JP6639979B2 - 撮影機器及び撮影用移動体 - Google Patents

Description

本発明は、ドローン等の遠隔操縦又は自立式の飛行物体等に好適な撮影機器及び撮影用移動体に関する。

近年、ドローン等の遠隔操縦又は自立式で飛行する無人の航空機が商品化されている。例えば、比較的小型の無人航空機は、有人機では到達しにくい危険地域や、比較的低空での観察が必要な事故現場や災害地域等において、安全且つ効率的に情報を取得できるという利点から活用されるようになっている。このような目的のために、ドローン等においては、カメラを内蔵したものもある。

しかしながら、内蔵カメラとしては、比較的小型のレンズや撮像素子が用いられることが多く、必ずしも十分に満足できる画質の撮像画像が得られるとは限らない。そこで、このような無人航空機においても、高機能、高性能の撮影機器を採用して取り付けることが考えられる。特に、ズーム機能、オートフォーカス機能等を有する高性能レンズを搭載可能なカメラを採用することで、ユーザが希望する画質の画像を得やすくなる。

なお、特許文献１においては、航空機等の移動体上において撮影機器を正確に支持することができるジンバルシステムが開示されている。

米国特許出願公開２０１６／００１４３０９号明細書

しかしながら、ドローン等の無人の航空機は、比較的サイズが小さく、最大積載量も比較的小さい。このため、撮影の仕方によって重心位置が変化する撮影機器を搭載した場合には、撮影機器の重心移動に伴って航空機が傾くことがあり、飛行の安定性や制御が阻害されてしまうことがあるという問題がある。なお、重心位置の変化だけでなく、例えば、ストロボ使用時にストロボが筐体から突出するように構成された撮影機器等においては、このような外形状の変化による風圧抵抗の変動によっても飛行の安定性が阻害される。

本発明は、移動体に搭載される撮影機器の外形状及び重心位置の変化に基づく移動体への影響に関する情報を移動体に共有させることで、移動体における安定性及び撮影の安定性を向上させることができる撮影機器及び撮影用移動体を提供することを目的とする。

本発明の一態様による撮影機器は、移動体に取り付け可能な撮影機器であって、撮影状態の変更に基づく物理量の変化を予測して求める第１の制御部と、前記物理量の変化に関する情報を送信すると共に、前記物理量の変化又は前記物理量の変化に応じて前記移動体に発生するモーメントに基づく情報を受信する通信制御部と、前記通信制御部が受信した情報に基づいて前記撮影状態の変更を制御する機器状態変更制御部とを具備する。

また、本発明の一態様による撮影機器は、移動体に取り付け可能な撮影機器であって、撮影状態の変更に基づく物理量の変化を予測して求める第１の制御部と、前記物理量の変化に関する情報を送信するための通信制御部とを具備し、前記第１の制御部は、撮影状態変更操作が発生すると前記撮影状態変更操作による撮影状態の変更に基づく物理量の変化を予測して求め、前記通信制御部は、前記物理量の変化に関する情報を前記撮影状態の変更を行う前に送信する。

本発明の一態様による撮影用移動体は、前記撮影機器が取り付けられる撮影用移動体であって、前記撮影機器の撮影状態の変更に基づいて前記通信制御部が送信した前記撮影機器に関する物理量の変化に関する情報を受信する移動体通信制御部と、前記物理量の変化又は前記物理量の変化に応じて発生するモーメントに基づく情報を発生する第２の制御部と、前記第２の制御部が発生した情報に基づいて推進力制御を行う推進力制御部とを具備する。
また、本発明の一態様による撮影機器は、移動体に取り付け可能な撮影機器であって、撮影状態の変更に基づく物理量の変化を予測して求める第１の制御部と、前記物理量の変化に関する情報を送信するための通信制御部と、前記移動体の傾斜に関する情報が与えられて、前記移動体の傾斜が所定の閾値を超えたか否かを判定する判定部と、ズーム動作時において、前記移動体の傾斜が前記所定の閾値を超えたことが示されると、前記ズーム動作を電子ズームとするズーム制御部とを具備する。

本発明によれば、移動体との間で移動体に搭載される撮影機器の外形状及び重心位置の変化に基づく移動体への影響に関する情報を移動体に共有させることで、移動体における安定性及び撮影の安定性を向上させることができるという効果を有する。

本発明の第１の実施の形態に係る撮影機器であって移動体用撮影制御装置の一部を構成する撮影機器を示すブロック図。 第１の実施の形態に係る撮影用移動体であって移動体用撮影制御装置の一部を構成する移動体を示すブロック図。 図１Ａの撮影機器の撮影遠隔制御装置を示すブロック図。 図１Ｂの移動体の移動遠隔制御装置を示すブロック図。 本実施の形態の撮影機器による上記安定性制御を示すフローチャート。 光学系１１ａ中の各レンズの構成の一例を示すレンズ断面図。 図５はカメラ制御を示すフローチャートであり、 図６は移動体制御を示すフローチャートである。 撮影を制御する様子を示す説明図。 撮影を制御する様子を示す説明図。 撮影機器１０のズーム時の移動体の制御を説明するための説明図。 撮影機器１０のズーム時の移動体の制御を説明するための説明図。 撮影機器１０の重心の変化を示す説明図。 図８の重心変化に対応した前方揚力変化を示す説明図。 本発明の第２の本実施の形態において採用されるフローチャート。 撮影遠隔制御装置によるカメラ制御を示す説明図。 移動体による移動体制御を示す説明図。 移動遠隔制御装置による移動体制御を示す説明図。 移動体を制御する様子を示す説明図。 移動体を制御する様子を示す説明図。 図１５は第４の実施の形態において採用される制御を説明するためのフローチャートであり、 第４の実施の形態を説明するための説明図。 第４の実施の形態を説明するための説明図。 第４の実施の形態を説明するための説明図。 第４の実施の形態を説明するための説明図。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１Ａは本発明の第１の実施の形態に係る撮影機器であって移動体用撮影制御装置の一部を構成する撮影機器を示すブロック図であり、図１Ｂは第１の実施の形態に係る撮影用移動体であって移動体用撮影制御装置の一部を構成する移動体を示すブロック図である。また、図２Ａは図１Ａの撮影機器の撮影遠隔制御装置を示すブロック図であり、図２Ｂは図１Ｂの移動体の移動遠隔制御装置を示すブロック図である。

移動体は、例えば、ドローン等の無人航空機であってもよく、ラジコン走行車やラジコン船舶等であってもよく、遠隔操縦又は自立式の無人の移動物体である。本実施の形態においては、移動体用撮影制御装置を構成する撮影機器は、移動体の移動や姿勢に影響を与える、撮影機器の重心移動や形状変化を物理量の変化として求めて移動体側に送信する。移動体において、この物理量変化を移動体の移動や姿勢の制御に用いることで、移動体の安定性を向上させることを可能にする。更に、移動体の安定性を確保しながら撮影機器の重心移動や形状変化を許可するように制御することで、移動体を安定させながら確実な撮影を可能にする。

図３は本実施の形態の撮影機器による上記安定性制御を示すフローチャートである。

撮影機器は、ステップＳ１において、機器状態（撮影状態）の変更前に、機器状態の変更に基づく物理量変化を予測する。例えば、撮影機器のズームレンズやピントレンズの移動によって撮影機器の重心位置が変化する。また、例えば、撮影機器に内蔵されたストロボ部分がポップアップすることで撮影機器の形状が変化する場合には、このストロボ部分の形状変化によって風圧抵抗が変化する。撮影機器はこのようなレンズ移動やストロボ部分のポップアップ等の撮影状態変更操作があった場合等には機器状態（撮影状態）を変更するのに先立って、このような機器状態の変更に基づく重心位置の変化や風圧抵抗の変化を物理量変化としてその変化量を予測する。

撮影機器は、ステップＳ２において、移動体と通信してこのような物理量の変化を移動体に送信し、移動体においてこのような物理量変化を許容できるか否かの回答を得る。移動体から許容できない旨の回答を得た場合には、撮影機器は、ステップＳ３において機器状態の変更を許可しない。例えば、ユーザがズーム操作を行ったとしても、その操作を反映させない。

