(57)【要約】  本発明は、予めフレーミング飛行をし、無人機の位置決めデータと、飛行高度の情報と、を含む飛行ウェイポイントを記録する工程と、無人機の飛行ウェイポイントを受信してから記録する工程と、フレーミング飛行のウェイポイントによって飛行軌跡を作成する工程と、新しい飛行軌跡を得るために、前記飛行軌跡を編集する工程と、前記無人機を新しい飛行軌跡に沿って飛行させるように、編集された前記新しい飛行軌跡を前記無人機まで伝送する工程と、を含む無人機の進行方向の作成方法を開示する。本発明は、無人機の進行方向作成システムに更に関する。
2017504875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予めフレーミング飛行をし、無人機の位置決めデータと飛行高度の情報を含む無人機の飛行ウェイポイントを受信して記録する工程と、
フレーミング飛行のウェイポイントによって飛行軌跡を作成する工程と、
新しい飛行軌跡を得るように、前記飛行軌跡を編集する工程と、
前記無人機を新しい飛行軌跡に沿って飛行させるように、編集された前記新しい飛行軌跡を前記無人機まで伝送する工程と、
を含む無人機の進行方向の作成方法。
【請求項２】
画像形成装置の姿勢情報を編集し、編集された画像形成装置の姿勢情報を前記無人機まで伝送することで、前記画像形成装置に編集された姿勢によって撮影させる工程を更に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の進行方向の作成方法。
【請求項３】
前記無人機には、少なくとも一つの回動軸を含む雲台が設けられており、前記画像形成装置は、前記雲台の回動につれて回動できるように前記雲台に設けられており、画像形成装置の姿勢情報を編集することは、即ち雲台の少なくとも一つの回動軸の回動角度を編集することである、
ことを特徴とする請求項２に記載の進行方向の作成方法。
【請求項４】
画像形成装置の撮影パラメータを編集し、編集された画像形成装置の撮影パラメータを前記無人機まで伝送することで、前記画像形成装置に編集された撮影パラメータによって撮影させる工程を更に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の進行方向の作成方法。
【請求項５】
収集した離散点データに対して滑らかな遷移をすることにより、無人機の飛行軌跡を位置決めするための一本の滑らかな曲線を形成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の進行方向の作成方法。
【請求項６】
各サンプリング点の折れ線によって無人機の飛行軌跡を位置決めする、
ことを特徴とする請求項１に記載の進行方向の作成方法。
【請求項７】
画像形成装置が撮影した画像情報を記録し、地図に合わせて前記無人機の前記軌跡における一点の位置決めデータと、飛行高度情報と、前記画像形成装置の姿勢情報と、画像形成装置が前記点に対応する時に撮影した画像と、を表示し、前記新しい飛行軌跡を編集する工程を更に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の進行方向の作成方法。
【請求項８】
前記飛行軌跡は、無人機のホバリング位置に対応する複数のノードを含み、二つの切れているノードの間にベジェ曲線を編集する方式で滑らかな最適化飛行ルートを生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の進行方向の作成方法。
【請求項９】
無人機の姿勢情報を編集し、編集された無人機の姿勢情報を前記無人機まで伝送することで、前記無人機を編集された姿勢によって飛行させる工程を更に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の進行方向の作成方法。
【請求項１０】
前記無人機の姿勢情報を編集することは、無人機のピッチ角情報、ロール角情報及びヨー角情報を編集することである、
ことを特徴とする請求項９に記載の進行方向の作成方法。
【請求項１１】
無人機が予め飛行する場合の、無人機の位置決めデータ及び無人機の飛行高度情報を含む飛行ウェイポイントを受信して記録するための受信モジュールと、
前記受信モジュールが受信した飛行ウェイポイントによって前記無人機の飛行軌跡を算出するための飛行軌跡作成モジュールと、
新しい飛行軌跡を得るように、前記飛行軌跡作成モジュールが算出した前記無人機の飛行軌跡を編集するための飛行軌跡編集モジュールと、
前記飛行軌跡編集モジュールが編集した前記新しい飛行軌跡を前記無人機まで伝送することで、前記無人機を新しい飛行軌跡に沿って飛行させるための送信モジュールと、
を含む無人機の進行方向作成システム。
【請求項１２】
前記無人機には、画像形成装置を搭載するための雲台が設けられており、前記進行方向作成システムは、画像形成装置が撮影した画像情報を受信して記録する雲台姿勢編集モジュールを更に含み、前記雲台姿勢編集モジュールは、前記画像形成装置の姿勢情報を編集する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の進行方向作成システム。
【請求項１３】
前記無人機の雲台は、少なくとも一つの回動軸を含み、前記画像形成装置は、前記雲台の回動につれて回動できるように前記雲台に設けられており、画像形成装置の姿勢情報を編集することは、即ち前記少なくとも一つの回動軸の回動角度を編集することである、
ことを特徴とする請求項１２に記載の進行方向作成システム。
【請求項１４】
前記進行方向作成システムは、前記画像形成装置の撮影パラメータを編集するための撮影パラメータ編集モジュールを更に含み、前記送信モジュールは、編集された撮影パラメータを前記無人機まで伝送することで、前記画像形成装置に編集された撮影パラメータによって撮影させる、
ことを特徴とする請求項１２に記載の進行方向作成システム。
【請求項１５】
