CN109313125A - 感测系统、感测方法以及感测装置 - Google Patents

感测系统、感测方法以及感测装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及使得更精确的测量成为可能的感测系统、感测方法和感测装置。在该感测系统中，为针对待检查的对象所感测的每个波长准备具有与待检查的对象相对应的反射率的多个基准反射区域。当针对包括待检查的对象的区域和基准反射区域执行感测时，对于针对待检查的对象所感测的每个波长，针对具有与待检查的对象的反射率相对应的反射率的基准反射区域执行感测。该发明可以应用于例如用于测量诸如归一化差异植被指标(NDVI)的植被指标的系统。

Description

感测系统、感测方法以及感测装置
技术领域
本技术涉及感测系统、感测方法和感测装置，并且更具体地，本技术涉及能够以更高精度执行测量的感测系统、感测方法和感测装置。
背景技术
迄今为止，已知对在特定地方生长的植物的条件、活动水平等执行检查的检查装置(例如，参见专利文献1)。
引文列表
专利文献
专利文献1：JP2003-9664A
发明内容
技术问题
顺便提及，当执行检查目标的检查指标的测量时，可以使用基准反射区域以便在测量期间校正测量光源的变化。然而，与基准反射区域的反射率的差异取决于检查目标的反射光谱特性而可能变大，因此可能无法以高精度执行测量。
考虑到这种情况设计了本技术，并且使得能够在使用基准反射区域执行测量时以更高的精度执行检查目标的检查指标的测量。
问题的解决方案
根据本技术的一个方面的感测系统是包括传感器的感测系统，所述传感器感测具有根据检查目标的特性并且具有不同的反射率的多个基准反射区域以及包括所述检查目标的区域，其中所述多个基准反射区域与作为用于感测检查目标的目标的多个波长波段相对应。
根据本技术的一个方面的感测方法是用于包括传感器的感测系统的感测方法，所述感测方法包括使所述传感器感测具有根据检查目标的特性并且具有不同的反射率的多个基准反射区域以及包括所述检查目标的区域的步骤，其中所述多个基准反射区域与作为用于感测检查目标的目标的多个波长波段相对应。
根据本技术的一个方面的感测装置是包括传感器的感测装置，所述传感器感测具有根据检查目标的特性并且具有不同的反射率的多个基准反射区域以及包括所述检查目标的区域，其中所述多个基准反射区域与作为用于感测检查目标的目标的多个波长波段相对应。
注意，根据本技术方面的感测装置可以是独立的装置，或者可以是构成一个装置的内部块。
在根据本技术的方面的感测系统、感测方法和感测装置中，感测具有根据检查目标的特性并且具有不同的反射率的多个基准反射区域以及包括所述检查目标的区域，其中所述多个基准反射区域与作为用于感测检查目标的目标的多个波长波段相对应。
发明的有益效果
根据本技术的方面，能够以更高的精度执行测量。
此外，这里提到的有益效果不一定受限制，并且可以获得本公开中描述的任何有利效果。
附图说明
图1是示出由移动测量装置执行的测量的示例的图。
图2是示出红外区域(NIR)中的分量的感测结果的图。
图3是示出可见区域中的红色(R)分量的感测结果的图。
图4是示出由应用本技术的移动测量装置执行的测量的示例的图。
图5是示出在应用本技术的情况下、红外区域(NIR)中的分量的感测结果的图。
图6是示出在应用本技术的情况下、可见区域中的红色(R)分量的感测结果的图。
图7是示出应用本技术的指标测量系统的实施例的配置的图。
图8是示出感测装置的配置示例的图。
图9是示出指标计算装置的配置示例的图。
图10是示出指标计算系统的另一配置的图。
图11是示出滤光器和传感器的特性的示例的图。
图12是示出在采用单个基准反射板的结构的情况下、基准反射板和检查目标的特性的示例的图。
图13是示出在采用单个基准反射板的配置的情况下、在感测装置的测量期间的信号处理的流程的图。
图14是示出在采用多个基准反射板的配置的情况下、基准反射板的特性的示例的图。
图15是示出在采用多个基准反射板的配置的情况下、在感测装置的测量期间的信号处理的流程的图。
图16是示出检查指标测量处理的流程的流程图。
图17是示出测量装置的另一配置示例的图。
图18是示出在使用基准透射板的情况下的配置的示例的图。
图19是示出计算机的配置示例的图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图描述本技术的实施例。此外，将按以下顺序进行描述。
1.本技术的概要
2.系统的配置
3.感测装置的测量示例
4.检查指标测量处理
5.修改示例
6.计算机的配置
<1.本技术的概要>
(移动测量装置的测量)
图1是示出执行移动观察的移动测量装置的测量的示例的图。
在图1中，移动测量装置50(例如是无人驾驶飞行器(UAV))通过具有螺旋桨形状的旋转翼2的旋转而飞行并且从天空对包括检查目标1(诸如田地中的植物)的区域进行感测(航空成像)。
移动测量装置50包括感测装置101-1和感测装置101-2。具有预定形状(例如，矩形形状)的基准反射板20被安装在感测装置101-1和感测装置101-2的前面。
因此，在移动测量装置50中，检查目标1(诸如田地中的植物)和基准反射板20存在于与感测装置101-1和感测装置101-2要感测的对象(被摄体)相同的视角内。例如，具有固定反射率的灰色反射板可以用作基准反射板20。
也就是说，例如，在图1中所示的田地中的植物被设置为检查目标1的情况下，需要同时检测具有已知反射率的基准反射板20和检查目标1，以便校正诸如太阳光的光源的条件。能够基于通过对感测装置101-1和感测装置101-2的感测而获得的测量值来获得检查目标1的检查指标。
作为检查目标1的检查指标，例如，可以获得归一化差异植被指标(NDVI)。归一化差异植被指标(NDVI)是指示植被的分布状态和活动水平的指标。注意，归一化差异植被指标(NDVI)是植被指标的示例。在下文中，归一化差异植被指标(NDVI)也称为NDVI值。
由于通过以下表达式(1)计算NDVI值，例如，需要使用感测装置101-1感测红外区域(近红外：NIR)中的分量并且使用感测装置101-2感测可见区域中的红色(R)分量。
NDVI＝(IR-R(IR+R)＝(1-R/IR)/(1+R/IR)......(1)
假设，在表达式(1)中，IR表示红外区域(NIR)中的反射率，并且R表示可见区域中的红色(R)的反射率。
这里，在感测装置101-1和感测装置101-2中，在如同测量植物那样测量检查目标1的反射光谱特性时、检查目标1的反射光谱特性在可见区域中变化非常小并且在红外区域中变化极大的情况下，与基准反射板20的反射率的差异变大，因此难以为测量目标的每个波长波段(测量波段)设置最佳曝光时间。在下文中，将描述其原因。
(NIR分量的感测结果)
图2是示出由感测装置101-1获得的红外区域(NIR)中的分量的感测结果的图。
在图2中，图2的A示出了作为感测NIR分量的结果而获得的感测图像IIR。另外，图2的B示出了当横轴表示图2的A中所示的感测图像IIR的每个像素的输出水平，且纵轴表示像素数量时的直方图。
图2的A中所示的感测图像IIR包括图1所示的作为检查目标1的田地中的植物和安装在感测装置101-1的前面的基准反射板20。这里，在图2的A中所示的感测图像IIR中，当包括田地中的植物的区域被设置为目标区域T1并且包括基准反射板20的区域被设置为目标区域T2时，目标区域T1和T2的直方图在图2的B中示出。
在图2的B中，由于感测装置101-1在执行感测时调整对具有大面积的田地中的植物的曝光，因此目标区域T1(田地中的植物)落在动态范围内，而目标区域T2(基准反射板20)不足地曝光于较低的输出水平(所谓的黑化)。
(R分量的感测结果)
图3是示出由感测装置101-2获得的可见区域中的红色(R)分量的感测结果的图。
在图3中，图3的A示出了从感测R分量的结果获得的感测图像IR。另外，图3的B示出了当纵轴表示图3的A中所示的感测图像IR的每个像素的输出水平，且纵轴表示像素数量时的直方图。
以类似于图2的A中所示的感测图像IIR的方式，在图3的A中所示出的感测图像IR包括作为检查目标1的田地中的植物和安装在感测装置101-2前面的基准反射板20。同样在图3的A中所示的感测图像IR中，当包括田地中的植物的区域被设置为目标区域T1并且包括基准反射板20的区域被设置为目标区域T2时，目标区域T1和T2的直方图被在图3的B中示出。
