JP5590480B2 - 制御装置、測量システム、プログラム及び記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、飛行体（特に、無人飛行体、ＵＡＶ：Unmanned Aerial Vehicle）に搭載したカメラにより地形や構造物等の測量対象を撮影する測量システムに関する。

飛行体に搭載したカメラにより地形や構造物等の測量対象を撮影する測量システムとして、測量対象を複数の位置及び角度から写真撮影し、該カメラにて撮影した複数枚の写真と該複数枚の写真を撮影した時のカメラの撮影情報（例えば撮影位置や撮影姿勢の情報）とに基づいて３次元座標を取得する写真測量を行う測量システムが従来から知られている。

写真測量としては、代表的には、２つ以上の異なる位置から撮影した写真に写っている共通の点を識別し、各写真の撮影時のカメラ位置から共通点への視線或いは光線が交わる点に基づいて３次元座標を求めるステレオ解析による写真測量を挙げることができる。

写真測量における調整計算法としては、一般的に、誤差の二乗和を最小化する最小二乗法を用いて各写真の画像間の対応点を空間上で結ぶことにより写真相互間のつながりをつけて３次元座標を計算するバンドル調整法（いわゆるバンドル計算）が主流となっている。

ところで、写真測量における調整計算を行うにあたっては、撮影情報の値は、相対的な値ではなく、緯度、経度、標高といった絶対的な値が必要であり、また、縮尺の値も必要であることから、従来は、緯度、経度、標高といった絶対的な値を予め測量した対空標識を撮影箇所に設置して測量を行う際に対空標識を撮影することにより、絶対的な撮影情報の値を計算していた。

ところが、対空標識を用いて絶対的な撮影位置の値を取得する場合には、測量すべき測量範囲全体に複数箇所の対空標識を均等に（広範囲に）設置する必要があり、それだけ対空標識を設置及び測量するための労力が増大する。

この点に関し、飛行体にＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System：全地球測位システム）受信機を搭載し、衛星からの電波を受信したＧＮＳＳ受信機からのＧＮＳＳ情報（具体的には日付、時刻、緯度、経度、標高といった情報）により、撮影箇所に対空標識を設置することなく、絶対的な撮影情報の値を取得する測量システムが提案されている（例えば特許文献１参照）。

国際公開第２００８／１５２７４０号 特開２０１０−０１４４４３号公報

このような測量システムでは、飛行体に搭載したカメラが撮影を終了した場合、測量対象の写真だけでなく、スナップ写真やピント合わせの試し撮りなどの測量に関係のない写真が含まれている場合があり、撮影した写真の画像ファイルデータとＧＰＳ情報とは必ずしも対応付けられていない。

この点に関し、先頭の写真以降の画像ファイルデータと先頭のＧＰＳ情報取得日時以降におけるＧＰＳ情報とを対応付ける処理である対応付け処理をカメラ内で行うことが考えられるが、このような、対応付け処理をカメラ内で行うとなると、専用のカメラを用いる必要があり、それだけコストが高くつく。従って、市販のカメラをそのまま使用することができない。

そこで、本発明は、専用のカメラを用いることなく、先頭の写真以降の画像ファイルデータと先頭のＧＰＳ情報取得日時以降におけるＧＰＳ情報との対応付けを行うことができる制御装置、測量システム、プログラム及び記録媒体を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために、次の第１態様及び第２態様の制御装置を提供する。

（１）第１態様の制御装置
飛行体から測量対象を撮影するカメラ及びＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）衛星からの電波を受信するＧＮＳＳ受信機に対する制御を司る制御装置であって、前記カメラのシャッターを切るための撮影信号を出力する出力制御手段を備え、前記出力制御手段は、予め定めた所定の周期の時間間隔であるシャッター間隔毎に前記撮影信号を出力する一方、前記シャッター間隔毎に前記撮影信号を出力する直前に、前記シャッター間隔とは異なり、かつ、互いに異なる時間間隔である複数の仮シャッター間隔を組み合わせた仮シャッター間隔パターンで前記撮影信号を出力することを特徴とする制御装置。

かかる態様の制御装置において、前記出力制御手段は、予め定めた所定の周期の時間間隔であるシャッター間隔毎に前記撮影信号を出力する一方、前記シャッター間隔毎の前記撮影信号を出力した直後に、前記シャッター間隔とは異なり、かつ、互いに異なる時間間隔である複数の仮シャッター間隔を組み合わせた仮シャッター間隔パターンで前記撮影信号を出力する態様を例示できる。

（２）第２態様の制御装置
飛行体から測量対象を撮影するカメラ及びＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）衛星からの電波を受信するＧＮＳＳ受信機に対する制御を司る制御装置であって、前記カメラのシャッターを切るための撮影信号を出力する出力制御手段を備え、前記出力制御手段は、予め定めた所定の周期の時間間隔であるシャッター間隔毎に前記撮影信号を出力する一方、前記シャッター間隔毎の前記撮影信号を出力した直後に、前記シャッター間隔とは異なり、かつ、互いに異なる時間間隔である複数の仮シャッター間隔を組み合わせた仮シャッター間隔パターンで前記撮影信号を出力することを特徴とする制御装置。

前記カメラとしては、前記撮影信号が入力されることで、シャッターを切ることができるカメラであれば、何れのものでもよく、一般的なデジタルカメラ（具体的には市販のデジタルカメラ）を用いることができる。

また、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System：全地球測位システム）としては、ＧＰＳ：Global Positioning System（米国）、ＧＬＯＮＡＳＳ：GLObal'naya NAvigatsionnaya Sputnikovaya Sistema（ロシア）、ガリレオ：Galileo（欧州）、コンパス：Compass（中国）、ＱＺＳＳ：Quasi-Zenith Satellite System（日本）等を例示できる。

本発明において、前記複数の仮シャッター間隔は、予め定めた所定の時間間隔である第１仮シャッター間隔と、前記第１仮シャッター間隔とは異なる予め定めた所定の時間間隔である第２仮シャッター間隔とを含み、前記出力制御手段は、前記仮シャッター間隔パターンとして、最初に、前記第１仮シャッター間隔で予め定めた所定の回数である第１仮シャッター回数分だけ前記撮影信号を出力し、次に、前記第２仮シャッター間隔で予め定めた所定の回数である第２仮シャッター回数分だけ前記撮影信号を出力し、次に、前記第１仮シャッター間隔で前記第１仮シャッター回数分だけ前記撮影信号を出力する態様を例示できる。

また、本発明は、前記本発明に係る制御装置を備えた測量システムであって、前記出力制御手段は、前記ＧＮＳＳ受信機によりＧＮＳＳ情報を取得した時の前記ＧＮＳＳ情報の日時であるＧＮＳＳ情報取得日時に対して、前記撮影信号を出力し、前記カメラは、クロック機能を有し、かつ、撮影した写真の画像ファイルデータと前記クロック機能により該写真を撮影した時の日時である撮影日時とを対応付けて記録する構成とされており、前記カメラにて写真を撮影した時の前記撮影日時の情報に基づいて該写真の画像ファイルデータを前記撮影日時の順に並び替える並び替えステップと、前記並び替えステップにて前記撮影日時の順に並び替えられた写真の画像ファイルデータにおいて隣り合う画像ファイルデータの時間間隔である撮影間隔を算出する撮影間隔算出ステップと、前記撮影間隔算出ステップにて算出した前記撮影間隔に基づいて前記カメラにて撮影した写真の画像ファイルデータのうち前記仮シャッター間隔パターンが何処にあるかを検出する写真側間隔パターン検出ステップと、前記写真側間隔パターン検出ステップにて検出した前記仮シャッター間隔パターンの位置に基づいて前記カメラにて撮影した写真の画像ファイルデータのうち、前記測量対象の撮影を開始したときの先頭の画像ファイルデータを特定する先頭写真特定ステップと、前記ＧＮＳＳ受信機により取得した前記ＧＮＳＳ情報取得日時において隣り合うＧＮＳＳ情報取得日時の時間間隔であるＧＮＳＳ情報取得間隔を算出するＧＮＳＳ情報取得間隔算出ステップと、前記ＧＮＳＳ情報取得間隔算出ステップにて算出した前記ＧＮＳＳ情報取得間隔に基づいて前記ＧＮＳＳ受信機により取得した前記ＧＮＳＳ情報取得日時のうち前記仮シャッター間隔パターンが何処にあるかを検出するＧＮＳＳ側間隔パターン検出ステップと、前記ＧＮＳＳ側間隔パターン検出ステップにて検出した前記仮シャッター間隔パターンの位置に基づいて前記ＧＮＳＳ受信機により取得した前記ＧＮＳＳ情報取得日時のうち前記測量対象の撮影を開始したときの先頭のＧＮＳＳ情報取得日時である測量開始日時を特定する先頭ＧＮＳＳ情報取得日時特定ステップと、前記並び替えステップにて前記撮影日時の順に並び替えられた写真の画像ファイルデータにおいて前記先頭写真特定ステップにて特定した前記先頭の写真の画像ファイルデータを基準に該先頭の写真以降の画像ファイルデータに対して、前記先頭ＧＮＳＳ情報取得日時特定ステップにて特定した前記測量開始日時から前記所定の周期毎の前記ＧＮＳＳ情報取得日時における前記ＧＮＳＳ情報を順に対応付ける対応付けステップとを含む各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えていることを特徴とする測量システムも提供する。

本発明において、前記各ステップは、前記先頭写真特定ステップにて特定した前記先頭の画像ファイルデータの位置と前記撮影間隔算出ステップにて算出した前記撮影間隔と前記シャッター間隔とに基づいて前記測量対象の撮影を終了したときの最終の画像ファイルデータを特定する最終写真特定ステップと、前記先頭写真特定ステップにて特定した前記先頭の写真の画像ファイルデータから前記最終写真特定ステップにて特定した前記最終の写真の画像ファイルデータまでの画像ファイルデータの数である写真枚数をカウントする写真枚数カウントステップと、前記先頭ＧＮＳＳ情報取得日時特定ステップにて特定した前記測量開始日時の位置と前記ＧＮＳＳ情報取得間隔算出ステップにて算出した前記ＧＮＳＳ情報取得間隔と前記シャッター間隔とに基づいて前記測量対象の撮影を終了したときの最終のＧＮＳＳ情報取得日時である測量終了日時を特定する最終ＧＮＳＳ情報取得日時特定ステップと、前記先頭ＧＮＳＳ情報取得日時特定ステップにて特定した前記測量開始日時と前記最終ＧＮＳＳ情報取得日時特定ステップにて特定した前記測量終了日時とに基づいて前記測量開始日時から前記測量終了日時までの経過時間を算出する経過時間算出ステップと、前記経過時間算出ステップにて算出した前記経過時間と前記所定の周期とに基づいて測量により撮影すべき撮影枚数を算出する撮影枚数算出ステップと、前記写真枚数カウントステップにてカウントした前記写真枚数と前記撮影枚数算出ステップにて算出した前記撮影枚数とが一致するか否かを照合する照合ステップとをさらに含む態様を例示できる。

本発明において、前記各ステップは、前記照合ステップにて前記写真枚数と前記撮影枚数とが一致しない場合において、前記撮影間隔算出ステップにて算出した前記撮影間隔が前記シャッター間隔と一致しない箇所である抜け箇所を検出する抜け箇所検出ステップをさらに含み、前記対応付けステップは、前記先頭の写真以降の画像ファイルデータと前記ＧＮＳＳ情報取得日時における前記ＧＮＳＳ情報とを、前記抜け箇所検出ステップにて検出した前記抜け箇所を飛ばして、対応付ける態様を例示できる。