一方、撮影機器は、ステップＳ２において、移動体から許容できる旨の回答を得た場合には、ステップＳ４において、移動体と連携して機器状態の変更を行う。即ち、移動体は、移動体自体の安定性を維持するために必要な条件を設定しながら撮影機器の物理量変化を許容する。撮影機器は、移動体によって指定された条件に従いながら、物理量変化を与える機器状態の変更を行う。

このように、本実施の形態においては、撮影機器が移動体の運行に影響を与える物理量の変化を事前に予測して移動体にその情報を送信し、撮影機器と撮影機器が取り付けられる移動体とで連携して制御を行うことで、撮影機器の状態変更を行う場合でも、移動体の安定性を確保する。また、移動体の安定性を維持しながら撮影機器の状態変更を可能にすることで、撮影機器の状態変更を行う場合でも撮影の安定性を確保する。

なお、本実施の形態においては、移動体用撮影制御装置の大部分の構成を撮影機器内に設けた例を示しているが、移動体用撮影制御装置は、撮影機器を遠隔制御する撮影遠隔制御装置内に設けてもよく、ドローン等の移動体内に設けてもよく、移動体を遠隔制御する移動遠隔制御装置内に設けてもよく、これらの装置に分散して設けてもよく、これらの装置以外の他の装置内に設けてもよい。

図１Ａにおいて、撮影機器１０は、図示しない取付け部材によって、図１Ｂの移動体２０に取り付けられるようになっている。撮影機器１０は、撮像部１１を備えている。撮像部１１にはＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等によって構成された図示しない撮像素子が設けられており、光学系１１ａによって被写体光学像が撮像素子の撮像面に導かれるようになっている。制御部１２の撮影制御部１２ａは、光学系の図示しない機構部を制御して、光学系１１ａ内に構成されたフォーカスレンズ、ズームレンズ及び絞りを駆動制御するようになっている。撮像素子は被写体光学像を光電変換して撮像画像を得る。なお、制御部１２は、図示しないＣＰＵ等のプロセッサにより構成されていてもよく、図示しないメモリに記憶されたプログラムに従って各機能を実現するものであってもよい。

本実施の形態においては、光学系１１ａに関する情報を保持する安定情報記憶部１１ｂが撮像部１１内に設けられている。なお、図１では撮像部１１内に光学系１１ａが設けられる例を示したが、光学系として、撮影機器１０の筐体に着脱自在の交換レンズを採用して、交換レンズからの被写体光学像を撮像素子の撮像面に結像する構成としてもよい。

図４は光学系１１ａ中の各レンズの構成の一例を示すレンズ断面図である。図４の上段は無限遠物点合焦時の広角端の状態Ａを示し、中段は中間状態Ｂを示し、下段は望遠端の状態Ｃを示している。

図４の例では、光学系は、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、明るさ絞りＳと、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力の第５レンズ群Ｇ５とを有している。図４では、赤外光を制限する波長域制限コートを施したローパスフィルタを構成する平行平板はＦ、電子撮像素子のカバーガラスの平行平板はＣ、像面はＩで示してある。なお、カバーガラスＣの表面に波長域制限用の多層膜を施してもよい。また、そのカバーガラスＣにローパスフィルタ作用を持たせるようにしてもよい。

このようなレンズ構成では、広角端から望遠端にかけての変倍時、第１レンズ群Ｇ１は物体側へ移動する。第２レンズ群Ｇ２は像側に移動する。第３レンズ群Ｇ３は物体側へ移動する。第４レンズ群Ｇ４は物体側に移動する。第５レンズ群Ｇ５は物体側に移動した後、像側に移動する。よって、レンズ群の間隔は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増加し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が変化し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔が増加する。また、明るさ絞りＳは第３レンズ群Ｇ３と一体で移動する。

またピント調節を行うためのフォーカシングは第５レンズ群、もしくは第４レンズ群が望ましい。この群でフォーカシングを行うとレンズ重量が軽量なためモータにかかる負荷が少ない。他レンズ群でフォーカシングを行っても良い。また複数のレンズ群を移動してフォーカシングを行っても良い。またレンズ系全体を繰り出してフォーカスを行っても良いし、一部のレンズを繰り出し、もしくは繰り込みしてフォーカスしても良い。

図１において、操作部１３は、ユーザ操作に基づく操作信号を制御部１２に出力する。制御部１２内の撮影制御部１２ａは、操作部１３からの操作信号に基づいてフォーカス信号及びズーム信号を発生して、光学系１１ａの各レンズを駆動することができる。

撮影制御部１２ａによるピント制御及びズーム制御によって、光学系１１ａの各レンズが駆動されてフォーカシング及びズーミングが行われる。ピント・画角情報取得部１２ｂは、撮像部１１からピント位置及びズーム位置に関する情報及び撮影画角に関する情報を取得して画角制御部１２ｃに出力する。画角制御部１２ｃは、撮影制御部１２ａに制御されて、ズーミングが光学系１１ａによる光学ズームの範囲を超えた場合には、トリミングによる電子ズームを行うように、トリミング制御部１２ｄを制御する。

例えば図４に示すように、光学系１１ａは光軸方向に配置された複数のレンズ群によって構成されている。この光学系１１ａは、撮影機器１０の筐体の前面に取り付けられた図示しないレンズ鏡筒内に配置される。なお、交換レンズはこのレンズ鏡筒を含む。広角端側から望遠端までのズーム時には、図４に示すように、レンズ群の先端から後端までの距離が変化し、各レンズ群の光軸上の配置位置が変化する。なお、レンズ鏡筒自体がズーミングに合わせて伸縮することもある。このようなレンズ群やレンズ鏡筒の移動や伸縮によって、撮影機器１０全体の重心位置が変化する。

ドローン等の移動体２０の重心位置、撮影機器１０全体の重心位置、撮影機器１０の重量及び撮影機器１０の移動体２０への取付位置に応じて、移動体２０にはモーメントが発生する。仮に、光学系１１ａのレンズ鏡筒が所定の伸縮状態の場合に移動体２０に作用するモーメントが０であるものとすると、ズーム操作によってレンズ鏡筒の伸縮状態が変化すると、この変化量と移動した重量に応じたモーメントが移動体２０に作用する。このモーメントの大きさは、移動体２０の重心位置、撮影機器１０全体の重心位置、撮影機器１０の重量及び撮影機器１０の移動体２０への取付位置が既知であれば、部品の重さや設計移動量からの計算や実験によって求めることができる。

撮影機器１０のズーム操作等によってこのようなモーメント（以下、撮影機器モーメントともいう）が移動体に作用しようとする場合には、移動体においてこの撮影機器モーメントを相殺するのに必要な推進力等が発生可能であるか否かを判定し、発生可能な推進力の範囲で撮影機器１０のズーム操作を行うように、撮影機器１０及び移動体２０の両方を制御するようになっている。

撮影機器１０の安定情報記憶部１２ｅには、撮影機器モーメントを求めるための撮影機器１０全体の重量及び重心位置の情報（以下、撮影機器側モーメント算出情報という）がズーム位置に応じて記憶されている。なお、撮影機器１０の重心位置の情報は、例えば移動体２０の重心位置との水平及び垂直方向の距離で表してもよく、取付位置との間の水平及び垂直方向の距離で表してもよく、移動体２０上の既知の位置との相対的な位置関係を表現できればよい。

撮影機器１０は通信部１７を有しており、制御部１２内の通信制御部１２ｆは、通信部１７を制御して、後述する移動体２０の通信部２７との間で情報の送受信を可能にする。第１の制御部としての制御部１２は、ズーム操作が行われた場合には、ズーム位置に応じた撮影機器側モーメント算出情報を読出して、通信部１７から移動体２０の通信部２７に送信させるようになっている。

また、本実施の形態においては、後述するように、移動体２０は通信部２７，１７を介してズーム制御のためのズーム制御情報等を含む機器状態変更制御情報を撮影機器１０の制御部１２に送信することができるようになっている。撮影制御部１２ａは、移動体２０からズーム制御情報が送信されると、このズーム制御情報に基づいて、光学系１１ａのズーム制御を行うことができるようになっている。

なお、撮影機器１０の重心位置が変化する場合について説明したが、ストロボ部分のポップアップ等による形状変化に伴う風圧抵抗に起因しても、移動体２０にはモーメント（撮影機器モーメント）が発生する。安定情報記憶部１２ｅは、ストロボ部分の形状変化に対応して風圧抵抗の変化の情報を撮影機器側モーメント算出情報として記憶しており、制御部１２は、撮影機器１０の重心変化及び形状変化に伴う全ての撮影機器側モーメント算出情報を移動体２０に送信することができるようになっている。