在图3的B中，由于感测装置101-2在执行感测时调整对具有宽面积的田地中的植物的曝光，因此目标区域T1(田地中的植物)落在动态范围内，而目标区域T2(基准反射板20)过度地曝光于更高的输出水平(所谓的白化)。
如上面参考图2和图3所述，当检查目标1的反射率与基准反射板20的反射率之间的差异较大时，难以为每个测量波段设置最佳曝光时间，这导致对诸如太阳光的光源的指定的失败或测量精度的显著恶化。因此，希望解决这样的问题。
在本技术中，为检查目标1待测量的每个波长波段(测量波段)准备具有与检查目标1相对应的反射率的多个基准反射板20，并且同时感测检查目标1和具有与检查目标1相对应的反射率的基准反射板20，从而使得检查目标1的反射率与基准反射板20的反射率之间的差异不高。接下来，将参考图4至图6描述本技术的配置。
(由本技术的移动测量装置执行的测量)
图4是示出由应用本技术的移动测量装置执行的测量的示例的图。
在图4中，移动测量装置50包括感测装置101-1和感测装置101-2。具有预定形状的基准反射板20-1和基准反射板20-2被安装在感测装置101-1和感测装置101-2的前面。
由此，诸如田地中的植物的检查目标1、基准反射板20-1和基准反射板20-2存在于与感测装置101-1和感测装置101-2待感测的对象(被摄体)相同的视角内。
这里，基准反射板20-1和基准反射板20-2对于检查目标1的待测量的每个波长波段(测量波段)具有与检查目标1相对应的反射率。例如，在检查目标1是田地中的植物的情况下，基准反射板20-1具有与植物的测量波段中的红外区域(NIR)的反射率相匹配的反射率。另外，例如，基准反射板20-2具有与植物的测量波段中的可见区域的红色(R)的反射率相匹配的反射率。
(本技术的NIR分量的感测结果)
图5是示出在应用本技术的情况下由感测装置101-1获得的红外区域(NIR)中的分量的感测结果的图。
在图5中，图5的A示出了从感测NIR分量的结果获得的感测图像IIR。另外，图5的B示出了当横轴表示图5的A中所示的感测图像IIR的每个像素的输出水平，且纵轴表示像素数量时的直方图。
图5的A中所示的感测图像IIR包括图4中所示的作为检查目标1的田地中的植物，以及安装在感测装置101-1前面的基准反射板20-1和基准反射板20-2。这里，在图5的A中所示的感测图像IIR中，当包括田地中的植物的区域被设置为目标区域T1并且包括多个基准反射板20中的基准反射板20-1的区域被设置为目标区域T3时，目标区域T1和T3的直方图在图5的B中示出。
在图5的B中，感测装置101-1在执行感测时调整对具有宽面积的田地中的植物的曝光，但是基准反射板20-1具有与检查目标1的测量波段中的红外区域(NIR)中的反射率匹配的反射率，因此目标区域T3(基准反射板20-1)也与目标区域T1(田地中的植物)一起落在动态范围内。
注意，在图5的A中的感测图像IIR中，在多个基准反射板20中，基准反射板20-2不具有与红外区域(NIR)中的反射率匹配的反射率(具有与可见区域中的红色(R)的反射率匹配的反射率)，因此基准反射板20-2不足地曝光于较低的输出水平(所谓的黑化)。
(本技术的R分量的感测结果)
图6是示出在应用本技术的情况下由感测装置101-2获得的可见区域中的红色(R)分量的感测结果的图。
在图6中，图6的A示出了从感测R分量的结果获得的感测图像IR。另外，图6的B示出了当纵轴表示图6的A中所示的感测图像IR的每个像素的输出水平，且纵轴表示像素数量时的直方图。
以类似于图5的A中所示的感测图像IIR的方式，图6的A中所示的感测图像IR包括图4中所示的作为检查目标1的田地中的植物，以及安装在感测装置101-2前面的基准反射板20-1和基准反射板20-2。同样在图6的A中所示的感测图像IR中，当包括田地中的植物的区域被设置为目标区域T1并且包括基准反射板20-2的区域被设置为目标区域T4时，目标区域T1和T4的直方图在图6的B中示出。
在图6的B中，感测装置101-2在执行感测时调整对具有宽面积的田地中的植物的曝光，但是基准反射板20-1具有与检查目标1的测量波段中的可见区域中的红色(R)的反射率匹配的反射率，因此目标区域T4(基准反射板20-2)也与目标区域T1(田地中的植物)一起落在动态范围内。
注意，在图6的A中的感测图像IR中，在多个基准反射板20中，基准反射板20-1不具有与可见区域中的红色(R)的反射率匹配的反射率(具有与红外区域(NIR)中的反射率匹配的反射率)，因此基准反射板20-1过度地暴露于较高的输出电平(所谓的白化)。
如上面参考图4至图6所述，在本技术中，为检查目标1待测量的每个波长波段(测量波段)准备具有与检查目标1相对应的反射率的多个基准反射板20，并且对于每个测量波段，同时感测包括检查目标1的区域和具有与检查目标1相对应的反射率的基准反射板20。由此，抑制了检查目标1的反射率与基准反射板20的反射率之间的差异的增加，并且为每个测量波段设置了最佳曝光时间。结果，能够可靠地执行诸如太阳光的光源的指定并且以更高的精度执行测量。
注意，在图4中，除了无线电控制之外，例如可以通过预先存储飞行路线作为坐标数据并使用诸如GPS(全球定位系统)的位置信息来使移动测量装置50执行自主飞行。而且，虽然在图4中已经描述了移动测量装置50是具有旋转翼51的旋翼飞行器的情况，但是移动测量装置50可以是固定翼飞行器。
<2.系统的配置>
(指标测量系统的配置)
图7是示出应用本技术的指标测量系统的实施例的配置的图。
指标测量系统10是用于感测包括检查目标1(诸如田地中的植物)的区域并且基于感测的结果计算诸如NDVI值的检查指标的系统(感测系统)。
在图7中，指标计算系统10包括感测装置101-1、感测装置101-2和指标计算装置103。感测装置101-1、感测装置101-2和指标计算装置103通过集线器104彼此连接。
感测装置101-1感测包括检查目标1的区域并输出通过感测获得的数据。这里，感测意为对包括检查目标1的区域的测量。另外，感测包括对包括检查目标1的区域的成像。
感测装置101-1感测包括检查目标1的区域，并通过集线器104将测量结果作为指标测量数据输出到指标计算装置103。这里，指标测量数据是用于测量诸如NDVI值的检查指标的数据。
类似于感测装置101-1，感测装置101-2感测包括检查目标1的区域，并通过集线器104将测量结果作为指标测量数据输出到指标计算装置103。
如图4所示，感测装置101-1和感测装置101-2可以配置为移动测量装置50。此外，在感测装置101-1和感测装置101-2的前面(在视角内)准备多个基准反射板20，诸如基准反射板20-1和基准反射板20-2。
注意，稍后将参考图8描述感测装置101-1和感测装置101-2的详细配置。另外，在下文中，将通过将感测装置101-1和感测装置101-2简单地共同称为感测装置101来给出描述，除非特别需要在感测装置之间进行区分。
指标计算装置103是具有由诸如中央处理单元(CPU)或现场可编程门阵列(FPGA)的电路执行的计算功能的装置。例如，指标计算装置103被配置为个人计算机、专用终端装置等。来自感测装置101-1和感测装置101-2的指标测量数据通过集线器104输入到指标计算装置103。
指标计算装置103基于指标测量数据计算检查目标1的检查指标。这里，能够通过基于例如从指标测量数据获得的NIR信号和R信号在计算方面计算上述表达式(1)来计算NDVI值。
另外，指标计算装置103可以通过集线器104远程控制感测装置101-1和感测装置101-2。例如，指标计算装置103可以控制由感测装置101-1和感测装置101-2执行的测量期间的曝光。
注意，稍后将参考图9描述指标计算装置103的详细配置。
按如上所述配置指标测量系统10。
(感测装置的配置)
图8是示出图7的感测装置101的配置示例的图。
在图8中，感测装置101包括测量单元121和处理单元122，其中测量单元121包括透镜141、曝光单元142、滤光器143和传感器144，并且处理单元122包括信号处理单元145和I/F单元146。
在感测装置101中，来自诸如检查目标1或基准反射板20的对象(被摄体)的光(反射的光)通过透镜141和滤光器143入射在传感器144上。