本発明において、前記カメラは、撮影した写真の画像ファイルデータを、撮影日時、緯度、経度及び標高を含む予め定めた所定の情報を埋め込み可能に規格化された画像ファイルデータフォーマットの形式に保存する構成とされており、前記対応付けステップは、前記画像ファイルデータフォーマットの前記所定の情報における前記撮影日時、前記緯度、前記経度及び前記標高を、前記ＧＮＳＳ情報における撮影日時、緯度、経度及び標高にそれぞれ置き換える態様を例示できる。

本発明において、前記飛行体は、無線遠隔操縦される小型無人ヘリコプターであり、前記カメラと前記ＧＮＳＳ受信機と前記制御装置とを搭載する態様を例示できる。

本発明において、前記飛行体に搭載されて該飛行体からレーザ光を測量対象に照射して該測量対象からの反射波を受信するレーザ発信受信装置をさらに備えている態様を例示できる。

本発明において、前記飛行体に搭載されて該飛行体の加速度を計測する加速度計と、前記飛行体に搭載されて該飛行体の角加速度を計測する角加速度計とをさらに備えている態様を例示できる。

また、本発明は、前記本発明に係る測量システムにおける前記各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムも提供する。

また、本発明は、前記本発明に係る測量システムにおける前記各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も提供する。

本発明によると、専用のカメラを用いることなく、先頭の写真以降の画像ファイルデータと先頭のＧＰＳ情報取得日時以降におけるＧＰＳ情報との対応付けを行うことができる。

本発明の実施の形態に係る測量システムの概略構成を模式的に示す概略斜視図である。 図１に示す測量システムにおける制御装置を中心に示す概略ブロック図である。 カメラを保持部材に保持した姿勢安定化装置を模式的に示す概略構成図であって、（ａ）は、その正面図であり、（ｂ）は、その側面図である。 カメラを保持部材に保持した姿勢安定化装置を模式的に示す概略構成図であって、（ａ）は、機体が左右傾いた状態での機体と姿勢安定化装置との位置関係を示す正面図であり、（ｂ）は、機体が前後傾いた状態での機体と姿勢安定化装置との位置関係を示す側面図である。 撮影信号が発せられてから実際にカメラのシャッターが切られるまでの間のシャッター遅れ時間を説明するためのタイミングチャートであって、（ａ）は、撮影信号を発したタイミングを示す図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す撮影信号により実際にシャッターが切られたタイミングを示す図である。 シャッター遅れ時間の補正制御を説明するためのタイミングチャートであって、（ａ）は、制御装置におけるＧＰＳ受信機によりＧＰＳ情報を取得したタイミングを示す図であり、（ｂ）は、補正後の撮影信号を発したタイミングを示す図であり、（ｃ）は、（ｂ）に示す補正後の撮影信号により実際にシャッターが切られたタイミングを示す図である。 測量システムに用いるシャッター遅れ時間を計測するために用いたタイマー装置をカメラで撮影している状態を示す斜視図である。 シャッター間隔毎に撮影信号を出力する直前に、仮撮影を行うために仮シャッター間隔パターンで撮影信号を出力する一例を示すタイミングチャートであって、（ａ）は、所定の周期でＧＰＳ情報を取得したタイミングを示す図であり、（ｂ）は、撮影信号を発したタイミングを示す図であり、（ｃ）は、（ｂ）に示す撮影信号により実際にシャッターが切られたタイミングを示す図である。 カメラで撮影した写真の画像ファイルデータのデータ構造を概略的に示す模式図である。 ＧＰＳ受信機により取得したＧＰＳ情報のデータ構造を概略的に示す模式図である。 プログラムを実行させるコンピュータを示す概略構成図であって、（ａ）は、コンピュータの概略斜視図であり、（ｂ）は、コンピュータのシステム構成を示すブロック図である。 図１１に示すコンピュータにおける制御部の制御構成を示す概略構成図である。 写真の画像ファイルデータとＧＰＳ情報とを対応付ける対応付け処理の一例を示すフローチャートである。 図１３に示す対応付け処理を説明するための説明図であって、写真の画像ファイルデータを示す図である。 図１３に示す対応付け処理を説明するための説明図であって、ＧＰＳ情報を示す図である。 図１３に示す対応付け処理を行った画像ファイルデータのデータ構造を示す模式図である。 図１３に示す対応付け処理において抜け防止処理の一例を実施するためのフローチャートである。 図１７に示す抜け防止処理を説明するための説明図であって、（ａ）は、抜けのある画像ファイルデータを示す図であり、（ｂ）は、ＧＰＳ情報を示す図である。 図１７に示す抜け防止処理を行った画像ファイルデータのデータ構造を示す模式図である。 飛行体にレーザ発信受信装置、加速度計及び角加速度計をさらに搭載した測量システムにおける制御装置を中心に示すシステム構成を示す概略ブロック図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、ＧＮＳＳ（全地球測位システム）として、ＧＰＳを用いた場合を例にとって、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る測量システム１００の概略構成を模式的に示す概略斜視図である。図２は、図１に示す測量システム１００における制御装置４０を中心に示す概略ブロック図である。

［測量システムの全体構成］
図１に示すように、測量システム１００は、飛行体１０と、カメラ２０と、ＧＰＳ受信機３０と、制御装置４０とを備えている。なお、飛行体１０、カメラ２０及びＧＰＳ受信機３０は、測量システム１００に備えられていなくてもよく、市販のものを用いることができる。

飛行体１０は、本実施の形態では、無人飛行体（ＵＡＶ）とされており、ここでは、無線遠隔操縦される小型無人ヘリコプターとさている。この小型無人ヘリコプターとしては、ローターの数が１つのものであってもよいし、複数のローターが機体１１の周りに均等に配設されたマルチコプターであってもよい。マルチコプターとしては、４つのローターを有するクアッドコプターや６つのローターを有するヘキサコプター或いは８つのローターを有するオプトコプターを例示できる。図１に示す例では、飛行体１０は、８つのローターを有するオプトコプターとされている。

飛行体１０は、積載可能重量が制限された（具体的には積載可能重量２．５ｋｇ〜３．５ｋｇ程度の）飛行体とされており、高い測定精度を維持するように構成された比較的重い（具体的には４ｋｇ〜２０ｋｇ程度の）ＩＭＵを搭載することができないものである。

そして、飛行体１０には、カメラ２０とＧＰＳ受信機３０と制御装置４０とが搭載されている。なお、飛行体１０に搭載する重量は、カメラ２０、ＧＰＳ受信機３０及び制御装置４０、並びに、後述するレーザ発信受信装置５０、３軸の加速度計６０及び３軸の角加速度計７０（図２０参照）を加えても、飛行体１０の積載可能重量（例えば２．５ｋｇ）に満たない重量とされている。

カメラ２０は、飛行体１０に搭載されて飛行体１０から地形や構造物等の測量対象２００（図１参照）を撮影するものである。

本実施の形態では、カメラ２０は、一般に市販されているデジタルカメラとされている。カメラ２０は、外部からの撮影信号によりシャッターを切るリモートレリーズ用の端子２１（図２参照）を有し、リモートレリーズ用の端子２１が制御装置４０の出力系に電気的に接続されようになっている。

また、カメラ２０は、クロック機能を有し、かつ、撮影した写真の画像ファイルデータとクロック機能により該写真を撮影した時の日時（日付及び時刻）である撮影日時とを対応付けて記録する構成とされている。

詳しくは、カメラ２０は、撮影した写真の画像ファイルデータを、撮影日時、緯度、経度及び標高を含む予め定めた所定の情報を埋め込み可能に規格化された画像ファイルデータフォーマット（具体的にはＥｘｉｆ（登録商標）：Exchangeable image file format）の形式で第１外部記録媒体ＭＥ１（図２参照）に保存する構成とされている。第１外部記録媒体ＭＥ１としては、それには限定されないが、代表的にはＳＤ（Secure Digital）メモリカードを例示できる。

ＧＰＳ受信機３０は、ＧＰＳアンテナ３１（図２参照）を備え、ＧＰＳ衛星３００（図１参照）からの電波をＧＰＳアンテナ３１で受信し、ＧＰＳ衛星３００からの電波に基づいて日付、時刻、緯度、経度、標高といった情報を取得することができるようになっている。すなわち、ＧＰＳ受信機３０は、ＮＭＥＡ（National Marine Electronics Association）規格により、ＧＧＡ（Global Positioning System Fix Data）から時刻（協定世界時、ＵＴＣ：Coordinated Universal Time）、緯度、経度、標高を、ＺＤＡ（Time & Date）から日付（西暦、年、月、日）（ＵＴＣ）を取得するようになっている。なお、ＧＰＳ受信機３０におけるＧＰＳアンテナ３１は、正確な撮影情報（位置や姿勢）の値を取得するという観点から、カメラ２０における撮像部の近傍に設けられている。

詳しくは、飛行体１０は、飛行中において姿勢が前後左右に傾くことから姿勢を水平に維持する姿勢安定化装置１２（いわゆるスタビライザー）（後述する図３及び図４参照）を備えている。カメラ２０は、姿勢安定化装置１２における保持部材１２２（具体的には載置台）に保持（具体的には載置）される。

図３及び図４は、カメラ２０を保持部材１２２に保持した姿勢安定化装置１２を模式的に示す概略構成図である。図３（ａ）は、その正面図であり、図３（ｂ）は、その側面図である。また、図４（ａ）は、機体１１が左右傾いた状態での機体１１と姿勢安定化装置１２との位置関係を示す正面図であり、図４（ｂ）は、機体１１が前後傾いた状態での機体１１と姿勢安定化装置１２との位置関係を示す側面図である。

姿勢安定化装置１２は、機体１１の下部に設けられており（図４参照）、支持部材（具体的には支持フレーム）１２１と、保持部材１２２とを備えている。支持部材１２１は、機体１１に対して、前後方向に沿った第１回転軸線Ｚ（具体的には回転軸１２１ａ）回りに回転自在に設けられている。保持部材１２２は、支持部材１２１に対して、左右方向に沿った第２回転軸線Ｂ（具体的には回転軸１２２ａ）回りに回転自在に設けられている。

そして、カメラ２０は、レンズ２２が下方を向くように、保持部材１２２に対して着脱可能に設けられている。ここで、図３及び図４中の符号Ｃで示す点は、カメラ２０の撮像中心Ｃとなっており、支持部材１２１と保持部材１２２との構成だけを考えた場合において左右方向に沿った第２回転軸線Ｂ回りに機体１１が傾いても撮像中心Ｃがズレないようにするために、第２回転軸線Ｂと撮像中心Ｃとを合致させている。

また、ＧＰＳアンテナ３１（図４参照）は、機体１１の姿勢に関わらず、平面的に見て機体１１の撮像中心Ｃに、換言すれば、撮像中心Ｃを通る鉛直な仮想直線Ｄ（図４参照）上に（具体的にはカメラ２０の上方に）配設されている。

かかる構成を備えた姿勢安定化装置１２では、正面から見た時（図４（ａ）参照）、機体１１がたとえ左右方向であるローリング方向Ｚ１に傾いたとしても、支持部材１２１は、機体１１に対して第１回転軸線Ｚを中心に相対的に回転することができると共に、側面から見た時（図４（ｂ）参照）、機体１１がたとえ前後方向であるピッチング方向Ｂ１に傾いたとしても、保持部材１２２は、支持部材１２１に対して第２回転軸線Ｂを中心に相対的に回転することができる。これにより、機体１１がたとえローリング方向Ｚ１及び／又はピッチング方向Ｂ１に傾いたとしても、支持部材１２１及び保持部材１２２を介して機体１１に支持されたカメラ２０を常に水平を保つことが可能となる。