例えば、制御部１２は、移動体２０からストロボ部分のポップアップを制御するための機器状態変更制御情報が送信されると、この情報に基づいて、ストロボ部分のポップアップを制御することができるようになっていてもよい。

また、上述したように、光学系１１ａとしては交換レンズを採用することも可能である。この場合には、交換レンズにおいて撮影機器側モーメント算出情報を記憶しておいた方がよい場合がある。図１ではこの場合を考慮して、撮像部１１に撮影機器側モーメント算出情報を記憶する安定情報記憶部１１ｂが設けられている例を示している。制御部１２は、ズーム操作が行われた場合には、撮像部１１の安定情報記憶部１１ｂに記憶されている撮影機器側モーメント算出情報を通信部１７を介して移動体２０に送信させるようになっていてもよい。

制御部１２は、撮像部１１からの撮像画像が与えられ、所定の画像信号処理、例えば、色調整処理、マトリックス変換処理、ノイズ除去処理、その他各種の信号処理を施した後、記録部１６に与えて記録することができる。記録部１６としては例えばＩＣメモリを採用することができる。なお、記録部１６の安定情報記録領域に撮影機器側モーメント算出情報を記録するようにしてもよい。また、制御部１２は、撮像画像を通信部１８を介して撮影遠隔制御装置３０に転送可能である。

また、撮影機器１０には仰角、方位センサ１４も設けられている。仰角、方位センサ１４は、撮影機器１０の姿勢を検出して検出結果を制御部１２に出力するようになっている。制御部１２は仰角、方位センサ１４の検出結果に基づいて、撮像部１１の撮影方向を判定することができる。なお、制御部１２は、撮像部１１の撮影方向に関する情報についても通信部１７を介して移動体２０に送信するようにしてもよい。

また、撮影機器には時計部１５も設けられている。時計部１５は時間情報を発生して制御部１２に出力する。制御部１２は、機器状態変更制御情報によって例えば単位時間当たりの制御量が指定されている場合には、時計部１５からの時間情報を用いて各部を制御するようになっている。また、制御部１２は、撮影機器１０と移動体２０との間で連携して制御を行うために、時計部１５の時間情報を移動体２０で用いる時間情報に同期させるようになっていてもよい。

なお、上述した説明では、撮影機器１０において撮影機器側モーメント算出情報を記憶してズーム位置等に応じた情報を移動体２０に出力するものと説明した。しかし、撮影機器１０において、例えば移動体２０の重心位置及び取付位置が既知であれば、これらの情報を加味して、撮影機器モーメントを算出するための情報或いは撮影機器モーメントの値そのものを記憶し、ズーム位置等に応じてこれらの情報を移動体２０に送信するようにしてもよい。また、移動体２０側において、移動体２０の重心位置及び取付位置の情報だけでなく、撮影機器１０の重量及び各ズーム位置における重心位置の情報を記憶している場合には、例えば撮影機器１０からズーム位置に関するズーム情報を移動体２０に送信するようにしてもよい。また、移動体２０において、ズーム位置毎の撮影機器モーメントを記憶する記憶部を設けることで、撮影機器１０からのズーム情報に応じた撮影機器モーメントを記憶部から読出すようにしてもよい。

図１Ｂにおいて、移動体２０は制御部２２を有している。制御部２２は、図示しないＣＰＵ等のプロセッサにより構成されていてもよく、図示しないメモリに記憶されたプログラムに従って各機能を実現するものであってもよい。移動体２０には推進部２１及び電源２３が設けられている。電源２３は例えばバッテリによって構成され、移動体２０の各部に電力を供給する。推進部２１は移動体２０を移動させるための推進力を発生する。なお、移動体２０が空中を移動するドローンの場合には、ホバリング時にも推進力を発生させる必要がある一方、移動体２０が飛行機等である場合には滑空時において推進力が不要な場合もある。

移動体２０がドローンの場合には、例えば、図示しないアームの端部に複数の推進部２１が設けられ、アームの中央上部に制御部２２が設けられる。各推進部２１は、例えばモータと各モータにより回転駆動されるプロペラとにより構成される。なお、この場合には、移動体２０を所定の姿勢及び速度で移動可能なように、各推進部２１を構成する各モータは相互に独立して制御される。アーム中央下部には、取付部材が取り付けられて、図１Ａの撮影機器１０が取り付けられるようになっている。

制御部２２には推進制御部２２ａが設けられており、推進制御部２２ａは複数の推進部２１の推進力を独立して制御可能である。制御部２２には方向制御部２２ｂ及び姿勢制御部２２ｃが設けられている。方向制御部２２ｂ及び姿勢制御部２２ｃはそれぞれ移動体２０の移動方向又は移動体２０の姿勢を制御するための制御信号を推進制御部２２ａに出力する。

移動判定部２２ｄは、移動体２０の移動方向を判定して判定結果を方向制御部２２ｂに出力する。また、姿勢判定部２２ｅは、移動体２０の姿勢を判定して判定結果を姿勢制御部２２ｃに出力する。移動体２０の移動方向を指定された方向に制御するために、方向制御部２２ｂは、移動判定結果が指定された移動方向に一致するように、推進制御部２２ａを制御する。また、姿勢制御部２２ｃは、姿勢判定結果が指定された姿勢に一致するように、推進制御部２２ａを制御する。

移動体２０の移動方向及び姿勢を判定するために、制御部２２には各種センサ情報が与えられる。図１Ｂの例では、移動体２０には空間情報取得部２５ａ、位置・方位判定部２５ｂ、高度・姿勢判定部２５ｃが設けられている。空間情報取得部２５ａは、例えばレーダーやカメラ等によって構成することができ、対地速度等の空間情報を取得する。位置・方位判定部２５ｂは、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System ）受信機によって構成することができ、移動体２０の位置及び方向情報を取得する。また、高度・姿勢判定部２５ｃは、例えば、気圧センサ、加速度センサやジャイロスコープ等によって構成することができ、移動体２０の高度及び姿勢を判定する。これらの判定部２２５ａ〜２５ｃの判定結果が移動判定部２２ｄ及び姿勢判定部２２ｅに与えられ、移動判定部２２ｄ及び姿勢判定部２２ｅはこれらの判定結果に基づいて移動体２０の移動方向及び姿勢を判定するようになっている。

なお、移動体２０には風速検出部２４が設けられている。風速検出部２４は移動体２０との相対的な風速を検出して制御部２２に出力する。制御部２２は、方向判定及び姿勢判定に風速の検出結果を利用することができると共に、推進制御にも風速の検出結果を利用することができるようになっている。

なお、制御部２２には電源判定部２２ｆが設けられている。電源判定部２２ｆは電源２３のバッテリ残量を判定する。制御部２２はバッテリ残量が所定の閾値以下の場合には、移動停止や所定の位置への移動のための制御を行う。例えば、移動体２０がドローンの場合には、バッテリ残量が所定の閾値よりも小さくなると、墜落防止のために、移動体２０を所定の基地局に帰還させる等の制御が行われる。

また、移動体２０には記録部２６が設けられている。記録部２６には移動体２０の移動経路の情報を記録することができるようになっている。また、記録部２６には、移動体２０の重心位置及び撮影機器１０の移動体２０への取付位置に関する情報等の撮影機器モーメントを算出するために必要な情報（以下、移動体側モーメント算出情報という）を記憶している。また、記録部２６は通信部２７を介して撮影機器１０から送信された画像情報を記録することができるようになっていてもよい。また、移動体には通信部２８が設けられている。通信部２８は後述する移動遠隔制御装置４０の通信部４３との間で通信を行うことができるようになっている。

移動体２０には通信部２７が設けられている。通信部２７は撮影機器１０の通信部１７との間で情報の送受信が可能である。通信制御部２２ｇは通信部２７を制御して、撮影機器１０からの撮影機器側モーメント算出情報を受信すると共に、モーメント制御部２２ｈからの対応可能応答、対応不能応答、機器状態変更制御情報を撮影機器１０の通信部１７に送信するようになっている。