前記飛行軌跡作成モジュールは、収集した離散点データに対して滑らかな遷移をすることにより、無人機の飛行軌跡を位置決めするための一本の滑らかな曲線を形成する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の進行方向作成システム。
【請求項１６】
前記飛行軌跡作成モジュールは、各サンプリング点の折れ線によって無人機の飛行軌跡を位置決めする、
ことを特徴とする請求項１１に記載の進行方向作成システム。
【請求項１７】
前記飛行軌跡は、無人機のホバリング位置に対応する複数のノードを含み、前記飛行軌跡編集モジュールは、二つのノードの間にベジェ曲線を編集する方式で滑らかな最適化飛行ルートを生成する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の進行方向作成システム。
【請求項１８】
前記ウェイポイントは、無人機の姿勢情報を更に含み、前記進行方向作成システムは、前記無人機の姿勢情報を編集するための無人機姿勢編集モジュールを更に含み、前記送信モジュールは、更に前記無人機姿勢編集モジュールが編集した無人機の姿勢情報を前記無人機まで伝送することに用いられる、
ことを特徴とする請求項１１に記載の進行方向作成システム。
【請求項１９】
前記無人機姿勢編集モジュールは、無人機のピッチ角情報、ロール角情報及びヨー角情報の編集に用いられる、
ことを特徴とする請求項１８に記載の進行方向作成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無人機分野に関し、特に無人機の進行方向の作成方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
空中撮影ミッションにおいて、空中撮影の効果に中心的な役割を果たすのはフレーミングであり、伝統的な映像撮影及び写真撮影と同様に、フレーミングの地点、角度及び撮影パラメータがかなりの程度まで撮影素材の品質と芸術性を決める。伝統的な定点映像撮影と写真撮影においては、カメラマンは固定したカメラ位置でゆっくりビデオカメラを調節して、気に入るフレーミングとパラメータを決めてから撮影を実施し、終了してから次のシーンに進むことができ、各シーンの撮影とフレーミングとが互いに邪魔することがない。伝統的な映像撮影及び写真撮影とは異なり、空中写真撮影において、ビデオカメラは静的ではなく、連続的でリアルタイムな運動状態にある。航行中の瞬間のフレーミングとパラメータの正確さとを保証するのは、伝統的な定点映像撮影及び写真撮影よりも難しい。これは、カメラマンが、飛行ルートが開始した後、繰り返してフレーミング及び比較をする機会がないため、一旦飛行ルートが開始すると、一気に完了しなければならないためである。そうでないと、複数回飛行ルートに沿って飛行しておいて、後でカッティングする必要がある。例えば、どうやって連続的に複数の目標物体又はシーンを撮影するミッションを完成するのか、どうやって航空機及びその搭載空中撮影設備が迅速でかつ高品質で撮影作業を完成するのか、これらは、空中撮影航空機の飛行軌跡の計画に関する課題、即ち空中撮影飛行ルートを作成する課題に関する。
【０００３】
従来の空中撮影飛行ルートの作成方法は以下のとおりである：一、直接的に飛行操作人員によって数回の試験飛行をしてから、比較することによって、最適な飛行ルートを選び、撮影の時に飛行操作人員の現場制御によって行うことと、二、地図において目標ウェイポイント及び撮影角度を設定してから、人為的な操作又はコンピューター制御により、航空機に予め定められた順番によってこれらの目標点に経過する飛行を完成し、目標飛行ルートを作成することという二種類に分けられている。
【０００４】
上記第一種の空中撮影飛行ルートの作成方法について、人為的な操作は毎回正確で完璧な効果が得られにくいため、飛行操作人員が目標物体又はシーンの周囲で数回の飛行撮影を行うことが必要であり、飛行操作の時間と飛行操作人員を雇うコストが増加するだけでなく、撮影の品質を保証しにくい。非常に熟練したパイロットは飛行ルートを正確に制御できるが、このような操作人員は非常に稀である上にプロのカメラマンとパイロットとが効率的に交流しにくい。一方、第二種の方法について、パイロットへの依頼を減少したが、そのまま見られないので、人為的に地図においてウェイポイントを設定するのは見落としがあり、これらのウェイポイントにより最適な撮影距離と角度の取得を保証できず、且つ連続撮影の効率を保証できない。例えば、樹木又は新しい建物等の地図に標示されていない物体が出ると、地図において飛行ルートを計画する方式は、例えば実際の飛行中に建物にぶつかるなどの安全面での隠れた弊害をもたらすかもしれない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の主な解決しようとする技術問題は、人に代わり、撮影現場で飛行機のリアルタイムな正確な制御をし、人為的な飛行操作時間を大きく短縮し、人為的な原因の空中撮影の品質に対する影響を避けることができると同時に、地図においてウェイポイントを配置することによる見落としを避けることもでき、それにより撮影の最適な角度および距離の実現を保証できて、航空機及びその搭載設備が迅速で高品質に空中撮影作業を完成できることも保証する無人機の進行方向の作成方法及びシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記技術問題を解決するために、本発明が採用する一つの技術案は以下のとおりである：
予めフレーミング飛行をし、無人機の位置決めデータと、飛行高度の情報と、を含む無人機の飛行ウェイポイントを受信してから記録する工程と、
フレーミング飛行のウェイポイントによって飛行軌跡を作成する工程と、
新しい飛行軌跡を得るために、前記飛行軌跡を編集する工程と、
前記無人機を新しい飛行軌跡に沿って飛行させるように、編集された前記新しい飛行軌跡を前記無人機まで伝送する工程と、
