JP2018050594A - 害獣駆除装置、その方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】農場や牧場に侵入した害獣を排除する害獣駆除装置を提供する。【解決手段】害獣駆除装置１、２は、侵入禁止領域Ｆに侵入物３０１が侵入したことを契機とする発進指示情報及び前記侵入物の概略位置情報を受信する受信手段と、前記侵入物の概略位置に向かって自律移動するための自律移動手段と、前記侵入物を前記侵入禁止領域から排除するための排除手段、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、害獣駆除装置、その方法及びプログラムに関する。

従来、シカやイノシシなどの害獣から農作物を保護するために、侵入防止柵の工夫が提案されている。

特開２００９−１１２８０号公報

ところで、侵入防止柵は、害獣が農場や牧場に侵入することを防止するためには有効であるが、侵入した害獣を排除することはできない。

本発明はかかる問題の解決を試みたものであり、農場や牧場に侵入した害獣を排除する害獣駆除装置を提供することを目的とする。

第一の発明は、侵入禁止領域に侵入物が侵入したことを契機とする発進指示情報及び前記侵入物の概略位置情報を受信する受信手段と、前記侵入物の概略位置に向かって自律移動するための自律移動手段と、前記侵入物を前記侵入禁止領域から排除するための排除手段と、を有する害獣駆除装置である。

第一の発明の構成によれば、害獣駆除装置は、侵入禁止領域に侵入した侵入物の概略位置に向かって自律移動し、排除手段によって侵入物を侵入禁止領域から排除することができる。すなわち、農場や牧場に侵入した害獣を排除することができる。

第二の発明は、第一の発明の構成において、前記排除手段が実施する排除方法は、音の発生、光の照射、匂いの発生、前記害獣駆除装置の移動態様、または、それらの組合せを含む、害獣駆除装置である。

第二の発明の構成によれば、害獣駆除装置は、複数の排除方法から有効な方法を選択して排除を実施できるから、状況に応じて最適な排除方法を実施することができる。

第三の発明は、第二の発明の構成において、前記排除方法は、昼間用の排除方法と夜間用の前記排除方法に区別して規定され、前記排除手段は、昼間と夜間とで、前記排除方法を使い分けるように構成されている、害獣駆除装置である。

第三の発明の構成によれば、昼間か夜間かの相違に応じて、適切な排除方法を実施することができる。

第四の発明は、第二の発明または第三の発明の構成において、前記排除方法は、前記害獣の種類ごとに規定される害獣駆除装置である。

第四の発明の構成によれば、害獣の種類に応じて、適切な排除方法を実施することができる。

第五の発明は、第二の発明乃至第四の発明のいずれかの構成において、前記排除手段は、一の前記排除方法と他の前記排除方法とを、所定の基準に基づいて切り替える害獣駆除装置である。

第五の発明の構成によれば、害獣が特定の排除方法に慣れることを防止することができる。

第六の発明は、第二の発明乃至第五の発明のいずれかの構成において、前記排除方法の有効性に基づいて変更された前記排除方法の優先順位に基づいて、前記排除手段による前記害獣の排除を実施する害獣駆除装置である。

第六の発明の構成によれば、実際に有効な排除方法を使用することができる。

第七の発明は、第一の発明乃至第六の発明のいずれかの構成において、周囲の光の強度に応じて、可視光における画像または赤外線における画像を取得する画像取得手段と、前記画像に含まれる物体が、前記害獣であるか否かを判断し、さらに、前記害獣の種類を判断する物体認識手段と、を有し、前記害獣を追跡しつつ、前記害獣の近傍において、前記害獣の種類に応じて前記排除手段を作動させる、害獣駆除装置である。

第七の発明の構成によれば、害獣の近傍において、ピンポイントで、その害獣に有効な排除方法を実施することができる。

第八の発明は、第一の発明乃至第七の発明のいずれかの構成において、前記害獣駆除装置は、前記排除手段を所定時間作動させたこと、または、前記害獣が前記侵入禁止領域から排除されたことを条件に、前記排除手段を停止する害獣駆除装置である。

第九の発明は、第七の発明または第八の発明の構成において、前記物体認識手段は、深層学習（ディープラーニング）によって生成されたデータを参照する害獣駆除装置である。

第十の発明は、第一の発明乃至第九の発明のいずれかの構成において、前記害獣駆除装置は、害獣駆除が完了する前に、バッテリー残量が所定基準以下になった場合には、前記基地局へ帰還してバッテリー残量を回復後に再度発進する害獣駆除装置である。

第十一の発明は、害獣駆除装置が実施する害獣駆除方法であって、侵入禁止領域に侵入物が侵入したことを契機とする発進指示情報及び前記侵入物の概略位置情報を受信する情報受信ステップと、前記侵入物の概略位置に向かって自律移動する自律移動ステップと、前記侵入物を前記侵入禁止領域から排除する排除ステップと、を含む害獣駆除方法である。

第十二の発明は、害獣駆除装置を制御するコンピュータを、侵入禁止領域に侵入物が侵入したことを契機とする発進指示情報及び前記侵入物の概略位置情報を受信する受信手段、前記侵入物の概略位置に向かって自律移動するための自律移動手段、及び、前記侵入物を前記侵入禁止領域から排除するための排除手段、として機能させるためのプログラムである。