制御部２２のモーメント制御部２２ｈは、撮影機器１０から撮影機器側モーメント算出情報を受信すると、移動体２０の重心情報及び撮影機器１０の取付位置情報に基づいて、撮影機器モーメントを算出する。なお、図示しない記憶部に、撮影機器側モーメント算出情報、移動体２０の重心情報及び撮影機器１０の取付位置情報に基づいて得られる撮影機器モーメントを記憶させ、撮影機器側モーメント算出情報に対応する撮影機器モーメントを読出すようにしてもよい。モーメント制御部２２ｈは、撮影機器モーメントを打ち消すモーメントを発生するために必要な推進力、即ち、安定性を確保するための推進力（以下、安定推進力という）を算出し、この安定推進力を得るために推進制御部２２ａ、方向制御部２２ｂ及び姿勢制御部２２ｃを制御する制御情報を発生するようになっている。

なお、安定推進力としては、必ずしも撮影機器モーメントを打ち消すモーメントを発生するために必要な推進力がなくてもよく、移動体２０が安定して飛行又は走行可能なモーメントを発生させることができればよい。

なお、上述したように、モーメント制御部２２ｈは、撮影機器１０からのズーム位置情報に対して、移動体２０の安定推進力の情報を記憶させた記憶部を用いて、入力されたズーム位置情報に対応する推進力の情報を取得するようになっていてもよい。

モーメント制御部２２ｈは、推進部２１において安定推進力が得られるか否かを判定する。モーメント制御部２２ｈは、安定推進力が得られる可能性がない場合には対応不能応答を発生し、安定推進力が得られる場合には対応可能応答を発生する。また、モーメント制御部２２ｈは、対応可能応答を発生する場合でも、移動体２０の安定性を確保しながら撮影機器の機器状態の変更を行うために必要な条件（以下、安定変更条件という）を求める。モーメント制御部２２ｈは、対応可能応答を発生する場合には、撮影機器１０の重心位置の変化を制御するための安定変更条件に従ったズーム制御情報等の機器状態変更制御情報を発生する。この機器状態変更制御情報は、上述したように、通信部２７，１７を介して撮影機器１０の制御部１２に送信される。機器状態変更制御部としての制御部１２において例えば機器状態変更制御情報としてズーム制御情報が受信されると、撮影制御部１２ａは、受信されたズーム制御情報に基づいてズーム位置を制御するようになっている。

撮影機器１０は撮影機器１０に設けられた操作部１３によって操作可能であると共に、撮影遠隔制御装置３０を用いて撮影制御が可能である。また、移動体２０は図示しない記憶部に記録されたプログラムに従って、自立式で移動可能であると共に、移動遠隔制御装置４０を用いて移動制御が可能である。

図２Ａに示すように、撮影遠隔制御装置３０は、操作部３１及び制御部３２を有している。制御部３２は図示しないＣＰＵ等のプロセッサによって構成することができ、撮影遠隔制御装置３０の各部を制御する。撮影遠隔制御装置３０には記憶部３６が設けられており、記憶部３６には各種情報や制御部３２において用いるプログラム等を格納することができるようになっている。撮影遠隔制御装置３０は通信部３３を有しており、通信部３３は撮影機器１０の通信部１８との間で情報の送受信が可能である。制御部３２には通信制御部３２ａが設けられており、通信制御部３２ａは、通信部３３，１８を介して撮影機器１０の制御部１２との間で情報の授受が可能である。

制御部３２は、操作部３１に対するユーザ操作に基づいて、撮影機器１０を操作するための操作信号を発生して通信部３３，１８を介して撮影機器１０の制御部１２に送信することができるようになっている。

また、撮影遠隔制御装置３０には表示部３４が設けられており、通信制御部３２ａは、撮影機器１０からの撮像画像を受信して、表示部３４に供給することができる。表示部３４は、撮影機器１０により撮影された画像を表示画面上に表示することができるようになっている。

撮影遠隔制御装置３０には通信部３５が設けられていることもある。通信部３５は後述する移動遠隔制御装置４０の通信部４５との間で通信可能に構成されている。通信制御部３２ａは、通信部３５を制御して制御部３２と移動遠隔制御装置４０の制御部４２との間で情報の授受を可能にする。なお、通信部３５は、移動遠隔制御装置４０との間で通信を行わない場合には、省略可能である。

図２Ｂに示すように、移動遠隔制御装置４０は、操作部４１及び制御部４２を有している。制御部４２は図示しないＣＰＵ等のプロセッサによって構成することができ、移動遠隔制御装置４０の各部を制御する。移動遠隔制御装置４０には記憶部４６が設けられており、記憶部４６には各種情報や制御部４２において用いるプログラム等を格納することができるようになっている。移動遠隔制御装置４０は通信部４３を有しており、通信部４３は移動体２０の通信部２８との間で情報の送受信が可能である。制御部４２には通信制御部４２ａが設けられており、通信制御部４２ａは、通信部４３，２８を介して移動体２０の制御部２２との間で情報の授受を可能にする。

制御部４２は、操作部４１に対するユーザ操作に基づいて、移動体２０を操作するための操作信号を発生して通信部４３，２８を介して移動体２０の制御部２２に送信することができるようになっている。

移動遠隔制御装置４０には表示部４４が設けられており、表示部４４は表示画面上に移動体２０を制御するための各種メニュー表示等を表示することができるようになっている。

また、通信制御部４２ａは、移動体２０からの撮像画像を受信して、表示部４４に供給することができる。表示部４４は移動体２０からの撮像画像を表示画面上に表示することができるようになっている。

移動遠隔制御装置４０には通信部４５も設けられていることもある。通信部４５は撮影遠隔制御装置３０の通信部３５との間で通信可能に構成されている。通信制御部４２ａは、通信部４５を制御して制御部４２と撮影遠隔制御装置３０の制御部３２との間で情報の授受を可能にする。なお、通信部４５は、撮影遠隔制御装置３０との間で通信を行わない場合には、省略可能である。

次に、このように構成された実施の形態の動作について図５乃至図９を参照して説明する。図５はカメラ制御を示すフローチャートであり、図６は移動体制御を示すフローチャートである。図７Ａ及び図７Ｂは撮影を制御する様子を示す説明図であり、図８Ａ及び図８Ｂは撮影機器１０のズーム時の移動体の制御を説明するための説明図ある。また、図９Ａは撮影機器１０の重心の変化を示す説明図であり、図９Ｂは図９Ａの重心変化に対応した前方揚力変化を示す説明図である。

図１Ｂの移動体２０として図８Ａに示すドローン５０を採用した場合の例について説明する。なお、ドローン５０の構成は図１Ｂと同様であり、ドローン５０の制御については図１Ｂを用いて説明する。撮影機器１０は取付け部材５５を介して移動体２０であるドローン５０に取り付けられるようになっている。図８Ａはこの状態を示している。移動体２０であるドローン５０には、中央の下方に取付け部材５５を介して撮影機器１０が取り付けられている。このドローン５０は、図１Ｂの推進部２１に対応する４つの推進部５１〜５４を有しており、撮影機器１０は推進部５１，５２の前後方向に光軸が配置されるように取り付けられている。なお、ドローン５０は移動遠隔制御装置４０の操作による飛行だけでなく、図示しない記憶部に記憶されたプログラムに基づく自立式の飛行が可能である。

ドローン５０の制御部２２は、ステップＳ３１において、高度計、レーダー、内蔵カメラ、ＧＰＳ等を用いて、現在の状態判定を行う。制御部２２は、ステップＳ３２において、航行プログラムが存在するか又は移動操縦信号を受信しているか否かを判定する。制御部２２は、航行プログラムが存在せず移動操縦信号も受信していない場合には、ステップＳ３３において飛行停止可の判定を行う。制御部２２は、地上に着陸している場合等においては、飛行停止可であると判断して駆動を停止する。制御部２２は、飛行停止可であると判定しなかった場合には、ステップＳ３４において帰還（リターン）した方が良いか否かを判定する。制御部２２は、帰還した方がよいと判定した場合には、帰還制御を行い（ステップＳ３５）、そうでない場合にはホバリング制御を行う（ステップＳ３６）。

制御部２２は、航行プログラムがあるか又は移動操縦信号を受信している場合には、ステップＳ３７において移動障害があるか否かを判定する。制御部２２は、移動障害がある場合には処理をステップＳ３４に移行し、移動障害がない場合には、航行プログラム又は移動操縦信号に応じて移動を行う（ステップＳ３８）。制御部２２は、移動遠隔制御装置４０において飛行状態の確認ができるように、ステップＳ３１において取得した状態判定結果に基づく状態情報を通信部２８を介して移動遠隔制御装置４０の通信部４３に送信する（ステップＳ３９）。