を含む無人機の進行方向の作成方法を提供する。
【０００７】
ここで、画像形成装置の姿勢情報を編集し、編集された画像形成装置の姿勢情報を前記無人機まで伝送し、前記画像形成装置に編集された姿勢によって撮影させる工程を更に含む。
【０００８】
ここで、前記無人機には少なくとも一つの回動軸を含む一つの雲台が設けられており、前記画像形成装置は、前記雲台の回動につれて回動できるように前記雲台に設けられており、画像形成装置の姿勢情報を編集することは、即ち雲台の少なくとも一つの回動軸の回動角度を編集することである。
【０００９】
ここで、画像形成装置の撮影パラメータを編集し、編集された画像形成装置の撮影パラメータを前記無人機まで伝送し、前記画像形成装置に編集された撮影パラメータによって撮影させる工程を更に含む。
【００１０】
ここで、収集した離散点データに対して滑らかな遷移をすることにより、無人機の飛行軌跡を位置決めするための一本の滑らかな曲線を形成する。
【００１１】
ここで、各サンプリング点の折れ線によって無人機の飛行軌跡を位置決めする。
【００１２】
ここで、画像形成装置が撮影した画像情報を記録し、地図に合わせて前記無人機のこの軌跡における一点の位置決めデータと、飛行高度情報と、前記画像形成装置の姿勢情報と、画像形成装置がこの点に対応する時に撮影した画像と、を表示し、前記新しい飛行軌跡を編集する工程を更に含む。
【００１３】
ここで、前記飛行軌跡は無人機のホバリング位置に対応する複数のノードを含み、二つの切れているノードの間にベジェ曲線を編集する方式で滑らかな最適化飛行ルートを生成する。
【００１４】
ここで、無人機の姿勢情報を編集し、編集された無人機の姿勢情報を前記無人機まで伝送し、前記無人機を編集された姿勢によって飛行させる工程を更に含む。
【００１５】
ここで、前記無人機の姿勢情報を編集することは、即ち無人機のピッチ角情報、ロール角情報及びヨー角情報を編集することである。
【００１６】
上記技術問題を解決するために、本発明が採用する一つの技術案は：
無人機が予め飛行する場合の、無人機の位置決めデータ及び無人機の飛行高度情報を含む飛行ウェイポイントを受信して記録するための受信モジュールと、
前記受信モジュールが受信した飛行ウェイポイントによって前記無人機の飛行軌跡を算出することに用いられる飛行軌跡作成モジュールと、
新しい飛行軌跡を得るように、前記飛行軌跡作成モジュールが算出した前記無人機の飛行軌跡を編集するための飛行軌跡編集モジュールと、
前記飛行軌跡編集モジュールが編集した前記新しい飛行軌跡を前記無人機まで伝送することで、前記無人機を新しい飛行軌跡に沿って飛行させるための送信モジュールと、
を含む無人機の進行方向作成システムである。
【００１７】
ここで、前記無人機には、画像形成装置を搭載するための雲台が設けられており、前記進行方向作成システムは、画像形成装置が撮影した画像情報を受信して記録する雲台姿勢編集モジュールを更に含み、前記雲台姿勢編集モジュールが、前記画像形成装置の姿勢情報を編集する。
【００１８】
ここで、前記無人機における雲台は少なくとも一つの回動軸を含み、前記画像形成装置が、前記雲台の回動につれて回動できるように前記雲台に設けられており、画像形成装置の姿勢情報を編集することは、即ち前記少なくとも一つの回動軸の回動角度を編集することである。
【００１９】
ここで、前記進行方向作成システムは、前記画像形成装置の撮影パラメータを編集するための撮影パラメータ編集モジュールを更に含み、前記送信モジュールが編集された撮影パラメータを前記無人機まで伝送することで、前記画像形成装置に編集された撮影パラメータによって撮影させる。
【００２０】
ここで、前記飛行軌跡作成モジュールが収集した離散点データに対して滑らかな遷移をすることにより、無人機の飛行軌跡を位置決めするための一本の滑らかな曲線を形成する。
【００２１】
ここで、前記飛行軌跡作成モジュールが各サンプリング点の折れ線によって無人機の飛行軌跡を位置決めする。
【００２２】
ここで、前記飛行軌跡は無人機のホバリング位置に対応する複数のノードを含み、前記飛行軌跡編集モジュールが二つのノードの間にベジェ曲線を編集する方式で滑らかな最適化飛行ルートを生成する。
【００２３】
ここで、前記ウェイポイントが無人機の姿勢情報を更に含み、前記進行方向作成システムは、前記無人機の姿勢情報を編集するための無人機姿勢編集モジュールを更に含み、前記送信モジュールが更に前記無人機姿勢編集モジュールが編集した無人機の姿勢情報を前記無人機まで伝送することに用いられる。
【００２４】
ここで、前記無人機姿勢編集モジュールは無人機のピッチ角情報、ロール角情報及びヨー角情報の編集に用いられる。
【００２５】
本発明の有益効果は以下のとおりである：従来の技術の状況と異なり、本発明の無人機の進行方向作成システムの前記飛行軌跡編集モジュールは前記飛行軌跡作成モジュールが算出した前記無人機の飛行軌跡を編集し、新しい飛行軌跡を得る。したがって、人に代わり、撮影現場で飛行機のリアルタイムな正確な制御をし、人為的な飛行操作時間を大きく短縮し、人為的な原因の空中撮影の品質に対する影響を避けることができると同時に、地図においてウェイポイントを配置することによる見落としを避けることもでき、それにより撮影の最適な角度および距離の実現を保証できて、航空機及びその搭載設備が迅速で高品質に空中撮影作業を完成できることも保証する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る実施例の提供する無人機の進行方向の作成方法のフロー図である。
【図２】図１の方法によって作成される飛行軌跡と編集された軌跡図である。
【図３】本発明に係る実施例の提供する無人機の進行方向作成システムの機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る実施例における図面を参照して、本発明の実施例における技術案を明確かつ詳細に記述する。明らかには、記述される実施例は本発明の一部の実施例であり、全部の実施例ではない。本発明における実施例に基づいて、当業者であれば、創造的な作業なしに得られる他の実施例が何れも本発明の保護範囲に含まれる。
