体の姿勢推定における偏差（例えば、誤差）により、画像取得装置に関する姿勢推定の偏差は、可動物体のそれと同じであるべきである。特徴に基づく方法が使用される場合、支持機構により行われる安定化は、姿勢推定（例えば、Ｙ軸に沿った）の偏差（誤差）を小さくすることを保証でき、それゆえ、画像つなぎ合わせステップ全体が簡易化される。
【０２８８】
可動物体の推定姿勢の偏差が、ｎ番目の画像が取得された時に
【数４】
2017513245.tif 000006
であり、
【数５】
2017513245.tif 000007
がｘ軸に沿ったベクトル偏差、
【数６】
2017513245.tif 000008
がｙ軸に沿ったベクトル偏差、
【数７】
2017513245.tif 000009
がｚ軸に沿ったベクトル偏差、Δρｎが回転角偏差であるとする。支持機構の回転軸の周囲の偏差の回転軸がΔγｎである場合、画像取得装置の実時間姿勢偏差は
【数８】
2017513245.tif 000010
となり、Δρ’ｎ＝Δρｎ＋Δγｎである。これは、４パラメータ最適化問題であり、典型的に、複雑な計算が関わる。しかしながら、支持機構により提供される安定化を考えると、４つのパラメータは比較的小さい範囲内で変化すると仮定される。比較して言えば、Δρ’ｎの数値は他の３つのパラメータより大きい。したがって、この４パラメータ最適化問題は、コーナ検出又はＳＩＦＴ等、何れかの適当な特徴抽出アルゴリズムを使って、４つの１次元パラメータ最適化問題に分解又は分離できる。ｎ番目の画像に関して、以下のように４つの１次元探索を実行して、最適なマッチング特徴点を判断できる。
１．
【数９】
2017513245.tif 000011
として、最適な
【数１０】
2017513245.tif 000012
を求める。
２．
【数１１】
2017513245.tif 000013
として、最適な
【数１２】
2017513245.tif 000014
を求める。
３．
【数１３】
2017513245.tif 000015
として、最適な
【数１４】
2017513245.tif 000016
を求める。
４．
【数１５】
2017513245.tif 000017
として、最適な
【数１６】
2017513245.tif 000018
を求める。
式中、
【数１７】
2017513245.tif 000019
および
【数１８】
2017513245.tif 000020
は最良の推定姿勢である。探索アルゴリズムは、黄金分割探索、バイナリ探索、又はその他の１次元探索アルゴリズムを含むことができる。４つの１次元探索の後に見つけられた解は準最適な解であり、大域的最適解に近い精度である点に留意されたい。
【０２８９】
簡素化された画像位置合わせアルゴリズムにより、２つの画像を整合させるのに必要な時間が大幅に短縮されるかもしれない。必要な時間は、画像の解像度、プロセッサの処理能力、及びその他の要素に依存するかもしれない。例えば、ある実施形態において、各々が１９２０＊１０８０の解像度を有する２つの画像をつなぎ合わせるために必要な時間は、つなぎ合わせが６００ＭＨｚのＡＲＭ  Ｃｏｒｔｅｘ  Ａ９プロセッサで行われた場合に最大０．２秒である。つなぎ合わせに必要な時間は、本明細書で記載されているような特徴に基づく補間なしのつなぎ合わせプロセスに関するものである。
【０２９０】
幾つかの実施形態において、画像つなぎ合わせプロセスは、上述のペアごとの画像位置合わせ実施後の大域的位置合わせを含むことができる。大域的位置合わせを行って、画像の全てのペア同士の間の不整合を最小化する、大域的に一貫した整合パラメータセットを決定してもよい。これを行うために、上述のペアごとのマッチング基準を、画像ごとの姿勢パラメータの幾つか又は全部が関わる大域的エネルギー関数にも拡張することができる。大域的位置合わせは、バンドル調整と視差効果除去を含むことができる。バンドル調整とは、重複画像の集合に関する姿勢パラメータを同時に調整するプロセスのことである。バンドル調整は、直接整合方式又は特徴に基づく方式を使って実行できる。視差効果除去は、モデリングされなかった半径方向歪、３Ｄ視差効果（カメラをその光学中心の周囲で回転させなかった）、小規模シーン運動及び大規模シーン運動等の要素に起因する視差歪を除去するために使用できる。
【０２９１】
幾つかの実施形態において、大域的位置合わせプロセスの局面は、本明細書に記載されている方法を使用して画像取得及び／又は露出中に支持機構帯／又は減衰要素により提供される画像取得装置の安定化により、簡素化又は最適化できる。例えば、バンドル調整は、簡素化された変換モデル（例えば、並進のみ）、探索対象パラメータの減少及び／又は探索範囲の縮小により簡素化できる。幾つかの実施形態において、グローバル位置合わせ又はその局面は、任意選択であって、画像つなぎ合わせプロセスから省略されてもよい。例えば、視差除去は、支持機構により提供される高精度の安定化を考え、画像つなぎ合わせステップから省かれてもよい。
【０２９２】
幾つかの実施形態において、画像つなぎ合わせプロセスは、画像をブレンドして最終的なパノラマ画像にするステップを含むことができる。ブレンディングは、画像を複合面に投射するステップを含むことができる。このような投射面は、例えば直線的、円柱形、球形、パニーニ、又は立体とすることができる。ブレンディングはまた、最終的なパノラマ画像の中央のシーンを選択するステップを含むことができる。ある実施形態において、中央のシーンは、
【数１９】
2017513245.tif 000021
の画像から選択され、Ｎは撮影された画像の総数である。幾つかの実施形態において、投射ステップは、本明細書に記載されているような特徴に基づく方法の中で省略されてもよい。
【０２９３】
ブレンディングはまた、画像を調整してより魅力的な画像を生成するステップ、例えば画像を調整して露出の差を補償するステップ、画像がつなぎ合わされる継ぎ目の周囲の領域を調整して、継ぎ目をなるべく見えないようにするステップ、小さい不整合を調整するステップ、及びその他を含むことができる。幾つかの実施形態において、ブレンディングプロセスの局面は、本明細書に記載されている画像取得プロセス中に支持機構及び／又は減衰要素により提供される画像取得装置に対する安定化によって、簡素化又は最適化できる。
【０２９４】
様々な実施形態において、ステップの幾つかは任意選択であり、本明細書に記載されているものと同様の方法を使って省略され、又はそれ以外に簡素化されてもよい。幾つかの実施形態において、上記の画像つなぎ合わせプロセスの少なくとも幾つかの局面は、遠隔ユーザによりカスタム化可能である。その他の局面は、ハードコード化又は事前プログラムされてもよい。例えば、ユーザは、画像つなぎ合わせプロセスの中に含めるべき、及び／又はそこから除外すべきステップを抜き出して選び、そのステップを実行するために使用される特定のアルゴリズムを指定し、ステップ内で使用されるパラメータを提供し、探索パラメータ及び／又は探索範囲を指定し、又はその他の適当なカスタム化によってプロセスをカスタム化してもよい。例えば、ユーザは、画像位置合わせステップのために、直接整合、又は特徴に基づく方法を選択してもよい。他の例として、ユーザはまた、最終的なパノラマ画像のための投射レイアウト（例えば、円柱、直線、球、パニーニ、立体）を選択してもよい。
【０２９５】
このようなユーザによるカスタム化は、画像つなぎ合わせステップが始まる前に画像取得装置に提供されてもよい。ユーザのカスタム化を表す命令又はコマンドは、可動物体に搭載された、及び／又は画像取得装置の内部の１つ又は複数のプロセッサに提供されてもよく、可動物体の着陸時又は飛行中に提供されてもよい。このような命令は可動物体及び／又は画像取得装置に、遠隔又はローカル端末によって提供されるインターフェースを介して、又は可動物体及び／又は画像取得装置によって直接提供されるインターフェースを介して提供されてもよい。
【０２９６】
幾つかの実施形態において、上述の画像つなぎ合わせステップは、可動物体が飛行している時に、完全に可動物体上で実行される。幾つかの例において、画像つなぎ合わせプロセスの全てのステップが完全に可動物体上で実行される。生成されたパノラマ画像は、遠隔端末に送信して、それ以上処理せずに使用（例えば、表示又は保存）できる。幾つかの他の場合において、画像つなぎ合わせステップの幾つかが可動物体上で実行され、残りのステップが地上局等の１つ又は複数の遠隔デバイスによって実行される。このような場合、可動物体上での処理の結果が遠隔デバイスに送信され、更に処理されてもよい。
【０２９７】
各種の実施形態において、画像つなぎ合わせプロセスは、本明細書において説明されているように、画像取得装置の回転及びその途中での画像取得を含めた画像取得プロセスと時間的に重複していても、していなくてもよい。例えば、画像処理時間の約１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％が画像取得プロセスと重複していてもよい。幾つかの実施形態において、時間的重複は実質的であってもよい（例えば、少なくとも５０％、６０％、７０％、８０％、８５％、又は９０％）。他の実施形態において、画像つなぎ合わせプロセスは画像取得プロセスと重複していなくてもよい。例えば、画像つなぎ合わせプロセスは、画像取得プロセスの終了後に始まってもよい。
【０２９８】
図１１〜１３は、実施形態による、画像つなぎ合わせステップの、画像取得プロセスに関するタイミングを示す例示的なタイムラインを示す。図のように、Ｎ枚の画像の集合が、画像取得装置の回転中に離散時間において取得される。例えば、画像１が時間ｔ１に撮影され、画像２が時間ｔ２に撮影され、等々である。最後の画像Ｎは時間ｔｎに撮影される。それゆえ、画像取得プロセスは、略ｔ１からｔｎまでにわたる。隣接する画像取得間に、画像取得装置は次の画像取得位置へと回転され、その間、本明細書において説明されているように支持機構及び／又は減衰要素によって安定化されて、水平位置を保つ。画像は所定の、又は事前にプログラムされた時間又はスケジュールに従って撮影されてもよい。画像は、他の検出されたパラメータに応答して撮影されてもよい。幾つかの例において、画像は規則的な間隔で撮影されてもよい。或いは、画像は不規則的な間隔で、又は期間にわたって撮影されてもよい。
【０２９９】
画像つなぎ合わせプロセスは、図１１〜１３に示されるように、画像取得プロセスと重複してもよい。画像つなぎ合わせプロセスは、画像つなぎ合わせプロセスに必要なデータ（例えば、画像）が入手可能となった時に開始してもよい。例えば、図１１に示されるように、画像つなぎ合わせプロセスは、時間ｔ２で第二の画像（画像２）が撮影された後まもなく開始し（例えば、画像１と２を位置合わせするため）、時間ｔｎで最後の画像Ｎが撮影された後まで継続しうる。追加の画像が撮影されると、後続の画像はその前の画像と、本明細書で述べられている何れかの適当な画像位置合わせ技術を使って位置合わせされる。幾つかの実施形態において、全ての画像が利用可能となった後に、画像つなぎ合わせプロセスの特定の大域的操作を行わなければならない。このような大域的操作は例えば、大域的位置合わせ、ブレンディング、及びその他を含んでいてもよい。例えば、このような動作は、時間ｔｎで最後の画像Ｎが取得された後に行われてもいよ。このような大域的操作は典型的に、それより早い段階の画像位置合わせステップによって、計算の面で複雑さが軽減される。更に、画像つなぎ合わせプロセスを実行するのに必要な時間は、画像取得装置を回転させるために必要な時間より短いかもしれない。それゆえ、幾つかの実施形態において、画像つなぎ合わせプロセスの実質的部分が、ｔｎで最後の画像である画像Ｎが撮影される前に完了していてもよい。ｔｎの後に追加の大域的操作が実行され、画像つなぎ合わせプロセスの全体がｔｎの後まもなく終了してもよい。例えば１１枚の画像の場合、ブレンディングが必要な継ぎ目は合計１０カ所ある。各継ぎ目のブレンディングに約０．１秒かかるとすると、ブレンディングの総時間はｔｎ後、約１秒間かかるかもしれない。
【０３００】
幾つかの実施形態において、画像つなぎ合わせプロセスは、図１２に示されるように、時間セグメントで実行されてもよい。例えば、画像つなぎ合わせプロセスのある部分（例えば、ペアごとの画像位置合わせ）は画像取得間（例えば、ｔ２とｔ３の間、ｔ３とｔ４の間、等々）に実行されてもよく、画像つなぎ合わせプロセスの他の部分（例えば、大域的位置合わせ又はブレンディング）は、最後の画像が撮影された後に実行されてもよい。幾つかの実施形態において、ブレンディングは隣接する画像取得間の間隔中で最後の画像が撮影される前に、画像のペア間で行われてもよい。
