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特開2024-29577画像生成システム、画像生成方法およびコンピュータプログラム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024029577
(43)【公開日】2024-03-06
(54)【発明の名称】画像生成システム、画像生成方法およびコンピュータプログラム
(51)【国際特許分類】
G06T 3/06 20240101AFI20240228BHJP
G01C 15/00 20060101ALI20240228BHJP
G01C 7/04 20060101ALN20240228BHJP
【ＦＩ】
G06T3/00 720
G01C15/00 103Z
G01C7/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022131911
(22)【出願日】2022-08-22
(71)【出願人】
【識別番号】000010076
【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100101683
【弁理士】
【氏名又は名称】奥田 誠司
(74)【代理人】
【識別番号】100139930
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 亮司
(72)【発明者】
【氏名】原田 丈也
【テーマコード（参考）】
5B057
【Ｆターム（参考）】
5B057AA14
5B057CA13
5B057CB12
5B057CD14
5B057DB03
5B057DC30
(57)【要約】
【課題】森林等の複数の樹木が存在する環境の状態を簡便に把握する。
【解決手段】実施形態に係る画像生成システムは、複数の樹木が存在する所定環境をセンシングして得られた３次元点群データを用いて、所定環境の複数の断面を示す画像データを生成する。画像生成システムは、ユーザが指定した所定環境内のコースを示す情報を取得し、コースに沿った互いに異なる位置でコースと交差する複数の断面を示す画像データを、３次元点群データから生成する処理部を備える。
【選択図】図９
【解決手段】実施形態に係る画像生成システムは、複数の樹木が存在する所定環境をセンシングして得られた３次元点群データを用いて、所定環境の複数の断面を示す画像データを生成する。画像生成システムは、ユーザが指定した所定環境内のコースを示す情報を取得し、コースに沿った互いに異なる位置でコースと交差する複数の断面を示す画像データを、３次元点群データから生成する処理部を備える。
【選択図】図９
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の樹木が存在する所定環境をセンシングして得られた３次元点群データを用いて、前記所定環境の複数の断面を示す画像データを生成する画像生成システムであって、
ユーザが指定した前記所定環境内のコースを示す情報を取得し、前記コースに沿った互いに異なる位置で前記コースと交差する複数の断面を示す画像データを、前記３次元点群データから生成する処理部を備える、画像生成システム。
ユーザが指定した前記所定環境内のコースを示す情報を取得し、前記コースに沿った互いに異なる位置で前記コースと交差する複数の断面を示す画像データを、前記３次元点群データから生成する処理部を備える、画像生成システム。
【請求項2】
前記処理部は、前記画像データが示す複数の断面の画像が、前記コースに沿った順番で自動的に連続して切り替わる表示を表示装置に行わせる、請求項１に記載の画像生成システム。
【請求項3】
前記画像データが示す複数の断面は、前記コース上の所定間隔で並んだ複数の位置で前記コースと交差する、請求項１または２に記載の画像生成システム。
【請求項4】
表示装置に表示させる断面の画像の範囲の上端に対応する標高および下端に対応する標高は、前記画像データが示す複数の断面の画像の間で共通である、請求項１または２に記載の画像生成システム。
【請求項5】
前記処理部は、
前記複数の断面を示す画像データの生成に用いる前記３次元点群データの複数の点の中から、標高が最も高い点および標高が最も低い点を抽出し、
前記標高が最も高い点に基づいて、前記上端に対応する標高を決定し、
前記標高が最も低い点に基づいて、前記下端に対応する標高を決定する、請求項４に記載の画像生成システム。
前記複数の断面を示す画像データの生成に用いる前記３次元点群データの複数の点の中から、標高が最も高い点および標高が最も低い点を抽出し、
前記標高が最も高い点に基づいて、前記上端に対応する標高を決定し、
前記標高が最も低い点に基づいて、前記下端に対応する標高を決定する、請求項４に記載の画像生成システム。
【請求項6】
表示装置に表示させる断面の画像の範囲の中心部に対応する標高は、前記画像データが示す複数の断面の画像の間で共通である、請求項１または２に記載の画像生成システム。
【請求項7】
一つの断面を示す画像データを生成するために前記３次元点群データから複数の点を抽出する範囲として、前記ユーザは、前記コースと交差する方向の第１幅の大きさおよび前記コースに沿った方向の第２幅の大きさを指定し、
前記処理部は、前記ユーザが指定した前記第１幅および前記第２幅に基づいて、前記３次元点群データから複数の点を抽出する、請求項１または２に記載の画像生成システム。
前記処理部は、前記ユーザが指定した前記第１幅および前記第２幅に基づいて、前記３次元点群データから複数の点を抽出する、請求項１または２に記載の画像生成システム。
【請求項8】
前記処理部は、一つの断面を示す画像データを生成するために前記３次元点群データから抽出した複数の点を所定の平面に投影して得られる２次元データを前記一つの断面を示す画像データとして生成する、請求項７に記載の画像生成システム。
【請求項9】
前記ユーザは、表示装置に表示された前記所定環境の地図に２個以上の点をプロットし、
前記処理部は、前記ユーザがプロットした２個以上の点を繋いたラインを前記コースとして設定する、請求項１に記載の画像生成システム。
前記処理部は、前記ユーザがプロットした２個以上の点を繋いたラインを前記コースとして設定する、請求項１に記載の画像生成システム。
【請求項10】
前記処理部は、一つの断面を示す画像データを生成するために前記３次元点群データから複数の点を抽出する抽出範囲を、前記コースに沿って複数個設定し、
複数の前記抽出範囲のそれぞれは、前記コースと交差する方向の第１幅および前記コースに沿った方向の第２幅を有し、
複数の前記抽出範囲は、前記コースに沿って連続して設けられている、請求項１、２および９のいずれかに記載の画像生成システム。
複数の前記抽出範囲のそれぞれは、前記コースと交差する方向の第１幅および前記コースに沿った方向の第２幅を有し、
複数の前記抽出範囲は、前記コースに沿って連続して設けられている、請求項１、２および９のいずれかに記載の画像生成システム。
【請求項11】
前記ユーザは、表示装置に表示された前記所定環境の地図中の前記コース上の位置を指定し、
前記処理部は、前記ユーザが指定した前記位置に対応する断面の画像を前記表示装置に表示させる、請求項１または２に記載の画像生成システム。
前記処理部は、前記ユーザが指定した前記位置に対応する断面の画像を前記表示装置に表示させる、請求項１または２に記載の画像生成システム。
【請求項12】
前記処理部は、
生成した前記複数の断面を示す画像データを記憶装置に記憶させ、
前記ユーザからの要求に応じて、前記複数の断面を示す画像データを前記記憶装置から読み出し、読み出した前記画像データが示す複数の断面の画像を表示装置に表示させる、請求項１または２に記載の画像生成システム。
生成した前記複数の断面を示す画像データを記憶装置に記憶させ、
前記ユーザからの要求に応じて、前記複数の断面を示す画像データを前記記憶装置から読み出し、読み出した前記画像データが示す複数の断面の画像を表示装置に表示させる、請求項１または２に記載の画像生成システム。
【請求項13】
前記画像データが示す複数の断面は、前記コースに沿った互いに異なる位置で前記コースと直交している、請求項１または２に記載の画像生成システム。
【請求項14】
前記所定環境は森林である、請求項１または２に記載の画像生成システム。
【請求項15】
複数の樹木が存在する所定環境をセンシングして得られた３次元点群データを用いて、前記所定環境の複数の断面を示す画像データを生成する画像生成方法であって、
ユーザが指定した前記所定環境内のコースを示す情報を取得すること、
前記コースに沿った互いに異なる位置で前記コースと交差する複数の断面を示す画像データを、前記３次元点群データから生成すること、
を実行する、画像生成方法。
ユーザが指定した前記所定環境内のコースを示す情報を取得すること、
前記コースに沿った互いに異なる位置で前記コースと交差する複数の断面を示す画像データを、前記３次元点群データから生成すること、
を実行する、画像生成方法。
【請求項16】
複数の樹木が存在する所定環境をセンシングして得られた３次元点群データを用いて、前記所定環境の複数の断面を示す画像データを生成することをコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータプログラムは、
ユーザが指定した前記所定環境内のコースを示す情報を取得すること、
前記コースに沿った互いに異なる位置で前記コースと交差する複数の断面を示す画像データを、前記３次元点群データから生成すること、
を前記コンピュータに実行させる、コンピュータプログラム。
前記コンピュータプログラムは、
ユーザが指定した前記所定環境内のコースを示す情報を取得すること、
前記コースに沿った互いに異なる位置で前記コースと交差する複数の断面を示す画像データを、前記３次元点群データから生成すること、
を前記コンピュータに実行させる、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、画像生成システム、画像生成方法およびコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
森林資源の管理および利用を行うために森林計測が行われている。森林計測は、様々な方法により行うことができる。例えば特許文献１は、上空からカメラで森林を撮影し、得られた画像から画像処理によって樹冠円を抽出する方法を開示する。特許文献２は、上空から波長の異なるレーダ波をそれぞれ森林に照射して、樹木の最上部からの反射波および地面からの反射波から算出されるそれぞれの高さの差分から樹木の高さを求める方法を開示する。特許文献３は、航空機にレーザ測距装置を搭載し、レーザ測距装置を用いて、樹木等を含めた地上の３次元データを取得する方法を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００７－６６０５０号公報