【００２８】
図１を参照すると、図１は本発明に係る実施例の提供する無人機の進行方向の作成方法のフロー図である。前記無人機に雲台、ＧＰＳ位置決め装置、慣性測定ユニット、高度測定装置等が配置される。この雲台は例えば、ビデオカメラ、カメラ、望遠鏡、長距離ビデオカメラ及び測定器等の画像形成装置を搭載することに用いられ、前記画像形成装置の固定、前記画像形成装置の姿勢を自由に調節すること（例えば：前記画像形成装置の傾斜角と撮影方向を変えること）、高品質な映像撮影及び／又は写真撮影等の実現のために用いられる。前記雲台には、雲台の姿勢を検知することに用いられる雲台姿勢センサー（ＧＣＵ又はＩＭＵ）も配置される。前記無人機の進行方向の作成方法は以下の工程を含む：
【００２９】
Ｓ１０１：予めフレーミング飛行をし、飛行ウェイポイント、画像形成装置の撮影角度情報、画像形成装置の設定パラメータ、及び画像形成装置が撮影した画像情報を受信して記録し、前記ウェイポイントが無人機の位置決めデータと、飛行高度情報と、を含む。
ここで、本発明に係る実施例において、無人機の操作人員が無人機を遠隔制御して目標の近くを飛行し、撮影フレーミングに関連するウェイポイント情報を収集する。ある重要な地点で、飛行操作人員が無人機を制御してホバリングさせ、操作人員が無人機の位置、高度と姿勢、雲台の姿勢、及び画像形成装置のパラメータを調節できる。伝統的な定点映像撮影に類似し時間に余裕があるため各シーンが独立し、カメラマンは高品質なフレーミングを完成することができる。前記無人機のＧＰＳ位置決め装置が無人機の位置の取得に用いられ、前記慣性測定装置（ＩＭＵ）が無人機の飛行姿勢の収集に用いられる。画像形成装置のパラメータは絞り及びシャッター等を含む。
【００３０】
Ｓ１０２：フレーミング飛行のウェイポイントによって飛行軌跡を作成する；
前記無人機が飛行過程において、前記ＧＰＳ位置決め装置が収集した前記無人機の位置決めデータ、前記高度測定装置が収集した無人機の飛行高度情報及び前記慣性測定装置が収集した無人機の飛行姿勢により、前記無人機の飛行軌跡を算出する。これは離散位置座標点によって連続的な軌跡をフィッティングする過程である。一般的に下記二種類の方法がある：
【００３１】
第一種は、隣接している位置座標点を直線によって連結させ、すなわち、直線補間方式であり、曲線軌跡におけるサンプリングが十分に多い場合、各サンプリング点による折れ線は近似軌跡と見なしてよい。
【００３２】
第二種は、収集した離散点データに対して滑らかな遷移をすることにより、無人機の飛行軌跡を位置決めするための一本の滑らかな曲線を形成する、すなわち非線形の補間方式である。現在、工程に広く運用されるのは多項式補間であり、この方法は一定程度にフィッティング曲線と実際の軌跡曲線との誤差を減少できる。
【００３３】
本実施例において、前記飛行軌跡はベジェ曲線である。前記飛行軌跡は無人機のホバリング位置に対応する複数のノードを含む。
【００３４】
本実施例において、例えば、携帯電話又は手持ち式装置（例えばｉｐａｄ（登録商標））等の地上の受信端子により、前記無人機の飛行軌跡、画像形成装置の撮影角度情報、画像形成装置の設定パラメータ及び画像形成装置が撮影した画像情報を受信して記録する。
【００３５】
他の実施例において、直接的に無人機によって飛行ウェイポイント及び画像形成装置の撮影角度情報を記録して、受信して記録された飛行ウェイポイント及び画像形成装置の撮影角度情報をコンピューターまで伝送する。
【００３６】
他の実施例において、前記ウェイポイントは無人機の飛行姿勢情報を含まず、無人機の位置決めデータと飛行高度情報のみを含んでもよく、したがって、前記無人機の位置決めデータと飛行高度情報のみにより、前記無人機の飛行軌跡を算出する。
【００３７】
Ｓ１０３：新しい飛行軌跡を得るために、前記飛行軌跡を編集する。
無人機の飛行軌跡、画像形成装置の撮影角度情報及び画像形成装置が撮影した画像情報をすべてコンピューターまで伝送する。本実施例において、前記操作人員がマウスで飛行軌跡における何れかの一点をクリックする時、前記コンピューターは地図に合わせて前記無人機のこの軌跡における一点の位置決めデータ、飛行高度情報、無人機の姿勢情報、前記画像形成装置の姿勢情報、前記画像形成装置の設定パラメータ、及び画像形成装置がこの点に対応する時に撮影した画像を表示する。
【００３８】
前記飛行軌跡は、図２に示すように、ノード１、ノード２、ノード３、ノード４、ノード５、およびノード６といった無人機のホバリング位置に対応する複数のノードを含み、且つ操作人員はコンピューターによって前記無人機のこの軌跡における何れかの一点の位置決めデータ、飛行高度情報、飛行姿勢情報、前記画像形成装置の姿勢情報、画像形成装置の設定パラメータ及び画像形成装置がこの点に対応する時に撮影した画像を見ることができるため、前記飛行軌跡が直線ではない前提で、操作人員は前記無人機が次回飛行する時にノード２に寄らないことを希望すると、この寄りたくないノードの隣接している二つのノードの間、例えばノード１とノード３との間を直接的に直線で結ぶことで、ノード１とノード３との間に滑らかな最適化飛行ルートを生成する。前記ノードは無人機のホバリング位置に限定されず、飛行軌跡から選択される何れかの一点であってもよいことが理解され得る。
【００３９】
他の状況において、操作人員は前記無人機が次回飛行する時にノード２およびノード３に寄らないことを希望すると、直接的に前記飛行軌跡の切れている二つのノードの間に、例えばノード１およびノード４を直接的に直線で連結させる。
【００４０】
