JP6714802B2 - 制御装置、飛行体、制御方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、制御装置、移動体、制御方法、及びプログラムに関する。

特許文献１には、飛行型カメラ装置は、受信したウェアラブルデバイスの現在位置に向けて飛行し、近づいたら、可視光点滅物体が点滅発光する可視光を検索しながら、顔認識処理と、認識した顔に合焦させて撮影を行わせる撮影実行処理とを実行することが記載されている。
特許文献１ 特開２０１７−１８５９２８号公報

特許文献１に記載された飛行型カメラ装置などのように、被写体までの距離が変化する状況では、被写体への合焦状態を維持することが困難な場合がある。

本発明の一態様に係る制御装置は、撮像装置から被写体までの距離を特定する特定部を備えてよい。制御装置は、撮像装置のフォーカスレンズを異なる位置に駆動させて撮像装置により撮像された画像のコントラスト値に基づいて、被写体に合焦させる撮像装置のフォーカスレンズの第１設定値を導出する第１導出部を備えてよい。制御装置は、距離に基づいて、被写体に合焦させるフォーカスレンズの第２設定値を導出する第２導出部を備えてよい。制御装置は、距離が第１距離範囲の場合、第１の重み付けがされた第１設定値と、第１の重み付けより低い第２の重み付けがされた第２設定値とに基づいて、フォーカスレンズを駆動し、距離が第１距離範囲より長い第２距離範囲の場合、第３の重み付けがされた第１設定値と、第３の重み付けより高い第４の重み付けがされた第２設定値とに基づいて、フォーカスレンズを駆動する制御部を備えてよい。

第１導出部は、距離が第１距離範囲の場合、第１間隔で第１設定値を導出し、距離が第２距離範囲の場合、第１間隔より長い第２間隔で第１設定値を導出してよい。

第２導出部は、距離が第１距離範囲の場合、第１間隔で第２設定値を導出し、距離が第２距離範囲の場合、第２間隔で第２設定値を導出してよい。

第２導出部は、距離が第１距離範囲及び第２距離範囲の場合、第１間隔で第２設定値を導出してよい。

制御装置は、撮像装置により撮像される画像内の合焦させるべき合焦領域を決定する決定部を備えてよい。第１導出部は、撮像装置により撮像された画像内の合焦領域のコントラスト値に基づいて、第１設定値を導出してよい。

特定部は、撮像装置の撮像方向に存在する被写体までの距離を計測する測距センサによる測距結果に基づいて、距離を特定してよい。

本発明の一態様に係る制御装置は、撮像装置から被写体までの距離を特定する特定部を備えてよい。制御装置は、撮像装置のフォーカスレンズを異なる位置に駆動させて撮像装置により撮像された画像のコントラスト値に基づいて、被写体に合焦させる撮像装置のフォーカスレンズの設定値を導出する導出部を備えてよい。制御装置は、設定値に基づいて、フォーカスレンズを駆動する制御部を備えてよい。導出部は、距離が第１距離範囲の場合、第１間隔で設定値を導出し、距離が第１距離範囲より長い第２距離範囲の場合、第１間隔より長い第２間隔で設定値を導出してよい。

本発明の一態様に係る移動体は、上記制御装置と、撮像装置とを搭載して移動する移動体でよい。

上記移動体は、撮像装置の姿勢を調整可能に、撮像装置を支持する支持機構を備えてよい。

移動体は、飛行体でよい。支持機構は、撮像装置の撮像方向が移動体に対して下向きになるように撮像装置を支持してよい。特定部は、距離として、移動体の下方に存在する被写体までの距離を特定してよい。

