JP7364632B2 - サポート装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の二次元写真から、視差情報を解析して三次元写真を生成するフォトグラメトリーに用いられる撮影装置のサポート装置に関する。特に、水中ドローン等の無人潜水機に使用されるサポート装置に関する。

近年の画像処理技術及びコンピュータ処理速度の向上により、フォトグラメトリが注目を集め始めている。フォトグラメトリは、様々な角度から撮影した写真から、その画像や位置を精密にデータ化し、そこからリアルな三次元オブジェクトを再現する技術である。フォトグラメトリー用の写真撮影を容易にするために、例えば特許文献１では、２つのカメラを有するカメラユニットと、照射ユニットとを含むスキャナを開示している。

特開２０１７－５２７８１２号公報

しかし、特許文献１のスキャナは、撮影カメラ及び照明ライトがアームの所定位置に固定され、作業者がスキャナを手に持って適切な方向にスキャナを向けたりしなければならない。またスキャナは作業者が担持するため、作業者が移動しがたい水中及び海中（以下、水中及び海中を総称して水中と言う。）でのフォトグラメトリ用の撮影には適していない。

そこで、本発明は、無人潜水機に着脱可能で、撮影カメラ及び照明ライトを取り付けることができるサポート装置を提供する。

本実施形態のサポート装置は、無人潜水機が着脱される第１フレームと、第１フレームに対応して設けられた第２フレームと、第１フレーム又は第２フレームに結合され、比重１よりも小さい浮力材で形成されるサポート材と、第１フレーム、第２フレーム又はサポート材に取り付けられる照明ライト用の照明マウントと、第１フレーム、第２フレーム又はサポート材に取り付けられる撮影カメラ用の撮影マウントと、 を備える。

また第１フレームが十字状に形成され、第２フレームが第１フレームに対向して配置されるとともに十字状に形成されても良く、サポート材は、第１フレームと第２フレームとを結合するように、第１フレームと第２フレームとの間に配置されても良い。
第２フレームは第２フレームを覆う大きさの平板を有し、サポート材もしくは第２フレームに代えて平板に撮影マウントが取り付けられてもよい。
またサポート装置は、第１フレームと第２フレームとを接続する接続アームを備えてもよく、第１フレームが直線状に形成されるとともにサポート材を取り付ける第１取付部を有し、第２フレームが直線状に形成されるとともにサポート材を取り付ける第２取付部を有していることが好ましい。そして、第１フレームに交差して接続アームで接続されて配置され、サポート材が少なくとも第１取付部及び第２取付部に一方に配置されることが好ましい。

別実施形態のサポート装置は、無人潜水機が着脱される、十字状に形成された第１フレームと、第１フレームの大きさに対応した平板と、第１フレームと平板とを結合するように第１フレームと平板との間に配置され、比重１よりも小さい浮力材で形成されるサポート材と、サポート材に取り付けられる照明ライト用の照明マウントと、平板に取り付けられる撮影カメラ用の撮影マウントと、を備える。

照明マウントに取り付けられた照明ライトの照明方向を調整できるように、照明マウントは軸を中心に回転可能であり、撮影マウントに取り付けられた撮影カメラの撮影方向を調整できるように、撮影マウントは軸を中心に回転可能である。
また、照明マウントに取り付けられた照明ライトの光源位置が、撮影マウントに取り付けられた撮影カメラの撮影画角の後方に配置されるように、照明マウントと撮影マウントとが位置決めされていることが好ましい。

サポート材は、照明マウントが配置される第１面と、該第１面よりも内側に凹んだ第２面とを有してもよい。
また第１フレーム、第２フレーム及びサポート材の少なくとも１カ所に、対象物にレーザー光を照射するレーザーポインタ用のポインタマウントをさらに備えても良い。そしてポインタマウントに取り付けられたレーザーポインタの照射方向を調整できるように、ポインタマウントは軸を中心に回転可能であることが好ましい。

サポート装置のバランス調整用に、ウエイト用のウエイトマウントをさらに備えることが好ましい。
また第１フレームに無人潜水機が着脱される着脱マウントと、着脱マウントを移動させるレールと、を備えることが好ましい。

本発明のサポート装置は、無人潜水機に着脱可能で、撮影カメラ及び照明ライトを取り付けることができるができる。

撮影カメラ及び照明ライト等を取り付けた状態のサポート装置の斜視図である。 サポート装置の平面図である。 サポート装置の底面図である。 （Ａ１）はサポート材の正面図であり、（Ａ２）はサポート材の側面図である。（Ｂ）は、別実施例のサポート装置の正面図である。 サポート装置でバックスキャッタが発生しない理由を示す説明図である。 第２実施形態のサポート装置であり、特にウエイト用のウエイトマウントを示す図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、９台の撮影カメラを搭載できる第３実施形態及び第４実施形態のサポート装置の底面図である。 撮影カメラ及び照明ライト等を取り付けた状態の第５実施形態のサポート装置の斜視図である。第５実施形態のサポート装置は、携帯性を重視した構造である。 第５実施形態のサポート装置のフレームの斜視図である。 （Ａ）は第５実施形態のサポート装置の平面図であり、（Ｂ）はその正面図であり、（Ｃ）はその側面図である。

以下、本発明に係る実施の形態を、図を参照しながら詳しく説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また各図面では部材を強調するため実際の寸法通りに描かれていない。