前記新しい飛行軌跡を編集する方式は直線連結の方式を採用することに限定されず、何れかの二つのノードの間にベジェ曲線を編集する等の方式により、滑らかな最適化飛行ルート、ベジェ曲線を生成してフィッティングを実現してよいことが理解され得、その理由は、一、ベジェ制御点によって曲線の軌跡を定義しやすい一方、これらの制御点はちょうど航空機の実際の移動過程における特性（例えば速度、方向等）と合わせることができるので、自然に飛行軌跡に接近する効果が得られることと、二、区分補間過程においてベジェ曲線が良好な滑らかさを維持することもできるので、全体的な効果が他の区分補間方式よりも良好であることにある。
【００４１】
Ｓ１０４：無人機の姿勢情報を編集する。
本実施例において、前記ウェイポイントは無人機の飛行姿勢情報を更に含み、例えば、無人機のピッチ角情報、ロール角情報及びヨー角情報等の無人機の飛行姿勢情報を編集する。本実施例において、そのうちの一つのノードで前記無人機の姿勢情報を編集した場合、このノードから次のノードまでの間に、前記無人機が編集された姿勢によって動作する。他の実施例において、そのうちの一つのノードで前記無人機の姿勢情報を編集した場合、飛行ルート全体で、前記無人機が編集された無人機の姿勢によって動作してもよいことが理解され得る。
【００４２】
Ｓ１０５：画像形成装置の姿勢情報を編集する。
本実施例において、前記無人機における雲台は三軸雲台であり、それがピッチ軸、ロール軸及び進行方向軸を含む。前記画像形成装置が前記雲台に配置されて雲台の回動につれて回動できる。何れかのノードに対して、雲台の回動パラメータを編集し、またすなわち、必要に応じて三軸の回動角度を編集する。本実施例において、そのうちの一つのノードで前記雲台の姿勢情報を編集した場合、このノードから次のノードまでの間に、前記雲台が編集された雲台の回動パラメータによって動作する。他の実施例において、そのうちの一つのノードで前記雲台の姿勢情報を編集した場合、飛行ルート全体で、前記雲台が編集された雲台の回動パラメータによって動作してもよいことが理解され得る。
【００４３】
他の実施例において、前記雲台は単軸又は二軸であってもよい。
【００４４】
Ｓ１０６：画像形成装置の撮影パラメータを編集する。
前記画像形成装置の撮影パラメータは、絞りの大きさとシャッターの大きさ等を含む。本実施例において、そのうちの一つのノードで前記画像形成装置の撮影パラメータを編集した場合、このノードから次のノードまでの間に、前記画像形成装置が編集された撮影パラメータによって撮影する。他の実施例において、そのうちの一つのノードで前記画像形成装置の撮影パラメータを編集した場合、飛行ルート全体で、前記画像形成装置が編集された撮影パラメータによって撮影してもよいことが理解され得る。
【００４５】
Ｓ１０７：編集された前記新しい飛行軌跡、編集された無人機の姿勢情報、編集された画像形成装置の姿勢情報及び編集された前記画像形成装置の撮影パラメータを前記無人機まで伝送し、前記無人機に新しい飛行軌跡及び新しい姿勢によって飛行させ、前記雲台の各軸に編集された回動角度によって回動させ、前記画像形成装置に編集された撮影パラメータによって撮影させる。
【００４６】
本実施例において、データケーブルによって編集された前記新しい飛行軌跡、編集された画像形成装置の姿勢情報及び編集された撮影パラメータを前記無人機の主制御器まで伝送する。他の実施形態において、無線伝送の方式で送信してよく、本実施例に限定されない。
【００４７】
図３を参照すると、本発明に係る実施例の提供する無人機の飛行ルート自動作成システム１００は、受信モジュール１０と、飛行軌跡作成モジュール２０と、飛行軌跡編集モジュール３０と、無人機姿勢編集モジュール４０と、雲台姿勢編集モジュール５０と、撮影パラメータ編集モジュール６０と、送信モジュール７０と、を含む。
【００４８】
前記無人機に雲台、ＧＰＳ位置決め装置、慣性測定ユニット、高度測定装置等が配置される。この雲台は例えば、ビデオカメラ、カメラ、望遠鏡、長距離ビデオカメラ及び測定器等の画像形成装置を搭載することに用いられ、前記画像形成装置の固定、前記画像形成装置の姿勢を自由に調節すること（例えば：前記画像形成装置の傾斜角と撮影方向を変えること）、高品質な映像撮影及び／又は写真撮影等の実現のために用いられる。前記雲台には、雲台の姿勢を検知することに用いられる雲台姿勢センサー（ＧＣＵ又はＩＭＵ）も配置される。
【００４９】
本発明に係る実施例において、無人機の操作人員が無人機を遠隔制御して目標の近くを飛行し、撮影フレーミングに関連するウェイポイント情報を収集する。ある重要な地点で、飛行操作人員が無人機を制御してホバリングさせ、操作人員が無人機の位置と姿勢、雲台の姿勢、及び画像形成装置のパラメータを調節し、伝統的な定点映像撮影に類似し、時間に余裕があるため、各シーンが独立し、カメラマンは高品質なフレーミングを完成することができる。前記無人機のＧＰＳ位置決め装置が無人機の位置情報の取得に用いられ、前記慣性測定装置が無人機の飛行姿勢情報の収集に用いられる。
【００５０】
前記無人機は、飛行過程において、前記ＧＰＳ位置決め装置が前記無人機の位置決めデータ、前記高度測定装置が同時に収集する無人機の飛行高度情報、及び前記慣性測定装置が収集する無人機の飛行姿勢情報を収集する。
【００５１】
前記受信モジュール１０は、前記無人機が予め飛行する時の位置決めデータ、無人機の飛行高度情報、無人機の飛行姿勢情報、画像形成装置の撮影角度情報、画像形成装置の撮影パラメータ及び画像形成装置が撮影した画像情報を受信して記録することに用いられる。
【００５２】
前記飛行軌跡作成モジュール２０は、前記受信モジュール１０が受信した前記無人機の位置決めデータ、無人機の飛行高度情報、及び前記無人機の姿勢情報によって前記無人機の飛行軌跡を算出することに用いられる。
【００５３】
本実施例において、前記飛行軌跡作成モジュール２０は、離散位置座標点によって連続的な軌跡をフィッティングする方法で飛行軌跡を作成する。具体的には：
第一種は、前記飛行軌跡作成モジュール２０が隣接している位置座標点を直線によって連結させ、すなわち、直線補間方式であり、曲線軌跡におけるサンプリングが十分に多い場合、各サンプリング点による折れ線は近似の軌跡と見なしてよい。