ドローン５０におけるステップＳ３１〜ステップＳ３９の処理は、撮影機器１０の搭載の有無に拘わらず、実施されるものである。撮影機器１０が搭載されている場合には、ドローン５０はステップＳ４１においてカメラ通信の有無を判定する。

一方、撮影機器１０は撮影遠隔制御装置３０によって操作される。図７Ａに示すように、撮影者６１は、例えば、左手６２で撮影遠隔制御装置３０の筐体３０ａを把持し、右手６３で表示部３４の表示画面３４ａに表示された撮像画像（スルー画）を見ながら撮影を行う。図７Ｂはこの場合における撮影遠隔制御装置３０の表示部３４の表示画面３４ａの表示を示している。図７Ｂの例では、表示画面３４ａ上に、スルー画として鳥の画像６５が表示されている。

撮影機器１０では図５に示す制御が行われる。図５のステップＳ１１において、制御部１２は、通信部１７と移動体２０の通信部２７との間で通信が可能である否かを判定する。制御部２５は、ステップＳ１２において、自動露出制御（ＡＥ）を行い、撮像部１１を駆動して撮像画像を取得する。制御部１２は、ステップＳ１３において、移動体に取り付けて撮影を行うドローンモードであるか否かを判定する。ドローンモード以外のモードの場合には、そのモードにおいて操作に従った動作を行う。制御部１２は、ドローンモードの場合には、ステップＳ１４においてドローン通信があるか否かを判定する。

なお、ステップＳ１２の露出制御時には、ドローン５０の航行安定性に影響を与えない範囲で、オートフォーカス制御を行うようにしてもよい。

撮影機器１０は、ドローン５０との間で通信が確立していない場合には、ステップＳ１５において警告表示を表示させる。制御部１２は、通信部１８を介して撮影遠隔制御装置３０の通信部３３に警告を通知する。これにより、撮影遠隔制御装置３０の制御部３２は、ステップＳ１５において、表示部３４の表示画面３４ａ上に、警告表示を表示する。撮影機器１０とドローン５０との間で通信が確立しておらず、連携した制御を行うことができない場合には、撮影機器１０の重心変化や形状変化によってドローン５０の安定性が脅かされる可能性がある。制御部１２は、図５のステップＳ１５における警告表示を行うことで、このような危険性をユーザに知らせると同時に、撮影機器１０に対する重心変化や形状変化の操作を受け付けないようになっている。なお、この警告は、撮影遠隔制御装置３０の表示部３４に表示するものと説明したが、撮影機器１０に表示部（図示省略）が設けられている場合には、警告を撮影機器１０の表示部と撮影遠隔制御装置３０の表示部３４の両方に同時に表示させるようになっていてもよい。

撮影機器１０は、ドローン５０との間で通信が確立している場合には、ステップＳ１６において撮像画像を撮影遠隔制御装置３０に送信し、ステップＳ１７において撮影操作（レリーズ操作）のための信号を受信したか否かを判定する。制御部１２はレリーズ操作があったと判定した場合には、ステップＳ２７において撮影を行い、撮像画像を記録部１６に記録する。また、制御部１２は撮像画像をドローン５０に送信する（ステップＳ２８）。制御部１２はステップＳ２９においてドローン５０の停止を判定し、停止していない場合には処理をステップＳ１１に戻す。

一方、制御部１２は、ステップＳ１７において撮影操作のための信号を受信していないと判定した場合には、ステップＳ２１において、撮影遠隔制御装置３０によって、ズーミング操作やストロボ操作等の重心変化や形状変化を伴う操作信号、即ち、可動部を動作させるための操作信号（以下、可動部操作信号という）を受信したか否かを判定する。制御部１２は、このような可動部操作信号を受信すると、この可動部操作信号に基づいて各部を駆動制御する前に、重心位置及び形状変化を物理量の変化として判定して、撮影機器側モーメント算出情報を取得する（ステップＳ２２）。制御部１２は、取得した撮影機器側モーメント算出情報をドローン５０に送信する（ステップＳ２３）。

なお、ステップＳ２１においては、撮影遠隔制御装置３０からのマニュアル操作による可動部操作信号の判定だけでなく、撮影機器１０の可動部を可動させる全ての制御信号の発生を判定する。例えば、ステップＳ２１においてはオートフォーカスのために撮影機器１０内の制御部が発生する制御信号についてもその発生を判定する。制御部１２は、この制御信号に基づく撮影機器側モーメント算出情報についても、当該制御信号による制御前に、ドローン５０に送信するようになっている。

一方、ドローン５０は、ステップＳ４１においてカメラ通信が発生したことを検出すると、図６のステップＳ４２において撮影機器１０からデータを取得する。制御部２２は撮影機器１０から送信された撮影機器側モーメント算出情報をモーメント制御部２２ｈに与える。モーメント制御部２２ｈは、撮影機器１０からの撮影機器側モーメント算出情報を受信すると、移動体２０の重心情報及び撮影機器１０の取付位置情報に基づいて、撮影機器モーメントを算出する。モーメント制御部２２ｈは、撮影機器モーメントを打ち消すのに必要な安定推進力を算出する。モーメント制御部２２ｈは、算出した安定推進力が推進部２１において得られるか否かを判定する（ステップＳ４３）。

モーメント制御部２２ｈは、安定推進力が得られない場合には、ステップＳ４４からステップＳ４５に処理を移行して、撮影機器１０に対して対応不能応答を発生し、この応答を移動遠隔制御装置４０の表示部４４に表示させように制御する（ステップＳ４６）。また、モーメント制御部２２ｈは、安定推進力が得られる場合には、撮影機器１０に対して対応可能応答として、移動体２０の安定を維持しながら機器状態を変更する安定変更条件の情報を含む機器状態変更制御情報を撮影機器１０に送信すると共に（ステップＳ４７）、当該安定変更条件に対応して各部を駆動する（ステップＳ４８）。

安定変更条件には、撮影機器１０とドローン５０との間で、同期した制御を行うための情報も含まれる。即ち、モーメント制御部２２ｈが撮影機器１０に送信する機器状態変更制御情報には、例えばズームをどのように制御するかについてのズーム制御情報等が含まれている。即ち、ズーム制御情報は、制御のタイミングを規定するための情報を含んでおり、ドローン５０は、撮影機器１０のズーム制御に合わせて、推進部２１における推進力を変化させるように制御を行う。

撮影機器１０の制御部１２は、ステップＳ２４において、ドローン５０から対応不能応答を受信したか対応可能応答を受信したかを判定する。制御部１２は、対応不能応答を受信すると、ステップＳ２５に処理を移行して、撮影遠隔制御装置３０に警告表示を表示させる。撮影遠隔制御装置３０の制御部３２は、表示部３４に機器状態の変更にドローン５０が対応できないことを示す警告表示を表示する。

また、撮影機器１０の制御部１２は、ステップＳ２４において、対応可能応答を受信すると、ステップＳ２６に処理を移行して、機器状態変更制御情報に含まれる安定変更条件に従って、機器状態を変更させる。例えば、ズーム操作に応答して対応可能応答を受信した場合には、安定推進力が得られるように、制御部１２には、撮影機器１０の重心位置の変化を制御するためのズーム制御情報が与えられる。撮影制御部１２ａは、受信されたズーム制御情報に基づいてズーム位置を制御するようになっている。

いま、ユーザが図７Ｂに示す撮影遠隔制御装置３０に設けられたズームボタン６６，６７によってズーム操作を行うものとする。例えば、ズームボタン６６は広角側に制御を行うためのものであり、ズームボタン６７は望遠側に制御を行うためのものである。いま、ドローン５０の安定飛行状態において、ユーザが撮影遠隔制御装置３０のズームボタン６７を操作して、撮影機器１０の望遠側にズーム操作するものとする。

図８Ｂはこの場合の推進力制御を示しており、撮影機器１０のレンズ鏡筒１０ａが延びて重心が前方側に移動すると、ドローン５０は前方の推進部５１を矢印５６のように回転速度を上げることで、ドローン５０の前方の上方への揚力を増大させる。これにより、撮影機器１０の前方側への重心移動による撮影機器モーメントを打ち消すモーメントが発生して、ドローン５０はレンズ鏡筒１０ａの伸縮に拘わらず安定飛行を維持する。

