特許 6347299 飛行装置、方法、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6347299

(24)【登録日】2018年6月8日

(45)【発行日】2018年6月27日

(54)【発明の名称】飛行装置、方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   B64C 13/18 20060101AFI20180618BHJP

   B64D 47/08 20060101ALI20180618BHJP

   B64C 39/02 20060101ALI20180618BHJP

   B64C 27/08 20060101ALI20180618BHJP

   H04N 5/232 20060101ALI20180618BHJP

【ＦＩ】

   B64C13/18 Z

   B64D47/08

   B64C39/02

   B64C27/08

   H04N5/232 450

【請求項の数】12

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2017-32100(P2017-32100)

(22)【出願日】2017年2月23日

(65)【公開番号】特開2018-2131(P2018-2131A)

(43)【公開日】2018年1月11日

【審査請求日】2017年9月8日

(31)【優先権主張番号】特願2016-124929(P2016-124929)

(32)【優先日】2016年6月23日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000001443

【氏名又は名称】カシオ計算機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100074099

【弁理士】

【氏名又は名称】大菅 義之

(72)【発明者】

【氏名】山田 俊介

(72)【発明者】

【氏名】水品 隆広

(72)【発明者】

【氏名】松田 英明

(72)【発明者】

【氏名】高橋 智洋

【審査官】 伊藤 秀行

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０１０１８５６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６４Ｃ ３９／０２

Ｂ６４Ｃ １３／２０

Ｂ６４Ｄ ４７／０８

Ｂ６４Ｄ ４５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

撮像部を備えた飛行装置であって、
保持者から離れた時点の状態を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された状態に基いて、前記離れた時点以降の前記撮像部の撮影形態を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定した撮影形態で前記撮像部を制御する撮像制御手段と、
前記保持者から離れた時点の前記飛行装置の角速度、加速度、又は速度を検出するセンサ部と、を備え、
前記決定手段は、前記取得手段で取得された前記保持者から離れた時点の前記センサ部の出力値に基づく値を所定の閾値と比較することにより、該比較の結果に基づいて、前記撮像部の撮影形態を決定する、
ことを特徴とする飛行装置。

【請求項2】

前記決定手段は、前記保持者から離れた時点で、前記センサ部の出力により、重力方向の加速度のみが検出された場合に、前記撮像部にセルフタイマー撮影の撮影モードを決定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の飛行装置。

【請求項3】

前記センサ部は、前記保持者から離れた時点の所定の絶対座標系における各座標軸方向の角速度、加速度、又は速度を算出し、
前記決定手段は、前記保持者から離れた時点の前記センサ部の出力値に基づいて、又は当該出力値からの演算処理に基づいて、地面に対して水平な座標軸方向又は垂直な座標軸方向の角速度、加速度、又は速度を算出し、該算出の値を所定の閾値と比較することにより、該比較の結果に基づいて、前記撮像部の撮影形態を決定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の飛行装置。

【請求項4】

前記保持者から離れた時点以降、空中を飛行するための駆動推進部を更に備える、ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の飛行装置。

【請求項5】

前記取得手段により取得された状態が、その場に置く状態であったとき、前記駆動推進部は前記保持者から離れた時点でホバリングする、
ことを特徴とする請求項４に記載の飛行装置。

【請求項6】

前記取得手段は、前記保持者により投擲が行われた時点の状態を取得し、
前記決定手段は、前記取得手段で取得された前記保持者により投擲が行われた時点の状態に基いて、前記投擲が行われた時点以降の前記撮像部の撮影形態を決定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の飛行装置。

【請求項7】

前記保持者に前記撮影形態毎の投擲を予め行わせ、当該投擲が行われた時点の前記センサ部の出力値に基づく値を所定量変更した値を、前記所定の閾値として自動設定する、
ことを特徴とする請求項６に記載の飛行装置。

【請求項8】

前記撮影形態は、撮影モード、又は、撮影条件を含む
ことを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の飛行装置。

【請求項9】

前記撮影モードは、旋回撮影、自転撮影、セルフタイマー撮影、自動追尾撮影、通常撮影、撮影禁止の何れか１つ以上である、
ことを特徴とする請求項８に記載の飛行装置。

【請求項10】

前記撮影条件は、シャッタ速度、絞り、撮影間隔、静止画又は動画の撮影タイミングの何れか１つ以上である、
ことを特徴とする請求項８に記載の飛行装置。

【請求項11】

撮像部を備えた飛行装置の撮像方法であって、
保持者から離れた時点の状態を取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得された状態に基いて、前記離れた時点以降の前記撮像部の撮影形態を決定する決定ステップと、
前記決定ステップで決定した撮影形態で前記撮像部を制御する撮像制御ステップと、
前記保持者から離れた時点の前記飛行装置の角速度、加速度、又は速度を検出する検出ステップと、を含み、
前記決定ステップは、前記取得ステップで取得された前記保持者から離れた時点の前記検出ステップで検出された値に基づく値を所定の閾値と比較することにより、該比較の結果に基づいて、前記撮像部の撮影形態を決定する、
ことを特徴とする飛行装置の撮像方法。

【請求項12】

撮像部を備えた飛行装置を制御するコンピュータに、
保持者から離れた時点の状態を取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得された状態に基いて、前記離れた時点以降の前記撮像部の撮影形態を決定する決定ステップと、
前記決定ステップで決定した撮影形態で前記撮像部を制御する撮像制御ステップと、
前記保持者から離れた時点の前記飛行装置の角速度、加速度、又は速度を検出する検出ステップと、を実行させ、
前記決定ステップは、前記取得ステップで取得された前記保持者から離れた時点の前記検出ステップで検出された値に基づく値を所定の閾値と比較することにより、該比較の結果に基づいて、前記撮像部の撮影形態を決定する、
ことを特徴とするプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、保持者の手等から離れて無人で飛行を行い、空中撮影を行う飛行装置に関する。