本発明によれば、農場や牧場に侵入した害獣を排除することができる。

本発明の実施形態に係る害獣駆除装置の作用を示す概略図である。 本発明の実施形態に係る害獣駆除装置の作用を示す概略図である。 本発明の実施形態に係る害獣駆除装置の作用を示す概略図である。 本実施形態に係る監視装置の機能構成を示す図である。 本実施形態に係る監視装置による監視方法を示す図である。 本実施形態に係る監視装置による監視方法を示す図である。 本実施形態に係る基地局の機能構成を示す図である。 本実施形態に係る侵入データベースを示す図である。 本実施形態に係る離脱データベースを示す図である。 本実施形態に係る無人機の機能構成を示す図である。 本実施形態に係る特徴データベースを示す図である。 本実施形態に係る排除方法データベースを示す図である。 本実施形態に係る組合せデータベースを示す図である。 本実施形態に係る基地局の動作を示す概略フローチャートである。 本実施形態に係る基地局の動作を示す概略フローチャートである。 本実施形態に係る無人機の動作を示す概略フローチャートである。 本実施形態に係る無人機の動作を示す概略フローチャートである。 本発明の実施形態に係る害獣駆除装置の作用を示す概略図である。 本発明の実施形態に係る評価プログラムを示す概要図である。 本発明の実施形態に係る評価値更新プログラムを示す概略フローチャートである。 本実施形態に係る基地局の動作を示す概略フローチャートである。 本実施形態に係る無人機の動作を示す概略フローチャートである。 本実施形態に係る無人機の動作を示す概略フローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。以下の説明においては、同様の構成には同じ符号を付し、その説明を省略又は簡略する。なお、当業者が適宜実施できる構成については説明を省略し、本発明の基本的な構成についてのみ説明する。

＜第一の実施形態＞
図１乃至図３は、本発明の実施形態に係る害獣駆除装置の作用を示す概要図である。図１等に示す無人機１及び２は、害獣駆除装置の一例である。無人機１は空中を飛行する無人飛行体であり、無人機２は地面を走行する無人車両である。無人機１及び２は、基地局１００に配置されている。無人機１及び２は、基地局１００と領域Ｆの間及び領域Ｆ内においてのみ、移動可能なように、移動領域が制限されている。また、無人機１及び２は、他の物に所定の距離以内に近づかないように制御されており、他の物との衝突を回避するように構成されている。無人機１が空中を飛行し、無人機２が地面を走行するという相違はあるが、そのほかの構成は、無人機１と無人機２とで共通であるから、以下、無人機１について説明し、無人機２の説明は省略する。

図１乃至図３において、紙面上側が北、下側が南、左側が西、右側が東である。領域Ｆは、小領域Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３及びＦ４を含む。また、領域Ｆは、小領域Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３及びＦ４を合わせた領域よりも一回り広い領域である。

無人機１は、シカ３０１やイノシシ３０３などの害獣が領域Ｆに侵入した場合に、領域Ｆから害獣を排除するように構成されている。小領域Ｆ１等は、例えば、農場である。領域Ｆは、小領域Ｆ１等よりも広い面積の領域であるから、領域Ｆへの害獣の侵入を排除すれば、小領域Ｆ１等へ侵入した害獣を排除するだけではなく、害獣排除のタイミングによっては、小領域Ｆ１等への侵入を防止することができるようになっている。領域Ｆは、侵入禁止領域の一例である。なお、領域Ｆ１等は、害獣からの保護を要する領域であればよく、農場に限らず、例えば、牧場であってもよい。

領域Ｆには、監視装置２００Ａ〜２００Ｉが配置されている。監視装置２００Ａ等は、例えば、図２に示すように、シカ３０１が領域Ｆへ侵入した場合には、領域Ｆへ侵入物が侵入したことを示す信号情報（以下、「信号」という。）を無線にて基地局１００に送信するように構成されている。基地局１００は、サーバーを有している。なお、本実施形態とは異なり、監視装置２００Ａ等と基地局１００との間の通信は有線で実施してもよい。

監視装置２００Ａ等から信号を受信した基地局１００は、無人機１に発進準備の指示情報を送信する。一方で、基地局１００は、監視装置２００Ａ等からの信号によって、侵入物の位置が小領域Ｆ１であることを特定し、無人機１に侵入物の位置情報を送信するとともに、発進指示情報を送信する。小領域Ｆ１等は概略位置の一例であり、小領域Ｆ１を示す情報は概略位置情報の一例である。

無人機１は、発進準備の指示情報を受信した時点で、各部のウォームアップを開始し、侵入物の概略位置を示す位置情報と発進指示情報を受信すると、図３に示すように、侵入物の概略位置である小領域Ｆ１上空に向かって自律飛行し、侵入物が害獣であるシカ３０１であると認識すると、シカ３０１を追跡しつつ、排除手段を作動させる。例えば、無人機１は、所定の音を発生させたり、光を照射したり、匂いを発生させたり、害獣が嫌悪する飛行態様で飛行する。無人機１は、排除手段を所定時間作動させた後、基地局１００に帰還する。なお、本実施形態とは異なり、無人機１は、シカ３０１が領域Ｆの外に出たことを確認した後に、基地局１００に帰還するという構成にしてもよい。

監視装置２００Ａ等、基地局１００及び無人機１（２）によって、害獣駆除システムが構成されている。 以下、監視装置２００Ａ等、基地局１００及び無人機１（２）の機能構成を説明する。

図４に示すように、監視装置２００Ａ等は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２１０、記憶部２１２、通信部２１４、探査部２１６及び電源部２１８を有する。

監視装置２００Ａ等は、通信部２１４によって、基地局１００と通信可能になっている。監視装置２００Ａ等と基地局１００の間の通信は、無線で行う。なお、本実施形態とは異なり、通信は有線で実施してもよい。

探査部２１６は、近赤外線を発信する赤外線発信装置、及び、近赤外線を受信する赤外線受信装置で構成される。監視装置２００Ａ等は、赤外線発信装置からの赤外線が何らかの侵入物によって遮断されたことを赤外線受信装置によって感知すると、通信部２１４によってそのことを示す信号を基地局１００へ送信するように構成されている。

