(57)【要約】本開示は、異なる配向を有する複数の光センサを用いて放射照度を同時に検出し、かつ放射照度の直接成分および散乱成分を決定するための機器および方法を対象とする。１つのそのような機器は、航空機および放射照度検出機器を含む。放射照度検出機器は、航空機に搭載される基部構造物を含み、基部構造物は、複数の表面を含む。複数の光センサは、基部構造物のそれぞれの表面上に配列され、各光センサは、異なる配向を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器であって、
航空機と、
放射照度検出機器であって、前記航空機に搭載され、複数の表面を含む基部構造物、および、前記基部構造物の前記表面上にそれぞれ配列され、互いに対して異なる配向を有する複数の光センサ、を含む放射照度検出機器と、を備える、
機器。
【請求項２】
前記複数の光センサは、光源からの放射照度を同時に検出し、かつ前記検出した放射照度を示す信号を出力するように構成される、請求項１に記載の機器。
【請求項３】
前記複数の光センサに連結され、前記出力信号を受信するように、かつ前記検出した放射照度の直接成分および散乱成分を決定するように構成されたプロセッサをさらに備える、請求項２に記載の機器。
【請求項４】
前記基部構造物の前記複数の表面は、下面、上面、および前記下面と前記上面の間に伸長する複数の傾斜した表面を含む、請求項１に記載の機器。
【請求項５】
前記複数の光センサは、前記基部構造物の前記上面および前記傾斜した表面上に配列される、請求項４に記載の機器。
【請求項６】
前記基部構造物の前記傾斜した表面は、４つの傾斜した表面を含み、前記複数の光センサは、前記４つの傾斜した表面および前記上面の上に配列される、請求項５に記載の機器。
【請求項７】
前記航空機に搭載された画像化機器をさらに備える、請求項１に記載の機器。
【請求項８】
前記画像化機器は、マルチスペクトル画像化機器である、請求項７に記載の機器。
【請求項９】
前記放射照度検出機器および前記画像機器に連結されたプロセッサをさらに備え、前記プロセッサは、前記複数の光センサにより検出された放射照度情報を前記画像化機器により取得された画像情報と、前記画像情報が取得されたときに相関させるように構成される、請求項７に記載の機器。
【請求項１０】
前記プロセッサは、前記検出された放射照度の直接成分および散乱成分を決定するようにさらに構成される、請求項９に記載の機器。
【請求項１１】
前記航空機は無人航空機である、請求項１に記載の機器。
【請求項１２】
前記基部構造物は、前記機器の１つまたは複数の電気部品を収容する内部空洞を含む、請求項１に記載の機器。
【請求項１３】
方法であって、
異なる検出配向をそれぞれ有する複数の光センサにより放射照度を同時に検出するステップと、
対象物に関連する画像情報を取得するステップと、
プロセッサにより、前記検出された放射照度の直接成分および散乱成分を決定するステップと、
前記決定された直接成分および散乱成分、ならびに前記取得された画像情報に基づき、前記対象物の反射率を決定するステップと、を備える、
方法。
【請求項１４】
前記画像情報が取得されたとき、前記検出された放射照度を前記画像情報と相関させるステップをさらに備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記プロセッサにより、前記放射照度の入射角を決定するステップをさらに備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記対象物は、植物を含み、前記方法は、前記植物の前記決定された反射率に基づき、前記植物の健康状態を決定するステップ、をさらに備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記プロセッサにより、異なる検出配向を有する前記複数の光センサにより前記同時に検出された放射照度に基づき、前記航空機のピッチ、機首方位、および横転のうち少なくとも１つを決定するステップ
をさらに備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
方法であって、
異なる検出配向をそれぞれ有する、航空機上に位置決めされた複数の光センサにより放射照度を同時に検出するステップと、
前記検出された放射照度を示す情報を前記複数の光センサからプロセッサへ伝送するステップと、
前記プロセッサにより、前記放射照度の直接成分および散乱成分を決定するステップと、を備える、
方法。
【請求項１９】