本発明の一態様に係る制御方法は、撮像装置から被写体までの距離を特定する段階を備えてよい。制御方法は、撮像装置のフォーカスレンズを異なる位置に駆動させて撮像装置により撮像された画像のコントラスト値に基づいて、被写体に合焦させる撮像装置のフォーカスレンズの第１設定値を導出する段階を備えてよい。制御方法は、距離に基づいて、被写体に合焦させるフォーカスレンズの第２設定値を導出する段階を備えてよい。制御方法は、距離が第１距離範囲の場合、第１の重み付けがされた第１設定値と、第１の重み付けより低い第２の重み付けがされた第２設定値とに基づいて、フォーカスレンズを駆動し、距離が第１距離範囲より長い第２距離範囲の場合、第３の重み付けがされた第１設定値と、第３の重み付けより高い第４の重み付けがされた第２設定値とに基づいて、フォーカスレンズを駆動する段階を備えてよい。

本発明の一態様に係る制御方法は、撮像装置から被写体までの距離を特定する段階を備えてよい。制御方法は、撮像装置のフォーカスレンズを異なる位置に駆動させて撮像装置により撮像された画像のコントラスト値に基づいて、被写体に合焦させる撮像装置のフォーカスレンズの設定値を導出する段階を備えてよい。制御方法は、設定値に基づいて、フォーカスレンズを駆動する段階を備えてよい。導出する段階は、距離が第１距離範囲の場合、第１間隔で設定値を導出し、距離が第１距離範囲より長い第２距離範囲の場合、第１間隔より長い第２間隔で設定値を導出してよい。

本発明の一態様に係るプログラムは、上記制御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、被写体までの距離が変化する状況で、被写体への合焦状態を維持できる。

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。

無人航空機及び遠隔操作装置の外観の一例を示す図である。 無人航空機の機能ブロックの一例を示す図である。 距離と重み付けとの関係の一例を示す図である。 コントラストＡＦの実行タイミングと距離との関係の一例を示す図である。 無人航空機の動作手順の一例を説明するための図である。 無人航空機の動作手順の一例を説明するための図である。 無人航空機の動作手順の一例を説明するための図である。 無人航空機の動作手順の一例を説明するための図である。 ハードウェエ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）、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、及び撮像装置１００を備える。ジンバル５０、及び撮像装置１００は、撮像システムの一例である。ＵＡＶ１０は、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。

撮像装置１００は、所望の撮像範囲に含まれる被写体を撮像する撮像用のカメラである。ジンバル５０は、撮像装置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。例えば、ジンバル５０は、撮像装置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、撮像装置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つを中心に撮像装置１００を回転させることで、撮像装置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。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、撮像装置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の機能ブロックの一例を示す。ＵＡＶ１０は、ＵＡＶ制御部３０、メモリ３７、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、撮像装置１００、及び測距センサ２５０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３７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、及び撮像装置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３７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、ＵＳＢメモリ、及びソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）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３７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３７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。

撮像装置１００は、撮像部１０２及びレンズ部２００を備える。レンズ部２００は、レンズ装置の一例である。撮像部１０２は、イメージセンサ１２０、撮像制御部１１０、及びメモリ１３０を有する。イメージセンサ１２０は、ＣＣＤまたはＣＭＯＳにより構成されてよい。イメージセンサ１２０は、複数のレンズ２１０を介して結像された光学像を撮像し、撮像された画像を撮像制御部１１０に出力する。撮像制御部１１０は、ＣＰＵまたはＭＰＵなどのマイクロプロセッサ、ＭＣＵなどのマイクロコントローラなどにより構成されてよい。撮像制御部１１０は、ＵＡＶ制御部３０からの撮像装置１００の動作命令に応じて、撮像装置１００を制御してよい。撮像制御部１１０は、第１制御部及び第２制御部の一例である。メモリ１３０は、コンピュータ可読可能な記録媒体でよく、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＵＳＢメモリ、及びソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）など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１３０は、撮像制御部１１０がイメージセンサ１２０などを制御するのに必要なプログラム等を格納する。メモリ１３０は、撮像装置１００の筐体の内部に設けられてよい。メモリ１３０は、撮像装置１００の筐体から取り外し可能に設けられてよい。