図５は、監視装置２００Ａ等の間における赤外線の送受信の態様の一例を示す図である。監視装置２００Ａから２００Ｂに対して赤外線Ｌ１が送信され、監視装置２００Ｂから２００Ｃに対して赤外線Ｌ２が送信され、監視装置２００Ｅから２００Ｄに対して赤外線Ｌ３が送信され、監視装置２００Ｆから２００Ｅに対して赤外線Ｌ４が送信され、監視装置２００Ｈから２００Ｇに対して赤外線Ｌ５が送信され、監視装置２００Ｉから２００Ｈに対して赤外線Ｌ６が送信され、監視装置２００Ｄから２００Ａに対して赤外線Ｌ７が送信され、監視装置２００Ｂから２００Ｅに対して赤外線Ｌ８が送信され、監視装置２００Ｃから２００Ｆに対して赤外線Ｌ９が送信され、監視装置２００Ｇから２００Ｄに対して赤外線Ｌ１０が送信され、監視装置２００Ｅから２００Ｈに対して赤外線Ｌ１１が送信され、監視装置２００Ｆから２００Ｉに対して赤外線Ｌ１２が送信される。各赤外線Ｌ１等は、それぞれ、南北又は東西に並ぶ２本の赤外線で構成される。

図６は、小領域Ｆ１の周囲における赤外線の流れの詳細を示す概略概念図である。小領域Ｆ１近傍の四隅において、監視装置２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｄ，及び２００Ｅが配置されている。監視装置２００Ａから２００Ｂに対して送信される赤外線Ｌ１は、小領域Ｆ１から見て外側のＬ１Ｎと内側のＬ１Ｓの２本の赤外線で構成される。監視装置２００Ｂから２００Ｅに対して送信される赤外線Ｌ８、監視装置２００Ｅから２００Ｄに対して送信される赤外線Ｌ３、監視装置２００Ｄから２００Ａに対して送信される赤外線Ｌ７も２本の赤外線で構成される。

例えば、シカ３０１が、図１に示す位置から、監視装置２００Ａと監視装置２００Ｂの間を通過して小領域Ｆ１に侵入した場合には、まず、Ｌ１Ｎが遮断され、続いて、Ｌ１Ｓが遮断される。シカ３０１が小領域Ｆ１に滞在している場合には、その後、いずれの赤外線も遮断されない。Ｌ１Ｎが遮断され、続いて、Ｌ１Ｓが遮断されたことを示す信号を受信した基地局１００は、侵入物の位置が小領域Ｆ１であることを判断することができる。

図７に示すように、基地局１００は、ＣＰＵ１１０、記憶部１１２、通信部１１４、画像処理部１１６、監視装置制御部１１８、無人機制御部１２０、無人機充電部１２２及び電源部１２４を有する。基地局１００は、無人機１を管理する管理装置の一例であり、適宜、作動に関する指示を与えるようになっている。

基地局１００は、通信部１１４によって、監視装置２００Ａ等及び無人機１と通信可能になっている。基地局１００は、画像処理部１１６によって、無人機１等から受信した画像を処理することができるようになっている。基地局１００は、監視装置制御部１１８によって、監視装置２００Ａ等を制御するようになっている。基地局１００は、無人機制御部１２０によって、無人機１を制御し、無人機充電部１２２によって、無人機１の充電やバッテリー交換を実施できるようになっている。

記憶部１１２には、領域Ｆ内及び周辺の地形や構造物の位置を示す情報のほか、以下の各種プログラム及びデータべースが格納されている。また、記憶部１１２には、無人機１が有する各種プログラムやデータベースも格納されており、基地局１００において各種プログラムやデータベースを更新し、無人機１に書き換えさせることができるようになっている。

記憶部１１２には、領域Ｆに侵入物が侵入したこと、あるいは、領域Ｆから侵入物が離脱したことを判断する侵入判断プログラムが格納されている。ＣＰＵ１１０及び侵入判断プログラムは、侵入判断手段の一例である。記憶部１１２には、図８の侵入データベース及び図９の離脱データベースが格納されている。侵入データベースに格納されているデータは侵入判断基礎情報の一例であり、離脱データベースに格納されているデータは離脱判断基礎情報の一例である。基地局１００は、侵入判断プログラムによって、監視装置２００Ａ等からの信号と、侵入データベース及び離脱データベースを参照して、領域Ｆに侵入物が侵入したか否か、さらに、いずれの小領域Ｆ１等に侵入物が侵入したかを判断することができる。侵入データベースには、侵入物が各小領域Ｆ１等に侵入する場合に、赤外線がどのように遮断されるかを示す信号のパターンである遮断パターンが格納されている。離脱データベースには、侵入物が各小領域Ｆ１等から離脱する場合に、赤外線がどのように遮断されるかを示す信号のパターンである離脱パターンが格納されている。

侵入データベース及び離脱データべースには、小領域Ｆ１等ごとに、遮断パターンを示すデータが格納されている。侵入データベース及び離脱データべースに記載の「Ｎ」は北、「Ｓ」は南、「Ｗ」は西、「Ｅ」は東を意味する。それぞれ２本の赤外線からなる赤外線Ｌ１等について、「ＮＳ」は、まず、北側の赤外線が遮断され、次に、南側の赤外線が切断されたことを意味する。同様に、「ＳＮ」は、南側の赤外線が切断された後に北側の赤外線が切断されたことを意味し、「ＷＥ」は西側の赤外線が切断された後に東側の赤外線が切断されたことを意味し、「ＥＷ」は東側の赤外線が切断された後に西側の赤外線が切断されたことを意味する。

例えば、シカ３０１が赤外線Ｌ１を遮断して小領域Ｆ１に侵入した場合には、まず、北側のＬ１Ｎが遮断され、その信号が赤外線Ｌ１を受信している監視装置２００Ｂから基地局１００に送信される。次に、南側のＬ１Ｓが遮断され、その信号が監視装置２００Ｂから基地局１００に送信される。基地局１００は、監視装置２００Ｂから受信した信号をＬ１Ｎ（北）、Ｌ１Ｓ（南）として処理し、侵入データベースにおいてＬ１のＮＳを参照し、その侵入信号に対応する小領域が小領域Ｆ１であると判断する。そして、基地局１００は、離脱データベースに格納された小領域Ｆ１からの離脱を示す信号、すなわち、Ｌ１のＳＮ、Ｌ３のＮＳ、Ｌ７のＥＷ及びＬ８のＷＥのいずれも受信していない場合には、シカ３０１が小領域Ｆ１に位置すると判断する。基地局１００は、侵入物の概略位置が小領域Ｆ１であることを示す位置情報を無人機１に送信し、無人機１を発進させるようになっている。さらに、基地局１００は、継続的に侵入物の概略位置を判断し、無人機１の発進後において、無人機１に更新後の概略位置を示す位置情報を送信するようになっている。