ところで、ＧＰＳアンテナ３１は、機体１１に設けられていると、機体１１の姿勢が傾くことで、機体１１が水平な状態に比べ、ローリング方向Ｚ１及び／又はピッチング方向Ｂ１のズレが発生するが、本実施の形態では、既述したように、機体１１の姿勢に関わらず、平面的に見て機体１１の撮像中心Ｃに配設されている。詳しくは、ＧＰＳアンテナ３１は、図３及び図４に示すように、支持アーム部材（具体的には取り付けフレーム）１２３を介して、カメラ２０を保持して水平姿勢が維持される保持部材１２２に設けられている。その為、ＧＰＳアンテナ３１の中心と撮像中心Ｃとの間のズレが鉛直方向の距離Ｌ（図４参照）だけになっている。なお、距離Ｌの鉛直方向のズレは、測定精度に対し許容範囲内とされている。

制御装置４０は、飛行体１０に搭載されてカメラ２０及びＧＰＳ受信機３０に対する制御を司るものである。

制御装置４０（図２参照）は、ＲＯＭ（Read Only Memory）や電気的書き換え可能な不揮発ＲＯＭ等の不揮発メモリ４１ａ、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発メモリ４１ｂを含む記憶部４１と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のマイクロコンピュータからなる処理部４２とを有している。

制御装置４０は、処理部４２が記憶部４１の不揮発メモリ４１ａにおけるＲＯＭに予め格納された制御プログラムを記憶部４１の揮発メモリ４１ｂにおけるＲＡＭ上にロードして実行することにより、各種構成要素の作動制御を行うようになっている。

また、記憶部４１は、書き込み部４１ｃを備えている。書き込み部４１ｃは、第２外部記録媒体ＭＥ２を挿脱可能な構成とされ、かつ、第２外部記録媒体ＭＥ２を装着した状態で第２外部記録媒体ＭＥ２にＧＰＳ受信機３０からのＧＰＳ情報を書き込むことが可能な構成とされている。第２外部記録媒体ＭＥ２としては、それには限定されないが、代表的にはＳＤメモリカードを例示できる。

ところで、ＧＰＳ受信機を用いて絶対的な撮影情報の値を取得する測量システムでは、カメラで撮影した時点と、ＧＰＳ受信機によりＧＰＳ情報を取得した時点とを正確に一致させなければ、絶対的な撮影情報の値を正確に得ることができないために測量誤差を招き、ひいては測量精度が悪化する。

すなわち、一般的なカメラ（例えば市販のカメラ）では、通常、シャッターを切るための撮影信号が発せられてから実際にシャッターが切られるまでの間にタイムラグ（シャッターの遅れを示すシャッター遅れ時間、いわゆるリレーズタイムラグ）が存在する。そうすると、ＧＮＳＳ受信機によりＧＮＳＳ情報を取得した時の位置や姿勢が実際の撮影位置や撮影姿勢とは異なってしまう。例えば、飛行体が時速２５ｋｍで飛行していた場合、１／１０秒のシャッター遅れ時間があるとすると、ＧＮＳＳ受信機によりＧＮＳＳ情報を取得した位置よりも約７０ｃｍ進んだ位置で撮影したことになってしまう。

この点に関し、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit：総合慣性運動計測装置）を用いて、ＩＭＵからのＩＭＵ情報（具体的には３軸の加速度及び３軸の角加速度といった情報）により飛行体（すなわちカメラ）の移動距離や姿勢を計測する測量システムが提案されている（例えば特許文献２参照）。かかる測量システムでは、ＧＮＳＳ受信機からのＧＮＳＳ情報（具体的には日付、時刻、緯度、経度、標高といった情報）を取得した時点のカメラの移動距離や姿勢と、カメラで撮影した時点のＩＭＵからの３軸の加速度及び３軸の角加速度といった情報とに基づいてＧＮＳＳ情報を取得した時点のカメラの位置や姿勢の値をカメラで撮影した時点の値に補正する。

しかしながら、ＩＭＵを用いて、ＧＮＳＳ情報を取得した位置や姿勢の値を補正する測量システムでは、ＩＭＵは、非常に高価である上、持ち出し等に一定の制限があり、取り扱いに難点がある。しかも、ＩＭＵは、高い測定精度を維持するように構成したものでは、比較的重い（例えば４ｋｇ〜２０ｋｇ程度）ことから、積載可能重量が制限された（例えば積載可能重量２．５ｋｇ〜３．５ｋｇ程度の）飛行体（例えば無線遠隔操縦される小型無人ヘリコプター）に搭載することはできない。

そこで、本実施の形態では、ＩＭＵを搭載することなく、飛行体に搭載する重量を軽減させた状態で測量精度の悪化を抑制することが望ましい。

図５は、撮影信号ＰＳが発せられてから実際にカメラ２０のシャッターが切られるまでの間のシャッター遅れ時間Ｔｄを説明するためのタイミングチャートである。図５（ａ）は、撮影信号ＰＳを発したタイミングを示している。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す撮影信号ＰＳにより実際にシャッターが切られたタイミングを示している。

カメラ２０では、シャッター遅れ時間Ｔｄ（この例では０．１秒）（図５（ｂ）参照）が存在する。そうすると、ＧＰＳ受信機３０によりＧＰＳ情報を取得した時のＧＰＳ情報の日時であるＧＰＳ情報取得日時ｔａの位置や姿勢が実際の撮影位置や撮影姿勢とは異なってしまう。

この点、本実施の形態では、記憶部４１の不揮発メモリ４１ａにおける電気的書き換え可能な不揮発ＲＯＭにおいて、カメラ２０のシャッターを切るための撮影信号ＰＳが発せられてから実際にシャッターが切られるまでの間のシャッターの遅れを示すシャッター遅れ時間Ｔｄ（この例では０．１秒）に関する情報（ここではシャッター遅れ時間Ｔｄ）が予め設定（記憶）されている。

そして、制御装置４０は、補正制御手段Ｍ１と出力制御手段Ｍ２とを備える構成とされている。

図６は、シャッター遅れ時間Ｔｄの補正制御を説明するためのタイミングチャートである。図６（ａ）は、制御装置４０におけるＧＰＳ受信機３０によりＧＰＳ情報を取得したタイミングを示している。図６（ｂ）は、補正後の撮影信号ＰＳを発したタイミングを示している。図６（ｃ）は、図６（ｂ）に示す補正後の撮影信号ＰＳにより実際にシャッターが切られたタイミングを示している。

補正制御手段Ｍ１は、記憶部４１に予め設定されているシャッター遅れ時間Ｔｄに関する情報（ここではシャッター遅れ時間Ｔｄ）を読み出し、ＧＰＳ受信機３０によりＧＰＳ情報を取得した時のＧＰＳ情報取得日時ｔａに対して、記憶部４１から読み出したシャッター遅れ時間Ｔｄに関する情報（ここではシャッター遅れ時間Ｔｄ）に基づいてシャッター遅れ時間Ｔｄ（この例では０．１秒）分遡ったタイミング（日時）である補正タイミング（補正日時）ｔｂ（図６（ｂ）参照）を取得する。ここで、「ＧＰＳ受信機３０によりＧＰＳ情報を取得した時」とは、ＧＰＳ衛星３００から電波を受信するＧＰＳ受信周期（具体的には１秒）のｍ倍（ｍは１以上の整数）の予め定めた所定の周期の時や、ＧＰＳ受信周期のうち何れか任意の時を例示できる。ここでは、ＧＰＳ受信機３０によりＧＰＳ情報を取得した時は、ＧＰＳ受信周期（具体的には１秒）の２倍の周期である２秒毎の時とされている。

詳しくは、補正制御手段Ｍ１は、ＧＰＳ受信機３０によりＧＰＳ情報を前回取得したＧＰＳ情報取得日時ｔａ（前回）（例えば０時０分０秒）に対して、所定の周期Ｔａ（ここでは２秒、図６（ａ）参照）から、記憶部４１から読み出したシャッター遅れ時間Ｔｄ（この例では０．１秒、図６（ｂ）参照）を差し引いた時間である算出時間Ｔｂ（この例では１．９秒、図６（ｂ）参照）を加算して得られた日時（例えば０時０分１．９秒）を補正タイミングｔｂ（図６（ｃ）参照）とするように構成されている。

なお、本実施の形態では、シャッター遅れ時間Ｔｄを記憶部４１に予め設定（記憶）するようにしたが、シャッター遅れ時間Ｔｄに代えて算出時間Ｔｂを記憶部４１に予め設定（記憶）し、設定した算出時間Ｔｂを前回のＧＰＳ情報取得日時ｔａに加算して得られた日時を補正タイミングｔｂとするように補正制御手段Ｍ１を構成してもよい。

そして、出力制御手段Ｍ２（図２参照）は、補正制御手段Ｍ１にて取得した補正タイミングｔｂに同期してカメラ２０のシャッターを切るための撮影信号ＰＳ（図６（ｂ）参照）を出力する。具体的には、出力制御手段Ｍ２は、前回のＧＰＳ情報取得日時ｔａ（前回）から算出時間Ｔｂ（この例では１．９秒）後に撮影信号ＰＳを出力する。

本実施の形態に係る測量システム１００によれば、記憶部４１には、カメラ２０のシャッターを切るための撮影信号ＰＳが発せられてから実際にシャッターを切るまでの間のシャッターの遅れを示すシャッター遅れ時間Ｔｄに関する情報（ここではシャッター遅れ時間Ｔｄ）が予め設定されている。そして、制御装置４０は、記憶部４１におけるシャッター遅れ時間Ｔｄに関する情報（ここではシャッター遅れ時間Ｔｄ）に基づいてシャッター遅れ時間Ｔｄ分遡った補正タイミングｔｂを取得し、取得した補正タイミングｔｂで撮影信号ＰＳを出力する。この例では、制御装置４０は、ＧＰＳ受信機３０により取得したＧＰＳ情報取得日時ｔａに対して、記憶部４１におけるシャッター遅れ時間Ｔｄに関する情報（ここではシャッター遅れ時間Ｔｄ）に基づいてシャッター遅れ時間Ｔｄ分遡った補正タイミングｔｂを取得し、取得した補正タイミングｔｂで撮影信号ＰＳを出力する。すなわち、撮影信号ＰＳをＧＰＳ情報取得日時ｔａよりもシャッター遅れ時間Ｔｄだけ早めに出力する。こうすることで、図５に示すように、たとえ撮影信号ＰＳが発せられてから実際にカメラ２０のシャッターが切られるまでの間にシャッター遅れ時間Ｔｄが存在していたとしても、ＧＰＳ受信機３０によりＧＰＳ情報を取得した時点の位置や姿勢を実際の撮影位置や姿勢と一致させることができる（図６（ｃ）参照）。

しかも、かかる補正を行うことにより、比較的重い（例えば４ｋｇ〜２０ｋｇ程度の）ＩＭＵを用いる必要がないことから、本実施の形態のように、積載可能重量が制限された（具体的には積載可能重量２．５ｋｇ〜３．５ｋｇ程度の）飛行体１０（ここでは無線遠隔操縦される小型無人ヘリコプター）にカメラ２０、ＧＰＳ受信機３０及び制御装置４０を搭載させた状態でも飛行体１０を支障なく飛行させながら写真測量を行うことができる。

