特許 7627231 無人飛行機の飛行制御システム及び地形計測システム

(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】

(24)【登録日】2025-01-28

(45)【発行日】2025-02-05

(54)【発明の名称】無人飛行機の飛行制御システム及び地形計測システム

(51)【国際特許分類】

   B64C 13/20 20060101AFI20250129BHJP

   B64C 27/04 20060101ALI20250129BHJP

   B64C 39/02 20060101ALI20250129BHJP

   B64D 47/08 20060101ALI20250129BHJP

   G01C 15/00 20060101ALI20250129BHJP

   G01C 7/04 20060101ALI20250129BHJP

   G05D 1/46 20240101ALI20250129BHJP

   B64U 10/10 20230101ALI20250129BHJP

   B64U 20/80 20230101ALI20250129BHJP

【ＦＩ】

B64C13/20 Z

B64C27/04

B64C39/02

B64D47/08

G01C15/00 103A

G01C15/00 103E

G01C15/00 102C

G01C7/04

G05D1/46

B64U10/10

B64U20/80

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2021562703

(86)(22)【出願日】2020-12-03

(86)【国際出願番号】 JP2020044963

(87)【国際公開番号】W WO2021112158

(87)【国際公開日】2021-06-10

【審査請求日】2023-11-28

(31)【優先権主張番号】P 2019220422

(32)【優先日】2019-12-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000220343

【氏名又は名称】株式会社トプコン

(74)【代理人】

【識別番号】100083563

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 祥二

(72)【発明者】

【氏名】リッカルド ロティ

(72)【発明者】

【氏名】熊谷 薫

【審査官】山▲崎▼ 歩美

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０５３００３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１１９２２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１５１００８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０４４９１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１３８９２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０３９８６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６４Ｃ １３／２０

Ｂ６４Ｃ ２７／０４

Ｂ６４Ｃ ２７／０８

Ｂ６４Ｃ ３９／０２

Ｂ６４Ｄ ４７／０８

Ｂ６４Ｕ １０／１０

Ｂ６４Ｕ ２０／８０

Ｇ０１Ｃ １５／００

Ｇ０１Ｃ ７／０４

Ｇ０５Ｄ １／１０

Ｇ０５Ｄ １／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

反射体を搭載した無人飛行機と該反射体を追尾し、該反射体の３次元座標を含む測定データを取得するトータルステーションとを具備する無人飛行機の飛行制御システムであって、
前記トータルステーションは、
パルス光の測距光を前記反射体に射出し、パルス光毎に該反射体で反射された測距光を受光して前記反射体の測距を行い測定データを取得する測距部と、
該測距部の光軸と平行、或は略平行な追尾光軸を有し、前記反射体を追尾する追尾部と、
前記追尾光軸と平行又は略平行な光軸を有し、ＴＳ－データ伝送光を発するＴＳ－データ伝送部と、
ＴＳ－演算制御部とを具備し、
前記無人飛行機は、前記ＴＳ－データ伝送光を受光し、受光信号を発する受光器と前記無人飛行機の飛行を制御するＵＡＶ－演算制御部とを有し、
前記ＴＳ－演算制御部は、パルス光毎に取得した前記測定データを前記ＴＳ－データ伝送光に重畳し、前記ＵＡＶ－演算制御部は前記受光信号から前記測定データを分離し、前記無人飛行機の飛行位置をリアルタイムで取得する様構成し、
前記追尾部が前記ＴＳ－データ伝送部と兼用され、前記追尾部は、追尾光を前記測距光と同サイクルでパルス発光し、パルス光とパルス光との発光間隔内で、追尾光を追加発光させ、追加発光の追尾光に前記測定データを重畳させて前記ＴＳ－データ伝送光とした無人飛行機の飛行制御システム。

【請求項2】

前記ＵＡＶ－演算制御部は前記測定データに含まれる３次元座標に基づき無人飛行体の飛行を制御する様構成された請求項１の無人飛行機の飛行制御システム。

【請求項3】

前記受光器は、前記反射体を含み、該反射体の反射面に形成され光の一部を透過する反射膜と、該反射膜を介して前記ＴＳ－データ伝送光を受光する受光素子を有する請求項１又は請求項２の無人飛行機の飛行制御システム。

【請求項4】

反射体及び該反射体と既知の位置に設けられた形状測定器を搭載した無人飛行機と該反射体を追尾し、該反射体の３次元座標を含む測定データを取得するトータルステーションとを具備する地形計測システムであって、
前記トータルステーションはパルス光の測距光を前記反射体に射出し、パルス光毎に該反射体で反射された測距光を受光して前記反射体の測距を行い測定データを取得する測距部と、
該測距部の光軸と平行、或は略平行な追尾光軸を有し、前記反射体を追尾する追尾部と、該追尾部の追尾光軸と平行又は略平行な光軸を有し、ＴＳ－データ伝送光を発するＴＳ－データ伝送部と、ＴＳ－演算制御部とを具備し、前記無人飛行機は、前記ＴＳ－データ伝送光を受光し、受光信号を発する受光器と前記無人飛行機の飛行を制御するＵＡＶ－演算制御部とを有し、前記ＴＳ－演算制御部は、パルス光毎に取得した前記測定データを前記ＴＳ－データ伝送光に重畳し、前記ＵＡＶ－演算制御部は前記形状測定器により形状データを取得し、又前記ＵＡＶ－演算制御部は前記受光信号から測定データを分離し、前記形状測定器の位置をリアルタイムで取得し、前記形状測定器の位置と前記形状データとを関連付け、形状データ取得時の前記形状測定器の３次元座標を取得する様構成され、
前記追尾部が前記ＴＳ－データ伝送部と兼用され、前記追尾部は、追尾光を前記測距光と同サイクルでパルス発光し、パルス光とパルス光との発光間隔内で、追尾光を追加発光させ、追加発光の追尾光に前記測定データを重畳させて前記ＴＳ－データ伝送光とした地形計測システム。

【請求項5】

前記ＵＡＶ－演算制御部は前記測定データに含まれる３次元座標に基づき無人飛行体の飛行を制御する様構成された請求項４の地形計測システム。

【請求項6】

前記受光器は、前記反射体を含み、該反射体の反射面に形成され光の一部を透過する反射膜と、該反射膜を介して前記ＴＳ－データ伝送光を受光する受光素子を有する請求項４又は請求項５の地形計測システム。

【請求項7】

前記トータルステーションがＴＳ－ＧＮＳＳ装置を有し、前記無人飛行機がＵＡＶ－ＧＮＳＳ装置を有し、前記ＴＳ－演算制御部は、前記ＴＳ－ＧＮＳＳ装置より測定データ取得時のＧＮＳＳ時間を取得し、該ＧＮＳＳ時間を測定データと関連付ける様構成され、前記ＵＡＶ－演算制御部は、前記ＵＡＶ－ＧＮＳＳ装置により形状データ取得時のＧＮＳＳ時間を取得し、該ＧＮＳＳ時間を前記形状データと関連付け、前記測定データと前記形状データとを前記ＧＮＳＳ時間を介して関連付ける様構成された請求項４の地形計測システム。