図９Ａは横軸に時間をとり縦軸に重心位置をとってズーム操作時における撮影機器１０の重心の変化を示している。図９Ａの実線はコンパクトカメラ等の一般的な撮影機器における重心変化を示し、破線は一眼レフカメラ等の所謂高級機における重心変化を示し、一点鎖線はプロフェッショナル用の撮影機器の重心変化を示している。図９Ａにおいては、立ち上がりが早い特性程、重量がより重いレンズを採用しているか又はより短時間で望遠端に移動可能なズーム速度が早いレンズが採用されていることを示している。

図９Ａはズーム倍率の単位時間の変化が一定となるように制御を行った場合の例を示している。この場合には、より望遠端に近づくほどズームレンズの移動量を大きくする必要があり、単位時間当たりの重心変化が大きくなる。

図９Ｂは横軸に時間をとり縦軸に移動体の前方揚力をとって撮影機器１０のズーム操作時において安定飛行を得るための前方揚力（前方側上方推進力）の変化を示している。図９Ｂの実線、破線及び一点鎖線は、それぞれ図９Ａの実線、破線及び一点鎖線の特性に対応している。

図９Ａ及び図９Ｂに示すように、撮影機器のズーム操作に拘わらず、ドローン５０の安定飛行状態を維持するためには、ズーム操作に伴う撮影機器の重心位置の移動速度に対応した速度で前方揚力を増大させる必要がある。このような制御を容易にする１つの手法として、ズーム制御を比較的短い時間毎に区切って制御を行うことが考えられる。例えば、ユーザがズーム操作を行っている期間中は、ステップＳ２２において規定の重心移動に応じた物理量変化を設定して、ドローン５０に送信する。ドローン５０は、この規定の重心移動に対応した安定変更条件を設定してこの条件に対応する推進力制御を行うと共に、この安定変更条件を含む機器状態変更制御情報を撮影機器１０に送信する。撮影機器１０の制御部１２は、規定の重心移動に対応したズーム位置までズームレンズを移動させる。ユーザがズーム操作を行っている期間中、この処理を繰り返すことで、ユーザが希望するズームが可能である。規定の重心移動が比較的小さければ、ドローン５０において確実に安定推進力を得ることができ、安定飛行を維持しながらズーム操作が可能である。

また、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、広角側と望遠側とでは、ズーム率に対する重心変化に差がある。そこで、例えば、広角側では、規定の重心移動として比較的大きい値を設定し、望遠側では規定の重心移動として比較的小さい値を設定して制御を行ってもよい。

なお、ドローン５０における安定推進力を得るための推進力制御と、撮影機器１０におけるズーミング等の機器状態変更制御とは、相互に連携し同期させた方がよい。このため、機器状態変更制御においては、制御の開始時間の情報も含まれており、ドローン５０及び撮影機器１０相互間で開始時間情報を用いた同期した制御を行う。更に、制御の開始時間を設定するだけでなく、撮影機器１０とドローンとの間で通信を繰り返して、連携した制御を行うようにしてもよい。

また、更に、撮影機器１０の重量や移動体２０の推進力等の関係によっては、移動体２０側において予め規定の重心移動を想定した安定変更条件を設定してもよい。この場合には、例えば、ユーザがズーム操作を行うとこの操作信号のみを移動体２０に送信する。移動体２０は、ズーム操作信号を受信すると、規定の重心移動を想定して安定変更条件を設定し、この条件に対応する推進力制御を行うと共に、この安定変更条件を含む機器状態変更制御情報を撮影機器１０に送信する。撮影機器１０は受信した機器状態変更制御情報と、自機の重量、ズーム位置と重心位置との関係に基づいてズーム量を決定する。この制御を繰り返すことで、移動体２０の安定飛行を維持しながら撮影機器１０におけるズームが可能となる。なお、この場合には、移動体２０側において、低速、中速、高速等の複数の規定の重心移動を想定して、移動体２０の操作に応じて選択するようにしてもよい。

また、撮影機器１０の光学系１１ａとして広角レンズが採用されている場合には、ズーム時においても重心移動は比較的小さい。従って、撮影機器１０が撮影機器側モーメント算出情報と同時に広角レンズが採用されていることを示す情報を送信した場合には、移動体は安定変更条件として、比較的高速なズーム移動を許可する対応可能応答を発生するようにしてもよい。また、この場合には、規定の重心移動として比較的大きい重心移動を設定してもよい。逆に、プロフェッショナル用のレンズは重いので、規定の重心移動として比較的小さい値を設計するようにしてもよい。

また、ドローン等の移動体２０においては、飛行時の振動が比較的大きいことがある。そこで、撮影機器１０において、撮像画像の手振れが比較的大きいと判断した場合には、手振れに関する情報を発生して移動体２０に送信することで、移動体２０において手振れ時にはホバリング制御を行うようにしてもよい。

また、ドローン等の移動体２０においては、風圧の影響を受けやすい。そこで、移動体２０において、風圧が所定値以上大きい場合には、撮影機器１０に可動部の動きを禁止してもよい。また、例えば、ドローン等の移動体２０は、撮影機器１０の可動部の動きをホバリング時にのみ認める等の制限を課しても良い。

このように本実施の形態においては、移動体に搭載される撮影機器において、移動体の安定性に影響を与える可動部の動きが生じる場合には、この動きに先だって、可動部の動きに伴う、移動体の安定性に影響を与える物理量の変化を求めて移動体に送信し、移動体においてこの物理量の変化に対応する安定変更条件を求め、この安定変更条件に従って移動体の推進力を制御する。また、移動体はこの安定変更条件を含む機器状態変更制御情報を撮影機器に送信し、撮影機器は機器状態変更制御情報に基づいて可動部の動きを制御する。これにより、移動体における安定性及び撮影の安定性を維持することができる。
つまり、移動体に取り付けられる撮影機器の撮影状態変更操作に基づく前記撮影機器に関する物理量の変化を求める第１の制御部と、前記物理量の変化に基づいて前記移動体に発生するであろうモーメントを予測して求め、求めたモーメントに基づいた情報を発生する第２の制御部とを具備したことを特徴とする移動体用撮影制御装置が提供できる。このモーメント情報で、移動体はモーメント変化を受け入れられるかどうかを判定し、撮影機器に拒絶してもよいし、別の撮影制御をアドバイスしてもよいし、移動に何らかの制限を課しながら、撮影を優先するという判断等が出来る。いずれにしても、何の情報もなく、様々な物理量が変化してしまって、移動体の移動が妨げられることがあってはならず、事前に情報を共有することが重要である。このような仕様の撮影機器であれば、安心して取り付けて移動が可能となる。

（第２の実施の形態）
図１０は本発明の第２の本実施の形態において採用されるフローチャートである。図１０において図３と同一の手順には同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態におけるハードウェア構成は第１の実施の形態と同様である。本実施の形態は、移動体用撮影制御装置による上記安定性制御を撮影機器を遠隔制御する撮影遠隔制御装置によって実行する例を示している。図１０は撮影遠隔制御装置による上記安定性制御を示している。

撮影遠隔制御装置は、ステップＳ５１において、ユーザの操作部の操作が撮影機器の可動部を動かすための操作、即ち、撮影状態変更操作であるか否かを判定する。撮影遠隔制御装置は、ユーザ操作が撮影状態変更操作である場合には、機器状態を変更する操作信号を撮影機器に送信する前に、機器状態の変更に基づく物理量変化を予測する（ステップＳ５２）。

図３のステップＳ２〜Ｓ４では、移動体と撮影機器との通信によって安定性制御を実行するのに対し、図１０におけるステップＳ２〜Ｓ４は、移動体と撮影遠隔制御装置との間で通信を行って安定性制御を行う点が異なる。即ち、物理量の変化は撮影遠隔制御装置から移動体に送信され、移動体からの物理量の変化を許容できるか否かの回答についても撮影遠隔制御装置が受信する。そして、撮影遠隔制御装置は、ステップＳ４において、移動体と連携して機器状態の変更を行う。撮影遠隔制御装置は、移動体によって指定された条件に従いながら、物理量変化を与える機器状態の変更を行うための操作信号を発生し、撮影機器を制御する。