【背景技術】

【0002】

モータで駆動されるロータブレードによる駆動推進装置を例えば４基搭載した、いわゆる「ドローン」と総称される小型無人飛行装置にデジタルカメラを取り付け、この飛行装置及びデジタルカメラをタイマ撮影や無線などによってリモート操作をすることで、手の届かない、より高い位置からの撮影を行える飛行装置が普及し始めている（例えば、特許文献１〜４参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４−１１８０８７号公報

【特許文献2】特開２００５−２６９４１３号公報

【特許文献3】特開２０１２−１５６６８３号公報

【特許文献4】特開２００８−１２０２９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、従来の小型無人飛行装置においては、リモートコントロールで制御するか、予めスマートフォン等で撮影位置や飛行軌跡を設定する必要があり、撮影の操作が難しいという課題があった。

【0005】

そこで、本発明は、保持者が簡単に意図したように撮影形態を決定できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

態様の一例は、
撮像部を備えた飛行装置であって、
保持者から離れた時点の状態を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された状態に基いて、前記離れた時点以降の前記撮像部の撮影形態を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定した撮影形態で前記撮像部を制御する撮像制御手段と、
前記保持者から離れた時点の前記飛行装置の角速度、加速度、又は速度を検出するセンサ部と、を備え、
前記決定手段は、前記取得手段で取得された前記保持者から離れた時点の前記センサ部の出力値に基づく値を所定の閾値と比較することにより、該比較の結果に基づいて、前記撮像部の撮影形態を決定する、
ことを特徴とする飛行装置である。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、保持者が簡単に意図したように撮影形態を決定することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態による飛行装置のモータフレームの構造例を示す図ある。

【図2】本実施形態による飛行装置のシステム構成例を示す図である。

【図3】投擲方向の説明図である。

【図4】本実施形態による飛行装置の撮影モード制御処理例を示すフローチャートである。

【図5】本実施形態による撮影モード毎の閾値設定処理例を示すフローチャートである。

【図6】本実施形態による飛行装置の撮影条件制御処理例を示すフローチャートである。

【図7】飛行装置の撮影条件制御処理の他の実施形態における初速度−シャッタ速度対応テーブルの作成処理を示すフローチャートである。

【図8】露出とシャッタ速度と絞りの関係テーブルの例を示す図である。

【図9】他の実施形態で生成される初速度−シャッタ速度対応テーブルの例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態は、飛行装置が保持者から離れた時点の状態、例えば投擲者により飛行装置の投擲が行われた時点の状態に基づいて、その時点以降の撮像部の撮影形態を決定し、その決定した撮影形態で撮像部を制御するものである。より具体的には例えば、投擲が行われた時点以降、飛行装置の駆動推進部を駆動推進させて飛行を行わせるとともに、飛行装置における撮像部の撮影形態をコントロールできるようにするものである。更に具体的には、投げられたことを認識し、投げた時の状態をセンサデータから算出して取得し、それぞれのパラメータを閾値と比較することにより、ユーザがどのような投げ方をしたかを推定し、それに応じた撮影形態へ移行し、それぞれの撮影形態に応じた撮影を行うようにするものである。

【0010】

図１は、本実施形態による飛行装置１００の外観例を示す図である。

【0011】

メインフレーム１０１に４つの円形のモータフレーム１０２（支持部）が取り付けられている。モータフレーム１０２は、モータ１０４を支持できるようになっていて、モータ１０４のモータ軸にはロータブレード１０３が固定されている。４組のモータ１０４とロータブレード１０３は、駆動推進部を構成している。

【0012】

メインフレーム１０１の内部の回路ボックス１０５には、モータ１０４を駆動するためのモータドライバや、コントローラ、センサ類等が収められている。メインフレーム１０１の下部には、撮像部であるカメラ１０６が取り付けられている。

【0013】

図２は、図１に示される構造を有する実施形態による飛行装置１００のシステム構成例を示す図である。コントローラ２０１には、カメラ１０６（図１参照）を含むカメラシステム２０２、例えば加速度センサ、ジャイロ、ＧＰＳ（全地球測位システム）センサなどから構成されるフライトセンサ２０３、タッチセンサ２０４（接触検知センサ部）、それぞれ＃１から＃４の各モータ１０４（図１参照）を駆動する＃１から＃４のモータドライバ２０５、バッテリ２０７の電圧をモニタしながら各モータドライバ２０５に電力を供給するパワーセンサ２０６が接続される。ここでタッチセンサ２０４は接触を検知できれば押しボタン等でもよい。なお、特には図示しないが、バッテリ２０７の電力は、２０１〜２０６の各制御ユニットにも供給される。コントローラ２０１は、フライトセンサ２０３から、飛行装置１００の機体の姿勢に関する情報をリアルタイムで取得する。また、コントローラ２０１は、パワーセンサ２０６を介して、バッテリ２０７の電圧をモニタしながら、＃１から＃４の各モータドライバ２０５に、それぞれパルス幅変調に基づくデューティ比による電力指示信号を送信する。これにより、＃１から＃４のモータドライバ２０５はそれぞれ、＃１から＃４のモータ１０４の回転速度を制御する。また、コントローラ２０１は、カメラシステム２０２を制御して、カメラ１０６（図１）による撮影動作を制御する。本実施形態において、コントローラ２０１は、保持者から離れた時点の状態、すなわち保持者により投擲が行われた時点の状態を取得する取得手段、取得手段により取得された状態に基いて、飛行装置１００が保持者から離れた（保持者により投擲が行われた）時点以降の、撮像部であるカメラシステム２０２及びカメラ１０６の撮影形態を決定する決定手段、そして、決定手段により決定した撮影形態でカメラシステム２０２を介してカメラ１０６を制御する撮像制御手段として機能する。