図１０に示すように、無人機１は、ＣＰＵ１０、記憶部１２、無線通信部１４、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）部１６、慣性センサー部１８、画像処理部２０、駆動制御部２２、排除手段制御部２４、距離センサー部２６及び、電源部２８を有する。

無人機１は、無線通信部１４によって、基地局１００と通信可能になっている。無人機１は、無線通信部１４によって、基地局１００から、発進準備指示情報、侵入物の概略位置情報、侵入物の更新位置情報、発進指示情報などの各種情報を受信する。発進指示情報は、領域Ｆに侵入物が侵入したことを契機として基地局１００から無人機１に送信される。

無人機１は、ＧＰＳ部１６と慣性センサー部１８によって、無人機１自体の位置を測定することができる。ＧＰＳ部１６は、基本的に、３つ以上のＧＰＳ衛星からの電波を受信して無人機１の位置を計測する。慣性センサー部１８は、例えば、加速度センサー及びジャイロセンサーによって、出発点からの無人機１の移動を積算して、無人機１の位置を計測する。無人機１は、無人機１自体の位置を、自律飛行や害獣の位置の計測等のために使用する。

画像処理部２０によって、無人機１は無人機１に接続されたカメラ（図示せず）を作動させて外部の画像を取得することができる。カメラは、可視光カメラと近赤外線カメラで構成される。画像処理部２０は、無人機１に配置された光センサーによって感知した光の強度に基づいて、可視光カメラまたは近赤外線カメラを作動させるようになっている。光センサーは、例えば、フォトレジスタ（ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔｅｒ）で構成される。無人機１は、光の強度が昼間のレベルであれば、可視光カメラを作動させ、光の強度が昼間のレベル未満であれば、近赤外線カメラを作動させる。なお、本実施形態とは異なり、可視光カメラと近赤外線カメラの機能は、双方の機能を備え、双方の機能を切り替え可能なハイブリッドカメラによって実現してもよい。また、近赤外線カメラに替えて、あるいは、さらに追加して、遠赤外線カメラを備えるようにしてもよい。

駆動制御部２２によって、無人機１はそれぞれモータに接続されたプロペラ（図示せず）の回転を制御し、無人機２はキャタピラの作動を制御するようになっている。

排除手段制御部２４は、無人機１に配置された音声発生装置（図示せず）、照明装置（図示せず）、匂い発生装置（図示せず）、及び駆動制御部２２を制御して、害獣を領域Ｆから排除するための動作を実施する。

距離センサー部２６は、無人機１と他の物体との距離を計測する。距離センサー部２６は、例えば、レーザー距離計（レーザーレンジ）を含んで構成される。距離センサー部２６は、無人機１と他の物体との距離を継続的に計測している。

電源部２４は、例えば、交換可能な可充電電池であり、無人機１の各部に電力を供給するようになっている。

記憶部１２には、出発点から目的位置まで自律移動するための移動計画を示すデータ等の自律移動に必要な各種データ及びプログラム、移動予定領域の地形や構造物の位置を示す情報のほか、以下の各プログラムが格納されている。移動予定領域は、基地局１００と領域Ｆの間との領域、及び、領域Ｆである。

記憶部１２には、自律移動プログラム、位置情報生成プログラム、移動範囲規制プログラム、衝突回避プログラム、情報受信プログラム、画像取得プログラム、物体認識プログラム、及び、排除プログラムが格納されている。物体認識プログラムは、画像中の物体のカテゴリーを認識する一般物体認識プログラムであり、例えば、画像中の物体が、人なのか、シカなのか、イノシシなのかを判断するためのプログラムである。

ＣＰＵ１０及び自律移動プログラムは、自律移動手段の一例である。無人機１は、例えば、基地局１００から、領域Ｆに侵入した侵入物の概略位置が小領域Ｆ１であることを示す位置情報を受信すると、記憶部に格納された移動予定領域の地形や構造物の位置を参照し、小領域Ｆ１の中心座標への最短経路を算出して、自律移動するようになっている。

ＣＰＵ１０及び位置情報生成プログラムは、位置情報生成手段の一例である。位置情報は、無人機１自体の位置を示す情報及び侵入物の位置を示す情報である。無人機１は、ＧＰＳ部１６と慣性センサー部１８によって無人機１の絶対位置や姿勢を示す情報を継続的に生成し、保持している。また、カメラによって同一の物体について複数の画像を取得しており、例えば、小領域Ｆ１に侵入したシカ３０１について、無人機１との相対位置や、監視装置２００Ａ等（それらの位置は既知である）との相対位置を算出することができる。そして、無人機１自体の絶対位置はＧＰＳ部１６と慣性センサー部１８によって計測できるから、無人機１は、無人機１自体の絶対位置や監視装置２００Ａ等の位置を参照して、シカ３０１の絶対位置を算出することができる。なお、位置計測についての詳細な説明は、省略する。

ＣＰＵ１０及び移動範囲規制プログラムは、移動範囲規制手段の一例である。無人機１は、記憶部１２に記憶している領域Ｆの座標情報と、ＧＰＳ部１６と慣性センサー部１８によって生成した無人機１自体の位置を示す位置情報を参照して、無人機１の位置が移動予定領域内であるか否かを判断する。そして、無人機１は、無人機１の位置が移動予定領域外であれば、無人機１を移動予定領域内に戻すようになっている。

