JP2021094890A - 飛行体、及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】照度センサを備える飛行体が飛行中に照度センサが照度を測定する場合に、太陽光の入射方向と、飛行体の飛行方向とが成す角度の違いにより、照度センサで測定される照度にばらつきが生じることがある。【解決手段】決定装置は、照度センサを備える飛行体の飛行経路を決定してよい。決定装置は、飛行体が照度センサにより照度を測定しながら飛行する日時及び位置を取得し、日時及び位置に基づく太陽の方向と飛行体の飛行方向とが成す角度が予め定められた角度範囲に含まれるように、飛行体の飛行経路を決定するように構成される回路を備えてよい。【選択図】図８

Description

本発明は、決定装置、飛行体、決定方法、及びプログラムに関する。

特許文献１には、マルチバンドセンサと照度センサとを備えた無人機が開示されている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 米国特許出願公開第２０１７／０３５６７９９号明細書

照度センサを備える飛行体が飛行中に照度センサが照度を測定する場合に、太陽光の入射方向と、飛行体の飛行方向とが成す角度の違いにより、照度センサで測定される照度にばらつきが生じることがある。

本発明の一態様に係る決定装置は、照度センサを備える飛行体の飛行経路を決定してよい。決定装置は、照度センサにより照度を測定しながら飛行体が飛行する日時及び位置を取得するように構成される回路を備えてよい。回路は、日時及び位置に基づく太陽の方向と飛行体の飛行方向とが成す角度が予め定められた角度範囲に含まれるように、飛行体の飛行経路を決定するように構成される。

予め定められた角度範囲は、９０度を含んでよい。

日時は、飛行体が照度センサにより照度を測定しながら飛行する測定期間内の第１時点でよい。

第１時点は、測定期間の中間時点でよい。

本発明の一態様に係る飛行体は、上記決定装置と、照度センサとを備え、飛行経路に沿って飛行してよい。

照度センサは、第１の波長領域の照度を検出する第１受光素子と、第２の波長領域の照度を検出する第２受光素子と、第３の波長領域の照度を検出する第３受光素子とを含んでよい。

照度センサは、飛行体の天井部に設けられてよい。

飛行体は、撮像装置をさらに備えてよい。

飛行体は、撮像装置の姿勢を制御可能に撮像装置を支持する支持機構をさらに備えてよい。支持機構は、飛行体の天井部と反対側の領域に設けられてよい。

撮像装置は、複数の波長帯域ごとに被写体を撮像するマルチスペクトルカメラでよい。

飛行体は、複数の回転翼を備えてよい。

本発明の一態様に係る決定方法は、照度センサを備える飛行体の飛行経路を決定してよい。決定方法は、照度センサにより照度を測定しながら飛行体が飛行する日時及び位置を取得する段階を備えてよい。決定方法は、日時及び位置に基づく太陽の方向と飛行体の飛行方向とが成す角度が予め定められた角度範囲に含まれるように、飛行体の飛行経路を決定する段階とを備えてよい。

本発明の一態様に係るプログラムは、上記決定装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムでよい。

本発明の一態様によれば、太陽の方向を考慮して、飛行体の飛行経路を決定するので、照度センサにより測定される照度のばらつきを抑制できる。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

無人航空機（ＵＡＶ）及び遠隔操作装置の外観の一例を示す図である。 ＵＡＶに搭載される撮像システムの外観の一例を示す図である。 ＵＡＶに搭載される撮像システムの外観の他の一例を示す図である。 ＵＡＶの機能ブロックの一例を示す図である。 ＵＡＶの姿勢と太陽の方向との関係について説明するための図である。 ＵＡＶの姿勢と太陽の方向との関係について説明するための図である。 ＵＡＶの飛行方向に沿った縞模様を含むＮＤＶＩを示す画像の一例を示す図である。 ＵＡＶの飛行方向と太陽の方向との関係について説明するための図である。 ＵＡＶの飛行方向と太陽の方向との関係について説明するための図である。 ＵＡＶの飛行経路を決定する手順の一例を示すフローチャートである。 ハードウェア構成の一例を示す図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。以下の実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、図面、及び要約書には、著作権による保護の対象となる事項が含まれる。著作権者は、これらの書類の何人による複製に対しても、特許庁のファイルまたはレコードに表示される通りであれば異議を唱えない。ただし、それ以外の場合、一切の著作権を留保する。