レンズ部２００は、複数のレンズ２１０、複数のレンズ駆動部２１２、及びレンズ制御部２２０を有する。複数のレンズ２１０は、ズームレンズ、バリフォーカルレンズ、及びフォーカスレンズとして機能してよい。複数のレンズ２１０の少なくとも一部または全部は、光軸に沿って移動可能に配置される。レンズ部２００は、撮像部１０２に対して着脱可能に設けられる交換レンズでよい。レンズ駆動部２１２は、カム環などの機構部材を介して、複数のレンズ２１０の少なくとも一部または全部を光軸に沿って移動させる。レンズ駆動部２１２は、アクチュエータを含んでよい。アクチュエータは、ステッピングモータを含んでよい。レンズ制御部２２０は、撮像部１０２からのレンズ制御命令に従って、レンズ駆動部２１２を駆動して、機構部材を介して１または複数のレンズ２１０を光軸方向に沿って移動させる。レンズ制御命令は、例えば、ズーム制御命令、及びフォーカス制御命令である。

レンズ部２００は、メモリ２２２、位置センサ２１４をさらに有する。レンズ制御部２２０は、撮像部１０２からのレンズ動作命令に応じてレンズ駆動部２１２を介して、レンズ２１０の光軸方向への移動を制御する。レンズ制御部２２０は、撮像部１０２からのレンズ動作命令に応じてレンズ駆動部２１２を介して、レンズ２１０の光軸方向への移動を制御する。レンズ２１０の一部または全部は、光軸に沿って移動する。レンズ制御部２２０は、レンズ２１０の少なくとも１つを光軸に沿って移動させることで、ズーム動作及びフォーカス動作の少なくとも一方を実行する。位置センサ２１４は、レンズ２１０の位置を検出する。位置センサ２１４は、現在のズーム位置またはフォーカス位置を検出してよい。

レンズ駆動部２１２は、振れ補正機構を含んでよい。レンズ制御部２２０は、振れ補正機構を介して、レンズ２１０を光軸に沿った方向、または光軸に垂直な方向に移動させることで、振れ補正を実行してよい。レンズ駆動部２１２は、ステッピングモータにより振れ補正機構を駆動して、振れ補正を実行してよい。なお、振れ補正機構は、ステッピングモータにより駆動されて、イメージセンサ１２０を光軸に方向に沿った方向、または光軸に垂直な方向に移動させることで、振れ補正を実行してよい。

メモリ２２２は、レンズ駆動部２１２を介して移動する複数のレンズ２１０の制御値を記憶する。メモリ２２２は、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びＵＳＢメモリなどのフラッシュメモリの少なくとも１つを含んでよい。

測距センサ２５０は、測定対象の範囲に存在する物体までの距離を測定するセンサである。測距センサ２５０は、例えば、ライダ（ｌｉｄａｒ）、赤外線センサ、または超音波センサなどでよい。測距センサ２５０は、撮像装置１００の撮像方向に存在する物体までの距離を測定してよい。測距センサ２５０は、撮像装置１００とともにジンバル５０に設けられてよい。測距センサ２５０は、撮像装置１００の筐体の内部、または筐体の外部に設けられてよい。ジンバル５０が駆動して、撮像装置１００の撮像方向が変わると、測距センサ２５０の測定対象の方向も変わる。

以上のように構成されたＵＡＶ１０において、撮像装置１００が、特定の被写体への合焦状態を維持できるようにする。

そこで、撮像制御部１１０は、特定部１１２、導出部１１４、及び合焦制御部１１６を含む。特定部１１２は、撮像装置１００から被写体までの距離を特定する。特定部１１２は、測距センサ２５０により測定された測定対象の範囲に存在する対象物までの距離を、撮像装置１００から被写体までの距離として特定してよい。特定部１１２は、測距センサ２５０により測定された撮像装置１００の撮像方向に存在する対象物までの距離を、撮像装置１００から被写体までの距離として特定してよい。特定部１１２は、ＵＡＶ１０の高度を、撮像装置１００から被写体までの距離として特定してよい。