前記プロセッサにより、異なる検出配向を有する前記複数の光センサにより前記同時に検出された放射照度に基づき、前記航空機の前記ピッチ、前記機首方位、および前記横転のうち少なくとも１つを決定するステップ、をさらに備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記ピッチ、前記機首方位、および前記横転のうち前記決定された少なくとも１つに基づき、前記航空機の飛行を誘導するステップ、をさらに備える、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、異なる配向を有する複数の光センサを有する放射照度検出機器を使用して、放射照度を推定または決定することを対象とする。
【背景技術】
【０００２】
放射計によるリモートセンシングでの一般的問題は、太陽光の散乱成分および直接成分から、任意の表面上で太陽からの入射放射照度を推定することである。
従来、太陽光のこれらの成分は、散乱成分のために日陰の全天日射計を、および直接成分のために日射計を使用して、地上で測定される。これらの機器は両方とも、測定中に太陽の位置を追跡する。日射計は、直接光だけが中に入ることができるようにする長い管を有し、全天日射計が陰を追跡することにより、直接光は遮断され、その結果、これらの器具は、それぞれ直接光および散乱光を測定する。両方の器具は、かなり費用がかかり、ドローンなどの、小型で迅速に動くプラットフォームに搭載するのに適していない。
【０００３】
センサの姿勢が満足のいくように決定され、かつ姿勢が経時的に変わる場合、単一の従来型光センサを使用して、太陽光の両方の成分を測定することができる。しかしながら、そのようなセンサはドローンに搭載することができる一方で、動くプラットフォームに関する正確な姿勢推定値は、得るのが困難であるか、または費用がかかるセンサを必要とし、たとえば、部分的雲量のために、特に、変化する光の条件下で、重大な間違いを起こしやすい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上より、植生の健康状態を決定するためのマルチスペクトル画像化の用途などの、従来のリモートセンシングの用途で、対象のマルチスペクトル画像上で可変光源（たとえば、太陽）の影響を正規化するために、典型的には地上較正システムが採用される。
そのような較正システムは一般に、対象の較正を使用すること、またはマルチスペクトル画像化機器の視界内に置かれ、かつ取得した対象物の画像を較正するために使用することができる既知のスペクトル反射率を有する反射率パネルを使用することに依存する。そのような技法では、較正または反射率パネルが、費用がかかり扱いにくく、取得した画像を用いて同時に放射照度レベルを正確に測定するわけではないことを含むいくつかの欠点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、異なる配向で配列された複数の光センサを含む放射照度検出機器により、太陽などの光源からの放射照度を検出するための機器および方法を対象とする。異なる配向を有する複数の光センサを用いて放射照度を同時に検出することにより、直接成分および散乱成分、ならびに入射角などの、放射照度の特定の成分を決定してもよい。これらの決定された放射照度成分を使用して、画像化機器により同時に取得された対象の画像を補償または正規化してもよい。放射照度検出機器および画像化機器は、ドローンなどの航空機で運ばれてもよい。
【０００６】
一実施形態では、本開示は、航空機および放射照度検出機器を含む機器を提供する。放射照度検出機器は、航空機に搭載される基部構造物を含み、基部構造物は、複数の表面を含む。放射照度検出機器は、複数の光センサをさらに含み、光センサの各々は、基部構造物のそれぞれの表面上に配列され、異なる配向を有する。
【０００７】
別の実施形態では、本開示は、異なる検出配向をそれぞれ有する複数の光センサにより放射照度を同時に検出するステップと、対象物に関連する画像情報を取得するステップと、検出した放射照度の直接成分および散乱成分をプロセッサにより決定するステップと、決定した直接成分および散乱成分、ならびに取得した画像情報に基づき、対象物の反射率を決定するステップとを含む方法を提供する。
【０００８】
さらに別の実施形態では、本開示は、異なる検出配向をそれぞれ有する、航空機上に位置決めされた複数の光センサにより、放射照度を同時に検出するステップと、検出した放射照度を示す情報を複数の光センサからプロセッサへ伝送するステップと、放射照度の直接成分および散乱成分をプロセッサにより決定するステップとを含む方法を提供する。