本発明の様々な実施形態は、フローチャート及びブロック図を参照して記載されてよく、ここにおいてブロックは、（１）操作が実行されるプロセスの段階または（２）操作を実行する役割を持つ装置の「部」を表わしてよい。特定の段階及び「部」が、プログラマブル回路、及び／またはプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタル及び／またはアナログハードウェア回路を含んでよい。集積回路（ＩＣ）及び／またはディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。再構成可能なハードウェア回路は、論理ＡＮＤ、論理ＯＲ、論理ＸＯＲ、論理ＮＡＮＤ、論理ＮＯＲ、及び他の論理操作、フリップフロップ、レジスタ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）等のようなメモリ要素等を含んでよい。

コンピュータ可読媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよい。その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読媒体は、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読媒体のより具体的な例としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ（登録商標））、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ-ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイ（ＲＴＭ）ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。

コンピュータ可読命令は、１または複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコードまたはオブジェクトコードの何れかを含んでよい。ソースコードまたはオブジェクトコードは、従来の手続型プログラミング言語を含む。従来の手続型プログラミング言語は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、またはＳｍａｌｌｔａｌｋ、ＪＡＶＡ（登録商標）、Ｃ＋＋等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、及び「Ｃ」プログラミング言語または同様のプログラミング言語でよい。コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサまたはプログラマブル回路に対し、ローカルにまたはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を介して提供されてよい。プロセッサまたはプログラマブル回路は、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく、コンピュータ可読命令を実行してよい。プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。

図１は、無人航空機（ＵＡＶ）１０及び遠隔操作装置３００の外観の一例を示す。ＵＡＶ１０は、ＵＡＶ本体２０、ジンバル５０、複数の撮像装置６０、撮像システム１００、及びセンサユニット６００を備える。ＵＡＶ１０は、移動体の一例である。移動体とは、空中を移動する飛行体、地上を移動する車両、水上を移動する船舶等を含む概念である。空中を移動する飛行体とは、ＵＡＶの他、空中を移動する他の航空機、飛行船、ヘリコプター等を含む概念である。

ＵＡＶ本体２０は、複数の回転翼を備える。複数の回転翼は、推進部の一例である。ＵＡＶ本体２０は、複数の回転翼の回転を制御することでＵＡＶ１０を飛行させる。ＵＡＶ本体２０は、例えば、４つの回転翼を用いてＵＡＶ１０を飛行させる。回転翼の数は、４つには限定されない。また、ＵＡＶ１０は、回転翼を有さない固定翼機でもよい。

センサユニット６００は、照度センサ及びＲＴＫを含む。センサユニット６００は、ＵＡＶ本体２０の天井部に設けられてよい。天井部とは、ＵＡＶ本体２０の回転翼が設けられている側のＵＡＶ本体２０の領域を示す。ＵＡＶ本体２０の頂点だけではない。撮像システム１００は、所望の撮像範囲に含まれるオブジェクトを複数の波長帯域ごとに撮像する撮像用のマルチスペクトルカメラである。撮像システム１００は、撮像装置の一例である。ジンバル５０は、撮像システム１００を回転可能に支持する。ジンバル５０は、支持機構の一例である。ジンバル５０は、ＵＡＶ本体２０の天井部と反対側の底部（領域）に設けられてよい。例えば、ジンバル５０は、撮像システム１００を、アクチュエータを用いてピッチ軸で回転可能に支持する。ジンバル５０は、撮像システム１００を、アクチュエータを用いて更にロール軸及びヨー軸のそれぞれを中心に回転可能に支持する。ジンバル５０は、ヨー軸、ピッチ軸、及びロール軸の少なくとも１つを中心に撮像システム１００を回転させることで、撮像システム１００の姿勢を変更してよい。

