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JP7540710B2 - Anti-aircraft markings - Google Patents
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JP7540710B2 - Anti-aircraft markings - Google Patents

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Description

本発明は、無人航空機(UAV:Unmanned Aerial Vehicle)に搭載したレーザスキャナによる測量に用いられる対空標識に関する。 The present invention relates to an airborne marker used in surveying using a laser scanner mounted on an unmanned aerial vehicle (UAV).

UAVを用いた公共測量について、国土地理院が「UAVを用いた公共測量マニュアル(案)」を策定している。本マニュアルは、数値地形図の作成と三次元点群の作成に分かれており、いずれもUAVで撮影した空中写真が用いられる。 Regarding public surveys using UAVs, the Geospatial Information Authority of Japan has drawn up a "Manual for Public Surveys Using UAVs (draft)." This manual is divided into the creation of digital topographical maps and three-dimensional point clouds, both of which use aerial photographs taken by UAVs.

UAVによる空中写真を用いた数値地形図又は三次元点群を作成する場合、標定点の設置が行われる。標定点の設置とは、空中三角測量に必要となる水平位置及び標高の基準となる点(以下、標定点という)を設置する作業をいう。 When creating a digital topographical map or a three-dimensional point cloud using aerial photographs taken by a UAV, control points are set up. Setting control points refers to the task of setting up points (hereafter referred to as control points) that serve as reference points for horizontal position and elevation required for aerial triangulation.

標定点には対空標識が設置される。対空標識は、拡大された空中写真上で確認できるように形状、寸法、色等を選定する。具体的な対空標識の模様が上記マニュアルに記載されている。図6に示す対空標識は、外形が正方形を有するベースの上面に、★型、×型、+型、○型の模様を描いたものである。同マニュアルには大きさも規定されており、模様の「辺長または円形の直径は15ピクセル以上で写る大きさを標準とする」とされている。 Anti-aircraft signs are installed at control points. The shape, size, color, etc. of anti-aircraft signs are selected so that they can be seen on enlarged aerial photographs. Specific anti-aircraft sign patterns are described in the above-mentioned manual. The anti-aircraft sign shown in Figure 6 has ★, X, +, and O patterns painted on the top surface of a base with a square outer shape. The manual also specifies the size, stating that the "standard size is that the side length or circular diameter of the pattern is 15 pixels or more."

従来、撮像画像中の対空標識内から基準点を抽出又は指定でき、生成される測量データの精度を向上させる対空標識及びUAV空撮測量システムが提案されている(例えば特許文献1参照)。 Previously, there have been proposals for airborne markers and UAV aerial photography surveying systems that can extract or specify reference points from within airborne markers in captured images, improving the accuracy of the generated survey data (see, for example, Patent Document 1).

UAV搭載型レーザスキャナを用いた測量では、標定点に設置された対空標識に対して特定の高度からレーザ光を所定レートで照射し、対空標識からのレーザ反射強度を測定する。対空標識の模様領域が黒く(濃色)、模様周辺領域が白(淡色)ければ、模様領域からの反射強度が模様周辺領域からの反射強度よりも相対的に強くなる。またレーザ光を利用して対空標識までの距離を測定でき、UAV高度との相対関係から対空標識の高さ(標高)を計算できる。UAV搭載型レーザスキャナを用いた測量において、対空標識を含んだレーザスキャン領域で測定される測定データは「点群」と呼ばれる。 In surveying using a UAV-mounted laser scanner, a laser beam is projected at a specific altitude at a specified rate onto an anti-aircraft beacon installed at a control point, and the intensity of the laser reflection from the beacon is measured. If the pattern area of the anti-aircraft beacon is black (dark color) and the area surrounding the pattern is white (light color), the intensity of the reflection from the pattern area will be relatively stronger than the intensity of the reflection from the area surrounding the pattern. The laser beam can also be used to measure the distance to the anti-aircraft beacon, and the height (altitude) of the anti-aircraft beacon can be calculated relative to the UAV altitude. In surveying using a UAV-mounted laser scanner, the measurement data measured in the laser scan area that includes the anti-aircraft beacon is called a "point cloud."

対空標識の点群データを抽出して、その反射強度から反射率の異なる点群データを認識し、既知形状の模様から、標定点に対応した対空標識の中心点を特定していた。 The system extracts point cloud data from anti-aircraft beacons, recognizes point cloud data with different reflectance rates from their reflection intensity, and identifies the center point of the anti-aircraft beacon corresponding to the control point from the pattern of a known shape.

特開2019-60641号公報JP 2019-60641 A

しかしながら、対空標識は、平面視にて正方形の外形形状となることから、対空標識上の点群が欠損していると、対空標識の中心点を特定することは容易でなかった。 However, because anti-aircraft signs have a square outer shape in a plan view, if the point cloud on the anti-aircraft sign is missing, it is not easy to identify the center point of the anti-aircraft sign.

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、対空標識上の点群が欠損していても、対空標識の中心点を容易に特定でき、測量データの精度を向上できる対空標識を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above-mentioned circumstances, and aims to provide an anti-aircraft marker that can easily identify the center point of the anti-aircraft marker even if the point cloud on the anti-aircraft marker is missing, thereby improving the accuracy of the survey data.