【0014】

図２のコントローラ２０１、カメラシステム２０２、フライトセンサ２０３、モータドライバ２０５、パワーセンサ２０６、及びバッテリ２０７は、図１のメインフレーム１０１内の回路ボックス１０７に格納される。また、図１には明示していないが、タッチセンサ２０４は、図１のメインフレーム１０１及び／又はモータフレーム１０２に貼付され、投擲者の指等がメインフレーム１０１又はモータフレーム１０２にタッチしているときとタッチしていないときの電気的な物理量の差を検出する。

【0015】

以上の構成を有する飛行装置１００の動作につき、以下に説明する。まず、本実施例での撮影形態のうちの撮影モード、及びそれに対応する投擲方法の例につき、以下に列挙する。撮影モードとは、旋回撮影、自転撮影、セルフタイマー撮影、自動追尾撮影、通常撮影をいう。なお、撮影モードとして、撮影禁止を含んでもよい。

【0016】

●旋回撮影モードの決定例：
このモードは、投擲したユーザの周辺を旋回しながら撮影するモードである。投擲方法は、図３に示されるように、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸からなる３次元空間を、ｘ軸、ｙ軸を地面に対して平行な平面内の軸、ｚ軸を地面に対して空の方向に垂直な軸としたときに、図３の３０１として示されるように、ｘ軸周り又はｙ軸周り又はｘｙ両軸回りの回転をさせながら投擲する。

【0017】

●自転撮影モードの決定例：
このモードは、飛行装置１００自身がｚ軸回りに自転しながら撮影するモードである。投擲方法は、図３の３０２として示されるように、ｚ軸周りの回転をさせながら投擲する。

【0018】

●セルフタイマー撮影モードの決定例：
飛行開始後セルフタイマーで撮影するモードである。投擲方法は、投げずに手を離す、又は上にそっと投げ上げる。閾値を超える回転はさせない。このモードは基本的に投擲者を撮影するもので、顔検出並びに自動焦点調節等を行う。またこのモードでは、重力により落下を始めるので、これに対抗するようにホバリングして定位置を保持する。

【0019】

●自動追尾撮影モードの決定例：
投擲したユーザを自動で追尾し撮影するモードである。投擲方法は、端末を上下逆さまにして手を離す、又は図３の３０４として示されるように、ｚ軸に平行に上に強めに投げ上げる。閾値を超える回転はさせない。

【0020】

●通常撮影モードの決定例：
投擲された位置にて静止しながら撮影するモードである。投擲方法は、上記各撮影モード以外の投擲を行う。例えば特には図示しないが、回転させずに水平方向へ投げる。なお、投げる速度に応じて連写間隔を変えるようにしてもよい。

【0021】

シャッタ速度、絞り、撮影間隔、静止画又は動画の撮影タイミング等の各種撮影条件の決定は、モードごとに適宜設定してもよいし、フルオートでも良い。また、撮影条件を撮影モードの１つとして設定し、投擲され保持者から離れた時点の状態に応じて決定するようにしても良い。

【0022】

図４は、投擲方法によって上述の５種類の撮影モードの何れかを指示できるようにするための、本実施形態による飛行装置１００の撮影モード制御処理例を示すフローチャートである。この処理は、図２のコントローラ２０１において、それが内蔵するＣＰＵ（中央演算処理装置）が、同じく内蔵する特には図示しないメモリに記憶された制御プログラムを実行する処理として実現することができる。

【0023】

コントローラ２０１はまず、タッチセンサ２０４の電圧変化を監視すること等により、飛行装置１００がユーザの手から離れた（投げられた）か否かを監視する（ステップＳ４０１の判定がＮＯの繰返し）。

【0024】

ステップＳ４０１の判定がＹＥＳになると、コントローラ２０１は、フライトセンサ２０３の各出力に基づいて、投げた時の状態を取得、算出する（ステップＳ４０２）。具体的には、コントローラ２０１はまず、フライトセンサ２０３を構成するジャイロセンサの各座標軸方向の各出力値として、ｘｙｚ軸絶対座標系における投擲時のｘ軸周り、ｙ軸周り、及びｚ軸周りの各角速度ωx 、ωy 、及びωz ［ｒａｄ／ｓ：ラジアン／秒］を取得する。そして、コントローラ２０１は、下記数１式及び数２式と等価な演算処理に基づき、ｘ軸周り、ｙ軸周り、又はｘｙ両軸周り、即ち図３の３０１の方向の角速度ωini_horと、ｚ軸周り、即ち図３の３０２の方向の角度速度ωini_vertを、それぞれ算出する。