このように、本実施の形態によれば、ＩＭＵを搭載することなく、飛行体１０に搭載する重量を軽減させた状態で測量精度の悪化を抑制することができる。

本実施の形態に係る測量システム１００では、シャッター遅れ時間Ｔｄを次のように計測してシャッター遅れ時間Ｔｄによる測量誤差を補正している。

図７は、測量システム１００に用いるシャッター遅れ時間Ｔｄを計測するために用いたタイマー装置４００をカメラ２０で撮影している状態を示す斜視図である。

測量システム１００では、タイマー機能によるタイマー時間を表示する表示部４２０を有するタイマー装置４００を用い、タイマー機能によるタイマー時間に同期したタイミングで撮影信号ＰＳをカメラ２０に出力してカメラ２０で表示部４２０を撮影し、撮影した写真における表示部４２０に表示されているタイマー時間に基づいてシャッター遅れ時間Ｔｄを計測する。

詳しくは、測量システム１００では、ＧＰＳ衛星３００から受信して得られた一定間隔の信号（ここでは、ＰＰＳ:Pulse Per Second信号：１周期を１秒としたパルス信号）に同期したタイマー機能によるタイマー時間を表示する表示部４２０を有するタイマー装置４００を用い、ＧＰＳ衛星３００からＧＰＳ受信機３０により受信して得られた一定間隔の信号（ここではＰＰＳ信号）に同期したタイミングでカメラ２０のシャッターを切るための撮影信号ＰＳを制御装置４０からカメラ２０に出力してカメラ２０で表示部４２０を撮影し、撮影した写真における表示部４２０に表示されているタイマー時間に基づいてシャッター遅れ時間Ｔｄを計測する。

具体的には、タイマー装置４００は、ＧＰＳ衛星３００からの電波を受信してＧＰＳ衛星３００からの電波に基づいて一定間隔のＰＰＳ信号を取得するＧＰＳ受信機４１０と、ＧＰＳ受信機４１０にて取得した一定間隔のＰＰＳ信号に同期し、かつ、シャッター遅れ時間Ｔｄ分を計測可能な予め定めた所定の精度（ここでは１／１００００秒の精度）のタイマー機能と、タイマー機能によるタイマー時間を表示する表示部４２０とを有している。

制御装置４０は、ＧＰＳ受信機３０にて取得した一定間隔のＰＰＳ信号に同期したタイミングでカメラ２０のシャッターを切るための撮影信号ＰＳをカメラ２０に出力する構成とされている。

表示部４２０は、ここでは、７セグメント表示を行う７セグメント表示部とさており、ＰＰＳ信号に同期したタイマー時間を１／１００００秒の精度で表示するようになっている。

また、カメラ２０は、リモートレリーズ用の端子２１が制御装置４０の出力系に電気的に接続されており、制御装置４０からリモートレリーズ用の端子２１を介して撮影信号ＰＳがＧＰＳ受信機３０にて取得した一定間隔のＰＰＳ信号に同期したタイミングで入力されると、シャッターが切られるようになっている。

そして、計測者は、カメラ２０で一定間隔のＰＰＳ信号に同期したタイマー機能によるタイマー時間を表示している表示部４２０を撮影し、撮影した写真における表示部４２０に表示されているタイマー時間に基づいてシャッター遅れ時間Ｔｄを計測する。具体的には、シャッター遅れ時間Ｔｄが０．００１５秒である場合を例にとって説明すると、撮影信号ＰＳをカメラ２０へ入力したタイマー時間が１．００００秒であっても撮影した写真における表示部４２０の画像には１．００１５秒が写り、また、撮影信号ＰＳをカメラ２０へ入力したタイマー時間が２．００００秒であっても撮影した写真における表示部４２０の画像には２．００１５秒が写り、さらに、撮影信号ＰＳをカメラ２０へ入力したタイマー時間が３．００００秒であっても撮影した写真における表示部４２０の画像には３．００１５秒が写ることになる。すなわち、撮影した写真における表示部４２０の画像に表示されている値のうち、小数点以下の値をシャッター遅れ時間Ｔｄとすることができる。

このように、タイマー装置４００を用いて、カメラ２０で表示部４２０を撮影するという簡単な作業によって、シャッター遅れ時間Ｔｄを容易に得ることができる。詳しくは、タイマー装置４００と制御装置４０との双方においてＧＰＳ受信機を利用することで、タイマー装置４００における表示部４２０に表示するタイマー時間と、制御装置４０からカメラ２０へ出力する撮影信号ＰＳとの正確な同期を簡単かつ容易に実現させることが可能となる。

なお、シャッター遅れ時間Ｔｄは、同一機種のカメラにおいてはほとんど差が無く、異なるメーカー、或いは、同一メーカーでも異なる機種のカメラでは差が大きい。よって、測量システム１００において、カメラ２０のメーカー或いは機種が変われば、制御装置４０における記憶部４１に対してシャッター遅れ時間Ｔｄを設定し直すことができる。

また、タイマー機能の精度及び内部的な信号の遅延を許容できる場合には、タイマー機能と、タイマー機能によるタイマー時間を表示する表示部とを有し、かつ、カメラのシャッターを切るための撮影信号が入力されると、タイマー機能をスタートさせるタイマー装置を用い、タイマー機能がリセットされた状態において、撮影信号をタイマー装置及びカメラに同時に入力してカメラで表示部を撮影し、撮影した写真における表示部に表示されているタイマー時間をシャッター遅れ時間とするようにしてもよい。

ところで、飛行体１０に搭載したカメラ２０が本撮影を終了した場合、測量対象の写真だけでなく、スナップ写真やピント合わせの試し撮りなどの測量に関係のない写真が含まれている場合があり、撮影した写真の画像ファイルデータＤＴ１（後述する図９参照）とＧＰＳ情報ＤＴ２（後述する図１０参照）とは必ずしも対応付けられていない。

この点に関し、先頭の写真以降の画像ファイルデータＤＴ１と先頭のＧＰＳ情報取得日時以降におけるＧＰＳ情報ＤＴ２とを対応付ける処理である対応付け処理をカメラ２０内で行うことが考えられるが、このような、対応付け処理をカメラ２０内で行うとなると、専用のカメラを用いる必要があり、それだけコストが高くつく。従って、市販のカメラをそのまま使用することができない。

そこで、本実施の形態では、制御装置４０は、測量対象２００を測量するための撮影である本撮影を行う直前及び／又は撮影した直後（ここでは直前）に、仮撮影を行うようになっている。

詳しくは、出力制御手段Ｍ２（図２参照）は、本撮影を行うために、補正タイミングｔｂに同期して所定の周期Ｔａ（ここでは２秒）の時間間隔である本撮影時のシャッター間隔Ｔｓ（後述する図８（ａ）参照）毎に撮影信号ＰＳ（図８（ｂ）参照）を出力するが、その直前及び／又は直後に（ここでは直前に）、仮撮影を行うために、仮シャッター間隔パターンＰＴ（図８（ａ）参照）で撮影信号ＰＳを出力する構成とされている。

図８は、シャッター間隔Ｔｓ毎に撮影信号ＰＳを出力する直前に、仮撮影を行うために仮シャッター間隔パターンＰＴで撮影信号ＰＳを出力する一例を示すタイミングチャートである。図８（ａ）は、所定の周期ＴａでＧＰＳ情報を取得したタイミングを示している。図８（ｂ）は、撮影信号ＰＳを発したタイミングを示している。図８（ｃ）は、図８（ｂ）に示す撮影信号ＰＳにより実際にシャッターが切られたタイミングを示している。

なお、ＧＰＳ情報を取得する所定の周期Ｔａは、ここでは２秒とされているが、ＧＰＳ衛星３００からの電波のＧＰＳ受信周期（具体的には１秒）のｍ倍であれば何れの周期であってもよく、例えば、ＧＰＳ受信周期と同じ１秒であっても５秒であってもよい。

仮シャッター間隔パターンＰＴは、シャッター間隔Ｔｓとは異なり、かつ、互いに異なる時間間隔である複数の仮シャッター間隔Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）（ｎは２以上の整数、ここではｎ＝２）を組み合わせたものである。なお、本実施の形態では、仮シャッター間隔Ｔ（１），Ｔ（２）で出力する撮影信号は、シャッター遅れ時間Ｔｄを補正した信号とされているが、本撮影に関与しないため、誤差を許容することで、補正していない信号とされていてもよい。

このように、本撮影を行うためにシャッター間隔Ｔｓ毎に撮影信号ＰＳを出力する直前及び／又は直後に（ここでは直前に）、仮撮影を行うために複数の仮シャッター間隔Ｔ（１），Ｔ（２）を組み合わせた仮シャッター間隔パターンＰＴで撮影信号ＰＳを出力することで、カメラ２０にて撮影した写真の画像ファイルデータＤＴ１（後述する図１４参照）のうち、本撮影を開始したときの先頭の画像ファイルデータＤＴ１＿ｓｔ及び最終の画像ファイルデータＤＴ１＿ｅｄを容易に探し出すことができると共に、ＧＰＳ受信機３０により取得したＧＰＳ情報取得日時ｔａ（図１５参照）のうち、先頭のＧＰＳ情報取得日時である測量開始日時ｔａ＿ｓｔ及び最終のＧＰＳ情報取得日時である測量終了日時ｔａ＿ｅｄを容易に探し出すことができる。すなわち、仮シャッター間隔パターンＰＴを、先頭の写真の画像ファイルデータＤＴ１＿ｓｔ及び最終の写真の画像ファイルデータＤＴ１＿ｅｄ並びに測量開始日時ｔａ＿ｓｔ及び測量終了日時ｔａ＿ｅｄの指標とすることができる。なお、先頭の画像ファイルデータＤＴ１＿ｓｔ及び最終の画像ファイルデータＤＴ１＿ｅｄ並びに測量開始日時ｔａ＿ｓｔ及び測量終了日時ｔａ＿ｅの検索については、後述する対応付け処理において詳しく説明する。

しかも、カメラ２０に対しては、撮影信号ＰＳによる撮影動作を行わせるだけで済み、従って、専用のカメラを使用することなく、これにより、市販のカメラをそのまま使用することが可能となる。

本実施の形態において、複数の仮シャッター間隔Ｔ（１），Ｔ（２）のうち、第１仮シャッター間隔Ｔ（１）は、予め定めた所定の時間間隔とされており、第２仮シャッター間隔Ｔ（２）は、第１仮シャッター間隔Ｔ（１）とは異なる予め定めた所定の時間間隔とされている。

図８に示す例では、第１仮シャッター間隔Ｔ（１）は、所定の周期Ｔａ（ここでは２秒）以外の時間間隔であってＧＰＳ受信周期（具体的には１秒）のａ倍（ａは１以上の整数、ここではａ＝９）の時間間隔とされている。第２仮シャッター間隔Ｔ（２）は、所定の周期Ｔａ（ここでは２秒）以外の時間間隔であってＧＰＳ受信周期（具体的には１秒）のｂ倍（ｂはａの値とは異なる１以上の整数、ここではｂ＝６）の時間間隔とされている。

詳しくは、出力制御手段Ｍ２は、仮シャッター間隔パターンＰＴとして、最初に（仮撮影を開始するときに）、第１仮シャッター間隔Ｔ（１）で予め定めた１回又は２回以上の所定の回数である第１仮シャッター回数（ここでは１回）分だけ撮影信号ＰＳを出力する。出力制御手段Ｍ２は、次に、第２仮シャッター間隔Ｔ（２）で予め定めた１回又は２回以上の所定の回数である第２仮シャッター回数（ここでは２回）分だけ撮影信号ＰＳを出力する。出力制御手段Ｍ２は、次に（仮撮影を終了するときに）、第１仮シャッター間隔Ｔ（１）で第１仮シャッター回数（ここでは１回）分だけ撮影信号ＰＳを出力する構成とされている。