【特許文献2】特開平９－１８４８８０号公報
【特許文献3】特開２０１６－７０７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
レーザ測距装置を用いて森林計測を行うことで、森林の３次元点群データが得られる。この森林の３次元点群データを用いて、森林の状態を分析することができる。しかし、森林計測で得られた３次元点群データを用いて、森林の状態を分析するのには非常に時間と労力が掛かる。
【0005】
森林等の複数の樹木が存在する環境の状態を簡便に把握することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本明細書は、以下の項目に記載の画像生成システム、画像生成方法およびコンピュータプログラムを開示している。
【0007】
［項目１］
複数の樹木が存在する所定環境をセンシングして得られた３次元点群データを用いて、前記所定環境の複数の断面を示す画像データを生成する画像生成システムであって、
ユーザが指定した前記所定環境内のコースを示す情報を取得し、前記コースに沿った互いに異なる位置で前記コースと交差する複数の断面を示す画像データを、前記３次元点群データから生成する処理部を備える、画像生成システム。
複数の樹木が存在する所定環境をセンシングして得られた３次元点群データを用いて、前記所定環境の複数の断面を示す画像データを生成する画像生成システムであって、
ユーザが指定した前記所定環境内のコースを示す情報を取得し、前記コースに沿った互いに異なる位置で前記コースと交差する複数の断面を示す画像データを、前記３次元点群データから生成する処理部を備える、画像生成システム。
【0008】
本発明のある実施形態によれば、３次元点群データを用いて、ユーザが指定したコース上の互いに異なる位置でコースと交差する複数の断面を示す画像データを生成する。ユーザは、互いに異なる位置の複数の断面の画像を連続的に切り替えて見ることができ、所定環境内の指定したコースおよびその周辺の状態を直感的に理解することができる。
【0009】
［項目２］
前記処理部は、前記画像データが示す複数の断面の画像が、前記コースに沿った順番で自動的に連続して切り替わる表示を表示装置に行わせる、項目１に記載の画像生成システム。
前記処理部は、前記画像データが示す複数の断面の画像が、前記コースに沿った順番で自動的に連続して切り替わる表示を表示装置に行わせる、項目１に記載の画像生成システム。
【0010】
ユーザは、コースに沿った順番で自動的に連続して切り替わる断面の画像を見ることで、実際に現場を歩いているような臨場感とともに、指定したコースおよびその周辺の状態を理解することができる。
【0011】
［項目３］
前記画像データが示す複数の断面は、前記コース上の所定間隔で並んだ複数の位置で前記コースと交差する、項目１または２に記載の画像生成システム。
前記画像データが示す複数の断面は、前記コース上の所定間隔で並んだ複数の位置で前記コースと交差する、項目１または２に記載の画像生成システム。
【0012】
これにより、ユーザは、一定の間隔毎の断面を順番に見ることができる。
【0013】
［項目４］
表示装置に表示させる断面の画像の範囲の上端に対応する標高および下端に対応する標高は、前記画像データが示す複数の断面の画像の間で共通である、項目１から３のいずれかに記載の画像生成システム。
表示装置に表示させる断面の画像の範囲の上端に対応する標高および下端に対応する標高は、前記画像データが示す複数の断面の画像の間で共通である、項目１から３のいずれかに記載の画像生成システム。
【0014】
実際の地表面の標高の変化に応じて、表示装置に表示される地表面の位置が上下に変化することで、ユーザは、指定したコースの地表面の標高の変化を直感的に理解することができる。
【0015】
［項目５］
前記処理部は、
前記複数の断面を示す画像データの生成に用いる前記３次元点群データの複数の点の中から、標高が最も高い点および標高が最も低い点を抽出し、
前記標高が最も高い点に基づいて、前記上端に対応する標高を決定し、
前記標高が最も低い点に基づいて、前記下端に対応する標高を決定する、項目４に記載の画像生成システム。
前記処理部は、
前記複数の断面を示す画像データの生成に用いる前記３次元点群データの複数の点の中から、標高が最も高い点および標高が最も低い点を抽出し、
前記標高が最も高い点に基づいて、前記上端に対応する標高を決定し、
前記標高が最も低い点に基づいて、前記下端に対応する標高を決定する、項目４に記載の画像生成システム。
【0016】
複数の断面のそれぞれを表示可能な画像の範囲の上端および下端を決定することができる。
【0017】
［項目６］
表示装置に表示させる断面の画像の範囲の中心部に対応する標高は、前記画像データが示す複数の断面の画像の間で共通である、項目１から５のいずれかに記載の画像生成システム。
表示装置に表示させる断面の画像の範囲の中心部に対応する標高は、前記画像データが示す複数の断面の画像の間で共通である、項目１から５のいずれかに記載の画像生成システム。
【0018】
実際の地表面の標高の変化に応じて、表示装置に表示される地表面の位置が上下に変化することで、ユーザは、指定したコースの地表面の標高の変化を直感的に理解することができる。
【0019】
［項目７］
一つの断面を示す画像データを生成するために前記３次元点群データから複数の点を抽出する範囲として、前記ユーザは、前記コースと交差する方向の第１幅の大きさおよび前記コースに沿った方向の第２幅の大きさを指定し、
前記処理部は、前記ユーザが指定した前記第１幅および前記第２幅に基づいて、前記３次元点群データから複数の点を抽出する、項目１から６のいずれかに記載の画像生成システム。
一つの断面を示す画像データを生成するために前記３次元点群データから複数の点を抽出する範囲として、前記ユーザは、前記コースと交差する方向の第１幅の大きさおよび前記コースに沿った方向の第２幅の大きさを指定し、
前記処理部は、前記ユーザが指定した前記第１幅および前記第２幅に基づいて、前記３次元点群データから複数の点を抽出する、項目１から６のいずれかに記載の画像生成システム。
【0020】
これにより、ユーザが希望する範囲の断面を示す画像データを生成することができる。
【0021】
［項目８］
前記処理部は、一つの断面を示す画像データを生成するために前記３次元点群データから抽出した複数の点を所定の平面に投影して得られる２次元データを前記一つの断面を示す画像データとして生成する、項目７に記載の画像生成システム。
前記処理部は、一つの断面を示す画像データを生成するために前記３次元点群データから抽出した複数の点を所定の平面に投影して得られる２次元データを前記一つの断面を示す画像データとして生成する、項目７に記載の画像生成システム。
【0022】
抽出した複数の点を反映させた断面を示す画像データを生成することができる。
【0023】
［項目９］
前記ユーザは、表示装置に表示された前記所定環境の地図に２個以上の点をプロットし、
前記処理部は、前記ユーザがプロットした２個以上の点を繋いたラインを前記コースとして設定する、項目１から８のいずれかに記載の画像生成システム。
前記ユーザは、表示装置に表示された前記所定環境の地図に２個以上の点をプロットし、
前記処理部は、前記ユーザがプロットした２個以上の点を繋いたラインを前記コースとして設定する、項目１から８のいずれかに記載の画像生成システム。
【0024】
ユーザは、２個以上の点をプロットするだけでコースを設定することができる。
【0025】
［項目１０］
前記処理部は、一つの断面を示す画像データを生成するために前記３次元点群データから複数の点を抽出する抽出範囲を、前記コースに沿って複数個設定し、
複数の前記抽出範囲のそれぞれは、前記コースと交差する方向の第１幅および前記コースに沿った方向の第２幅を有し、
複数の前記抽出範囲は、前記コースに沿って連続して設けられている、項目１から９のいずれかに記載の画像生成システム。
前記処理部は、一つの断面を示す画像データを生成するために前記３次元点群データから複数の点を抽出する抽出範囲を、前記コースに沿って複数個設定し、
複数の前記抽出範囲のそれぞれは、前記コースと交差する方向の第１幅および前記コースに沿った方向の第２幅を有し、
複数の前記抽出範囲は、前記コースに沿って連続して設けられている、項目１から９のいずれかに記載の画像生成システム。
【0026】
これにより、コースに沿った範囲に属する３次元点群データの複数の点を反映させた連続的な複数の断面を示す画像データを得ることができる。
【0027】
ユーザが表示装置に表示された地図に点をプロットする実施形態においては、ユーザが適当な間隔で２個以上の点をプロットするだけで、プロットした点と点の間の範囲に属する３次元点群データの複数の点を反映させた連続的な複数の断面を示す画像データを得ることができる。
【0028】
ユーザは、簡単な操作で臨場感が大きい画像データを得ることができる。
【0029】
［項目１１］
前記ユーザは、表示装置に表示された前記所定環境の地図中の前記コース上の位置を指定し、
前記処理部は、前記ユーザが指定した前記位置に対応する断面の画像を前記表示装置に表示させる、項目１から１０のいずれかに記載の画像生成システム。
前記ユーザは、表示装置に表示された前記所定環境の地図中の前記コース上の位置を指定し、
前記処理部は、前記ユーザが指定した前記位置に対応する断面の画像を前記表示装置に表示させる、項目１から１０のいずれかに記載の画像生成システム。
【0030】
ユーザは、見たい位置の断面の画像を見ることができる。
【0031】
［項目１２］
前記処理部は、
生成した前記複数の断面を示す画像データを記憶装置に記憶させ、
前記ユーザからの要求に応じて、前記複数の断面を示す画像データを前記記憶装置から読み出し、読み出した前記画像データが示す複数の断面の画像を表示装置に表示させる、項目１から１１のいずれかに記載の画像生成システム。
前記処理部は、
生成した前記複数の断面を示す画像データを記憶装置に記憶させ、
前記ユーザからの要求に応じて、前記複数の断面を示す画像データを前記記憶装置から読み出し、読み出した前記画像データが示す複数の断面の画像を表示装置に表示させる、項目１から１１のいずれかに記載の画像生成システム。
【0032】
これにより、ユーザは、希望するタイミングで断面の画像を何度でも見ることができる。
【0033】
［項目１３］
前記画像データが示す複数の断面は、前記コースに沿った互いに異なる位置で前記コースと直交している、項目１から１２のいずれかに記載の画像生成システム。
前記画像データが示す複数の断面は、前記コースに沿った互いに異なる位置で前記コースと直交している、項目１から１２のいずれかに記載の画像生成システム。
【0034】
これにより、直感的に理解しやすい断面の画像をユーザに提供することができる。
【0035】
［項目１４］