ＣＰＵ１０及び衝突回避プログラムは、衝突回避手段の一例である。無人機１は、距離センサー部２６によって計測した無人機１と他の物体（「物体Ａ」という。）との距離が、所定の距離以内になった場合には、駆動制御部２２によって、無人機１と物体Ａとの距離を所定距離よりも大きくするようになっている。これにより、無人機１が物体Ａと衝突することを回避することができる。所定の距離は、例えば、２ｍ（メートル）である。

ＣＰＵ１０及び情報受信プログラムは、受信手段の一例である。無人機１は、例えば、基地局１００から、発進準備指示情報、侵入物の概略位置情報、侵入物の更新位置情報、発進指示情報などの各種情報を受信する。

ＣＰＵ１０及び画像取得プログラムは、画像取得手段の一例である。無人機１は、基地局１００から発進した後、侵入物の概略位置に到達した時点で、画像取得を開始するようになっている。無人機１は、例えば、侵入物が小領域Ｆ１に位置する場合には、小領域Ｆ１の外部と内部の境界部の上空に達した時点で、概略位置に到達したと判断する。
なお、本実施形態とは異なり、無人機１は、発進後、継続的に画像を取得するように構成されていてもよい。

ＣＰＵ１０及び物体認識プログラムは、物体認識手段の一例である。無人機１は、物体認識プログラムによって、深層学習（ディープラーニング）によって生成された特徴データを参照する。特徴データは記憶部１２に格納されている。深層学習とは、多層構造のニューラルネットワークの機械学習であり、画像認識の分野が有力な活用分野の一つである。

無人機１は、物体認識プログラムによって、図１１に示す害獣の特徴データを参照する。特徴データは記憶部１２に格納されている。特徴データは、例えば、シカの雄と雌、イノシシ、サル等の害獣の外観について、輪郭や個々の構成の方向といった多数の特徴を示すデータである。特徴データには、可視光のもとにおける特徴データと近赤外線のもとにおける特徴データが含まれている。無人機１は、画像処理部２０が可視光カメラを作動させているときには可視光特徴データを参照し、画像処理部２０が近赤外線カメラを作動させているときには近赤外線特徴データを参照するようになっている。なお、本実施形態とは異なり、無人機１が遠赤外線カメラを有する場合には、特徴データには、遠赤外線のもとでの特徴データを含むように構成する。

無人機１は、カテゴリーごとの多数の特徴情報に基づいて、カメラによって取得した画像に含まれる物体の特徴を識別して、物体のカテゴリーを認識できるようになっている。ここで、カテゴリーとは、シカの雄と雌、イノシシ、サル等の動物の種類を意味する。

具体的には、無人機１は、カメラで取得した画像について、例えば、輪郭や個々の構成の方向といった特徴を多数抽出し、ディープラーニングで取得した各カテゴリーの特徴データと対比して、相関性（相関度）を判断する。相関度が高いほど、取得した画像中の物体が特定のカテゴリーに属する可能性が高い。例えば、相関度が０の場合には、特定のカテゴリーに属する可能性（以下、「カテゴリー共通確率」と呼ぶ。）は０％として、相関度が最大値を示すときに、カテゴリー共通確率が１００％であると定義する。無人機１は、カテゴリー共通確率が所定の基準値である、例えば、９５％以上であるときに、取得した画像中の物体のカテゴリーが、特定のカテゴリーに属すると判断する。

ＣＰＵ１０及び排除プログラムは、排除手段の一例である。無人機１は、排除プログラムによって、図１２に示す排除方法データベースを参照する。排除方法データベースは記憶部１２に格納されている。排除方法データベースには、複数の排除方法を示すデータが格納されている。例えば、音のデータとして、シカの警戒音（Ｓ１）、銃声（Ｓ２）、ゾウの鳴き声（Ｓ３）、オオカミの鳴き声（Ｓ４）等の音声データが、それぞれ、識別番号に紐づけされて格納されている。同様に、光、におい、飛行高さ、飛行速度、飛行経路についても、それぞれ、複数種類のものが格納されている。飛行高さ、飛行速度、飛行経路についての複数種類のものは、移動態様の一例である。

無人機１は、排除プログラムによって、図１３に示す組合せデータベースを参照する。組合せデータベースは記憶部１２に格納されている。組合せデータベースに格納されている組合せデータは、図１２の排除方法を組み合わせたデータである。組合せデータは、例えば、シカの警戒音（Ｓ１）、飛行高さ１ｍ（Ｈ１）、飛行速度１０ｋｍ／ｈ（Ｖ１）及びジグザグの飛行経路（Ｒ１）の組合せというように、図１２の排除方法データを様々に組み合わせたデータである。組合せデータは、排除方法の有効性を示す評価値を含む。評価値は、害獣の種類ごと、かつ、昼間と夜間を区別して規定されている。例えば、Ｓ１、Ｈ１、Ｖ１及びＲ１の組合せＢ１は、昼間の評価値は、シカ（雄）及びシカ（雌）については「８」であるが、イノシシについては「５」である。また、組合せＢ１の夜間評価値は、シカ（雄）及びシカ（雌）について、昼間評価値よりも低く、「６」である。無人機１は、可視光カメラを作動させている昼間であれば、害獣の種類によって、昼間評価値の高い排除方法の組合せを優先的に採用する。また、無人機１は、近赤外線カメラを作動させている夜間であれば、害獣の種類によって、夜間評価値の高い排除方法の組み合わせを優先的に採用するようになっている。無人機１は、排除プログラムによって選択した排除方法を実施する。なお、本実施形態とは異なり、第二の実施形態のように、所定の方法で排除方法組合せの評価値を更新するようにしてもよい。また、第三の実施形態のように、有効な排除方法組合せを所定の基準によって、切り替えるようにしてもよい。あるいは、無人機１を単体で出動させるほか、複数の無人機１で編隊を組んで出動させるパターンや、無人機１と無人機２を併用するパターンも排除方法の一つとしてもよい。