本発明の対空標識の一態様は、無人航空機に搭載されたレーザスキャナによる測量に用いられる対空標識であって、薄厚体からなるベースと、該ベースの厚さ方向少なくとも一方の面に表された模様とを備え、前記ベースの外形形状は、少なくとも一部が円弧状に形成され、前記基準模様は、前記ベースの中心を対称点として点対称となる複数の方形を備え、複数の前記方形は、4つのコーナーの1つが前記ベースの中心に位置し、他のコーナーの1つが前記ベースの外周縁上またはその近傍に配置されることを特徴とする。
本発明の対空標識の他の一態様は、無人航空機に搭載されたレーザスキャナによる測量に用いられる対空標識であって、薄厚体からなるベースと、該ベースの厚さ方向少なくとも一方の面に表された基準模様とを備え、前記ベースの外形形状は、少なくとも一部が円弧状に形成され、前記基準模様は、前記ベースの中心を対称点として点対称となる複数の三角形を備え、複数の前記三角形にて、3つのコーナーの1つが前記ベースの中心に位置し、他の2つのコーナーが前記ベースの外周縁上または外周縁から離れて内側に位置することを特徴とする。
本発明の対空標識の更に他の一態様は、無人航空機に搭載されたレーザスキャナによる測量に用いられる対空標識であって、薄厚体からなるベースと、該ベースの厚さ方向少なくとも一方の面に表された基準模様とを備え、前記ベースの外形形状は、少なくとも一部が円弧状に形成され、前記基準模様は、前記ベースの中心を対称点として点対称となる複数の形状を備え、前記ベースにおける前記基準模様が表された面には、前記対空標識の中心位置を内側に含む所定領域に前記基準模様の非形成領域が形成され、前記非形成領域の外形形状は、少なくとも一部が円弧状に形成されていることを特徴とする。
One aspect of the anti-aircraft marker of the present invention is an anti-aircraft marker used for surveying by a laser scanner mounted on an unmanned aerial vehicle, comprising a base made of a thin body and a pattern displayed on at least one surface in the thickness direction of the base, at least a portion of the outer shape of the base is formed in an arc shape , the reference pattern comprises a plurality of squares that are point-symmetric with respect to the center of the base, and each of the plurality of squares has one of its four corners located at the center of the base and one of its other corners located on or near the outer periphery of the base .
Another aspect of the anti-aircraft marker of the present invention is an anti-aircraft marker used for surveying by a laser scanner mounted on an unmanned aerial vehicle, comprising a base made of a thin body and a reference pattern represented on at least one surface in the thickness direction of the base, at least a portion of the outer shape of the base is formed in an arc shape, the reference pattern comprises a plurality of triangles that are point-symmetric with respect to the center of the base, and each of the plurality of triangles has one of three corners located at the center of the base and the other two corners located on the outer peripheral edge of the base or inwardly away from the outer peripheral edge.
Yet another aspect of the anti-aircraft marker of the present invention is an anti-aircraft marker used for surveying by a laser scanner mounted on an unmanned aerial vehicle, comprising a base made of a thin body and a reference pattern displayed on at least one surface in the thickness direction of the base, at least a portion of the outer shape of the base is formed in an arc-like shape, the reference pattern has a plurality of shapes that are point-symmetric with respect to the center of the base, and on the surface of the base on which the reference pattern is displayed, a non-forming area of the reference pattern is formed in a predetermined area that includes the center position of the anti-aircraft marker on the inside, and the outer shape of the non-forming area is at least partially formed in an arc-like shape.

本発明によれば、対空標識上の点群が欠損していても、対空標識の中心点を容易に特定でき、測量データの精度を向上できる対空標識を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an anti-aircraft marker that can easily identify the center point of the anti-aircraft marker even if the point cloud on the anti-aircraft marker is missing, thereby improving the accuracy of the survey data.

実施の形態に係る対空標識の平面図である。FIG. 2 is a plan view of an anti-aircraft marker according to an embodiment of the present invention. 実施の形態に係る対空標識の概略斜視図である。1 is a schematic perspective view of an anti-aircraft marker according to an embodiment of the present invention; 図3A及び図3Bは、変形例に係る対空標識の平面図である。3A and 3B are plan views of an anti-aircraft marker according to a modified example. 他の変形例に係る対空標識の平面図である。FIG. 13 is a plan view of an anti-aircraft marker relating to another modified example. 更に他の変形例に係る対空標識の平面図である。FIG. 13 is a plan view of an anti-aircraft marker relating to yet another modified example. 従来の各種対空標識の平面図である。FIG. 1 is a plan view of various conventional anti-aircraft markers. 図7Aは、実施の形態に係る対空標識での点群の一例であり、図7Bは、図7Aの点群における中心検出の説明図である。FIG. 7A is an example of a point cloud of an anti-aircraft marker according to an embodiment, and FIG. 7B is an explanatory diagram of center detection in the point cloud of FIG. 7A. 図8Aは、比較例に係る対空標識での点群の一例であり、図8Bは、図8Aの点群における中心検出の説明図である。FIG. 8A is an example of a point cloud of an anti-aircraft sign according to a comparative example, and FIG. 8B is an explanatory diagram of center detection in the point cloud of FIG. 8A. 図9Aは、実施の形態に係る対空標識での点群の他の一例であり、図9Bは、比較例に係る対空標識での点群の他の一例である。FIG. 9A is another example of a point cloud at an anti-aircraft marker in the embodiment, and FIG. 9B is another example of a point cloud at an anti-aircraft marker in the comparative example. 比較例に係る対空標識での点群の更に他の一例である。13 is yet another example of a point cloud of an anti-aircraft marker according to a comparative example. 図11A及び図11Bは、上記と異なる変形例に係る対空標識の平面図である。11A and 11B are plan views of an anti-aircraft marker according to a modified example different from that described above.