【請求項8】

前記形状測定器は地表を撮影するカメラであり、前記ＵＡＶ－演算制御部は前記カメラで取得される画像データと前記ＴＳ－データ伝送光から得られる画像取得時の前記カメラの３次元座標から写真測量を行う請求項４又は請求項７の地形計測システム。

【請求項9】

前記形状測定器は地表の点群データを取得するレーザスキャナであり、前記ＵＡＶ－演算制御部は前記レーザスキャナで取得される点群データと前記ＴＳ－データ伝送光から得られる点群データ取得時の前記レーザスキャナの３次元座標から前記点群データを地表系の３次元データに変換する請求項４又は請求項７の地形計測システム。

【請求項10】

反射体及び該反射体と既知の位置に設けられた形状測定器を搭載した無人飛行機と該反射体を追尾し、該反射体の３次元座標を含む測定データを取得するトータルステーションとを具備する地形計測システムであって、前記トータルステーションは前記反射体を追尾する追尾部と、データ伝送光受光部と、
ＴＳ－演算制御部とを具備し、前記無人飛行機は、ＵＡＶ－データ伝送光を発するＵＡＶ－データ伝送部と、前記無人飛行機の飛行を制御するＵＡＶ－演算制御部とを有し、前記ＵＡＶ－演算制御部は前記形状測定器により形状データを取得し、該形状データを前記ＵＡＶ－データ伝送光に重畳し、
前記ＴＳ－演算制御部は、前記データ伝送光受光部で受光した前記ＵＡＶ－データ伝送光より前記形状データを取得し、該形状データと測定データとを関連付け、形状データ取得時の前記形状測定器の３次元座標を取得する様構成され、
前記ＵＡＶ－データ伝送部は、前記反射体の中心に設けられた発光素子を有し、該発光素子により前記ＵＡＶ－データ伝送光を発する様構成された地形計測システム。

【請求項11】

前記トータルステーションがＴＳ－ＧＮＳＳ装置を有し、前記無人飛行機がＵＡＶ－ＧＮＳＳ装置を有し、前記ＵＡＶ－演算制御部は、前記ＵＡＶ－ＧＮＳＳ装置により形状データ取得時のＧＮＳＳ時間を取得し、該ＧＮＳＳ時間を前記形状データと関連付ける様構成され、前記ＴＳ－演算制御部は、前記ＴＳ－ＧＮＳＳ装置より測定データ取得時のＧＮＳＳ時間を取得し、該ＧＮＳＳ時間を測定データと関連付け、前記測定データと前記形状データとを前記ＧＮＳＳ時間を介して関連付ける様構成された請求項１０の地形計測システム。

【請求項12】

前記形状測定器は地表を撮影するカメラであり、前記ＴＳ－演算制御部は前記測定データに基づき画像取得時の前記カメラの３次元座標を取得し、画像データ及び前記３次元座標から写真測量を行う請求項１０の地形計測システム。

【請求項13】

前記形状測定器は地表の点群データを取得するレーザスキャナであり、前記ＴＳ－演算制御部は前記点群データと前記測定データから得られる点群データ取得時の前記レーザスキャナの３次元座標から前記点群データを地表系の３次元データに変換する請求項１０の地形計測システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無人飛行機の飛行位置をリアルタイムで無人飛行機に伝送する無人飛行機の飛行制御システム及び無人飛行機に形状測定器を搭載し、上空から地形計測を行う地形計測システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、無人飛行機が普及発達し、無人飛行機を利用した写真撮影、小型貨物の運搬等が行われている。無人飛行機は、目視できる状態で遠隔操作されるか、或はＧＰＳを利用して無人飛行機の位置が取得され設定されたプログラムに従って無人飛行が行われている。この場合、無人飛行機のリアルタイムでの飛行位置は高精度に要求されることはない。

【0003】

更に、地形の測定に航空写真に基づく写真測量が広く行われている。又、近年、無人飛行機にカメラを搭載し、上空から地上をカメラで撮影し、航空写真を取得する方法が普及している。

【0004】

又、無人飛行機にカメラを搭載し、上空からカメラで地上を撮影する場合に、無人飛行機に反射体を取付け、この反射体をトータルステーションにより追尾し、無人飛行機の位置を測定し、測定結果に基づき無人飛行機の撮影位置を特定し、撮影位置と画像に基づき地形計測をする方法がある。

【0005】

従来、無人飛行機の位置データはトータルステーションに保存され、測定終了後に、無人飛行機の撮影データと位置データとが付き合わされることで地形計測結果が演算されていた。従って、計測データはリアルタイムに見ることはできず、測定状態の判断は無人飛行機による写真撮影完了後、トータルステーションによる位置測定後となる。この為、測定状態が不充分と判断され、再測定となった場合、測定作業を再度最初から実行しなければならず、時間を大きくロスしていた。

【0006】

又、従来無人飛行機の位置データはトータルステーションに保存される為、無人飛行機が自身の飛行位置をリアルタイムで知る為には、別途位置測定器を必要とし、システムも構成が複雑になっていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１５－１４５０号公報

【文献】特開２０１５－１４５７８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明では、トータルステーション、無人飛行機を用いた無人飛行機の飛行制御システム又は地形計測システムに於いて、トータルステーションで測定した無人飛行機の飛行位置をリアルタイムで無人飛行体に伝送可能としたシステムを提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、反射体を搭載した無人飛行機と該反射体を追尾し、該反射体の３次元座標を含む測定データを取得するトータルステーション（ＴＳ）とを具備する無人飛行機の飛行制御システムであって、前記トータルステーションは前記反射体を追尾する追尾部と、該追尾部の追尾光軸と平行又は略平行な光軸を有し、ＴＳ－データ伝送光を発するＴＳ－データ伝送部と、ＴＳ－演算制御部とを具備し、前記無人飛行機は、前記ＴＳ－データ伝送光を受光し、受光信号を発する受光器と前記無人飛行機の飛行を制御するＵＡＶ－演算制御部とを有し、前記ＴＳ－演算制御部は、前記測定データを前記ＴＳ－データ伝送光に重畳し、前記ＵＡＶ－演算制御部は前記受光信号から測定データを分離し、前記無人飛行機の飛行位置をリアルタイムで取得する様構成した無人飛行機の飛行制御システムに係るものである。

【0010】

又本発明は、前記ＵＡＶ－演算制御部は前記測定データに含まれる３次元座標に基づき無人飛行体の飛行を制御する様構成された無人飛行機の飛行制御システムに係るものである。