＜＜第１実施形態のサポート装置＞＞
＜サポート装置の概要＞
図１は、第１実施形態のサポート装置１００の斜視図であり、水中ドローン等の無人潜水機ＲＯＶの装着前の状態を示している。サポート装置１００は、撮影カメラＣＡ（水中ハウジング付き）、照明ライトＬＴ、レーザーポインタＬＰ等を少なくとも１つ以上を取り付けることができる。以下の説明において、上下・前後・左右の各方向を図１に示すように定義する。サポート装置１００が水中において潜行している際の基本姿勢において、水面側を上（＋Ｚ軸）、水底側を下（－Ｚ軸）と定義する。後述する十字形状の第１フレームの一方の1軸方向で、レーザーポインタＬＰが配置される方向を前（＋Ｘ軸）と定義し、その反対側を後（－Ｘ軸）とする。そして、第１フレームの他方の２軸方向で、図１の紙面奥側を右（＋Ｙ軸）、紙面手前側を左（－Ｙ軸）とする。また、以下の説明では、前後軸を中心とする回転の方向をロール方向、左右軸を中心とする回転の方向をピッチ方向、上下軸を中心とする回転の方向をヨー方向とする。

サポート装置１００は、水中ドローン等の無人潜水機ＲＯＶに着脱可能に取り付けられるものである。ほぼ毎年のように新たに出てくる無人潜水機ＲＯＶに対して、サポート装置１００を、柔軟に着脱可能である。

サポート装置１００のサイズは、例えばＸ軸方向に５０ｃｍ、Ｙ軸方向に５０ｃｍ、Ｚ軸方向に５０ｃｍに収まるように構成されている。無人潜水機ＲＯＶは小型化が進んでいるため、サポート装置１００はさらに小さいサイズであってもよい。第１実施形態のサポート装置１００は、無人潜水機ＲＯＶと電気的な接続もしくは無線・有線の信号送受信はない。しかし、サポート装置１００は、必要に応じて無人潜水機ＲＯＶと電気的な接続（電源・信号）をしてもよい。

サポート装置１００に取り付けられる撮影カメラＣＡ（静止画カメラ及び動画カメラも含む。）及び照明ライトＬＴは、用途に応じて自在に変更できる。例えば撮影カメラＣＡに対して、水深６０ｍ耐水の水中ハウジング、水深２５０ｍ耐圧の水中ハウジングがある。またこれは照明ライトＬＴも同様に限界水深が６０ｍ、１００ｍ、１５０ｍ用等がある。無人潜水機ＲＯＶの限界水深、運用場所の水深又は使用者が目的によって、サポート装置１００に取り付けられる撮影カメラＣＡとその水中ハウジングの種類、又は照明ライトＬＴを変えることができる。

サポート装置１００は、十字状に形成された上側の第１フレーム１０Ｕと、十字状に形成された下側の第２フレーム１０Ｂとを有する。第１フレーム１０Ｕと第２フレーム１０Ｂとは、互いに対向して配置される。またサポート装置１００は、第１フレーム１０Ｕと第２フレーム１０Ｂとを結合するように、第１フレーム１０Ｕと第２フレーム１０Ｕとの間に配置されたサポート材２０を有し、そのサポート材２０は、比重１よりも小さい浮力材で形成されている。またサポート装置１００は、サポート材２０に取り付けられる照明ライト用の照明マウント３０と、第２フレーム１０Ｂに取り付けられる撮影カメラ用の撮影マウント４０と、サポート材２０に取り付けられるレーザーポインタ用のポインタマウント６０とを有する。以下図２及び図３を使用して、これら部材を詳細に説明する。

＜フレームの概要＞
図２は＋Ｚ軸方向からサポート装置１００を観察した平面図であり、図３は－Ｚ軸方向からサポート装置１００を観察した底面図である。図２に示される第１フレーム１０Ｕは、３Ｄプリンター等で、ステンレス材、アルミ合金、もしくはクロム鋼等の金属、又はガラス繊維もしくは炭素繊維などで強度を高くした繊維強化プラスチックで形成される。海などで使用されることを考慮して錆びやすい金属、例えば鉄材は好ましくないが、第１フレーム１０Ｕに鉄材を使用する場合には防錆塗料で保護されることが好ましい。また第１フレーム１０Ｕの幅は例えば３ｃｍ～８ｃｍであり、第１フレーム１０Ｕの前後方向又は左右方向の長さは例えば３０ｃｍから６０ｃｍである。第１実施形態では、第１フレーム１０Ｕの前後方向及び左右方向の長さが同じであるが、互いに異なった長さであってもよい。

図３に示される第２フレーム１０Ｂも、第１フレーム１０Ｕと同様な金属材料又は強化プラスチックで形成される。第１フレーム１０Ｕ及び第２フレーム１０Ｂは、後述する板状のサポート材２０で結合されるため、上方向又は下方向から観察すると、互いに重なり合っている。第１実施形態では、十字状の第１フレーム及び第２フレームは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に９０度で直交した十字状で形成されているが、交差角が例えば４５度と１３５度であってもよい。

＜サポート材の概要＞
第１フレーム１０Ｕ及び第２フレーム１０Ｂの前後端（Ｘ軸方向）及び左右端（Ｙ軸方向）に、サポート材２０が固定されている。サポート材２０は比重１以下の浮力体であり、例えばガラス繊維強化プラスチック材料 発泡ウレタン、発砲ポリエチレン、スチレンフォームもしくは発砲スチロールフォーム等から構成されていてよい。無人潜水機ＲＯＶは水中深くまで移動することもあるので、耐圧・耐水性のある強化発砲スチロールが特に好ましい。サポート装置１００には、上述したように、撮影カメラＣＡ（水中ハウジング付き）、照明ライトＬＴ、レーザーポインタＬＰ等が取り付けられる。第１実施形態では、最大、撮影カメラＣＡが５台、照明ライトＬＴが８本、レーザーポインタＬＰが２本取り付けられる。