【０００９】
図面では、同一参照番号は、類似する要素を識別する。図面内の要素のサイズおよび相対位置は、必ずしも縮尺どおりではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の１つまたは複数の実施形態による、放射照度を検出し、対象の画像を同時に得るための航空機の説明図である。
【図２】図１の航空機の詳細をさらに示す説明図である。
【図３】本開示の１つまたは複数の実施形態による放射照度検出機器の説明図である。
【図４】本開示の１つまたは複数の実施形態による、複数の光センサから検出した放射照度に基づき放射照度を推定または決定するための、ならびに画像化した物体の反射率を決定するためのシステムを示す構成図である。
【図５】本開示の１つまたは複数の実施形態による、検出した放射照度の直接成分および散乱成分を決定し、かつ決定した直接成分および散乱成分に基づき、画像化した対象の反射率を決定する方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示は、放射計によるリモートセンシングの用途で太陽放射照度を測定するためのシステムおよび方法を対象にする。太陽などの光源からの放射照度は、放射照度検出機器上に異なる配向で配列された複数の光センサにより同時に検出されてもよい。したがって、直接成分および散乱成分、ならびに入射角などの、放射照度の成分が決定され、画像化機器により同時に取得された対象の画像を補償または正規化するために利用されてもよい。
【００１２】
図１は、１つまたは複数の実施形態による、放射照度を検出し、かつたとえば地上の対象の画像を同時に得るための航空機１００を示し、図２は、航空機１００の詳細をさらに示す。
図１および図２を参照する。航空機１００は、放射照度検出機器１１０と、物理的領域または風景（すなわち、対象）を画像化するための画像化機器１２０とを含む。放射照度検出機器１１０および画像化機器１２０は、得た放射照度および画像の情報を収集する、記憶する、および／または出力してもよい。
【００１３】
航空機１００は、任意の回転翼または固定翼の航空機を含む、任意のタイプの航空機であってもよく、（図１に示すような）無人航空機、または飛行機もしくはドローンなどの有人航空機であってもよい。さらに、航空機１００は、自律飛行（および放射照度および画像の情報の自律取得）できる自律航空機であってもよい、または（たとえば、有人航空機内の操縦士により、または無人航空機の遠隔操縦士により飛ばされた）操縦された航空機であってもよい。
【００１４】
画像化される対象（たとえば、木１０２、農産物１０４、１０６、草原、水域など）は、太陽１０８などの光源から放射照度を受ける。対象は、１つまたは複数の別個の物体（たとえば、ただ１本の木、建築物、池など）、領域または風景（たとえば、森の一部分、作物畑の一部分、湖の一部分など）、または画像取得が望まれる場合がある任意の他の対象であってもよい。
【００１５】
画像化機器１２０は、対象のスペクトル画像を取得することができるマルチスペクトル画像化機器であってもよく、複数の画像を含んでもよく、そのような画像はそれぞれ、対象により反射された特定の光の波長を取得するように調整される。画像化機器１２０は、電磁スペクトルの紫外の、可視の、近赤外の、および／または赤外の領域のうち１つまたは複数で反射光を取り込むように構成されてもよい。
【００１６】
そのようなマルチスペクトル画像化機器により取得した画像を利用して、植物の葉緑素含有量、単位土地面積当たりの葉面積の量、水域内の藻類の量またはタイプなどのような対象の、異なる特性を測定または決定してもよい。１つまたは複数の実施形態では、画像化機器１２０を使用して、画像化した対象の反射率を決定してもよい。
【００１７】
画像化機器１２０を、望みどおりに任意の手法で航空機１００に搭載し、配向してもよい。たとえば、画像化機器１２０を、航空機１００の下面に搭載して、地上の対象の画像を得てもよいように位置決めしてもよい。
【００１８】
放射照度検出機器１１０は、航空機１００の上面に搭載されてもよく、光源に対してさまざまな異なる配向で、太陽１０８などの光源からの放射照度を同時に検出するように構成された複数の光センサを含む。
【００１９】