【０３０１】
幾つかの実施形態において、画像つなぎ合わせプロセスは、図１３に示されるように、全てが画像取得ブロセス後に実行されてもよい。例えば、追加の画像が利用可能になったところでペアごとに画像位置合わせを実行する代わりに、全ての画像が撮影された後に参照画像
【数２０】
2017513245.tif 000022
が選択されてもよく、参照画像の前に撮影された画像及び参照画像の後に撮影された画像との画像位置合わせが行われてもよい。
【０３０２】
本明細書に記載されているシステムと方法は、様々な可動物体により実行され、及び／又はそれに適用されてもよい。本明細書に記載されているシステム、デバイス、及び方法は、様々な可動物体に適用可能である。前述のように、本明細書中の航空車両に関する説明は全て、何れの可動物体にも適用され、使用されてよい。本発明の可動物体は、何れの適当な環境内で移動するようにも構成でき、例えば空中（例えば、固定翼航空機、回転翼航空機、又は固定翼も回転翼も持たない航空機）、水中（例えば、船舶又は潜水艦）、地上（例えば、乗用車、トラック、バス、バン、オートバイ等の自動車、ステッキ、釣竿等の移動可能な構造若しくは支持体、又は列車）、地下（例えば、地下鉄）、宇宙（例えば、宇宙飛行機、人工衛星、又はプローブ）、又はこれらの環境のあらゆる組合せがある。可動物体は車両、例えば本明細書の他の何れかの箇所で説明されている車両であってもよい。幾つかの実施形態において、可動物体は、生体、例えば人間又は動物に取り付けることができる。適当な動物としては、霊長類、アヴィンス（ａｖｉｎｅｓ）、犬、猫、馬、牛、羊、豚、イルカ、げっ歯類、昆虫を含むことができる。
【０３０３】
可動物体は、環境内で６自由度（例えば、並進３自由度及び回転３自由度）に関して自由に移動できてもよい。或いは、可動物体の移動は、１つ又は複数の自由度に関して、例えば所定の経路、軌道、又は方位によって制約できる。移動は、例えばエンジン又はモータ等、何れの適当な作動機構によっても作動させることができる。可動物体の作動機構は、電気エネルギー、磁気エネルギー、太陽エネルギー、風エネルギー、重力エネルギー、化学的エネルギー、核エネルギー、又はこれらのあらゆる適当な組合せ等の、何れの適当なエネルギー源によっても動力供給できる。可動物体は、本明細書の別の箇所で説明されているように、推進システムを介した自走式であってもよい。推進システムは任意選択により、エネルギー源、例えば電気エネルギー、磁気エネルギー、太陽エネルギー、風エネルギー、重力エネルギー、化学的エネルギー、核エネルギー、又はこれらのあらゆる適当な組合せにより動作してもよい。或いは、可動物体は、生体により支持されてもよい。
【０３０４】
幾つかの例において、可動物体は車両とすることができる。適当な車両としては、水上、水中車両、航空車両、宇宙車両又は地上、地下車両が含まれていてもよい。例えば、航空車両は、固定翼航空機（例えば、飛行機、グライダ）、回転翼航空機（例えば、ヘリコプタ、ロータクラフト）、固定翼と回転翼の両方を有する航空機、又は何れも持たない航空機（例えば、飛行船、熱気球）であってもよい。車両は自走式とすることができ、例えば、空中、水上又は水中、宇宙空間、又は地上若しくは地下での自走式とすることができる。自走式車両は、推進システム、例えば１つ又は複数のエンジン、モータ、車輪、アクスル、磁石、ロータ、プロペラ、ブレード、ノズル、若しくはこれらのあらゆる適当な組合せ等の推進システムを利用できる。幾つかの例において、推進システムは、可動物体が離陸し、着陸し、その現在の位置及び／又は方位を保持し（ホバリング等）、向きを変え、及び／又は位置を変えることができるようにするために使用できる。
【０３０５】
可動物体は、ユーザが遠隔的に制御することも、又は可動物体内又はその上の乗員によってその場で制御することもできる。幾つかの実施形態において、可動物体は、ＵＡＶ等の無人可動物体である。ＵＡＶ等の無人可動物体は、可動物体上に乗員がいないかもしれない。可動物体は、人間による、又は自律制御システム（例えば、コンピュータ制御システム）、又はそれらのあらゆる適当な組み合わせによって制御できる。可動物体は、自律的、又は半自律的ロボット、例えば人工知能を有するように構成されたロボットとすることができる。
【０３０６】
可動物体は、何れの適当な大きさ及び／又は寸法を有することもできる。幾つかの実施形態において、可動物体は、車両内又はその上に人間の乗員がいるような大きさ及び／又は寸法であってもよい。或いは、可動物体は、車両内又はその上に人間の乗員が乗ることができるものより小さい大きさ及び／又は寸法であってもよい。可動物体は、人が持ち上げ、又は搬送するのに適した大きさ及び／又は寸法であってもよい。或いは、可動物体は、人が持ち上げ、又は搬送するのに適した大きさ及び／又は寸法より大きくてもよい。幾つかの例において、可動物体の最大寸法（例えば、長さ、幅、高さ、直径、対角線）が約２ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、５０ｃｍ、１ｍ、２ｍ、５ｍ、又は１０ｍ未満又はこれと同等であってもよい。最大寸法は、約２ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、５０ｃｍ、１ｍ、２ｍ、５ｍ、又は１０ｍより大きいか、これと同等であってもよい。例えば、可動物体の反対のロータのシャフト間の距離は、約２ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、５０ｃｍ、１ｍ、２ｍ、５ｍ、又は１０ｍ未満又はこれと同等であってもよい。或いは、反対のロータのシャフト間の距離は、約２ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、５０ｃｍ、１ｍ、２ｍ、５ｍ、又は１０ｍより大きいか、又はこれと同等であってもよい。
【０３０７】
幾つかの実施形態において、可動物体の体積は、１００ｃｍ×１００ｃｍ×１００ｃｍ未満、５０ｃｍ×５０ｃｍ×３０ｃｍ未満、又は５ｃｍ×５ｃｍ×３ｃｍ未満であってもよい。可動物体の全体積は、約１ｃｍ３、２ｃｍ３、５ｃｍ３、１０ｃｍ３、２０ｃｍ３、３０ｃｍ３、４０ｃｍ３、５０ｃｍ３、６０ｃｍ３、７０ｃｍ３、８０ｃｍ３、９０ｃｍ３、１００ｃｍ３、１５０ｃｍ３、２００ｃｍ３、３００ｃｍ３、５００ｃｍ３、７５０ｃｍ３、１０００ｃｍ３、５０００ｃｍ３、１０，０００ｃｍ３、１００，０００ｃｍ３、１ｍ３、又は１０ｍ３未満又はこれと同等であってもよい。反対に、可動物体の全体積は、約１ｃｍ３、２ｃｍ３、５ｃｍ３、１０ｃｍ３、２０ｃｍ３、３０ｃｍ３、４０ｃｍ３、５０ｃｍ３、６０ｃｍ３、７０ｃｍ３、８０ｃｍ３、９０ｃｍ３、１００ｃｍ３、１５０ｃｍ３、２００ｃｍ３、３００ｃｍ３、５００ｃｍ３、７５０ｃｍ３、１０００ｃｍ３、５０００ｃｍ３、１０，０００ｃｍ３、１００，０００ｃｍ３、１ｍ３、又は１０ｍ３より大きいか、これと同等であってもよい。
【０３０８】
幾つかの実施形態において、可動物体の設置面積（これは、可動物体により取り囲まれる横方向の断面積を指してもよい）は、約３２，０００ｃｍ２、２０，０００ｃｍ２、１０，０００ｃｍ２、１，０００ｃｍ２、５００ｃｍ２、１００ｃｍ２、５０ｃｍ２、１０ｃｍ２、又は５ｃｍ２未満又はこれと同等であってもよい。反対に、設置面積は、約３２，０００ｃｍ２、２０，０００ｃｍ２、１０，０００ｃｍ２、１，０００ｃｍ２、５００ｃｍ２、１００ｃｍ２、５０ｃｍ２、１０ｃｍ２、又は５ｃｍ２より大きいか、これと同等であってもよい。
【０３０９】
幾つかの実施形態において、可動物体の重量は１０００ｋｇより大きくてもよい。可動物体の重量は、約１０００ｋｇ、７５０ｋｇ、５００ｋｇ、２００ｋｇ、１５０ｋｇ、１００ｋｇ、８０ｋｇ、７０ｋｇ、６０ｋｇ、５０ｋｇ、４５ｋｇ、４０ｋｇ、３５ｋｇ、３０ｋｇ、２５ｋｇ、２０ｋｇ，１５ｋｇ、１２ｋｇ、１０ｋｇ、９ｋｇ、８ｋｇ、７ｋｇ、６ｋｇ、５ｋｇ、４ｋｇ、３ｋｇ、２ｋｇ、１ｋｇ、０．５ｋｇ、０．１ｋｇ、０．０５ｋｇ、又は０．０１ｋｇ未満又はこれと同等であってもよい。反対に、重量は、約１０００ｋｇ、７５０ｋｇ、５００ｋｇ、２００ｋｇ、１５０ｋｇ、１００ｋｇ、８０ｋｇ、７０ｋｇ、６０ｋｇ、５０ｋｇ、４５ｋｇ、４０ｋｇ、３５ｋｇ、３０ｋｇ、２５ｋｇ、２０ｋｇ、１５ｋｇ、１２ｋｇ、１０ｋｇ、９ｋｇ、８ｋｇ、７ｋｇ、６ｋｇ、５ｋｇ、４ｋｇ、３ｋｇ、２ｋｇ、１ｋｇ、０．５ｋｇ、０．１ｋｇ、０．０５ｋｇ、又は０．０１ｋｇより大きいか、又はこれと等しくてもよい。
【０３１０】
幾つかの実施形態において、可動物体は、可動物体により支持される積載物に関して小さくてもよい。積載物は、以下により詳しく説明するように、搭載物及び／又は支持機構を含んでいてもよい。幾つかの例において、可動物体の重量対積載物の重量の比は、約１：１より大きいか、それ未満か、又はこれと同等であってもよい。任意選択により、支持機構の重量対積載物の重量の比は、約１：１より大きいか、それ未満か、それと同等であってもよい。希望により、可動物体の重量対積載物の重量の比は、１：２、１：３、１：４、１：５、１：１０、又はそれ以下未満か、これと同等であってもよい。反対に、可動物体の重量対積載物の重量の比はまた、２：１、３：１、４：１、５：１、１０：１、又はそれ以上より大きいか、これと同等であってもよい。
【０３１１】
幾つかの実施形態において、可動物体は、消費エネルギーが低くてもよい。例えば、可動物体が使用するのは、約５Ｗ／ｈ、４Ｗ／ｈ、３Ｗ／ｈ、２Ｗ／ｈ、１Ｗ／ｈ、又はそれ以下未満であってもよい。幾つかの例において、可動物体の支持機構はエネルギー消費が低くてもよい。例えば、支持機構が使用するのは、約５Ｗ／ｈ、４Ｗ／ｈ、３Ｗ／ｈ、２Ｗ／ｈ、１Ｗ／ｈ、又はそれ以下未満であってもよい。任意選択により、可動物体の搭載物は、消費エネルギーが低くてもよく、例えば約５Ｗ／ｈ、４Ｗ／ｈ、３Ｗ／ｈ、２Ｗ／ｈ、１Ｗ／ｈ、又はそれ以下未満であってもよい。
【０３１２】
図１４は、本発明の実施形態によるＵＡＶ  １０００を示している。ＵＡＶ  １０００は、本明細書において説明されている可動物体の一例であってもよい。ＵＡＶ  １０００は、図２に示されているＵＡＶと同様であってもよいが、相違点は、ＵＡＶ  １０００は、ＵＡＶが飛行していない時にＵＡＶを表面（例えば、地面）上に支持するための１つ又は複数の支持部材１０１６を含んでいてもよい点である。支持部材１０１６は、これに加えて、ＵＡＶにより支持される積載物を保護するべく構成できる。幾つかの実施形態において、支持部材はＵＡＶの一体部分であってもよい。他の実施形態において、支持部材はＵＡＶから取り外し可能であってもよい。
【０３１３】
ＵＡＶ  １０００は、４つのロータ１００２、１００４，１００６、及び１００８を有する推進システムを含むことができる。幾つのロータが提供されてもよい（例えば、１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、又はそれ以上）。無人航空機のロータ、ロータアセンブリ、又はその他の推進システムは、無人航空機がホバリング／位置を保持し、方向転換し、及び／又は位置変更できるようにしてもよい。反対のロータのシャフト間の距離は、何れの適当な長さ１０１０とすることもできる。例えば、長さ１０１０は、２ｍ未満又はそれと等しいか、５ｍ未満又はそれと等しくすることができる。幾つかの実施形態において、長さ１０１０は、４０ｃｍ〜１ｍ、１０ｃｍ〜２ｍ、又は５ｃｍ〜５ｍの範囲内とすることができる。本明細書中のＵＡＶに関する説明は全て、異なる種類の可動物体等の可動物体にも適用されてよく、又はその逆でもある。
【０３１４】
幾つかの実施形態において、可動物体は積載物を支持するように構成できる。積載物は、乗客、貨物、機器、器具、及びその他のうちの１つ又は複数を含むことができる。積載物は、筐体内に提供できる。筐体は、可動物体の筐体とは別であっても、可動物体と同じ筐体であってもよい。或いは、積載物は筐体と共に提供でき、その一方で、可動物体は筐体を持たない。或いは、積載物の一部又は積載物の全体が筐体を持たずに提供されてもよい。積載物は、可動物体に関して強固に固定できる。任意選択により、積載物は、可動物体に関して移動可能とすることができる（例えば、可動物体に関して並進可能又は回転可能）。