導出部１１４は、撮像装置１００のフォーカスレンズを異なる位置に駆動させて撮像装置１００により撮像された画像のコントラスト値に基づいて、被写体に合焦させる撮像装置１００のフォーカスレンズの第１設定値を導出する。導出部１１４は、コントラストオートフォーカス（コントラストＡＦ）を実行することで、被写体に合焦させる撮像装置１００のフォーカスレンズの第１設定値を導出してよい。導出部１１４は、撮像装置１００のフォーカスレンズを至近端方向または無限端方向に移動させながら、山登り法に従って、コントラスト値がピークとなるフォーカスレンズの位置を特定することにより、第１設定値を導出してよい。

導出部１１４は、特定部１１２により特定された距離に基づいて、被写体に合焦させるフォーカスレンズの第２設定値を導出してよい。導出部１１４は、合焦距離と、フォーカスレンズの位置との関係を示すテーブルを参照することで、特定部１１２により特定された距離に基づく第２設定値を導出してよい。導出部１１４は、第１導出部及び第２導出部の一例である。

合焦制御部１１６は、導出部１１４により導出されたフォーカスレンズの第１設定値及び第２設定値の少なくとも一方に基づいて、レンズ制御部２２０を介して被写体に合焦させるべくフォーカスレンズを移動させる。

ここで、コントラストＡＦの精度は、被写体までの距離が短いほど高い。被写体までの距離が長いと、コントラストＡＦで導出されるコントラストの評価値の最低値と最高値との差が小さくなる。したがって、被写体までの距離が長いと、導出部１１４は、評価値のピークを正確に特定することが困難であり、コントラストＡＦの精度が低下する。

また、コントラストＡＦを実行するためには、フォーカスレンズを移動させる必要がある。継続的にコントラストＡＦを実行すると、画角変動が生じる可能性がある。画角変動が生じると、撮像装置１００により撮像され、表示部に表示されている画像がちらつき、ユーザに不快感を与える可能性がある。

上記の通り、被写体までの距離が長いと、コントラストＡＦの精度は低下する。したがって、コントラストＡＦを実行しても、合焦状態を最適化できない可能性がある。そこで、距離が第１距離範囲の場合には、合焦制御部１１６は、コントラストＡＦに基づく第１設定値を、距離に基づく第２設定値よりも優先的に使用して、フォーカスレンズを駆動する。一方、距離が第１距離範囲より長い第２距離範囲の場合には、合焦制御部１１６は、距離に基づく第２設定値を、コントラストＡＦに基づく第１設定値よりも優先的に使用して、フォーカスレンズを駆動する。第１距離範囲は、例えば、０ｍ〜１０ｍ、０ｍ〜１２、または０ｍ〜１５ｍでよい。第２距離範囲は、例えば、１５ｍ以上の距離でよい。第１距離範囲及び第２距離範囲は、レンズ部２００のレンズ特性に応じて定められてよい。第１距離範囲及び第２距離範囲は、交換レンズの種類に応じて予め定められてよい。第１距離範囲及び第２距離範囲は、イメージセンサ１２０の種類に応じて予め定められてよい。

合焦制御部１１６は、距離が第１距離範囲の場合、第１の重み付けがされた第１設定値と、第１の重み付けより低い第２の重み付けがされた第２設定値とに基づいて、フォーカスレンズを駆動してよい。また、合焦制御部１１６は、距離が第１距離範囲より長い第２距離範囲の場合、第３の重み付けがされた第１設定値と、第３の重み付けより高い第４の重み付けがされた第２設定値とに基づいて、フォーカスレンズを駆動してよい。

例えば、合焦制御部１１６は、図３に示すように、距離が第１距離範囲の場合、距離が長くなるにつれて、第１設定値の重み付けを小さくし、第２設定値の重み付けを大きくしてよい。合焦制御部１１６は、距離が第２距離範囲の場合、第１設定値よりも第２設定値の重み付けを大きくしてよい。