【0011】

又本発明は、前記追尾部は、追尾光を所定サイクルでパルス発光し、発光間隔の時間区分内で前記ＴＳ－データ伝送光は追尾光及び反射追尾光と干渉しない様に発光される無人飛行機の飛行制御システムに係るものである。

【0012】

又本発明は、前記追尾部が前記ＴＳ－データ伝送部と兼用され、前記追尾部は、発光間隔の時間区分内で前記ＴＳ－データ伝送光として追尾光を発光する無人飛行機の飛行制御システムに係るものである。

【0013】

又本発明は、前記受光器は、前記反射体を含み、該反射体の反射面に形成され光の一部を透過する反射膜と、該反射膜を介して前記ＴＳ－データ伝送光を受光する受光素子を有する無人飛行機の飛行制御システムに係るものである。

【0014】

又本発明は、反射体及び該反射体と既知の位置に設けられた形状測定器を搭載した無人飛行機と該反射体を追尾し、該反射体の３次元座標を含む測定データを取得するトータルステーション（ＴＳ）とを具備する地形計測システムであって、前記トータルステーションは前記反射体を追尾する追尾部と、該追尾部の追尾光軸と平行又は略平行な光軸を有し、ＴＳ－データ伝送光を発するＴＳ－データ伝送部と、ＴＳ－演算制御部とを具備し、前記無人飛行機は、前記ＴＳ－データ伝送光を受光し、受光信号を発する受光器と前記無人飛行機の飛行を制御するＵＡＶ－演算制御部とを有し、前記ＴＳ－演算制御部は、前記測定データを前記ＴＳ－データ伝送光に重畳し、前記ＵＡＶ－演算制御部は前記形状測定器により形状データを取得し、又前記ＵＡＶ－演算制御部は前記受光信号から測定データを分離し、前記形状測定器の位置をリアルタイムで取得し、前記形状測定器の位置と前記形状データとを関連付け、形状データ取得時の前記形状測定器の３次元座標を取得する様構成された地形計測システムに係るものである。

【0015】

又本発明は、前記ＵＡＶ－演算制御部は前記測定データに含まれる３次元座標に基づき無人飛行体の飛行を制御する様構成された地形計測システムに係るものである。

【0016】

又本発明は、前記追尾部は、追尾光を所定サイクルでパルス発光し、発光間隔の時間区分内で前記ＴＳ－データ伝送光は追尾光及び反射追尾光と干渉しない様に発光される地形計測システムに係るものである。

【0017】

又本発明は、前記追尾部が前記ＴＳ－データ伝送部と兼用され、前記追尾部は、発光間隔の時間区分内で前記ＴＳ－データ伝送光として追尾光を発光する地形計測システムに係るものである。

【0018】

又本発明は、前記受光器は、前記反射体を含み、該反射体の反射面に形成され光の一部を透過する反射膜と、該反射膜を介して前記ＴＳ－データ伝送光を受光する受光素子を有する地形計測システムに係るものである。

【0019】

又本発明は、前記トータルステーションがＴＳ－ＧＮＳＳ装置を有し、前記無人飛行機がＵＡＶ－ＧＮＳＳ装置を有し、前記ＴＳ－演算制御部は、前記ＴＳ－ＧＮＳＳ装置より測定データ取得時のＧＮＳＳ時間を取得し、該ＧＮＳＳ時間を測定データと関連付ける様構成され、前記ＵＡＶ－演算制御部は、前記ＵＡＶ－ＧＮＳＳ装置により形状データ取得時のＧＮＳＳ時間を取得し、該ＧＮＳＳ時間を前記形状データと関連付け、前記測定データと前記形状データとを前記ＧＮＳＳ時間を介して関連付ける様構成された地形計測システムに係るものである。

【0020】

又本発明は、前記形状測定器は地表を撮影するカメラであり、前記ＵＡＶ－演算制御部は前記カメラで取得される画像データと前記ＴＳ－データ伝送光から得られる画像取得時の前記カメラの３次元座標から写真測量を行う地形計測システムに係るものである。

【0021】

又本発明は、前記形状測定器は地表の点群データを取得するレーザスキャナであり、前記ＵＡＶ－演算制御部は前記レーザスキャナで取得される点群データと前記ＴＳ－データ伝送光から得られる点群データ取得時の前記レーザスキャナの３次元座標から前記点群データを地表系の３次元データに変換する地形計測システムに係るものである。

【0022】

又本発明は、反射体及び該反射体と既知の位置に設けられた形状測定器を搭載した無人飛行機と該反射体を追尾し、該反射体の３次元座標を含む測定データを取得するトータルステーションとを具備する地形計測システムであって、前記トータルステーションは前記反射体を追尾する追尾部と、ＴＳ－演算制御部とを具備し、前記無人飛行機は、ＵＡＶ－データ伝送光を発するＵＡＶ－データ伝送部と、前記無人飛行機の飛行を制御するＵＡＶ－演算制御部とを有し、前記ＵＡＶ－演算制御部は前記形状測定器により形状データを取得し、該形状データを前記ＵＡＶ－データ伝送光に重畳し、前記ＴＳ－演算制御部は、前記ＵＡＶ－データ伝送光より前記形状データを取得し、該形状データと測定データとを関連付け、形状データ取得時の前記形状測定器の３次元座標を取得する様構成された地形計測システムに係るものである。

【0023】

又本発明は、前記トータルステーションがＴＳ－ＧＮＳＳ装置を有し、前記無人飛行機がＵＡＶ－ＧＮＳＳ装置を有し、前記ＵＡＶ－演算制御部は、前記ＵＡＶ－ＧＮＳＳ装置により形状データ取得時のＧＮＳＳ時間を取得し、該ＧＮＳＳ時間を前記形状データと関連付ける様構成され、前記ＴＳ－演算制御部は、前記ＴＳ－ＧＮＳＳ装置より測定データ取得時のＧＮＳＳ時間を取得し、該ＧＮＳＳ時間を測定データと関連付け、前記測定データと前記形状データとを前記ＧＮＳＳ時間を介して関連付ける様構成された地形計測システムに係るものである。

【0024】

又本発明は、前記形状測定器は地表を撮影するカメラであり、前記ＴＳ－演算制御部は前記測定データに基づき画像取得時の前記カメラの３次元座標を取得し、画像データ及び前記３次元座標から写真測量を行う地形計測システムに係るものである。

【0025】

又本発明は、前記形状測定器は地表の点群データを取得するレーザスキャナであり、前記ＴＳ－演算制御部は前記点群データと前記測定データから得られる点群データ取得時の前記レーザスキャナの３次元座標から前記点群データを地表系の３次元データに変換する地形計測システムに係るものである。