【００５４】
第二種は、前記飛行軌跡作成モジュール２０が収集した離散点データに対して滑らかな遷移をすることにより、無人機の飛行軌跡を位置決めするための一本の滑らかな曲線を形成する、すなわち非線形の補間方式である。現在、工程に広く運用されるのは多項式補間であり、この方法は一定程度にフィッティング曲線と実際の軌跡曲線との誤差を減少できる。
【００５５】
本実施例において、前記飛行軌跡はベジェ曲線である。前記飛行軌跡は無人機のホバリング位置に対応する複数のノードを含む。
【００５６】
他の実施例において、前記ウェイポイントは無人機の位置決めデータおよび飛行高度情報だけを含み、無人機の飛行姿勢情報を含まなくてもよく、したがって、前記飛行軌跡作成モジュール２０が前記無人機の位置決めデータと飛行高度情報だけにより、前記無人機の飛行軌跡を算出する。
【００５７】
前記飛行軌跡編集モジュール３０は新しい飛行軌跡を得るために、前記飛行軌跡作成モジュール２０を編集して前記無人機の飛行軌跡を算出することに用いられる。
【００５８】
本実施例において、前記操作人員がマウスで飛行軌跡における何れかの一点をクリックする時、前記コンピューターは地図に合わせて前記無人機のこの軌跡における一点の位置決めデータ、飛行高度情報、無人機の姿勢情報、前記画像形成装置の姿勢情報、及び画像形成装置がこの点に対応する時に撮影した画像を表示する。
【００５９】
前記飛行軌跡が、図２に示すように、ノード１、ノード２、ノード３、ノード４、ノード５およびノード６という無人機のホバリング位置に対応する複数のノードを含み、且つ操作人員はコンピューターによって前記無人機のこの軌跡における何れかの一点の位置決めデータ、飛行高度情報、無人機の姿勢情報、前記画像形成装置の姿勢情報、及び画像形成装置がこの点に対応する時に撮影した画像を見ることができるため、前記飛行軌跡が直線ではない前提で、操作人員は前記無人機が次回飛行する時にノード２に寄らないことを希望すると、直接的にこの寄りたくないノードの隣接している二つのノードの間に、例えばノード１とノード３とを直接的に直線で連結させ、ノード１とノード３との間に滑らかな最適化飛行ルートを生成する。
【００６０】
他の状況において、操作人員は前記無人機が次回飛行する時にノード２およびノード３に寄らないことを希望すると、前記飛行軌跡編集モジュール３０が直接的に前記飛行軌跡の切れている二つのノードの間に、例えばノード１およびノード４を直接的に直線で連結させる。
【００６１】
前記飛行軌跡編集モジュール３０が前記新しい飛行軌跡を編集する方式は直線連結の方式を採用することに限定されず、何れかの二つのノードの間にベジェ曲線を編集する等の方式により、滑らかな最適化飛行ルート、ベジェ曲線を生成してフィッティングを実現してよいことが理解され得、その理由は、一、ベジェ制御点によって曲線の軌跡を定義しやすい一方、これらの制御点はちょうど航空機の実際の移動過程における特性（例えば速度、方向等）に合わせてよく、自然に飛行軌跡に接近する効果が得られることと、二、区分補間過程においてベジェ曲線が良好な滑らかさを維持することもできて、全体的な効果が他の区分補間方式より良好であることである。
【００６２】
前記無人機姿勢編集モジュール４０は前記無人機の姿勢の編集に用いられる。
【００６３】
前記ウェイポイントが無人機の飛行姿勢情報を更に含む場合、前記無人機姿勢編集モジュール４０は、例えば、無人機のピッチ角情報、ロール角情報及びヨー角情報等の無人機の飛行姿勢情報を編集する。本実施例において、前記無人機姿勢編集モジュール４０がそのうちの一つのノードで前記無人機の姿勢情報を編集した場合、このノードから次のノードまでの間に、前記無人機が編集された姿勢によって動作する。他の実施例において、前記無人機姿勢編集モジュール４０がそのうちの一つのノードで前記無人機の姿勢情報を編集した場合、飛行ルート全体で、前記無人機が編集された無人機の姿勢によって動作してもよいことが理解され得る。
【００６４】
前記雲台姿勢編集モジュール５０は前記画像形成装置の姿勢情報の編集に用いられる。
【００６５】
本実施例において、前記無人機における雲台は三軸雲台であり、それがピッチ軸、ロール軸及び進行方向軸を含む。前記画像形成装置が前記雲台に配置されて雲台の回動につれて回動できる。何れかのノードに対して、前記雲台姿勢編集モジュール５０は前記受信モジュール１０が受信して記録した前記画像形成装置の撮影角度情報、及び画像形成装置が撮影した画像情報を参照し、前記雲台の回動パラメータを編集し、またすなわち、必要に応じて三軸の回動角度を編集する。本実施例において、前記雲台姿勢編集モジュール５０がそのうちの一つのノードで前記雲台の姿勢情報を編集した場合、このノードから次のノードまでの間に、前記雲台が編集された雲台の回動パラメータによって動作する。他の実施例において、前記雲台姿勢編集モジュール５０がそのうちの一つのノードで前記雲台の姿勢情報を編集した場合、飛行ルート全体で、前記雲台は編集された雲台の回動パラメータによって動作してもよいことが理解され得る。前記雲台姿勢編集モジュール５０は同時に複数のノードで前記雲台の姿勢情報に対してそれぞれ編集してもよく、本実施例に限定されない。
【００６６】
他の実施例において、前記雲台は単軸雲台又は二軸雲台であってもよい。
【００６７】
前記撮影パラメータ編集モジュール６０は前記画像形成装置の撮影パラメータの編集に用いられ、前記撮影パラメータが絞りの大きさとシャッターの大きさ等を含む。本実施例において、前記撮影パラメータ編集モジュール６０がそのうちの一つのノードで前記画像形成装置の撮影パラメータを編集した場合、このノードから次のノードまでの間に、前記画像形成装置が編集された撮影パラメータによって撮影する。他の実施例において、前記撮影パラメータ編集モジュール５０がそのうちの一つのノードで前記画像形成装置の撮影パラメータを編集した場合、飛行ルート全体で、前記画像形成装置が編集された撮影パラメータによって撮影してもよいことが理解され得る。