このように、仮シャッター間隔パターンＰＴとして、最初に、第１仮シャッター間隔Ｔ（１）（ここでは９秒間隔）で第１仮シャッター回数（ここでは１回）分だけ撮影信号ＰＳを出力し、次に、第２仮シャッター間隔Ｔ（２）（ここでは６秒間隔）で第２仮シャッター回数（ここでは２回）分だけ撮影信号ＰＳを出力し、次に、第１仮シャッター間隔Ｔ（１）（ここでは９秒間隔）で第１仮シャッター回数（例えば１回）分だけ撮影信号ＰＳを出力することで、仮シャッター間隔パターンＰＴを認識させ易くすることが可能となる。

そして、カメラ２０においては、撮影した写真の画像ファイルデータＤＴ１とカメラ２０のクロック機能により該写真を撮影した時の日時である撮影日時とを対応付けて所定の画像ファイルデータフォーマット（ここではＥｘｉｆ（登録商標））の形式で第１外部記録媒体ＭＥ１に保存する。なお、カメラ２０のクロック機能は精度が低いことから、カメラ２０のクロック機能による日時は、ＧＰＳ情報の日時とは一致しておらず、この例では、ＧＰＳ情報の日時よりも２２秒進んだ日時とされている。

一方、制御装置４０においては、ＧＰＳ受信機３０により取得したＧＰＳ情報（具体的には日付、時刻、緯度、経度、標高といった情報）ＤＴ２を記憶部４１における第２外部記録媒体ＭＥ２に保存する。ここで、制御装置４０は、ＧＰＳ情報のうち緯度、経度、標高といった情報を、ＧＰＳ情報の取得毎に第２外部記録媒体ＭＥ２に保存するようになっていてもよいが、この例では、測量対象２００を本撮影している間のみ、第２外部記録媒体ＭＥ２に保存するようになっている。また、ＧＰＳ情報の日時（ＵＴＣ）は、現地の日時に変換した状態で第２外部記録媒体ＭＥ２に保存される。

図９は、カメラ２０で撮影した写真の画像ファイルデータＤＴ１のデータ構造を概略的に示す模式図である。図１０は、ＧＰＳ受信機３０により取得したＧＰＳ情報ＤＴ２のデータ構造を概略的に示す模式図である。なお、図１０並びに後述する図１５、図１６、図１８（ｂ）及び図１９において経度、緯度、標高の値は、符号で表しており、実際の値とは異なっている。

飛行体１０に搭載したカメラ２０が本撮影を終了した場合、カメラ２０に保存された図９に示す写真の画像ファイルデータＤＴ１には、測量に関係ない写真が含まれており、また、緯度、経度、標高の情報は埋め込まれていない。一方、制御装置４０に保存された図１０に示すＧＰＳ情報ＤＴ２（具体的には日付、時刻、緯度、経度、標高といった情報）は、写真の画像ファイルデータＤＴ１の何れに対応するかは分からない。

そこで、本実施の形態では、コンピュータ５００（具体的にはパーソナルコンピュータ）にプログラムＰを実行させることにより、撮影した写真の画像ファイルデータＤＴ１（図９参照）とＧＰＳ情報ＤＴ２（図１０参照）とを対応付けている。

［コンピュータのシステム構成］
図１１は、プログラムＰを実行させるコンピュータ５００を示す概略構成図である。図１１（ａ）は、コンピュータ５００の概略斜視図であり、図１１（ｂ）は、コンピュータ５００のシステム構成を示すブロック図である。

コンピュータ５００は、外部装置（マンマシンインタフェース）として、キーボードやポインティングデバイス等を含む入力部５１０と、ディスプレイ等の表示部５２０とを備えている。

また、コンピュータ５００は、図１１（ｂ）に示すように、内部装置として、プログラムＰを実行したり、各種の演算処理を実行したりする各種の処理を実行する制御部５３０と、記憶部５４０と、第１読み取り部５５０と、第２読み取り部５６０とを備えている。

制御部５３０は、表示部５２０に対し、各種の入力画面を表示し、ユーザが入力部５１０を操作して必要な情報の入力を受ける。

記憶部５４０は、ＲＡＭ等の揮発メモリ５４１及びハードディスク装置やフラッシュメモリ等の不揮発メモリ５４２を含んでいる。

揮発メモリ５４１は、制御部５３０により演算処理等の各種の処理を実行する際にワークメモリ等として適宜使用される。

第１読み取り部５５０は、プログラムＰが記録されたＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ等の記録媒体Ｍを読み取るようになっている。不揮発メモリ５４２には、第１読み取り部５５０によって読み取られたプログラムＰを含むソフトウェアが予め格納（インストール）される。なお、記録媒体Ｍは、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリやＳＤ（Secure Digital）メモリカードであってもよい。また、プログラムＰは、インターネット回線を通じてダウンロードされたものであってもよい。

また、第２読み取り部５６０は、撮影日時が組み込まれた写真の画像ファイルデータＤＴ１（図９参照）を保存した第１外部記録媒体ＭＥ１、及び、ＧＰＳ受信機３０により取得したＧＰＳ情報ＤＴ２（図１０参照）を保存した第２外部記録媒体ＭＥ２を読み取るようになっている。不揮発メモリ５４２には、第２読み取り部５６０によって読み取られた画像ファイルデータＤＴ１が予め格納される。また、不揮発メモリ５４２には、第２読み取り部５６０によって読み取られたＧＰＳ情報ＤＴ２が予め格納される。なお、測量システム１００において、カメラ２０における画像ファイルデータＤＴ１及び制御装置４０におけるＧＰＳ情報ＤＴ２をＵＳＢ規格等の所定の有線通信手段或いは無線ＬＡＮ（Local Area Network）等の所定の無線通信回線を介してコンピュータ５００における不揮発メモリ５４２に保存するようにしてもよい。

［プログラムのソフトウェア構成］
図１２は、図１１に示すコンピュータ５００における制御部５３０の制御構成を示す概略構成図である。

プログラムＰは、並び替えステップと、撮影間隔算出ステップと、写真側間隔パターン検出ステップと、先頭写真特定ステップと、ＧＰＳ情報取得間隔算出ステップと、ＧＰＳ側間隔パターン検出ステップと、先頭ＧＰＳ情報取得日時特定ステップと、対応付けステップとを含む各ステップを制御部５３０に実行させる。すなわち、制御部５３０は、並び替え手段Ｐ１と、撮影間隔算出手段Ｐ２と、写真側間隔パターン検出手段Ｐ３と、先頭写真特定手段Ｐ４と、ＧＰＳ情報取得間隔算出手段Ｐ５と、ＧＰＳ側間隔パターン検出手段Ｐ６と、先頭ＧＰＳ情報取得日時特定手段Ｐ７と、対応付け手段Ｐ８とを含む各手段として機能するようになっている。

以下に、写真の画像ファイルデータＤＴ１とＧＰＳ情報ＤＴ２とを対応付ける図１３に示す処理例のフローチャートについて、図１４及び図１５を参照しながら説明する。なお、図１２において説明していない手段については後ほど説明する。

図１３は、写真の画像ファイルデータＤＴ１とＧＰＳ情報ＤＴ２とを対応付ける対応付け処理の一例を示すフローチャートである。図１４及び図１５は、図１３に示す対応付け処理を説明するための説明図である。図１４は、写真の画像ファイルデータＤＴ１を示しており、図１５は、ＧＰＳ情報ＤＴ２を示している。

制御部５３０は、対応付ける処理に先立って、仮シャッター間隔パターンＰＴ（ここでは９秒→６秒→６秒→９秒）、及び、シャッター間隔Ｔｓ（ここでは２秒）を記憶部５４０の不揮発メモリ５４２に予め設定しておく。

先ず、制御部５３０は、図１３及び図１４に示すように、並び替え手段Ｐ１により、カメラ２０にて写真を撮影した時の撮影日時を小さい順に並び替えることで該写真の画像ファイルデータＤＴ１を撮影日時の小さい順に並び替える（ステップＳ１）。

次に、制御部５３０は、撮影間隔算出手段Ｐ２により、並び替え手段Ｐ１にて撮影日時の小さい順に並び替えられた写真の画像ファイルデータＤＴ１において隣り合う画像ファイルデータＤＴ１の時間間隔である撮影間隔ＤＧ（図１４参照）を算出する（ステップＳ２）。

次に、制御部５３０は、写真側間隔パターン検出手段Ｐ３により、撮影間隔算出手段Ｐ２にて算出した撮影間隔ＤＧに対して仮シャッター間隔パターンＰＴ（ここでは９秒→６秒→６秒→９秒）を順に比較していき、カメラ２０にて撮影した写真の画像ファイルデータＤＴ１のうち仮シャッター間隔パターンＰＴが何処にあるかを検出する（ステップＳ３）。

次に、制御部５３０は、先頭写真特定手段Ｐ４により、写真側間隔パターン検出手段Ｐ３にて検出した仮シャッター間隔パターンＰＴの位置から、カメラ２０にて撮影した写真の画像ファイルデータのうち、仮シャッター間隔パターンＰＴの位置の次にある画像ファイルデータＤＴ１（図１４の例では「00010.JPG」，「00027.JPG」，「00056.JPG」の位置）を、本撮影を開始（測量開始）したときの先頭の画像ファイルデータＤＴ１＿ｓｔとして特定する（ステップＳ４）。

次に、制御部５３０は、ＧＰＳ受信機３０により取得したＧＰＳ情報取得日時ｔａにおいて隣り合うＧＰＳ情報取得日時の時間間隔であるＧＰＳ情報取得間隔ＧＧ（図１５参照）をＧＰＳ情報取得間隔算出手段Ｐ５により算出する（ステップＳ５）。

次に、制御部５３０は、ＧＰＳ情報取得間隔算出手段Ｐ５にて算出したＧＰＳ情報取得間隔ＧＧに対して仮シャッター間隔パターンＰＴ（ここでは９秒→６秒→６秒→９秒）を順に比較していき、ＧＰＳ受信機３０により取得したＧＰＳ情報取得日時ｔａのうち仮シャッター間隔パターンＰＴが何処にあるかをＧＰＳ側間隔パターン検出手段Ｐ６により検出する（ステップＳ６）。

次に、制御部５３０は、先頭ＧＰＳ情報取得日時特定手段Ｐ７により、ＧＰＳ側間隔パターン検出手段Ｐ６にて検出した仮シャッター間隔パターンＰＴの位置から、ＧＰＳ受信機３０により取得したＧＰＳ情報取得日時ｔａのうち、仮シャッター間隔パターンＰＴの位置の次にあるＧＰＳ情報取得日時ｔａ（図１５の例では「2012.12.3 11:35:02」，「2012.12.3 12:46:06」，「2012.12.4 13:33:23」の位置）を、本撮影を開始したときの先頭のＧＰＳ情報取得日時ｔａである測量開始日時ｔａ＿ｓｔとして特定する（ステップＳ７）。

次に、制御部５３０は、対応付け手段Ｐ８により、並び替え手段Ｐ１にて撮影日時の順に並び替えられた写真の画像ファイルデータＤＴ１において先頭写真特定手段Ｐ４にて特定した先頭の写真の画像ファイルデータＤＴ１＿ｓｔを基準に該先頭の写真以降の画像ファイルデータＤＴ１に対して、先頭ＧＰＳ情報取得日時特定手段Ｐ７にて特定した測量開始日時ｔａ＿ｓｔから所定の周期Ｔａ（ここでは２秒）毎のＧＰＳ情報取得日時ｔａにおけるＧＰＳ情報ＤＴ２（具体的には日付、時刻、緯度、経度、標高といった情報）を順に対応付ける（ステップＳ８）。