以下に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、下記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施できるものである。以下の図においては、説明の便宜上、一部の構成を省略することがある。以下の実施の形態での各構成の向きは、一例にすぎず、任意の向きに変更することができる。 Below, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiment described below, and can be modified as appropriate without departing from the gist of the present invention. For the sake of convenience, some components may be omitted from the following figures. The orientation of each component in the following embodiment is merely an example, and can be changed to any orientation.

図1は、実施の形態に係る対空標識の平面図である。対空標識10は、UAV搭載のレーザスキャナによる測量に用いられ、標定点に設置される。かかる測量において、対空標識10にはUAVからレーザ光が照射され、対空標識10上に有るレーザ点により、対空標識10の中心位置をレーザ点群から解析することができる。 Figure 1 is a plan view of an anti-aircraft marker according to an embodiment. The anti-aircraft marker 10 is used for surveying by a laser scanner mounted on a UAV and is installed at a control point. In such surveying, the anti-aircraft marker 10 is irradiated with laser light from the UAV, and the center position of the anti-aircraft marker 10 can be analyzed from the laser point cloud using the laser points on the anti-aircraft marker 10.

対空標識10は、薄厚体からなるベース11と、ベース11の厚さ方向の少なくとも一方の面となる上面11aに表された基準模様12とを備えている。 The anti-aircraft marker 10 comprises a base 11 made of a thin body and a reference pattern 12 displayed on the top surface 11a, which is at least one surface of the base 11 in the thickness direction.

ベース11の外形形状は、その厚さ方向に平行な方向から見た状態で円状(真円状)に形成されている。ベース11は木材や合成樹脂材等によって構成される板状部材によって形成される。ベース11中心には穴11bが形成され、穴11bを介して後述する脚部材の取り付け等に利用される。ベース11の剛性は、穴11bの形成周りだけでベース11を下方から支持した状態にて、ベース11が撓み変形しない又は若干の撓み変形が生じる程度の剛性とされる。 The external shape of the base 11 is circular (perfectly circular) when viewed from a direction parallel to its thickness direction. The base 11 is formed from a plate-like member made of wood, synthetic resin, or the like. A hole 11b is formed in the center of the base 11, and is used for attaching the leg members described below through the hole 11b. The rigidity of the base 11 is set to such an extent that the base 11 does not flex or flexes slightly when supported from below only around the area where the hole 11b is formed.

基準模様12は、図6に示した各模様の何れも採用でき、また、上述のような測量によって位置解析を行えれば限定されるものでないが、本実施の形態では、図6の+型を用いたものとする。かかる+型の基準模様12は、黒色または黒色と同等の濃色が施された2つの正方形12aによって表され、市松模様状をなす。なお、上記2つの正方形12a以外のベース11の上面11aは、白色や白色と同様の淡色(例えば木材の木地)とされる。 The reference pattern 12 can be any of the patterns shown in FIG. 6, and is not limited as long as position analysis can be performed by the above-mentioned surveying, but in this embodiment, the +-shaped reference pattern 12 in FIG. 6 is used. Such a +-shaped reference pattern 12 is represented by two squares 12a that are painted black or a dark color equivalent to black, forming a checkerboard pattern. The top surface 11a of the base 11 other than the two squares 12a is white or a light color similar to white (for example, the bare wood of wood).

基準模様12について更に詳述すると、ベース11の半径位置と正方形12aの対角線位置が同一とされ、一方の正方形12aに対し、他方の正方形12aがベース11の中心を対称点として点対称に配置されている。よって、各正方形12aの4つのコーナーの1つがベース11の中心に位置し、他のコーナーの1つがベース11の外周縁上またはその近傍に配置される。2つの正方形12aのコーナーが位置し、ベース11の中心となる位置が対空標識10の基準点とされる。 Going into further detail about the reference pattern 12, the radial position of the base 11 and the diagonal position of the squares 12a are the same, and one square 12a is arranged symmetrically with respect to the other square 12a, with the center of the base 11 being the point of symmetry. Thus, one of the four corners of each square 12a is located at the center of the base 11, and one of the other corners is located on or near the outer edge of the base 11. The position where the corners of the two squares 12a are located and which is the center of the base 11 is regarded as the reference point of the anti-aircraft sign 10.