なお、図１０の各ステップＳ５１，Ｓ５２，Ｓ２〜Ｓ４の各処理は、例えば撮影遠隔制御装置に設けた記憶部にこれらの処理のための情報を記憶させておくことで可能となる。

このように、本実施の形態においては、撮影機器を遠隔制御する撮影遠隔制御装置と撮影機器が取り付けられる移動体とで連携して制御を行うことで、撮影機器の状態変更を行う場合でも、移動体の安定性を確保する。また、移動体の安定性を維持しながら撮影機器の状態変更を可能にすることで、撮影機器の状態変更を行う場合でも撮影の安定性を確保する。

なお、本実施の形態においては、移動体用撮影制御装置による上記安定性制御を撮影遠隔制御装置と移動体との間で通信を行って連携制御することで実行する例を示したが、同様の安定性制御を撮影機器と移動遠隔制御装置との間で通信を行って連携制御することで実行することができることは明らかである。

（第３の実施の形態）
図１１乃至図１３は本発明の第３の実施の形態において採用される制御を説明するためのフローチャートである。図１１は撮影遠隔制御装置によるカメラ制御を示し、図１２は移動体による移動体制御を示し、図１３は移動遠隔制御装置による移動体制御を示している。図１１乃至図１３において図５及び図６と同一の手順には同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態のハードウェア構成は第１の実施の形態と同様である。

本実施の形態は移動体用撮影制御装置の他の例として、安定性制御を撮影機器を遠隔操作する撮影遠隔制御装置と移動体を遠隔操作する移動遠隔制御装置との間の通信を行って連携制御することによって実現するものである。

撮像によって得る画像の品質を高品質にしようとした場合、ズームや露出、ピントなどの制御が複雑になりやすく、移動体の操縦に集中することは困難となる。そこで、本実施の形態においては、ドローン等の移動体と撮影機器とを別人が個別に操作するようにした例を示す。

図１４Ａ及び図１４Ｂは移動体を制御する様子を示す説明図であり、図１４Ａに示すように、操作者７１は、例えば、右手７２で移動遠隔制御装置４０の筐体４０ａを把持し、左手７３で移動体２０を操作するための操作レバー４０ｂを操作する。なお、撮影機器１０については、図７Ａに示すように、撮影者６１による撮影遠隔制御装置３０の操作によって撮影制御が行われるものとする。

図１４Ｂは移動遠隔制御装置４０の表示部４４の表示画面４４ａに表示された操作画面７５を示している。図１４Ｂの例では、操作画面７５中には、ドローン５０の位置を示す地図表示７６が表示されている。地図表示７６には地図が表示されており、ポイント表示７６ａがドローン５０の位置を示す。また、操作画面７５中には、メッセージ表示領域７７が設けられており、メッセージ表示ボタン７８，７９の操作に応じたメッセージがメッセージ表示領域７７に表示されるようになっている。メッセージ表示ボタン７８は撮影機器１０の重心移動に対して対応可能応答を送信するか対応不能応答を送信するかのメッセージを表示させるためのものであり、図１４Ｂの例では「可能な重心移動」の表示によって対応可能応答を送信することが示されている。また、メッセージ表示ボタン７９は風速を示す表示をメッセージ表示領域７７に表示させるためのものである。

図１１のカメラ制御は各処理の実行主体が撮影機器１０（特に制御部１２）ではなく、撮影遠隔制御装置３０（特に制御部３２）である点が図５のカメラ制御と異なる。また、本実施の形態においては、撮影遠隔制御装置３０と移動遠隔制御装置４０との間で、連携制御のための通信を行うようになっており、図５のステップＳ１４におけるドローン通信の判定処理は図１１では省略される。また、図１１のフローは図５のステップＳ２３に代えて移動遠隔制御装置４０との間で通信を行うステップＳ６１を設けている。

図１２のフローは移動体２０による制御を示しており、図６のフローのうちステップＳ３１〜Ｓ３９を採用したものである。なお、図１２では、ステップＳ７１において移動遠隔制御装置４０からの情報要求に対して、状態情報を送信するようにしているが、この情報要求に拘わらず、状態情報を移動遠隔制御装置４０に送信するようにしてもよい。

図１３は移動遠隔制御装置による制御を示している。図１３のフローは、図６のフローのうちステップＳ４３〜Ｓ４８を採用したものである。図１３の移動体制御は各処理の実行主体が移動体２０（特に制御部２２）ではなく、移動遠隔制御装置４０（特に制御部４２）である点が図６の移動体制御と異なる。

移動遠隔制御装置４０の制御部４２は、ステップＳ８１において、移動体２０に対して状態情報の送信要求を行い、ステップＳ８２において状態情報を受信する。制御部４２は、ステップＳ８３において撮影遠隔制御装置３０からの通信があるか否かを判定する。撮影遠隔制御装置３０から図１１のステップＳ６１において物理量変化判定の結果が送信されると、制御部４２はこの送信データを受信する。

制御部４２は、移動体２０からの状態情報及び撮影遠隔制御装置３０からの物理量変化に関する情報が与えられて、移動体２０における安定変更条件を求める。なお、制御部４２は、安定変更条件の算出に風力の情報を加味してもよい。制御部４２は、撮影遠隔制御装置３０による撮影機器１０の可動部に対する制御による物理量変化が、移動体２０の安定性を維持させることができないと判定した場合には処理をステップＳ４５に移行して対応不能応答を発生して表示部４４に表示する。

また、制御部４２は、対応可能応答を発生する場合には、安定変更条件に従って移動体２０の推進力制御を行うための操作信号を移動体２０に送信すると共に、安定変更条件を含む機器状態変更制御情報を撮影遠隔制御装置３０に送信する。撮影遠隔制御装置３０の制御部３２は、安定変更条件を満足させながら、撮影機器１０の可動部の制御を行う。

このように本実施の形態においても、撮影機器の可動部を動かす操作が行われた場合でも、移動体の安定性及び撮影の安定性を維持することができる。なお、移動体と移動遠隔制御装置との間の通信可能距離に比べて、撮影機器と撮影遠隔制御装置との間の通信可能距離が、比較的短いこともある。この場合でも、本実施の形態においては、撮影遠隔制御装置と移動遠隔制御装置との間で通信を行って安定性を維持するための連携制御を行っており、撮影遠隔制御装置と移動体との距離が比較的離れた場合でも、確実な制御が可能である。また、遠隔制御装置や移動遠隔制御装置としては、全部又は一部がスマートフォンによって構成可能な場合がある。スマートフォンは表示の自由度が比較的高い。従って、本実施の形態においては、安定性制御のためにユーザ操作が必要な場合でも、ユーザフレンドリなＧＵＩを提供することができる可能性があるという利点がある。

（第４の実施の形態）
図１５、図１６及び図１７Ａ〜図１７Ｃは本発明の第４の実施の形態に係り、図１５は第４の実施の形態において採用される制御を説明するためのフローチャートであり、図１６及び図１７Ａ〜図１７Ｃは第４の実施の形態を説明するための説明図である。本実施の形態のハードウェア構成は第１の実施の形態と同様である。

撮影機器１０の重心移動等の物理量の変化に対して対応可能応答が発生する場合であっても、撮影機器１０の重心移動等によって移動体２０がある程度傾くことが考えられる。本実施の形態は、この場合においても撮影の安定性を向上させるものである。

図１５のフローは、図５又は図１１のステップＳ２６において実行されるズーム撮影制御フローを示している。例えば、ステップＳ２６の処理を撮影機器１０の制御部１２において実行するものとすると、図１５のステップＳ９１において、制御部１２は、撮影機器１０の重心移動等によって、移動体２０が所定角度以上傾斜したか否かを判定する。制御部１２，３２は、図５のステップＳ２３又は図１１のステップＳ６１において、移動体２０に関する情報を取得しており、この情報中に移動体２０の傾斜角度に関する情報も含まれる。制御部１２は、ステップＳ２３において取得した移動体２０の傾斜角度に関する情報を用いて、移動体２０の傾斜角度が所定角度以上変化したか否かを判定する。