異なる配向を有する複数の光センサにより放射照度を同時に検出することにより、太陽放射照度の直接成分および散乱成分、ならびに太陽放射照度の入射角などの、光源の特定の特性を決定することが可能である。さらに、放射照度検出機器１１０は、画像化機器１２０により画像が取得されるのと同時に放射照度を検出してもよく、それにより、取得した画像の正規化または補償が、画像化した対象による受信放射照度の変動を考慮することが可能になる。たとえば、曇りの日に画像化機器１２０により取得した対象の画像を雲のない日に取得した同じ対象の画像と、各画像を取得したときに放射照度検出機器１１０により検出された放射照度の差を考慮することにより、相関させることができる。
【００２０】
図３は、本開示の１つまたは複数の実施形態による放射照度検出機器１１０をさらに詳細に示す。放射照度検出機器１１０は、基部１１５の、異なる表面上に配列された複数の光センサ１１２を含む。基部１１５は、たとえば、航空機１００の上面に搭載されてもよい下面１１４を含む。下面１１４から、光センサ１１２が搭載されてもよい複数の傾斜した表面１１６が伸長している。
図３に示すように、１つまたは複数の実施形態では、基部１１５は、切頭正四角錐の形状を有してもよく、４つの傾斜した表面１１６が、下面１１４と平坦な上面１１８の間で伸長する。１つまたは複数の光センサ１１２は、傾斜した表面１１６および上面１１８の各々に搭載されてもよい。このように、光センサ１１２は、太陽１０８などの光源から、変わる量または成分（たとえば、直接成分および散乱成分）の放射照度を受け取り、検出するように配向されてもよい。
【００２１】
基部１１５は、光センサ１１２が搭載され、かつ異なる配向から放射照度を検出するように構成されてもよい、複数の表面を含む任意の形状または形態を有してもよい。放射照度検出機器１１０は、光センサ１１２を、好ましくは少なくとも４つ含んでもよく、１つまたは複数の実施形態では５つ含んでもよい。それに応じて、基部１１５は、光センサ１１２を搭載するための、異なる配向を有する表面を、好ましくは少なくとも４つ含んでもよく、１つまたは複数の実施形態では５つ含んでもよい。
【００２２】
各光センサ１１２は、受信した信号（たとえば、検出した放射照度を示す信号）を処理および／または記憶するための（１つまたは複数の特定用途向け集積回路、コンピュータ可読メモリなどの）電子回路を収容する筐体１１１またはいくつかの外部容器と、放射照度を検出するための光センサ表面１１３とを含む。
【００２３】
光センサ１１２の各々は、光センサ１１２との間で信号（たとえば、検出した放射照度を示す１つまたは複数の信号）を伝達するための１つまたは複数のポート１１７を含んでもよい。１つまたは複数の実施形態では、光センサ１１２は、航空機１００の機上に含まれるプロセッサに（たとえば、ポート１１７に連結された１つもしくは複数の電線またはケーブルにより）連結されてもよい。同様に、プロセッサは、画像化機器１２０に通信可能に連結されてもよい。それに応じて、プロセッサは、画像化機器１２０により対象の画像が獲得されるのと当時に、光センサ１１２により検出された放射照度を獲得してもよい。したがって、放射照度検出機器１１０により検出された放射照度は、画像化機器１２０により同時に獲得された画像と相関させられてもよい。
【００２４】
追加でまたは代わりに、光センサ１１２は、放射照度情報が航空機１００の飛行中に取得されたとき、検出した放射照度情報を記憶してもよい。同様に、画像化機器１２０は、飛行中に取得した画像を記憶してもよい。画像および放射照度の情報は、後でコンピュータシステムにアップロードされてもよく、コンピュータシステムは、タイムスタンプ、または放射照度および画像の情報と共に含まれてもよい類似の情報を通して提供されてもよい、そのような情報を取得した時間に基づき、記憶した放射照度および画像の情報を相関させてもよい。
【００２５】
基部１１５は、少なくとも部分的に中空であってもよい、またはそうではない場合、放射照度検出機器１１０の重量を低減する内部空洞を含んでもよい。さらに、任意の電気部品または電子部品などの、航空機１００の追加部品を、基部１１５の内部空洞の中に収容してもよい。たとえば、プロセッサおよび／または任意の他の回路は、基部１１５の内部に含まれてもよく、光センサ１１２および／または画像化機器１２０に通信可能に連結されてもよい。
【００２６】
航空機による放射照度検出のために、放射照度検出機器は、センサの姿勢推定値（たとえば、不正確なＩＭＵから提供されてもよい）および航空機自体の大きな動きとは無関係に、直接成分と散乱成分の両方の瞬間推定値を提供すべきである。単一のセンサは、そのような推定値を提供することができないが、本明細書で提供される放射照度検出機器１１０などのマルチセンサアレイは、そのような推定値を提供することができる。
【００２７】