曝光单元142通过调节诸如透镜141或光圈(光阑)的光学系统的光圈量等来执行曝光控制，从而使得在信号电荷在动态范围内而没有饱和的状态下在传感器144中执行感测。然而，可以通过来自指标计算装置103的远程控制来执行曝光控制。
滤光器143是基于测量目标的检查指标的滤光器。滤光器143使通过透镜141入射的光中具有预定波长波段的光通过传感器144。
传感器144是由其中多个像素以重复图案二维地布置在传感器的表面上的感测元件构成的图像传感器。传感器144使用感测元件检测已经通过滤光器143的光，并且将基于光的量的测量信号(测量数据)输出到信号处理单元145。
这里，例如，在计算NDVI值作为检查指标的情况下，需要R信号，因此提供R滤光器和NIR截止滤光器的组合作为滤光器143。在这种情况下，在传感器144的感测元件中，所有像素二维地布置为对应于红色(R)分量的R像素，例如，如图8的布置图案144A所示。
也就是说，在上述感测装置101-2(图4)中，R滤光器和IR截止滤光器的组合被设置为滤光器143。
然而，在传感器144的感测元件中二维布置的多个像素的布置图案不限于由布置图案144A指示的像素阵列，并且可以采用其他布置图案，只要是取R信号即可。这里，所述多个像素可以二维地布置，例如，以Bayer(拜耳)阵列。Bayer阵列指的是其中绿色(G)的G像素以棋盘形式布置，并且对于剩余部分中的每一行交替地布置红色(R)的R像素和蓝色(B)的B像素的布置图案。特别地，不仅可以提供R滤光器和IR滤光器，而且可以提供诸如绿色(G)或蓝色(B)的可见区域中的滤光器，因此不仅可以捕获检查指标而且还可以捕获要呈现给用户的图像，并同时呈现检查指标和图像。
另外，例如，在计算NDVI值作为检查指标的情况下，需要NIR信号，因此NIR滤光器被设置为滤光器143。在这种情况下，在传感器144的感测元件中，例如，如图8的布置图案144B所示，所有像素被二维地布置为与红外区域(NIR)相对应的IR像素。
也就是说，在上述感测装置101-1(图4)中，将NIR滤光器设置为滤光器143。
此外，在图8的布置图案144A中，已经描述了其中设置NIR截止滤光器的配置，但是可以采用其中未设置NIR截止滤光器的配置。在这种情况下，在传感器144的感测元件中，例如，如图8的布置图案144C所示，除了与透射红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的可见光的波长的RGB滤光器相对应的R、G和B像素之外，还可以设置与红外区域(NIR)相对应的IR像素。
在图8中的布置图案144C中，例如，四个像素被沿横向布置，两个像素被沿纵向布置，从而使得4×2像素(两个R像素(R1，R2)、两个G像素(G1，G2)、两个B像素(B1，B2)、两个IR像素(IR1，IR2))成为一个集合。然后，这样的八个像素成为一个集合，并且构成n(n是一个或多个的整数)个集合的多个像素被重复地布置在感测元件的传感器的表面上。就此而言，每一个集合的像素数量不限于八个像素，并且例如，可以采用其它形式，诸如其中包括一个R像素、一个G像素、一个B像素和一个IR像素的四个像素成为一个集合的构造。
这里，在计算NDVI值作为检查指标的情况下，当可以使用包括R像素和IR像素的一个传感器144时，通过该传感器144获得R信号和NIR信号。因此，如图4和7所示，没有必要提供两个感测装置101-1和101-2。也就是说，在这种情况下，能够例如通过独立地控制诸如R像素或IR像素的每个像素的增益，或同时输出具有多个流的不同图像来通过一个感测装置101(的传感器144)起到两个感测装置101-1和101-2的作用。
注意，在图8的布置图案144C中，已经示出了布置R像素、G像素、B像素和IR像素的四种类型的像素的情况，但是在计算NDVI值作为检查指标的情况下，至少R像素和IR像素可以被包括在布置图案中。
信号处理单元145执行预定的信号处理(诸如重新布置关于从传感器144输出的测量数据的各条数据的处理)，并将处理后的数据输出到I/F单元146。
注意，尽管将在假设通过设置在后级的指标计算装置103计算诸如NDVI值的检查指标的情况下在本实施例中给出描述，但是信号处理单元145可以由诸如CPU或FPGA的电路构成，以基于测量数据计算诸如NDVI值的检查指标。
I/F单元146由外部输出接口电路等构成，并且通过集线器104将从信号处理单元145提供的测量数据输出到指标计算装置103作为指标测量数据。
按如上所述配置感测装置101。
注意，在本实施例的描述中，在多个感测装置101被设置在指标计算系统10中的情况下，通过添加“-1”和“-2”作为符号来进行区分。另外，对于感测装置101内的滤光器143、传感器144等，将以相同的方式进行区分。
(指标计算装置的配置)
图9是示出图7的指标计算装置103的配置示例的图。
在图9中，指标计算装置103包括I/F单元161、处理单元162、存储单元163和显示单元164。
I/F单元161由外部输入接口电路等构成，并将从感测装置101-1和感测装置101-2输入的指标测量数据提供给处理单元162。
处理单元162由诸如CPU或FPGA的电路构成。处理单元162包括计算单元171和控制单元172。
计算单元171基于从I/F单元161提供的指标测量数据执行预定信号处理，以计算检查目标1的检查指标。稍后将描述信号处理的细节。这里，能够通过例如基于从指标测量数据获得的NIR信号和R信号在计算方面计算上述表达式(1)来计算NDVI值。
控制单元172控制指标计算装置103的每个单元的操作。此外，控制单元172通过集线器104远程地控制感测装置101-1和感测装置101-2。例如，控制单元172控制由感测装置101-1和感测装置101-2执行的测量期间的曝光。
存储单元163由例如半导体存储器、硬盘等构成。存储单元163在控制单元172的控制下存储关于由计算单元171计算的检查指标的数据(例如，数值数据、图像数据等)。
显示单元164由诸如液晶显示器(LCD)或有机电致发光显示器(OELD)的显示器构成。显示单元164在控制单元172的控制下显示关于由计算单元171计算的检查指标的数据(例如，数值数据、图像数据等)。此外，显示单元164可以在控制单元172的控制下显示存储在存储单元163中的各种数据。
注意，尽管已经假设存储单元163和显示单元164设置在图9中的指标计算装置103内部进行了描述，但是存储单元163和显示单元164可以作为存储装置和显示装置设置在指标计算装置103的外部。在这种情况下，控制单元172可以使外部存储装置或外部显示装置存储或显示通过信号处理获得的各种数据，诸如数字数据和图像数据。
按如上所述配置指标计算装置103。
(指标计算系统的其他配置)
顺便提及，在图7中所示的指标计算系统10中，诸如个人计算机的指标计算装置103通过集线器104在本地环境中计算检查目标1的检查指标(例如，NDVI值)，但是可以通过网络在云环境中计算检查目标1的检查指标。
图10示出了与云环境相对应的指标计算系统11的配置示例，作为指标计算系统的另一配置示例。
在图10的有效指标计算系统11中，类似于图7的感测装置101-1和感测装置101-2，感测装置101-1和感测装置101-2通过集线器104将作为感测的结果而获得的指标测量数据输出到客户端装置105。然而，感测装置101-1和感测装置101-2可以内置在移动测量装置50中，如图4所示。
客户端装置105由个人计算机等构成，并且通过集线器104将从感测装置101-1和感测装置101-2输入的指标测量数据输出到路由器106。也就是说，客户端装置105对应于图7的指标计算装置103，但是不进行用于计算检查目标1的检查指标的信号处理。
路由器106例如是移动路由器，并且可以通过基站107连接到诸如因特网的网络108。路由器106通过网络108将要从客户端装置105输入的指标测量数据发送到服务器109。
服务器109通过网络108接收从客户端装置105发送的指标测量数据。这里，服务器109至少具有与图9所示的指标计算装置103的功能中的处理单元162相同的功能。
也就是说，在服务器109中，处理单元162的计算单元171基于从客户端装置105接收的指标测量数据来计算检查目标1的检查指标(例如，NDVI值)。关于由服务器109计算的检查目标1的检查指标的数据(例如，数值数据或图像数据)可以存储在储存器110中。