上述のように、無人機１は、物体認識プログラムによって、侵入物が害獣であると判断すると、位置情報生成プログラムによって生成した位置情報に基づいて、害獣の追跡を開始するとともに、排除プログラムによって排除方法を選択し、害獣の排除を実施するように構成されている。すなわち、無人機１は、基地局１００から受信した概略位置情報に示される概略位置に向かって発進し、更新後の概略位置情報を受信すると、必要に応じて飛行経路を変更し、侵入物に向かって飛行し、侵入物の近傍において、侵入物が害獣であると判断すると、無人機１自身が生成した精度の高い位置情報に基づいて、ピンポイントで、害獣の種類に応じた有効な害獣排除を実施することができる。

なお、無人機１が有する特徴データベース（図１１）、排除方法データベース（図１２）、組合せデータベース（図１３）は、基地局１００も有している。基地局１００は、必要に応じてこれらのデータベース中のデータを更新し、あるいは、変更し、無人機１のデータベースを書き換えることができるようになっている。

以下、監視装置２００Ａ等、基地局１００及び無人機１の動作を図１４等を参照して説明する。

監視装置２００Ａ等は、近赤外線を送受信しており、近赤外線が遮断される都度、基地局１００に信号を送信する。基地局１００は、監視装置２００Ａ等から信号を受信したか否かを判断し（図１４のステップＳＴ１）、信号を受信した場合には、無人機１に発進準備を指示する（ステップＳＴ２）。続いて、基地局１００は、侵入物の位置特定を行い（ステップＳＴ３）、無人機１に侵入物の位置情報を送信するとともに、無人機１に発進指示を送信する（ステップＳＴ４）。無人機１は、発進指示を受信するに先立って、発進準備を受信しているから、発進指示を受信すると、迅速に発進することができる。続いて、基地局１００は、監視装置２００Ａ等からの信号に基づいて、侵入物の位置情報を更新し（ステップＳＴ５）、無人機１に更新位置情報を送信する（ステップＳＴ６）。これにより、無人機１は、移動経路を修正することができる。無人機１が基地局１００に帰還すると判断すれば（ステップＳＴ７）、処理を終了する。

侵入物の位置特定（ステップＳＴ３）において、図１５に示すように、基地局１００は、まず、侵入データベースを参照し（ステップＳＴ３１）、監視装置２００Ａ等からの信号に対応する小領域を特定する。続いて、基地局１００は、離脱データベースを参照し、監視装置２００Ａ等からの信号に対応する小領域を特定する。そして、基地局１００は、侵入を示す信号があり、かつ、離脱を示す信号がない小領域が侵入物の概略位置であると判断する（ステップＳＴ３２）。この処理は、ステップＳＴ５の位置情報の更新においても同様である。

次に、図１６等を参照して、無人機１の動作を説明する。無人機１は、基地局１００から侵入物の位置情報と発進指示を受信すると（ステップＳＴ１０１）、位置情報に示される概略位置に向かって発進する（ステップＳＴ１０２）。概略位置が小領域Ｆ１であれば、無人機１は、小領域Ｆ１の中心座標に向かって発進する。無人機１は、発進後に、基地局１００から侵入物の更新位置情報を受信し（ステップＳＴ１０３）、必要に応じて、目標地点や経路を修正する。

無人機１は、侵入物近傍に到達したと判断すると（ステップＳＴ１０４）、
周囲の明るさ（光の強度）を示す照度情報を取得し（ステップＳＴ１０５）、照度によって、可視光カメラまたは近赤外線カメラを作動させる（ステップＳＴ１０６）。侵入物近傍とは、例えば、小領域Ｆ１の内部と外部の境界の上空である。

無人機１は、侵入物の概略位置である小領域Ｆ１内を撮影して取得した画像を解析し（図１７のステップＳＴ１０７）、排除対象の害獣であるか否か、及び、害獣の種類を判断する（ステップＳＴ１０８）。無人機１は、取得した画像中の物体が排除対象であると判断すると、追跡を開始し、排除対象の種類に応じた排除方法を選択し、排除を実施する（ステップＳＴ１０９）。ステップＳＴ１０９においては、例えば、画像中の物体がシカ３０１（雄）であり、可視光カメラを作動させている場合には、シカ（雄）について、昼間評価値の高い排除手段組合せＢ１（図１３参照）を実施する。

無人機１は、バッテリー残量が基準以上かを判断し（ステップＳＴ１１０）、基準未満であれば、基地局１００へ帰還情報を送信し（ステップＳＴ１１１）、基地局１００へ帰還する（ステップＳＴ１１５）。「基準以上」とは、例えば、現在位置から基地局１００まで帰還するためのバッテリー残量よりも５％多い残量である。無人機１は、基地局１００において、バッテリーの充電、あるいは、バッテリーの交換によって、バッテリー残量を基準以上に回復させた後、再度、発進する。一方、バッテリー残量が基準以上であれば、所定時間が経過したかを判断し（ステップＳＴ１１２）、所定時間が経過した場合には、害獣の追跡を停止し、排除手段を停止する（ステップＳＴ１１３）。所定時間は、例えば、５分である。そして、無人機１は、基地局へ帰還情報を送信し（ステップＳＴ１１４）、基地局へ帰還する（ステップＳＴ１１５）。本実施形態において、排除手段作動の所定時間は５分間としたが、害獣駆除の実際の有効性を踏まえて、所定時間を短くしたり、長くするという調整をしてもよい。また、本実施形態においては、監視装置２００Ａ等が送受信する赤外線によって侵入物の概略位置を特定しているが、侵入物の概略位置の特定方法はこれに限らない。例えば、監視装置２００Ａ等に音を感知する手段として、マイクロフォンを配置して、侵入物が発生する音を直接的あるいは間接的に聴取して、侵入物の概略位置を特定するように構成してもよい。

＜第二の実施形態＞
次に、図１８等を参照して、第二の実施形態について説明する。なお、第一の実施形態と共通する構成については説明を省略し、第一の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