以下で例証されるように、任意の特定の時間での、太陽放射照度の直接成分および散乱成分は、異なる配向を有する複数の光センサ１１２により同時に取得される、検出された放射照度に基づき決定されてもよい。
【００２８】
一般性を失うことなく簡潔にするために、Ｚ軸を現在の太陽の位置に向けて配向した、センサ本体の座標系を仮定してもよい。そのような座標系では、放射照度は、Ｚ軸を中心とする回転の下で不変であるので、太陽とセンサの間の入射角αは、２つの角度（方位角および天頂角）だけに依存する。
【００２９】
これらの角度を直接測定しようと試みるのではなく、方位角および天頂角を、直接太陽放射照度および散乱太陽放射照度と共に、推定すべき未知数として取り扱ってもよい。したがって全体で、５つの（またはそれよりも多くの）非線形方程式を与える１組の５つの（またはそれよりも多くの）独立した放射照度測定から、４つの未知数を決定することを目指す。そのようなシステムは、ニュートンの方法または最小２乗法などの標準的手段により容易に解くことができる。
【００３０】
以下の構成を有する（たとえば、図３に示すような）５つのセンサのシステムは、シミュレーションで良好な結果を提供し、すべての未知数を安定的に決定できるようにする。
【００３１】
この方法での入力は、既知の固定した光センサの配向および測定した放射照度だけであることに留意されたい。直接放射照度および散乱放射照度の時間経過に関する仮定はまったく必要なく、姿勢を測定する必要はまったくない。放射照度の成分の推定値は、瞬時のものであり、追加の利点として、光センサの姿勢は、特殊な太陽座標系で提供される。
【００３２】
この方法が放射照度の成分を適切に決定しない場合がある特殊な状況がいくつかあることに留意されたい。１つのそのような状況は、直接光がまったく存在しない場合である。この状況では、いくつかの独立方程式は、ただ１つにまとめられる。しかしながら、この場合、すべての光センサ読取り値が同じであり、散乱放射照度に等しくなるはずであるので、容易に識別することができる特殊な場合である。
また、任意の光センサに関して入射角が９０°よりも大きくなるとき、すなわち、ＩＭＵを使用することにより決定することができる場合、意味のある結果をまったく期待することができない。この場合、この特殊なしきい値だけを決定する必要があるので、ＩＭＵから特に高い精度はまったく必要とされないことに留意されたい。
【００３３】
上記を考慮すると、放射照度検出機器１１０は、既知の座標系を有してもよく、変換が存在し、任意の所与の時間で太陽の位置は既知であるので、機器の座標系と大域座標系の間で変換が決定されてもよい。
【００３４】
それに応じて、放射照度検出機器１１０の光センサ１１２の各々により同時に検出された放射照度を利用して、画像化機器１２０により画像化されてもよい対象の上に特定の時間に入射する太陽放射照度の直接成分および散乱成分（ならびに、入射角α、方位角φ、および天頂角θ）を（たとえば、プロセッサにより）決定してもよい。
【００３５】
図４は、（たとえば、放射照度検出機器１１０により検出されたような）複数の光センサから検出した放射照度に基づき放射照度を推定または決定するための、ならび画像化された対象または物体の反射率を決定するためのシステム２００を示す構成図である。システム２００は、画像化機器１２０および（光センサ１〜Ｎを含む）放射照度検出機器１１０に通信可能に連結されたプロセッサ２３０を含んでもよい。
【００３６】
本明細書ですでに指摘したように、プロセッサ２３０は、航空機１００の機上に（たとえば、基部１１５内の空洞の中に、または航空機１００上の任意の他の場所に収容されて）含まれてもよい。他の実施形態では、プロセッサ２３０は、放射照度検出機器１１０および／または画像化機器１２０が、航空機１００による画像化セッション後に連結されてもよい後処理コンピュータの一部として含まれてもよい。したがって、後処理コンピュータは、放射照度検出機器１１０により収集され、記憶されたデータに基づき、検出した放射照度の成分を決定してもよい。同様に、画像化機器１２０は、後でプロセッサ２３０に提供され、プロセッサ２３０により処理されてもよいデータを取り込み、記憶してもよい。
【００３７】
追加で、プロセッサ２３０および／またはプロセッサ２３０により遂行される（たとえば、放射照度成分、反射率値などを決定するための）命令は、クラウド内、すなわち、収集したデータを画像化機器１２０および放射照度検出機器１１０から無線で受信するか、または画像化セッション後に画像化機器１２０および放射照度検出機器１１０がコンピュータに連結されると、有線ネットワークを通してデータを受信する、遠隔分散コンピューティングネットワーク内に配置されてもよい。