此外，在服务器109包括显示单元164或服务器109和显示单元164可以彼此通信的情况下，可以在显示单元164上显示关于检查目标1的检查指标的数据。此外，服务器109可以读出存储在储存器110中的数据，并且可以在显示单元164上显示读出的数据。
按如上所述配置指标计算系统11。
<3.感测装置的测量示例>
接下来，将参考图11至15描述由感测装置101-1和感测装置101-2执行的测量的示例。
在下面的描述中，将描述使用单个基准反射板20的配置，以与使用多个基准反射板20的本技术的配置进行比较。也就是说，使用单个基准反射板20的配置对应于图1的测量期间的上述配置，并且使用多个基准反射板20的配置对应于图4的测量期间的上述配置(本技术的配置)。
注意，在以下描述中，将假设感测装置101-1包括透镜141-1、曝光单元142-1、滤光器143-1(NIR滤光器143-1)、传感器144-1、信号处理单元145-1和I/F单元146-1给出描述。另外，将假设感测装置101-2包括透镜141-2、曝光单元142-2、滤光器143-2(R滤光器143-2和NIR截止滤光器)、传感器144-2、信号处理单元145-2和I/F单元146-2来给出描述。
(滤光器和传感器的特性)
图11是示出滤光器和传感器的特性的示例的图。
图11的A示出了感测装置101-1中的滤光器143-1和传感器144-1的特性。也就是说，图11的A示出了当横轴表示波长(nm)并且纵轴表示增益时，NIR滤光器143-1和传感器144-1的特性。
如图11的A所示，NIR滤光器143-1具有在诸如800nm至940nm的范围的红外区域(NIR)透射光的特性。因此，在图11的A中，在传感器144-1具有如线L1所示的光谱灵敏度特性的情况下，对应于作为阴影部分的区域A1的波段中的信号被积分为NIR信号并输出。
图11的B示出了感测装置101-2中的滤光器143-2和传感器144-2的特性。也就是说，图11的B示出了当横轴表示波长(nm)并且纵轴表示增益时，R滤光器143-2和传感器144-2的特性。
如图11的B所示，R滤光器143-2具有在诸如580nm至680nm的范围的可见区域中透射红色(R)的光的特性。因此，在图11的B中，在传感器144-2具有如线L2所示的光谱灵敏度特性的情况下，对应于作为阴影部分的区域A2的波段中的信号被积分为R信号并输出。
(1)单基准反射板的配置
这里，首先，将描述与图1的测量期间的上述配置对应的使用单个基准反射板20的配置，以与本技术的配置进行比较。
(基准反射板和检查目标的特征)
图12是示出在采用单个基准反射板的配置的情况下基准反射板20和检查目标1的特性的示例的图。
图12的A示出了当横轴表示波长(nm)并且纵轴表示反射率时，基准反射板20(图1)的特性的示例。例如，通常使用的灰色反射板可以用作基准反射板20。如图12的A所示，基准反射板20的反射率约为恒定的0.18，并且光谱反射特性是平坦的。
图12的B示出了当横轴表示波长(nm)并且纵轴表示反射率时检查目标1(图1)的特性的示例。如图12的B所示，检查目标1的反射率具有接近0至约700nm的值，但是在700nm附近增加，并且在超过700nm的范围内具有接近约0.8(80％)的值。也就是说，例如，在诸如田地中的植物的植物是检查目标1的情况下，反射率在可见区域中减小并且在红外区域中增加。
(感测装置的测量期间的信号处理流程)
图13是示出在采用单个基准反射板的配置的情况下，在感测装置101-1和感测装置101-2的测量期间的信号处理的流程的图。
注意，在图13中，相对于从基准反射板20或检查目标1反射的光，图中的上部序列示出了由附接有NIR滤光器143-1的感测装置101-1处理的信号的流程，并且图中的下部序列示出了由附接有R滤光器143-2的感测装置101-2处理的信号的流程。
在图13中，太阳光(环境光)被基准反射板20反射，并且反射的光入射在感测装置101-1和感测装置101-2上。太阳光的光谱特性由光谱特性S1表示。另外，从基准反射板20反射的光的光谱特性由光谱特性S2表示。也就是说，基准反射板20具有图12的A中所示的平坦光谱特性，因此，从基准反射板20反射的光的光谱特性如光谱特性S2所示。
另外，太阳光被诸如田地中的植物的检查目标1反射，并且反射的光入射在感测装置101-1和感测装置101-2上。从检查目标1反射的光的光谱特性由光谱特性S3表示。也就是说，检查目标1具有具有图12的B中所示的形状的反射特性，因此，从检查目标1反射的光的光谱特性如光谱特性S3所示。
在感测装置101-1中，由基准反射板20和检查目标1反射的光入射到透镜141-1上并通过NIR滤光器143-1，从而在传感器144-1的传感器表面上形成图像。然而，在诸如田地中的植物的植物是检查目标1的情况下，红外区域中的反射率增加，因此通过经由NIR滤光器143-1透射NIR分量的感测装置101-1中的曝光单元142-1来根据NIR分量的光量来设置短的曝光时间。
在感测装置101-1中，NIR滤光器143-1的特性由光谱特性S4和光谱特性S6表示。在频谱特性S4和S6中，NIR滤光器143-1的特性对应于图11的A中所示的NIR滤光器的透射特性。注意，基准反射板20的特性(光谱特性S2)相对于NIR滤光器143-1的特性叠加在光谱特性S4上。另外，检查目标1的特性(光谱特性S3)相对于NIR滤光器143-1的特性叠加在光谱特性S6上。
如通过相对于NIR滤光器143-1的特性叠加从基准反射板20反射的光的特性(光谱特性S2)的光谱特性S5所示，传感器144-1输出由传感器表面接收并且从基准反射板20反射的光，作为包括基准反射板20的区域(图2中的目标区域T2)中的NIR分量的水平。
另外，如通过相对于NIR滤光器143-1的特性叠加从检查目标1反射的光的特性(光谱特性S3)的光谱特性S7所示，传感器144-1输出由传感器表面接收并从检查目标1反射的光，作为包括检查目标1的区域(图2中的目标区域T1)中的NIR分量的水平。
也就是说，对应于NIR分量的水平的信号是通过感测装置101-1感测包括基准反射板20和检查目标1的区域而获得的NIR数据(NIR信号)。信号处理单元145-1执行重新布置来自传感器144-1的数据等的处理，并通过I/F单元146-1输出作为处理结果获得的数据。
以这种方式，关于通过感测图13的感测装置101-1获得的感测图像IIR，根据从检查目标1反射的光的NIR分量的光量来设置曝光时间，因此如光谱特性S6和S7所示，适当地捕获具有NIR分量的波段的光。注意，这里，R分量的光具有低水平并且曝光不足。
此外，在这种情况下，从基准反射板20反射的光的NIR分量的光具有如光谱特性S4和S5所示的过低的水平，因此曝光不足。
另一方面，在感测装置101-2中，从基准反射板20和检查目标1反射的光入射到透镜141-2上并通过R滤光器143-2，因此在传感器144-2的传感器表面上形成图像。然而，在诸如田地中的植物的植物是检查目标1的情况下，可见区域的反射率降低，因此通过经由R滤光器143-2透射R分量的光的感测装置101-2中的曝光单元142-2来根据R分量的光量设置长的曝光时间。
在感测装置101-2中，R滤光器143-2的特性由光谱特性S8和光谱特性S10表示。在光谱特性S8和S10中，R滤光器143-2的特性对应于图11的B中所示的R滤光器的透射特性。注意，基准反射板20的特性(光谱特性S2)相对于R滤光器143-2的特性叠加在光谱特性S8上。另外，检查目标1的特性(光谱特性S3)相对于R滤光器143-2的特性叠加在光谱特性S10上。
如通过相对于R滤光器143-2的特性叠加从基准反射板20反射的光的特性(光谱特性S2)的光谱特性S9所示，传感器144-2输出由传感器表面接收并且从基准反射板20反射的光，作为包括基准反射板20的区域(图3中的目标区域T2)中的R分量的水平。
另外，如通过相对于R滤光器143-2的特性叠加从检查目标1反射的光的特性(光谱特性S3)的光谱特性S11所示，传感器144-2输出由传感器表面接收并从检查目标1反射的光，作为包括检查目标1的区域(图2中的目标区域T1)中的R分量的水平。
也就是说，与R分量的水平相对应的信号是通过感测装置101-2感测包括基准反射板20和检查目标1的区域而获得的R数据(R信号)。信号处理单元145-2执行重新布置来自传感器144-2的数据等的处理，并通过I/F单元146-2输出作为处理结果获得的数据。