前記所定環境は森林である、項目１から１３のいずれかに記載の画像生成システム。
前記所定環境は森林である、項目１から１３のいずれかに記載の画像生成システム。
【0036】
これにより、ユーザは、森林の指定したコースおよびその周辺の状態を直感的に理解することができる。
【0037】
［項目１５］
複数の樹木が存在する所定環境をセンシングして得られた３次元点群データを用いて、前記所定環境の複数の断面を示す画像データを生成する画像生成方法であって、
ユーザが指定した前記所定環境内のコースを示す情報を取得すること、
前記コースに沿った互いに異なる位置で前記コースと交差する複数の断面を示す画像データを、前記３次元点群データから生成すること、
を実行する、画像生成方法。
複数の樹木が存在する所定環境をセンシングして得られた３次元点群データを用いて、前記所定環境の複数の断面を示す画像データを生成する画像生成方法であって、
ユーザが指定した前記所定環境内のコースを示す情報を取得すること、
前記コースに沿った互いに異なる位置で前記コースと交差する複数の断面を示す画像データを、前記３次元点群データから生成すること、
を実行する、画像生成方法。
【0038】
本発明のある実施形態によれば、３次元点群データを用いて、ユーザが指定したコース上の互いに異なる位置でコースと交差する複数の断面を示す画像データを生成する。ユーザは、互いに異なる位置の複数の断面の画像を連続的に切り替えて見ることができ、所定環境内の指定したコースおよびその周辺の状態を直感的に理解することができる。
【0039】
［項目１６］
複数の樹木が存在する所定環境をセンシングして得られた３次元点群データを用いて、前記所定環境の複数の断面を示す画像データを生成することをコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータプログラムは、
ユーザが指定した前記所定環境内のコースを示す情報を取得すること、
前記コースに沿った互いに異なる位置で前記コースと交差する複数の断面を示す画像データを、前記３次元点群データから生成すること、
を前記コンピュータに実行させる、コンピュータプログラム。
複数の樹木が存在する所定環境をセンシングして得られた３次元点群データを用いて、前記所定環境の複数の断面を示す画像データを生成することをコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータプログラムは、
ユーザが指定した前記所定環境内のコースを示す情報を取得すること、
前記コースに沿った互いに異なる位置で前記コースと交差する複数の断面を示す画像データを、前記３次元点群データから生成すること、
を前記コンピュータに実行させる、コンピュータプログラム。
【0040】
本発明のある実施形態によれば、３次元点群データを用いて、ユーザが指定したコース上の互いに異なる位置でコースと交差する複数の断面を示す画像データを生成する。ユーザは、互いに異なる位置の複数の断面の画像を連続的に切り替えて見ることができ、所定環境内の指定したコースおよびその周辺の状態を直感的に理解することができる。
【発明の効果】
【0041】
本発明のある実施形態によれば、３次元点群データを用いて、ユーザが指定したコース上の互いに異なる位置でコースと交差する複数の断面を示す画像データを生成する。ユーザは、互いに異なる位置の複数の断面の画像を連続的に切り替えて見ることができ、所定環境内の指定したコースおよびその周辺の状態を直感的に理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【0042】
【図1】本発明の実施形態で用いる３次元点群データを取得する対象である計測対象エリア５０の計測の様子を示す図である。
【図2】本発明の実施形態で用いる無人ヘリコプター１の側面図である。
【図3】本発明の実施形態で用いる無人ヘリコプター１の正面図である。
【図4】本発明の実施形態で用いる無人ヘリコプター１の飛行制御ボックス１５のハードウェア構成例を示す図である。
【図5】本発明の実施形態で用いる３次元点群データを取得する森林計測の様子を示す図である。
【図6】本発明の実施形態に係る３次元点群データを管理する管理システム１００を示す図である。
【図7】本発明の実施形態に係るサーバコンピュータ１１０のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【図8】本発明の実施形態に係る端末装置１２０のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【図9】本発明の実施形態に係る３次元点群データを用いて複数の断面を示す画像データを生成する処理を示すフローチャートである。
【図11】本発明の実施形態に係る複数の断面を示す画像データ１７０を生成する森林５４のコース１６２の例を示す図である。
【図12】本発明の実施形態に係る表示装置１２７に表示された入力欄１５７の例を示す図である。
【図13】本発明の実施形態に係るコース１６２に沿って順に連続して配置された複数の抽出範囲１６３の例を示す図である。
【図14】本発明の実施形態に係るコース１６２に沿って順に連続して配置された複数の抽出範囲１６３の別の例を示す図である。
【図15】本発明の実施形態に係る断面の画像の範囲１６６の上端１６７に対応する標高および下端１６８に対応する標高の設定方法を説明する図である。
【図16】本発明の実施形態に係る複数の断面画像１７１の例を示す図である。
【図17】本発明の実施形態に係るユーザの要求に応じた断面画像１７１の表示の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0043】
森林資源の管理および利用を行うためには、いわゆる「森林計測」を行うことが重要である。この「森林計測」には、森林の構造の調査、森林の材積の推定、一定期間における森林の変化量の把握等が含まれ得る。従来の森林計測のような、林木の一本一本を計測し、得られたデータから様々な集計・分析を行っていくことは非常に人手と時間がかかる。そこで、無人航空機にレーザ測距装置（ＬｉＤＡＲセンサ）を搭載し、ＬｉＤＡＲセンサを用いて空中から森林計測を行うことが進められている。
【0044】
本願発明者らは、ＬｉＤＡＲセンサを搭載した無人航空機を比較的低い高度（例えば絶対高度１５０ｍ以下、好ましくは絶対高度８０ｍ以下）で飛行させて森林計測を行うことにより、樹冠点群だけでなく幹点群、下層植生点群および地表面点群を含む３次元点群データが得られることを見出した。ここで、樹冠点群は樹木の樹冠に対応する点群であり、幹点群は樹木の幹に対応する点群であり、下層植生点群は下層植生に対応する点群であり、地表面点群は地表面に対応する点群である。ＬｉＤＡＲセンサから出射されたレーザパルスは、樹木の樹冠だけでなく、樹木の幹、下層植生および地表面等にも到達して反射され、これにより、樹冠点群、幹点群、下層植生点群および地表面点群を含む３次元点群データを得ることができる。
【0045】
これら樹冠点群、幹点群、下層植生点群および地表面点群を含む３次元点群データを用いて、森林の状態を推定したり、各樹木の状態を推定したりすることが考えられる。
【0046】
３次元点群データに含まれる複数の点それぞれを水平面に投影したときの水平面における複数の点の個数密度は、１００個／ｍ２以上であり得る。点群の密度を高めることにより、樹冠よりも低い位置から取得できる情報量を増加させることができ、森林の状態をより詳細に推定することができる。
【0047】
本明細書では、ＬｉＤＡＲセンサを用いて上空から森林をスキャンし、スキャンデータを取得すること自体を「森林計測」に含む。スキャンデータは、典型的には、スキャンごとに取得される点群（ｐｏｉｎｔ ｃｌｏｕｄ）を構成する各点の位置座標によって表現され得る。スキャンごとに取得される点の位置座標は、無人航空機とともに移動するローカル座標系によって規定される。このようなローカル座標系は、移動体座標系またはセンサ座標系と呼ばれ得る。一般的には、「森林計測」は、ローカル座標系で表現された各反射点の位置を地理座標系に変換することを含む。「森林計測」はさらに、地理座標系への変換後に、森林の構造を解析すること、森林および樹木の形を視覚的に表示すること、森林内の樹木の種類ごとの存在比率を求めること、森林の容積密度を求めること等を含み得る。
【0048】
「無人航空機」（ＵＡＶ；Ｕｎｍａｎｎｅｄ ａｅｒｉａｌ ｖｅｈｉｃｌｅ）は、操縦者としての人が搭乗しない航空機であり、ドローンと呼ばれることもある。航空機は回転翼機および固定翼機を含み得る。回転翼を有する無人航空機の一例は、無人ヘリコプターまたは無人マルチコプターである。回転翼はエンジン（内燃機関）によって回転してもよいし、電動モータによって回転してもよい。無人航空機の飛行は、コンピュータプログラムによる自律飛行、一部を自動化する半自律飛行、無線を用いた人による遠隔操作による飛行のいずれであってもよい。無人航空機は、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）を援用して、現在位置を三次元的に測定し、その位置を修正しながら飛行することが可能である。以下に説明する例示的な実施形態においては、「無人航空機」は「無人ヘリコプター」である。「無人」の用語は、航空機の操縦のために人が搭乗する必要がないことを意味しており、無人航空機が操縦者でない人を運搬することは除外しない。
【0049】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。ただし、本発明を必要以上に細かく説明をすることは避ける。例えば、既によく知られた事項の詳細説明および実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。また、以下の実施形態は例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【0050】
（計測対象エリアの計測）
まず、計測対象エリアの計測の例を説明する。
まず、計測対象エリアの計測の例を説明する。
【0051】
図１は、３次元点群データを取得する対象である計測対象エリア５０の計測の様子を示す図である。例示的な実施形態において、計測対象エリア５０を山の斜面５２に広がる森林５４とし、無人ヘリコプター１を用いて森林計測を行う。森林５４では地表面から複数の樹木が立ち上がっている。計測対象エリア５０としての森林５４は、斜面の森林（斜面林）に限定されず、平坦地の森林であってもよい。
【0052】
【0053】
ＬｉＤＡＲセンサ２０はレーザビームのパルス（以下「レーザパルス」と略記する。）２２を、出射方向を変えながら次々と出射し、出射時刻と各レーザパルスの反射パルスを取得した時刻との時間差から各反射点の位置までの距離を計測することができる。「反射点」は、森林５４を構成する各樹木の樹冠および幹、斜面および平坦地等の地表面であり得る。