【0025】

【数1】

【0026】

【数2】

【0027】

次に、コントローラ２０１は、投擲が行われた時点のｘｙｚ軸絶対座標系におけるｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）方向の各速度Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖｚ［ｍ／ｓ：メートル／秒］を算出する。ここで、コントローラ２０１は、投擲が行われた時点において図２のフライトセンサ２０３を構成する加速度センサが出力する各座標軸方向の加速度値に基づき、上記各速度Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖｚを算出する。今、加速度センサが出力する上記ｘｙｚ軸絶対座標系におけるｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向の加速度をそれぞれ、ａｘ、ａｙ、ａｚ［ｍ／ｓ² ］とすれば、コントローラ２０１は、これらの加速度値の何れかが所定の閾値を超えた投擲動作開始時の時点ｔs から、図２のタッチセンサ２０４の出力に基づいて投擲者の身体から飛行装置１００が離れたことを検知したリリース時点ｔr まで、上記各加速度ａｘ、ａｙ、ａｚに対してそれぞれ、下記数３式、数４式、及び数５式と等価な積分演算処理を実行することにより、投擲が行われた時点の各座標軸方向の速度Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖｚを算出する。

【0028】

【数3】

【0029】

【数4】

【0030】

【数5】

【0031】

次に、コントローラ２０１は、以下の数６及び数７式と等価な演算処理に基づいて、ｘ軸周り、ｙ軸周り、即ち図３の３０３の水平方向の初速度Ｖini_hor と、ｚ軸周り、即ち図３の３０４の垂直方向の初速度Ｖini_vertを、それぞれ算出する。

【0032】

【数6】

【0033】

【数7】

【0034】

以上のステップＳ４０２の処理の後、コントローラ２０１は、ステップＳ４０２で算出した図３の３０１の方向の角速度ωini_hor が、予め後述する図５のフローチャートの閾値設定処理により設定されている閾値ωＴＨini_hor よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ４０３）。

【0035】

ステップＳ４０３の判定がＹＥＳならば、コントローラ２０１は、撮影モードを前述した旋回撮影モードに設定し（ステップＳ４０４）、その後、ステップＳ４１２での撮影処理に移行する。

【0036】

ステップＳ４０３の判定がＮＯならば、コントローラ２０１は次に、ステップＳ４０２で算出した図３の３０２の方向の角速度ωini_vertが、予め後述する図５のフローチャートの閾値設定処理により設定されている閾値ωＴＨini_vertよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ４０５）。

【0037】

ステップＳ４０５の判定がＹＥＳならば、コントローラ２０１は、撮影モードを前述した自転撮影モードに設定し（ステップＳ４０６）、その後、ステップＳ４１２での撮影処理に移行する。

【0038】

ステップＳ４０５の判定がＮＯならば、コントローラ２０１は次に、ステップＳ４０２で算出した図３の３０３の水平方向の初速度Ｖini_hor が、予め後述する図５のフローチャートの閾値設定処理により設定されている閾値ＶＴＨini_hor よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ４０７）。

【0039】

ステップＳ４０７の判定がＹＥＳならば、コントローラ２０１は、撮影モードを前述した通常撮影モードに設定し（ステップＳ４０８）、その後、ステップＳ４１２での撮影処理に移行する。通常撮影モードでは、静止画又は連写、若しくは動画を撮影する。

【0040】

ステップＳ４０７の判定がＮＯならば、コントローラ２０１は次に、ステップＳ４０２で算出した図３の３０４の垂直方向の初速度Ｖini_vertが０（又は０より少し大きな閾値）よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ４０９）。

【0041】

ステップＳ４０９の判定がＹＥＳならば、コントローラ２０１は、撮影モードを前述したセルフタイマー撮影モードに設定し（ステップＳ４１０）、その後、ステップＳ４１２での撮影処理に移行する。

【0042】

ステップＳ４０９の判定がＮＯならば、コントローラ２０１は、撮影モードを前述した自動追尾撮影モードに設定し（ステップＳ４１１）、その後、ステップＳ４１２での撮影処理に移行する。

【0043】

ステップＳ４１２の撮影処理では、コントローラ２０１は、設定された各撮影モードでの飛行動作を行うように＃１〜＃４のモータドライバ２０４を制御し、その後、カメラシステム２０２を制御して撮影を行う。

【0044】

その後、特には図示しないが、コントローラ２０１は、一定時間又は一定回数、あるいはユーザからの指示により撮影が終了すると、投げ上げを行ったユーザ（所有者）の位置を探索する。この探索方法は、既存の技術を採用できる。所有者の位置が見つかると、コントローラ２０１は、ＧＰＳデータ等により所有者との距離が一定距離以下になったと判定するまで、＃１から＃４のモータドライバ２０５を制御することにより、所有者の方向への飛行を行う。そして、コントローラ２０１は、＃１から＃４のモータドライバ２０５を制御することにより、その場でのホバリング動作又は投擲者の手等への着陸動作を実行し、着陸動作時には＃１から＃４のモータを停止させて、制御動作を終了する。

【0045】

図５は、本実施形態による撮影モード毎の閾値設定処理例を示すフローチャートである。コントローラ２０１はまず、ユーザによる所定のスイッチ操作等を受け付けることにより（ステップＳ５０１）、閾値設定モードに移行する（ステップＳ５０２）。

【0046】

次に、コントローラ２０１は、前述した撮影モードのうち閾値を未設定のモードを設定する（ステップＳ５０３）。

【0047】

次に、コントローラ２０１は、ユーザに、ステップＳ５０３で設定された撮影モードに対応する投擲方法で、投擲を行わせる（ステップＳ５０４）。

【0048】

コントローラ２０１は、ステップＳ５０４での投擲の結果、前述した図４のステップＳ４０２の場合と同様の処理（数１式〜数７式と等価な演算処理）に基づき、図３の３０１の方向の角速度ωini_hor と、図３の３０２の方向の角度速度ωini_vertと、図３の３０３の水平方向の初速度Ｖini_hor と、図３の３０４の垂直方向の初速度Ｖini_vertをそれぞれ算出する。そして、コントローラ２０１は、これらの各値をそれぞれ所定量だけ変更した各値を、各閾値ωＴＨini_hor 、ωＴＨini_vert、ＶＴＨini_hor 、及びＶＴＨini_vertとして自動設定する（ステップＳ５０５）。