図2は、実施の形態に係る対空標識の概略斜視図である。図2に示すように、対空標識10は、脚部材15を更に有する構成としてもよい。脚部材15は、ベース11の穴11bに挿通または嵌合してベース11の下面11c側に装着される。脚部材15は、三脚と同様の構造が採用される。具体的には、脚部材15は、ベース11の下面11c側から下方に延びる鉛直部15aと、鉛直部15aの周方向120°間隔毎に設けられて設置面(地面)に設置する設置部15bとを備えている。設置部15bはテレスコピック構造等によって長さ調整可能とされ、該調整によって、設置面からベース11の高さ位置を変更することが可能となる。 Figure 2 is a schematic perspective view of an anti-aircraft sign according to an embodiment. As shown in Figure 2, the anti-aircraft sign 10 may further include a leg member 15. The leg member 15 is inserted or fitted into a hole 11b in the base 11 and attached to the bottom surface 11c of the base 11. The leg member 15 has a structure similar to that of a tripod. Specifically, the leg member 15 has a vertical portion 15a extending downward from the bottom surface 11c of the base 11, and installation portions 15b provided at 120° intervals around the periphery of the vertical portion 15a and installed on a mounting surface (ground). The length of the installation portions 15b can be adjusted by a telescopic structure or the like, and the height position of the base 11 from the mounting surface can be changed by this adjustment.

このような実施の形態によれば、UAVからレーザ光を照射して対空標識10上の半分或いはそれ以上の点群が欠損していても、ベース11の外周となる少なくとも一部の円弧を特定できれば、その形状から対空標識10の中心(基準点)を導き出すことができる。 According to this embodiment, even if half or more of the points on the anti-aircraft sign 10 are missing when laser light is irradiated from the UAV, if at least a portion of the arc that forms the outer periphery of the base 11 can be identified, the center (reference point) of the anti-aircraft sign 10 can be derived from its shape.

ここで、本実施の形態の対空標識10と、図6における正方形の平面形状をなす+型の対空標識(以下、「従来対空標識」とする)との比較を以下に述べる。 Here, we will compare the anti-aircraft sign 10 of this embodiment with the +-shaped anti-aircraft sign with a square planar shape in Figure 6 (hereinafter referred to as the "conventional anti-aircraft sign").

対空標識10の中心位置検出は、従来対空標識に比べ、本実施の形態のように円形形状とした方が、解析ソフトで検出した場合でも、作業者が探す場合でも有効となる。また、本実施の形態のように円形形状とすることで、上空からの認識で対空標識10の一部が欠けてしまった場合でも、中心位置を導き易くすることができる。 Compared to conventional anti-aircraft signs, the circular shape of the present embodiment is more effective in detecting the center position of the anti-aircraft sign 10, whether it is detected by analysis software or searched for by an operator. Also, by making it circular like the present embodiment, it is easier to determine the center position even if part of the anti-aircraft sign 10 is missing when recognized from the air.

従来対空標識のように基準模様の外縁とベースの外縁との位置が概ね一致する場合、基準模様の黒色部外縁とベースの外縁とが一致する部分でレーザ点を認識しにくくなったり、反射率の異なる点を認識しにくい問題がある。この一方、本実施の形態は円形形状とすることで、対空標識10の外寄り領域に反射率の大きめな白色が輪郭として配置されるので、反射率の異なる点を認識し易くすることができる。 When the positions of the outer edge of the reference pattern and the outer edge of the base are roughly aligned, as in conventional anti-aircraft markers, there is a problem that it is difficult to recognize the laser point or points with different reflectance in the area where the outer edge of the black part of the reference pattern and the outer edge of the base match. On the other hand, by making the shape of the circle in this embodiment, a white color with a higher reflectance is arranged as an outline in the outer area of the anti-aircraft marker 10, making it easier to recognize points with different reflectance.

従来対空標識のように正方形状であると、対空標識上の点群が欠損していた場合に、その形状から中心特定が容易でなかった。一方、本実施の形態では、対空標識10上の半分或いはそれ以上の点群が欠損していても、ベース11の外周となる少なくとも一部の円弧を特定できれば、その形状から対空標識10の中心を導き出すことができる。 When conventional anti-aircraft signs are square-shaped, if the point cloud on the anti-aircraft sign is missing, it is not easy to identify the center from its shape. On the other hand, in this embodiment, even if half or more of the point cloud on the anti-aircraft sign 10 is missing, if at least a portion of the arc that forms the outer periphery of the base 11 can be identified, the center of the anti-aircraft sign 10 can be derived from its shape.

続いて、図7~図10を用いて、本実施の形態の対空標識と、比較例の対空標識とにおいて、点群に対する対空標識の中心点(基準点)の検出方法を比較しつつ説明する。図7~図10の各図においては、黒塗りの四角形状(■)をなす複数の点で点群を表している。 Next, using Figures 7 to 10, we will explain and compare the detection method of the center point (reference point) of the anti-aircraft sign relative to the point cloud between the anti-aircraft sign of this embodiment and the anti-aircraft sign of the comparative example. In each of Figures 7 to 10, the point cloud is represented by multiple points that form a black rectangular shape (■).

図7Aは、実施の形態に係る対空標識での点群の一例であり、図7Bは、図7Aの点群における中心検出の説明図である。図8Aは、比較例に係る対空標識での点群の一例であり、図8Bは、図8Aの点群における中心検出の説明図である。比較例に係る対空標識50(図8B参照)は、正方形状(4つのコーナーの角度が全て等しい菱形形状)に形成される。図7A、図7B、図8A及び図8Bでは、対空標識10、50上の点群に欠損がない、或いは、殆ど欠損がない状態とされる。 Figure 7A is an example of a point cloud for an anti-aircraft sign according to an embodiment, and Figure 7B is an explanatory diagram of center detection in the point cloud of Figure 7A. Figure 8A is an example of a point cloud for an anti-aircraft sign according to a comparative example, and Figure 8B is an explanatory diagram of center detection in the point cloud of Figure 8A. The anti-aircraft sign 50 according to the comparative example (see Figure 8B) is formed in a square shape (a diamond shape with all four corners at equal angles). In Figures 7A, 7B, 8A, and 8B, the point clouds on the anti-aircraft signs 10, 50 have no or almost no missing points.