【発明の効果】

【0026】

本発明によれば、反射体を搭載した無人飛行機と該反射体を追尾し、該反射体の３次元座標を含む測定データを取得するトータルステーションとを具備する無人飛行機の飛行制御システムであって、前記トータルステーションは前記反射体を追尾する追尾部と、該追尾部の追尾光軸と平行又は略平行な光軸を有し、ＴＳ－データ伝送光を発するＴＳ－データ伝送部と、ＴＳ－演算制御部とを具備し、前記無人飛行機は、前記ＴＳ－データ伝送光を受光し、受光信号を発する受光器と前記無人飛行機の飛行を制御するＵＡＶ－演算制御部とを有し、前記ＴＳ－演算制御部は、前記測定データを前記ＴＳ－データ伝送光に重畳し、前記ＵＡＶ－演算制御部は前記受光信号から測定データを分離し、前記無人飛行機の飛行位置をリアルタイムで取得する様構成したので、前記無人飛行機は飛行中前記トータルステーションで測定した高精度の位置情報に基づき飛行を行うことができる。

【0027】

又本発明によれば、反射体及び該反射体と既知の位置に設けられた形状測定器を搭載した無人飛行機と該反射体を追尾し、該反射体の３次元座標を含む測定データを取得するトータルステーションとを具備する地形計測システムであって、前記トータルステーションは前記反射体を追尾する追尾部と、該追尾部の追尾光軸と平行又は略平行な光軸を有し、ＴＳ－データ伝送光を発するＴＳ－データ伝送部と、ＴＳ－演算制御部とを具備し、前記無人飛行機は、前記ＴＳ－データ伝送光を受光し、受光信号を発する受光器と前記無人飛行機の飛行を制御するＵＡＶ－演算制御部とを有し、前記ＴＳ－演算制御部は、前記測定データを前記ＴＳ－データ伝送光に重畳し、前記ＵＡＶ－演算制御部は前記形状測定器により形状データを取得し、又前記ＵＡＶ－演算制御部は前記受光信号から測定データを分離し、前記形状測定器の位置をリアルタイムで取得し、前記形状測定器の位置と前記形状データとを関連付け、形状データ取得時の前記形状測定器の３次元座標を取得する様構成されたので、前記無人飛行機は飛行中前記トータルステーションで測定した高精度の位置情報を取得でき、この位置情報に基づき高精度で地形計測を行うことができる。

【0028】

又本発明によれば、反射体及び該反射体と既知の位置に設けられた形状測定器を搭載した無人飛行機と該反射体を追尾し、該反射体の３次元座標を含む測定データを取得するトータルステーションとを具備する地形計測システムであって、前記トータルステーションは前記反射体を追尾する追尾部と、ＴＳ－演算制御部とを具備し、前記無人飛行機は、ＵＡＶ－データ伝送光を発するＵＡＶ－データ伝送部と、前記無人飛行機の飛行を制御するＵＡＶ－演算制御部とを有し、前記ＵＡＶ－演算制御部は前記形状測定器により形状データを取得し、該形状データを前記ＵＡＶ－データ伝送光に重畳し、前記ＴＳ－演算制御部は、前記ＵＡＶ－データ伝送光より前記形状データを取得し、該形状データと測定データとを関連付け、形状データ取得時の前記形状測定器の３次元座標を取得する様構成されたので、前記ＴＳ側で、前記形状測定器による測定結果を順次確認でき、再測定の判断ができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明の第１の実施例の概略構成図である。

【図2】本第１の実施例に用いられるトータルステーションの概略構成図である。

【図3】本第１の実施例に用いられるＵＡＶの概略構成図である。

【図4】受光器の一例の構成図である。

【図5】測距光、追尾光、ＴＳ－データ伝送光の発光タイミング、受光シャッタの作動タイミング、受光器の受光タイミングを示す説明図である。

【図6】第２の実施例に用いられるトータルステーションの概略構成図である。

【図7】第２の実施例に用いられるＵＡＶの概略構成図である。

【図8】第２の実施例に於けるＵＡＶの光学系の概略図である。

【図9】第２の実施例に於けるトータルステーションの光学系の概略図である。

【図10】第２の実施例に於ける受光器の他の例を示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

【0031】

図１は、第１の実施例に於ける本発明のデータ伝送方法を用いた航空写真測量システムの概略図である。

【0032】

航空写真測量システム１は、追尾機能を有する測量装置と無人飛行機（ＵＡＶ３）によって構成されている。

【0033】

以下の説明では、追尾機能を有する測量装置２としてトータルステーションが用いられている。

【0034】

トータルステーション２は既知点（３次元座標が既知な点）に設けられる。該トータルステーション２は水平方向及び鉛直方向に回転可能な望遠鏡部５を有し、測定対象を視準し光波距離測定が可能となっている。又前記望遠鏡部５の鉛直角、水平角はそれぞれ鉛直角検出器、水平角検出器によって検出され、検出された鉛直角、水平角及び測距結果に基づき測定対象の３次元座標を測定可能となっている。

【0035】

又、前記望遠鏡部５は追尾機能を有し、再帰反射特性を有する測定対象（例えば、プリズム７）を追尾しつつ測定対象の測定が可能である。更に、測定対象を前記トータルステーション２で測定するので、得られる測定結果（３次元座標）は高精度である。

【0036】

前記ＵＡＶ３は、遠隔操作による飛行、或は無人飛行（自律飛行）が可能であり、写真測量を行う為のカメラ６を有している。この場合、該カメラ６は形状測定器として機能し、該カメラ６が取得する画像（画像データ）は形状データに該当する。前記ＵＡＶ３が自律飛行する為に必要なＵＡＶ３の位置データとしてはトータルステーションによるＵＡＶ３の測定結果（後述）或はＵＡＶ－ＧＮＳＳ装置２７（後述）が取得した位置データを使用することができる。

【0037】

前記カメラ６は、前記ＵＡＶ３が水平姿勢で鉛直となる撮像光軸を有する。或は前記カメラ６はジンバル機構を介して前記ＵＡＶ３に設けられ、前記ＵＡＶ３の姿勢に拘らず撮像光軸が常に鉛直となる様に設定されている。前記カメラ６としてはデジタル画像を取得可能な、カメラ或はビデオカメラが用いられ、該カメラ６は静止画像、連続画像が取得可能である。

【0038】

又、前記ＵＡＶ３は、下面に測定対象として再帰反射特性を有する反射体が設けられる。該反射体としては、好ましくは全周プリズム７が用いられる。該プリズム７の光学基準位置と前記カメラ６の光学基準位置との関係は固定であり、位置関係は既知となっている。又、前記プリズム７の基準光軸は、前記カメラ６の撮像光軸と平行となっている。

【0039】

図２に於いて、前記トータルステーション２の概略を説明する。

【0040】

該トータルステーション２は、主にＴＳ－演算制御部１１、ＴＳ－記憶部１２、測距部１３、追尾部１４、ＴＳ－データ伝送部１５、測角部１６、ＴＳ－ＧＮＳＳ装置１７を具備している。