以这种方式，关于通过感测图13的感测装置101-2获得的感测图像IR，根据从检查目标1反射的光的R分量的光量来设置曝光时间，因此如光谱特性S10和S11所示，适当地捕获具有R分量的波段的光。注意，这里，NIR分量的光具有高水平并且过度曝光。
此外，在这种情况下，从基准反射板20反射的光的R分量的光具有如光谱特性S8和S9所示的过高的水平，因此过度曝光。
如上所述，在采用对应于图1的测量期间的上述配置的单个基准反射板的配置的情况下，对于每个测量波段，检查目标1的反射率与基准反射板20的反射率之间的差异很大，因此难以设置最佳曝光时间，这导致对诸如太阳光的光源指定的失败或测量精度的显著恶化。
(2)多个基准反射板的配置
接下来，将描述对应于图4的测量期间的上述配置的使用多个基准反射板20的配置，即，本技术的配置。
注意，即使当采用多个基准反射板的配置时，检查目标1也是田地中的植物，因此其特性与图12的B中所示的特性相同。
(多个基准反射板的特性)
图14是示出采用多个基准反射板的配置的情况下的基准反射板20-1和基准反射板20-2的特性的示例的图。
图14的A示出了当横轴表示波长(nm)并且纵轴表示反射率时基准反射板20-1(图4)的特性的示例。如图14的A所示，基准反射板20-1的反射率与检查目标1的红外区域(NIR)中的反射率相匹配。例如，在图14的A中，基准反射板20-1的反射率设置为80％，如“Ref1(基准1)”所示。
也就是说，在检查目标1是田地中的植物的情况下，其反射率是图12的B中所示的上述特性，并且红外区域(NIR)(诸如800nm至940nm的范围)内的反射率约为0.8(80％)。因此，基准反射板20-1的反射率可以根据检查目标1的红外区域(NIR)中的反射率设置为80％。
图14的B示出了当横轴表示波长(nm)并且纵轴表示反射率时基准反射板20-2(图4)的特性的示例。如图14的B所示，基准反射板20-2的反射率与检查目标1的可见区域的红色(R)中的反射率相匹配。例如，在图14的B中，基准反射板20-2的反射率被设置为5％，如“Ref2(基准2)”所示。
也就是说，在检查目标1是田地中的植物的情况下，其反射率是图12的B中所示的上述特性，并且可见区域(诸如580nm至680nm的范围)内的红色(R)的反射率约为0.05(5％)。因此，基准反射板20-2的反射率可以根据检查目标1的可见区域的红色(R)的反射率设置为5％。
注意，在感测装置101-1和感测装置101-2中仅固定某个波段作为透射波段的情况下，除所述波段之外的波段中的反射率被视为所谓的“不关心”。例如，在测量基准反射板20-1的情况下的红外区域(NIR)以外的波段和在测量基准反射板20-2的情况下可见区域中的红色(R)以外的波段相当于这种波段。
(感测装置的测量期间的信号处理流程)
图15是示出在采用多个基准反射板的配置的情况下在感测装置101-1和感测装置101-2的测量期间的信号处理的流程的图。
注意，在图15中，图中的上部序列示出了由附接有NIR滤光器143-1的感测装置101-1处理的信号的流程，并且图中的下部序列示出了由附接有R滤光器143-2的感测装置101-2处理的信号的流程，类似于图13。
在图15中，太阳光(环境光)从基准反射板20-1和基准反射板20-2反射，并且反射的光入射在感测装置101-1和感测装置101-2上。太阳光的光谱特性由光谱特性S31表示。另外，从基准反射板20-1和基准反射板20-2反射的光的光谱特性由光谱特性S32表示。
也就是说，基准反射板20-1具有图14的A中所示的光谱特性，因此，从基准反射板20-1反射的光的光谱特性如光谱特性S32-1所示。另外，基准反射板20-2具有图14的B中所示的光谱特性，因此，从基准反射板20-2反射的光的光谱特性如光谱特性S32-2所示。
这里，基准反射板20-1和基准反射板20-2之中具有响应于NIR滤光器143-1的高反射率特性(光谱特性S32-1)的基准反射板20-1用于感测装置101-1的感测中。另外，响应于R滤光器的具有低反射率特性(光谱特性S32-2)的基准反射板20-2用于感测装置101-2的感测中。
另外，太阳光从诸如田地中的植物的检查目标1反射，并且反射的光入射在感测装置101-1和感测装置101-2上。检查目标1的反射的光的光谱特性由光谱特性S33表示。
也就是说，当将图15中的光谱特性与图13中的光谱特性进行比较时，太阳光的光谱特性S31与图13中的光谱特性S1相同。另外，诸如田地中的植物的检查目标1的光谱特性S33与图13中的光谱特性S3相同，并且具有图12的B所示形状的反射特性。另一方面，在图15中，准备多个基准反射板20-1和20-2，并且其反射的光的光谱特性S32-1和S32-2不同于图13中的光谱特性S2。
在感测装置101-1中，由基准反射板20-1和检查目标1反射的光入射到透镜141-1上并通过NIR滤光器143-1，从而在传感器144-1的传感器表面上形成图像。然而，在诸如田地中的植物的植物是检查目标1的情况下，红外区域中的反射率增加，因此通过经由NIR滤光器143-1透射NIR分量的光的感测装置101-1中的曝光单元142来根据NIR分量的光量来设置短的曝光时间。
在感测装置101-1中，NIR滤光器143-1的特性由光谱特性S34和光谱特性S36表示。在频谱特性S34和S36中，NIR滤光器143-1的特性对应于图11的A中所示的NIR滤光器的透射特性。注意，基准反射板20-1的特性(光谱特性S32-1)相对于NIR滤光器143-1的特性叠加在光谱特性S34上。另外，检查目标1的特性(光谱特性S33)相对于NIR滤光器143-1的特性叠加在光谱特性S36上。
如通过相对于NIR滤光器143-1的特性叠加从基准反射板20-1反射的光的特性(光谱特性S32-1)的光谱特性S35所示，传感器144-1输出由传感器表面接收并从基准反射板20-1反射的光，作为包括基准反射板20的区域(图5中的目标区域T3)中的NIR分量的水平。
另外，如通过相对于NIR滤光器143-1的特性叠加从检查目标1反射的光的特性(光谱特性S33)的光谱特性S37所示，传感器144-1输出由传感器表面接收并从检查目标1反射的光，作为包括检查目标1的区域(图5中的目标区域T1)中的NIR分量的水平。
也就是说，与NIR分量的水平相对应的信号是通过感测装置101-1感测包括基准反射板20-1和检查目标1的区域而获得的NIR数据(NIR信号)。信号处理单元145-1执行重新布置来自传感器144-1的数据等的处理，并通过I/F单元146-1输出作为处理结果获得的数据。
以这种方式，关于通过感测图15的感测装置101-1获得的感测图像IIR，根据从检查目标1反射的光的NIR分量的光量来设置曝光时间，因此如光谱特性S36和S37所示，适当地捕获具有NIR分量的波段的光。注意，这里，R分量的光具有低水平并且曝光不足。
此外，在这种情况下，关于从基准反射板20-1反射的光的NIR分量的光，具有NIR分量的波长波段的光被适当地捕获，如光谱特性S34和S35所示。这里，预先准备基准反射板20-1，使得其反射率与检查目标1的红外区域(NIR)中的反射率匹配。包括NIR滤光器143-1的感测装置101-1使用基准反射板20-1作为光源信息，因此不仅能够相对于从检查目标1反射的光而且还能够相对于从基准反射板20-1反射的光适当地捕获具有NIR分量的波长波段的光。
另一方面，在感测装置101-2中，从基准反射板20-2和检查目标1反射的光入射到透镜141-2上并通过R滤光器143-2，从而在传感器144-2的传感器表面上形成图像。然而，在田地中的植物的植物是检查目标1的情况下，可见区域的反射率降低，因此通过经由R滤光器143-2透射R分量的光的感测装置101-2中的曝光单元142-2来根据R分量的光量来设置长的曝光时间。
在感测装置101-2中，R滤光器143-2的特性由光谱特性S38和光谱特性S40表示。在频谱特性S38和S40中，R滤光器143-2的特性对应于图11的B中所示的R滤光器的透射特性。注意，基准反射板20-2的特性(光谱特性S32-2)相对于R滤光器143-2的特性叠加在光谱特性S38上。另外，检查目标1的特性(光谱特性S33)相对于R滤光器143-2的特性叠加在光谱特性S40上。