このような状態において、実施の形態の対空標識10で中心点を検出する場合、図7Bに示すように、点群に対し、対空標識10の外形形状に対応する円形のパターンPaを図7Bの紙面に平行な方向に移動し、点群の外周とパターンPaとを位置合わせする。そして、位置合わせされたパターンPaの中心位置を対空標識10の中心位置として検出する。 In this state, when detecting the center point with the anti-aircraft sign 10 of the embodiment, as shown in FIG. 7B, a circular pattern Pa corresponding to the external shape of the anti-aircraft sign 10 is moved in a direction parallel to the paper surface of FIG. 7B relative to the point cloud, and the outer periphery of the point cloud and pattern Pa are aligned. Then, the center position of the aligned pattern Pa is detected as the center position of the anti-aircraft sign 10.

また、比較例の対空標識50で中心点を検出する場合、図8Bに示すように、点群に対し、対空標識50の外形形状に対応する正方形のパターンPbを移動し、点群の外周とパターンPbとを位置合わせする。このとき、パターンPbを図8Bの紙面に平行な方向に移動するだけでなく、該紙面に直交する軸回りで回転する方向の移動が必要になる。 When detecting the center point with the anti-aircraft sign 50 of the comparative example, as shown in FIG. 8B, a square pattern Pb corresponding to the external shape of the anti-aircraft sign 50 is moved relative to the point cloud, and the outer periphery of the point cloud is aligned with the pattern Pb. At this time, it is necessary not only to move the pattern Pb in a direction parallel to the paper surface of FIG. 8B, but also to move it in a direction rotating around an axis perpendicular to the paper surface.

図9Aは、実施の形態に係る対空標識での点群の他の一例であり、図9Bは、比較例に係る対空標識での点群の他の一例である。図9A及び図9Bでは、図7A及び図8Aと比べ、対空標識10、50上の点群に約50%程度の欠損が発生した状態とされる。 Figure 9A is another example of a point cloud for an anti-aircraft marker in the embodiment, and Figure 9B is another example of a point cloud for an anti-aircraft marker in the comparative example. In Figures 9A and 9B, compared to Figures 7A and 8A, there is a loss of approximately 50% of the point cloud on the anti-aircraft markers 10 and 50.

図9A及び図9Bに示すように点群にある程度の欠損が発生すると、図9Bの比較例では、図の紙面に直交する軸回りで回転する方向にて、パターンPbの向きを設定し難くなる。具体的には、かかるパターンPbの向きを所定角度の範囲にて回転して調整する負担が生じ(図9Bの二点鎖線のパターンPbを参照)、そのために対空標識50の中心点を導き難くなる。これに対し、図9Aの実施の形態では、点群全てを内側に配置するよう点群の外周に対し、パターンPaを位置合わせすればよく、比較例のような回転方向の向き調整を省略することができる。これにより、比較例の正方形の対空標識50に比べ、実施の形態における円形の対空標識10の方が手間を減らして中心位置を導き易くすることができる。 When a certain degree of loss occurs in the point cloud as shown in Figures 9A and 9B, in the comparative example of Figure 9B, it becomes difficult to set the orientation of pattern Pb in the direction of rotation around an axis perpendicular to the paper surface of the figure. Specifically, the burden of rotating and adjusting the orientation of such pattern Pb within a certain angle range is incurred (see pattern Pb in the two-dot chain line in Figure 9B), which makes it difficult to derive the center point of the anti-aircraft sign 50. In contrast, in the embodiment of Figure 9A, it is sufficient to align pattern Pa with the outer periphery of the point cloud so that all of the point cloud is located inside, and it is possible to omit the orientation adjustment in the rotation direction as in the comparative example. As a result, it is easier to derive the center position with less effort with the circular anti-aircraft sign 10 in the embodiment than with the square anti-aircraft sign 50 in the comparative example.

図10は、比較例に係る対空標識での点群の更に他の一例である。図10では、正方形状に形成される対空標識50上の点群に約75%程度の欠損が発生した状態とされる。 Figure 10 is yet another example of a point cloud for an anti-aircraft marker in a comparative example. In Figure 10, the point cloud on the square-shaped anti-aircraft marker 50 is in a state where approximately 75% of the point cloud is missing.

図10に示すように、点群の欠損の生じ方次第では、上記回転する方向でのパターンPbの向きを広い角度範囲で適用し得るようになり、これに伴って図の紙面に平行な方向の移動調整の負担も大きくなるため、対空標識50の中心点がより導き難くなる。この点、実施の形態では、比較例のような回転方向の向き調整を省略できる点で負担軽減を図ることができる。 As shown in FIG. 10, depending on how the point cloud is lost, the orientation of the pattern Pb in the rotational direction can be applied over a wide range of angles, and this increases the burden of adjusting the movement in a direction parallel to the paper surface of the figure, making it more difficult to derive the center point of the anti-aircraft sign 50. In this regard, the embodiment can reduce the burden by omitting the orientation adjustment in the rotational direction as in the comparative example.