【0049】

その後、コントローラ２０１は、全ての撮影モードについて上述のステップＳ５０３からＳ５０５の一連の処理を終えたか否かを判定する（ステップＳ５０６）。

【0050】

ステップＳ５０６の判定がＮＯならば、コントローラ２０１は、ステップＳ５０３の処理に戻って、次の未処理の撮影モードに対する処理に移行する。

【0051】

ステップＳ５０６の判定がＹＥＳならば、コントローラ２０１は、図５のフローチャートで示される撮影モード毎の閾値設定処理を終了する。

【0052】

以上説明した実施形態により、投擲者が投擲時に簡単に意図したように撮影形態を決定することが可能となる。

【0053】

次に、撮影形態のうちの撮影条件、及びそれに対応する投擲方法の例を示す実施形態について説明する。ここで、撮影条件とは、シャッタ速度、絞り、撮影間隔、静止画又は動画の撮影タイミング等である。前述した実施形態では、撮影条件はすべてオートで決まることを前提とし記載していたが、本実施形態では、保持者から飛行装置１００が離れた時点の状態を図２のフライトセンサ２０３内の各種センサから取得して、その取得した状態に基づいて、飛行装置１００が保持者の手から離れた時点以降、又は投擲者が飛行装置１００を投擲した時点以降の撮影条件が決定される。

【0054】

本実施形態において、前述した実施形態同様、図３に示されるように、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸からなる３次元空間を、ｘ軸、ｙ軸を地面に対して平行な平面内の軸、ｚ軸を地面に対して空の方向に垂直な軸としたときに、コントローラ２０１は、投擲が行われた時点のｘｙｚ軸絶対座標系におけるｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向の各速度Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖｚ［ｍ／ｓ：メートル／秒］を算出する。ここで、コントローラ２０１は、図２のフライトセンサ２０３を構成する加速度センサが出力する各座標軸方向の加速度値ａｘ、ａｙ、ａｚの何れかが所定の閾値を超えた投擲動作開始時の時点ｔs から、図２のタッチセンサ２０４の出力に基づいて投擲者の身体から飛行装置１００が離れたことを検知したリリース時点ｔr まで、上記各加速度ａｘ、ａｙ、ａｚに対してそれぞれ、前述した数３式、数４式、及び数５式と等価な積分演算処理を実行することにより、上記各速度Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖｚを算出する。本実施形態では、これらの各速度に基づいて、撮影条件が以下のようにして決定される。

【0055】

●シャッタ速度に関する撮影条件の決定例：
例えば、投擲の後に、できるだけピントの合った画像を撮影したいときは、シャッタ速度を速くしたい。逆に、流れるような画像を撮影したいときは、シャッタ速度を遅くしたい。これを制御するための投擲方法としては、下記数８式に基づいて各方向の速度Ｖｘ，Ｖｙ，Vｚの二乗和の平方根として算出される速度値Ｖが大きいほどシャッタ速度が速く設定される。すなわち、どの方向へ向けてでも、速く（強く）投擲するほどシャッタ速度が速くなる。このシャッタ速度の制御は、後述する絞りとｎ連動させられてもよい。

【0056】

【数8】

【0057】

●絞りに関する撮影条件の決定例：
例えば、投擲の後に、できるだけシャープな画像を撮影したいときは、絞りを絞りたい。逆に、ソフトな画像を撮影したいときは、絞りを開きたい。これを制御するための投擲方法としては、上述のシャッタ速度の場合と同様に、数８式に基づいて各方向の速度Ｖｘ，Ｖｙ，Vｚの二乗和の平方根として算出される速度値Ｖが大きいほど絞りが絞られる。すなわち、どの方向へ向けてでも、速く（強く）投擲するほど絞りが絞られる。この絞りの制御は、前述したシャッタ速度と連動させられてもよい。

【0058】

●撮影間隔に関する撮影条件の決定例：
所定時間ごと、又は所定距離ごとに撮影したいときの撮影間隔を決定したい。これを制御するための投擲方法としては、図３の３０２として示されるように、前述した自転撮影モードと同じく、ｚ軸周りの回転をさせながら投擲し、各方向の速度Ｖｘ，Ｖｙの積が大きいほど撮影間隔が長く設定される。つまり、遅く投擲されるほど、多数の画像が撮影され、速く投擲されると、少ない画像が撮影されることになる。ｚ軸方向の速度は考慮しない。もちろん速さと撮影間隔の関係は逆でもよい。

【0059】

●撮影タイミングに関する撮影条件の決定例：
一番高くなった地点で撮影したい場合は、ｚ軸方向、すなわち真上にゆっくり投げ上げる。
ユーザが画角に入ったときに撮影したい場合は、前述した旋回撮影モードと同じく、図３の３０１として示されるように、ｘ軸周り又はｙ軸周り又はｘｙ両軸回りの回転をさせながら投擲する。
所望の被写体が画角に入ったときに撮影したい場合は、その被写体に向けて放物線を描くように投擲する。その場合はｘ軸、ｙ軸、ｚ軸どの方向へ進むか不明であるが、コントローラ２０１は、飛行の軌跡が少なくとも放物線であることを検出すると、その放物線の軌跡方向にある画角内の主要被写体を判断し、その主要被写体に焦点を合わせて１枚又は複数枚の撮影を実行する。