複数の撮像装置６０は、ＵＡＶ１０の飛行を制御するためにＵＡＶ１０の周囲を撮像するセンシング用のカメラである。２つの撮像装置６０が、ＵＡＶ１０の機首である正面に設けられてよい。更に他の２つの撮像装置６０が、ＵＡＶ１０の底面に設けられてよい。正面側の２つの撮像装置６０はペアとなり、いわゆるステレオカメラとして機能してよい。底面側の２つの撮像装置６０もペアとなり、ステレオカメラとして機能してよい。撮像装置６０は、撮像装置６０の撮像範囲に含まれるオブジェクトの存在、及びオブジェクトまでの距離を計測してよい。撮像装置６０は、撮像システム１００の撮像方向に存在するオブジェクトを計測する計測装置の一例である。計測装置は、撮像システム１００の撮像方向に存在するオブジェクトを計測する赤外線センサ、超音波センサなどの他のセンサでもよい。複数の撮像装置６０により撮像された画像に基づいて、ＵＡＶ１０の周囲の３次元空間データが生成されてよい。ＵＡＶ１０が備える撮像装置６０の数は４つには限定されない。ＵＡＶ１０は、少なくとも１つの撮像装置６０を備えていればよい。ＵＡＶ１０は、ＵＡＶ１０の機首、機尾、側面、底面、及び天井面のそれぞれに少なくとも１つの撮像装置６０を備えてもよい。撮像装置６０で設定できる画角は、撮像システム１００で設定できる画角より広くてよい。撮像装置６０は、単焦点レンズまたは魚眼レンズを有してもよい。

遠隔操作装置３００は、ＵＡＶ１０と通信して、ＵＡＶ１０を遠隔操作する。遠隔操作装置３００は、ＵＡＶ１０と無線で通信してよい。遠隔操作装置３００は、ＵＡＶ１０に上昇、下降、加速、減速、前進、後進、回転などのＵＡＶ１０の移動に関する各種命令を示す指示情報を送信する。指示情報は、例えば、ＵＡＶ１０の高度を上昇させる指示情報を含む。指示情報は、ＵＡＶ１０が位置すべき高度を示してよい。ＵＡＶ１０は、遠隔操作装置３００から受信した指示情報により示される高度に位置するように移動する。指示情報は、ＵＡＶ１０を上昇させる上昇命令を含んでよい。ＵＡＶ１０は、上昇命令を受け付けている間、上昇する。ＵＡＶ１０は、上昇命令を受け付けても、ＵＡＶ１０の高度が上限高度に達している場合には、上昇を制限してよい。

図２は、ＵＡＶ１０に搭載される撮像システム１００の外観の一例を示す図である。撮像システム１００は、予め定められた複数の波長帯域ごとの画像データを撮像するマルチスペクトルカメラである。撮像システム１００は、Ｒ用撮像装置１１０、Ｇ用撮像装置１２０、Ｂ用撮像装置１３０、ＲＥ用撮像装置１４０、及びＮＩＲ用撮像装置１５０を備える。撮像システム１００は、Ｒ用撮像装置１１０、Ｇ用撮像装置１２０、Ｂ用撮像装置１３０、ＲＥ用撮像装置１４０、及びＮＩＲ用撮像装置１５０により撮像されたそれぞれの画像データをマルチスペクトル画像として記録することができる。マルチスペクトル画像は、例えば、農作物の健康状態及び活力についての予測をするために用いられてよい。

マルチスペクトル画像は、例えば、標準植生指標（ＮＤＶＩ）を算出するために用いられる。ＮＤＶＩは、以下の式で表される。

ＩＲは、近赤外線領域の反射率、Ｒは、可視領域の赤色の反射率を示す。

Ｒ用撮像装置１１０は、赤色領域の波長帯域の光を透過するフィルタを有し、赤色領域の波長帯域の画像信号であるＲ画像信号を出力する。赤色領域の波長帯域は、例えば、６２０ｎｍ〜７５０ｎｍである。赤色領域の波長帯域は、赤色領域の特定の波長帯域でよく、例えば、６６３ｎｍ〜６７３ｎｍでよい。

Ｇ用撮像装置１２０は、緑色領域の波長帯域の光を透過するフィルタを有し、緑色領域の波長帯域の画像信号であるＧ画像信号を出力する。緑色領域の波長帯域は、例えば、５００ｎｍ〜５７０ｎｍである。緑色領域の波長帯域は、緑色領域の特定の波長帯域でよく、例えば、５５０ｎｍ〜５７０ｎｍでよい。