取り付けられる撮影カメラＣＡ、照明ライトＬＴ及びレーザーポインタＬＰ等の最大重量をオフセットできるように、サポート材２０浮力体の体積及びサポート材２０の材質が選択されることが好ましい。例えば撮影カメラＣＡが軽い場合や取り付ける撮影カメラの数が少ない場合などには、ウエイト（不図示）がサポート装置１００に取り付けられる。例えば１ｋｇのウエイトが第２フレーム１０Ｂにテープで固定されてもよい。

第１実施形態のサポート材２０は、第１フレーム１０Ｕ及び第２フレーム１０Ｂの前後端及び左右端に、それぞれ１つずつ配置されているが、例えば前後のサポート材２０が第１フレーム１０Ｕの前後方向の長さと同等の長さの１つのサポート材２０であってもよい。つまり、Ｘ軸方向に長く伸びた１つのサポート材２０と、図２又は図３に示されるようなＹ軸方向に伸びた２つのサポート材２０との３つのサポート材から構成されてもよい。取り付けられる撮影カメラＣＡ、照明ライトＬＴ及びレーザーポインタＬＰの総重量が非常に重くなる場合には、Ｘ軸方向に長く伸びた１つのサポート材２０を用意することで、浮力体の体積を増やして、最大重量をオフセットできる。

＜照明マウントの概要＞
図２及び図３に示されるように、サポート材２０の第１面２１には照明ライトＬＴ用の照明マウント３０がネジ止めもしくは接着等で取り付けられる。本実施形態では、４つのサポート材２０の８つの第１面２１に、８つの照明マウント３０が取り付けられる。照明マウント３０は、撮影カメラＣＡの撮影方向に合わせて照明ライトＬＴの照明方向を向けることができるように、ライトホルダ３２は、照明マウント３０の土台の軸に対して回転できるようにしてもよい。または照明マウント３０の土台とライトホルダ３２とが固定（回転不可）されている場合には、サポート材２０に照明マウント３０を取り付けるネジ穴を円周上に例えば３０度ごとに配置し、照明マウント３０の土台がサポート材２０に対して軸中心に回転できるようにしてもよい。また照明マウント３０の土台とライトホルダ３２とが固定されている場合、照明マウント３０の土台にターンテーブルが設けられても良い。

撮影カメラＣＡの撮影方向が限定されている場合には、必ずしも８つの照明マウント３０を設ける必要はなく、例えば４つの照明マウント３０が配置されているだけでもよい。しかし、フォトグラメトリでの３Ｄモデル作成は、撮影された写真がシャープであることが好ましい。シャープな写真を撮るためには、シャッタースピードを速くして動きによるブレのない写真にし、絞り値（Ｆ値）を高くしボケの無い写真にし、ＩＳＯ値を低くしノイズの少ない写真にすることが好ましい。このため、照明マウント３０を４以上、好ましくは６以上配置して、照明ライトＬＴからの光量を確保することが好ましい。

＜ポインタマウントの概要＞
図２及び図３に示されるように、サポート材２０のＸ軸方向の両端の第４面２７にはレーザーポインタＬＰ用の２つのポインタマウント６０がネジ止めもしくは接着等で取り付けられる。サポート材２０のＹ軸方向の両端にポインタマウント６０が取り付けられても良い。第１フレーム１０Ｕの前後方向の長さが左右方向の長さよりも長い場合には、長い方の両端にポインタマウント６０が取り付けられる方が好ましい。レーザーポインタＬＰは、例えば水底や水中の崖（壁面）等に、レーザーポインタＬＰの光点を形成し、撮影カメラＣＡで撮影した写真に写った２つの光点の距離を活用して、作成されたデジタル３Ｄモデルに寸法を与えることが可能である。ポインタマウント６０は、光点の方向を撮影カメラの撮影方向に合わせて軸を中心に回転可能できるように構成することが好ましい。第１実施形態ではサポート材２０の第４面２７にポインタマウント６０が取り付けられているが、第１フレーム１０Ｕ又は第２フレーム１０Ｂに設けられても良い。

＜着脱マウントの概要＞
図２に示される着脱マウント７０は、無人潜水機ＲＯＶを着脱するマウントである。無人潜水機ＲＯＶに着脱装置がある場合には、その着脱装置と勘合することができる。無人潜水機ＲＯＶに着脱装置がない場合には、着脱マウント７０の孔（不図示）にテープ又はバンド等を通して、テープ又はバンドで無人潜水機ＲＯＶを装着したり外したりすることができる。なお、図２では、着脱マウント７０が３つ設けられているが、例えば十字の中央の１つだけでもよく、中央と前後左右の５つ設けられても良い。また、着脱マウント７０は第１フレーム１０Ｕ上で移動できるようにしてもよい。なお着脱マウント７０を設けることなく、テープ又はバンドで第１フレーム１０Ｕと無人潜水機ＲＯＶとを装着したり外したりしてもよい。