図１８に示すように、第二の実施形態の監視装置２００Ａ等は、物体からの遠赤外線を感知してサーモグラフィーを生成する遠赤外線カメラ（図性せず）を備えている。遠赤外線カメラによるサーチ範囲を符号ＨＳで示している。サーモグラフィーとは、物体から放射される赤外線の熱分布を図として表した画像である。監視装置２００Ａ等のサーチ範囲は、領域Ｆの外周部全体を含み、各小領域Ｆ１等の外周部を含む。具体的には、小領域Ｆ１については、図１８に示すように、領域Ｆ１の外周がサーチ範囲ＨＳに含まれるようになっている。監視装置２００Ａ等は、継続的にサーモグラフィーの画像情報を基地局１００へ送信している。他の小領域Ｆ２等についても、小領域１と同様である。

例えば、シカ３０１が監視装置２００Ａと監視装置２００Ｂとの間から小領域Ｆ１に侵入する場合には、監視装置２００Ａと監視装置２００Ｂが生成するサーモグラフィーにおいて、徐々に高温の部分が増えてくることから、サーモグラフィーの情報を受信した基地局１００は、シカ３０１が小領域Ｆ１に接近することがわかる。そして、シカ３０１が監視装置２００Ｂと監視装置２００Ｅとの間から小領域Ｆ１を離脱する場合には、監視装置２００Ｂと監視装置２００Ｅが取得するサーモグラフィーにおいて、徐々に低温の部分が増えてくることから、基地局１００は、シカ３０１が小領域Ｆ１を離脱し、小領域Ｆ１の東に位置する小領域Ｆ２に侵入しようとしていることを判断することができる。

第二の実施形態において、基地局１００は記憶部１１２（図７参照）に、図１９の評価
プログラムを格納している。ＣＰＵ１１０と評価プログラムは、実績に基づいて排除方法の有効性を評価するための評価手段の一例である。評価プログラムは、例えば、式１に示すように、特定の排除方法によって、害獣を排除するために要した排除時間（ｔ）、出動頻度（ｆ）及び被害実態（ｄ）に基づいて、評価値（Ｘ）を算出する。評価値（Ｘ）は、図１３の昼間評価値や夜間評価値である。

排除時間（ｔ）は、無人機１が排除手段を始動してから、害獣が領域Ｆ外に移動するまでの時間である。排除時間（ｔ）が短いほど、実施した排除方法が奏功していることを示す。なお、本実施形態とは異なり、排除時間（ｔ）として、便宜的に他の時間を使用してもよく、例えば、基地局１００が無人機１を発進させてから、無人機１から帰還情報を受信するまでの時間を使用してもよい。

出動頻度（ｆ）は、所定時間内に無人機１が出動した回数である。所定時間は、例えば、２４時間である。出動頻度（ｆ）が少ないほど、実施した排除方法が奏功していることを示す。

被害実態（ｄ）は、実際の被害面積である。被害実態（ｄ）は、無人機１で領域Ｆを撮影して、その画像に基づいて判断する。農作物が被害を受けたか否かの判断は、例えば、ディープラーニングの手法で機械学習して得た、農作物の種類ごとの被害の特徴データと実際の画像を対比して、基地局１００が判断する。被害面積（ｔ）が小さいほど、実施した排除方法が奏功していることを示す。なお、本実施形態とは異なり、被害実態（ｄ）は、人工衛星から領域Ｆの衛星写真を定期的に送信させ、受信した衛星写真に基づいて、基地局１００が判断するように構成してもよい。あるいは、無人機１によって撮影した画像と衛星写真を併用してもよい。

評価値（Ｘ）は、排除時間（ｔ）、出動頻度（ｆ）及び被害実態（ｄ）を掛け合わせた数値の逆数とする。特定の排除方法が奏功しているほど、排除時間（ｔ）、出動頻度（ｆ）及び被害実態（ｄ）を掛け合わせた数値は小さくなるから、その逆数である評価値（Ｘ）は大きくなる。なお、簡易な処理とするために、本実施形態とは異なり、排除時間（ｔ）及び出動頻度（ｆ）のいずれか一方または双方を省略してもよい。

基地局１００は記憶部１１２（図７参照）に、図２０の評価値更新プログラムを格納している。ＣＰＵ１１０と評価値更新プログムは、排除方法の評価値を変更するための評価値更新手段の一例である。評価値は、排除方法の優先順位でもあるから、ＣＰＵ１１０と評価値更新プログムは、優先順位更新手段の一例でもある。

無人機１は、評価値更新プログラムによって、評価プログラムで算出した評価値（Ｘ）に基づいて、現在の評価値を更新するためのプログラムである。基地局１００は、基地局１００が有する組合せデータベース（図１３）を参照し、まず、算出した評価値（Ｘ）が現在の評価値と等しいかを判断し（ステップＳＴ６１）、評価値（Ｘ）が現在の評価値と等しければ、現在の評価値を維持する（ステップＳＴ６２）。これに対して、評価値（Ｘ）が現在の評価値と異なれば、基地局１００が有する組合せデータベースにおいて、現在の評価値を算出した評価値（Ｘ）に書き換える（ステップＳＴ６３）。続いて、基地局１００は、変更後の評価値と識別番号を紐づけして無人機１に送信する。そして、無人機１は、無人機１の組合せデータベースを書き換える。これにより、排除方法の評価値を継続的に更新し、有効な排除方法を優先的に採用することができる。現時点では有効な排除方法も、害獣の慣れによって、効果が小さくなる場合がある。このような場合に、現時点で有効な排除方法の評価値を下げることにより、より有効な他の排除方法を優先的に実施することができる。なお、本実施形態とは異なり、基地局１００は、排除方法の組合せ自体をランダムに変更したうえで、評価値を推定し、推定した評価値に基づいて、無人機１に排除を実施させるようにしてもよい。