以上、本開示に係る発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本開示に係る発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されないということは明らかである。本開示に係る発明は、請求の範囲の記載に基づいて定まる発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本明細書の記載は、例示説明を目的とし、本開示に係る発明に対して何ら制限的な意味をもたらさない。 Although the invention disclosed herein has been described in detail above, it is clear to those skilled in the art that the invention disclosed herein is not limited to the embodiments described herein. The invention disclosed herein can be implemented in modified and altered forms without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the claims. Therefore, the description in this specification is intended as an illustrative example and does not impose any limiting meaning on the invention disclosed herein.

例えば、基準模様12は、図3A及び図3Bに示すように図6のX型を用いて表してもよい。図3A及び図3Bは、変形例に係る対空標識の平面図である。図3Aの変形例では、X型の基準模様12は、黒色等の濃色が施された2つの直角二等辺三角形12bによって表されている。各直角二等辺三角形12bの直角となるコーナーがベース11の中心に位置し、他の2つのコーナーがベース11の外周縁上またはその近傍に配置される。一方の直角二等辺三角形12bに対し、他方の直角二等辺三角形12bがベース11の中心を対称点として点対称に配置されている。 For example, the reference pattern 12 may be represented using the X-shape of FIG. 6 as shown in FIG. 3A and FIG. 3B. FIG. 3A and FIG. 3B are plan views of an anti-aircraft sign according to a modified example. In the modified example of FIG. 3A, the X-shaped reference pattern 12 is represented by two right-angled isosceles triangles 12b that are colored darkly, such as black. The right-angled corner of each right-angled isosceles triangle 12b is located at the center of the base 11, and the other two corners are located on or near the outer periphery of the base 11. With respect to one right-angled isosceles triangle 12b, the other right-angled isosceles triangle 12b is arranged point-symmetrically with respect to the center of the base 11.

図3Bの変形例では、図3Aの変形例の基準模様12を相似形に小さくしたものであり、各直角二等辺三角形12bの45°をなすコーナーがベース11の外周縁から離れて内側に位置する。図3Bのように、基準模様12は、ベース11の外周縁から離れていてもよい。 In the modified example of FIG. 3B, the reference pattern 12 of the modified example of FIG. 3A is made smaller in a similar shape, and the 45° corners of each isosceles right triangle 12b are located inward and away from the outer periphery of the base 11. As in FIG. 3B, the reference pattern 12 may be located away from the outer periphery of the base 11.

また、基準模様12は、図4に示すように、2つの銀杏葉形状12cで表してもよい。銀杏葉形状12cは、図3Bの直角二等辺三角形12bの45°をなすコーナーを結ぶ辺をベース11の外縁と平行な円弧状に変えて形成される。 The reference pattern 12 may also be represented by two ginkgo leaf shapes 12c, as shown in FIG. 4. The ginkgo leaf shape 12c is formed by changing the side connecting the 45° corners of the right-angled isosceles triangle 12b in FIG. 3B into an arc parallel to the outer edge of the base 11.

脚部材15は、上記実施の形態の構成に限られず、種々の変更が可能である。例えば、ベース11の下面11cにヒンジ構造を介して軸状をなす脚体を3本またはそれ以上取り付け、ベース11の下面11cから斜め下向きに脚体を配置してベース11を所定高さ位置に配置してもよい。 The leg member 15 is not limited to the configuration of the above embodiment, and various modifications are possible. For example, three or more axial legs may be attached to the underside 11c of the base 11 via a hinge structure, and the legs may be arranged diagonally downward from the underside 11c of the base 11, so that the base 11 is positioned at a predetermined height.

また、ベース11の外形形状は、真円となる円形に限定されるものでなく、例えば、図5に示すように、該真円の径方向両側を該径方向と直交する方向に切り欠いた形状に形成してよい。本発明のベース11の外形形状は、上記実施の形態と同様に対空標識10の中心を特定できる限りにおいて、少なくとも一部が円弧状に形成されていればよい。かかる円弧の軌跡に沿う仮想円の中心位置は、対空標識10の中心位置することが好ましい。なお、円弧状とは、真円の軌跡に沿う形状だけでなく、楕円等の滑らかに湾曲する種々の曲線に沿う形状を含む概念である。 The external shape of the base 11 is not limited to a perfect circle, and may be formed, for example, as shown in FIG. 5, with both radial sides of the perfect circle cut out in a direction perpendicular to the radial direction. As with the above embodiment, the external shape of the base 11 of the present invention may be at least partially formed in an arc shape, so long as the center of the anti-aircraft sign 10 can be identified. It is preferable that the center position of the virtual circle that follows the trajectory of such an arc is the center position of the anti-aircraft sign 10. Note that the concept of an arc shape includes not only shapes that follow the trajectory of a perfect circle, but also shapes that follow various smoothly curving curves such as an ellipse.