Ｂ用撮像装置１３０は、青色領域の波長帯域の光を透過するフィルタを有し、青色領域の波長帯域の画像信号であるＢ画像信号を出力する。青色領域の波長帯域は、例えば、４５０ｎｍ〜５００ｎｍである。青色領域の波長帯域は、青色領域の特定の波長帯域でよく、例えば、４６５ｎｍ〜４８５ｎｍでよい。

ＲＥ用撮像装置１４０は、レッドエッジ領域の波長帯域の光を透過するフィルタを有し、レッドエッジ領域の波長帯域の画像信号であるＲＥ画像信号を出力する。レッドエッジ領域の波長帯域は、例えば、７０５ｎｍ〜７４５ｎｍである。レッドエッジ領域の波長帯域は、７１２ｎｍ〜７２２ｎｍでよい。

ＮＩＲ用撮像装置１５０は、近赤外領域の波長帯域の光を透過するフィルタを有し、近赤外領域の波長帯域の画像信号であるＮＩＲ画像信号を出力する。近赤外領域の波長帯域は、例えば、８００ｎｍ〜２５００ｎｍである。近赤外領域の波長帯域は、８００ｎｍから９００ｎｍでよい。

図３は、ＵＡＶ１０に搭載される撮像システム１００の外観の他の一例を示す図である。撮像システム１００は、Ｇ用撮像装置１２０、Ｂ用撮像装置１３０、ＲＥ用撮像装置１４０、及びＮＩＲ用撮像装置１５０に加えて、ＲＧＢ用撮像装置１６０を備える点で、図２に示す撮像システム１００と異なる。ＲＧＢ用撮像装置１６０は、通常のカメラと同様でよく、光学系と、イメージセンサを有する。イメージセンサは、ベイヤ配列で配置された、赤色領域の波長帯域の光を透過するフィルタ、緑色領域の波長帯域の光を透過するフィルタ、及び青色領域の波長帯域の光を透過するフィルタを有してよい。ＲＧＢ用撮像装置１６０は、ＲＧＢ画像を出力してよい。赤色領域の波長帯域は、例えば、６２０ｎｍ〜７５０ｎｍでよい。緑色領域の波長帯域は、例えば、５００ｎｍ〜５７０ｎｍでよい。青色領域の波長帯域は、例えば、４５０ｎｍ〜５００ｎｍである。

図４は、ＵＡＶ１０の機能ブロックの一例を示す。ＵＡＶ１０は、ＵＡＶ制御部３０、メモリ３２、通信インタフェース３６、推進部４０、ＧＰＳ受信機４１、慣性計測装置４２、磁気コンパス４３、気圧高度計４４、温度センサ４５、湿度センサ４６、ジンバル５０、撮像装置６０、及び撮像システム１００を備える。

通信インタフェース３６は、遠隔操作装置３００などの他の装置と通信する。通信インタフェース３６は、遠隔操作装置３００からＵＡＶ制御部３０に対する各種の命令を含む指示情報を受信してよい。メモリ３２は、ＵＡＶ制御部３０が、推進部４０、ＧＰＳ受信機４１、慣性計測装置（ＩＭＵ）４２、磁気コンパス４３、気圧高度計４４、温度センサ４５、湿度センサ４６、ジンバル５０、撮像装置６０、及び撮像システム１００を制御するのに必要なプログラム等を格納する。メモリ３２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体でよく、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びＵＳＢメモリ等のフラッシュメモリの少なくとも１つを含んでよい。メモリ３２は、ＵＡＶ本体２０の内部に設けられてよい。ＵＡＶ本体２０から取り外し可能に設けられてよい。

ＵＡＶ制御部３０は、メモリ３２に格納されたプログラムに従ってＵＡＶ１０の飛行及び撮像を制御する。ＵＡＶ制御部３０は、ＣＰＵまたはＭＰＵ等のマイクロプロセッサ、ＭＣＵ等のマイクロコントローラ等により構成されてよい。ＵＡＶ制御部３０は、通信インタフェース３６を介して遠隔操作装置３００から受信した命令に従って、ＵＡＶ１０の飛行及び撮像を制御する。推進部４０は、ＵＡＶ１０を推進させる。推進部４０は、複数の回転翼と、複数の回転翼を回転させる複数の駆動モータとを有する。推進部４０は、ＵＡＶ制御部３０からの命令に従って複数の駆動モータを介して複数の回転翼を回転させて、ＵＡＶ１０を飛行させる。