如通过相对于R滤光器143-2的特性叠加从基准反射板20-2反射的光的特性(光谱特性S32-2)的光谱特性S39所示，传感器144-2输出由传感器表面接收并从基准反射板20-2反射的光，作为包括基准反射板20-2的区域(图6中的目标区域T4)中的R分量的水平。
另外，如通过相对于R滤光器143-2的特性叠加从检查目标1反射的光的特性(光谱特性S33)的光谱特性S41所示，传感器144-2输出由传感器表面接收并从检查目标1反射的光，作为包括检查目标1的区域(图6中的目标区域T1)中的R分量的水平。
也就是说，对应于R分量的水平的信号是通过感测装置101-2感测包括基准反射板20-2和检查目标1的区域而获得的R数据(R信号)。信号处理单元145-2执行重新布置来自传感器144-2等的数据的处理，并通过I/F单元146-2输出作为处理结果获得的数据。
以这种方式，关于通过感测图15的感测装置101-2获得的感测图像IR，根据从检查目标1反射的光的R分量的光量来设置曝光时间，因此如光谱特性S40和S41所示，适当地捕获具有R分量的波段的光。注意，这里，NIR分量的光具有高水平并且过度曝光。
此外，在这种情况下，关于从基准反射板20-2反射的光的R分量的光，具有R分量的波长波段的光被适当地捕获，如光谱特性S38和S39所示。这里，预先准备基准反射板20-2，使得其反射率与检查目标1的可见区域中的红色(R)的反射率相匹配。包括R滤光器143-2的感测装置101-2使用基准反射板20-2作为光源信息，因此能够不仅相对于从检查目标1反射的光，而且还能够相对于从基准反射板20-2反射的光，适当地捕获具有R分量的波长波段的光。
如上所述，在采用与图4的测量期间的上述配置对应的多个基准反射板的配置的情况下，从检查目标1和基准反射板20-1反射的光的NIR分量都落入动态范围内，作为感测装置101-1中具有NIR分量的波长波段的光。此外，在感测装置101-2中，从检查目标1和基准反射板20-2反射的光的R分量都落入动态范围内，作为具有R分量的波长波段的光。
以这种方式，在采用多个基准反射板的配置的情况下，在感测装置101-1和感测装置101-2中，对于每个测量波段，检查目标1的反射率与基准反射板20-1或基准反射板20-2的反射率之间的差异减小。结果，能够指定光源并以高精度捕获检查目标1的测量波长中的反射率。
<4.检查指标测量处理>
在上述多个基准反射板的配置中，通过集线器103将通过感测装置101-1和感测装置101-2的感测获得的指标测量数据输出到指标计算装置103。指标计算装置103基于指标测量数据计算检查目标1的检查指标(NDVI值)。因此，接下来，将参考图16的流程图描述由图7的指标计算系统10执行的整体检查指标测量处理的流程。
在步骤S101中，感测装置101-1和感测装置101-2根据来自指标计算装置103的控制单元172的远程控制来执行曝光控制。这里，根据检查目标1的测量波长确定曝光时间。这里，根据检查目标1的测量波长确定曝光时间。
例如，在诸如田地中的植物的植物是检查目标1的情况下，红外区域中的反射率增加，因此执行控制以使得曝光时间根据包括NIR滤光器143-1的感测装置101-1中的NIR分量的光量而减少。另外，关于植物，可见区域中的反射率降低，因此执行控制使得曝光时间根据包括R滤光器143-2的感测装置101-2中的R分量的光量而增加。
在步骤S102中，感测装置101-1和感测装置101-2根据在步骤S101的处理中执行的曝光控制来执行感测。这里，如图15所示，具有来自检查目标1和基准反射板20-1的NIR分量的波长波段的光由感测装置101-1感测，并且具有来自检查目标1和基准反射板20-2的R分量的波长波段的光由感测装置101-2感测。
在步骤S103中，指标计算装置103的处理单元162通过集线器104获取在步骤S102的处理中获得的指标测量数据。
在步骤S104中，指标计算装置103的计算单元171相对于在步骤S103的处理中获取的指标测量数据，调整感测装置101-1和感测装置101-2之间的增益。这里，执行基于感测装置101-1和感测装置101-2之间的曝光时间的差异的增益调整。
例如，在基于感测装置101-1中的NIR分量的光量的曝光时间是10ms的情况下，当基于感测装置101-2中的R分量的光量的曝光时间是40ms时，从感测装置101-2获得的R信号的水平可以被设置为1/4。
在步骤S105中，指标计算装置103的计算单元171从与在步骤S104的处理中已经经过增益调整的指标测量数据相对应的感测图像中指定处理区域。这里，作为处理区域，指定在感测图像(例如，图5中的感测图像IIR或图6中的感测图像IR)中所包括的包括检查目标1的区域(例如，与图5或图6中的目标区域T1相当的区域)、包括基准反射板20-1的区域(例如，与图5中的目标区域T3相当的区域)以及包括基准反射板20-2的区域(例如，与图6中的目标区域T4相当的区域)。
在步骤S106中，指标计算装置103的计算单元171基于步骤S104和S105的处理的结果来计算校正增益。
这里，通过对由感测装置101-1获得的感测图像IIR中包括的基准反射板20-1的区域(相当于图5中的目标区域T3的区域)的水平进行平均来生成NIR信号。另外，通过对由感测装置102获得的感测图像IR中包括的基准反射板20-2的区域(与图6中的目标区域T4相当的区域)的水平进行平均来生成R信号。然而，考虑到曝光时间，在上述示例的情况下，R信号的水平是1/4。
另外，考虑到基准反射板20-1和基准反射板20-2的反射率，R信号的水平乘以基准板反射系数(C)。然而，基准板反射系数(C)是通过以下表达式(2)获得的。例如，在基准反射板20-1的反射率为80％并且基准反射板20-2的反射率为5％的情况下，R信号的水平乘以16(＝0.8/0.05)。
C＝反射率@基准板1/反射率@基准板2……(2)
然而，在表达式(2)中，“C”表示基准板反射系数。另外，
“反射率@基准板1”表示基准反射板20-1的反射率，并且“反射率@基准板2”表示基准反射板20-2的反射率。
通过获得以这种方式获得的R信号与NIR信号的比率(红色/NIR)，能够确定入射光的光谱特性。另外，该比率的倒数是校正增益(G)。也就是说，通过以下表达式(3)获得校正增益(G)。也就是说，当输入具有平坦反射率的光源时，能够通过检查检查目标1的反射的光的强度来测量检查目标1的反射光谱特性。
G＝1/(红色@基准板2/NIR@基准板1)×(反射率@基准板2/反射率@基准板1)……(3)
然而，在表达式(3)中，“G”表示校正增益。另外，“红色@基准板2”表示通过感测装置101-2感测基准反射板20-2而获得的R信号，并且“NIR@基准板1”表示通过感测装置101-1感测基准反射板20-1获得的NIR信号。另外，“反射率@基准板2”表示基准反射板20-2的反射率，并且“反射率@基准板1”表示基准反射板20-1的反射率。
在步骤S107中，指标计算装置103的计算单元171使用在步骤S106的处理中计算的校正增益来校正通过步骤S105的处理指定的包括检查目标1的区域中的数据。
这里，例如，提取由感测装置101-1获得的感测图像IIR中包括的检查目标1的区域(相当于图5中的目标区域T1的区域)中的每个像素的NIR分量和通过感测装置101-2获得的感测图像IR中包括的检查目标1的区域(与图6中的目标区域T1相当的区域)中的每个像素的R分量。然而，考虑到曝光时间，在上述情况下的R信号的水平是1/4。
另外，通过将以这种方式提取的每个像素的R信号与NIR信号的比率(红色/NIR)乘以校正增益(G)，能够校正包括检查目标1的区域中的数据。通过以下表达式(4)获得校正后的值(A)。
A＝G×(红色@对象/NIR@对象)……(4)
然而，在表达式(4)中，“A”表示校正后的值，“G”表示校正增益。另外，“红色@对象”表示通过感测装置101-2感测包括检查目标1的区域而获得的R信号，并且“NIR@对象”表示通过感测装置101-1感测包括检查目标1的区域而获得的NIR信号。
在步骤S108中，指标计算装置103的计算单元171使用在步骤S107的处理中获得的校正后的值(A)来计算植被指标作为检查目标1的检查指标。
这里，能够将NDVI值计算为植被指标。NDVI值可以通过上述表达式(1)获得，但是在使用在步骤S107的处理中获得的校正后的值(A)的情况下可以表示为下面的表达式(5)。