こうすることで、仮シャッター間隔パターンＰＴにより仮撮影（すなわち仮（ダミー）の写真を撮影）するという簡単な手法により、先頭の写真の画像ファイルデータＤＴ＿ｓｔ及び測量開始日時ｔａ＿ｓｔを容易に検索することができる。しかも、プログラムＰにより先頭の写真以降の画像ファイルデータＤＴ１とＧＰＳ情報取得日時ｔａにおけるＧＰＳ情報ＤＴ２とを対応付ける処理をコンピュータ５００内で行わせることができ、従って、カメラ２０において先頭の写真以降の画像ファイルデータＤＴ１とＧＰＳ情報取得日時におけるＧＰＳ情報ＤＴ２とを対応付ける必要がないので、市販のカメラをそのまま使用することが可能となる。

一般的に、写真の画像ファイルデータの撮影日時、緯度、経度及び標高を用いて３次元地図を作成する市販のアプリケーションソフトにおいては、撮影日時、緯度、経度及び標高を含む予め定めた所定の情報を埋め込み可能に規格化された画像ファイルデータフォーマット（例えばＥｘｉｆ（登録商標））の形式の画像ファイルデータデータを用いることが多い。

図１６は、図１３に示す対応付け処理を行った画像ファイルデータＤＴ１のデータ構造を示す模式図である。

本実施の形態では、対応付け手段Ｐ８は、画像ファイルデータフォーマットの所定の情報における撮影日時、緯度、経度及び標高を、ＧＰＳ情報ＤＴ２における撮影日時、緯度、経度及び標高にそれぞれ置き換える構成とされている（図１６の枠で囲まれている部分参照）。ここでは、ＧＰＳ情報ＤＴ２は、ＧＰＳ受信機３０により取得したローデータを用いてポストプロセッシング（後処理）による解析処理が行われたものであり、より精度の高い値とされている。

このように、画像ファイルデータフォーマットの所定の情報における撮影日時、緯度、経度及び標高を、ＧＰＳ受信機３０により取得したＧＰＳ情報ＤＴ２における撮影日時、緯度、経度及び標高にそれぞれ置き換えることで、先頭の写真以降の画像ファイルデータＤＴ１とＧＰＳ情報取得日時ｔａにおけるＧＰＳ情報ＤＴ２とを容易に対応付けることができ、例えば、３次元地図を作成する市販のアプリケーションソフトを用いる場合、ＧＰＳ情報取得日時ｔａにおけるＧＰＳ情報ＤＴ２が対応付けられた写真の画像ファイルデータＤＴ１を加工することなくそのまま用いることが可能となる。

なお、本撮影を行うための撮影信号ＰＳを出力する直前ではなく出力した直後に、仮シャッター間隔パターンＰＴで撮影信号ＰＳを出力する場合には、次のようにすることができる。

すなわち、先頭写真特定手段Ｐ４は、写真側間隔パターン検出手段Ｐ３にて検出した仮シャッター間隔パターンＰＴの位置から、画像ファイルデータＤＴ１のうち、仮シャッター間隔パターンＰＴの位置の手前にある画像ファイルデータＤＴ１を、本撮影を終了（測量終了）したときの最終の画像ファイルデータＤＴ１＿ｅｄとして特定し、最終の画像ファイルデータＤＴ１＿ｅｄ以前の撮影間隔ＤＧにシャッター間隔Ｔｓ（ここでは２秒）を順に当てはめることにより、本撮影を開始したときの先頭の画像ファイルデータＤＴ１＿ｓｔを探し出すことができる。また、先頭ＧＰＳ情報取得日時特定手段Ｐ７は、ＧＰＳ側間隔パターン検出手段Ｐ６にて検出した仮シャッター間隔パターンＰＴの位置から、ＧＰＳ情報取得日時ｔａのうち、仮シャッター間隔パターンＰＴの位置の手前にあるＧＰＳ情報取得日時ｔａを、本撮影を終了したときの最終のＧＰＳ情報取得日時ｔａである測量終了日時ｔａ＿ｅｄとして特定し、測量終了日時ｔａ＿ｅｄ以前のＧＰＳ情報取得間隔ＧＧにシャッター間隔Ｔｓ（ここでは２秒）を順に当てはめることにより、本撮影を開始したときの測量開始日時ｔａ＿ｓｔを探し出すことができる。ここで、本撮影を行うための撮影信号ＰＳを出力する直前及び出力した直後の双方に仮シャッター間隔パターンＰＴで撮影信号ＰＳを出力する場合、本撮影を行うための撮影信号ＰＳのカメラ２０への出力の前後で仮シャッター間隔パターンＰＴを変更するようにしてもよい。こうすることで、先頭での仮シャッター間隔パターンＰＴと最終での仮シャッター間隔パターンＰＴとを容易に区別させることが可能となる。

また、カメラ２０のクロック機能による日時は、撮影間隔算出手段Ｐ２において隣り合う画像ファイルデータＤＴ１の撮影間隔ＤＧの算出に用いるので、必ずしもＧＰＳ情報ＤＴ２の日時と一致していなくてもよい。従って、カメラ２０のクロック機能による日時は、この例のように、ＧＰＳ情報ＤＴ２の日時よりも２２秒進んだ値とされていてもよい。

なお、本実施の形態では、対応付け手段Ｐ８は、画像ファイルデータＤＴ１の撮影日時、緯度、経度及び標高を書き換えるようしたが、それに限定されるものではなく、例えば、写真の画像ファイル名とそれに対応するＧＰＳ情報ＤＴ２とを対応付けて格納したテーブルを別途作成するようになっていてもよい。

ところで、測量対象の撮影である本撮影を開始して、カメラ２０に対し、撮影信号ＰＳを出力しても何らかの要因によって撮影されない場合がある。この場合、制御装置４０側で撮影日時が記録されているにも拘わらず、カメラ２０側においてシャッター間隔Ｔｓで周期的に撮影されるはずの写真の画像ファイルデータＤＴ１が途中で抜けてしまうという事態が発生する。

この点、プログラムＰは、画像ファイルデータＤＴ１の抜けを防止するための抜け防止処理を行うステップを含んでいる。詳しくは、プログラムＰにおける各ステップは、最終写真特定ステップと、写真枚数カウントステップと、最終ＧＰＳ情報取得日時特定ステップと、経過時間算出ステップと、撮影枚数算出ステップと、照合ステップと、抜け箇所検出ステップとをさらに含んでいる。すなわち、制御部５３０は、図１２に示すように、最終写真特定手段Ｐ９と、写真枚数カウント手段Ｐ１０と、最終ＧＰＳ情報取得日時特定手段Ｐ１１と、経過時間算出手段Ｐ１２と、撮影枚数算出手段Ｐ１３と、照合手段Ｐ１４と、抜け箇所検出手段Ｐ１５とをさらに含む各手段として機能するようになっている。

以下に、図１３に示す対応付け処理において図１７に示す抜け防止処理を行うフローチャートについて、図１８及び図１９を参照しながら説明する。

図１７は、図１３に示す対応付け処理において抜け防止処理の一例を実施するためのフローチャートである。図１８は、図１７に示す抜け防止処理を説明するための説明図である。図１８（ａ）は、抜けのある画像ファイルデータＤＴ１を示している。図１８（ｂ）は、ＧＰＳ情報ＤＴ２を示している。図１９は、図１７に示す抜け防止処理を行った画像ファイルデータＤＴ１のデータ構造を示す模式図である。なお、以下では、図１４に示す画像ファイルデータＤＴ１における３回の測量のうち最初（１回目）に測量した場合において２箇所（図１８（ａ）に示すカメラ側の日時では「2012.12.3 11:35:30」，「2012.12.3 11:35:42」、図１８（ｂ）に示すＧＰＳ側の日時では「2012.12.3 11:35:08」，「2012.12.3 11:35:20」）に画像ファイルデータＤＴ１の抜けが発生した場合を例にとって説明する。

図１７に示す抜け防止処理は、図１３に示す対応付け処理におけるステップＳ７の処理とステップＳ８の処理との間に設けられる。

制御部５３０は、図１３に示すステップＳ８の処理の後、図１７及び図１８に示すように、最終写真特定手段Ｐ９により、先頭写真特定手段Ｐ４にて特定した先頭の画像ファイルデータＤＴ１＿ｓｔ（図１８（ａ）参照）の位置と撮影間隔算出手段Ｐ２にて算出した撮影間隔ＤＧとシャッター間隔Ｔｓ（ここでは２秒）とから、画像ファイルデータＤＴ１のうち、本撮影を終了したときの最終の画像ファイルデータＤＴ１＿ｅｄ（図１８（ａ）参照）を特定する（ステップＳ９）。

詳しくは、最終写真特定手段Ｐ９は、撮影間隔算出手段Ｐ２にて算出した撮影間隔ＤＧのうちシャッター間隔Ｔｓ（ここでは２秒）よりも大きい不連続時間間隔（図１８（ａ）のα１参照、ここでは４秒）が１又は複数存在していたとしても、不連続時間間隔α１（ここでは４秒）の前後何れかの撮影間隔ＤＧがシャッター間隔Ｔｓ（ここでは２秒）であって不連続時間間隔α１（ここでは４秒）がシャッター間隔Ｔｓのｃ倍（ｃは２以上の整数）の時間（例えばシャッター間隔Ｔｓの５倍＝１０秒）以内であれば、不連続時間間隔α１がないものとみなすようになっている。

なお、この処理は、制御装置４０における出力制御手段Ｍ２により、シャッター間隔Ｔｓ毎に撮影信号ＰＳを出力した直後に仮シャッター間隔パターンＰＴで撮影信号ＰＳを出力する場合には、省略することができる。

次に、制御部５３０は、写真枚数カウント手段Ｐ１０により、先頭写真特定手段Ｐ４にて特定した先頭の写真の画像ファイルデータＤＴ１から最終写真特定手段Ｐ９にて特定した最終の写真の画像ファイルデータＤＴ１までの画像ファイルデータＤＴ１の数である写真枚数（この例では１１枚）をカウントする（ステップＳ１０）。

次に、制御部５３０は、最終ＧＰＳ情報取得日時特定手段Ｐ１１により、先頭ＧＰＳ情報取得日時特定手段Ｐ７にて特定した測量開始日時ｔａ＿ｓｔ（図１８（ｂ）参照）の位置とＧＰＳ情報取得間隔算出手段Ｐ５にて算出したＧＰＳ情報取得間隔ＧＧとシャッター間隔Ｔｓ（ここでは２秒）とから、ＧＰＳ情報取得日時ｔａのうち、測量対象の撮影を終了したときの最終のＧＰＳ情報取得日時ｔａである測量終了日時ｔａ＿ｅｄ（図１８（ｂ）参照）を特定する（ステップＳ１１）。

本実施の形態では、ＧＰＳ受信機３０の受信状態によってＧＰＳ衛星３００からの電波が受信できない場合であっても、ＧＰＳ受信機３０は、一定の時間的精度を保つことができると判断した場合には、ＧＰＳ衛星３００からの電波が受信できない状態でのＰＰＳ信号（１周期を１秒としたパルス信号）を制御装置４０に出力し、制御装置４０は、ＰＰＳ信号に同期した撮影信号ＰＳをカメラ２０に出力することで、カメラ２０による撮影は行われる。