【０３１５】
幾つかの実施形態個において、積載物は搭載物１０１２を含む。搭載物は何れかの動作又は機能を実行しないように構成できる。或いは、搭載物は、ある動作又は機能を実行するように構成された搭載物とすることができ、これは機能搭載物とも呼ばれる。例えば、搭載物は、１つ又は複数の標的を調査するための１つ又は複数のセンサを含むことができる。何れの適当なセンサも搭載物に組み込むことができ、例えばこれは画像取得装置（例えば、カメラ）、音声取得装置（例えば、パラボラマイクロフォン）、赤外画像デバイス、又は紫外画像デバイス等である。センサはまた、静止検知データ（例えば、写真）又は動的検知データ（例えば、ビデオ）を提供することができる。幾つかの実施形態において、センサは、搭載物の標的のための検知データを提供する。或いは、又はこれらと組み合わせて、搭載物は、１つ又は複数の標的に信号を供給するための１つ又は複数のエミッタを含むことができる。何れの適当なエミッタ、例えば照明源又は音声源等も使用できる。幾つかの実施形態において、搭載物は、例えば可動物体から離れたモジュールと通信するため等の１つ又は複数のトランシーバを含む。任意選択により、搭載物は、環境又は標的と相互作用するように構成できる。例えば、搭載物は、物体を操作できるツール、機器、又は機構、例えばロボットアームとすることができる。
【０３１６】
任意選択により、積載物は支持機構１０１４を含んでいてもよい。支持機構は搭載物用として提供でき、搭載物は支持機構を介して、直接的に（例えば、可動物体と直接接触する）又は間接的に（例えば、可動物体と接触しない）、可動物体に連結できる。反対に、搭載物は、支持機構を必要とせずに、可動物体の上に取り付けることができる。搭載物は、支持機構と一体に形成できる。或いは、搭載物は支持機構に取り外し可能に連結できる。幾つかの実施形態において、搭載物は１つ又は複数の搭載物要素を含むことができ、搭載物要素の１つ又は複数は、上述のように、可動物体及び／又は支持機構に関して移動可能とすることができる。
【０３１７】
支持機構は、可動物体と一体に形成できる。或いは、支持機構は可動物体に取り外し可能に連結できる。支持機構は、直接的又は間接的に可動物体に連結できる。支持機構は、搭載物のための支持手段を提供できる（例えば、搭載物の重量の少なくとも一部を支持する）。支持機構は、搭載物の移動を安定化及び／又は方向付けることのできる適当な取付構造（例えば、ジンバルプラットフォーム）を含むことができる。幾つかの実施形態において、支持機構は、搭載物の状態（例えば、位置及び／又は方位）を可動物体に関して制御するようになすことができる。例えば、支持機構は、可動物体に関して移動し（例えば、並進１、２、又は３自由度及び／又は回転１、２、又は３自由度に関して）、搭載物が、可動物体の移動に関係なく、適当な参照フレームに関するその位置及び又は方位を保持するように構成できる。参照フレームは、固定された参照フレーム（例えば、周囲環境）とすることができる。或いは、参照フレームは、移動する参照フレーム（例えば、可動物体、搭載物標的）とすることができる。
【０３１８】
幾つかの実施形態において、支持機構は、搭載物の支持機構及び／又は可動物体に関する移動を可能にするように構成できる。移動は、（例えば、１つ、２つ又は３つの軸に沿った）最大３自由度に関する並進、又は（例えば、１つ、２つ、又は３つの軸の周囲の）最大３自由度に関する回転、又はこれらのあらゆる適当な組み合わせとすることができる。
【０３１９】
幾つかの実施形態において、支持機構は支持機構フレームアセンブリと支持機構作動アセンブリを含むことができる。支持機構フレームアセンブリは、搭載物に構造的な支持手段を提供する。支持機構フレームアセンブリは個々の支持機構フレームコンポーネントを含むことができ、そのうちの幾つかは相互に関して移動可能とすることができる。支持機構作動アセンブリは、個々の支持機構フレームコンポーネントの移動を起こさせる１つ又は複数のアクチュエータ（例えば、モータ）を含むことができる。アクチュエータは、複数の支持機構フレームコンポーネントの移動を同時に可能にすることができ、又は１つの支持機構フレームコンポーネントの移動をある時点で許可するべく構成されてもよい。支持機構フレームコンポーネントの移動は、搭載物のそれに対応する移動を生成することができる。例えば、支持機構作動アセンブリは、１つ又は複数の支持機構フレームコンポーネントを１つ又は複数の回転敷軸（例えば、ロール軸、ピッチ軸、又はヨー軸）の周囲で回転させることができる。１つ又は複数の支持機構フレームコンポーネントの回転は、搭載物を１つ又は複数の回転軸の周囲で可動物体に関して回転させることができる。その代わりに、又はそれと組み合わせて、支持機構作動アセンブリは、１つ又は複数の支持機構フレームコンポーネントを１つ又は複数の並進軸に沿って並進させ、それによって搭載物を１つ又は複数の、それに対応する軸に沿って可動物体に関して並進させることができる。
【０３２０】
幾つかの実施形態において、可動物体、支持機構、及び搭載物の、固定された参照フレーム（例えば周囲環境）及び／また相互に関する移動は、端末によって制御できる。端末は、可動物体、支持機構、及び／又は搭載物から離れた位置にあるリモート制御デバイスとすることができる。端末は、支持台上に設置し、又は固定することができる。或いは、端末は、ハンドヘルド又はウェアラブルデバイスとすることができる。例えば、端末はスマートフォン、タブレット、ラップトップ、コンピュータ、眼鏡、手袋、ヘルメット、マイクロフォン、又はこれらの適当な組み合わせを含むことができる。端末は、ユーザインタフェース、たとえはキーボード、マウス、ジョイスティック、タッチスクリーン、又はティスプレイを含むことができる。何れの適当なユーザ入力を使って端末と相互作用することもでき、例えば、手入力されるコマンド、音声制御、ジェスタャ制御、又は位置制御（例えば、端末の動き、位置、又は傾きを通じたもの）がある。
【０３２１】
端末は、可動物体、支持機構、及び／又は搭載物の何れの適当な状態を制御するためも使用できる。例えば端末は、可動物体、支持機構、及び／又は搭載物の、固定参照に関する位置及び／また方位を、相互から及び／又は相互に制御するために使用できる。幾つかの実施形態において、端末は、可動物体、支持機構、及び／又は搭載物の個々の要素、例えば支持機構の作動アセンブリ、搭載物のセンサ、又は搭載物のエミッタを制御するために使用できる。端末は、可動物体、支持機構、又は搭載物のうちの１つまた複数と通信するようになされた無線通信デバイスを含むことができる。
【０３２２】
端末は、可動物体、支持機構、及び／又は搭載物の情報を閲覧するための適当な表示ユニットを含むことができる。例えば、端末は、可動物体、支持機構、及び／又は搭載物の位置、並進速度、並進加速度、方位、角速度、角加速度、又はこれらのあらゆる適当な組合せに関する情報を表示するように構成できる。幾つかの実施形態において、端末は、搭載物により提供された情報、例えば機能的搭載物により提供されたデータ（例えば、カメラ又はその他の画像取得装置により記録された画像）を表示できる。
【０３２３】
任意選択により、同じ端末を可動物体、支持機構、及び／又は搭載物、又は可動物体、支持機構、及び／又は搭載物の状態の制御と、可動物体、支持機構、及び／又は搭載物からの情報の受信及び／又は表示の両方に使用してもよい。例えば、端末は、搭載物の環境に関する位置を制御してもよく、その一方で、搭載物により取得された画像データ又は搭載物の位置に関する情報を表示する。或いは、異なる端末が異なる機能のために使用されてもよい。例えば、第一の端末は可動物体、支持機構、及び／又は搭載物の移動又は状態を制御してもよく、その一方で、第二の端末は可動物体、支持機構、及び／又は搭載物からの情報を受け取り、及び／又は表示してもよい。例えば、第一の端末は、搭載物の、環境に関するポジショニングを制御するために使用されてもよく、その一方で、第二の端末は搭載物により取得された画像データを表示する。可動物体と、可動物体の制御とデータ受信の両方を行う統合型端末との間又は、可動物体と、可動物体の制御とデータ受信の両方を行う複数の端末との間では、各種の通信モードが利用されてもよい。例えば、少なくとも２種類の通信モードが、可動物体と、可動物体の制御と可動物体からのデータ受信の両方を行う端末との間に形成されてもよい。
【０３２４】
図１５は、実施形態による、支持機構１１０２と搭載物１１０４を含む可動物体１１００を示している。可動物体１１００は航空機として描かれているが、この図は限定的とされるものではなく、本明細書において前述したように、何れの適当な種類の可動物体も使用できる。当業者であればわかるように、本明細書において航空機システムに関して記載された実施形態の何れも、あらゆる適当な可動物体（例えば、ＵＡＶ）に適用できる。幾つかの例において、搭載物１１０４は、支持機構１１０２を必要とせずに、可動物体１１００上に提供されてもよい。可動物体１１００は、推進機構１１０６、検知システム１１０８、及び通信システム１１１０を含んでいてもよい。
【０３２５】
推進機構１１０６は、前述したように、１つ又は複数のロータ、プロペラ、ブレード、エンジン、モータ、車輪、アクスル、磁石、又はノズルを含むことができる。可動物体は、１つ以上の、２つ以上の、３つ以上の、又は４つ以上の推進機構を有していてもよい。推進機構は、全てが同じ種類であってもよい。或いは、１つ又は複数の推進機構は異なる種類の推進機構とすることができる。推進機構１１０６は可動物体１１００上に、何れかの適当な手段、例えば本明細書中の他の箇所に記載されているように、支持要素（例えば、駆動シャフト）を用いて取り付けることができる。推進機構１１０６は、可動物体１１００の何れかの適当な部分、例えば上面、下面、前面、背面、又はこれらの適当な組合せに取り付けることができる。
【０３２６】
幾つかの実施形態において、推進機構１１０６は、可動物体１１００を表面から垂直に離陸させ、又は表面に垂直に着陸させることができ、水平物体１１００の水平移動は一切必要としない（例えば、滑走路上の移動が不要）。任意選択により、推進機構１１０６は、可動物体１１００が指定された位置及び／又は方位で空中においてホバリングできるように動作可能とすることができる。推進機構１１００の１つ又は複数は、他の推進機構と独立して制御されてもよい。或いは、推進機構１１００は、同時に制御されるべく構成できる。例えば、可動物体１１００は、可動物体を浮揚させ、及び／又は推進させることのできる複数の水平向きのロータを有することができる。複数の水平向きのロータは、垂直離陸、垂直着陸、及びホバリング能力を可動物体１１００に提供するために作動できる。幾つかの実施形態において、水平向きのロータの１つ又は複数は、時計回り方向に旋回してもよく、水平向きのロータの１つ又は複数は反時計回り方向に旋回してもよい。例えば、時計回りのロータの数は反時計回りのロータの数と等しくてもよい。水平向きのロータの各々の回転速度を個別に変化させて、各ロータによって起こされる浮揚及び／又は推進を制御することにより、可動物体１１００の（例えば、並進３自由度まで及び回転３自由度までに関する）空間配置、速度、及び／又は加速度を調整するために個別に変化させることができる。
【０３２７】
検知システム１１０８は、１つまた複数のセンサを含むことができ、これは、可動物体１１００の（例えば、最大並進３自由度及び最大回転３自由度に関する）空間配置、速度、及び／又は加速度を検知してもよい。１つ又は複数のセンサは、本明細書中で前述したセンサ、例えば、ＧＰＳセンサ、運動センサ、慣性センサ、近接性センサ、又は画像センサの何れを含むこともできる。検知システム１１０８により提供された検知データは、可動物体１１００の空間配置、速度、及び／又は方位を（例えば、後述のように、適当な処理ユニット及び／又は制御モジュールを使って）制御するために使用できる。或いは、検知システム１１０８は、可動物体を取り囲む環境に関するデータ、例えば、天候条件、潜在的障害物との近接性、地理的特徴の位置、人工構造物の位置、及びその他を提供するために使用できる。
【０３２８】