＜撮影マウントの概要＞
図３に示される撮影マウント４０は、撮影カメラＣＡの水中ハウジングを着脱するマウントである。水底（海底）を撮影することが多いため、撮影マウント４０は第２フレーム１０Ｂに取り付けられることが好ましい。またサポート材２０が、第２フレーム１０Ｂを下方（－Ｚ軸）に突き抜ける構造（図６を参照）であれば、サポート部材２０の底面に撮影マウント４０が取り付けられても良い。

撮影マウント４０は、例えば三脚の雲台と同等の機能を有し、ロール方向、ピッチ方向及びヨー方向を、自由に設定できるように構成される。撮影マウント４０の基準軸は、水中ハウジングに入れられた撮影カメラＣＡの撮影方向は水底（海底）を観察する－Ｚ軸方向である。撮影マウント４０は、－Ｚ軸方向を０度とすると、撮影カメラＣＡはロール方向に－９０度方向から＋９０度方向まで、ピッチ方向に－９０度方向から＋９０度方向まで撮影できることが好ましい。

フォトグラメトリでデジタル３Ｄモデルを作成するための写真撮影は、各写真にオーバーラップが十分に確保されていることである。つまり、１枚目の写真と２枚目の写真とは６０％（横方向）または８０％（縦方向）以上のオーバーラップしていることが好ましい。さらに精密な３Ｄモデルを作成するためには撮影の対象物は少なくとも３以上の別々の角度から撮影されていることが好ましい。そのためにサポート装置１００にはあらかじめ撮影カメラＣＡを下方、前方斜め下方、左方斜め下方、右方斜め下方、及び後方斜め下方の方向に５台搭載できるようにすることが好ましい。これまでに水中で行われていたフォトグラメトリは、無人潜水機ＲＯＶではなくダイバーによって手持ちカメラで角度をかえ一カ所を多角度から撮影することにより行っていたが、撮影方向の異なる撮影カメラＣＡを５台取り付ければ、無人潜水機ＲＯＶが一方向（例えば＋Ｘ軸方向）に移動するだけで、フォトグラメトリ用の写真が撮影できる。撮影マウント４０は、５つ設けられることが好ましいが、例えば、水中の切り立った崖（壁面）を主に撮影するのであれば、撮影マウント４０が３つであっても良い。

＜サポート材の形状＞
図４（Ａ）は第１実施例のサポート材２０であり、その（Ａ１）は＋Ｙ軸方向からサポート材２０を観察した図であり、（Ａ２）は－Ｘ軸方向からサポート材２０を観察した図である。図４（Ｂ）は第２実施例のサポート材２０を＋Ｙ軸方向から観察した図である。図４（Ａ２）に示されるように、サポート材２０は片側に、第１面２１と第２面２３と第３面２５とを有し、その反対側に第１面２１と第２面２３と第３面２５とを有する。このため、第１面２１と第１面２１とは厚さＤ１を形成し、第２面２３と第２面２３とは厚さＤ２を形成し、第３面２５と第３面２５とは厚さＤ３を形成する。照明マウント３０は、第１面２１に配置されている。

図４（Ａ）に示されるように、照明ライトＬＴは一般に、胴体断面が円形で光源ヘッドＬＴＨがラッパ状に直径が広がっている。また、照明ライトＬＴは一般に、一次電池もしくは二次電池を入れるための電池蓋ＬＴＴを有しており、胴体よりも直径が大きいことが多い。このため、照明マウント３０に取り付けられた照明ライトＬＴの回転範囲で、光源ヘッドＬＴＨもしくは電池蓋ＬＴＴが、サポート材２０と干渉しないように、第２面２３は、第１面２１よりも内側に凹んでいることが好ましく、また第３面２５は、第１面２１よりも内側に凹んでいることが好ましい。照明ライトＬＴの形状にもいろいろあるため、第１面２１よりも内側に凹んだ第２面２３もしくは第３面２５を設ける必要はない。

図４（Ａ）に示されるサポート材２０の段差２２（第１面と第２面との段差及び第１面と第３面との段差）は、Ｘ軸もしくはＹ軸と並行な直線状に形成されている。しかし、図４（Ｂ）に示されるように、サポート材２０の段差２２は円周状に形成されてもよい。

＜バックスキャッタの防止＞
上述したように、フォトグラメトリでの３Ｄモデル作成のため、撮影カメラＣＡはシャープな写真を撮影することが望まれている。そのため照明ライトＬＴからの光はできるだけ強い方が好ましい。しかし、照明ライトＬＴからの光が水中浮遊物に当たると、その光が散乱して光が来た方向への拡散反射し視界を遮ってしまうバックスキャッタ（後方散乱）現象が発生する。このバックスキャッタを低減するため、照明ライトＬＴと撮影カメラＣＡとの位置関係を調整している。

図５は、４つの照明ライトＬＴと３つの撮影カメラＣＡが描かれた、サポート装置１００の右側面図である。４つの照明ライトＬＴの＋Ｘ軸側の照明ライトＬＴは前方（＋Ｘ軸方向）に向いており、－Ｘ軸側の照明ライトＬＴは後方（－Ｘ軸方向）に向いている。また４つの照明ライトＬＴの２つの照明ライトＬＴは下側（－Ｚ軸方向）に向いている。照明マウント３０に取り付けられた４つの照明ライトＬＴは、水平方向から下方に向けて回転可能に動かすと、照明ライトＬＴの光源ヘッドＬＴＨの軌跡ＬＣは、点線で示される軌跡となる。