詳しくは、最終ＧＰＳ情報取得日時特定手段Ｐ１１は、ＧＰＳ衛星３００からの電波が受信できない状態でのＰＰＳ信号が一定の時間的精度を維持できない場合に備えて、ＧＰＳ情報取得間隔算出手段Ｐ５にて算出したＧＰＳ情報取得間隔ＧＧのうちシャッター間隔Ｔｓ（ここでは２秒）よりも大きい不連続時間間隔（図１８（ｂ）のα２参照）が１又は複数存在していたとしても、不連続時間間隔α２の前後何れかのＧＰＳ情報取得間隔ＧＧがシャッター間隔Ｔｓ（ここでは２秒）であって不連続時間間隔α２がシャッター間隔Ｔｓのｄ倍（ｄは２以上の整数）の時間（例えばシャッター間隔Ｔｓの５倍＝１０秒）以内であれば、不連続時間間隔α２がないものとみなすようになっている。ここで、ＧＰＳ衛星３００からの電波が受信できない状態でのＰＰＳ信号が一定の時間的精度を維持できない場合には、カメラ２０による撮影は行われない。ここで、ＧＰＳ衛星３００からの電波が受信できない場合には、ＰＰＳ信号の時間的精度に関わらず、カメラ２０による撮影を行わないようにしてもよい。

なお、この測量終了日時ｔａ＿ｅｄを特定する処理は、制御装置４０における出力制御手段Ｍ２により、シャッター間隔Ｔｓ毎に撮影信号ＰＳを出力した直後に仮シャッター間隔パターンＰＴで撮影信号ＰＳを出力する場合には、省略することができる。

次に、制御部５３０は、経過時間算出手段Ｐ１２により、最終ＧＰＳ情報取得日時特定手段Ｐ１１にて特定した測量終了日時ｔａ＿ｅｄ（この例では「2012.12.3 11:35:26」、図１８（ｂ）参照）から先頭ＧＰＳ情報取得日時特定手段Ｐ７にて特定した測量開始日時ｔａ＿ｓｔ（この例では「2012.12.3 11:35:02」、図１８（ｂ）参照）を差し引いて測量開始日時ｔａ＿ｓｔから測量終了日時ｔａ＿ｅｄまでの経過時間Ｔｐ（この例では２４秒）を算出する（ステップＳ１２）。

次に、制御部５３０は、撮影枚数算出手段Ｐ１３により、経過時間算出手段Ｐ１２にて算出した経過時間Ｔｐを所定の周期Ｔａ（ここでは２秒）で割ってその値に１を加えることで、測量により撮影すべき撮影枚数（この例では１３枚）を算出する（ステップＳ１３）。

次に、制御部５３０は、照合手段Ｐ１４により、写真枚数カウント手段Ｐ１０にてカウントした写真枚数（この例では１１枚）と撮影枚数算出手段Ｐ１３にて算出した撮影枚数（この例では１３枚）とが一致するか否かを照合する（ステップＳ１４）。

このように、写真枚数と撮影枚数とが一致するか否かを照合することで、カメラ２０側においてシャッター間隔で周期的に撮影される写真の画像ファイルデータＤＴ１の抜けが発生したか否かをコンピュータ５００に認識させることができる。

ここで、写真枚数と撮影枚数とが一致しない場合には、先頭の写真以降の画像ファイルデータＤＴ１とＧＰＳ情報ＤＴ２とを正しく対応付けることができない。

よって、制御部５３０は、抜け箇所検出手段Ｐ１５により、照合手段Ｐ１４にて写真枚数（この例では１１枚）と撮影枚数（この例では１３枚）とが一致しない場合において、先頭の画像ファイルデータＤＴ１＿ｓｔ（図１８（ａ）参照）から最終の画像ファイルデータＤＴ１＿ｅｄ（図１８（ａ）参照）のうち、撮影間隔算出手段Ｐ２にて算出した撮影間隔ＤＧがシャッター間隔Ｔｓ（ここでは２秒）と一致しない箇所である抜け箇所（図１８（ａ）のβ参照）を検出する（ステップＳ１５）。

そして、制御部５３０は、対応付け手段Ｐ８により、図１３に示すステップＳ８において先頭の写真以降の画像ファイルデータＤＴ１に対してＧＰＳ情報取得日時ｔａにおけるＧＰＳ情報ＤＴ２を、抜け箇所検出手段Ｐ１５にて検出した抜け箇所（図１８（ａ）のβ参照）を飛ばして、対応付ける（図１９参照）。

こうすることで、たとえ写真枚数と撮影枚数とが一致しない場合でも、先頭の写真以降の画像ファイルデータＤＴ１とＧＰＳ情報取得日時ｔａとを正しく対応付けることが可能となる。

また、本実施の形態では、小型無人ヘリコプターを使用することにより、有人ヘリコプターを用いる場合よりも、遥かに低コストで、しかも必要なときに必要な場所で簡単にかつ容易に測量作業を行うことができるという利点がある。

ところで、飛行体からレーザ光を測量対象に照射して該測量対象からの反射波を受信するレーザ発信受信装置を用いて測量を行う航空レーザ測量という測量手法も従来から知られている。カメラ２０を用いた写真測量及び航空レーザ測量は、何れも３次元地形状を測量することができるが、カメラ２０を用いた写真測量では、数値表層モデル（ＤＳＭ：Digital Surface Model）、すなわち地表面しか測量できないのに対し、航空レーザ測量では、数値表層モデルの他、数値地形モデル（ＤＴＭ：Digital Terrain Model）、すなわち地表そのものを測量することができる。

この航空レーザ測量では、非常に短い周期（例えば１０万分の１秒の周期）でレーザ光を測量対象に照射する。航空レーザ測量で必要な情報は、水平方向の位置である水平位置、標高、それと重要なのは姿勢（ピッチング方向、ローリング方向、ヨーイング方向の角度）である。但し、これらのうち、ＧＰＳ受信機で取得できる情報は、一定間隔の水平位置及び標高だけである。例えば、ＧＰＳ受信機からのＧＰＳ情報における一定間隔の水平位置及び標高を用いて測量を行う際に、ＧＰＳ受信機からＧＰＳ情報を取得する周期以外の時には、一定間隔の水平位置及び標高の情報を取得することができず、それだけ測量精度が低下する。なお、ＧＰＳ受信機からＧＰＳ情報を取得する周期は、多くは１秒（周波数１Ｈｚ）であるが、最近では２０分の１秒（周波数２０Ｈｚ）の場合もある。

これを解消するために、従来は、ＩＭＵからの３軸の加速度及び３軸の角加速度の情報を用いて一定間隔の水平位置及び標高といった情報を取得する。しかし、本実施の形態の課題の一つは、ＩＭＵを搭載することなく、飛行体に搭載する重量を軽減させた状態で測量精度の悪化を抑制することにある。

そこで、本実施の形態に係る測量システム１００は、後述する図２０に示すように、飛行体１０に搭載されて飛行体１０からレーザ光を測量対象２００に照射して測量対象２００からの反射波を受信するレーザ発信受信装置５０をさらに備える場合には、飛行体１０に搭載された加速度計６０及び角加速度計７０をさらに備えている。

図２０は、飛行体１０にレーザ発信受信装置５０、加速度計６０及び角加速度計７０をさらに搭載した測量システム１００における制御装置４０を中心に示すシステム構成を示す概略ブロック図である。

図２０に示すように、レーザ発信受信装置５０は、３Ｄレーザスキャナ５１とされており、制御装置４０の指示の下、予め定められた角度の範囲内においてＧＰＳ受信周期（具体的には１秒）より短いスキャン周期（例えば１０万分の１秒）でレーザ光を走査する。

制御装置４０は、レーザ発信受信装置５０で受信した測量対象２００の受信情報をスキャン周期（例えば１０万分の１秒）毎に記憶部４１における第２外部記録媒体ＭＥ２に保存する。

加速度計６０及び角加速度計７０は、ＩＭＵよりも安価でかつ小型なものとされている。具体的には、加速度計６０及び角加速度計７０は、ＧＰＳ受信機が内蔵され、加速度、角加速度データの計算・出力周期が２０００分の１秒（２ｋＨｚの周波数）とされており、その各データに対してＧＰＳ受信機から得られた正確な時刻（タイムスタンプ）を付加することができるものとされている。

ところで、加速度計６０及び角加速度計７０は、安価でかつ小型なものを用いていることから、精度が低下し易い。

この点、本実施の形態では、一定間隔の水平位置及び標高の絶対的な値は、図１１に示すコンピュータ５００（アプリケーションソフトによる処理）において、ＧＰＳ受信機からのローデータを用いたポストプロセッシング（後処理）を行うことで得られた精度の良い値（データ量は周波数１Ｈｚ〜２０Ｈｚ）とされる。コンピュータ５００は、こうして得られた水平位置及び標高を基に、加速度計６０からの加速度及び角加速度計７０からの角速度を積分／按分することにより、レーザ発信受信装置５０のスキャン周期（例えば１０万分の１秒）分の水平位置及び標高を生成する。

一方、姿勢（ピッチング方向、ローリング方向、ヨーイング方向の角度）で絶対的な値は、コンピュータ５００（アプリケーションソフトによる処理）において、バンドル計算の処理を行うことで得られたピッチング方向、ローリング方向、ヨーイング方向の角度の値（データ量は、水平位置及び標高と同様、周波数１Ｈｚ〜２０Ｈｚ）とされる。コンピュータ５００は、こうして得られた姿勢（ピッチング方向、ローリング方向、ヨーイング方向の角度）を基に、バンドル計算で得られている２点の値と、加速度計６０からの加速度及び角加速度計７０からの角速度の積分データを照合し比例配分して得られた算出値とにより、レーザ発信受信装置５０のスキャン周期（例えば１０万分の１秒）分の姿勢（ピッチング方向、ローリング方向、ヨーイング方向の角度）を生成する。

そして、コンピュータ５００は、スキャン周期（例えば１０万分の１秒）毎の時刻、緯度、経度、標高、ヨーイング方向、ローリング方向、ピッチング方向の角度といったスキャナ用のデータをＧＰＳ情報ＤＴ２の補填情報として、スキャン周期（例えば１０万分の１秒）毎に記憶部５４０に保存する。

本実施の形態では、図１１に示すコンピュータ５００内で処理するようにしたが、加速度計６０からの加速度及び角加速度計７０からの角速度の値をＧＰＳ受信周期及びスキャン周期と正確に時間同期させ得る手段を用いることが可能な場合には、加速度計６０及び角加速度計７０と図２０に示す制御装置４０とを電気的に同期させて、スキャン周期（例えば１０万分の１秒）毎に第２外部記録媒体ＭＥ２のＧＰＳ情報ＤＴ２の記憶領域に保存するようにしてもよい。

なお、レーザ発信受信装置５０、加速度計６０及び角加速度計７０としては、従来公知のものを用いることができ、ここでは、これらの詳しい説明は省略する。

このように、レーザ発信受信装置５０を用いることで、地表面に加えて、地表そのものの高精度な測量を実現させることが可能となる。

しかも、ＩＭＵからの３軸の加速度に代えて、加速度計６０からの３軸の加速度を用い、かつ、ＩＭＵからの３軸の角加速度に代えて、角加速度計７０からの３軸の角速度を用いることで、所定の周期Ｔａ（ここでは２秒）以外の時に、緯度、経度及び標高の情報を得ることができ、これにより、所定の周期Ｔａ（ここでは２秒）以外の時の測量精度を確保することが可能となる。

また、本実施の形態では、ＧＮＳＳ（全地球測位システム）として、ＧＰＳを用いたが、ＧＬＯＮＡＳＳ、ガリレオ、コンパス、ＱＺＳＳ等のＧＮＳＳ（全地球測位システム）も用いることもできる。

また、ＧＮＳＳによる測量手法として、リアルタイムキネマティック（ＲＴＫ：Real Time Kinematic）測量手法を用いることができる。

本発明は、以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、かかる実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