ＧＰＳ受信機４１は、複数のＧＰＳ衛星から発信された時刻を示す複数の信号を受信する。ＧＰＳ受信機４１は、受信された複数の信号に基づいてＧＰＳ受信機４１の位置（緯度及び経度）、つまりＵＡＶ１０の位置（緯度及び経度）を算出する。ＩＭＵ４２は、ＵＡＶ１０の姿勢を検出する。ＩＭＵ４２は、ＵＡＶ１０の姿勢として、ＵＡＶ１０の前後、左右、及び上下の３軸方向の加速度と、ピッチ、ロール、及びヨーの３軸方向の角速度とを検出する。磁気コンパス４３は、ＵＡＶ１０の機首の方位を検出する。気圧高度計４４は、ＵＡＶ１０が飛行する高度を検出する。気圧高度計４４は、ＵＡＶ１０の周囲の気圧を検出し、検出された気圧を高度に換算して、高度を検出する。温度センサ４５は、ＵＡＶ１０の周囲の温度を検出する。湿度センサ４６は、ＵＡＶ１０の周囲の湿度を検出する。

ＵＡＶ１０は、センサユニット６００をさらに備える。センサユニット６００は、ＵＡＶ本体２０の天井部に設けられてよい。センサユニット６００は、ＭＣＵ７０、ＲＴＫ８０、及び照度センサ５００を有する。ＭＣＵ７０は、ＲＴＫ８０及び照度センサ５００を制御する制御回路である。ＲＴＫ８０は、リアルタイムキネマティックＧＰＳである。ＲＴＫ８０は、予め定められた位置に設置された基地局の位置情報に基づいてＲＴＫ測位によりＵＡＶ１０の位置を測位する。

照度センサ５００は、周囲の照度を測定する。照度センサ５００は、基板上に配置された複数の受光素子を含む。照度センサ５００は、第１の受光素子、第２の受光素子、及び第３の受光素子を含む。第１の受光素子は、４００ｎｍ以上、７００ｎｍ以下の範囲の波長を受光してよい。第２の受光素子は、７００ｎｍ以上、９００ｎｍ以下の範囲の波長を受光してよい。第３の受光素子は、９００ｎｍ以上、１５００ｎｍ以下の範囲の波長を受光してよい。

ここで、ＮＤＶＩなどを導出する場合に利用する反射率は、係数ｋ、所望の波長領域の画素値をＮ、照度（日射強度）をＬとすると、ｋ×Ｎ／Ｌで近似することができる。ｋは、画素値の単位と照度の単位とを揃えるための係数である。

ＵＡＶ１０の姿勢が変化しても、撮像システム１００は、ジンバル５０を介して、鉛直方向下向きなどの予め定められた撮像方向が維持されるように制御される。したがって、ＵＡＶ１０の姿勢が変化しても、撮像システム１００により撮像されるそれぞれの波長領域の画像の画素値は変化しない。しかしながら、照度センサ５００は、ＵＡＶ１０の姿勢が変化すると、照度センサ５００の姿勢も変化する。照度センサ５００の姿勢が変化すると、照度センサ５００の受光面で受光される光の量が変化する場合がある。照度センサ５００が、複数の波長領域ごとに複数の受光センサを備える場合、複数の受光センサが配置される位置の違いにより、照度センサ５００の姿勢が変化することで、照度センサ５００の受光面で受光される光の量が変化する場合がある。すなわち、ＵＡＶ１０の姿勢が変化すると、照度センサ５００により測定される照度は変化する場合がある。この場合、画素値と照度との比が変化してしまうので、ＮＤＶＩなどの指標が変化してしまう場合がある。

例えば、図５に示すように、ＵＡＶ１０が太陽の方向（方位）に沿って、第１方向７０１に飛行する飛行経路１の場合と、第１方向７０１と反対の第２方向に飛行する飛行経路２の場合とで、照度センサ５００に入射する太陽光の入射角度が異なる。これにより、画素値と照度との比が変化し、ＵＡＶ１０が飛行する方向によってＮＤＶＩなどの指標にばらつきが生じる。