【0060】

コントローラ２０１は、例えば以下の数式と等価な演算により、放物線の軌跡を計算することにより、その計算した放物線の軌跡方向にある画角内の主要被写体を判断する。

【0061】

まず、初速度をＶ₀ ［ｍ／ｓ］、重力加速度をｇ［ｍ／ｓ² ］とし、また、斜方投射の場合に、初速度の仰角をθ［ラジアン］、投擲開始時点からの時間をｔとする。この場合、水平xy方向の速度V_xy及び変位xyは、下記数９式及び数１０式により算出される。

【0062】

【数9】

【0063】

【数10】

【0064】

また、垂直方向の速度及び変位は、下記数１１式及び数１２式により算出される。

【0065】

【数11】

【0066】

【数12】

【0067】

本実施形態では、コントローラ２０１は、初速度Ｖ₀ による投擲の仰角θが所定範囲内にあることを判定することにより、放物線を描く投擲が行われたと判断し、上記数９式から数１２式により放物線の軌跡を計算することにより、その計算した放物線の軌跡方向にある画角内の主要被写体を判断する。

【0068】

図６は、投擲方法によって上述の４種類の撮影条件の何れかを指示できるようにするための、本実施形態による飛行装置１００の撮影条件制御処理例を示すフローチャートである。この処理は、図２のコントローラ２０１において、それが内蔵するＣＰＵが、同じく内蔵する特には図示しないメモリに記憶された制御プログラムを実行する処理として実現することができる。

【0069】

コントローラ２０１はまず、タッチセンサ２０４の電圧変化を監視すること等により、飛行装置１００がユーザの手から離れた（投げられた）か否かを監視する（ステップＳ６０１の判定がＮＯの繰返し）。

【0070】

ステップＳ６０１の判定がＹＥＳになると、コントローラ２０１は、フライトセンサ２０３の各出力に基づいて、投げた時の状態を取得、算出する（ステップＳ６０２）。具体的には、ステップＳ６０２において、コントローラ２０１は、フライトセンサ２０３を構成するジャイロセンサの各座標軸方向の各出力値として、ｘｙｚ軸絶対座標系における投擲時のｘ軸周り、ｙ軸周り、及びｚ軸周りの各角速度ωx 、ωy 、及びωz ［ｒａｄ／ｓ：ラジアン／秒］を取得する。そして、コントローラ２０１は、前述した数１式及び数２式と等価な演算処理に基づき、ｘ軸周り、ｙ軸周り、又はｘｙ両軸周り、即ち図３の３０１の方向の角速度ωini_horと、ｚ軸周り、即ち図３の３０２の方向の角度速度ωini_vertを、それぞれ算出する。

【0071】

続いて、ステップＳ６０２において、コントローラ２０１は、前述した数３式、数４式、及び数５式と等価な積分演算処理を実行することにより、投擲が行われた時点のｘｙｚ軸絶対座標系におけるｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）方向の各速度Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖｚ［ｍ／ｓ：メートル／秒］を算出する。

【0072】

更に、ステップＳ６０２において、コントローラ２０１は、前述した数７式と等価な演算処理に基づいて、ｚ軸周り、即ち図３の３０４の垂直方向の初速度Ｖini_vertを算出する。

【0073】

その後、コントローラ２０１は、前述した数８式と等価な演算処理を実行することにより、各速度の二乗和の平方根の速度を算出し、この速度の大きさに基づいて、シャッタ速度及び絞りの両方又は予め設定した片方を設定する（ステップＳ６０３）。

【0074】

次に、ステップＳ６０２で算出した図３の３０２の方向の角速度ωini_vertが、予め前述する図５のフローチャートの閾値設定処理により設定されている閾値ωＴＨini_vertよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ６０４）。

【0075】

ステップＳ６０４の判定がＹＥＳならば、コントローラ２０１は、ステップＳ６０２で算出した速度ＶｘとＶｙの積の値応じた長さの撮影間隔を設定する（ステップＳ６０５）。ステップＳ６０４の判定がＹＥＳならば、コントローラ２０１は、ステップＳ６０５の処理はスキップする。

【0076】

その後、コントローラ２０１は、ステップＳ６０２で算出した図３の３０１の方向の角速度ωini_hor が、予め前述した図５のフローチャートの閾値設定処理により設定されている閾値ωＴＨini_hor よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ６０６）。

【0077】

ステップＳ６０６の判定がＹＥＳならば、コントローラ２０１は、ユーザが画角に入ったときに撮影する撮影タイミングを設定する（ステップＳ６０７）。ユーザが画角に入ったか否かは、例えば、図２のカメラシステム２０２から得られる画像情報を用いた顔認識処理の認識結果に基づいて判定する。或いは、ユーザがビーコンの発信機能を持つリモコンを装着し、そのビーコンを捉えることにより、ユーザが画角に入ったか否かが判定されてもよい。その後、コントローラ２０１は、図６のフローチャートで示される撮影条件制御処理を終了する。

【0078】

ステップＳ６０６の判定がＮＯならば、コントローラ２０１は、初速度Ｖ₀ による投擲の仰角θが所定範囲内にあるか否かを判定することにより、飛行軌跡が放物線か否かを判定する（ステップＳ６０８）。