図１６は撮影機器１０が取り付けられたドローン５０の傾斜を説明するものである。広角状態８１は、レンズ鏡筒１０ａが最も縮んだ状態を示しており、画角８５ａは最も広い状態である。中間状態８２は、レンズ鏡筒１０ａが少し延びた状態を示しており、画角８５ｂは中間の状態である。望遠状態８３は、レンズ鏡筒１０ａが最も延びた状態を示しており、画角８５ｃは最も狭い状態である。各状態８１〜８３においては、ドローン５０は一点鎖線に示すように傾斜角が異なり、状態８１の傾斜角が最も小さく、次いで状態８２の傾斜角が大きく、状態８３の傾斜角は最も大きい。

図１７Ａ〜図１７Ｃは、撮影機器１０による略同一の視野方向における撮像画像を示している。図１７Ａは撮影機器１０が地上に固定されている場合の撮像画像を示し、図１７Ｂ及び図１７Ｃは撮影機器１０がドローン５０に取り付けられている場合の撮像画像を示している。

いま、撮影機器１０が地上に固定されている場合において、例えば、広角状態、中間状態及び望遠状態では、図１７Ａに示す撮像画像９１ａ〜９１ｃが撮像されるものとする。撮像画像９１ａ〜９１ｃは、地上９５の画像、空に浮かぶ雲９６の画像及び空を飛ぶ飛行機９７の画像を含む。

図１７Ｂは図１７Ａと同様の撮影方向を、ドローン５０に取り付けられた撮影機器１０によって撮影した場合の撮像画像９２ａ〜９２ｃを示している。撮像画像９２ａ〜９２ｃは、それぞれ図１６の広角状態８１、中間状態８２及び望遠状態８３において撮影したものである。画像９２ｂは画像９２ａの一部の画像であり、画像９２ｃは画像９２ｂの一部の画像である。望遠で撮像を行うと、撮影機器１０のレンズ鏡筒１０ａが前方に延びたことによって重心位置が前方に移動しており、この移動によって、望遠状態８３に示すように、ドローン５０は前方下方に最も傾斜した状態となる。この傾斜によって、画像９２ｃは、画像９２ｂの下側の部分を拡大したものとなっており、飛行機９７は撮影範囲から大部分がはみ出している。

そこで、本実施の形態においては、制御部１２は、ステップＳ９１においてドローン５０の傾斜が所定の角度以上に変化したことを検出した場合には、ステップＳ９２において光学ズームから電子ズームへの切り替えを行う。そして、制御部１２は、ステップＳ９３においてドローン５０の傾斜角度に応じた画角を設定する。例えば、ドローン５０の前方が下方に傾斜した場合には、この傾斜角度に相当する画角だけ上方の画像を電子ズームにより切出す。

図１７Ｃはこの場合において、広角状態８１、中間状態８２又は望遠状態８３における撮像画像９３ａ〜９３ｃを示している。画像９３ａ，９３ｂは、それぞれ画像９２ａ，９２ｂと同一の画像である。望遠で撮像した画像９３ｃは、電子ズームによって、ドローン５０の傾斜角度に応じた画角分だけ上方の範囲が切出されて得られたものである。これにより、画像９３ｃは、地上に固定して撮像した場合と同様に飛行機９７が確実に撮影される。

このように本実施の形態においては、移動体が傾斜した場合でも、その傾斜角度が所定の範囲以上である場合には、望遠時には電子ズームに切換えて傾斜角度に対応する範囲を切出すようになっており、移動体の傾斜に拘わらず、安定した撮影が可能である。

上記各実施の形態においては、撮影のための機器として、デジタルカメラを用いて説明したが、カメラとしては、デジタル一眼レフカメラでもコンパクトデジタルカメラでもよく、ビデオカメラ、ムービーカメラのような動画用のカメラでもよく、さらに、携帯電話やスマートフォンなど携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assist）等に内蔵されるカメラでも勿論構わない。また、ドローンと書いた所は、バランスを取って移動するような機器であれば、すべて応用可能である。飛行機やヘリコプターのような飛行する移動体のみならず、舟やボート、潜水艦状の水中水上移動機器、あるいは、自転車に明らかなようにバランスが重要な地上移動体もあり、ひろくロボットなどにも、本願の考え方は適用でき、こうした分野での発明と言い換えても良い。こうした機器においても、撮影部が不測の重心変化、形態変化をしてバランスを崩すのは困るので、事前にその情報をもとに制御の切替を行った方が良い。あるいは、バランスを多少崩しても、撮像を優先する場合などもあるが、その場合も、事前に、どうなるかの判定が重要となる。ここで、「撮影」は静止画撮影記録、動画撮影記録のみならず、単に撮像しての観察や検査、得られた像信号からの様々な計測も含む概念であることを注記しておく。また、移動体、撮影機器というのは、それぞれを操縦する操縦部も含んだ概念であることは言うまでもない。

本発明は、上記各実施形態にそのまま限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素の幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

なお、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。また、これらの動作フローを構成する各ステップは、発明の本質に影響しない部分については、適宜省略も可能であることは言うまでもない。

なお、ここで説明した技術のうち、主にフローチャートで説明した制御に関しては、プログラムで設定可能であることが多く、記録媒体や記録部に収められる場合もある。この記録媒体、記録部への記録の仕方は、製品出荷時に記録してもよく、配布された記録媒体を利用してもよく、インターネットを介してダウンロードしたものでもよい。

１０…撮影機器、１１…撮像部、１１ａ…光学系、１１ｂ，１２ｅ…安定情報記憶部、１２…制御部、１２ａ…撮影制御部、１２ｂ…ピント・画角情報取得部、１２ｃ…画角制御部、１２ｆ…通信制御部、１３…操作部、１４…仰角、方位センサ、１５…時計部、１６…記憶部、１６ａ…安定情報記憶領域、１７，１８…通信部。

Claims (9)

1. 移動体に取り付け可能な撮影機器であって、
   撮影状態の変更に基づく物理量の変化を予測して求める第１の制御部と、
   前記物理量の変化に関する情報を送信すると共に、前記物理量の変化又は前記物理量の変化に応じて前記移動体に発生するモーメントに基づく情報を受信する通信制御部と、
   前記通信制御部が受信した情報に基づいて前記撮影状態の変更を制御する機器状態変更制御部と
   を具備したことを特徴とする撮影機器。
2. 移動体に取り付け可能な撮影機器であって、
   撮影状態の変更に基づく物理量の変化を予測して求める第１の制御部と、
   前記物理量の変化に関する情報を送信するための通信制御部とを具備し、
   前記第１の制御部は、撮影状態変更操作が発生すると前記撮影状態変更操作による撮影状態の変更に基づく物理量の変化を予測して求め、
   前記通信制御部は、前記物理量の変化に関する情報を前記撮影状態の変更を行う前に送信することを特徴とする撮影機器。
3. 前記第１の制御部は、前記撮影状態と前記物理量との関係を記述した情報が記憶された記憶部を用いて、前記物理量の変化を予測して求めることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮影機器。
4. 前記撮影状態の変更は、可動部の動きに基づいて生じるものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の撮影機器。
5. 前記可動部は、レンズ又はストロボであることを特徴とする請求項４に記載の撮影機器。
6. 前記撮影状態の変更は、レンズの動きに基づいて生じるものであり、
   前記記憶部は、前記レンズを収納した交換レンズ内に設けられることを特徴とする請求項３に記載の撮影機器。
7. 請求項１又は２の撮影機器が取り付けられる撮影用移動体であって、
   前記撮影機器の撮影状態の変更に基づいて前記通信制御部が送信した前記撮影機器に関する物理量の変化に関する情報を受信する移動体通信制御部と、
   前記物理量の変化又は前記物理量の変化に応じて発生するモーメントに基づく情報を発生する第２の制御部と、
   前記第２の制御部が発生した情報に基づいて推進力制御を行う推進力制御部とを具備したことを特徴とする撮影用移動体。
8. 前記移動体通信制御部は、前記第２の制御部が発生した情報を前記撮影機器に送信することを特徴とする請求項７に記載の撮影用移動体。
9. 移動体に取り付け可能な撮影機器であって、
   撮影状態の変更に基づく物理量の変化を予測して求める第１の制御部と、
   前記物理量の変化に関する情報を送信するための通信制御部と、
   前記移動体の傾斜に関する情報が与えられて、前記移動体の傾斜が所定の閾値を超えたか否かを判定する判定部と、
   ズーム動作時において、前記移動体の傾斜が前記所定の閾値を超えたことが示されると、前記ズーム動作を電子ズームとするズーム制御部とを具備したことを特徴とする撮影機器。

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