時間帯によって、照度センサ５００で受光する太陽光のスペクトルは変化する。例えば、図６に示すように、夕方の場合、赤成分の光の割合が増加する。照度センサ５００で測定される照度の色成分ごとの割合は不均等になる。ＵＡＶ１０が太陽の方向（方位）に沿って、第１方向７０１に飛行する飛行経路１の場合と、第１方向７０１と反対の第２方向に飛行する飛行経路２の場合とで、照度センサ５００に入射する太陽光の入射角度が異なる。この場合、ＵＡＶ１０の姿勢が変化し、照度センサ５００で測定される色成分ごとの割合が変化してしまう。これにより、画素値と照度との比が変化し、ＵＡＶ１０が飛行する方向によってＮＤＶＩなどの指標にばらつきが生じる。

図７は、ＮＤＶＩを示す画像の一例である。ＵＡＶ１０が飛行する方向が太陽の方向に沿っている場合、ＵＡＶ１０が飛行する太陽に対する方向によって、照度センサ５００により測定される照度の大きさが変化する。したがって、図７に示すように、ＮＶＤＩを示す画像は、ＵＡＶ１０の飛行方向に沿った縞模様になる。

そこで、本実施形態では、ＵＡＶ制御部３０は、太陽の方向とＵＡＶ１０の飛行方向とが成す角度が予め定められた角度範囲に含まれるように、ＵＡＶ１０の飛行経路を決定する。予め定められた角度範囲は、９０度を含む。ＵＡＶ制御部３０は、太陽の方向とＵＡＶ１０の飛行方向とが交差するように、ＵＡＶ１０の飛行経路を決定してよい。図８に示すように、ＵＡＶ制御部３０は、太陽の方向とＵＡＶ１０の飛行方向７０３とが同一の方向になる飛行経路ではなく、太陽の方向とＵＡＶ１０の飛行方向とが垂直に交差する飛行経路７０４になるようにＵＡＶ１０の飛行経路を決定してよい。

ＵＡＶ制御部３０は、ＵＡＶ１０が照度センサ５００により照度を測定しながら飛行する日時及び位置（緯度・経度）を取得してよい。日時は、ＵＡＶ１０が照度センサ５００により照度を測定しながら飛行する予め定められた測定期間内の第１時点でよい。第１時点は、例えば、測定期間の中間時点でよい。中間時点とは、測定期間の開始時刻から終了時刻の真ん中の時点だけを意味するのではない。中間時点とは、測定期間の開始時刻から終了時刻の中のどこかの時点でよい。第１時点は、最初の時点、または最後の時点でもよい。ＵＡＶ制御部３０は、日時及び位置に基づいて、図９に示すような太陽８００の方位角８０１を特定してよい。ＵＡＶ制御部３０は、方位角８０１が示す方位と垂直な方向がＵＡＶ１０の飛行方向になるようにＵＡＶ１０の飛行経路を決定してよい。

図１０は、ＵＡＶ制御部３０がＵＡＶ１０の飛行経路を決定する手順の一例を示すフローチャートである。

ＵＡＶ制御部３０は、ＵＡＶ１０の飛行経路を編集する（Ｓ１００）。ＵＡＶ制御部３０は、地図上の測定対象のエリアを受け付け、エリア全体の反射率を測定できるように飛行経路を編集する。次いで、ＵＡＶ制御部３０は、ＵＡＶ１０が照度センサ５００により照度を測定しながら飛行する日時及び位置（緯度・経度）を受け付ける。ＵＡＶ制御部３０は、その日時及び位置に基づいて、太陽の方位角を算出する。ＵＡＶ制御部３０は、その方位角に基づいて、飛行時点の太陽の方向を特定する（Ｓ１０４）。ＵＡＶ制御部３０は、その日時及び位置に基づいて、ネットワークを介して外部のサーバから太陽の方位角を取得してもよい。

ＵＡＶ制御部３０は、飛行経路上のＵＡＶ１０の飛行方向と太陽の方向とが成す角度が、予め定められた角度範囲内か否かを判定する（Ｓ１０６）。ＵＡＶ１０の飛行方向と太陽の方向とが成す角度が、予め定められた角度範囲内であれば、ＵＡＶ制御部３０は、飛行経路を修正せずに、その飛行経路に従ってＵＡＶ１０を飛行させ、撮像システム１００による撮像、及び照度センサ５００による照度の測定を実行する（Ｓ１０６）。一方、ＵＡＶ１０の飛行方向と太陽の方向とが成す角度が、予め定められた角度範囲外であれば、ＵＡＶ制御部３０は、ＵＡＶ１０の飛行方向と太陽の方向とが成す角度が、予め定められた角度範囲内になるように飛行経路を修正する（Ｓ１０８）。そして、ＵＡＶ制御部３０は、修正後の飛行経路に従ってＵＡＶ１０を飛行させ、撮像システム１００による撮像、及び照度センサ５００による照度の測定を実行する（Ｓ１０６）。