【００３８】
プロセッサ２３０は、検出された放射照度情報を放射照度検出機器１１０から、必要な画像情報を画像化機器１２０から受信する。プロセッサ２３０は、本明細書で説明するように、複数の光センサ１１２からの、同時に検出された放射照度情報に基づき、太陽放射照度の直接成分および散乱成分を決定する（そして入射角α、方位角φ、および天頂角θをさらに決定してもよい）ためのコンピュータ可読命令を包含する放射照度決定モジュール２３４にアクセスしてもよい。
【００３９】
プロセッサ２３０は、放射照度情報を得たのと同時に、画像化機器１２０により取得された対象の画像情報と共に、決定された太陽放射照度の直接成分および散乱成分を、反射率決定モジュール２３２に提供してもよい。
反射率決定モジュール２３２は、画像情報を取得したときの、対象の画像情報（たとえば、対象により反射された光量を示してもよい）および決定された放射照度の成分に基づき対象の反射率を決定するためのコンピュータ可読命令を含んでもよい。それに応じて、画像化された対象の、決定された反射率は、対象を画像化したときに存在してもよい、異なる放射照度レベルを考慮するために、正規化または補償されてもよい。たとえば、曇りの日に取得した対象の画像に基づき対象に関して決定された反射率は、雲のない日に取得した対象の画像に基づき決定された、同じ対象に関する反射率と同じ、または実質的に同じになる。
【００４０】
したがって、補償係数は、（決定された放射照度の成分に基づき）プロセッサ２３０により決定されてもよく、画像を取得したときの照明条件と無関係に、画像化された対象の反射率を正確に決定するために、画像化機器１２０により取得されたあらゆる画像について反射率決定モジュール２３２により適用されてもよい。
【００４１】
図５は、本開示の方法を示す流れ図３００である。３０２で、方法は、光源に対して異なる配向を有する複数の光センサ１１２を含む放射照度検出機器１１０により、光源からの放射照度を同時に検出するステップを含む。光センサ１１２は、たとえば、図３の放射照度検出機器１１０に示すように配列されてもよい。光センサ１１２は、航空機１００の機上に含まれてもよく、したがって、放射照度は、航空機１００が飛行中の間、検出されてもよい。
【００４２】
３０４で、方法は、画像化機器１２０により対象物の画像を取得するステップを含む。画像は、放射照度検出機器１１０が放射照度を検出すると同時に取得されてもよく、その結果、画像および放射照度の情報は、相関させられてもよい。
【００４３】
３０６で、方法は、検出された放射照度の直接成分および散乱成分を決定するステップを含む。３０８で、方法は、検出された放射照度の、決定された直接成分および散乱成分、ならびに取得された対象物の画像に基づき、対象物の反射率を決定するステップを含む。したがって、この方法は本来、可変光源（たとえば、太陽）からの放射照度の変化と無関係な、植生などの対象の、補償または正規化された反射率測定値を提供し、ＩＭＵ、または画像化機器の較正を必要としない。本方法を、画像化機器１２０により取得された画像ごとに遂行してもよい。
【００４４】
周知のように、異なる物質は、異なる波長で放射照度を別様に反射および吸収する。したがって、遠隔で検出された画像内の、対象のスペクトル反射率の固有の特徴に基づき、対象を区別することができる。反射率は、物質の特性であり、一般に対象により反射される入射放射照度の一部分として規定される。物質の反射率特性は、特定の物質、ならびにその物理的および化学的状態（たとえば、水分）だけではなく、表面テクスチャなどの他の特性、および関連分野で公知であってもよい他の特性に依存する。
【００４５】
したがって、本明細書で提供するさまざまな実施形態は、１つまたは複数の画像化された対象の反射率を決定することが望ましい場合がある、さまざまな用途で利用されてもよい。たとえば、異なる波長で植物の反射率を測定または決定することにより、農産物内のストレスの区域を識別してもよい。さらに、植生、土壌、水などのような表面特徴の、決定された反射率の変化を利用して、農産物内の病気の進展、水域内の藻類の生長、地面または土壌の化学特性の変化などを決定することができる。
【００４６】