通信システム１１１０は、通信システム１１１４を有する端末１１１２と無線信号１１１６を介して通信できる。通信システム１１１０、１１１４としては、無線通信に適した何れの数の送信機、受信機、及び／又はトランシーバが含まれていてもよい。通信は、データを一方向にのみ送信できる一方向通信であってもよい。例えば、一方向通信は、可動物体１１００が端末１１１２にデータを送信することだけ、又はその逆が関わっていてもよい。データは、通信システム１１１０の１つ又は複数の送信機から通信システム１１１２の１つ又は複数の受信機に送信されてもよく、又はその逆でもよい。或いは、通信は双方向通信であってもよく、これによってデータは可動物体１１００と端末１１１２との間で双方向に送信可能である。双方向通信には、通信システム１１１０の１つ又は複数の送信機から通信システム１１１４の１つ又は複数の受信機へのデータ送信及びその逆が関わることができる。
【０３２９】
幾つかの実施形態において、端末１１１２は、制御データを可動物体１１００、支持機構１１０２、及び搭載物１１０４のうちの１つ又は複数に制御データを提供し、可動物体１１００、支持機構１１０２、及び搭載物１１０４からの情報（例えば、可動物体、支持機構、又は搭載物の位置及び／又は運動情報、搭載物により検知されたデータ、例えば搭載物カメラにより取得された画像データ、及び搭載物により取得された画像データから生成されたパノラマ画像）を受け取ることができる。幾つかの例において、端末からの制御データは、可動物体、支持機構、及び／又は搭載物の相対位置、移動、作動、又は制御に関する命令を含んでいてもよい。例えば、制御データは、可動物体の位置及び／又は方位（例えば、推進機構１１０６の制御を通じて）、又は搭載物の可動物体に関する移動（例えば、支持機構１１０２の制御を通じて）を変更させるものであってもよい。端末からの制御データは、搭載物の制御、例えばカメラ又はその他の画像取得装置の動作の制御（静止画又は動画の撮影、ズームイン又はアウト、電源オン又はオフ、画像モードの切り替え、画像解像度の変更、焦点の変更、被写界深度の変更、露出時間の変更、視野角又は視野の変更）を行わせるものであってもよい。
【０３３０】
幾つかの実施形態において、制御データは、パノラマ画像撮影モードを開始及び／又は終了するための命令を含むことができる。パノラマ画像撮影モードを開始するための命令は、可動物体を所定の位置でホバリングさせてもよい。その後、支持機構は、搭載物が複数の画像を取得する間に、搭載物を所定の軸（例えば、Ｙ即ちヨー）の周囲で特定の所定の角度だけ回転させるように制御されてもよい。支持機構は、１つ又は複数の他の軸（例えば、Ｘ及び／又はＺ）に関して安定化させて、搭載物が、画像取得中に所定の配置を保持するようにするべく構成されてもよい。例えば、搭載物は、地面に関して水平又は固定された角度を保持するように安定化されてもよい。幾つかの実施形態において、制御データはまた、本明細書に記載されているように、パノラマ画像撮影プロセス及び／又は画像つなぎ合わせプロセスの局面を制御するためのユーザ提供のバラメータも含んでいてよい。
【０３３１】
幾つかの例において、可動物体、支持機構、及び／又は搭載物からの通信は、（例えば、検知システム１１０８の、又は搭載物１１０４の）１つ又は複数のセンサからの情報、及び／又は検知情報に基づいて生成されるデータ（例えば、搭載物により取得された画像に基づいて生成されたパノラマ画像）を含んでいてもよい。通信は、１つ又は複数の異なる種類のセンサ（例えば、ＧＰＳセンサ、運動センサ、慣性センサ、近接性センサ、又は画像センサ）からの検知情報を含んでいてもよい。このような情報は、可動物体、支持機構、及び／又は搭載物の位置（例えば、位置、方位）、移動、又は加速度に関していてもよい。搭載物からのこのような情報には、搭載物により取得されたデータ又は検知された搭載物の状態が含まれていてもよい。端末１１１２により送信される制御データは、可動物体１１００、支持機構１１０２、又は搭載物１１０４のうちの１つ又は複数の状態を制御するべく構成できる。その代わりに、又はそれと組み合わせて、支持機構１１０２と搭載物１１０４はまた、各々、端末１１１２と通信するべく構成された通信モジュールを含むことができ、それによって端末は可動物体１１００、支持機構１１０２、及び搭載物１１０４の各々と個別に通信し、これを制御できる。
【０３３２】
幾つかの実施形態において、可動物体１１００は、端末１１１２に加えて、又は端末１１１２の代わりに他の遠隔デバイスと通信するべく構成できる。端末１１１２はまた、他の遠隔デバイス及び可動物体１１００と通信するべく構成されてもよい。例えば、可動物体１１００及び／又は端末１１１２は、他の可動物体、又は他の可動物体の支持機構若しくは搭載物と通信してもよい。希望に応じて、遠隔デバイスは第二の端末又はその他のコンピューティングデバイス（例えば、コンピュータ、ラップトップ、タブレット、スマートフォン、又はその他のモバイルデバイス）であってもよい。遠隔デバイスは、可動物体１１００にデータを送信し、可動物体１１００からデータを受信し、端末１１１２にデータを送信し、及び／又は端末１１１２からデータを受信するべく構成できる。任意選択により、遠隔デバイスはインターネット又はその他の電気通信ネットワークに接続でき、それによって可動物体１１００及び／又は端末１１１２から受け取ったデータをウェブサイト又はサーバにアップロードできる。
【０３３３】
図１６は、実施形態によるパノラマ画像撮影のための例示的なシステム１２００を示している。システム１２００は、本明細書において開示されているシステム、デバイス、及び方法の何れの適当な実施形態と組み合わせて使用することもできる。例えば、システム１２００は、可動物体により実装又は支持されてもよい。システム１２００は、検知モジュール１２０２、処理ユニット１２０４、非一時的なコンピュータ読取可能媒体１２０６、制御モジュール１２０８、及び通信モジュール１２１０を含むことができる。
【０３３４】
検知モジュール１２０２は、可動物体に関する情報を異なる方法で収集する異なる種類のセンサを利用できる。異なる種類のセンサは、異なる種類の信号又は異なる発生源からの信号を検知してもよい。例えば、センサは、慣性センサ、ＧＰＳセンサ、近接性センサ（例えば、ライダ）、又は映像／画像センサ（例えば、カメラ）を含むことができる。検知モジュール１２０２は、複数のプセッサを有する処理ユニット１２０４に動作的に連結できる。幾つかの実施形態において、検知モジュールは、検知データを適当な外部デバイス又はシステムに直接送信するべく構成された送信モジュール１２１２（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ画像送信モジュール）に動作的に連結できる。例えば、送信モジュール１２１２は、検知モジュール１２０２のカメラにより取得された画像を遠隔端末に送信するために使用できる。
【０３３５】
処理ユニット１２０４は、１つ又は複数のプロセッサ、例えばプログラム可能プロセッサ（例えば、中央処理ユニット（ＣＰＵ））有することができる。例えば、処理ユニット１２０４は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）及び／又は１つ又は複数のＡＲＭプロセッサを含んでいてもよい。処理ユニット１２０４は、非一時的なコンピュータ読取可能媒体１２０６に動作的に接続できる。非一時的なコンピュータ読取可能媒体１２０６は、処理ユニット１２０４によって１つ又は複数のステップを行うために実行可能なロジック、コード、及び／又はプログラム命令を記憶できる。非一時的なコンピュータ読取可能媒体は、１つ又は複数のメモリユニット（例えば、ＳＤカードやランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等の取り外し可能媒体又は外付け記憶装置）を含むことができる。幾つかの実施形態において、検知モジュール１２０２からのデータは、非一時的なコンピュータ読取可能媒体１２０６のメモリユニットに直接搬送され、その中に保存できる。非一時的なコンピュータ読取可能媒体１２０６のメモリユニットは、処理ユニット１２０４が本明細書に記載されている方法の何れかの適当な実施形態を行うために実行可能なロジック、コード、及び／又はプログラム命令を記憶できる。例えば、処理ユニット１２０４は、処理ユニット１２０４の１つ又は複数のプロセッサに本明細書中に記載されている画像つなぎ合わせプロセスを行わせる命令を実行するべく構成できる。メモリユニットは、処理ユニット１２０４により処理されることになる、検知モジュールからの検知データを保存できる。幾つかの実施形態において、非一時的なコンピュータ読取可能媒体１２０６のメモリニットは、処理ユニット１２０４により生成される処理結果を保存するために使用できる。
【０３３６】
幾つかの実施形態において、処理ユニット１２０４は、可動物体の状態を制御するべく構成された制御モジュール１２０８に動作的に連結できる。例えば、制御モジュール１２０８は、可動物体の推進機構を制御して、可動物体の、６自由度に関する空間配置、速度、及び／又は加速度を調整するべく構成できる。例えば、制御モジュール１２０８は、ＵＡＶにホバリング位置を保持させるべく構成できる。その代わりに、又はそれと組み合わせて、制御モジュール１２０８は、支持機構、搭載物、又は検知モジュールの状態のうちの１つ又は複数を制御できる。例えば、制御モジュール１２０８は支持機構を制御して、搭載物（例えば、画像取得装置）を第一の軸（例えば、Ｙ即ちヨー）の周囲で回転させて、その一方で所定の配置（例えば、水平位置）を保持させるために使用できる。制御モジュール１２０８はまた、搭載物を制御して、搭載物が回転されている間に所定の間隔で複数の画像を取得させるために使用できる。
【０３３７】
処理ユニット１２０４は、１つ又は複数の外部デバイス（例えば、端末、表示デバイス、又はその他の遠隔コントローラ）にデータを送信し、及び／又はそこからデータを受信するべく構成された通信モジュール１２１０に動作的に連結できる。何れの適当な通信手段も使用でき、例えば有線通信又は無線通信がある。例えば、通信モジュール１２１０は、Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｔｗｏｒｋ（ＬＡＮ）、Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＷＡＮ）、赤外線、無線、ＷｉＦｉ、ポイント・トゥー・ポイント（Ｐ２Ｐ）ネットワーク、電気通信ネットワーク、クラウド通信、及びその他のうちの１つ又は複数を利用できる。任意選択により、中継局、例えばタワー、衛星、又は移動局を使用できる。無線通信は、近接性依存でも、近接性非依存でもよい。幾つかの実施形態において、Ｌｉｎｅ−ｏｆ−Ｓｉｇｈｔが通信に必要であっても、なくてもよい。通信モジュール１２１０は、検知モジュール１２０２からの検知データのうちの１つ又は複数、及び／又は処理ユニット１２０４により生成された処理結果（例えば、取得された画像から生成されたパノラマ画像）、端末若しくは遠隔コントローラからの所定の制御データ若しくはユーザコマンド、及びその他のうちの１つ又は複数を送信及び／又は受信できる。
【０３３８】
システム１２００のコンポーネントは、何れの適当な構成にも配置できる。例えば、システム１２００のコンポーネントの１つ又は複数を可動物体、支持機構、搭載物、端末、検知システム、又は上記のうちの１つ又は複数と通信するその他の外部デバイスに位置付けることができる。これに加えて、図１６は１つの処理ユニット１２０４、１つの非一時的なコンピュータ読取可能媒体１２０６、及び１つの制御モジュール１２０８を示しているが、当業者であればわかるように、これは限定的とするものではなく、システム１２００は複数の処理ユニット、制御モジュール、及び／又は非一時的なコンピュータ読取可能媒体を含むことができる。幾つかの実施形態において、複数の処理ユニット、制御モジュール、及び／又は非一時的なコンピュータ読取可能媒体のうちの１つ又は複数を異なる位置、例えば可動物体、支持機構、搭載物、端末、検知モジュール、上記の１つ又は複数と通信するその他の外部デバイス、又はこれらの組合せに位置付けることができ、それによってシステム１２００が実行する処理及び／又は記憶機能の何れの適当な局面も上記の位置の１つ又は複数において実行可能となる。例えば、画像つなぎ合わせプロセスを実行するべく構成された処理ユニットは、搭載物（例えば、画像取得装置）の上若しくは内部、支持機構の上、又は可動物体の上に位置付けられてもよい。
【０３３９】
