ドローンのカメラを用いた画像処理により「さらなる安定飛行」へ

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ドローンでホバリングが安定しているとはどういう状況を示すのでしょうか?もちろん風があろうが飛んでいるドローンに人が触れようが機体の姿勢を維持しつつその場所(空中)に静止することですよね。

ドローンはホバリングする際、GPSを用いた機体の位置(対地座標)やジャイロ等を用いた機体の姿勢の維持に全神経を注いでいます。

しかし、屋内やGPS衛星の配置が悪く精度のよい座標が得られない場合はどうなのでしょうか?ジャイロがドリフト等により精度を欠き、十分な機体の姿勢情報が得られない場合はどうなるのでしょうか?

カメラ映像を飛行制御に活用

GPSが満足に受信できない、ジャイロが役に立たないなどの状況であっても、カメラ映像を積極的にドローンの飛行制御に活用する技術があります。その技術とは、ドローンに搭載したカメラ映像を画像処理にかけることで、その映像の動きから機体の動きにまで還元するというものです。

そのためには、まず映像(画像)に映し出された物体を認識する必要があります。

物体を認識とは、その物体を少しズレた角度から写しても同一の物体だと認識させるということです。

皆さんが人を見分けるときにはどうしていますか?初めて真正面から見た顔でも、10°だけ見る角度が変わっただけでその人だと認識できなくなるなんてことはないですよね?しかし、コンピュータではそうはいきません。

コンピュータは厳密性を求めます。人間の認識のようにアバウトではないのです。コンピュータにとっては1°カメラを傾けて写したらそれは全く違う画像になってしまいます。人が見れば全く同じように映っててもコンピュータではその画像は同じものにはならないのです。

なぜ人はだいたいで分かってしまうのか・・・

それは、人が認識したその物体の全てを覚えることができないためです。

人が物体を認識するためにはその物体の特徴を探します。つまり、周りに写る他の物体と認識したい物体の切り分けをするための特徴を無意識のうちに覚えているのです。しかもそれすらもだいたいこんな感じ程度で覚えています。高さxxピクセル、横xxピクセルなどという覚え方はしませんよねw

しかしコンピュータは逆にこのような覚え方に特化したものです。アバウトな処理をしようとしたとたん複雑な処理となってしまいます。このようにコンピュータに人のようなアバウト性を持たせることを「ロバスト性」を持たせると言ったりします。

ロバスト性を持たせた画像処理とは

ドローンの飛行時に物体を認識させるために物体認識のための画像処理にロバスト性を持たせます。要は、ドローンが微細な動揺をしてカメラに写し出される映像が変化しても同一の物体だと認識させることが重要なのです。

そうして初めてドローンはカメラの画角や映像の変化から機体の動きに還元することができるのです。

 

ドローンはカメラ以外にも多くのセンサを搭載し、複合的に活用することで複雑な飛行を可能としています。

画像処理による機体の挙動の把握なども、その他のセンサ群と複合的に利用することで更なる飛行安定性などにつなげることができると思います。

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