メモリ３２は、日時及び位置と、太陽の方位に対して垂直な方位とを関連づけた情報を予め記憶してもよい。ＵＡＶ制御部３０は、太陽の方位を算出せず、メモリ３２を参照して、日時及び位置から直接、ＵＡＶ１０の飛行方向と太陽の方向とが成す角度が、予め定められた角度範囲内になるＵＡＶ１０の飛行方向を決定してよい。

以上のように、本実施形態によれば、ＵＡＶ制御部３０は、測定対象の日時及び位置に基づく太陽の方向とＵＡＶ１０の飛行方向とが成す角度が予め定められた角度範囲に含まれるように、ＵＡＶ１０の飛行経路を決定する。ＵＡＶ制御部３０は、その飛行経路に沿ってＵＡＶ１０を飛行させながら、撮像システム１００による撮像、及び照度センサ５００による照度の測定を実行する。これにより、ＵＡＶ１０の姿勢が変化することに伴い照度センサ５００で測定される照度がばらつくことを抑制できる。したががって、照度センサ５００により測定された照度を利用して導出されるＮＶＤＩなどの指標がばらつくことを抑制できる。

図１１は、本発明の複数の態様が全体的または部分的に具現化されてよいコンピュータ１２００の一例を示す。コンピュータ１２００にインストールされたプログラムは、コンピュータ１２００に、本発明の実施形態に係る装置に関連付けられるオペレーションまたは当該装置の１または複数の「部」として機能させることができる。または、当該プログラムは、コンピュータ１２００に当該オペレーションまたは当該１または複数の「部」を実行させることができる。当該プログラムは、コンピュータ１２００に、本発明の実施形態に係るプロセスまたは当該プロセスの段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ１２００に、本明細書に記載のフローチャート及びブロック図のブロックのうちのいくつかまたはすべてに関連付けられた特定のオペレーションを実行させるべく、ＣＰＵ１２１２によって実行されてよい。

本実施形態によるコンピュータ１２００は、ＣＰＵ１２１２、及びＲＡＭ１２１４を含み、それらはホストコントローラ１２１０によって相互に接続されている。コンピュータ１２００はまた、通信インタフェース１２２２、入力／出力ユニットを含み、それらは入力／出力コントローラ１２２０を介してホストコントローラ１２１０に接続されている。コンピュータ１２００はまた、ＲＯＭ１２３０を含む。ＣＰＵ１２１２は、ＲＯＭ１２３０及びＲＡＭ１２１４内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御する。

通信インタフェース１２２２は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。ハードディスクドライブが、コンピュータ１２００内のＣＰＵ１２１２によって使用されるプログラム及びデータを格納してよい。ＲＯＭ１２３０はその中に、アクティブ化時にコンピュータ１２００によって実行されるブートプログラム等、及び／またはコンピュータ１２００のハードウェアに依存するプログラムを格納する。プログラムが、ＣＲ−ＲＯＭ、ＵＳＢメモリまたはＩＣカードのようなコンピュータ可読記録媒体またはネットワークを介して提供される。プログラムは、コンピュータ可読記録媒体の例でもあるＲＡＭ１２１４、またはＲＯＭ１２３０にインストールされ、ＣＰＵ１２１２によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ１２００に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置または方法が、コンピュータ１２００の使用に従い情報のオペレーションまたは処理を実現することによって構成されてよい。

例えば、通信がコンピュータ１２００及び外部デバイス間で実行される場合、ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インタフェース１２２２に対し、通信処理を命令してよい。通信インタフェース１２２２は、ＣＰＵ１２１２の制御の下、ＲＡＭ１２１４、またはＵＳＢメモリのような記録媒体内に提供される送信バッファ領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、またはネットワークから受信した受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ領域等に書き込む。