基準模様12は、図11A及び図11Bに示すように図1の形状から変形して表してもよい。図11A及び図11Bは、上記と異なる変形例に係る対空標識の平面図である。図11A及び図11Bの変形例は、ベース11における基準模様12が表された面すなわち上面11aの所定領域に基準模様12の非形成領域20を備えている。非形成領域20は、対空標識10の中心位置を中心とする円形領域にて基準模様12が除去されるように形成されていない領域とされる。よって、非形成領域20は、ベース11の上面11aと同色となる白色や白色と同様の淡色とされる。 The reference pattern 12 may be modified from the shape shown in FIG. 1 as shown in FIG. 11A and FIG. 11B. FIG. 11A and FIG. 11B are plan views of an anti-aircraft sign relating to a modified example different from the above. The modified example of FIG. 11A and FIG. 11B has a non-forming area 20 of the reference pattern 12 in a predetermined area of the surface of the base 11 on which the reference pattern 12 is displayed, i.e., the top surface 11a. The non-forming area 20 is a circular area centered on the center position of the anti-aircraft sign 10, where the reference pattern 12 is not formed so that it is removed. Therefore, the non-forming area 20 is the same color as the top surface 11a of the base 11, that is, white, or a light color similar to white.

基準模様12は、上記実施の形態では2つの正方形12a(図1参照)としたが、図11A及び図11Bの変形例では、かかる正方形12aにおけるベース11の中心側のコーナーが四分円弧状に切り欠きされた模様形成部21によって形成される。2つの模様形成部21は、ベース11の中心を対称点として点対称に配置されている。 In the above embodiment, the reference pattern 12 is two squares 12a (see FIG. 1), but in the modified example shown in FIG. 11A and FIG. 11B, the corner of the square 12a facing the center of the base 11 is formed by a pattern forming portion 21 cut into a quadrant arc shape. The two pattern forming portions 21 are arranged symmetrically with respect to the center of the base 11.

なお、図11Aにおける変形例の非形成領域20の径寸法は、ベース11の径寸法の約11%とされ、図11Bにおける変形例の非形成領域20の径寸法は、ベース11の径寸法の約17%とされる。よって、図11Bの非形成領域20は、図11Aの非形成領域20の約1.5倍の径寸法とされる。 The diameter of the non-forming region 20 in the modified example in FIG. 11A is approximately 11% of the diameter of the base 11, and the diameter of the non-forming region 20 in the modified example in FIG. 11B is approximately 17% of the diameter of the base 11. Therefore, the non-forming region 20 in FIG. 11B has a diameter that is approximately 1.5 times that of the non-forming region 20 in FIG. 11A.

ここで、基準模様12の黒色部とベース11の上面11aの白色部とではレーザ測量時の誤差量が異なり、黒色部の方が白色部より誤差量が相対的に大きくなる。そのため、対空標識10の中心位置特定後に行う該中心位置の誤差計算(特に高さ方向)に影響を及ぼしていた。この点、図11A及び図11Bの変形例では、ベース11の中心部に白色部となる非形成領域20を形成することで黒色部に起因する誤差の影響を抑えることができる。 The amount of error during laser surveying differs between the black parts of the reference pattern 12 and the white parts of the top surface 11a of the base 11, with the amount of error being relatively larger for the black parts than for the white parts. This affects the error calculation (particularly in the vertical direction) of the center position of the anti-aircraft marker 10, which is performed after the center position is identified. In this regard, in the modified example of Figures 11A and 11B, a non-forming area 20 that becomes a white part is formed in the center of the base 11, thereby making it possible to suppress the effect of errors caused by the black parts.

図11A及び図11Bの変形例においても、上述のように対空標識10の外形形状を円形とすることで中心位置を導き易くでき、且つ、非形成領域20の円形パターンを補助として用意できるので、中心位置をより容易に導くことができる。 In the modified examples of Figures 11A and 11B, as described above, the outer shape of the anti-aircraft marker 10 is made circular, making it easier to determine the center position, and the circular pattern of the non-forming area 20 can be provided as an aid, making it easier to determine the center position.

対空標識10の外周付近をレーザ照射した場合、ベース11の外縁には段差が生じ、該外縁近傍においてレーザの照射箇所によっては欠損となる可能性がある。ところが、非形成領域20を形成した変形例では、非形成領域20の円形形状を特定しつつ、非形成領域20の外周に段差が発生しないので、レーザ照射の欠損が生じ難くなって検出精度の向上を図ることができる。 When a laser is applied near the outer periphery of the anti-aircraft marker 10, a step is generated on the outer edge of the base 11, and depending on the location of the laser irradiation near the outer edge, there is a possibility of a defect. However, in the modified example in which a non-forming area 20 is formed, the circular shape of the non-forming area 20 is specified, and no step is generated on the outer periphery of the non-forming area 20, so that defects in the laser irradiation are less likely to occur, and detection accuracy can be improved.

図11Aの変形例と図11Bの変形例とにおいて、同一条件にてレーザ照射して対空標識10の中心位置を検出する実験を行ったところ、非形成領域20の径寸法が大きい図11Bの変形例の方が中心位置をより容易に導くことができた。その理由は、図11Bの変形例の方が非形成領域20の円弧が大きくなり、黒色部と白色部との境界を区別し易くなるからである。特に、UAVの飛行高度を高くすることで点群密度が薄くなったり点群の欠損が生じたりした際、図11Bの変形例の方が図11Aの変形例よりの方が対空標識10の中心位置を導き易くなった。 An experiment was conducted to detect the center position of the anti-aircraft sign 10 by irradiating a laser under the same conditions for the modified example of FIG. 11A and the modified example of FIG. 11B. In this experiment, the center position was easier to derive for the modified example of FIG. 11B, in which the diameter dimension of the non-formation area 20 is larger. This is because the arc of the non-formation area 20 is larger for the modified example of FIG. 11B, making it easier to distinguish the boundary between the black and white areas. In particular, when the point cloud density becomes thin or there are missing points due to the flight altitude of the UAV being increased, it was easier to derive the center position of the anti-aircraft sign 10 for the modified example of FIG. 11B than for the modified example of FIG. 11A.