【0054】
ＬｉＤＡＲセンサ２０は、任意の方法により、飛行体から森林までの距離を計測し得る。ＬｉＤＡＲセンサ２０の計測方法としては、例えば機械回転方式、ＭＥＭＳ方式、フェーズドアレイ方式がある。これらの測定方法は、それぞれレーザパルスを出射する方法（スキャンの方法）が異なっている。例えば、機械回転方式のＬｉＤＡＲセンサは、レーザパルスの出射およびレーザパルスの反射光の検出を行う筒状のヘッドを回転させて、回転軸の周囲３６０度全方位の計測対象物をスキャンする。ＭＥＭＳ方式のＬｉＤＡＲセンサは、ＭＥＭＳミラーを用いてレーザパルスの出射方向を揺動させ、揺動軸を中心とした所定の角度範囲内の計測対象物をスキャンする。フェーズドアレイ方式のＬｉＤＡＲセンサは、光の位相を制御して光の出射方向を揺動させ、揺動軸を中心とした所定の角度範囲内の計測対象物をスキャンする。
【0055】
無人ヘリコプター１は、メインボディ２およびテールボディ３を有する機体４を備えている。機体４の下部には、ブラケット２５を介してＬｉＤＡＲセンサ２０が取り付けられている。メインボディ２の上部にはメインロータ５が設けられ、テールボディ３の後部にテールロータ６が設けられている。メインボディ２の前部にはラジエータ７が設けられている。メインボディ２の後部には飛行制御ボックス１５が設けられている。メインボディ２内には、内燃機関であるエンジン８および発電装置９が設けられている。また、メインボディ２内には、いずれも図示しない吸気系、メインロータ軸、燃料タンクが収容されている。エンジン８が発生させた回転はメインロータ５およびテールロータ６に伝達され、メインロータ５およびテールロータ６が回転することにより無人ヘリコプター１は飛行する。
【0056】
メインボディ２の後部上側にはコントロールパネル１０が設けられ、後部下側に表示灯１１が設けられる。コントロールパネル１０は、飛行前のチェックポイントやセルフチェック結果等を表示する。コントロールパネル１０の表示は地上局でも確認できる。表示灯１１は、ＧＮＳＳ制御の状態や機体の異常警告等の表示を行う。メインボディ２の中央部下側には、着陸時に機体４を支える脚であるスキッド１２が設けられている。
【0057】
図４は、飛行制御ボックス（制御装置）１５のハードウェア構成例を示している。飛行制御ボックス１５は、測位モジュール１５ａ、加速度センサ１５ｂ、気圧センサ１５ｃ、地磁気センサ１５ｄ、超音波センサ１５ｅ、通信装置１５ｆ、処理装置１５ｇ、記憶装置１５ｊを収容する。記憶装置１５ｊは、ＲＯＭ（Read Only Memory）１５ｈ、ＲＡＭ（Random Access Memory）１５ｉ等を含む。各構成要素は、例えば配線または内部バス１５ｋを介して相互にデータを送受信し得る。なお、測位モジュール１５ａを初めとする各種のセンサを設ける位置は、常に飛行制御ボックス１５内である必要はない。例えばＧＮＳＳ衛星からの信号を取得しやすくするため、測位モジュール１５ａをテールボディ３上部に設けてもよい。
【0058】
測位モジュール１５ａは、ＧＮＳＳ衛星から送信されるＧＮＳＳ信号を受信し、ＧＮＳＳ信号に基づいて測位を行う。測位モジュール１５ａは、無人ヘリコプター１の現在位置の地理座標を示す位置データを出力する。ＧＮＳＳは、ＧＰＳ（Global Positioning System）、ＱＺＳＳ（Quasi-Zenith Satellite System、例えばみちびき）、ＧＬＯＮＡＳＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、およびＢｅｉＤｏｕなどの衛星測位システムの総称である。測位方法として、必要な精度の位置情報が得られる任意の測位方法が採用され得る。測位方法として、例えば、干渉測位法または相対測位法が採用されてもよい。測位モジュール１５ａの数は１個であってもよいし、複数（例えば２個）であってもよい。
【0059】
加速度センサ１５ｂは、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各方向の加速度を検出する三軸加速度センサである。加速度センサ１５ｂが六軸加速度センサであれば、さらに無人ヘリコプター１のロール加速度、ピッチ角速度およびヨー加速度を検出可能である。なお、加速度センサ１５ｂは、一軸加速度センサまたは二軸加速度センサを複数有し、これら一軸加速度センサまたは二軸加速度センサによりＸＹＺの各方向の加速度を検出する構成であってもよい。気圧センサ１５ｃは気圧を検出する。検出された気圧から現在の標高を知ることができる。なお気圧と標高との関係式は公知であるから、本明細書では説明は省略する。地磁気センサ１５ｄは無人ヘリコプター１の現在の方位を検出する。超音波センサ１５ｅは、低空飛行時の絶対高度の検出に用いられる。加速度センサ１５ｂおよび地磁気センサ１５ｄの各々から出力されるデータ（機体データ）を利用することにより、無人ヘリコプター１の現在の姿勢を判断することができる。飛行データおよび機体データは、処理装置１５ｇに提供される。
【0060】
通信装置１５ｆは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）および／またはＷｉ－Ｆｉ（登録商標）規格に準拠した無線通信を行う通信回路を有する。通信装置１５ｆはさらに、携帯電話回線または人工衛星を経由する回線を利用した無線通信を行ってもよい。通信装置１５ｆは、飛行前においては飛行経路のデータを受信し、飛行時には無線によって地上と必要な通信を行う。飛行経路のデータは、無人ヘリコプター１が飛行すべき経路の座標および絶対高度の各データを含む。
【0061】
記憶装置１５ｊは、処理装置１５ｇの動作を制御するコンピュータプログラムを記憶している。記憶装置１５ｊは、無人ヘリコプター１の飛行の制御および森林計測の制御を処理装置１５ｇに実行させるためのコンピュータプログラムを記憶し得る。そのようなコンピュータプログラムは、記憶媒体（例えば半導体メモリまたは光ディスク等）または電気通信回線（例えばインターネット）を介して無人ヘリコプター１に提供され得る。コンピュータプログラムは、無線通信により無人ヘリコプター１に提供されてもよい。そのようなコンピュータプログラムが、商用ソフトウェアとして販売されてもよい。
【0062】
処理装置１５ｇは、記憶装置１５ｊに記憶された制御プログラムを実行して無人ヘリコプター１を飛行させる。より具体的には処理装置１５ｇは、上述した飛行データ、機体データ、エンジン回転数やスロットル開度などの運転状態データ等を監視しながら、予め用意された飛行経路に沿って無人ヘリコプター１を飛行させる。
【0063】
図４に示す例では、飛行制御ボックス１５は、ＬｉＤＡＲセンサ２０と接続されている。ＬｉＤＡＲセンサ２０は、スキャン結果（時刻データ、方角データおよび距離データ等の組）を飛行制御ボックス１５に出力する。測位モジュール１５ａから出力される無人ヘリコプター１の飛行位置を示す地理座標のデータと、ＬｉＤＡＲセンサ２０から出力されるスキャン結果とを用いて、例えば地理座標系で表現された計測対象物の位置を算出することができる。
【0064】
なお、ＬｉＤＡＲセンサ２０は、飛行制御ボックス１５と接続されていなくてもよい。この場合、ＬｉＤＡＲセンサ２０のスキャン結果は、ＬｉＤＡＲセンサ２０内の記憶装置に記憶され得る。ＬｉＤＡＲセンサ２０のスキャン結果は、無線通信によりＬｉＤＡＲセンサ２０から外部に出力されてもよい。飛行制御ボックス１５とＬｉＤＡＲセンサ２０とで電源が共有されてもよい。
【0065】
また、測位モジュール１５ａが飛行制御ボックス１５とは独立して無人ヘリコプター１に設けられ、その測位モジュール１５ａから飛行制御ボックス１５およびＬｉＤＡＲセンサ２０のそれぞれに位置データが出力されてもよい。この場合、ＬｉＤＡＲセンサ２０のスキャン結果は、ＬｉＤＡＲセンサ２０内の記憶装置に記憶され得る。また、測位モジュール１５ａが出力した位置データと、ＬｉＤＡＲセンサ２０のスキャン結果とを用いた計測対象物の位置の算出を、ＬｉＤＡＲセンサ２０内のプロセッサが行う場合は、その算出結果をＬｉＤＡＲセンサ２０内の記憶装置に記憶してもよい。
【0066】
無人ヘリコプター１の飛行および運用を管理するオペレータは、飛行状態を目視しながら、予め用意した飛行経路に沿って無人ヘリコプター１を飛行させてもよい。テールボディ３（図２）の後端部には、リモコン操縦機からの指令信号を受信するリモコン受信アンテナ１３が設けられている。
【0067】
【0068】
例示的な実施形態ではＬｉＤＡＲセンサ２０は機械回転方式であり、レーザパルス２２の出射およびレーザパルス２２の反射光の検出を行うヘッド２３は、回転軸２１を中心として回転する。ヘッド２３が回転することで、３６０度全方位をスキャンすることができる。本実施形態では、ＬｉＤＡＲセンサ２０のスキャン可能範囲のうち無人ヘリコプター１の機体４等に遮られる範囲は計測結果に反映しない。記載の便宜上、図３では３６０度全方位に放射されるレーザパルス２２のうちの一部のみを示している。本明細書では、ＬｉＤＡＲセンサ２０のヘッド２３の回転を“ＬｉＤＡＲセンサ２０の回転”と表現する場合がある。
【0069】
ＬｉＤＡＲセンサ２０のヘッド２３は、回転することにより出射口の方向を変化させ、所定角度ピッチα（ｒａｄ）ごとに同時に複数個のレーザパルス２２を出射する。図２では、一例として、ＬｉＤＡＲセンサ２０の回転軸２１が通るある平面に沿って同時に出射されるＮ個のレーザパルス２２を示している。記載の便宜上、パルス状ではなくビーム状でレーザパルス２２を記載している。なお、「同時」は厳密に同じ時刻である必要はなく、概ね同じ時刻であることも含む。Ｎの値は任意であり、例えば、１２、１６、３２または６４であるが、Ｎはこれらの値に限定されない。ＬｉＤＡＲセンサ２０のヘッド２３には、例えばＮ個のレーザ光源が並べられており、Ｎ個のレーザパルス２２の出射口からレーザパルス２２が出射される。レーザ光源は例えばレーザダイオードであるがこれに限定されない。
【0070】
図３を参照しながら、ある１つの出射口から出射されるレーザパルス２２を説明する。ＬｉＤＡＲセンサ２０のヘッド２３は、回転することにより出射口の方向を変化させ、所定角度ピッチα（ｒａｄ）ごとにレーザパルス２２を出射し、森林で反射した各レーザパルス２２の反射光を検出する。これにより、当該所定角度ピッチαごとの方向における反射点までの距離のデータを得ることができる。所定角度ピッチαは固定値であってもよいし、可変値であってもよい。
【0071】
ＬｉＤＡＲセンサ２０としては、上述したようなレーザパルスの出射方向を揺動させ、揺動軸を中心とした所定の角度範囲内の計測対象物をスキャンするＬｉＤＡＲセンサが用いられてもよい。本明細書では、ＬｉＤＡＲセンサ２０の“回転”および“回転軸”は、このような“揺動”および“揺動軸”も含むとする。レーザパルスの出射方向を揺動させる場合の回転角度範囲は例えば１８０度以下であるが、それに限定されない。
【0072】