合焦制御部１１６は、距離が第１距離範囲の場合、第１の重み付けを「１」、第２の重み付けを「０」として、コントラストＡＦによりフォーカスレンズを駆動してよい。合焦制御部１１６は、距離が第２距離範囲の場合、第３の重み付けを「０」、第４の重み付けを「１」として、測距センサ２５０により測定された被写体までの距離に基づいてフォーカスレンズを駆動してよい。

合焦制御部１１６は、被写体までの距離が短い場合には、コントラストＡＦによる設定値を、距離による設定値よりも優先的に使用して、フォーカスレンズを駆動する。一方、合焦制御部１１６は、被写体までの距離が長い場合には、距離による設定値を、コントラストＡＦによる設定値よりも優先的に使用して、フォーカスレンズを駆動する。これにより、コントラストＡＦの精度が低い場合に、コントラストＡＦによるフォーカスレンズの移動が制限されるので、表示部に表示されている画像がちらつき、ユーザに不快感を与える可能性を低減できる。また、被写体までの距離が長い場合に、撮像装置１００が所望の被写体に合焦させて撮像できなくなることを抑制できる。例えば、ＵＡＶ１０が上昇しながらＵＡＶ１０の下方に存在する被写体を撮像装置１００が撮像する。この場合に、ＵＡＶ１０の高度が高くなり、被写体までの距離が長くなっても、撮像装置１００がその被写体に合焦させて撮像できなくなることを抑制できる。

導出部１１４は、図４に示すように、被写体までの距離が長い場合には、被写体までの距離が短い場合に比べて、コントラストＡＦによる第１設定値の導出の実行回数を低減してもよい。導出部１１４は、被写体までの距離が第１距離範囲の場合、第１間隔で第１設定値を導出してよい。また、導出部１１４は、被写体までの距離が第２距離範囲の場合、第１間隔より長い第２間隔で第１設定値を導出してよい。

導出部１１４は、被写体までの距離が第１距離範囲の場合、コントラストＡＦと同様に、第１間隔で第２設定値を導出し、被写体までの距離が第２距離範囲の場合、第２間隔で第２設定値を導出してよい。

導出部１１４は、被写体までの距離が第１距離範囲及び第２距離範囲の場合、第１間隔で第２設定値を導出してよい。すなわち、導出部１１４は、被写体までの距離にかかわらず、常時、第１間隔で第２設定値を導出してよい。合焦制御部１１６は、導出部１１４が距離に基づく第２設定値のみを導出している場合には、第２設定値のみに基づいて、フォーカスレンズを駆動してよい。または、合焦制御部１１６は、導出部１１４が距離に基づく第２設定値のみを導出している場合に、前回までに導出部１１４が導出した第１設定値と、今回の第２設定値に基づいて、フォーカスレンズを駆動してよい。導出部１１４が距離に基づく第２設定値のみを導出している場合に、前回までに導出部１１４が導出した第１設定値に基づいて今回の第１設定値を予測し、予測した第１設定値と、今回の第２設定値に基づいて、フォーカスレンズを駆動してよい。

撮像制御部１１０は、決定部１１８をさらに有してよい。決定部１１８は、撮像装置１００により撮像される画像内の合焦させるべき合焦領域を決定する。決定部１１８は、撮像装置１００により撮像された画像を表示する画面上でユーザにより指定された領域を合焦領域として決定してよい。決定部１１８は、画像内の予め定められた領域、例えば中央領域を、合焦領域として決定してよい。導出部１１４は、撮像装置１００により撮像された画像内の合焦領域のコントラスト値に基づいて、第１設定値を導出してよい。