図１７は、実施形態による、可動物体を制御するための例示的なシステム１３００を示している。システム１３００は、ＵＡＶ等の可動物体を制御するために使用できる。システム１３００は、本明細書において開示されているシステム、デバイス、及び方法の何れの適当な実施形態と組み合わせても使用できる。例えばシステム１３００は、本明細書において記載されているように、遠隔端末により実装されてもよい。システム１３００は、入力モジュール１３０２、処理ユニット１３０４、非一時的なコンピュータ読取可能媒体１３０６、表示モジュール１３０８、及び通信モジュール１３１０を含むことができ、これらは全て、バス又は同様のネットワークを介して相互接続される。
【０３４０】
入力モジュール１３０２は、入力モジュールを操作するユーザからの入力を受け取るための１つ又は複数の入力機構を含むことができる。このような入力機構としては、１つ又は複数のジョイスティック、スイッチ、ノブ、スライドスイッチ、ボタン、ダイヤル、タッチスクリーン、キーパッド、キーボード、マウス、音声制御、ジェスチャ制御、慣性センサ、及びその他を含むことができる。このような入力モジュール１３０２は、可動物体、支持機構、搭載物、又はそのコンポーネントの局面の制御に使用されるユーザ入力を受け取るために使用できる。このような局面としては、姿勢、位置、方位、航行、追跡、パノラマ画像撮影、及びその他が含まれていてもよい。例えば、入力機構はユーザによって１つ又は複数の位置に手作業で設定でき、これらの位置の各々はＵＡＶを制御するための所定の入力に対応する。
【０３４１】
幾つかの実施形態において、入力機構は、可動物体の航法を制御する制御コマンドを入力するためにユーザにより操作可能である。例えば、ユーザはノブ、スイッチ、又は同様の入力機構を利用して、可動物体のための飛行モード、例えば所定の航路に従った自動操縦又は航行を入力してもよい。他の例として、ユーザは、可動物体の位置、姿勢、方位、及びその他の局面を制御するために、制御端末を特定の方法で傾けてもよく、これは１つ又は複数の慣性センサによって検出され、対応する航法コマンドを生成するために使用されてよい。また別の例として、ユーザは入力機構を使って搭載物の動作パラメータ（例えば、ズーム）、姿勢及び／又は搭載物（例えば、支持機構を介する）、又は可動物体に搭載されたあらゆる物体のその他の局面を調整してもよい。
【０３４２】
幾つかの実施形態において、入力機構は、本明細書に記載されているように、パノラマ画像撮影プロセスの局を面制御するためにユーザにより使用可能である。例えば、ユーザは入力機構を使ってパノラマモードを選択し、パノラマ画像撮影プロセスに関するパラメータを提供し、可動物体及び／又は搭載物から生成されたパノラマが画像を受け取ってもよい。各種の実施形態において、入力モジュールは複数のデバイスによって実装されてもよい。例えば、入力モジュールは、標準的なジョイスティック付のリモートコントローラにより実装されてもよく、これは可動物体のための制御命令を生成できる適当なモバイルアプリケーションソフトウェア（「ａｐｐ」という）を実行するモバイルデバイス（例えば、スマートフォン）に動作的に連結される。ａｐｐは、ユーザからの入力を受け取るべく構成されてもよい。
【０３４３】
処理ユニット１３０４は、１つ又は複数のプロセッサ、例えばプログラム可能プロセッサ（例えば、中央処理ユニット（ＣＰＵ）又はマイクロプロセッサ）を有することができる。処理ユニット１３０４は、メモリ１３０６に動作的に連結できる。メモリ１３０６は、データ、及び／又は処理ユニット１３０４が１つ又は複数のルーチン又は機能を行うために実行可能なロジック、コード、及び／又はプログラム命令を記憶するべく構成された一時的及び／又は非一時的な記憶媒体を含むことができる。メモリは、１つ又は複数のメモリユニット（例えば、ＳＤカードやランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等の取り外し可能媒体又は外付け記憶装置）を含むことができる。幾つかの実施形態において、入力モジュール１３０２からのデータはメモリ１３０６のメモリユニットに直接搬送され、その中に保存できる。メモリ１３０６のメモリユニットは、処理ユニット１３０４が本明細書に記載されている方法の何れかの適当な実施形態を実行するために実行可能なロジック、コード、及び／又はプロ呂グラム命令を記憶できる。例えば、処理ユニット１３０４は、処理ユニット１３０４の１つ又は複数のプロセッサに、可動物体から受け取った検知データ（例えば、取得された画像）若しくは処理されたデータ（例えば、つなぎ合わされた画像）を処理及び表示し、航法コマンド及びユーザの入力に基づくその他の情報を含む制御コマンドを生成し、通信モジュール１３１０にデータを送信及び／又は受信させ、及びその他のことを行わせる命令を実行するべく構成できる。メモリユニットは、外部デバイス（例えば、可動物体）から受け取った検知データ又はその他のデータを記憶できる。幾つかの実施形態において、メモリ１３０６のメモリユニットは、処理ユニット１３０４により生成された処理結果を保存するために使用できる。図１７は１つの処理ユニット１３０４と１つのメモリ１３０６を示しているが、当業者であればわかるように、これは限定的とするものではなく、システム１３００は複数の処理ユニット及び／又はメモリのメモリユニットを含むことができる。
【０３４４】
幾つかの実施形態において、表示モジュール１３０８は、可動物体、支持機構、及び／又は搭載物の、その位置、並進速度、並進加速度、方位、角速度、角加速度、又はこれらの何れの適当な組合せに関する情報を表示するべく構成できる。表示モジュール１３０８は、可動物体帯／又は搭載物から受け取った情報、例えば検知データ（例えば、カメラ又はその他の画像取得装置により記録された画像）、可動物体に搭載されたプロセッサにより生成され、つなぎ合わせられた画像等の処理済みデータ、画像つなぎ合わせプロセス中に生成された中間データ、制御フィードバックデータ、及びその他を表示するべく構成できる。幾つかの実施形態において、表示モジュール１３０８は、入力モジュール１３０２を実装するものと同じデバイスにより実装されてもよい。他の実施形態において、表示モジュール１３０８は、入力モジュール１３０２を実装するデバイスとは別の（ただし、それに動作的に連結されてもよい）デバイスにより実装されてもよい。
【０３４５】
通信モジュール１３１０は、１つ又は複数の遠隔デバイス（例えば、可動物体、搭載物、基地局、及びその他）にデータを送信し、及び／又はそこから受信するべく構成できる。例えば、通信モジュール１３１０は、制御データ（例えば、航法コマンド、制御コマンド）を可動物体、支持機構、及び／又は搭載物等の外部システム又はデバイスに送信するべく構成できる。通信モジュール１３１０はまた、このような外部システム又はデバイスからデータ（例えば、検知データ及び画像つなぎ合わせデータ）を受信するべく構成できる。幾つかの実施形態において、通信モジュール１３１０は、それぞれ遠隔デバイスにデータを送信し、そこからデータを受信するべく構成された送信機１３１２と受信機１３１４を含むことができる。幾つかの実施形態において、通信モジュールは、送信機と受信機の機能を組み合わせたトランシーバを含むことができる。幾つかの実施形態において、送信機と受信機は相互に、及び処理ユニット１３０４と通信できる。本明細書に記載されている有線通信又は無線通信等、何れの適当な通信手段も使用できる。
【０３４６】
幾つかの実施形態において、画像取得装置は、本明細書に記載されている支持機構により提供される安定化の代わりに、又はそれに加えて、画像安定化機能を提供するべく構成されてもよい。図１８は、幾つかの実施形態による、画像安定化機能を有する例示的な画像取得装置１８００を示している。画像取得装置１８００は、画像取得装置の様々な意図しない移動を補償するために画像安定化を提供するべく構成されてもよい。安定化可能なデバイスの補償可能移動としては、並進移動及び／又は回転移動が含まれていてもよい。並進移動は、特定の軸又は複数の軸に沿ったものとすることができる。例えば、並進移動はＸ軸１８０４に沿った並進移動１８１０、Ｙ軸１８０６に沿った並進移動１８１２、及び／又はＺ軸１８０８に沿った並進移動１８１４を含むことができる。Ｘ軸１８０２、Ｙ軸１８０６、及びＺ軸１８０８は相互に直交していてもよい。Ｚ軸１８０８は、画像取得装置の光軸と実質的に平行であってもよい。回転移動は、特定の軸又は複数の軸の周囲のものとすることができる。例えば、回転移動はＸ（ピッチ）軸１８０４の周囲の回転移動１８１６、Ｙ（ヨー）軸１８０６の周囲の回転移動１８１８、及び／又はＺ（ロール）軸１８０８の周囲の回転移動１８２０を含むことができる。
【０３４７】
様々な実施形態において、画像取得装置は、１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、又はそれ以上の軸の周囲の、又はこれに沿った移動に対する画像安定化を提供するべく構成されてもよい。例えば、画像取得装置は、Ｘ、Ｙ、又はＺ軸に沿った、又はその周囲での移動に対する１軸安定化を提供するべく構成されてもよい。画像取得装置は、２軸安定化を提供するべく構成されてもよい。２軸安定化は、Ｘ、Ｙ、及びＺ軸のうちの２つの周囲の回転移動、Ｘ、Ｙ、及びＺ軸のうちの２つに沿った並進移動、又はＸ、Ｙ、及びＺ軸のうちの１つの周囲の回転移動とＸ、Ｙ、及びＺ軸のうちの１つに沿った並進移動の組合せに対して提供されてもよい。画像取得装置は、３軸安定化を提供するべく構成されてもよい。３軸安定化は、Ｘ、Ｙ、及びＺ軸の３つの周囲の回転移動、Ｘ、Ｙ、及びＺ軸の３つに沿った並進移動、Ｘ、Ｙ、及びＺ軸のうちの１つの周囲の回転移動とＸ、Ｙ、及びＺ軸のうちの２つに沿った並進移動の組合せ、又はＸ、Ｙ、及びＺ軸のうちの２つの周囲の回転移動とＸ、Ｙ、及びＺ軸のうちの１つに沿った並進移動の組合せに対して提供されてもよい。画像取得装置は４軸安定化を提供するべく構成されてもよい。４軸安定化は、Ｘ、Ｙ、及びＺ軸の周囲の回転移動プラスＸ、Ｙ、及びＺ軸のうちの１つに沿った並進移動、Ｘ、Ｙ、及びＺ軸のうちの２つの周囲の回転移動プラスＸ、Ｙ、及びＺ軸のうちの２つに沿った並進移動、又はＸ、Ｙ、及びＺ軸のうちの１つの周囲の回転移動プラスＸ、Ｙ、及びＺ軸の３つに沿った並進移動に対して提供されてもよい。画像取得装置は、５軸安定化を提供するべく構成されてもよい。５軸安定化は、Ｘ、Ｙ、及びＺ軸の３つの周囲の回転移動プラスＸ、Ｙ、及びＺ軸のうちの２つ（例えば、Ｘ及びＹ軸、Ｘ及びＺ軸、又はＹ及びＺ軸）に沿った並進移動、又はＸ、Ｙ、及びＺ軸のうちの２つの周囲の回転移動プラスＸ、Ｙ、及びＺ軸の３つに沿った並進移動に対して提供されてもよい。画像取得装置は、６軸安定化を提供するべく構成されてもよい。６軸安定化は、Ｘ、Ｙ、及びＺ軸の３つの周囲の回転移動プラスＸ、Ｙ、及びＺ軸の３つに沿った並進移動に対して提供されてもよい。
【０３４８】
図１９は、幾つかの実施形態による画像安定化を提供するべく構成された画像取得装置１９００の例示的なコンポーネントを示す。画像取得装置１９００は、本明細書において開示されているシステム、デバイス、及び方法の何れの適当な実施形態と組み合わせても使用できる。例えば、画像取得装置は、本明細書において述べられているＵＡＶと共に使用されてもよい。画像取得装置は、ＵＡＶに支持機構を用いて、又は用いずに連結されてもよい。支持機構は、画像取得装置の安定化を提供しても、しなくてもよい。画像取得装置１９００は、検知モジュール１９０２、処理ユニット１９０４、制御モジュール１９０６、コンピュータ読取可能媒体１９０５、及び作動モジュール１９０８を含むことができる。様々な実施形態において、画像取得装置は、本明細書の中で示され、述べられているものより多い、又は少ないコンポーネントを含んでいてもよい。例えば、画像取得装置は、レンズ又は光学アセンブリ及び画像センサも含んでいてよい。
【０３４９】
検知モジュール１９０２は、画像取得装置の移動を検出するべく構成された運動センサを含むことができる。例えば、運動センサは慣性センサ、加速度計、ジャイロスコープ、ＧＰＳセンサ、近接性センサ及びその他を含むことができる。運動センサは、図１８に関連して述べたように、画像取得装置の、１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、又はそれ以上の軸に関する移動を検出するべく構成されてもよい。様々な実施形態において、運動センサは、画像取得装置の何れの適当なコンポーネント、例えば筐体又は本体、レンズ、画像センサ、及びその他に連結されてもよい。運動センサは、画像取得装置の何れの適当な部分、例えば画像取得装置の内部又は外部に配置されてもよい。