また、ＣＰＵ１２１２は、ＵＳＢメモリ等のような外部記録媒体に格納されたファイルまたはデータベースの全部または必要な部分がＲＡＭ１２１４に読み取られるようにし、ＲＡＭ１２１４上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。ＣＰＵ１２１２は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックしてよい。

様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、及びデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプのオペレーション、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索／置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をＲＡＭ１２１４に対しライトバックする。また、ＣＰＵ１２１２は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第２の属性の属性値に関連付けられた第１の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、ＣＰＵ１２１２は、第１の属性の属性値が指定される、条件に一致するエントリを当該複数のエントリの中から検索し、当該エントリ内に格納された第２の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第１の属性に関連付けられた第２の属性の属性値を取得してよい。

上で説明したプログラムまたはソフトウェアモジュールは、コンピュータ１２００上またはコンピュータ１２００近傍のコンピュータ可読記憶媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワークまたはインターネットに接続されたサーバーシステム内に提供されるハードディスクまたはＲＡＭのような記録媒体が、コンピュータ可読記憶媒体として使用可能であり、それによりプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ１２００に提供する。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０ ＵＡＶ
２０ ＵＡＶ本体
３０ ＵＡＶ制御部
３２ メモリ
３６ 通信インタフェース
４０ 推進部
４１ ＧＰＳ受信機
４２ 慣性計測装置
４３ 磁気コンパス
４４ 気圧高度計
４５ 温度センサ
４６ 湿度センサ
５０ ジンバル
６０ 撮像装置
１００ 撮像システム
１１０ Ｒ用撮像装置
１２０ Ｇ用撮像装置
１３０ Ｂ用撮像装置
１４０ ＲＥ用撮像装置
１５０ ＮＩＲ用撮像装置
１６０ ＲＧＢ用撮像装置
３００ 遠隔操作装置
５００ 照度センサ
６００ センサユニット
１２００ コンピュータ
１２１０ ホストコントローラ
１２１２ ＣＰＵ
１２１４ ＲＡＭ
１２２０ 入力／出力コントローラ
１２２２ 通信インタフェース
１２３０ ＲＯＭ

Claims (13)

1. 照度センサを備える飛行体の飛行経路を決定する決定装置であって、
   前記照度センサにより照度を測定しながら前記飛行体が飛行する日時及び位置を取得し、
   前記日時及び前記位置に基づく太陽の方向と前記飛行体の飛行方向とが成す角度が予め定められた角度範囲に含まれるように、前記飛行体の飛行経路を決定するように構成される回路を備える決定装置。
2. 前記予め定められた角度範囲は、９０度を含む、請求項１に記載の決定装置。
3. 前記日時は、前記飛行体が前記照度センサにより照度を測定しながら飛行する測定期間内の第１時点である、請求項１に記載の決定装置。
4. 前記第１時点は、前記測定期間の中間時点である、請求項３に記載の決定装置。
5. 請求項１から４の何れか１つに記載の決定装置と、前記照度センサとを備え、
   前記飛行経路に沿って飛行する飛行体。
6. 前記照度センサは、第１の波長領域の照度を検出する第１受光素子と、第２の波長領域の照度を検出する第２受光素子と、第３の波長領域の照度を検出する第３受光素子とを含む、請求項５に記載の飛行体。
7. 前記照度センサは、前記飛行体の天井部に設けられる、請求項５に記載の飛行体。
8. 撮像装置をさらに備える、請求項７に記載の飛行体。
9. 前記撮像装置の姿勢を制御可能に前記撮像装置を支持する支持機構をさらに備え、
   前記支持機構は、前記飛行体の前記天井部と反対側の領域に設けられる、請求項８に記載の飛行体。
10. 前記撮像装置は、複数の波長帯域ごとに被写体を撮像するマルチスペクトルカメラである、請求項８に記載の飛行体。
11. 複数の回転翼を備える、請求項５に記載の飛行体。
12. 照度センサを備える飛行体の飛行経路を決定する決定方法であって、
    前記照度センサにより照度を測定しながら前記飛行体が飛行する日時及び位置を取得する段階と、
    前記日時及び前記位置に基づく太陽の方向と前記飛行体の飛行方向とが成す角度が予め定められた角度範囲に含まれるように、前記飛行体の飛行経路を決定する段階とを備える決定方法。
13. 請求項１から４の何れか１つに記載の決定装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。

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