図５Ａから図５Ｄを参照して、本実施形態に係るＵＡＶ１０の動作手順の一例について説明する。

図５Ａは、ＵＡＶ１０が飛行前の状態を示す。この状態において、ＵＡＶ１０に搭載された撮像装置１００の撮像方向５００は、着陸面６００に対して平行な方向でよい。すなわち、撮像装置１００の撮像方向は、鉛直方向に垂直な方向でよい。なお、ＵＡＶ１０がランディングギアを備えている場合などで、撮像装置１００が着陸面６００に接触しない場合には、ＵＡＶ１０が着陸した状態で、ジンバル５０を制御して撮像装置１００の撮像方向を鉛直方向に向けてもよい。

ＵＡＶ１０が飛行を開始すると、ジンバル５０を制御することで、図５Ｂに示すように、撮像装置１００の撮像方向５００を鉛直方向に向けてよい。撮像装置１００は、撮像範囲５１０を撮像している。例えば、撮像装置１００は、図５Ｃに示すように、ＵＡＶ１０が飛行中に、ユーザからの指示を受けて、撮像範囲５１０内で所望の合焦領域５２０を設定する。合焦領域５２０は、予め定められた領域でもよい。このように、合焦領域５２０を絞り込む。これにより、ＵＡＶ１０が飛行中に、撮像装置１００がオートフォーカスを実行した場合に、撮像装置１００が、撮像範囲５１０に存在する所望の被写体５３０以外の物体に合焦させるようにフォーカスレンズを駆動することを防止できる。

ＵＡＶ１０が上昇するにつれて、撮像装置１００から被写体５３０までの距離が長くなる。合焦制御部１１６は、被写体５３０までの距離が第１距離範囲内であれば、その距離が長くなるにつれて、第１設定値の重み付けを小さくし、第２設定値の重み付けを大きくして、フォーカスレンズを駆動してよい。ＵＡＶ１０が、図５Ｄに示すように、さらに上昇して、被写体５３０までの距離が第２距離範囲に達する。この場合、合焦制御部１１６は、第１設定値よりも第２設定値の重み付けを大きくして、フォーカスレンズを駆動してよい。

ＵＡＶ１０が飛行している高度が第１高度範囲であれば、合焦制御部１１６は、高度が高くなるにつれて、第１設定値の重み付けを小さくし、第２設定値の重み付けを大きくして、フォーカスレンズを駆動してよい。ＵＡＶ１０が飛行している高度が第１高度範囲より高い第２高度範囲であれば、第１設定値よりも第２設定値の重み付けを大きくして、フォーカスレンズを駆動してよい。

ＵＡＶ１０が飛行している高度が第１高度範囲であれば、合焦制御部１１６は、コントラストＡＦを第１間隔で実行し、ＵＡＶ１０が飛行している高度が第１高度範囲より高い第２高度範囲であれば、コントラストＡＦを第１間隔より長い第２間隔で実行してよい。

ＵＡＶ１０が飛行している高度が第１高度範囲であれば、合焦制御部１１６は、コントラストＡＦでフォーカスレンズを駆動し、ＵＡＶ１０が飛行している高度が第１高度範囲より高い第２高度範囲であれば、コントラストＡＦを実行せず、測距センサ２５０により測定された距離に基づいてフォーカスレンズを駆動してよい。

図６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。

特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及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、及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。

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。

１０ ＵＡＶ
２０ ＵＡＶ本体
３０ ＵＡＶ制御部
３６ 通信インタフェース
３７ メモリ
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 撮像装置
１０２ 撮像部
１１０ 撮像制御部
１１２ 特定部
１１４ 導出部
１１６ 合焦制御部
１１８ 決定部
１２０ イメージセンサ
１３０ メモリ
２００ レンズ部
２１０ レンズ
２１２ レンズ駆動部
２１４ 位置センサ
２２０ レンズ制御部
２２２ メモリ
２５０ 測距センサ
３００ 遠隔操作装置
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 (8)