【0041】

前記測距部１３は、光波距離計として機能し、測距光２１を測定対象に向けて射出し、測定対象で反射された測距光２１を受光し、射出タイミングと受光タイミングとの時間差と光速に基づき測定対象迄の距離を測定する。又、前記測距部１３は前記ＴＳ－演算制御部１１によって制御され、前記測距部１３で取得された測定結果は前記ＴＳ－演算制御部１１に入力される。尚、測距光２１としてはパルス光が用いられる。

【0042】

該ＴＳ－演算制御部１１としては、本装置に特化されたＣＰＵ、汎用ＣＰＵ或は埋込みＣＰＵ、マイクロプロセッサ等が用いられる。前記ＴＳ－演算制御部１１には前記ＴＳ－ＧＮＳＳ装置１７から受信信号が入力され、前記ＴＳ－演算制御部１１は受信信号から時刻信号（ＧＮＳＳ時間）を取得する。更に、該ＴＳ－演算制御部１１は測距結果と測距時のＧＮＳＳ時間とを関連付ける。

【0043】

前記追尾部１４は、前記測距部１３の光軸（測距光軸）と平行、或は略平行な光軸（追尾光軸）を有し、測距光２１を照射するタイミングと同一、或は略同一なタイミングで追尾光２２を追尾対象（即ち測定対象）に照射する。尚、追尾光２２としてはパルス光が用いられる。

【0044】

又、前記追尾部１４は追尾対象で反射された追尾光２２を受光する受光部（図示せず）を有する。該受光部は反射追尾光の受光を制限或は禁止する追尾受光シャッタ（図示せず）を有する。又、前記受光部は、反射追尾光の受光部上での位置に基づき、受光部の基準位置からの偏差が求められ、受光部の受光結果は、前記ＴＳ－演算制御部１１に入力され、該ＴＳ－演算制御部１１は受光位置が基準位置に合致する様に前記望遠鏡部５の鉛直角、水平角を制御する。

【0045】

又、前記測距部１３の受光部の受光信号及び、前記追尾部１４の受光信号は相互に干渉しない様、波長を変更して光学的に分離されている。例えば、前記測距光２１として赤色光が用いられ、前記追尾光２２として赤外光が用いられる等、前記測距光２１と前記追尾光２２とで波長の異なる光が用いられ、波長選択膜、波長選択フィルタによって前記測距光２１と前記追尾光２２とが分離される。

【0046】

前記ＴＳ－データ伝送部１５は、前記測距光軸或は追尾光軸と平行或は略平行な光軸（伝送光軸）を有し、前記追尾光２２が発せられていない時間区分にＴＳ－データ伝送光２３を発光し、該ＴＳ－データ伝送光２３を伝送光軸上に照射する。即ち、前記追尾光２２、該追尾光２２の反射光と前記ＴＳ－データ伝送光２３とが時間的に干渉しない様に、追尾受光シャッタにより、前記追尾部１４の受光部が受光を制限或は禁止されている時間区分に前記ＴＳ－データ伝送光２３を発光する。

【0047】

前記ＴＳ－演算制御部１１は、前記トータルステーション２で測定した測定データを前記ＴＳ－データ伝送光２３に重畳する様、前記ＴＳ－データ伝送光２３の発光を制御する。測定データを前記ＴＳ－データ伝送光２３に重畳する方法としては、前記ＴＳ－データ伝送光２３を光変調する、或は前記ＴＳ－データ伝送光２３をパルス発光させ、パルス光のＯＮ／ＯＦＦ制御で測定データを重畳する。

【0048】

尚、前記ＴＳ－データ伝送光２３に重畳される測定データにはＧＮＳＳ時間が関連付けられている。

【0049】

前記測角部１６は鉛直角検出器１８、水平角検出器１９を有し、前記望遠鏡部５の視準方向、即ち測距光軸の鉛直角、水平角を検出する。尚、鉛直角、水平角の合成角を測距光軸の方向を示す方向角と称する。

【0050】

鉛直角、水平角は前記ＴＳ－演算制御部１１に入力され、該ＴＳ－演算制御部１１は鉛直角、水平角と前記測距部１３の測距結果に基づき測定対象、或は測定点の３次元座標を測定する。

【0051】

前記ＴＳ－記憶部１２としては、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ、ＤＲＡＭ、メモリカード、ＵＳＢメモリ等の半導体記憶装置等が用いられる。

【0052】

前記ＴＳ－記憶部１２には各種プログラムが格納されている。該プログラムには、前記測距部１３、前記追尾部１４、前記ＴＳ－データ伝送部１５をそれぞれ制御する為、或は前記測距部１３、前記追尾部１４、前記ＴＳ－データ伝送部１５間の同期制御する為の制御プログラムが含まれ、又、前記測距部１３に測距を実行させる為の測距プログラム、前記追尾部１４に追尾を実行させる為の追尾プログラム、前記ＴＳ－データ伝送部１５にデータ伝送させる為のデータ伝送プログラム、前記測角部１６に測角を実行させる為の測角プログラム、前記測距部１３で得られる測距データ、前記測角部１６で得られる測角データに基づき３次元座標を演算する演算プログラム、測距データ、測角データと前記ＴＳ－ＧＮＳＳ装置１７から取得されるＧＮＳＳ時間とを関連付けるプログラム等が含まれている。

【0053】

又、前記ＴＳ－記憶部１２には、前記測距部１３で得られる測距データ、前記測角部１６で得られる測角データ、更に測定点或は測定対象の３次元データが保存される。以下、測距データ、測角データ、３次元座標データを総称して測定データとする。従って、測定データは、ＧＮＳＳ時間と関連付けられている。

【0054】

図３は、前記ＵＡＶ３の概略を示している。

【0055】

該ＵＡＶ３は、主にＵＡＶ－演算制御部２５、ＵＡＶ－記憶部２６、ＵＡＶ－ＧＮＳＳ装置２７、受光器２８、飛行制御部２９、撮像制御部３０を具備する。

【0056】

更に、前記ＵＡＶ３は、前記飛行制御部２９によって制御される所要数の飛行モータ３１（図示では４個の飛行モータ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄが示されている）、該飛行モータ３１によって回転されるプロペラ３２とを有する。又、前記ＵＡＶ３は、前記撮像制御部３０によって撮影が制御される前記カメラ６を有する。

【0057】

前記ＵＡＶ－演算制御部２５としては、本装置に特化されたＣＰＵ、汎用ＣＰＵ、或は埋込みＣＰＵ、マイクロプロセッサ等が用いられ、該ＵＡＶ－演算制御部２５は前記ＵＡＶ－記憶部２６に格納された各種プログラムを実行し、各種演算を行い、或は前記飛行制御部２９、前記撮像制御部３０の統合制御を行う。

【0058】

尚、前記ＵＡＶ－演算制御部２５の機能の一部を前記飛行制御部２９、前記撮像制御部３０に割当ててもよい。

【0059】

前記ＵＡＶ－記憶部２６としては、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ、ＤＲＡＭ、メモリカード、ＵＳＢメモリ等の半導体記憶装置等が用いられる。