NDVI＝(1-A)/(1+A)……(5)
在步骤S109中，指标计算装置103的计算单元171将在步骤S108的处理中计算出的植被指标(NDVI值)的数据存储在存储单元163中。
在步骤S110中，确定是否终止处理。在步骤S110中，在确定处理未终止的情况下，处理返回到步骤S101，并且重复随后的处理。另一方面，在步骤S110中确定处理终止的情况下，终止图16的检查指标测量处理。
上面已经描述了检查指标测量处理的流程。
注意，在图16的描述中，在检查指标测量处理中，步骤S101至S102的处理由感测装置101-1和感测装置101-2执行，步骤S103至S110的处理由指标计算装置103执行，但是，步骤S103至S110的处理可以由除指标计算装置103之外的装置(诸如感测装置101)执行。此外，在采用作为云环境的指标计算系统11(图10)的配置而不是作为本地环境的指标计算系统10(图7)的配置的情况下，例如，服务器109可以执行步骤S103至S110的处理。
<5.修改示例>
(基准反射板的另一个示例)
在以上描述中，具有板形状的基准反射板用作多个基准反射板20，但是基准反射板不限于板形状并且可以是具有对应于检查目标1的特性的预定区域(基准反射区域)。例如，作为基准反射区域，可以采用其中一个板的表面的区域被分成两个区域的配置，使得一个区域具有与检查目标1的红外区域(NIR)中的反射率相匹配的反射率，并且另一区域具有与检查目标1的可见区域中的红色(R)的反射率相匹配的反射率。
此外，在上文中，已经描述了相对于一个波长波段(测量波段)仅设置一个基准反射板20的配置，但是可以相对于一个波长波段(测量波段)设置多个基准反射板20(基准反射区域)。关于以这种方式设置的多个基准反射板20(基准反射区域)，例如，相对于感测装置101(传感器144)的反射率、角度和位置可以彼此不同。
另外，如图4所示，基准反射板20可以通过预定构件固定在感测装置101的前面，但是可以设置能够相对于感测装置101(传感器144)改变基准反射板20的附接角度的机构。由此，例如，能够根据基准反射板20的反射状态来调整基准反射板20相对于感测装置101(传感器144)的角度。
(存在一个感测装置的情况)
此外，在以上描述中，相对于多个基准反射板20(基准反射板20-1和20-2)设置多个传感器144(感测装置101-1的传感器144-1和感测装置101-2的传感器144-2)，但是不必设置与基准反射板20的数量对应的传感器144。
例如，可以相对于多个基准反射板20设置一个传感器144，并且可以在转移时间的同时通过一个传感器144针对检查目标1的每个测量波段多次感测检查目标1和基准反射板20。此外，除了以时分方式执行感测之外，例如，如图8中所述，传感器144具有至少包括R像素和IR像素的布置图案，使得能够通过一次感测同时获得R信号和NIR信号。
(测量装置的另一示例)
尽管上面已经描述了执行移动观察的移动测量装置50(图4等)，但是测量装置不限于移动测量装置50，并且可以使用诸如执行定点观察的定点测量装置的其他测量装置。图17示出了执行定点观察的定点测量装置60和从人造卫星执行测量的卫星测量装置70，作为测量装置的其他示例。
图17的A中所示的定点测量装置60被固定在可以通过固定腿61对检查目标1(例如，田地中的植物)进行感测(成像)的位置，并且通过集线器104将在该位置处测量的指标测量数据输出到指标计算装置103。指标计算装置103处理从定点测量装置60输出的指标测量数据，从而能够获得已经经过通过定点测量装置60的定点测量的检查目标1的指标(NDVI值)。
图17的B中所示的卫星测量装置70内置在人造卫星71中。在人造卫星71中，通过预定的通信路将通过卫星测量装置70的测量(由人造卫星71执行的成像)获得的指标测量数据(例如，基于卫星图像的测量值)发送到指标计算装置103。指标计算装置103处理从卫星测量装置70发送的指标测量数据，从而能够获得由人造卫星71测量的检查目标1的检查指标(NDVI值)。
注意，在图10所示的云环境中、而不是图7中所示的本地环境中执行处理的情况下，来自定点测量装置60或卫星测量装置70的指标测量数据被提供给服务器109，使得服务器109处理指标测量数据以计算检查目标1的检查指标(NDVI值)。
此外，在其中彼此可通信地连接的多个感测装置101(相机)彼此同步以能够执行感测(成像)的多感测系统(多相机系统)的配置中，不需要在多感测系统中提供与多个感测装置101相同数量的基准反射板20，并且能够采用例如仅为任意感测装置101提供基准反射板20的配置。在这种情况下，由任意感测装置101获得的指标测量数据被作为元数据发送到另一感测装置101。
(其他植被指标)
此外，在上文中，已经作为示例描述了当将植物设置为检查目标1时的作为检查指标的归一化差异植被指标(NDVI值)，但是可以测量除了归一化差异植被指标(NDVI值)之外的植被指标。例如，作为其他植被指标，可以使用比率植被指标(RVI)、差异植被指标(DVI)等。
这里，通过在计算方面计算以下表达式(6)来计算比率植被指标(RVI值)。
RVI＝IR/R……(6)
另外，通过在计算方面计算以下表达式(7)来计算差异植被指标(DVI值)。
DVI＝IR-R……(7)
然而，在表达式(6)和表达式(7)中，IR表示红外区域中的反射率，R表示可见区域中的红色的反射率。注意，这里，仅示出了具有IR和R作为参数的植被指标，但是当然能够使用可见区域中除红色之外的光的反射率等作为参数来测量其他植被指标。这种光谱比率不限于R和IR的组合。除了R和IR之外的其他波长波段(诸如G和B)中的分量可以从传感器144输出作为RGBIR的输出。
(使用基准反射板以外的元件的配置)
在上文中，已经描述了针对每个波长波段(测量波段)准备具有与检查目标1对应的反射率的多个基准反射板20，并且针对每个测量波段感测检查目标1和基准反射板20的情况，但是可以采用使用除了基准反射板20之外的元件的配置。例如，图18示出了在使用具有与检查目标1对应的透射率的基准透射板80代替基准反射板20的情况下的配置。
在图18的A中，定点测量装置60被固定到可以通过固定腿61感测检查目标1(例如，田地中的植物)的位置。此外，通过预定构件将基准透射板80安装在定点测量装置60的前面。例如，如图18的B所示，当植物和天空被设置为出现在相同的视角内时，基准透射板80被安装在天空出现的部分。
也就是说，由于安装基准透射板80的区域的目的是确认太阳光(环境光)的状态，因此如图18的A所示的路径L1所示的、由植物反射的光(反射的光)不应该是入射的，而如图18的A所示的路径L2所示的光需要入射。可以使用以这种方式获得的指标测量数据来计算检查目标1的检查指标。然而，在使用基准透射板80的情况下，来自诸如植物的反射的光入射，这导致引起干扰的可能性。另一方面，在使用基准反射板20的情况下，不会产生这种噪声的影响。
注意，在图18中，为了便于描述，已经示出了设置一个基准透射板80的情况，但是实际上设置具有对应于红色(R)的区域的基准透射板80和具有对应于红外区域(NIR)的区域的基准透射板80。然而，基准透射板80可以是例如通过将一个板的表面的区域划分为两个区域而获得的预定区域(基准透射区域)，所述两个区域中的一个区域是对应于红色(R)的区域，另一个区域是与红外区域(NIR)对应的区域。
此外，在图18中，示出了通过定点测量装置60执行定点观察的情况，但是基准透射板80可以设置在执行移动观察的移动测量装置50(图4等)中，并且可以从天空感测包括检查目标1(诸如田地中的植物)的区域(空中成像)。此外，在图18中，示出了基准透射板80安装在定点测量装置60的外侧(即相机模块的外侧)的配置，但是可以采用光学系统(光学元件)的部分(诸如相机模块内的透镜)起基准透射板的作用的配置。通过采用这种配置，具有不需要在定点测量装置60的外侧设置构件的效果。
<6.计算机的配置>
上述一系列处理(图16的检查指标测量处理中的步骤S104至S108的处理)可以由硬件或软件执行。在通过软件执行一系列处理的情况下，将包括该软件的程序安装在计算机上。图19是示出其中由程序执行上述一系列处理的计算机的硬件配置的示例的图。
