高精度GPS技術と小型UAVフォーメーションフライトの融合による地物の解析

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19500158
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 瀧口 純一 Waseda University, 理工学術院, 准教授 (50449344)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 天野 嘉春 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (60267474) ; 橋詰 匠 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90103621)
• Keywords: センサ融合・統合 / 画像処理 / ステレオ視 / GPS / UAV

Research Abstract

リモートセンシングに対する需要の高まりから、衛星、航空機や有人ヘリ等による、航空写真や大型レーザ距離計を用いた測量が盛んに行われている。一方、機動性、計測コスト、災害時の安全性に優れていることから、小型車両で運搬が可能な小型自律飛行機(mini UAV:Unmanned Aerial Vehicle)を用いた計測技術の研究も盛んである。そこで本研究では、UAVにより取得される連続画像を用いた地物解析に焦点を当て、地理情報システムと連動した解析を目的としている。2007年度では、まず、UAVにより取得する連続画像の特徴点とGCP(Ground Control Point)を画像処理により複合追跡することで、機体の位置・姿勢を精密に絶対座標に基づき逆推定し、さらに、取得連続画像に不平行モーションステレオを施すことで、精密な三次元地物計測の実現を目指した。具体的には、推定した位置・姿勢を基に、連続取得画像を世界平面上に投影することで、地表に対する画像の歪みを補正し、ステレオペア画像の不平行誤差を除去する。そして、連続画像の視差を利用するモーションステレオを施すことで、地物の三次元計測を実現する。なお、小型UAVは航空法の制限を受けず、低高度での旋回飛行が可能であるため、従来の有人機による航空測量や低軌道衛星によるリモートセンシングに比べ、地表面の重複した画像を高い解像度をもって取得することが可能である。提案手法を評価するため、神奈川県三浦半島江奈湾において固定翼型mini UAVを用いて干潟の地形観測を行い、海岸線および干潟の時系列的な移り変わりの計測を試みた。その結果、平面分解能2[cm]、奥行き分解能15[cm]という高分解能な三次元計測を達成し、時間変化に伴う干潟変異の観測をも実現し、本手法の有効性を確認した。