【００６８】
前記送信モジュール７０は前記飛行軌跡編集モジュール３０が編集した前記新しい飛行軌跡、前記無人機姿勢編集モジュール４０が編集した画像形成装置の姿勢情報、前記雲台姿勢編集モジュール５０が編集した画像形成装置の姿勢情報、及び撮影パラメータ編集モジュール６０が編集した前記画像形成装置の撮影パラメータを前記無人機まで伝送し、前記無人機に新しい飛行軌跡によって飛行させ、前記雲台の各軸に編集された回動角度によって回動させることに用いられる。
【００６９】
無人機の進行方向の作成方法及びシステムは、人に代わり、撮影現場で飛行機のリアルタイムな正確な制御をし、人為的な飛行操作時間を大きく短縮し、人為的な原因の空中撮影の品質に対する影響を避けることができると同時に、地図においてウェイポイントを配置することによる見落としを避けることもでき、それにより撮影の最適な角度と距離の実現を保証できて、航空機及びその搭載設備が迅速で高品質に空中撮影作業を完成できることも保証する。
【００７０】
本発明の提供する幾つかの実施例において、理解すべきなのは、開示されるシステム、装置及び方法は、他の方式によって実現されてよい。例えば、上記記述された装置の実施例は概略的なものにすぎず、例えば、前記モジュール又はユニットの区分は、論理的な機能による区分にすぎず、実際に実現されるときに他の区分方式があってよく、例えば、複数のユニット及び／又は組立体は相互に合わせてよく、又は別のシステムに集積してよく、又はある特徴を省略してもよく、又は実施しなくてもよい。一方、表示される又は検討される相互的な結合又は直接的な結合又は通信接続は、あるインタフェース、装置又はユニットによる間接結合又は通信接続であってもよく、電気的、機械又は他の形式であってもよい。
【００７１】
前記分離部材として説明されるユニットは物理的に分離されていてもよく、そうでなくてもよく、ユニットとして表示される部材は物理ユニットであってもよく、そうでなくてもよく、すなわち一つの場所に位置してよく、複数のネットワークユニットに分布してもよい。実際の必要に応じてそのうちの一部又はすべてのユニットを選んで本実施例案の目的を実現してよい。
【００７２】
また、本発明の各実施例における各機能ユニットが一つの処理ユニットに集積してよく、各ユニットが単独に物理的に存在してもよく、二つの又は二つ以上のユニットが一つのユニットに集積してもよい。上記集積するユニットはハードウェアの形式で実現されてよく、またソフトウェア機能ユニットの形式で実現されてもよい。
【００７３】
前記集積するユニットは、例えば、ソフトウェア機能ユニットの形式で実現されて独立する製品として販売される又は使用される場合、一つのコンピューター読み込み可能な記憶媒体に記憶されてよい。このような理解に基づいて、本発明の技術案は、本質的に又は従来の技術に寄与する部分又はこの技術案の全部又は部分に対して、ソフトウェア製品の形で体現してよく、このコンピューターソフトウェア製品が一つの記憶媒体に記憶され、コンピューター設備（パソコン、サーバー、又はネットワーク設備等）又はプロセッサ（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）に本発明の各実施例に記述される前記方法の全部又は一部の工程を実施させる若干の指令を含む。一方、前記記憶媒体は：ＵＳＢディスク、ポータブルハードディスク、読出し専用メモリ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ；ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ；ＲＡＭ）、フロッピー（登録商標）ディスク又は光ディスク等のプログラムコードを記憶できる各種の媒体を含む。
【００７４】
上記は本発明に係る実施例にすぎず、本発明の特許請求の範囲を限定するためのものではなく、本発明の明細書及び図面の内容によって作り出された等価な構造とフローの変更、又は直接的な又は間接的な他の関連する技術分野における実施は、何れも同じように本発明の特許保護範囲に含まれる。
【図１】
2017504875.tif 000003
【図２】
2017504875.tif 000004
【図３】
2017504875.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成28年6月13日(2016.6.13)
【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】
予めフレーミング飛行をし、無人機の位置決めデータと飛行高度の情報を含む無人機の飛行ウェイポイントを受信して記録する工程と、
フレーミング飛行のウェイポイントによって飛行軌跡を作成する工程と、
新しい飛行軌跡を得るように、前記飛行軌跡を編集する工程と、
前記無人機を新しい飛行軌跡に沿って飛行させるように、編集された前記新しい飛行軌跡を前記無人機まで伝送する工程と、
を含む無人機の進行方向の作成方法。
【請求項２】
画像形成装置の姿勢情報を編集し、編集された画像形成装置の姿勢情報を前記無人機まで伝送することで、前記画像形成装置に編集された姿勢によって撮影させる工程を更に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の進行方向の作成方法。
【請求項３】
前記無人機には、少なくとも一つの回動軸を含む雲台が設けられており、前記画像形成装置は、前記雲台の回動につれて回動できるように前記雲台に設けられており、画像形成装置の姿勢情報を編集することは、即ち雲台の少なくとも一つの回動軸の回動角度を編集することである、
ことを特徴とする請求項２に記載の進行方向の作成方法。
【請求項４】