【0079】

ステップＳ６０８の判定がＹＥＳならば、コントローラ２０１は、所望被写体が画角に入ったときに撮影する撮影タイミングを設定する（ステップＳ６０９）。この場合、コントローラ２０１は、例えば、前述した数９式から数１２式と等価な演算に基づいて放物線の軌跡を計算することにより、その計算した放物線の軌跡方向にある画角内の主要被写体を判断する。主要被写体の判断は、例えば、図２のカメラシステム２０２から得られる画像情報の上記画角内での画像認識処理により行う。その後、コントローラ２０１は、図６のフローチャートで示される撮影条件制御処理を終了する。

【0080】

ステップＳ６０８の判定がＮＯならば、コントローラ２０１は、ステップＳ６０２で算出した図３の３０４の垂直方向の初速度Ｖini_vertが０（又は０より少し大きな閾値）よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ６１０）。

【0081】

ステップＳ６１０の判定がＹＥＳならば、コントローラ２０１は、最高地点で撮影する撮影タイミングを設定する。その後、コントローラ２０１は、図６のフローチャートで示される撮影条件制御処理を終了する。

【0082】

ステップＳ６１０の判定がＮＯならば、コントローラ２０１は、図６のフローチャートで示される撮影条件制御処理を終了する。

【0083】

コントローラ２０１は、図６のフローチャートで示される撮影条件制御処理を終了した後は、前述した図４のフローチャートで示される冊目委モード制御処理を実行し、更にその後に、図４のステップＳ４１２で撮影処理に移行することができる。

【0084】

撮影条件制御処理の他の実施形態について以下に説明する。他の実施形態では、ユーザは、予め放物線を描くように様々な初速度（強さ）で投擲を試技し、各初速度（強さ）とシャッタ速度、及びそのシャッタ速度に対応して適正露出になるように自動設定される絞りとの関係を初速度−シャッタ速度対応テーブルとして記憶しておく。その後、ユーザは、好みの初速度で放物線を描くように投擲を行うことにより、好みのシャッタ速度及びそれに対応して自動設定される絞りで撮影を行うことができる。

【0085】

図７は、飛行装置１００の撮影条件制御処理の他の実施形態における初速度−シャッタ速度対応テーブルの作成処理を示すフローチャートである。この処理は、図６の場合と同様に、図２のコントローラ２０１において、それが内蔵するＣＰＵが、同じく内蔵する特には図示しないメモリに記憶された制御プログラムを実行する処理として実現することができる。

【0086】

まず、コントローラ２０１は、ユーザ操作を受け付け（ステップＳ７０１）、閾値設定モードに移行する（ステップＳ７０２）。

【0087】

次に、コントローラ２０１は、ユーザに、放物線を描くように投擲を行わせる（ステップＳ７０３）。

【0088】

コントローラ２０１は、投擲時の初速度Ｖ₀ を取得する（ステップＳ７０４）。

【0089】

コントローラ２０１は、現在の投擲による飛行装置１００の飛行の間、ＥＶ（露出）値が同じになるように絞りを調整しながら、変更しうる全てのシャッタ速度で、カメラシステム２０２に撮影を行わせ、それをコントローラ２０１内のメモリに記録する（ステップＳ７０５）。図８は、コントローラ２０１内のＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に予め記憶されている、ＥＶ値とシャッタ速度と絞りの関係テーブルの例を示す図である。例えば、ＥＶ値が１３であれば、シャッタ速度が１／８秒から１／２０００秒まで変化する間に、絞りは３２から２．０まで変化する。コントローラ２０１は、ステップＳ７０５において、例えばＥＶ値を１３に自動設定した後、シャッタ速度を１／８秒から１／２０００秒まで段階的に変化させながら、ＲＯＭに記憶されている上述の関係テーブルを参照することにより、そのシャッタ速度に対応する絞りを決定し、決定した各シャッタ速度と絞りの組合せで、カメラシステム２０２にそれぞれ撮影を実行させ、得られた画像データをコントローラ２０１内のＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）に記録してゆく。

【0090】

その後、コントローラ２０１は、規定回数の投擲を終えたか否かを判定する（ステップＳ７０６）。

【0091】

ステップＳ７０６の判定がＮＯならば、ユーザに、前回と異なる初速度（強さ）で放物線を描くように投擲を行わせる（ステップＳ７０７）。その後、コントローラ２０１は、ステップＳ７０４とＳ７０５の処理を再度実行させる。

【0092】

以上の動作を繰り返した後、ステップＳ７０６の判定がＹＥＳになると、コントローラ２０１は、ユーザ選択状態へ移行させる（ステップＳ７０８）。

【0093】

コントローラ２０１は、特には図示しないスマートフォン又はリモートコントローラのディスプレイに、ステップＳ７０５でコントローラ２０１内のＲＡＭに記録した全写真を転送し、表示する（ステップＳ７０９）。

【0094】

コントローラ２０１は、投擲毎に、ユーザに好みの写真を選択させる（ステップＳ７１０）。

【0095】

コントローラ２０１は、各投擲の初速度Ｖ₀ と、その投擲に対してユーザが選択した写真のシャッタ速度との関係を内部のＲＡＭに保存し（ステップＳ７１１）、その保存した関係に基づいて、例えば図９に示されるような、初速度−シャッタ速度対応テーブルを作成してＲＡＭに記憶する。その後、コントローラ２０１は、図７のフローチャートで示される閾値設定処理を終了する。

【0096】

以上の閾値設定処理の終了後、ユーザは、好みの初速度で放物線を描くように投擲を行うことにより、好みのシャッタ速度及びそれに対応して自動設定される絞りで撮影を行うことができる。