【０３５０】
検知モジュール１９０２は、光信号を電子信号に変換するべく構成された１つ又は複数の画像センサも含むことができる。画像センサは、半導体電荷結合素子（ＣＣＤ）、相補的金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）若しくはＮ型金属酸化膜半導体（ＮＭＯＳ、ＬｉｖｅＭＯＳ）技術を利用した能動ピクセルセンサ、又は他のあらゆる種類のセンサを含んでいてもよい。画像センサは、取得された写真、ビデオ、又は、光学アセンブリに光学的に連結されて幅、高さ、アスペクト比、メガピクセルカウント、解像度又は品質、及びその他等のあらゆる適当なパラメータを有するその他の画像データを取得してもよい。例えば、画像撮影デバイスは、高精細度又は超高精細度ビデオ（例えば、７２０ｐ、１０８０ｉ、１０８０ｐ、１４４０ｐ、２０００ｐ、２１６０ｐ、２５４０ｐ、４０００ｐ、４３２０ｐ、等々）を取得するべく構成されてもよい。光学アセンブリは、１つ又は複数のレンズ、ミラー、又は光を搬送するべく構成されたその他の光学コンポーネントを含むことができる。
【０３５１】
検知モジュール１９０２は、複数のプロセッサを有する処理ユニット１９０４に動作的に連結できる。処理ユニット１９０４は、１つ又は複数のプロセッサ、例えばプログラム可能プロセッサ（例えば、中央処理ユニット（ＣＰＵ））を有することができる。例えば、処理ユニット１９０４は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）及び／又は１つ又は複数のＡＲＭプロセッサを含んでいてもよい。処理ユニット１９０４は、非一時的なコンピュータ読取可能媒体１９０５に動作的に連結できる。非一時的なコンピュータ読取可能媒体１９０５は、処理ユニット１９０４が１つ又は複数のステップを行うために実行可能なロジック、コード、及び／又はプログラム命令を記憶できる。非一時的なコンピュータ読取可能媒体は、１つ又は複数のメモリユニット（例えば、ＳＤカードやランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等の取り外し可能媒体又は外付け記憶装置）を含むことができる。幾つかの実施形態において、検知モジュール１９０２からのデータ（例えば、画像取得装置の移動データ、画像センサにより取得された画像データ）は、非一時的なコンピュータ読取可能媒体１９０５のメモリユニットに直接又は間接に搬送され、その中に保存できる。非一時的なコンピュータ読取可能１９０５のメモリユニットは、処理ユニット１９０４が本明細書に記載されている方法の何れかの適当な実施形態を行うために実行可能なロジック、コード、及び／又はプログラム命令を記憶できる。例えば、処理ユニット１９０４は、検知モジュール１９０２から画像取得装置の移動データを受け取り、制御モジュール１９０６に対する、画像取得装置の検出された移動に対抗する画像安定化を提供するための命令を決定するべく構成できる。他の例として、処理ユニット１９０４は、画像センサから受け取った画像データを処理して、画像取得装置の移動に起因する影響（例えば、ぼけや歪み）を補正するべく構成できる。メモリユニットは、検知モジュールからの検知データを、処理ユニット１９０４により処理されるように記憶できる。幾つかの実施形態において、非一時的なコンピュータ読取可能１９０５のメモリユニットは、処理ユニット１９０４により生成された処理結果を保存するために使用できる。
【０３５２】
幾つかの実施形態において、処理ユニット１９０４は、画像取得装置の１つ又は複数のコンポーネントの状態を制御するべく構成された制御モジュール１９０６に動作的に連結できる。幾つかの実施形態において、検知モジュール１９０２は、制御モジュール１９０６に動作的に接続されてもよい。例えば、制御モジュール１９０６は、画像取得装置の作動モジュール１９０８を制御して、画像取得装置の１つ又は複数の可動コンポーネントの空間配置、速度、及び／又は加速度を調整して、画像安定化を提供するように制御するべく構成できる。作動モジュール１９０８は、モータ等の１つ又は複数のアクチュエータを含んでいてもよい。アクチュエータは、画像取得装置の１つ又は複数の可動コンポーネント、例えば画像取得装置のレンズ又は光学アセンブリ、画像センサ、及びその他に動作的に接続されてもよい。制御モジュール１９０６は、アクチュエータに対し、可動コンポーネント（例えば、光学アセンブリ、画像センサ、又はそれらの両方）の、１、２、３、４、５、６、又それ以上の自由度に関して調整し、画像取得装置の意図しない移動に起因する影響を軽減させ、又はこれに対抗するための信号を出力するべく構成されてもよい。例えば、画像取得装置がＸ、Ｙ、又はＺ軸に沿って横方向に移動する、又はその周囲で回転移動する時、移動は検知モジュール１０９２によって検出されて、処理ユニット１９０４により、可動コンポーネント（例えば、光学アセンブリ、画像センサ、又はそれらの両方）の対応する逆移動を計算するために使用されてもよい。処理ユニット１９０４の計算に基づいて、制御モジュール１９０６は、可動コンポーネントに関連する適当なアクチュエータに対して対応する信号を出力し、それらの空間配置を調整して、画像取得装置の移動を減少させ、又はそれに対抗するべく構成されてもよい。このような可動コンポーネントの空間配置の調整は、画像安定化を提供するための画像データに対するソフトウェアに基づく調整（例えば、画像データの修正）と組み合わせても、組み合わせなくてもよい。画像取得装置により提供される画像安定化により、画像取得装置が安定した画像を、実際には装置が移動していても、所定の配置（例えば、地面に関して水平な位置）に保持されているかのように確実に取得することが可能となりうる。このような安定化は、画像取得装置がある軸（例えば、Ｙ軸）の周囲で回転して、パノラマ画像生成のための複数の画像を撮影している間に提供されてもよい。
【０３５３】
前述のように、画像取得装置は、支持機構を用いて、又は用いずにＵＡＶに連結されてもよい。支持機構は安定化を提供しても、しなくてもよい。画像取得装置は安定化を提供しても、しなくてもよい。それゆえ、安定化は、支持機構のみにより、画像取得装置のみにより、又はこれら両方の組合せにより提供できる。
【０３５４】
図２０は、実施形態によるパノラマ画像生成のための例示的なシステム２０００を示している。図のように、システ２０００は支持機構を用いずに画像取得装置２００４に強固に連結されたＵＡＶ  ２００２を含む。幾つかの実施形態において、画像取得装置２００４は、ＵＡＶ  ２００２に、画像取得装置２００４をＵＡＶ  ２００２に関して垂直軸２００６（例えば、図１８において述べたＹ軸）の周囲で移動できないようにする支持機構を介してＵＡＶ  ２００２に連結されてもよい。
【０３５５】
パノラマ航空画像を撮影するために、ＵＡＶ  ２００２は、所定の位置の上方でホバリングするべく構成されてもよい。ホバリングはＵＡＶにより自律的に、又はリモート制御端末（図示せず）からのコマンドに応答して行われてもよい。ＵＡＶ  ２００２のホバリング中に、画像取得装置２００２は、パノラマ画像の生成に使用される複数の画像を撮影するべく構成できる。画像取得装置２００４は垂直軸２００６の周囲でＵＡＶ  ２００２に関して移動しないため、ＵＡＶ  ２００２は、垂直軸２００６の周囲で特定の角度だけ回転するべく構成できる。画像取得装置２００４は、複数の画像を取得している間にＵＡＶと共に回転してもよい。回転角は少なくとも３６０度、例えば少なくとも３６０度、４５０度、５４０度、６３０度、７２０度、及びその他であってもよい。或いは、回転角は３６０度未満、例えば６０度、９０度、１２０度、１５０度、１８０度、２１０度、２４０度、２７０度、３００度、３３０度、及びその他未満であってもよい。幾つかの実施形態において、画像取得装置２００４は、パノラマ画像が撮影されている間に、図１８〜１９において述べたように、１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、又はそれ以上の軸に関する画像安定化を提供して、画像取得装置の意図しない移動を減少させるべく構成される。画像取得装置の意図しない移動は、ＵＡＶの振動（例えば、ＵＡＶの推進システムの動作による）、自然の力（例えば、風）、及びその他等の擾乱に起因するかもしれない。
【０３５６】
幾つかの実施形態において、画像取得装置２００４により取得される複数の画像は、本明細書において記載されている技術を使って、ＵＡＶに搭載された、及び／又は搭載されていない１つ又は複数のプロセッサによって相互につなぎ合わされて、パノラマ画像が生成されてもよい。生成されたパノラマ画像は遠隔端末に送信されて、表示、保存、又は更に処理されてもよい。
【０３５７】
本発明の好ましい実施形態を図示し、本明細書中で説明したが、当業者にとっては明らかであるように、このような実施形体はあくまでも例として提供されている。ここで、当業者は、本発明から逸脱せずに様々な改変、変更、及び置換を着想するであろう。理解するべき点として、本明細書において説明されている本発明の実施形態の様々な代替案が本発明の実施形態に利用されてもよい。以下の特許請求の範囲が本発明の範囲を定義しており、これらの特許請求の範囲及びそれらの均等物の範囲内の方法と構造がそれによって包含されることが意図されている。
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年4月22日(2016.4.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パノラマ航空画像を生成するシステムであって、
無人航空機（ＵＡＶ）に連結される支持機構と、
前記支持機構に連結され、少なくとも２つの交差する第一の軸と第二の軸の周りで回転可能である画像取得装置と、
前記ＵＡＶが所定の位置の付近でホバリングしている間に、（１）前記画像取得装置を前記第一の軸の周囲で所定の角度で回転させ、前記画像取得装置が所定の間隔で複数の連続画像を取得するようにし、かつ（２）前記画像取得装置が前記画像取得装置の回転中に少なくとも前記第二の軸に関する所定の空間配置を保持することを前記支持機構に行わせる１つ又は複数のコントローラと、
前記ＵＡＶに搭載され、前記複数の画像に基づいてパノラマ画像を生成する１つ又は複数のプロセッサと
を含むシステム。
【請求項２】
パノラマ航空画像を生成する方法であって、
（ａ）支持機構を介して少なくとも２つの交差する第一の軸と第二の軸の周囲で回転可能な画像取得装置を支持する無人航空機（ＵＡＶ）を空中の所定の位置の付近でホバリングさせるステップと、
（ｂ）前記ＵＡＶが空中の所定の位置の付近でホバリングしている間に、前記支持機構を制御して、
（１）前記画像取得装置を前記第一の軸の周囲で所定の角度で回転させ、
（２）前記画像取得装置の前記回転中に少なくとも前記第二の軸に関する所定の空間配置を保持するステップと、
（ｃ）前記画像取得装置が前記第一の軸の周囲で回転している間に、前記画像取得装置によって複数の連続する画像を所定の間隔で取得するステップと、
（ｄ）前記ＵＡＶに搭載された１つ又は複数のプロセッサによって前記複数の画像に基づいてパノラマ画像を生成するステップと
を含む方法。
【請求項３】