図５において、前方（＋Ｘ軸方向）の撮影カメラＣＡは前方（＋Ｘ軸方向）が撮影方向として描かれており、後方（－Ｘ軸方向）の撮影カメラＣＡは後方方向（－Ｘ軸方向）が撮影方向として描かれており、中央の撮影カメラＣＡが水底方向（－Ｚ軸方向）を撮影するように描かれている。各撮影カメラＣＡの撮影レンズが広角レンズもしくは望遠レンズかによって画角ＡＦは変動するが、撮影マウント４０を各方向に回転させた場合に、これら３つの撮影カメラＣＡの全画角範囲は扇状に示された最大画角ＷＡＦである。

図５に示されるように、光源ヘッドＬＴＨの軌跡ＬＣは、撮影カメラＣＡの最大画角ＷＡＦよりも内側（＋Ｚ軸方向）にある。このように光源ヘッドＬＴＨの軌跡ＬＣが撮影カメラＣＡの最大画角ＷＡＦよりも内側にあるとバックスキャッタを低減することができる。照明ライトＬＴの長さは、約１０ｃｍから４０ｃｍ以上とさまざまであるが、光源ヘッドＬＴＨの軌跡ＬＣが撮影カメラＣＡの最大画角ＷＡＦよりも内側にあるように、サポート材２０のＺ軸方向の長さの半分よりも上側に照明マウント３０の中心位置があることが好ましい。また撮影マウント４０はサポート装置１００のできるだけ下方になるように、第２フレーム１０Ｂもしくはサポート材２０の底面に取り付けられることが好ましい。図示されていないが、照明マウント３０がサポート材２０の上端（＋Ｚ軸）に設けられても良い。なお、図５ではサポート装置１００の右側面図を示したが、左側面図、前側面図及び後側面図でも、照明マウント３０と撮影マウント４０との位置関係は同様である。

＜＜第２実施形態のサポート装置＞＞
図６は、第２実施形態のサポート装置１００Ａの側面図である。サポート装置１００Ａのサポート材２０Ａは、第１フレーム１０Ｕと第２フレーム１０Ｂとを結合するとともに、第２フレーム１０Ｂを下方（－Ｚ軸）に突き抜ける構造である。このため、サポート材２０Ａの底面に撮影マウント４０が取り付けられている。またサポート装置１００Ａは、第１実施形態のサポート装置１００が有していなかったウエイトマウント８０を有している。

照明マウント３０及び撮影マウント４０に、同じ重量の照明ライトＬＴ及び撮影カメラＣＡが取り付けられていれば、サポート装置１００（及び１００Ａ）はバランスよく第１フレーム１０Ｕの十字状の交点と第１フレーム１０Ｕの十字状の交点を結ぶ軸状に重心がある。しかし、照明ライトＬＴ及び撮影カメラＣＡの重さが異なっていたり、一部の照明マウント３０もしくは一部の撮影マウントに照明ライトＬＴもしくは撮影カメラＣＡが取り付けられたりしていると、重心が十字状の交点を結ぶ軸状から外れる。また、サポート装置１００はバランスよく照明ライトＬＴ及び撮影カメラＣＡが取り付けられていても、水流（海流）によって、サポート装置１００（及び１００Ａ）が傾くこともある。逆に、水中の切り立った崖（壁面）を撮影する場合には、サポート装置１００（及び１００Ａ）を一定角度傾いている状態に維持して、撮影カメラＣＡで撮影した方が良い場合もある。

図６に示されるウエイトマウント８０は、レール８２、台座８４及びロック機構８６を有している。レール８２は溝を有する、プラスチック製又はステンレス又はアルミ合金等からなる金属製である。台座８４は、プラスチック製又は金属製で、ウエイトＷＴを留める留め棒８５とレール８２の溝に入り込む突起（不図示）とを有しており、台座８４はレール８２に沿って移動可能である。また、台座８４にはレール８２に台座８４をロックするロック機構８６が設けられている。

ウエイトＷＴには孔部（不図示）及び積み重ねがズレないような凹凸があることが好ましく、留め棒８５にウエイトＷＴの孔部を差し込んで、例えば２５０ｇのウエイトＷＴを１段、２段…５段と積み重ね、ウエイトＷＴの重量を調整できることが好ましい。台座８４に留め棒８５を設けることなく、平板のウエイトＷＴをテープ等で留めてもよい。

図６を使って、サポート装置１００Ａのバランス調整の一例を説明する。撮影カメラＣＡ、照明ライトＬＴ及びレーザーポインタＬＰを含むサポート装置１００Ａの総重量と浮力のバランスが、前方（＋Ｘ軸側）の台座８４に４つのウエイトＷＴと後方（－Ｘ軸側）の台座８４に２つのウエイトＷＴで合っていると仮定する。また前方の台座８４がレール８２の中央位置においてロック機構８６でロックされ、後方の台座８４もレール８２の中央位置でロック機構８６においてロックされていると仮定する。この状態で前方が若干軽い場合（５０ｇ程度）には、後方の２つのウエイトＷＴが載った台座８４のロックを解除し前方に移動させて調整しロック機構８６でロックする。ウエイトＷＴが台座８４を長い距離動かした方が微調整しやすい。

図６では、手動で台座８４を移動させロック機構８６でロックする例を示しているが、レール８２にボールネジと電動モータ及び電気回路とを加えて、自動でバランス調整するようにしてもよい。なお、図６ではサポート装置１００Ａの右側面図を示したが、前側面図から観察すると、サポート装置１００ＡはＹ軸方向に伸びるレール８２を有するウエイトマウント８０を同様に有している。