画像形成装置の撮影パラメータを編集し、編集された画像形成装置の撮影パラメータを前記無人機まで伝送することで、前記画像形成装置に編集された撮影パラメータによって撮影させる工程を更に含む、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の進行方向の作成方法。
【請求項５】
収集した離散点データに対して滑らかな遷移をすることにより、無人機の飛行軌跡を位置決めするための一本の滑らかな曲線を形成する、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の進行方向の作成方法。
【請求項６】
各サンプリング点の折れ線によって無人機の飛行軌跡を位置決めする、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の進行方向の作成方法。
【請求項７】
画像形成装置が撮影した画像情報を記録し、地図に合わせて前記無人機の前記軌跡における一点の位置決めデータと、飛行高度情報と、前記画像形成装置の姿勢情報と、画像形成装置が前記点に対応する時に撮影した画像と、を表示し、前記新しい飛行軌跡を編集する工程を更に含む、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の進行方向の作成方法。
【請求項８】
前記飛行軌跡は、無人機のホバリング位置に対応する複数のノードを含み、二つの切れているノードの間にベジェ曲線を編集する方式で滑らかな最適化飛行ルートを生成する、
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の進行方向の作成方法。
【請求項９】
無人機の姿勢情報を編集し、編集された無人機の姿勢情報を前記無人機まで伝送することで、前記無人機を編集された姿勢によって飛行させる工程を更に含む、
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の進行方向の作成方法。
【請求項１０】
前記無人機の姿勢情報を編集することは、無人機のピッチ角情報、ロール角情報及びヨー角情報を編集することである、
ことを特徴とする請求項９に記載の進行方向の作成方法。
【請求項１１】
無人機が予め飛行する場合の、無人機の位置決めデータ及び無人機の飛行高度情報を含む飛行ウェイポイントを受信して記録するための受信モジュールと、
前記受信モジュールが受信した飛行ウェイポイントによって前記無人機の飛行軌跡を算出するための飛行軌跡作成モジュールと、
新しい飛行軌跡を得るように、前記飛行軌跡作成モジュールが算出した前記無人機の飛行軌跡を編集するための飛行軌跡編集モジュールと、
前記飛行軌跡編集モジュールが編集した前記新しい飛行軌跡を前記無人機まで伝送することで、前記無人機を新しい飛行軌跡に沿って飛行させるための送信モジュールと、
を含む無人機の進行方向作成システム。
【請求項１２】
前記無人機には、画像形成装置を搭載するための雲台が設けられており、前記進行方向作成システムは、画像形成装置が撮影した画像情報を受信して記録する雲台姿勢編集モジュールを更に含み、前記雲台姿勢編集モジュールは、前記画像形成装置の姿勢情報を編集する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の進行方向作成システム。
【請求項１３】
前記無人機の雲台は、少なくとも一つの回動軸を含み、前記画像形成装置は、前記雲台の回動につれて回動できるように前記雲台に設けられており、画像形成装置の姿勢情報を編集することは、即ち前記少なくとも一つの回動軸の回動角度を編集することである、
ことを特徴とする請求項１２に記載の進行方向作成システム。
【請求項１４】
前記進行方向作成システムは、前記画像形成装置の撮影パラメータを編集するための撮影パラメータ編集モジュールを更に含み、前記送信モジュールは、編集された撮影パラメータを前記無人機まで伝送することで、前記画像形成装置に編集された撮影パラメータによって撮影させる、
ことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の進行方向作成システム。
【請求項１５】
前記飛行軌跡作成モジュールは、収集した離散点データに対して滑らかな遷移をすることにより、無人機の飛行軌跡を位置決めするための一本の滑らかな曲線を形成する、
ことを特徴とする請求項１１から１４のいずれか１つに記載の進行方向作成システム。
【請求項１６】
前記飛行軌跡作成モジュールは、各サンプリング点の折れ線によって無人機の飛行軌跡を位置決めする、
ことを特徴とする請求項１１から１５のいずれか１つに記載の進行方向作成システム。
【請求項１７】
前記飛行軌跡は、無人機のホバリング位置に対応する複数のノードを含み、前記飛行軌跡編集モジュールは、二つのノードの間にベジェ曲線を編集する方式で滑らかな最適化飛行ルートを生成する、
ことを特徴とする請求項１１から１６のいずれか１つに記載の進行方向作成システム。
【請求項１８】
前記ウェイポイントは、無人機の姿勢情報を更に含み、前記進行方向作成システムは、前記無人機の姿勢情報を編集するための無人機姿勢編集モジュールを更に含み、前記送信モジュールは、更に前記無人機姿勢編集モジュールが編集した無人機の姿勢情報を前記無人機まで伝送することに用いられる、
ことを特徴とする請求項１１から１７のいずれか１つに記載の進行方向作成システム。
【請求項１９】
前記無人機姿勢編集モジュールは、無人機のピッチ角情報、ロール角情報及びヨー角情報の編集に用いられる、
ことを特徴とする請求項１８に記載の進行方向作成システム。
【請求項２０】
請求項１から１０のいずれか１つに記載の進行方向の作成方法に含まれる各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【国際調査報告】
2017504875.tif 000006
2017504875.tif 000007
2017504875.tif 000008
2017504875.tif 000009