１０ 飛行体
２０ カメラ
３０ ＧＰＳ受信機
４０ 制御装置
４１ 記憶部
５０ レーザ発信受信装置
６０ 加速度計
７０ 角加速度計
１００ 測量システム
２００ 測量対象
３００ ＧＰＳ衛星
４００ タイマー装置
４１０ ＧＰＳ受信機
４２０ 表示部
５００ コンピュータ
ＤＧ 撮影間隔
ＤＴ１ 画像ファイルデータ
ＤＴ２ ＧＰＳ情報
ＧＧ ＧＰＳ情報取得間隔
Ｍ 記録媒体
Ｍ１ 補正制御手段
Ｍ２ 出力制御手段
Ｐ プログラム
Ｐ１ 並び替え手段
Ｐ２ 撮影間隔算出手段
Ｐ３ 写真側間隔パターン検出手段
Ｐ４ 先頭写真特定手段
Ｐ５ ＧＰＳ情報取得間隔算出手段
Ｐ６ ＧＰＳ側間隔パターン検出手段
Ｐ７ 先頭ＧＰＳ情報取得日時特定手段
Ｐ８ 対応付け手段
Ｐ９ 最終写真特定手段
Ｐ１０ 写真枚数カウント手段
Ｐ１１ 最終ＧＰＳ情報取得日時特定手段
Ｐ１２ 経過時間算出手段
Ｐ１３ 撮影枚数算出手段
Ｐ１４ 照合手段
Ｐ１５ 抜け箇所検出手段
ＰＳ 撮影信号
ＰＴ 仮シャッター間隔パターン
Ｔ（１） 第１仮シャッター間隔
Ｔ（２） 第２仮シャッター間隔
Ｔａ 所定の周期
Ｔｄ シャッター遅れ時間
Ｔｐ 経過時間
Ｔｓ シャッター間隔
ｔａ ＧＰＳ情報取得日時
ｔａ＿ｓｔ 測量開始日時
ｔａ＿ｅｄ 測量終了日時
ｔｂ 補正タイミング

Claims (13)

1. 飛行体から測量対象を撮影するカメラ及びＧＮＳＳ衛星からの電波を受信するＧＮＳＳ受信機に対する制御を司る制御装置であって、
   前記カメラのシャッターを切るための撮影信号を出力する出力制御手段を備え、
   前記出力制御手段は、予め定めた所定の周期の時間間隔であるシャッター間隔毎に前記撮影信号を出力する一方、前記シャッター間隔毎に前記撮影信号を出力する直前に、前記シャッター間隔とは異なり、かつ、互いに異なる時間間隔である複数の仮シャッター間隔を組み合わせた仮シャッター間隔パターンで前記撮影信号を出力することを特徴とする制御装置。
2. 請求項１に記載の制御装置であって、
   前記出力制御手段は、予め定めた所定の周期の時間間隔であるシャッター間隔毎に前記撮影信号を出力する一方、前記シャッター間隔毎の前記撮影信号を出力した直後に、前記シャッター間隔とは異なり、かつ、互いに異なる時間間隔である複数の仮シャッター間隔を組み合わせた仮シャッター間隔パターンで前記撮影信号を出力することを特徴とする制御装置。
3. 飛行体から測量対象を撮影するカメラ及びＧＮＳＳ衛星からの電波を受信するＧＮＳＳ受信機に対する制御を司る制御装置であって、
   前記カメラのシャッターを切るための撮影信号を出力する出力制御手段を備え、
   前記出力制御手段は、予め定めた所定の周期の時間間隔であるシャッター間隔毎に前記撮影信号を出力する一方、前記シャッター間隔毎の前記撮影信号を出力した直後に、前記シャッター間隔とは異なり、かつ、互いに異なる時間間隔である複数の仮シャッター間隔を組み合わせた仮シャッター間隔パターンで前記撮影信号を出力することを特徴とする制御装置。
4. 請求項１から請求項３までの何れか１項に記載の制御装置であって、
   前記複数の仮シャッター間隔は、予め定めた所定の時間間隔である第１仮シャッター間隔と、前記第１仮シャッター間隔とは異なる予め定めた所定の時間間隔である第２仮シャッター間隔とを含み、
   前記出力制御手段は、前記仮シャッター間隔パターンとして、最初に、前記第１仮シャッター間隔で予め定めた所定の回数である第１仮シャッター回数分だけ前記撮影信号を出力し、次に、前記第２仮シャッター間隔で予め定めた所定の回数である第２仮シャッター回数分だけ前記撮影信号を出力し、次に、前記第１仮シャッター間隔で前記第１仮シャッター回数分だけ前記撮影信号を出力することを特徴とする制御装置。
5. 請求項１から請求項４までの何れか１項に記載の制御装置を備えた測量システムであって、
   前記出力制御手段は、前記ＧＮＳＳ受信機によりＧＮＳＳ情報を取得した時の前記ＧＮＳＳ情報の日時であるＧＮＳＳ情報取得日時に対して、前記撮影信号を出力し、
   前記カメラは、クロック機能を有し、かつ、撮影した写真の画像ファイルデータと前記クロック機能により該写真を撮影した時の日時である撮影日時とを対応付けて記録する構成とされており、
   前記カメラにて写真を撮影した時の前記撮影日時の情報に基づいて該写真の画像ファイルデータを前記撮影日時の順に並び替える並び替えステップと、
   前記並び替えステップにて前記撮影日時の順に並び替えられた写真の画像ファイルデータにおいて隣り合う画像ファイルデータの時間間隔である撮影間隔を算出する撮影間隔算出ステップと、
   前記撮影間隔算出ステップにて算出した前記撮影間隔に基づいて前記カメラにて撮影した写真の画像ファイルデータのうち前記仮シャッター間隔パターンが何処にあるかを検出する写真側間隔パターン検出ステップと、
   前記写真側間隔パターン検出ステップにて検出した前記仮シャッター間隔パターンの位置に基づいて前記カメラにて撮影した写真の画像ファイルデータのうち、前記測量対象の撮影を開始したときの先頭の画像ファイルデータを特定する先頭写真特定ステップと、
   前記ＧＮＳＳ受信機により取得した前記ＧＮＳＳ情報取得日時において隣り合うＧＮＳＳ情報取得日時の時間間隔であるＧＮＳＳ情報取得間隔を算出するＧＮＳＳ情報取得間隔算出ステップと、
   前記ＧＮＳＳ情報取得間隔算出ステップにて算出した前記ＧＮＳＳ情報取得間隔に基づいて前記ＧＮＳＳ受信機により取得した前記ＧＮＳＳ情報取得日時のうち前記仮シャッター間隔パターンが何処にあるかを検出するＧＮＳＳ側間隔パターン検出ステップと、
   前記ＧＮＳＳ側間隔パターン検出ステップにて検出した前記仮シャッター間隔パターンの位置に基づいて前記ＧＮＳＳ受信機により取得した前記ＧＮＳＳ情報取得日時のうち前記測量対象の撮影を開始したときの先頭のＧＮＳＳ情報取得日時である測量開始日時を特定する先頭ＧＮＳＳ情報取得日時特定ステップと、
   前記並び替えステップにて前記撮影日時の順に並び替えられた写真の画像ファイルデータにおいて前記先頭写真特定ステップにて特定した前記先頭の写真の画像ファイルデータを基準に該先頭の写真以降の画像ファイルデータに対して、前記先頭ＧＮＳＳ情報取得日時特定ステップにて特定した前記測量開始日時から前記所定の周期毎の前記ＧＮＳＳ情報取得日時における前記ＧＮＳＳ情報を順に対応付ける対応付けステップと
   を含む各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えていることを特徴とする測量システム。
6. 請求項５に記載の測量システムであって、
   前記各ステップは、
   前記先頭写真特定ステップにて特定した前記先頭の画像ファイルデータの位置と前記撮影間隔算出ステップにて算出した前記撮影間隔と前記シャッター間隔とに基づいて前記測量対象の撮影を終了したときの最終の画像ファイルデータを特定する最終写真特定ステップと、
   前記先頭写真特定ステップにて特定した前記先頭の写真の画像ファイルデータから前記最終写真特定ステップにて特定した前記最終の写真の画像ファイルデータまでの画像ファイルデータの数である写真枚数をカウントする写真枚数カウントステップと、
   前記先頭ＧＮＳＳ情報取得日時特定ステップにて特定した前記測量開始日時の位置と前記ＧＮＳＳ情報取得間隔算出ステップにて算出した前記ＧＮＳＳ情報取得間隔と前記シャッター間隔とに基づいて前記測量対象の撮影を終了したときの最終のＧＮＳＳ情報取得日時である測量終了日時を特定する最終ＧＮＳＳ情報取得日時特定ステップと、
   前記先頭ＧＮＳＳ情報取得日時特定ステップにて特定した前記測量開始日時と前記最終ＧＮＳＳ情報取得日時特定ステップにて特定した前記測量終了日時とに基づいて前記測量開始日時から前記測量終了日時までの経過時間を算出する経過時間算出ステップと、
   前記経過時間算出ステップにて算出した前記経過時間と前記所定の周期とに基づいて撮影枚数を算出する撮影枚数算出ステップと、
   前記写真枚数カウントステップにてカウントした前記写真枚数と前記撮影枚数算出ステップにて算出した前記撮影枚数とが一致するか否かを照合する照合ステップと
   をさらに含むことを特徴とする測量システム。
7. 請求項６に記載の測量システムであって、
   前記各ステップは、
   前記照合ステップにて前記写真枚数と前記撮影枚数とが一致しない場合において、前記撮影間隔算出ステップにて算出した前記撮影間隔が前記シャッター間隔と一致しない箇所である抜け箇所を検出する抜け箇所検出ステップ
   をさらに含み、
   前記対応付けステップは、前記先頭の写真以降の画像ファイルデータと前記ＧＮＳＳ情報取得日時における前記ＧＮＳＳ情報とを、前記抜け箇所検出ステップにて検出した前記抜け箇所を飛ばして、対応付けることを特徴とする測量システム。
8. 請求項５から請求項７までの何れか１項に記載の測量システムであって、
   前記カメラは、撮影した写真の画像ファイルデータを、撮影日時、緯度、経度及び標高を含む予め定めた所定の情報を埋め込み可能に規格化された画像ファイルデータフォーマットの形式に保存する構成とされており、
   前記対応付けステップは、前記画像ファイルデータフォーマットの前記所定の情報における前記撮影日時、前記緯度、前記経度及び前記標高を、前記ＧＮＳＳ情報における撮影日時、緯度、経度及び標高にそれぞれ置き換えることを特徴とする測量システム。
9. 請求項５から請求項８までの何れか１項に記載の測量システムであって、
   前記飛行体は、無線遠隔操縦される小型無人ヘリコプターであり、前記カメラと前記ＧＮＳＳ受信機と前記制御装置とを搭載することを特徴とする測量システム。
10. 請求項５から請求項９までの何れか１項に記載の測量システムであって、
    前記飛行体に搭載されて該飛行体からレーザ光を測量対象に照射して該測量対象からの反射波を受信するレーザ発信受信装置をさらに備えていることを特徴とする測量システム。
11. 請求項１０に記載の測量システムであって、
    前記飛行体に搭載されて該飛行体の加速度を計測する加速度計と、前記飛行体に搭載されて該飛行体の角加速度を計測する角加速度計とをさらに備えていることを特徴とする測量システム。
12. 請求項５から請求項１１までの何れか１項に記載の測量システムにおける前記各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
13. 請求項５から請求項１１までの何れか１項に記載の測量システムにおける前記各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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