本開示により、さまざまな他の用途が企図される。たとえば、放射照度検出機器１１０の配向は、対象の位置に対して決定されるので、本明細書で提供する実施形態は、航行の用途で利用されてもよい。すなわち、放射照度検出機器１１０の配向は、上記で説明したように、大域座標系または地平座標系にマッピングされてもよく、その結果、これらの座標系は、放射照度検出機器１１０を含む任意の航空機により航行の目的で使用されてもよい。追加で、ピッチ、機首方位、および横転を含む、航空機１００の飛行パラメータが、放射照度検出機器１１０の光センサ１１２により検出された放射照度、および決定された放射照度の成分に基づき決定されてもよいことが認識されよう。
本明細書で上記に指摘したように、放射照度の成分の推定値は、瞬時のものであり、光センサの姿勢は、特殊な太陽座標系で提供される。さらに、放射照度検出機器１１０の配向は、本明細書で説明したように、大域座標系または地平座標系にマッピングされてもよい。それに応じて、特殊な太陽座標系で提供される、決定された光センサの姿勢は（ピッチ、機首方位、および横転の情報を含む）、地球に対する航空機１００の姿勢を示すために、大域座標系または地平座標系にマッピングされてもよい。追加で、飛行中の、決定された光センサのピッチ、機首方位、および横転の変化は、航行の目的で利用されてもよい。
【００４７】
本説明では、本開示のさまざまな実施形態を完全に理解することができるように、ある種の特有の詳細が示されている。しかしながら、当業者は、これらの特有の詳細なしに本開示を実施してもよいことが理解されよう。他の場合では、本開示の実施形態の説明を不必要に不明瞭にすることを避けるために、周知の構造について詳細に説明していない。
【００４８】
文脈上違ったふうに要求されない限り、以下の本明細書および特許請求の範囲の全体を通して、用語「ｃｏｍｐｒｉｓｅ（備える）」ならびに、「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」および「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」などのその変形形態は、非限定的で包括的な意味で、すなわち、「含むが限定されない」として解釈されるべきである。
【００４９】
本明細書全体を通して「ｏｎｅ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ（一実施形態）」または「ａｎ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ（ある実施形態）」に対する言及は、その実施形態に関連して説明する特定の特徴、構造、または特性が、少なくとも１つの実施形態または様態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体にわたりさまざまな場所で「ｉｎ  ｏｎｅ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ（一実施形態では）」または「ｉｎ  ａｎ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ（ある実施形態では）」という語句の出現は、同じ実施形態をすべて参照しているわけでは必ずしもない。さらに、特定の特徴、構造、または特性は、１つまたは複数の実施形態で任意の適切な手法で組み合わせられてもよい。
【００５０】
本明細書および添付の特許請求の範囲で使用するとき、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、内容が違ったふうに明確に示さない限り、複数の参照を含む。また、用語「ｏｒ（または）」は一般に、内容が違ったふうに明確に示さない限り、「ａｎｄ／ｏｒ（および／または）」を含む意味で採用されることにも留意されたい。
【００５１】
上記で説明するさまざまな実施形態を、別の実施形態を提供するために組み合わせることができる。上記の詳細な説明を考慮して、実施形態にこれらおよび他の変更を行うことができる。一般に以下の特許請求の範囲では、使用する用語は、特許請求の範囲を明細書および特許請求の範囲で開示される特有の実施形態に限定していると解釈されるべきではなく、そのような特許請求の範囲を享受する均等物の完全な範囲と共に、すべての可能な実施形態を含むと解釈されるべきである。それに応じて、特許請求の範囲は、本開示により限定されない。
【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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【国際調査報告】
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