【0060】

前記ＵＡＶ－記憶部２６には、各種プログラムが格納されている。該プログラムには、飛行を制御する為の飛行制御プログラム、自律飛行させる為の飛行計画プログラム、写真測量実行する為の演算プログラム、前記撮像制御部３０を制御する為の撮像制御プログラム、前記ＵＡＶ－ＧＮＳＳ装置２７からＧＮＳＳ時間を取得し、前記カメラ６の撮影画像にＧＮＳＳ時間による撮影時刻を付加するプログラムと、前記ＴＳ－データ伝送部１５より送信される測定データを前記カメラ６で取得した画像データとＧＮＳＳ時間に基づき関連付けるプログラム、画像データ、測定データに基づき写真測量を行い、地形の測定を行うプログラム等が含まれる。

【0061】

図４を参照して、前記受光器２８を説明する。

【0062】

該受光器２８は主に、プリズムモジュール３５と増幅器３６とを有する。

【0063】

前記プリズムモジュール３５は、入射する光線を再帰反射するプリズム７と該プリズム７の反射面に設けられた受光素子３７とを有する。前記プリズム７は複数の反射面を有し、入射した光線は通常複数の反射面で複数回反射される。図示の例では、入射する光線は２つの反射面で２回反射されて、再帰反射される状態を示している。更に、図示の例では２つの前記反射面にそれぞれ一部透過の反射膜３８が形成され、各反射面にそれぞれ前記受光素子３７が設けられている。該反射膜３８は、入射する光線の大部分を反射し、極一部を透過する光学特性であり、例えば、追尾光に於いては、入射する追尾光の１０％を透過し、入射する追尾光の９０％を反射する光学特性を有している。又、反射膜３８は測距光に於いては、１００％反射する特性を有し、ＴＳ－データ伝送光２３の１０％を透過する特性を有する。

【0064】

従って、前記プリズムモジュール３５に追尾光が入射すると、追尾光の９０％が再帰反射され、光線の１０％が前記反射膜３８を透過し、前記受光素子３７によって検知される。該受光素子３７は受光信号を出力し、受光信号は前記増幅器３６によって増幅され、前記ＵＡＶ－演算制御部２５に入力される。尚、受光信号の増幅は、前記ＵＡＶ－演算制御部２５内で行ってもよい。尚、プリズムを複数個、水平に且つ放射状に並べて３６０度どの方向からでも検出可能となる様にしてもよい。

【0065】

以下、図５を参照して作用について説明する。

【0066】

前記望遠鏡部５で前記プリズム７を視準し、前記測距光２１が照射され、該測距光２１は前記プリズム７によって再帰反射され、反射測距光は前記測距部１３で受光され、測距、測角が実行される。又、前記追尾光２２、前記ＴＳ－データ伝送光２３が照射される。前記追尾光２２、前記ＴＳ－データ伝送光２３と前記測距光２１とは、同一光軸、或は略同一光軸であるので、前記追尾光２２、前記ＴＳ－データ伝送光２３は共に前記プリズム７に入射する。

【0067】

前記追尾光２２は、前記プリズム７によって再帰反射され、反射追尾光は前記追尾部１４で受光され、前記プリズム７を追尾、即ち前記ＵＡＶ３を追尾する。

【0068】

図５に示される様に、前記測距光２１、前記追尾光２２は共にパルス光であり、又同一タイミングで発光される。パルス光の発光サイクルは、例えば、５０Ｈｚである。又、前記追尾部１４に設けられたシャッタが、前記追尾光２２の発光のタイミングから所定時間ｔ１だけ開放され、前記追尾部１４の受光部は、前記追尾光２２の反射光を受光できる。前記測距光２１は、波長が違う為前記追尾光２２とは干渉せず、前記測距光２１のタイミングから所定時間後、前記測距部１３に受光される。上記した様に、前記測距光２１、前記追尾光２２の反射光は光学的に分離されるので、同一タイミングで反射光が受光されても支障ない。

【0069】

前記所定時間ｔ１は、前記追尾光２２が発光され、前記プリズム７（測定対象）で反射され戻ってくる迄の往復時間より長く設定される。

【0070】

発光のタイミングからｔ２（＞ｔ１）時間経過後から、次にパルス発光される迄の時間区分にＴＳ－データ伝送光２３が発光される。このＴＳ－データ伝送光２３には、前の時間区分で測定された測定データが重畳される。例えば、図５に於けるＰ２区分で発光される前記ＴＳ－データ伝送光２３にはＰ１区分で発光された測距光により測定された測定データが重畳される。

【0071】

尚、パルス光の発光サイクルは、受光素子の処理速度（反応速度）で決定される。例えば前記追尾部１４について、該追尾部１４の受光部に用いられている受光素子としては、画素の集合であるＣＣＤ、ＣＭＯＳが用いられるが、反射追尾光の検出では、画素１つ１つの出力を順番にチェックするので、全ての画素についてチェックが完了する迄、次のパルス光の受光ができない。従って、受光素子の応答性能によって、パルス光の発光サイクルが決定される。市販のデジタルカメラ、ビデオカメラに用いられている一般の受光センサを用いると、パルス光の発光サイクルは５０Ｈｚ程度となる。尚、本実施例では５０Ｈｚ程度の発光サイクルで充分な効果が得られる。

【0072】

前記ＴＳ－データ伝送光２３は、シャッタが閉じられた時間区分に発光されるので、前記プリズム７により反射された反射データ伝送光が前記追尾部１４に入射したとしても追尾受光信号に干渉することはない。

【0073】

前記プリズム７に入射した前記ＴＳ－データ伝送光２３の一部は、前記反射膜３８を透過して、前記受光素子３７に受光される。該受光素子３７から出力される受光信号は、前記増幅器３６で増幅され、前記ＵＡＶ－演算制御部２５に入力される。

【0074】

ここで、前記受光素子３７には前記測距光２１、前記追尾光２２も入射するが、前記受光素子３７が出力する受光信号の波形が、前記測距光２１、前記追尾光２２と前記ＴＳ－データ伝送光２３とは波長が異なっているので、容易に識別することができる。

【0075】

前記ＵＡＶ－演算制御部２５は、受光信号から重畳された測定データを分離する。測定データは、前記プリズム７、即ち前記カメラ６の３次元座標のデータであり、又ＧＮＳＳ時間と関連付けられている。又、前記ＵＡＶ－演算制御部２５は分離された測定データに基づき前記ＵＡＶ３の飛行を制御する。更に、分離された測定データは、前記ＵＡＶ－記憶部２６に格納される。