図２に示す例では、ＬｉＤＡＲセンサ２０は、その回転軸２１が無人ヘリコプター１の機体の前後方向を向くように搭載されている。回転軸２１が臨む方向は任意であり、例えば、ＬｉＤＡＲセンサ２０は、回転軸２１が無人ヘリコプター１の機体４の左右方向を向くように搭載されていてもよい。また、ＬｉＤＡＲセンサ２０の回転軸は、無人ヘリコプター１の高さ方向に垂直な平面に対して傾いていてもよい。
【0073】
図５は、３次元点群データを取得する森林計測の様子を示す図である。図５に示す例では、森林５４は斜面５２に広がっている。斜面５２に広がる森林５４に対して、斜め上方向からだけではなく、横方向からレーザパルス２２を照射したり、斜め下方向からレーザパルス２２を照射したりすることができる。横方向からのレーザパルス２２の照射では、基本的に日光を受けるために水平に生えている葉の間をレーザパルス２２が通りやすくなる。レーザパルス２２は樹木５６の樹冠５６ａだけでなく、樹木５６の幹５６ｂ、下層植生５８および地表面５９等にも到達し、反射される。これにより、樹冠点群だけでなく幹点群、下層植生点群および地表面点群を含む３次元点群データを得ることができる。
【0074】
（画像生成システム）
次に、森林５４等の複数の樹木５６が存在する所定環境をセンシングして得られた３次元点群データを用いて、その所定環境の複数の断面を示す画像データを生成する画像生成システムを説明する。
次に、森林５４等の複数の樹木５６が存在する所定環境をセンシングして得られた３次元点群データを用いて、その所定環境の複数の断面を示す画像データを生成する画像生成システムを説明する。
【0075】
まず、３次元点群データを管理する管理システムを説明する。図６は、３次元点群データを管理する管理システム１００を示す図である。管理システム１００では、無人ヘリコプター１、サーバコンピュータ１１０、端末装置１２０は、通信ネットワーク１３０を介して互いに通信することができる。
【0076】
サーバコンピュータ１１０は、３次元点群データおよび３次元点群データを用いて生成した画像データを格納し、それらのデータを管理するコンピュータである。サーバコンピュータ１１０は、例えばクラウドサーバまたはエッジサーバなどの、無人ヘリコプター１および端末装置１２０の位置から離れた場所に設置されたコンピュータであり得る。無人ヘリコプター１が取得した３次元点群データは、通信ネットワーク１３０を介してサーバコンピュータ１１０に送信される。サーバコンピュータ１１０は、受け取った３次元点群データを格納する。
【0077】
端末装置１２０は、ユーザが使用するコンピュータである。端末装置１２０は、スマートフォンまたはタブレットコンピュータなどのモバイル端末またはラップトップコンピュータである。端末装置１２０は、デスクトップＰＣ（Personal Computer）などの据え置き型のコンピュータであってもよい。端末装置１２０は、断面画像を生成するために必要な情報をユーザが入力するための設定画面をディスプレイに表示する。ユーザが設定画面上で必要な情報を入力し送信の操作を行うと、端末装置１２０は、入力された情報をサーバコンピュータ１１０に送信する。サーバコンピュータ１１０は、その情報に基づいて断面画像を生成する。
【0078】
通信ネットワーク１３０は、例えばインターネットであるが、それに限定されない。無人ヘリコプター１、サーバコンピュータ１１０、端末装置１２０は、携帯電話回線または人工衛星を経由する回線を利用した無線通信により、相互に通信を行ってもよい。
【0079】
図７は、サーバコンピュータ１１０のハードウェア構成例を示すブロック図である。図７に例示するサーバコンピュータ１１０は、処理装置（処理部）１１１、記憶装置１１５、通信装置１１６を備える。これらの構成要素は、バスを介して相互に通信可能に接続される。処理装置１１１は、プロセッサ１１２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１３、ＲＡＭ（Random Access Memory）１１４を備える。
【0080】
プロセッサ１１２は、例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路であり得る。プロセッサ１１２は、マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラによって実現され得る。あるいは、プロセッサ１１２は、ＣＰＵを搭載したＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＡＳＳＰ（Application Specific Standard Product）、または、これら回路の中から選択される二つ以上の回路の組み合わせによっても実現され得る。プロセッサ１１２は、ＲＯＭ１１３に格納された、一つ以上の処理を実行するための命令群を記述したコンピュータプログラムを逐次実行し、所望の処理を実現する。
【0081】
ＲＯＭ１１３は、例えば、書き込み可能なメモリ（例えばＰＲＯＭ）、書き換え可能なメモリ（例えばフラッシュメモリ）、または読み出し専用のメモリである。ＲＯＭ１１３は、プロセッサ１１２の動作を制御するプログラムを記憶する。ＲＡＭ１１４は、ＲＯＭ１１３に格納された制御プログラムをブート時に一旦展開するための作業領域を提供する。
【0082】
記憶装置１１５は、フラッシュメモリまたは磁気ディスクなどの一つ以上の記憶媒体を含む。
【0083】
記憶装置１１５は、例えば磁気記憶装置、光学記憶装置、半導体記憶装置またはそれらの組み合わせである。磁気記憶装置の例は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）である。光学記憶装置の例は、光ディスクドライブまたは光磁気ディスク（ＭＤ）ドライブなどである。半導体記憶装置の例は、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）である。記憶装置１１５は、３次元点群データ１４０および３次元点群データ１４０を用いて生成した画像データ１７０等の各種のデータを記憶する。記憶装置１１５が記憶するデータには、ＬｉＤＡＲセンサ２０を搭載する無人ヘリコプター１を用いて計測を行った所定環境の地図データが含まれ得る。
【0084】
記憶装置１１５は、プロセッサ１１２に各種の動作を実行させるコンピュータプログラムを記憶してもよい。そのようなコンピュータプログラムは、記憶媒体（例えば半導体メモリまたは光ディスク等）または電気通信回線（例えばインターネット）を介してサーバコンピュータ１１０に提供され得る。そのようなコンピュータプログラムが、商用ソフトウェアとして販売されてもよい。
【0085】
通信装置１１６は、無人ヘリコプター１および端末装置１２０とデータ通信を行うための通信モジュールである。通信装置１１６は、有線通信および／または無線通信を行うことができる。通信装置１１６は、例えば、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４（登録商標）、またはイーサネット（登録商標）などの通信規格に準拠した有線通信を行うことができる。通信装置１１６は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格および／またはＷｉ－Ｆｉ（登録商標）規格に準拠した無線通信を行うことができる。通信装置１１６は、ＢＬＥ（Bluetooth Low Energy）またはＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）の通信方式に準拠した無線通信を行うことが可能な通信モジュールであってもよい。ＢＬＥまたはＬＰＷＡなどの通信方式を利用することにより、低消費電力で長距離かつ広範囲の通信を実現することができる。通信装置１１６は、携帯電話回線または人工衛星を経由する回線を利用した無線通信を行ってもよい。
【0086】
図８は、端末装置１２０のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【0087】
端末装置１２０は、処理装置（処理部）１２１、記憶装置１２５、通信装置１２６、表示装置１２７、入力装置１２８を備える。これらの構成要素は、バスを介して相互に通信可能に接続される。処理装置１２１は、プロセッサ１２２、ＲＯＭ１２３、ＲＡＭ１２４を備える。
【0088】
入力装置１２８は、ユーザからの指示をデータに変換してコンピュータに入力するための装置である。入力装置１２８は、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、マイクまたはそれらの組み合わせであり得る。表示装置１２７は、例えば、液晶ディスプレイまたはＯＬＥＤ（Organic Light-Emitting Diode）ディスプレイであり得る。表示装置１２７は、森林５４等の所定環境の地図およびその所定環境の断面の画像等を表示し得る。プロセッサ１２２、ＲＯＭ１２３、ＲＡＭ１２４、記憶装置１２５、および通信装置１２６のそれぞれに関する説明は、サーバコンピュータ１１０のハードウェア構成例において記載したとおりであり、それらの説明を省略する。
【0089】
本実施形態では、サーバコンピュータ１１０は、３次元点群データを用いて複数の断面を示す画像データを生成する画像生成システムとして動作する。端末装置１２０がそのような画像生成システムとして動作してもよいし、サーバコンピュータ１１０と端末装置１２０とが協働して画像生成システムとして動作してもよい。以下では、サーバコンピュータ１１０が画像生成システムとして動作する例を主に説明する。
【0090】
画像生成システムとして動作するサーバコンピュータ１１０は、所定環境の地図およびその所定環境の断面の画像等を表示する表示装置を備えていてもよいし、備えていなくてもよい。３次元点群データ１４０は、サーバコンピュータ１１０の外部の記憶装置に格納されていてもよく、そのような記憶装置から３次元点群データ１４０を読み出してもよい。
【0091】
また、以下では、ＬｉＤＡＲセンサ２０を搭載した無人ヘリコプター１を飛行させて取得した３次元点群データを用いて複数の断面を示す画像データを生成する実施形態を説明する。画像データの生成に用いる３次元点群データは、無人ヘリコプター１等の航空機を飛行させて取得した３次元点群データに限定されない。例えば、ＬｉＤＡＲセンサを搭載した車両等が所定環境の地表面を走行して取得した３次元点群データを用いてもよいし、ＬｉＤＡＲセンサを所持する人間が所定環境の地表面を歩行して取得した３次元点群データを用いてもよい。また、そのような航空機、車両、人間等の複数種類の手段により取得された３次元点群データを組合わせて用いてもよい。
【0092】
図９は、３次元点群データ１４０を用いて複数の断面を示す画像データを生成する処理の例を示すフローチャートである。
【0093】