＜＜第３実施形態及び第４実施形態のサポート装置＞＞
図７（Ａ）は、第３実施形態のサポート装置１００Ｂの底面図である。サポート装置１００Ｂは、第２フレーム１０Ｂの下方（－Ｚ軸方向）に第２フレーム１０Ｂをほぼ覆う円環状の平板９０を有する。この円環状の平板９０は、第２フレーム１０Ｂにネジ止め又は溶接などで結合している。円環状の平板９０は、ステンレス材、アルミ合金、又はクロム鋼等の金属で形成され、特に水流等の影響を受けにくいようにメッシュ構造であることが好ましい。円環状の平板９０の角度４５度ごとに撮影マウント４０が配置され、第２フレーム１０Ｂの十字中心に配置される撮影マウント４０と合わせ、最大９台の撮影カメラＣＡ（水中ハウジング付き）を配置することができる。撮影カメラＣＡの台数が多いため、フォトグラメトリの写真撮影において、各写真にオーバーラップを十分に確保することができる。

図７（Ｂ）は、第４実施形態のサポート装置１００Ｃの底面図である。サポート装置１００Ｃは、第２フレーム１０Ｂの代わりに第２フレーム１０ＢとＸＹ軸方向の長さがほぼ同じ八角形の平板９５を有する。この八角形の平板９５は、第１フレーム１０Ｕにサポート材２０で結合される。八角形の平板９５も、ステンレス材等の金属で形成される。八角形の平板９５の角に撮影マウント４０が配置され、八角形の平板９５の中心にも撮影マウント４０が配置され、最大９台の撮影カメラＣＡを配置することができる。

図７（Ｂ）の八角形の平板９５には、孔が形成されていないが、水流の影響を受けにくくするために、平板９０のように大きな孔を有していた方が好ましく、またメッシュ構造であることが好ましい。第３実施形態では、第２フレーム１０Ｂの下方に円環状の平板９０を取り付けたが、第４実施形態のように、第２フレーム１０Ｂの代わりに円環状の平板９０を取り付けてもよい。また、第４実施形態では、八角形の平板９５を取り付けたが八角形以外の多角形の平板であってもよい。また第３実施形態のように、第２フレーム１０Ｂの下方に多角形の平板を取り付けてもよい。

第４実施形態のように第２フレーム１０Ｂの代わりに平板が取り付けられた場合、第２実施形態で示したウエイトマウント８０は、平板の放射方向（円形状の場合）もしくは長手方向（多角形状の場合）に取り付けられても良い。

＜＜第５実施形態のサポート装置＞＞
＜サポート装置の概要＞
図８～図１０は、第５実施形態のサポート装置１００Ｄを示す。図８はサポート装置１００Ｄの斜視図であり、水中ドローン等の無人潜水機ＲＯＶの装着前の状態を示している。図９は、サポート装置１００Ｄのフレームの斜視図である。また図１０（Ａ）はサポート装置１００Ｄの平面図であり、（Ｂ）はその正面図であり、（Ｃ）はその側面図である。サポート装置１００Ｄは、撮影カメラＣＡ（水中ハウジング付き）、照明ライトＬＴ、レーザーポインタＬＰ等を少なくとも１つ以上を取り付けることができる。以下の説明において、上下・前後・左右の各方向を図８に示すように定義する。

サポート装置１００Ｄは、第１実施形態から第４実施形態と同様に、水中ドローン等の無人潜水機ＲＯＶに着脱可能に取り付けられる。またサポート装置１００Ｄは、第１実施形態から第４実施形態と比べて、軽量小型化したものである。サポート装置１００Ｄのサイズは、例えばＸ軸方向に４０ｃｍ以下、Ｙ軸方向に１５ｃｍ以下、Ｚ軸方向に４０ｃｍ以下に収まるように構成され、旅行用のスーツケースに収納できる大きさであることが好ましい。サポート装置１００Ｄに取り付けられる撮影カメラＣＡ及び照明ライトＬＴは、用途に応じて自在に変更できる。

第５実施形態では、最大、撮影カメラＣＡが２台、照明ライトＬＴが４本サポート装置１００Ｄに取り付けられる。サポート装置１００Ｄは、サポート材２０及び第２フレーム１０Ｖに取り付けられる照明ライト用の照明マウント３０と、第１フレーム１０Ｈ及び第２フレーム１０Ｖにそれぞれ取り付けられる撮影カメラ用の撮影マウント４０とを有する。

第５実施形態では、レーザーポインタＬＰが取り付けられていないが、第１実施形態と同様なレーザーポインタ用のポインタマウント６０がサポート装置１００Ｄに取り付けられてもよい。第５実施形態では、ポインタマウント６０は後述する第１フレーム１０Ｈ、第２フレーム１０Ｖまたはサポート材２０に取り付けられる。第５実施形態のサポート材２０も第１実施形態等と同様な浮力体であればよい。

＜フレームの概要＞
特に図９に示されるように、サポート装置１００Ｄは、水平に伸びる板状の第１フレーム１０Ｈと、第１フレーム１０Ｕに対して交差するように垂直に伸びる板状の第２フレーム１０Ｖとを有する。第１フレーム１０Ｈ及び第２フレーム１０Ｖは、第１実施形態の第１フレーム１０Ｕと同様な金属材料又は強化プラスチックで３Ｄプリンター等によって形成される。