【0076】

前記撮像制御部３０は、前記ＵＡＶ３の飛行中、所定時間間隔で前記カメラ６により地上の画像データを取得する。又、前記ＵＡＶ－演算制御部２５は、画像を取得した時のＧＮＳＳ時間を前記ＵＡＶ－ＧＮＳＳ装置２７から取得し、前記カメラ６の撮像時の時間をＧＮＳＳ時間で特定し、取得画像データとＧＮＳＳ時間とを関連付ける。又、前記トータルステーション２で測定された前記プリズム７の３次元座標、即ち前記ＵＡＶ３の３次元座標は、略リアルタイムで前記ＵＡＶ３に送信され、且つ３次元座標とＧＮＳＳ時間により紐付け（関連付け）されている。

【0077】

ＧＮＳＳ時間に関連付けられた画像データは前記ＵＡＶ－記憶部２６に格納される。前記ＵＡＶ－演算制御部２５は、前記ＵＡＶ－記憶部２６に格納された画像データ、測定データ及び前記トータルステーション２から送信された位置データに基づき写真測量を実行する。

【0078】

前記ＵＡＶ－演算制御部２５は、前記画像データが取得されたＧＮＳＳ時間に基づき該ＧＮＳＳ時間に合致するトータルステーションから送信された位置データを検索又は内挿することにより、画像データが取得された３次元座標を特定する。而して、各画像データは３次元座標付きデータとなり、前記ＵＡＶ－演算制御部２５は、画像データに基づき写真測量を実行する。写真測量の結果は前記ＵＡＶ－記憶部２６に格納される。

【0079】

前記ＵＡＶ－演算制御部２５は写真測量を実行中、写真測量の結果の異常の有無の判断も並行して行う。従って、写真測量の異常の判断をフライト中に行うことができる。

【0080】

写真測量の結果の異常が判断された場合は、異常が判断された部分（領域）について、再度写真の取得、前記トータルステーション２による測定を実行する。従って、再測定は最小限の時間で行うことができる。

【0081】

又、飛行中に写真測量が実行されるので、前記ＵＡＶ３が予定の飛行を終了した時点で必要なデータの取得は完了しており、測定は効率よく行える。

【0082】

又、前記トータルステーション２で測定された前記プリズム７の３次元座標、即ち前記ＵＡＶ３の３次元座標は、略リアルタイムで前記ＵＡＶ３に送信されるので、該ＵＡＶ３は自身の飛行位置を略リアルタイムで認識できる。

【0083】

従って、飛行計画、測量計画等を予め前記ＵＡＶ－記憶部２６に格納しておけば、前記ＵＡＶ－演算制御部２５は、飛行制御プログラム、飛行計画プログラム及び前記トータルステーションから送信されたＵＡＶ３の３次元座標に基づき飛行計画、測量計画に沿って前記ＵＡＶ３の高精度な自律飛行を可能とする。自律飛行により、遠隔操作をすることなく、測量を行うことができる。

【0084】

上記実施例では、前記受光器２８はプリズムモジュール３５と増幅器３６とを有し、該プリズムモジュール３５がプリズム７と該プリズム７の反射面に設けた反射膜３８、受光素子３７で構成されたが、前記ＴＳ－データ伝送光２３の光路中に該ＴＳ－データ伝送光２３の一部を反射する一部反射ミラーを設け、該反射ミラーで反射された反射光を受光素子で検出する様にしてもよい。

【0085】

更に、前記受光器２８を前記プリズム７と分離した構成としてもよい。即ち、前記ＴＳ－データ伝送光２３のみを受光する光学系を設け、該光学系を介して前記受光素子３７で前記ＴＳ－データ伝送光２３を受光する様にしてもよい。

【0086】

又上記実施例では、前記追尾部１４とは別に前記ＴＳ－データ伝送部１５を設けたが、前記追尾部１４にデータ伝送の機能を付加し、前記ＴＳ－データ伝送部１５を兼用させ該ＴＳ－データ伝送部１５を省略してもよい。

【0087】

追尾に必要な追尾光は、所定サイクルで発光されるパルス光でよいので、パルス光とパルス光との間の時間区分中、追尾光を追加発光させ、追尾光に測定データを重畳させる。即ち、上記したデータ伝送光が発せられる時間区分に測定データを重畳させた追尾光を発光させ、追尾光をデータ伝送光として使用する。

【0088】

更に、上記実施例では、地上の形状を測定する形状測定器としてカメラを用いたが、カメラの代りに形状測定器としてレーザスキャナを用いてもよい。レーザスキャナを用いた場合、地上の形状を測定するデータとして点群データ（スキャナデータ）が取得される。

【0089】

該点群データ取得時の前記レーザスキャナの位置を前記データ伝送光から取得することで、点群データを地表系の（前記トータルステーション２を基準とした）３次元座標に変換することができる。

【0090】

更に又、本実施例では、前記形状測定器を省略し、トータルステーションで測定した正確なＵＡＶ３の飛行位置を、略リアルタイムでトータルステーションからＵＡＶ３に伝送し、前記ＵＡＶ３の自律飛行を可能としたシステムとして構成してもよい。

【0091】

この場合、光が到達する距離は１ｋｍ以上であり、広範囲での自律飛行が可能となる。更に、データ伝送に必要な構成は、トータルステーションが具備している構成を利用でき、システム構成が簡単である。

【0092】

図６～図９を参照して、第２の実施例について説明する。

【0093】

上記実施例では、ＵＡＶ３に伝送された測定データと該ＵＡＶ３で取得した画像データとを該ＵＡＶ３のＵＡＶ－演算制御部２５で関連付け、ＵＡＶ－記憶部２６に格納したが、前記ＵＡＶ３で取得した画像データをトータルステーション２に伝送し、該トータルステーション２で画像データと測定データとを関連付けＴＳ－記憶部１２に格納する様にしてもよい。

【0094】

尚、図６、図７中、図２、図３中で示したものと同一、同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

【0095】

又、前記トータルステーション２でＵＡＶ３の再帰反射体を追尾し、前記ＵＡＶ３の飛行位置を取得することは第１の実施例と同様である。

【0096】

前記トータルステーション２は前記ＵＡＶ３からのＵＡＶ－データ伝送光３９（後述）を受光する受光センサ４１、及び該受光センサ４１から出力される受光信号を復調し、重畳された信号を分離する復調器４２を有する。該復調器４２で分離された信号はＴＳ－演算制御部１１に入力され、更に前記ＴＳ－記憶部１２に格納される。尚、重畳された信号は、後述する様にカメラ６が取得した画像データ又はスキャナデータ（形状データ）である。

【0097】

前記ＴＳ－記憶部１２には、上記した各種プログラムが格納される。更に、前記ＴＳ－記憶部１２には、前記復調器４２で検出された信号と前記トータルステーション２で取得した測定データとをＧＮＳＳ時間に基づき関連付ける為のデータ処理プログラム、画像データ、測定データに基づき写真測量を行い、更に地形の測定を行うプログラムが格納されている。