在计算机1000中，中央处理单元(CPU)1001、只读存储器(ROM)1002和随机存取存储器(RAM)1003通过总线1004彼此连接。输入和输出接口1005进一步连接到总线1004。输入单元1006、输出单元1007、记录单元1008、通信单元1009和驱动器1010连接到输入和输出接口1005。
键盘、鼠标、麦克风等用作输入单元1006。显示器、扬声器等用作输出单元1007。使用硬盘、非易失性存储器等作为通信单元1008。使用网络接口等作为通信单元1009。驱动器1010驱动诸如磁盘、光盘、磁光盘或半导体存储器的存储介质1011。
在具有上述配置的计算机1000中，CPU 1001通过经由输入和输出接口1005和总线1004将记录在ROM 1002或记录单元1008上的程序加载到RAM 1003并执行该程序来执行上述一系列处理。
由计算机1000(CPU 1001)执行的程序可以记录在例如可移除存储介质1011(诸如封装介质)上以用于供应。另外，程序可以经由有线或诸如局域网、因特网或数字广播的无线传输介质提供。
在计算机1000中，通过将可移除存储介质1011安装在驱动器1010上，可以经由输入和输出接口1005将程序安装在记录单元1008上。此外，程序可以经由有线或无线传输介质由通信单元1009接收，并且可以安装在记录单元1008上。另外，程序可以预先安装在ROM1002或记录单元1008上。
这里，在本说明书中，由计算机根据程序执行的处理可以不必按照流程图描述的顺序按时间顺序执行。也就是说，由计算机根据程序执行的处理还包括并行或单独执行的处理(例如，并行处理或按对象的处理)。另外，程序可以由一个计算机(处理器)处理，或者可以由多个计算机分发和处理。
此外，本技术的实施例不限于上述实施例，而是在不脱离本技术的主旨的情况下，可以在本技术的范围内进行各种改变。例如，可以采用其中组合多个上述实施例中的全部或一些的实施例。
另外，本技术还可以如下配置。
(1)一种感测系统，包括：
传感器，所述传感器感测具有根据检查目标的特性并且具有不同的反射率的多个基准反射区域以及包括所述检查目标的区域，其中所述多个基准反射区域与作为用于感测检查目标的目标的多个波长波段相对应。
(1)根据(1)所述的感测系统，还包括：
计算单元，所述计算单元基于通过传感器执行的感测而获得的测量结果来计算所述检查目标的检查指标。
(3)根据(1)或(2)所述的感测系统，
其中，传感器包括与所述多个波长波段相对应的多个传感器。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的感测系统，
其中，传感器同时感测包括检查目标的区域和基准反射区域。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的感测系统，还包括：
控制单元，所述控制单元控制传感器针对作为用于感测检查目标的目标的每个波长波段的曝光时间。
(6)根据(2)所述的感测系统，
其中，计算单元基于针对作为用于感测检查目标的目标的每个波长波段获得的与检查目标相关的测量光谱信息来计算检查指标。
(7)根据(6)所述的感测系统，
其中，计算单元基于针对作为用于感测检查目标的目标的每个波长波段获得的与基准反射区域相关的测量光谱信息和基准反射区域的反射率来校正与检查目标相关的测量光谱信息。
(8)根据(7)所述的感测系统，
其中，检查目标是植物，以及
检查指标是归一化差异植被指标(NDVI)。
(9)根据(1)至(8)中任一项所述的感测系统，包括：
包括所述传感器的感测装置。
(10)根据(2)所述的感测系统，包括：
包括所述计算单元的计算装置。
(11)根据(1)至(10)中任一项所述的感测系统，
其中，传感器的动态范围被设置为与作为用于感测检查目标的目标的波长波段相对应的动态范围。
(12)根据(11)所述的感测系统，
其中，传感器包括与所述多个波长波段相对应的多个传感器，并且所述多个传感器中的每个动态范围被设置为与作为用于感测的目标的波长波段相对应的动态范围。
(13)根据(12)所述的感测系统，
其中，所述多个传感器的动态范围被设置为不同的范围。
(14)一种用于包括传感器的感测系统的感测方法，所述感测方法包括：
使所述传感器感测具有根据检查目标的特性并且具有不同的反射率的多个基准反射区域以及包括所述检查目标的区域的步骤，其中所述多个基准反射区域与作为用于感测检查目标的目标的多个波长波段相对应。
(15)一种感测装置，包括：
传感器，所述传感器感测具有根据检查目标的特性并且具有不同的反射率的多个基准反射区域以及包括所述检查目标的区域，其中所述多个基准反射区域与作为用于感测检查目标的目标的多个波长波段相对应。
(16)一种使计算机充当如下单元的程序：
计算单元，所述计算单元基于通过传感器执行的感测获得的测量结果来计算检查目标的检查指标，所述传感器感测具有根据检查目标的特性并且具有不同的反射率的多个基准反射区域以及包括所述检查目标的区域，其中所述多个基准反射区域与作为用于感测检查目标的目标的多个波长波段相对应。
附图标记列表
10、11 指标计算系统
20、20-1、20-1 基准反射板
101、101-1、101-2 感测装置
103 指标计算装置
105 客户端装置
108 网络
109 服务器
110 储存器
121 测量单元
122 处理单元
141、141-1、141-2 透镜
142、142-1、142-2 曝光单元
143 滤光器
143-1 NIR滤光器
143-2 R滤光器
144、144-1、144-2 传感器
145、141-5、145-2 信号处理单元
146 I/F单元
161 I/F单元
162 处理单元
163 存储单元
164 显示单元
171 计算单元
172 控制单元
1000 计算机
1001 CPU

Claims (15)

1.一种感测系统，包括：
传感器，所述传感器感测具有根据检查目标的特性并且具有不同的反射率的多个基准反射区域以及包括所述检查目标的区域，其中所述多个基准反射区域与作为用于感测检查目标的目标的多个波长波段相对应。
2.根据权利要求1所述的感测系统，还包括：
计算单元，所述计算单元基于通过传感器执行的感测而获得的测量结果来计算所述检查目标的检查指标。
3.根据权利要求1所述的感测系统，
其中，传感器包括与所述多个波长波段相对应的多个传感器。
4.根据权利要求1所述的感测系统，
其中，传感器同时感测包括检查目标的区域和基准反射区域。
5.根据权利要求1所述的感测系统，还包括：
控制单元，所述控制单元控制传感器针对作为用于感测检查目标的目标的每个波长波段的曝光时间。
6.根据权利要求2所述的感测系统，
其中，计算单元基于针对作为用于感测检查目标的目标的每个波长波段获得的与检查目标相关的测量光谱信息来计算检查指标。
7.根据权利要求6所述的感测系统，
其中，计算单元基于针对作为用于感测检查目标的目标的每个波长波段获得的与基准反射区域相关的测量光谱信息和基准反射区域的反射率来校正与检查目标相关的测量光谱信息。
8.根据权利要求7所述的感测系统，
其中，检查目标是植物，以及
检查指标是归一化差异植被指标(NDVI)。
9.根据权利要求1所述的感测系统，包括：
包括所述传感器的感测装置。
10.根据权利要求2所述的感测系统，包括：
包括所述计算单元的计算装置。
11.根据权利要求1所述的感测系统，
其中，传感器的动态范围被设置为与作为用于感测检查目标的目标的波长波段相对应的动态范围。
12.根据权利要求11所述的感测系统，
其中，传感器包括与所述多个波长波段相对应的多个传感器，并且所述多个传感器中的每个动态范围被设置为与作为用于感测的目标的波长波段相对应的动态范围。
13.根据权利要求12所述的感测系统，
其中，所述多个传感器的动态范围被设置为不同的范围。
14.一种用于包括传感器的感测系统的感测方法，所述感测方法包括：
使所述传感器感测具有根据检查目标的特性并且具有不同的反射率的多个基准反射区域以及包括所述检查目标的区域的步骤，其中所述多个基准反射区域与作为用于感测检查目标的目标的多个波长波段相对应。
15.一种感测装置，包括：
传感器，所述传感器感测具有根据检查目标的特性并且具有不同的反射率的多个基准反射区域以及包括所述检查目标的区域，其中所述多个基准反射区域与作为用于感测检查目标的目标的多个波长波段相对应。
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