前記画像取得装置の前記所定の角度は少なくとも３６０度である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記画像取得装置の前記所定の角度は３６０度未満である、請求項２又は請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ＵＡＶをホバリングさせるステップは、地面に対して固定された空間配置を保持するステップを更に含む、請求項２乃至請求項４の何れか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記支持機構と前記ＵＡＶは、前記ＵＡＶにより前記支持機構に伝達される運動を減少させる１つ又は複数の減衰部材を介して連結される、請求項２乃至請求項５の何れか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記減衰部材は球形である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第一の軸はヨー軸であり、前記第二の軸はピッチ軸である、請求項２乃至請求項７の何れか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記支持機構は、前記画像取得装置が第三の軸の周囲で前記ＵＡＶに関して回転可能である、請求項２乃至請求項８の何れか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第三の軸はロール軸である、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記画像取得装置が前記回転中に少なくとも前記第二の軸に関する所定の空間配置を保持するステップは、前記第二及び前記第三の軸に関する所定の配置を保持するステップを更に含む、請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記支持機構は、前記画像取得装置を支持するフレームアセンブリを含み、前記フレームアセンブリは、少なくとも第一のフレーム部材、第二のフレーム部材、第三のフレーム部材、及び第四のフレーム部材を含み、前記第一のフレーム部材は前記画像取得装置に連結され、前記第二のフレーム部材は前記第一の部材に前記第二の軸の周囲で回転可能に連結され、前記第三のフレーム部材は前記第二の部材に前記第三の軸の周囲で回転可能に連結される、請求項２乃至請求項１１の何れか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記支持機構は、前記第一のフレーム部材を直接駆動して前記第二のフレーム部材に関して前記第二の軸の周囲で回転させる第一のアクチュエータ部材と、前記第二のフレーム部材を直接駆動して前記第三のフレーム部材に関して前記第三の軸の周囲で回転させる第二のアクチュエータ部材と、前記第三のフレーム部材を直接駆動して前記第四のフレーム部材に関して前記第一の軸の周囲で回転させる第三のアクチュエータ部材とを更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記画像取得装置が前記回転中に少なくとも前記第二の軸に関する所定の空間配置を保持するステップは、前記第一のアクチュエータ部材と前記第二のアクチュエータ部材を制御する制御信号を生成するステップを更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記支持機構は、前記支持機構又は前記画像取得装置の位置、姿勢、加速度、及び速度の少なくとも１つを検出する１つ又は複数の支持機構センサを含む請求項２乃至請求項１４の何れか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記１つ又は複数の支持機構センサからの検知データは、前記画像取得装置を安定化させるために使用される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記１つ又は複数の支持機構センサからの検知データは、前記パノラマ画像の生成に使用される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記１つ又は複数の支持機構センサは前記支持機構又は前記画像取得装置に連結される、請求項１５乃至請求項１７の何れか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記支持機構センサの少なくとも１つは前記支持機構のアクチュエータ部材に連結される、請求項１５乃至請求項１８の何れか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記１つ又は複数の支持機構センサは、１つ又は複数の運動センサ又は回転センサを含む、請求項１５乃至請求項１９の何れか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記運動センサは加速度計を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記回転センサはジャイロスコープ又は電位差計を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記支持機構センサの少なくとも１つは少なくとも１００Ｈｚのサンプリング周波数を有する、請求項１５乃至請求項２２の何れか１項に記載の方法。
【請求項２４】
前記ＵＡＶは、前記ＵＡＶの位置、方位、及び速度の少なくとも１つの測定に使用される１つ又は複数のＵＡＶセンサに連結される、請求項２乃至請求項２３の何れか１項に記載の方法。
【請求項２５】
前記１つ又は複数のＵＡＶセンサは、１つ又は複数の運動センサ、回転センサ、又は位置センサを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記運動センサは加速度計を含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記回転センサはジャイロスコープを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記位置センサはＧＰＳセンサを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
前記支持機構は、前記支持機構又は前記画像取得装置の位置、姿勢、加速度、及び速度の少なくとも１つを検出する１つ又は複数の支持機構センサを含む、請求項２乃至請求項２４の何れか１項に記載の方法。
【請求項３０】
前記ＵＡＶセンサにより取得されたセンサデータは、前記支持機構センサにより取得されたセンサデータを補正するために使用される、請求項２４乃至請求項２９の何れか１項に記載の方法。
【請求項３１】
前記１つ又は複数のＵＡＶセンサからのセンサデータは前記パノラマ画像の生成において使用される、請求項２４乃至請求項３０の何れか１項に記載の方法。
【請求項３２】
前記支持機構は、前記ＵＡＶの推進システムにより引き起こされる振動を減少させる、請求項２乃至請求項３１の何れか１項に記載の方法。
【請求項３３】
前記画像取得装置は、前記複数の画像を、前記複数の画像の隣接画像間の重複が少なくとも５０％となるようにする、請求項２乃至請求項３２の何れか１項に記載の方法。
【請求項３４】
前記画像取得装置は、前記複数の画像を、前記複数の画像の隣接画像間の重複が５０％〜７０％となるようにする、請求項２乃至請求項３２の何れか１項に記載の方法。
【請求項３５】
前記画像取得装置は、前記複数の画像を、前記複数の画像の隣接画像間の重複が少なくとも７０％となるようにする、請求項２乃至請求項３２の何れか１項に記載の方法。
【請求項３６】
前記画像取得装置は、前記複数の画像を、前記複数の画像の隣接画像間の重複が多くとも７０％となるようにする、請求項２乃至請求項３２の何れか１項に記載の方法。
【請求項３７】
前記画像取得装置は、前記複数の画像を、前記複数の画像の隣接画像間の重複が多くとも８０％となるようにする、請求項２乃至請求項３２の何れか１項に記載の方法。
【請求項３８】
前記パノラマ画像を生成するステップは、１つ又は複数の画像つなぎ合わせステップにしたがって前記複数の画像を処理するステップを更に含む、請求項２乃至請求項３７の何れか１項に記載の方法。
【請求項３９】
前記１つ又は複数の画像つなぎ合わせステップは、画像位置合わせ、大域的位置合わせ、又はブレンディングに関する、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記画像つなぎ合わせステップの前記少なくとも１つは、画像位置合わせステップ又は大域的位置合わせステップである、請求項３８又は請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記画像つなぎ合わせステップの前記少なくとも１つは、補間操作を省くステップを更に含む、請求項３８乃至請求項４０の何れか１項に記載の方法。
【請求項４２】
前記画像つなぎ合わせステップの前記少なくとも１つは、前記複数の画像に関する回転を含まない運動モデルを使用するステップを更に含む、請求項３８乃至請求項４１の何れか１項に記載の方法。
【請求項４３】
前記画像つなぎ合わせステップの前記少なくとも１つは、前記画像つなぎ合わせステップの前記少なくとも１つの中で行われる探索操作の範囲を限定するステップを更に含む、請求項３８乃至４２の何れか１項に記載の方法。
【請求項４４】
前記探索操作の前記範囲を限定するステップは、探索対象パラメータの数を限定するステップを更に含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記探索対象パラメータの数は２つ以下である、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記探索操作の前記範囲を限定するステップは、あるパラメータに対応する探索ベクトルに沿った探索対象ピクセル範囲を限定するステップを更に含む、請求項４３乃至請求項４５の何れか１項に記載の方法。
【請求項４７】
前記パラメータについての前記探索対象ピクセル範囲は探索ベクトルに沿ったピクセル総数の２％以下である、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記探索ベクトルはＸ軸又はＹ軸に沿っている、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記範囲は実験に基づいて決定される、請求項４６乃至請求項４８の何れか１項に記載の方法。
【請求項５０】
前記パノラマ画像の前記生成は前記画像取得装置の前記回転と時間的に重複する、請求項２乃至請求項４９の何れか１項に記載の方法。
【請求項５１】
前記パノラマ画像の前記生成は前記画像取得装置の前記回転と時間的に重複しない、請求項２乃至請求項４９の何れか１項に記載の方法。
【請求項５２】
前記１つ又は複数のプロセッサの少なくとも１つは前記画像取得装置の内側に位置付けられる、請求項２乃至請求項５１の何れか１項に記載の方法。
【請求項５３】
前記１つ又は複数のプロセッサの少なくとも１つは前記画像取得装置の外側に位置付けられる、請求項２乃至請求項５１の何れか１項に記載の方法。
【請求項５４】
前記ＵＡＶは、ユーザの介入なしに所定の位置の付近に到達する、請求項２乃至請求項５３の何れか１項に記載の方法。
【請求項５５】
前記支持機構又は前記画像取得装置は、リモート制御端末により提供される信号に応答してパノラマモードに切り替わる、請求項２乃至請求項５４の何れか１項に記載の方法。
【請求項５６】
前記支持機構と前記画像取得装置は、ユーザの介入なしに自動的にパノラマモードに切り替わるべく構成される、請求項２乃至請求項５４の何れか１項に記載の方法。
【請求項５７】
前記パノラマ画像の前記生成の局面を制御する１つ又は複数のユーザ提供の命令を受け取るステップを更に含む、請求項２乃至請求項５６の何れか１項に記載の方法。
【請求項５８】
前記１つ又は複数のユーザ提供の命令は、前記ＵＡＶ、前記支持機構、又は前記画像取得装置を制御する、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記１つ又は複数のユーザ提供の命令の少なくとも１つはパノラマモードの選択に関する、請求項５７又は請求項５８に記載の方法。
【請求項６０】
前記１つ又は複数のユーザ提供の命令の少なくとも１つは、前記画像取得装置の前記所定の回転角又は前記画像取得装置の視野（ＦＯＶ）角に関する、請求項５７乃至請求項５９の何れか１項に記載の方法。
【請求項６１】
前記１つ又は複数のユーザ提供の命令の少なくとも１つは、隣接画像間の重複パーセンテージに関する、請求項５７乃至請求項６０の何れか１項に記載の方法。
【請求項６２】
前記所定の間隔は、少なくとも一部に前記１つ又は複数のユーザ提供の命令に基づいて自動的に計算される、請求項５７乃至請求項６１の何れか１項に記載の方法。
【請求項６３】
前記生成されたパノラマ画像を遠隔端末に送信するステップを更に含む、請求項２乃至請求項６２の何れか１項に記載の方法。
【請求項６４】
前記生成されたパノラマ画像を遠隔端末上に表示するステップを更に含む、請求項２乃至請求項６３の何れか１項に記載の方法。