ユーザが使用する端末装置１２０には、サーバコンピュータ１１０と通信を行うためのアプリケーションおよび／またはブラウザが予めインストールされている。サーバコンピュータ１１０と端末装置１２０との間のデータ通信は、サーバコンピュータ１１０の通信装置１１６、端末装置１２０の通信装置１２６、通信ネットワーク１３０を用いて行われる。
【0094】
まず、ユーザは、端末装置１２０の入力装置１２８を操作してサーバコンピュータ１１０にアクセスし、断面画像を生成したい所定環境を選択する。例えば、ユーザからのアクセスを受け付けたサーバコンピュータ１１０のプロセッサ１１２は、断面画像を生成可能な所定環境の一覧を示す情報を端末装置１２０に送信する処理を行う。断面画像を生成可能な所定環境は、３次元点群データ１４０を生成済みの環境である。端末装置１２０のプロセッサ１２２は、受け取った情報に基づいて、所定環境の一覧を表示装置１２７に表示させる。ユーザは入力装置１２８を操作して、表示された一覧の中から希望する所定環境を選択することができる。
【0095】
プロセッサ１１２は、ユーザが選択した所定環境の地図データを記憶装置１１５から読み出し、端末装置１２０に送信する処理を行う。プロセッサ１２２は、受け取った地図データに基づいて、所定環境の地図を表示装置１２７に表示させる。
【0096】
図１０は、表示装置１２７に表示される地図１５１の例を示す図である。この例では、所定環境は森林５４である。破線１５２は等高線を表している。所定環境は、複数の樹木が存在する環境であり得、森林に限定されない。例えば、所定環境は、公園であってもよいし、道路およびその道路周辺を含む領域であってもよい。
【0097】
ユーザは、森林５４のうちの断面を示す画像データを生成するコースを指定するために、入力装置１２８を操作して、地図１５１に２個以上の点１６１をプロットする。例えば、点１６１をプロットしたい位置にポインタ１５６を移動させて所定のボタンをクリックすることで、点１６１をプロットすることができる。プロセッサ１１２は、ユーザがプロットした２個以上の点１６１を繋いたラインを生成する。プロセッサ１１２は、生成したラインを、複数の断面を示す画像データを生成する森林５４のコースとして設定する（図９のステップＳ１１）。
【0098】
図１１は、複数の断面を示す画像データを生成する森林５４のコースの例を示す図である。図１１に示す例では、４個の点１６１がプロットされており、プロセッサ１１２は、それら４個の点１６１を繋ぐライン１６２を生成する。ここでは、複数の線分で構成されたライン１６２を例示している。ライン１６２は、少なくとも１つの線分および／または少なくとも１つの曲線を含むポリラインやスプライン曲線等であり得る。プロセッサ１１２は、ライン１６２をコースとして設定する。
【0099】
地図データは、地図が示す所定環境の地理座標の情報を含んでいる。上述したＬｉＤＡＲセンサ２０が出力する３次元点群データは、複数の点の位置に関する情報および光検出器の受信強度などの情報（属性情報）を含んでいる。複数の点の位置に関する情報は、例えば、点に対応するレーザパルスの出射方向と、ＬｉＤＡＲセンサと点との間の距離の情報である。また例えば、複数の点の位置に関する情報は、ローカル座標系における点の座標の情報である。ローカル座標系は、無人ヘリコプター１とともに移動する座標系である。点に対応するレーザパルスの出射方向と、ＬｉＤＡＲセンサと点との間の距離とから、ローカル座標系における各点の座標を演算することができる。ＬｉＤＡＲセンサ２０がレーザパルスの反射パルスを取得したときの無人ヘリコプター１の飛行位置の地理座標および標高、無人ヘリコプター１の向きに基づいて、ローカル座標系における点の座標からその点の地理座標および標高を演算することができる。サーバコンピュータ１１０の記憶装置１１５に格納された３次元点群データ１４０は、各点の地理座標および標高の情報を含んでいる。
【0100】
コース１６２が設定されると、次に、一つの断面を示す画像データを生成するために３次元点群データ１４０から複数の点を抽出する抽出範囲の大きさの設定を行う（ステップＳ１２）。本実施形態では、３次元点群データから抽出した複数の点のそれぞれに所定の大きさの面積を付与し、それら複数の点を所定の平面に投影して得られる２次元データを一つの断面を示す画像データとして生成する。
【0101】
図１２は、表示装置１２７に表示される抽出範囲１６３および入力欄１５７の例を示す図である。プロセッサ１１２からの指令に基づき、抽出範囲１６３の大きさをユーザが指定するための入力欄１５７が表示装置１２７に表示される。ユーザは入力装置１２８を操作して、抽出範囲１６３の左右幅Ｗおよび奥行きＤの値を入力欄１５７に入力する。左右幅（第１幅）Ｗは、コース１６２と交差する方向の抽出範囲１６３の大きさである。奥行き（第２幅）Ｄは、コース１６２に沿った方向の抽出範囲１６３の大きさである。左右幅Ｗは、例えばコース１６２と直交する方向の抽出範囲１６３の大きさであるが、それに限定されない。奥行きＤは、例えばコース１６２と平行な方向の抽出範囲１６３の大きさであるが、それに限定されない。図１２に示す例では、左右幅Ｗの値として３０．０ｍが入力され、奥行きＤの値として３．０ｍが入力されている。左右幅Ｗおよび奥行きＤの値は任意であり、それに限定されない。
【0102】
左右幅Ｗの値および奥行きＤの値の少なくとも一方についてデフォルト値が予め設定されていてもよい。デフォルト値が予め設定されていることにより、ユーザが行う操作をより簡単にすることができる。
【0103】
抽出範囲１６３の大きさが決定すると、プロセッサ１１２は、コース１６２に沿って順に配置される複数の抽出範囲１６３を生成する。図１３は、コース１６２に沿って順に連続して配置された複数の抽出範囲１６３の例を示す図である。図１３に示す例では、２２個の抽出範囲１６３ａ－１６３ｖがコース１６２に沿って配置されている。生成する抽出範囲１６３の個数は任意である。例えば、抽出範囲１６３の個数は、コースの大きさと抽出範囲１６３の大きさとの関係に基づいて変化する。プロセッサ１１２は、一つの抽出範囲１６３に対して一つの断面画像を生成する。抽出範囲１６３の個数が２２個の場合は、２２個の断面画像が生成される。
【0104】
コース１６２の曲がっている部分では、互いに隣接する抽出範囲１６３同士が一部重複してもよい。複数の抽出範囲１６３ａ－１６３ｖは、コース１６２に沿って隙間無く連続して設けられ得る。これにより、コース１６２に沿った範囲に属する３次元点群データ１４０の複数の点を漏れなく反映させた連続的な複数の断面を示す画像データを生成することができる。
【0105】
本実施形態では、コース１６２に沿って順に配置された複数の抽出範囲１６３から複数の断面画像を生成する。これにより、コース１６２に沿った互いに異なる位置でコース１６２と交差する複数の断面を示す画像データが得られる。画像データ１７０が示す複数の断面は、コース１６２上の所定間隔で並んだ複数の位置でコース１６２と交差し得る。
【0106】
図１４は、コース１６２に沿って順に連続して配置された複数の抽出範囲１６３の別の例を示す図である。図１４に示す例では、コース１６２のカーブ部分の外側の領域において、互いに隣接する抽出範囲１６３の間に隙間が生じている。互いに隣接する抽出範囲１６３同士を重複させる程度、および／またはコース１６２の曲がり具合によっては、このような隙間が生じる場合がある。このような場合でも、複数の抽出範囲１６３を通る中心線となるコース１６２の近傍およびカーブ部分の内側の領域においては、互いに隣接する抽出範囲１６３同士は一部が重複している。これにより、コース１６２に沿った範囲に属する３次元点群データ１４０の複数の点の概ね全てを反映させた連続的な複数の断面を示す画像データを生成することができる。図１４に示す例では、２１個の抽出範囲１６３ａ－１６３ｕがコース１６２に沿って配置されている。以下の説明では、主に図１３に示す複数の抽出範囲１６３ａ－１６３ｖを採用して複数の断面画像を生成する処理を説明するが、図１４に示す複数の抽出範囲１６３ａ－１６３ｕを採用して複数の断面画像を生成してもよい。
【0107】
プロセッサ１１２は、３次元点群データ１４０から、複数の抽出範囲１６３ａ－１６３ｖ内の地理座標と一致する複数の点を抽出する（ステップＳ１３）。それら抽出した複数の点は、複数の断面画像の生成に用いる点である。
【0108】
プロセッサ１１２は、表示装置１２７に表示させる断面の画像の範囲の上端および下端のそれぞれに対応する標高を設定する（ステップＳ１４）。図１５は、断面の画像の範囲１６６の上端１６７に対応する標高および下端１６８に対応する標高の設定方法を説明する図である。
【0109】
上述したように、３次元点群データ１４０は、各点の地理座標および標高の情報を含んでいる。プロセッサ１１２は、ステップＳ１３で３次元点群データ１４０から抽出した複数の点の中から、標高が最も高い点および標高が最も低い点をさらに抽出する。
【0110】
プロセッサ１１２は、表示装置１２７に表示させる断面の画像の範囲１６６の上端１６７に対応する標高を、標高が最も高い点の標高に設定する。プロセッサ１１２は、断面の画像の範囲１６６の下端１６８に対応する標高を、標高が最も低い点の標高に設定する。
【0111】
プロセッサ１１２は、上端１６７に対応する標高および下端１６８に対応する標高を、複数の断面の画像の間で共通にする。上端１６７および下端１６８に対応する標高を複数の断面の画像の間で共通にすることにより、断面の画像の範囲１６６の中心部１６９に対応する標高は、複数の断面の画像の間で共通となる。これにより、表示装置１２７に複数の断面の画像を連続して表示するときに、実際の地表面の標高の変化に応じて、表示装置１２７の画面上の地表面の位置が上下に移動することになり、ユーザは、指定したコース１６２の地表面の標高の変化を直感的に理解することができる。
【0112】
プロセッサ１１２は、一つの抽出範囲１６３に対して一つの断面の画像を生成する。プロセッサ１１２は、３次元点群データ１４０から、一つの抽出範囲１６３に属する複数の点を抽出する。プロセッサ１１２は、抽出した複数の点のそれぞれに所定の大きさの面積を付与し、それら複数の点を所定の平面に投影して得られる２次元データを一つの断面を示す画像データとして生成する。所定の平面は、例えばコース１６２と直交する平面であるが、それに限定されない。
【0113】
プロセッサ１１２は、２２個の抽出範囲１６３ａ－１６３ｖそれぞれに対して上記の２次元データを生成し、これにより２２個の断面画像１７１ａ－１７１ｖの画像データ１７０が得られる（ステップＳ１５）。
【0114】
図１６は、複数の断面画像の例を示す図である。図１６では、２２個の断面画像１７１ａ－１７１ｖのうちの一部である６個の断面画像１７１ａ、１７１ｅ、１７１ｉ、１７１ｎ、１７１ｒ、１７１ｖを示している。６個の断面画像１７１ａ、１７１ｅ、１７１ｉ、１７１ｎ、１７１ｒ、１７１ｖは、抽出範囲１６３ａ、１６３ｅ、１６３ｉ、１６３ｎ、１６３ｒ、１６３ｖに対応する断面画像である。