1. 撮像装置と、前記撮像装置の姿勢を調整可能に、前記撮像装置を支持する支持機構とを搭載して飛行する飛行体を制御する制御装置であって、
   前記撮像装置の撮像方向が前記飛行体に対して下向きになるように前記撮像装置が前記支持機構により支持されることで撮像方向を鉛直方向に向けられた前記撮像装置から、前記飛行体の下方に存在する被写体までの距離を特定する特定部と、
   前記撮像装置により撮像される画像内の合焦させるべき合焦領域を前記被写体が存在する面上の予め定められた領域に決定する決定部と、
   前記撮像装置のフォーカスレンズを異なる位置に駆動させて前記撮像装置により撮像された画像内の前記合焦領域のコントラスト値に基づいて、前記被写体に合焦させる前記撮像装置のフォーカスレンズの第１設定値を導出する第１導出部と、
   前記距離に基づいて、前記被写体に合焦させる前記フォーカスレンズの第２設定値を導出する第２導出部と、
   前記飛行体の飛行中の高度が第１高度範囲の場合、第１の重み付けがされた前記第１設定値と、前記第１の重み付けより低い第２の重み付けがされた前記第２設定値とに基づいて、前記フォーカスレンズを駆動し、前記高度が前記第１高度範囲より高い第２高度範囲の場合、第３の重み付けがされた前記第１設定値と、前記第３の重み付けより高い第４の重み付けがされた第２設定値とに基づいて、前記フォーカスレンズを駆動する制御部と
   を備える制御装置。
2. 前記第１導出部は、前記高度が前記第１高度範囲の場合、第１間隔で前記第１設定値を導出し、前記高度が前記第２高度範囲の場合、前記第１間隔より長い第２間隔で前記第１設定値を導出する、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記第２導出部は、前記高度が前記第１高度範囲の場合、前記第１間隔で前記第２設定値を導出し、前記高度が前記第２高度範囲の場合、前記第２間隔で前記第２設定値を導出する、請求項２に記載の制御装置。
4. 前記第２導出部は、前記高度が前記第１高度範囲及び前記第２高度範囲の場合、前記第１間隔で前記第２設定値を導出する、請求項２に記載の制御装置。
5. 前記特定部は、前記撮像装置の撮像方向に存在する被写体までの距離を計測する測距センサによる測距結果に基づいて、前記距離を特定する、請求項１から４の何れか１つに記載の制御装置。
6. 請求項１から５の何れか１つに記載の制御装置と、前記撮像装置と、前記支持機構とを搭載して飛行する飛行体。
7. 撮像装置と、前記撮像装置の姿勢を調整可能に、前記撮像装置を支持する支持機構とを搭載して飛行する飛行体を制御する制御方法であって、
   前記撮像装置の撮像方向が前記飛行体に対して下向きになるように前記撮像装置が前記支持機構により支持されることで撮像方向を鉛直方向に向けられた前記撮像装置から、前記飛行体の下方に存在する被写体までの距離を特定する段階と、
   前記撮像装置により撮像される画像内の合焦させるべき合焦領域を前記被写体が存在する面上の予め定められた領域に決定する段階と、
   前記撮像装置のフォーカスレンズを異なる位置に駆動させて前記撮像装置により撮像された画像内の前記合焦領域のコントラスト値に基づいて、前記被写体に合焦させる前記撮像装置のフォーカスレンズの第１設定値を導出する段階と、
   前記距離に基づいて、前記被写体に合焦させる前記フォーカスレンズの第２設定値を導出する段階と、
   前記飛行体の飛行中の高度が第１高度範囲の場合、第１の重み付けがされた前記第１設定値と、前記第１の重み付けより低い第２の重み付けがされた前記第２設定値とに基づいて、前記フォーカスレンズを駆動し、前記高度が前記第１高度範囲より高い第２高度範囲の場合、第３の重み付けがされた前記第１設定値と、前記第３の重み付けより高い第４の重み付けがされた第２設定値とに基づいて、前記フォーカスレンズを駆動する段階と
   を備える制御方法。
8. 請求項１から５の何れか１つに記載の制御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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