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月7日(2017.3.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パノラマ航空画像を生成するシステムであって、
無人航空機（ＵＡＶ）に連結される支持機構と、
前記支持機構に連結され、少なくとも２つの交差する第一の軸及び第二の軸の周りで回転可能である画像取得装置と、
前記支持機構又は前記画像取得装置の位置、姿勢、加速度、及び速度の少なくとも１つを検出して検知データを供給する１つ又は複数の支持機構センサと、
前記１つ又は複数の支持機構センサからの検知データに基づいて前記ＵＡＶ及び前記画像取得装置を安定化させ、前記ＵＡＶが所定の位置の付近でホバリングしている間に、前記画像取得装置を前記第一の軸の周囲で所定の角度で回転させ、前記画像取得装置が所定の間隔で複数の連続する画像を取得するようにし、かつ前記画像取得装置が前記画像取得装置の回転中に少なくとも前記第二の軸に関する所定の空間配置を保持することを前記支持機構に行わせる１つ又は複数のコントローラと、
前記ＵＡＶに搭載され、前記複数の画像に基づいてパノラマ画像を生成する１つ又は複数のプロセッサと
を含むシステム。
【請求項２】
パノラマ航空画像を生成する方法であって、
支持機構を介して少なくとも２つの交差する第一の軸及び第二の軸の周囲で回転可能な画像取得装置を支持する無人航空機（ＵＡＶ）を空中の所定の位置の付近でホバリングさせるステップと、
１つ又は複数の支持機構センサにより検出された前記支持機構又は前記画像取得装置の位置、姿勢、加速度、及び速度の少なくとも１つの検知データに基づいて前記ＵＡＶ及び前記画像取得装置を安定化させ、前記ＵＡＶが空中の所定の位置の付近でホバリングしている間に、前記画像取得装置を前記第一の軸の周囲で所定の角度で回転させ、前記画像取得装置の前記回転中に少なくとも前記第二の軸に関する所定の空間配置を保持するステップと、
前記画像取得装置が前記第一の軸の周囲で回転している間に、前記画像取得装置によって複数の連続する画像を所定の間隔で取得するステップと、
前記ＵＡＶに搭載された１つ又は複数のプロセッサによって前記複数の画像に基づいてパノラマ画像を生成するステップと
を含む方法。
【請求項３】
前記画像取得装置の前記所定の角度は少なくとも３６０度である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記画像取得装置の前記所定の角度は３６０度未満である、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記ＵＡＶをホバリングさせるステップは、地面に対して固定された空間配置を保持するステップを更に含む、請求項２乃至４の何れか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記支持機構と前記ＵＡＶは、前記ＵＡＶにより前記支持機構に伝達される運動を減少させる１つ又は複数の減衰部材を介して連結される、請求項２乃至５の何れか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記第一の軸はヨー軸であり、前記第二の軸はピッチ軸である、請求項２乃至６の何れか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記支持機構は、前記画像取得装置が第三の軸の周囲で前記ＵＡＶに関して回転可能である、請求項２乃至７の何れか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記第三の軸はロール軸である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記画像取得装置が前記回転中に少なくとも前記第二の軸に関する所定の空間配置を保持するステップは、前記第二及び前記第三の軸に関する所定の配置を保持するステップを更に含む、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記支持機構は、前記画像取得装置を支持するフレームアセンブリを含み、前記フレームアセンブリは、少なくとも第一のフレーム部材、第二のフレーム部材、第三のフレーム部材、及び第四のフレーム部材を含み、前記第一のフレーム部材は前記画像取得装置に連結され、前記第二のフレーム部材は前記第一の部材に前記第二の軸の周囲で回転可能に連結され、前記第三のフレーム部材は前記第二の部材に前記第三の軸の周囲で回転可能に連結される、請求項２乃至１０の何れか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記支持機構は、前記第一のフレーム部材を直接駆動して前記第二のフレーム部材に関して前記第二の軸の周囲で回転させる第一のアクチュエータ部材と、前記第二のフレーム部材を直接駆動して前記第三のフレーム部材に関して前記第三の軸の周囲で回転させる第二のアクチュエータ部材と、前記第三のフレーム部材を直接駆動して前記第四のフレーム部材に関して前記第一の軸の周囲で回転させる第三のアクチュエータ部材とを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記画像取得装置が前記回転中に少なくとも前記第二の軸に関する所定の空間配置を保持するステップは、前記第一のアクチュエータ部材及び前記第二のアクチュエータ部材を制御する制御信号を生成するステップを更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記支持機構センサの少なくとも１つは前記支持機構のアクチュエータ部材に連結される、請求項２乃至１３の何れか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記１つ又は複数の支持機構センサは、１つ又は複数の運動センサ又は回転センサを含む、請求項２乃至１４の何れか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記運動センサは加速度計を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記回転センサはジャイロスコープ又は電位差計を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記ＵＡＶは、前記ＵＡＶの位置、方位、及び速度の少なくとも１つの測定に使用される１つ又は複数のＵＡＶセンサに連結される、請求項２乃至１７の何れか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記１つ又は複数のＵＡＶセンサは、１つ又は複数の運動センサ、回転センサ、又は位置センサを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記運動センサは加速度計を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記回転センサはジャイロスコープを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記位置センサはＧＰＳセンサを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記支持機構は前記１つ又は複数の支持機構センサを含む、請求項２乃至１８の何れか１項に記載の方法。
【請求項２４】
前記ＵＡＶセンサにより取得されたセンサデータは、前記支持機構センサにより取得された検知データを補正するために使用される、請求項１８乃至２３の何れか１項に記載の方法。
【請求項２５】
前記１つ又は複数のＵＡＶセンサからのセンサデータは前記パノラマ画像の生成において使用される、請求項１８乃至２４の何れか１項に記載の方法。
【請求項２６】
前記支持機構は、前記ＵＡＶの推進システムにより引き起こされる振動を減少させる、請求項２乃至２５の何れか１項に記載の方法。
【請求項２７】
前記パノラマ画像を生成するステップは、１つ又は複数の画像つなぎ合わせステップにしたがって前記複数の画像を処理するステップを更に含む、請求項２乃至２６の何れか１項に記載の方法。
【請求項２８】
前記画像つなぎ合わせステップの前記少なくとも１つは、画像位置合わせステップ又は大域的位置合わせステップである、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記画像つなぎ合わせステップの前記少なくとも１つは、補間操作を省くステップを更に含む、請求項２７又は２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記画像つなぎ合わせステップの前記少なくとも１つは、前記複数の画像に関する回転を含まない運動モデルを使用するステップを更に含む、請求項２７乃至２９の何れか１項に記載の方法。
【請求項３１】
前記画像つなぎ合わせステップの前記少なくとも１つは、前記画像つなぎ合わせステップの前記少なくとも１つの中で行われる探索操作の範囲を限定するステップを更に含む、請求項請求項２７乃至３０の何れか１項に記載の方法。
【請求項３２】
前記探索操作の前記範囲を限定するステップは、探索対象パラメータの数を限定するステップを更に含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記探索対象パラメータの数は２つ以下である、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記探索操作の前記範囲を限定するステップは、あるパラメータに対応する探索ベクトルに沿った探索対象ピクセル範囲を限定するステップを更に含む、請求項３１乃至３３の何れか１項に記載の方法。
【請求項３５】
前記探索ベクトルはＸ軸又はＹ軸に沿っている、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記１つ又は複数のプロセッサの少なくとも１つは前記画像取得装置の内側に位置付けられる、請求項２乃至３５の何れか１項に記載の方法。
【請求項３７】
前記１つ又は複数のプロセッサの少なくとも１つは前記画像取得装置の外側に位置付けられる、請求項２乃至３５の何れか１項に記載の方法。
【請求項３８】
前記支持機構又は前記画像取得装置は、リモート制御端末により提供される信号に応答してパノラマモードに切り替わる、請求項２乃至３７の何れか１項に記載の方法。
【請求項３９】
前記支持機構と前記画像取得装置は、ユーザの介入なしに自動的にパノラマモードに切り替わるべく構成される、請求項２乃至３７の何れか１項に記載の方法。
【請求項４０】
前記パノラマ画像の前記生成の局面を制御する１つ又は複数のユーザ提供の命令を受け取るステップを更に含む、請求項２乃至３９の何れか１項に記載の方法。
【請求項４１】
前記１つ又は複数のユーザ提供の命令は、前記ＵＡＶ、前記支持機構、又は前記画像取得装置を制御する、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記１つ又は複数のユーザ提供の命令の少なくとも１つはパノラマモードの選択に関する、請求項４０又は４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記１つ又は複数のユーザ提供の命令の少なくとも１つは、前記画像取得装置の前記所定の回転角又は前記画像取得装置の視野（ＦＯＶ）角に関する、請求項４０乃至４２の何れか１項に記載の方法。
【請求項４４】
前記１つ又は複数のユーザ提供の命令の少なくとも１つは、隣接画像間の重複パーセンテージに関する、請求項４０乃至４３の何れか１項に記載の方法。
【請求項４５】
前記所定の間隔は、少なくとも一部に前記１つ又は複数のユーザ提供の命令に基づいて自動的に計算される、請求項４０乃至４４の何れか１項に記載の方法。
【請求項４６】
前記生成されたパノラマ画像を遠隔端末に送信するステップを更に含む、請求項２乃至４５の何れか１項に記載の方法。
【請求項４７】
前記生成されたパノラマ画像を遠隔端末上に表示するステップを更に含む、請求項２乃至４６の何れか１項に記載の方法。
【国際調査報告】
2017513245.tif 000043
2017513245.tif 000044