【0115】
プロセッサ１１２は、２２個の断面画像１７１ａ－１７１ｖの画像データ１７０を記憶装置１１５に格納するとともに端末装置１２０に送信する処理を行う。プロセッサ１２２は、受け取った画像データ１７０に基づいて、２２個の断面画像１７１ａ－１７１ｖを表示装置１２７に表示させる（ステップＳ１６）。
【0116】
例えば、プロセッサ１１２は、２２個の断面画像１７１ａ－１７１ｖを、コース１６２に沿った順番で自動的に連続して切り替わる表示を行わせる指令を端末装置１２０に送信する。プロセッサ１２２は、受け取った指令に基づいて、断面画像１７１ａ－１７１ｖがコース１６２に沿った順番で自動的に連続して切り替わるように表示装置１２７に表示させる。端末装置１２０にインストールされたアプリケーションが、複数の断面画像を連続して表示させる機能を有しており、ユーザがその機能を選択したときに複数の断面画像を連続して表示させてもよい。
【0117】
ユーザは、コース１６２上の互いに異なる位置の複数の断面の画像１７１を連続的に切り替えて見ることができ、所定環境５４内の指定したコース１６２およびその周辺の状態を直感的に理解することができる。
【0118】
複数の断面の画像１７１は、所定の時間間隔で切り替わるように表示される。所定の時間間隔は例えば０．５－１．０秒であるが、それに限定されない。所定の時間間隔の値はユーザが指定してもよい。複数の断面の画像１７１を所定の時間間隔で連続的に切り替えることで、ユーザは、残像効果により得られる実際に現場を歩いているような臨場感とともに、指定したコース１６２およびその周辺の状態を理解することができる。
【0119】
上述したように、複数の抽出範囲１６３がコース１６２に沿って連続して設けられることより、コース１６２に沿った範囲に属する３次元点群データ１４０の複数の点を反映させた連続的な複数の断面を示す画像データが生成される。ユーザは、コース１６２に沿った順番で自動的に連続して切り替わる断面画像１７１を見ることで、実際に現場を歩いているような臨場感とともに、指定したコース１６２およびその周辺の状態を理解することができる。
【0120】
また、上述したように、表示装置１２７に表示させる断面の画像の範囲１６６（図１５）の上端１６７に対応する標高および下端１６８に対応する標高は、複数の断面画像１７１の間で共通である。これにより、表示装置１２７に複数の断面画像１７１を連続して表示するときに、実際の地表面の標高の変化に応じて、表示装置１２７の画面上の地表面の位置が上下に移動することになり、ユーザは、指定したコース１６２の地表面の標高の変化を直感的に理解することができる。
【0121】
本実施形態では、ユーザは、２個以上の点１６１（図１１）をプロットするだけでコース１６２を設定することができる。ユーザが適当な間隔で２個以上の点１６１をプロットするだけで、プロットした点１６１と点１６１の間の範囲に属する３次元点群データ１４０の複数の点を反映させた連続的な複数の断面を示す画像データ１７０を得ることができる。ユーザは、簡単な操作で臨場感が大きい画像データ１７０を得ることができる。
【0122】
一般に３次元点群データのデータ量は大きく、３次元点群データの取り扱いは容易でないとともに、３次元点群データから断面画像を生成する処理の負荷は大きい。本実施形態では、３次元点群データ１４０はサーバコンピュータ１１０の記憶装置１１５に格納されるとともに、断面画像のデータの生成はサーバコンピュータ１１０のプロセッサ１１２が行う。ユーザは、端末装置１２０に大きな負荷を掛けることなく簡単な操作のみで所望の断面画像を見ることができる。
【0123】
上述したように、プロセッサ１１２は、生成した画像データ１７０を記憶装置１１５に格納させる。プロセッサ１１２は、ユーザからの要求に応じて記憶装置１１５から画像データ１７０を読み出し、端末装置１２０に送信することで、読み出した画像データ１７０が示す複数の断面画像１７１を表示装置１２７に表示させることができる。これにより、ユーザは、希望するタイミングで断面画像１７１を何度でも見ることができる。
【0124】
図１７は、ユーザの要求に応じた断面画像の表示の例を示す図である。表示装置１２７には、ユーザが断面画像を見たい所定環境を選択するための選択欄１５８が表示される。例えばユーザが入力装置１２８を操作して“Ｎｏ．１”の欄のアイコン“表示”をクリックすると、対応する所定環境の地図１５１が表示装置１２７に表示される。地図１５１中には、断面画像を生成済みのコース１６２が示されている。ユーザは入力装置１２８を操作してポインタ１５６をコース１６２の所望の位置に合わせると、その位置に対応する断面画像１７１が表示装置１２７に表示される。これにより、ユーザは、見たい位置の断面画像１７１を見ることができる。ユーザが選択欄１５８中のアイコン“連続表示”をクリックすると、ユーザは、コース１６２に沿った順番で自動的に連続して切り替わる複数の断面画像１７１を見ることができる。
【0125】
以上、本発明の例示的な実施形態を説明した。本明細書は、以下の項目に記載の画像生成システム、画像生成方法およびコンピュータプログラムを開示している。
【0126】
［項目１］
複数の樹木５６が存在する所定環境５４をセンシングして得られた３次元点群データ１４０を用いて、所定環境５４の複数の断面を示す画像データ１７０を生成する画像生成システム１１０であって、
ユーザが指定した所定環境５４内のコース１６２を示す情報を取得し、コース１６２に沿った互いに異なる位置でコース１６２と交差する複数の断面を示す画像データ１７０を、３次元点群データ１４０から生成する処理装置１１１、１２１を備える、画像生成システム１１０。
複数の樹木５６が存在する所定環境５４をセンシングして得られた３次元点群データ１４０を用いて、所定環境５４の複数の断面を示す画像データ１７０を生成する画像生成システム１１０であって、
ユーザが指定した所定環境５４内のコース１６２を示す情報を取得し、コース１６２に沿った互いに異なる位置でコース１６２と交差する複数の断面を示す画像データ１７０を、３次元点群データ１４０から生成する処理装置１１１、１２１を備える、画像生成システム１１０。
【0127】
本発明のある実施形態によれば、３次元点群データ１４０を用いて、ユーザが指定したコース１６２上の互いに異なる位置でコース１６２と交差する複数の断面を示す画像データ１７０を生成する。ユーザは、互いに異なる位置の複数の断面の画像１７１を連続的に切り替えて見ることができ、所定環境５４内の指定したコース１６２およびその周辺の状態を直感的に理解することができる。
【0128】
［項目２］
処理装置１１１、１２１は、画像データ１７０が示す複数の断面の画像１７１が、コース１６２に沿った順番で自動的に連続して切り替わる表示を表示装置１２７に行わせる、項目１に記載の画像生成システム１１０。
処理装置１１１、１２１は、画像データ１７０が示す複数の断面の画像１７１が、コース１６２に沿った順番で自動的に連続して切り替わる表示を表示装置１２７に行わせる、項目１に記載の画像生成システム１１０。
【0129】
これにより、ユーザは、コース１６２に沿った順番で自動的に連続して切り替わる断面の画像１７１を見ることで、実際に現場を歩いているような臨場感とともに、指定したコース１６２およびその周辺の状態を理解することができる。
【0130】
［項目３］
画像データ１７０が示す複数の断面は、コース１６２上の所定間隔で並んだ複数の位置でコース１６２と交差する、項目１または２に記載の画像生成システム１１０。
画像データ１７０が示す複数の断面は、コース１６２上の所定間隔で並んだ複数の位置でコース１６２と交差する、項目１または２に記載の画像生成システム１１０。
【0131】
これにより、ユーザは、一定の間隔毎の断面を順番に見ることができる。
【0132】
［項目４］
表示装置１２７に表示させる断面の画像の範囲１６６の上端１６７に対応する標高および下端１６８に対応する標高は、画像データ１７０が示す複数の断面の画像１７１の間で共通である、項目１から３のいずれかに記載の画像生成システム１１０。
表示装置１２７に表示させる断面の画像の範囲１６６の上端１６７に対応する標高および下端１６８に対応する標高は、画像データ１７０が示す複数の断面の画像１７１の間で共通である、項目１から３のいずれかに記載の画像生成システム１１０。
【0133】
実際の地表面の標高の変化に応じて、表示装置１２７に表示される地表面の位置が上下に変化することで、ユーザは、指定したコース１６２の地表面の標高の変化を直感的に理解することができる。
【0134】
［項目５］
処理装置１１１、１２１は、
複数の断面を示す画像データ１７０の生成に用いる３次元点群データ１４０の複数の点の中から、標高が最も高い点および標高が最も低い点を抽出し、
標高が最も高い点に基づいて、上端１６７に対応する標高を決定し、
標高が最も低い点に基づいて、下端１６８に対応する標高を決定する、項目４に記載の画像生成システム１１０。
処理装置１１１、１２１は、
複数の断面を示す画像データ１７０の生成に用いる３次元点群データ１４０の複数の点の中から、標高が最も高い点および標高が最も低い点を抽出し、
標高が最も高い点に基づいて、上端１６７に対応する標高を決定し、
標高が最も低い点に基づいて、下端１６８に対応する標高を決定する、項目４に記載の画像生成システム１１０。
【0135】
これにより、複数の断面のそれぞれを表示可能な画像の範囲１６６の上端１６７および下端１６８を決定することができる。
【0136】
［項目６］
表示装置１２７に表示させる断面の画像の範囲１６６の中心部１６９に対応する標高は、画像データ１７０が示す複数の断面の画像１７１の間で共通である、項目１から５のいずれかに記載の画像生成システム１１０。
表示装置１２７に表示させる断面の画像の範囲１６６の中心部１６９に対応する標高は、画像データ１７０が示す複数の断面の画像１７１の間で共通である、項目１から５のいずれかに記載の画像生成システム１１０。
【0137】
実際の地表面の標高の変化に応じて、表示装置１２７に表示される地表面の位置が上下に変化することで、ユーザは、指定したコース１６２の地表面の標高の変化を直感的に理解することができる。
【0138】
［項目７］
一つの断面を示す画像データ１７０を生成するために３次元点群データ１４０から複数の点を抽出する範囲１６３として、ユーザは、コース１６２と交差する方向の第１幅Ｗの大きさおよびコース１６２に沿った方向の第２幅Ｄの大きさを指定し、
処理装置１１１、１２１は、ユーザが指定した第１幅Ｗおよび第２幅Ｄに基づいて、３次元点群データ１４０から複数の点を抽出する、項目１から６のいずれかに記載の画像生成システム１１０。
一つの断面を示す画像データ１７０を生成するために３次元点群データ１４０から複数の点を抽出する範囲１６３として、ユーザは、コース１６２と交差する方向の第１幅Ｗの大きさおよびコース１６２に沿った方向の第２幅Ｄの大きさを指定し、