第１フレーム１０Ｈ及び第２フレーム１０Ｖの幅Ｄ４は、例えば３ｃｍ～８ｃｍであり、第１フレーム１０Ｕの前後方向の長さ及び第２フレーム１０Ｖの上下方向の長さは例えば２０ｃｍから４０ｃｍである。第５実施形態では、第１フレーム１０Ｈと第２フレーム１０Ｖの幅Ｄ４は同じであるが、互いに異なった幅であってもよい。第１フレーム１０Ｈの一端と第２フレーム１０Ｖの一端とは、ブレース材１０ＡＡで補強されて８０－１００度の角度で交差して接合している。また第１フレーム１０Ｈの他端と第２フレーム１０Ｖの他端とは、第１補強アーム１０Ａ１で補強されている。

また第１フレーム１０Ｈは、上側（＋Ｚ軸側）と下側（－Ｚ軸側）とにそれぞれ、サポート材２０を取り付ける第１取付部１０ＳＨ（１０ＳＨ１，１０ＳＨ２）を有し、第２フレーム１０Ｖは、前方（＋Ｘ軸側）と後方（－Ｘ軸側）とにそれぞれ、サポート材２０を取り付ける第２取付部１０ＳＶ（１０ＳＶ２，１０ＳＶ１）を有している。下側の第１取付部１０ＳＨ２の一部と前方の第２取付部１０ＳＶ２の一部とは、第２補強アーム１０Ａ２で補強されている。

第１取付部１０ＳＨ１及び第２取付部１０ＳＶ１は、Ｙ軸方向から見て（ＸＺ面）、長方形のサポート材２０が取り付けられるようになっており、第１取付部１０ＳＨ２及び第２取付部１０ＳＶ２が、Ｙ軸方向から見て、台形のサポート材２０が取り付けられるようになっているが、この形状に限定されない。例えば、第１取付部１０ＳＨ及び第２取付部１０ＳＶの形状は、半円形状であっても三角形であってもよい。また第１取付部１０ＳＨ及び第２取付部１０ＳＶは、長方形もしくは台形のサポート材２０の４面を覆うように形成されているが、少なくとも１面を有しており、紐等でサポート材２０を括り付ける構造でもよい。

＜サポート材の形状＞
サポート部材２０は、第１取付部１０ＳＨ１及び第２取付部１０ＳＶ１に合わせた形状の浮力体であり、また第１取付部１０ＳＨ２及び第２取付部１０ＳＶ２に合わせた形状の浮力体である。図８及び図１０では、サポート材２０の幅（Ｙ軸方向）は、第１取付部１０ＳＨ又は第２取付部１０ＳＨの幅Ｄ４と一致しているが、取り付けられる撮影カメラＣＡ及び照明ライトＬＴ等の重量をオフセットできるように、サポート材２０の幅広もしくは幅狭に調整してもよい。

＜バックスキャッタの防止＞
第５実施形態のサポート装置５０でも、第１実施形態等と同様に、バックスキャッタを低減するため、照明ライトＬＴと撮影カメラＣＡとの位置関係を調整している。前方を向く１つの撮影カメラＣＡの撮影マウント４０の後方（－Ｘ軸方向）に２つの照明ライトＬＴ用の照明マウント３０が配置され、下方を向く１つの撮影カメラＣＡの撮影マウント４０の上方（＋Ｚ軸方向）に２つの照明ライトＬＴ用の照明マウント３０が配置される。各照明ライトＬＴは撮影カメラＣＡの撮影方向の後方部に設置されることになり、水中の浮遊物に光が当たることによって起こるバックスキャッタを最小限に抑えることができる。

＜着脱マウントの概要＞
図１０Ａ及び図１０Ｃに示される着脱マウント７０は、無人潜水機ＲＯＶを着脱するマウントである。第１～第４実施形態のサポート装置１００（１００Ａから１００Ｃ）は、第１フレーム１０Ｕの十字状の交点と第１フレーム１０Ｕの十字状の交点を結ぶ軸状に重心がある。一方、第５実施形態のサポート装置１００Ｄは、左右（Ｙ軸）方向には対称であるが、前後（Ｘ軸）方向には対称に構成されていない。このため、無人潜水機ＲＯＶが着脱マウント７０を介して、サポート装置１００Ｄを装着した場合に、前後方向にバランスを取れない場合がある。このため図１０Ａ及び図１０Ｃに示される着脱マウント７０は、着脱マウント７０が移動するためのレール７２及び着脱マウント７０をロックするロック機構７６が設けられている。

レール７２は、プラスチック製又は金属製であり、着脱マウント７０はレール７２に沿って移動可能である。作業者は、サポート装置１００Ｄの撮影マウント４０及び照明マウント３０に撮影カメラＣＡ及び照明ライトＬＴを装着した後、無人潜水機ＲＯＶを、着脱マウント７０を介してサポート装置１００Ｄに装着する。無人潜水機ＲＯＶがサポート装置１００Ｄに装着された状態で水中に沈めて、サポート装置１００Ｄのバランスを考慮して、ロック機構７６で着脱マウント７０の位置を決める。

なお、第５実施形態では着脱マウント７０が前後方向に移動できるようにしたが、着脱マウント７０は固定であってもよい。この場合には、図６で説明した、ウエイトマウント８０をサポート装置１００Ｄに設けることが好ましい。ウエイトマウント８０でウエイトＷＴを前後方向に移動させて、バランスを取ることができる。