ここで、非形成領域20の外形形状は、対空標識10の中心位置を内側に含みつつ上記と同様に対空標識10の中心を特定できる限りにおいて、少なくとも一部が円弧状に形成されていればよい。かかる円弧の軌跡に沿う仮想円の中心位置は、対空標識10の中心位置することが好ましい。なお、円弧状とは、真円の軌跡に沿う形状だけでなく、楕円等の滑らかに湾曲する種々の曲線に沿う形状を含む概念である。 Here, the external shape of the non-forming area 20 may be at least partially formed in an arc shape, so long as it includes the center position of the anti-aircraft sign 10 inside and allows the center of the anti-aircraft sign 10 to be identified in the same manner as above. It is preferable that the center position of a virtual circle that follows the trajectory of such an arc is the center position of the anti-aircraft sign 10. Note that the concept of an arc shape includes not only shapes that follow the trajectory of a perfect circle, but also shapes that follow various smoothly curving curves such as an ellipse.

以上説明したように、UAV搭載のレーザスキャナによる測量に用いられ、標定点に設置される対空標識に有用である。 As explained above, it is useful for use in surveying with a laser scanner mounted on a UAV and as an anti-aircraft marker installed at a control point.

10 対空標識
11 ベース
12 基準模様
10 Anti-aircraft mark 11 Base 12 Reference pattern

Claims (3)

無人航空機に搭載されたレーザスキャナによる測量に用いられる対空標識であって、
薄厚体からなるベースと、該ベースの厚さ方向少なくとも一方の面に表された基準模様とを備え、
前記ベースの外形形状は、少なくとも一部が円弧状に形成され
前記基準模様は、前記ベースの中心を対称点として点対称となる複数の方形を備え、
複数の前記方形は、4つのコーナーの1つが前記ベースの中心に位置し、他のコーナーの1つが前記ベースの外周縁上またはその近傍に配置されることを特徴とする対空標識。
An airborne marker used in surveying using a laser scanner mounted on an unmanned aerial vehicle,
The present invention comprises a base made of a thin body and a reference pattern formed on at least one surface in a thickness direction of the base,
The outer shape of the base is at least partially formed in an arc shape ,
the reference pattern includes a plurality of squares that are point-symmetric with respect to a center of the base;
An anti-aircraft marker, characterized in that each of the multiple rectangles has one of its four corners located at the center of the base and one of its other corners located on or near the outer periphery of the base .
無人航空機に搭載されたレーザスキャナによる測量に用いられる対空標識であって、
薄厚体からなるベースと、該ベースの厚さ方向少なくとも一方の面に表された基準模様とを備え、
前記ベースの外形形状は、少なくとも一部が円弧状に形成され
前記基準模様は、前記ベースの中心を対称点として点対称となる複数の三角形を備え、
複数の前記三角形にて、3つのコーナーの1つが前記ベースの中心に位置し、他の2つのコーナーが前記ベースの外周縁上または外周縁から離れて内側に位置することを特徴とする対空標識。
An airborne marker used in surveying using a laser scanner mounted on an unmanned aerial vehicle,
The present invention comprises a base made of a thin body and a reference pattern formed on at least one surface in a thickness direction of the base,
The outer shape of the base is at least partially formed in an arc shape ,
the reference pattern includes a plurality of triangles that are point-symmetric with respect to a center of the base,
An anti-aircraft marker characterized in that, in a plurality of said triangles, one of the three corners is located at the center of the base and the other two corners are located on the outer periphery of the base or inwardly away from the outer periphery .
無人航空機に搭載されたレーザスキャナによる測量に用いられる対空標識であって、
薄厚体からなるベースと、該ベースの厚さ方向少なくとも一方の面に表された基準模様とを備え、
前記ベースの外形形状は、少なくとも一部が円弧状に形成され
前記基準模様は、前記ベースの中心を対称点として点対称となる複数の形状を備え、
前記ベースにおける前記基準模様が表された面には、前記対空標識の中心位置を内側に含む所定領域に前記基準模様の非形成領域が形成され、
前記非形成領域の外形形状は、少なくとも一部が円弧状に形成されていることを特徴とする対空標識。
An airborne marker used in surveying using a laser scanner mounted on an unmanned aerial vehicle,
The present invention comprises a base made of a thin body and a reference pattern formed on at least one surface in a thickness direction of the base,
The outer shape of the base is at least partially formed in an arc shape ,
the reference pattern has a plurality of shapes that are point-symmetric with respect to a center of the base,
A non-forming area of the reference pattern is formed in a predetermined area including a center position of the anti-aircraft sign on the surface of the base on which the reference pattern is formed,
An anti-aircraft marker, characterized in that the outer shape of the non-forming area is formed in an arc shape at least in part.
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