【0098】

前記ＵＡＶ３は前記ＵＡＶ－データ伝送光３９を発するＵＡＶ－データ伝送部４３を有する。該ＵＡＶ－データ伝送部４３は発光部４４及び変調器４７を有し、前記発光部４４は更に、発光素子４５、該発光素子４５を駆動する為のドライバ４６を含んでいる。

【0099】

前記発光部４４には前記ＵＡＶ－演算制御部２５によって制御される前記変調器４７からの変調信号が入力される。前記ドライバ４６が変調信号に基づき前記発光素子４５を発光させることで前記発光部４４は光変調され、前記ＵＡＶ－データ伝送部４３からはデータが重畳されたＵＡＶ－データ伝送光３９が発せられる。

【0100】

前記ＵＡＶ－データ伝送光３９に重畳されるデータは、前記カメラ６で取得された画像データであり、更にＵＡＶ－ＧＮＳＳ装置２７から取得したＧＮＳＳ時間が関連付けられた画像データである。

【0101】

写真測量を行う為に、画像データには撮像時の位置データ（３次元座標データ）が関連付けられるが、画像データと位置データとの関連付けは前記トータルステーション２の前記ＴＳ－演算制御部１１で行われる。

【0102】

前記ＴＳ－演算制御部１１は、前記ＵＡＶ－データ伝送光３９よりＧＮＳＳ時間に関連付けられた画像データを分離し、該画像データ及び測定データを前記ＴＳ－記憶部１２に格納する。

【0103】

前記ＴＳ－演算制御部１１は、前記ＴＳ－記憶部１２に格納された画像データ、前記トータルステーション２で取得した測定データをＧＮＳＳ時間に基づき抽出し、特定された画像データ、測定データに基づき写真測量を実行する。写真測量の結果は前記ＴＳ－記憶部１２に格納される。

【0104】

又、前記ＴＳ－演算制御部１１は写真測量を実行中、写真測量の結果の異常の有無の判断も並行して行う。従って、写真測量の異常の判断を略リアルタイムで行うことができる。

【0105】

又、飛行中に写真測量が実行されるので、前記ＵＡＶ３が予定の飛行を終了した時点で必要なデータの取得は完了しており、測定は効率よく行える。

【0106】

第２の実施例では、写真測量、画像、測定のデータ処理等が前記トータルステーション２で実行されるので、作業者はより簡便に測定状態、測定結果をリアルタイムで観察することができる。

【0107】

図８、図９は第２の実施例に於ける光学系の概略を示している。

【0108】

図８は、前記ＵＡＶ３に設けられるＵＡＶ－データ伝送部４３、受光器２８を示している。該受光器２８については、図４で示した受光器２８と同一の構成となっている。

【0109】

前記ＵＡＶ－データ伝送部４３の光軸とプリズムモジュール３５の光軸とは、平行又は略平行となっている。

【0110】

前記ＵＡＶ－データ伝送部４３に設けられる前記発光素子４５は、前記変調器４７からの変調信号に基づき前記ドライバ４６によって駆動され、ＵＡＶ－データ伝送光３９が発せられる。該ＵＡＶ－データ伝送光３９は集光レンズ４８によって追尾光の光束と略同じ広がりを持った光束（約２度）とされ、前記トータルステーション２に向って射出される。

【0111】

図９は、前記トータルステーション２の望遠鏡部５（図１参照）の光学系を示している。

【0112】

測距光源５１から発せられた測距光はレンズ５２、ミラー５３，５４を経て測定対象に射出され、追尾光源５５から発せられた追尾光はミラー５６，５４を経て測定対象に射出される。測距光と追尾光は同一光軸上に射出され、又測距光と追尾光は相互に干渉しない様に波長が異なっている。

【0113】

測定対象で反射された反射測距光、反射追尾光は集光レンズ５７に入射し、該集光レンズ５７によって集光される。反射測距光、反射追尾光はダイクロイックミラー５８によって反射測距光、反射追尾光に分離され、反射測距光は受光素子６０によって受光され、反射追尾光は受光素子６１よって受光される様になっている。

【0114】

上記測距・追尾光学系とは別にデータ伝送光受光部６３が設けられている。

【0115】

該データ伝送光受光部６３は前記測距・追尾光学系の光軸と平行、或は略平行な光軸を有し、該光軸上に受光レンズ６５、バンドパスフィルタ６６、受光センサ４１（図６参照）が配設されている。

【0116】

ＵＡＶ－データ伝送光３９は前記受光レンズ６５から入射し、前記バンドパスフィルタ６６は前記ＵＡＶ－データ伝送光３９から変調成分を分離し、変調成分は前記受光センサ４１に入射する。該受光センサ４１は受光信号を発し、復調器４２に入力する（図６参照）。

【0117】

該復調器４２での信号処理等については上記実施例と同様であるので省略する。

【0118】

而して、前記ＵＡＶ３からの画像信号が前記トータルステーション２に伝送される。

【0119】

図１０は、発光素子４５、受光器２８を一体化した実施例を示している。

【0120】

尚、図１０中、図４中で示したものと同一、同等のものには同符号を付しその説明を省略する。

【0121】

プリズム７の中心に、図示では反射面の境界位置に発光素子４５を設ける。該発光素子４５の発光面の位置は、前記反射面により反射されるＴＳ－データ伝送光２３を遮らない様に、前記反射面より後退しているか、或は前記反射面の境界位置より後退していることが望ましい。

【0122】

前記発光素子４５はドライバ４６によって駆動され、光変調されたＵＡＶ－データ伝送光３９を発光する。

【0123】

又、前記プリズム７は反射体として、測距光、追尾光を再帰反射すると共に追尾光に重畳された測定データを検出する。

【0124】

本実施例では、測定対象としてのプリズム７と、受光部、発光部４４とが前記プリズム７に集約され、一体化されるので極めて小型化、軽量化されるという利点がある。

【符号の説明】

【0125】

１ 航空写真測量システム
２ トータルステーション
３ ＵＡＶ
５ 望遠鏡部
６ カメラ
７ プリズム
１１ ＴＳ－演算制御部
１３ 測距部
１４ 追尾部
１５ ＴＳ－データ伝送部
１６ 測角部
１７ ＴＳ－ＧＮＳＳ装置
２１ 測距光
２２ 追尾光
２３ ＴＳ－データ伝送光
２５ ＵＡＶ－演算制御部
２７ ＵＡＶ－ＧＮＳＳ装置
２８ 受光器
２９ 飛行制御部
３０ 撮像制御部
３７ 受光素子
３９ ＵＡＶ－データ伝送光
４１ 受光センサ
４２ 復調器
４３ ＵＡＶ－データ伝送部
４４ 発光部
４５ 発光素子
４７ 変調器
５１ 測距光源
５５ 追尾光源
５８ ダイクロイックミラー
６３ データ伝送光受光部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】