【0097】

以上説明した実施形態では、角速度と速度によって撮影モードが決定されたが、加速度によっても撮影モードが決定されてもよい。

【0098】

以上説明した実施形態において、飛行装置１００が撮影する静止画の枚数は任意である。また、飛行装置１００が撮影を行うのは、静止画に限らず、動画でもよい。その場合の動画の撮影時間も任意である。

【0099】

飛行装置１００は、例えば投擲者が保持する端末と通信を行い、撮影の映像を送り、映像を見ながら撮影できてもよい。

【0100】

飛行装置１００による撮影のタイミングなどは、例えば投擲者が保持する端末等から無線操作できてもよい。

【0101】

飛行装置１００に持ち運び用のモータフレーム１０２の折り畳み機構を採用した場合には、投擲開始直後にモータフレーム１０２を飛行可能状態へ変形する処理が実行されてもよい。

【0102】

上述の実施形態の説明では、駆動推進部がモータ１０４とロータブレード１０３を含む例について説明したが、空気圧やエンジン出力により推進される機構により駆動推進部が実現されてもよい。また、推進駆動部を備えず自然落下でも良い。状態によっては撮影しなくても良い。更に、投擲ではなく手を離すだけでもよい。

【0103】

以上の実施形態に関して、更に以下の付記を開示する。
（付記１)
撮影部を備えた飛行装置であって、
保持者から離れた時点の状態を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された状態に基いて、前記離れた時点以降の前記撮像部の撮影形態を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定した撮影形態で前記撮像部を制御する撮像制御手段と、
を備えることを特徴とする飛行装置。
（付記２)
前記決定手段は、前記保持者により投擲が行われた時点の状態に基いて、前記投擲が行われた時点以降の前記撮像部の撮影形態を決定する、
ことを特徴とする付記１に記載の飛行装置。
（付記３)
前記撮影形態は、撮影モード、又は、撮影条件を含む
ことを特徴とする付記１又は２に記載の飛行装置。
（付記４)
前記撮影モードは、旋回撮影、自転撮影、セルフタイマー撮影、自動追尾撮影、通常撮影、撮影禁止の何れか１つ以上である、
ことを特徴とする付記３に記載の飛行装置。
（付記５)
前記撮影条件は、シャッタ速度、絞り、撮影間隔、静止画又は動画の撮影タイミングの何れか１つ以上である、
ことを特徴とする付記３に記載の飛行装置。
（付記６)
前記保持者から離れた時点の前記飛行装置の角速度、加速度、又は速度を検出するセンサ部を更に備え、
前記決定手段は、前記取得手段で取得された前記保持者から離れた時点の前記センサ部の各出力値に基づく各値を所定の閾値と比較することにより、その比較結果に基づいて、前記撮像部の撮影形態を決定する、
ことを特徴とする付記１〜５の何れかに記載の飛行装置。
（付記７)
前記決定手段は、前記保持者から離れた時点の状態が、前記センサ部の出力により、重力方向の加速度のみが検出された場合に、セルフタイマー撮影の撮影モードを決定する、
ことを特徴とする付記６に記載の飛行装置。
（付記８)
前記センサは、前記保持者から離れた時点の所定の絶対座標系における各座標軸方向の角速度、加速度、又は速度を算出し、
前記決定手段は、前記保持者から離れた時点の前記センサの各出力値に基づいて、又は当該各出力値からの演算処理に基づいて、地面に対して水平な座標軸方向又は垂直な座標軸方向の前記角速度、加速度、又は速度を算出し、これらの算出値を所定の閾値と比較することにより、その比較結果に基づいて、前記撮像部の撮影形態を決定する、
ことを特徴とする付記６に記載の飛行装置。
（付記９)
前記投擲者に前記撮影形態毎の投擲を予め行わせ、当該投擲が行われた時点の前記センサ部の各出力値に基づく各値をそれぞれ所定量ずつ変更した値を、前記所定の閾値として自動設定する、
ことを特徴とする付記２乃至８の何れかに記載の飛行装置。
（付記１０)
前記保持者から離れた時点以降、空中を飛行するための駆動推進部を備えることを特徴とする付記１乃至９の何れかに記載の飛行装置。
（付記１１)
前記取得手段により取得された状態が、その場に置く状態であったとき、前記駆動推進部はその場でホバリングする、
ことを特徴とする付記１０に記載の飛行装置。
（付記１２)
撮影部を備えた飛行装置の撮像方法であって、
保持者から離れた時点の状態を取得するステップと、
前記取得された状態に基いて、前記離れた時点以降の前記撮像部の撮影形態を決定するステップと、
前記決定した撮影形態で前記撮像部を制御するステップと、
を含むことを特徴とする飛行装置の撮像方法。
（付記１３)
撮影部を備えた飛行装置を制御するコンピュータに、
保持者から離れた時点の状態を取得するステップと、
前記取得された状態に基いて、前記離れた時点以降の前記撮像部の撮影形態を決定するステップと、
前記決定した撮影形態で前記撮像部を制御するステップと、
を実行させるためのプログラム。

【符号の説明】

【0104】

１００ 飛行装置
１０１ メインフレーム
１０２ モータフレーム
１０３ ロータブレード
１０４ モータ
１０５ 回路ボックス
１０６ カメラ
２０１ コントローラ
２０２ カメラシステム
２０３ フライトセンサ
２０４ タッチセンサ
２０５ モータドライバ
２０６ パワーセンサ
２０７ バッテリ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】