処理装置１１１、１２１は、ユーザが指定した第１幅Ｗおよび第２幅Ｄに基づいて、３次元点群データ１４０から複数の点を抽出する、項目１から６のいずれかに記載の画像生成システム１１０。
【0139】
これにより、ユーザが希望する範囲の断面を示す画像データ１７０を生成することができる。
【0140】
［項目８］
処理装置１１１、１２１は、一つの断面を示す画像データ１７０を生成するために３次元点群データ１４０から抽出した複数の点を所定の平面に投影して得られる２次元データを一つの断面を示す画像データ１７０として生成する、項目７に記載の画像生成システム１１０。
処理装置１１１、１２１は、一つの断面を示す画像データ１７０を生成するために３次元点群データ１４０から抽出した複数の点を所定の平面に投影して得られる２次元データを一つの断面を示す画像データ１７０として生成する、項目７に記載の画像生成システム１１０。
【0141】
これにより、抽出した複数の点を反映させた断面を示す画像データ１７０を生成することができる。
【0142】
［項目９］
ユーザは、表示装置１２７に表示された所定環境５４の地図に２個以上の点１６１をプロットし、
処理装置１１１、１２１は、ユーザがプロットした２個以上の点１６１を繋いたラインをコース１６２として設定する、項目１から８のいずれかに記載の画像生成システム１１０。
ユーザは、表示装置１２７に表示された所定環境５４の地図に２個以上の点１６１をプロットし、
処理装置１１１、１２１は、ユーザがプロットした２個以上の点１６１を繋いたラインをコース１６２として設定する、項目１から８のいずれかに記載の画像生成システム１１０。
【0143】
ユーザは、２個以上の点１６１をプロットするだけでコース１６２を設定することができる。
【0144】
［項目１０］
処理装置１１１、１２１は、一つの断面を示す画像データ１７０を生成するために３次元点群データ１４０から複数の点を抽出する抽出範囲１６３を、コース１６２に沿って複数個設定し、
複数の抽出範囲１６３のそれぞれは、コース１６２と交差する方向の第１幅Ｗおよびコース１６２に沿った方向の第２幅Ｄを有し、
複数の抽出範囲１６３は、コース１６２に沿って連続して設けられている、項目１から９のいずれかに記載の画像生成システム１１０。
処理装置１１１、１２１は、一つの断面を示す画像データ１７０を生成するために３次元点群データ１４０から複数の点を抽出する抽出範囲１６３を、コース１６２に沿って複数個設定し、
複数の抽出範囲１６３のそれぞれは、コース１６２と交差する方向の第１幅Ｗおよびコース１６２に沿った方向の第２幅Ｄを有し、
複数の抽出範囲１６３は、コース１６２に沿って連続して設けられている、項目１から９のいずれかに記載の画像生成システム１１０。
【0145】
これにより、コース１６２に沿った範囲に属する３次元点群データ１４０の複数の点を反映させた連続的な複数の断面を示す画像データ１７０を得ることができる。
【0146】
ユーザが表示装置１２７に表示された地図に点をプロットする実施形態においては、ユーザが適当な間隔で２個以上の点１６１をプロットするだけで、プロットした点と点の間の範囲に属する３次元点群データ１４０の複数の点を反映させた連続的な複数の断面を示す画像データ１７０を得ることができる。
【0147】
ユーザは、簡単な操作で臨場感が大きい画像データ１７０を得ることができる。
【0148】
［項目１１］
ユーザは、表示装置１２７に表示された所定環境５４の地図中のコース１６２上の位置を指定し、
処理装置１１１、１２１は、ユーザが指定した位置に対応する断面の画像１７１を表示装置１２７に表示させる、項目１から１０のいずれかに記載の画像生成システム１１０。
ユーザは、表示装置１２７に表示された所定環境５４の地図中のコース１６２上の位置を指定し、
処理装置１１１、１２１は、ユーザが指定した位置に対応する断面の画像１７１を表示装置１２７に表示させる、項目１から１０のいずれかに記載の画像生成システム１１０。
【0149】
これにより、ユーザは、見たい位置の断面の画像１７１を見ることができる。
【0150】
［項目１２］
処理装置１１１、１２１は、
生成した複数の断面を示す画像データ１７０を記憶装置１１５に記憶させ、
ユーザからの要求に応じて、複数の断面を示す画像データ１７０を記憶装置１１５から読み出し、読み出した画像データ１７０が示す複数の断面の画像１７１を表示装置１２７に表示させる、項目１から１１のいずれかに記載の画像生成システム１１０。
処理装置１１１、１２１は、
生成した複数の断面を示す画像データ１７０を記憶装置１１５に記憶させ、
ユーザからの要求に応じて、複数の断面を示す画像データ１７０を記憶装置１１５から読み出し、読み出した画像データ１７０が示す複数の断面の画像１７１を表示装置１２７に表示させる、項目１から１１のいずれかに記載の画像生成システム１１０。
【0151】
これにより、ユーザは、希望するタイミングで断面の画像１７１を何度でも見ることができる。
【0152】
［項目１３］
画像データ１７０が示す複数の断面は、コース１６２に沿った互いに異なる位置でコース１６２と直交している、項目１から１２のいずれかに記載の画像生成システム１１０。
画像データ１７０が示す複数の断面は、コース１６２に沿った互いに異なる位置でコース１６２と直交している、項目１から１２のいずれかに記載の画像生成システム１１０。
【0153】
これにより、直感的に理解しやすい断面の画像１７１をユーザに提供することができる。
【0154】
［項目１４］
所定環境５４は森林地帯５４である、項目１から１３のいずれかに記載の画像生成システム１１０。
所定環境５４は森林地帯５４である、項目１から１３のいずれかに記載の画像生成システム１１０。
【0155】
ユーザは、森林地帯５４の指定したコース１６２およびその周辺の状態を直感的に理解することができる。
【0156】
［項目１５］
複数の樹木５６が存在する所定環境５４をセンシングして得られた３次元点群データ１４０を用いて、所定環境５４の複数の断面を示す画像データ１７０を生成する画像生成方法であって、
ユーザが指定した所定環境５４内のコース１６２を示す情報を取得すること、
コース１６２に沿った互いに異なる位置でコース１６２と交差する複数の断面を示す画像データ１７０を、３次元点群データ１４０から生成すること、
を実行する、画像生成方法。
複数の樹木５６が存在する所定環境５４をセンシングして得られた３次元点群データ１４０を用いて、所定環境５４の複数の断面を示す画像データ１７０を生成する画像生成方法であって、
ユーザが指定した所定環境５４内のコース１６２を示す情報を取得すること、
コース１６２に沿った互いに異なる位置でコース１６２と交差する複数の断面を示す画像データ１７０を、３次元点群データ１４０から生成すること、
を実行する、画像生成方法。
【0157】
本発明のある実施形態によれば、３次元点群データ１４０を用いて、ユーザが指定したコース１６２上の互いに異なる位置でコース１６２と交差する複数の断面を示す画像データ１７０を生成する。ユーザは、互いに異なる位置の複数の断面の画像１７１を連続的に切り替えて見ることができ、所定環境５４内の指定したコース１６２およびその周辺の状態を直感的に理解することができる。
【0158】
［項目１６］
複数の樹木５６が存在する所定環境５４をセンシングして得られた３次元点群データ１４０を用いて、所定環境５４の複数の断面を示す画像データ１７０を生成することをコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
コンピュータプログラムは、
ユーザが指定した所定環境５４内のコース１６２を示す情報を取得すること、
コース１６２に沿った互いに異なる位置でコース１６２と交差する複数の断面を示す画像データ１７０を、３次元点群データ１４０から生成すること、
をコンピュータに実行させる、コンピュータプログラム。
複数の樹木５６が存在する所定環境５４をセンシングして得られた３次元点群データ１４０を用いて、所定環境５４の複数の断面を示す画像データ１７０を生成することをコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
コンピュータプログラムは、
ユーザが指定した所定環境５４内のコース１６２を示す情報を取得すること、
コース１６２に沿った互いに異なる位置でコース１６２と交差する複数の断面を示す画像データ１７０を、３次元点群データ１４０から生成すること、
をコンピュータに実行させる、コンピュータプログラム。
【0159】
本発明のある実施形態によれば、３次元点群データ１４０を用いて、ユーザが指定したコース１６２上の互いに異なる位置でコース１６２と交差する複数の断面を示す画像データ１７０を生成する。ユーザは、互いに異なる位置の複数の断面の画像１７１を連続的に切り替えて見ることができ、所定環境５４内の指定したコース１６２およびその周辺の状態を直感的に理解することができる。
【産業上の利用可能性】
【0160】
本発明の実施形態によれば、森林等の複数の樹木が存在する環境の状態を簡便に把握することが可能な技術が提供される。
【符号の説明】
【0161】
１：無人航空機（無人ヘリコプター）、 ２：メインボディ、 ３：テールボディ、 ４：機体、 ５：メインロータ、 ６：テールロータ、 ７：ラジエータ、 ８：エンジン、 ９：発電装置、 １０：コントロールパネル、 １１：表示灯、 １２：スキッド、 １３：リモコン受信アンテナ、 １５：飛行制御ボックス、 １５ａ：測位モジュール、 １５ｂ：加速度センサ、 １５ｃ：気圧センサ、 １５ｄ：地磁気センサ、 １５ｅ：超音波センサ、 １５ｆ：通信装置、 １５ｇ：処理装置、 １５ｊ：記憶装置、 １５ｋ：内部バス、 ２０：ＬｉＤＡＲセンサ、 ２１：回転軸、 ２２：レーザパルス、 ２３：ヘッド、 ２５：ブラケット、 ５０：計測対象エリア、 ５２：斜面、 ５４：森林、 ５６：樹木、 ５６ａ：樹冠、 ５６ｂ：幹、 ５８：下層植生、 ５９：地表面、 １００：管理システム、 １１０：サーバコンピュータ（画像生成システム）、 １１１：処理装置（処理部）、 １１２：プロセッサ、 １１３：ＲＯＭ、 １１４：ＲＡＭ、 １１５：記憶装置、 １１６：通信装置、 １２０：端末装置（画像生成システム）、 １２１：処理装置（処理部）、 １２２：プロセッサ、 １２３：ＲＯＭ、 １２４：ＲＡＭ、 １２５：記憶装置、 １２６：通信装置、 １２７：表示装置、 １２８：入力装置、 １３０：ネットワーク、 １４０：３次元点群データ、 １５１：地図、 １５２：等高線、 １５６：ポインタ、 １５７：入力欄、 １５８：選択欄、 １６１：点、 １６２：ライン（コース）、 １６３：抽出範囲、 １６６：画像の表示範囲、 １６７：上端、 １６８：下端、 １６８：中心部、 １７０：画像データ、 １７１：断面画像
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