第１実施形態では、サポート装置１００に５台の撮影カメラＣＡが搭載できるため、無人潜水機ＲＯＶが一方向（例えば＋Ｘ軸方向）に移動するだけで、フォトグラメトリ用の写真が撮影できる。一方、第５実施形態では２台の撮影カメラＣＡしか搭載できないため、無人潜水機ＲＯＶが一方向を往復することが好ましい。例えば、無人潜水機ＲＯＶは＋Ｘ軸方向に移動し、＋３０度ロールして－Ｘ軸方向に移動し、最後に－３０度ロールして＋Ｘ軸方向に移動することで、第１実施形態とほぼ同じような、フォトグラメトリ用の写真が撮影できる。

本開示のサポート装置は、様々な角度から撮影する撮影カメラを配置することができるため、フォトグラメトリに有効である。また人が水中に潜水することなく、簡易に写真撮影を行うことが可能になるため、水中での各種作業を行う装置に対して広く適用可能である。

１００（１００Ａ～１００Ｄ） … サポート装置
１０Ｕ、１０Ｈ … 第１フレーム、 １０Ｂ、１０Ｓ … 第２フレーム
１０ＳＨ（１０ＳＨ１，１０ＳＨ２） … 第１取付部
１０ＳＶ（１０ＳＶ２，１０ＳＶ１） … 第２取付部
２０ … サポート材、 ３０ … 照明マウント
４０ … 撮影マウント ６０ … ポインタマウント
７０ … 着脱マウント、 ７２ … レール、７６ … ロック機構
８０ … ウエイトマウント、 ８２ … レール、８６ … ロック機構
９０，９５ … 平板
ＣＡ … 撮影カメラ
ＬＴ … 照明ライト
ＬＰ … レーザーポインタ
ＷＴ … ウエイト
ＲＯＶ … 無人潜水機（水中ドローン）

Claims (11)

1. 無人潜水機が着脱される着脱マウントを有し、十字状に形成された第１フレームと、
   前記第１フレームに対して対向して配置されるとともに十字状に形成された第２フレームと、
   前記第１フレームと前記第２フレームとを結合するように、前記第１フレームと前記第２フレームとの間に配置される、比重１よりも小さい浮力材で形成されるサポート材と、
   前記サポート材に取り付けられる照明ライト用の照明マウントと、
   前記第１フレーム、前記第２フレーム又は前記サポート材に取り付けられる撮影カメラ用の撮影マウントと、
   を備えるサポート装置。
2. 前記第２フレームは前記第２フレームを覆う大きさの平板を有し、前記第１フレーム、前記サポート材もしくは前記第２フレームに代えて前記平板に前記撮影マウントが取り付けられている、
   請求項１に記載のサポート装置。
3. 無人潜水機が着脱される着脱マウントを有する第１フレームと、
   前記第１フレームに対して交差して配置された第２フレームと、
   比重１よりも小さい浮力材で形成されるサポート材と、
   前記第１フレームの一端と前記第２フレームの一端とを接続する補強アームと、
   前記第２フレーム又は前記サポート材に取り付けられる照明ライト用の照明マウントと、
   前記第１フレームの前記一端に及び前記第２フレームの前記一端に、それぞれ取り付けられる撮影カメラ用の撮影マウントと、を備え、
   前記第１フレームは、直線状に形成されるとともに前記サポート材を取り付ける第１取付部を有し、
   前記第２フレームは、直線状に形成されるとともに前記サポート材を取り付ける第２取付部を有し、
   前記サポート材が、少なくとも前記第１取付部及び前記第２取付部の一方に配置される、
   サポート装置。
4. 無人潜水機が着脱される着脱マウントを有し、第１方向と該第１方向と交差する第２方向に伸びる十字状の第１フレームと、
   前記第第１フレームの前記第１方向に伸びるフレームと前記第２方向に伸びるフレームとを覆う円形状、円環状又は多角形状の平板と、
   前記第１フレームと前記平板とを結合するように前記第１フレームと前記平板との間に配置され、比重１よりも小さい浮力材で形成されるサポート材と、
   前記サポート材に取り付けられる照明ライト用の照明マウントと、
   前記平板に取り付けられる撮影カメラ用の撮影マウントと、
   を備えるサポート装置。
5. 前記照明マウントに取り付けられた照明ライトの照明方向を調整できるように、前記照明マウントは軸を中心に回転可能であり、
   前記撮影マウントに取り付けられた撮影カメラの撮影方向を調整できるように、前記撮影マウントは軸を中心に回転可能である、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のサポート装置。
6. 前記撮影マウントは、前記第２フレームに下向きに取り付けられ、
   前記照明マウントは、取り付けられる撮影カメラの撮影方向の後方に設けられる、請求項１に記載のサポート装置。
7. 前記サポート材は、第１面と該第１面より凹んだ第２面とを含む段差を有し、前記照明マウントが前記第１面に配置される、請求項１又は請求項４に記載のサポート装置。
8. 前記第１フレーム、前記第２フレーム及び前記サポート材の少なくとも１カ所に、対象物にレーザー光を照射するレーザーポインタ用のポインタマウントをさらに備える、請求項１から請求項３及び請求項５から請求項７のいずれか一項に記載のサポート装置。
9. 前記ポインタマウントに取り付けられたレーザーポインタの照射方向を調整できるように、前記ポインタマウントは軸を中心に回転可能である、
   請求項８に記載のサポート装置。
10. 前記サポート装置のバランス調整用に、前記第２フレームにウエイト用のウエイトマウントをさらに備える、請求項１に記載のサポート装置。
11. 前記第１フレームは、前記着脱マウントを移動させるレール、を備える、
    請求項１から請求項１０に記載のサポート装置。