以下、監視装置２００Ａ等、基地局１００及び無人機１の動作について、図２１等を参照して説明する。

監視装置２００Ａ等は、遠赤外線カメラを作動させており、継続的にサーモグラフィーの画像情報を基地局１００に送信している。基地局１００は、サーモグラフィーに変動があるか否かを判断し（ステップＳＴ１ａ）、変動がある場合には、無人機１に発進準備を指示する（ステップＳＴ２）。ステップＳＴ３〜ステップＳＴ５は、第一の実施形態と同様であるから、説明を省略する。ただし、侵入物の位置特定は、サーモグラフィーに示される温度変化を参照して行う。基地局１００は、サーモグラフィーの変動を分析して、侵入物が領域Ｆ外に移動したか否かを判断し（ステップＳＴ８）、侵入物が領域Ｆ外に移動した場合には、無人機１に帰還指示を送信する（ステップＳＴ９）。侵入物が領域Ｆ外に移動していない場合には、無人機１に侵入物の更新位置情報を送信する（ステップＳＴ１０）。

無人機１の動作は、ステップＳＴ１０１〜ステップＳＴ１１０までは、第一の実施形態（図１６及び図１７参照）と同様である。無人機１は、所定時間の経過で基地局１００に帰還するのではなく、基地局１００から帰還指示を受信したか否かを判断し（図２２のステップＳＴ１１２ａ）、帰還指示を受信した場合には、追跡及び排除手段を停止し（ステップＳＴ１１３）、基地局１００へ帰還情報を送信し（ステップＳＴ１１４）、基地局１００へ帰還する(ステップＳＴ１１５)。

上記のステップＳＴ１１２ａにおいては、侵入物が領域Ｆ外に移動したことを基地局１００が判断して、基地局１００が無人機１に帰還指示を送信したことを契機にして追跡及び排除手段を停止する。本実施形態とは異なり、無人機１が、侵入物が領域Ｆ外に移動したことを判断し、それを契機にして追跡及び排除手段を停止するように構成してもよい。

＜第三の実施形態＞
第三の実施形態においては、第一の実施形態とは異なり、無人機１が、排除方法切り替えプログラムを有している。ＣＰＵ１０と排除方法切り替えプログラムは、排除方法切り替え手段の一例である。また、無人機１は、侵入物を害獣であると認識した後は、侵入物が領域Ｆ外に出たか否かを判断する判断プログラムを有している。無人機１は、無人機１自体が計測した侵入物の位置と、領域Ｆの地理情報を参照して、侵入物が領域Ｆ外に出たか否かを判断するようになっている。

無人機１は、排除手段切り替えプログラムによって、図１３の排除方法組合せのうち、例えば、評価値の高い上位３位以内の排除方法組合せについて、所定基準で切り替えるようになっている。所定基準は、例えば、継続して２回だけ同一の排除方法組合せを採用するというものである。例えば、シカ（雄）ついて、昼間において、排除方法組合せＢ１を２回の出動で使用した後には、排除方法Ｂ４を２回の出動で使用する。あるいは、所定基準として、例えば、評価値の上位３位以内の排除方法組合せをランダムに選択して実施するようにしてもよい。これにより、害獣が特定の排除方法に慣れるという問題に対応することができる。

以下、図２３を参照して、無人機１の動作を説明する。ステップＳＴ１０１〜ＳＴ１０９（図１６、図１７）は、第一の実施形態と同様である。無人機１は、排除方法の切り替え基準を満たすか否かを判断する（ステップＳＴ１０９ａ）。無人機１は、排除方法の切り替え基準を満たすと判断した場合には排除方法を切り替える（ステップＳＴ１０９ｂ）。これに対して、無人機１は、排除方法の切り替え基準を満たさないと判断した場合には排除方法を維持する（ステップＳＴ１０９ｃ）。続いて、無人機１は、バッテリー残量が基準以上であると判断すると（ステップＳＴ１１０）、侵入物が領域Ｆ外か否かを判断する（ステップＳＴ１１２ｂ）。ステップＳＴ１１２ｂにおいては、無人機１は、領域Ｆの地理的範囲を含む地理情報（記憶部１２に格納）と、無人機１自体が生成した侵入物の位置情報を参照して、侵入物が領域Ｆ内か否かを判断する。無人機１は、侵入物が領域Ｆ外であると判断すると、追跡を停止し、排除手段を停止する（ステップＳＴ１１３）。ステップＳＴ１１４以降は、第一の実施形態と同様である。

なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。例えば、本実施形態において基地局１００が実施する処理の一部を無人機１（２）が実施したり、無人機１（２）が実施する処理の一部を基地局１００が実施することにしてもよい。また、上述の実施形態１、２及び３の構成を、適宜、組み合わせてもよい。

１，２ 無人機
１００ 基地局
２００Ａ〜２００Ｉ 監視装置
３０１ シカ

Claims (12)

1. 侵入禁止領域に侵入物が侵入したことを契機とする発進指示情報及び前記侵入物の概略位置情報を受信する受信手段と、
   前記侵入物の概略位置に向かって自律移動するための自律移動手段と、
   前記侵入物を前記侵入禁止領域から排除するための排除手段と、
   を有する害獣駆除装置。
2. 前記排除手段が実施する排除方法は、音の発生、光の照射、匂いの発生、前記害獣駆除装置の移動態様、または、それらの組合せを含む、
   請求項１に記載の害獣駆除装置。
3. 前記排除方法は、昼間用の排除方法と夜間用の前記排除方法に区別して規定され、
   前記排除手段は、昼間と夜間とで、前記排除方法を使い分けるように構成されている請求項２に記載の害獣駆除装置。
4. 前記排除方法は、前記害獣の種類ごとに規定される請求項２または請求項３のいずれかに記載の害獣駆除装置。
5. 前記排除手段は、一の前記排除方法と他の前記排除方法とを、所定の基準に基づいて切り替える請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の害獣駆除装置。
6. 前記排除方法の有効性に基づいて変更された前記排除方法の優先順位に基づいて、前記排除手段による前記害獣の排除を実施する請求項２乃至請求項５のいずれかに記載の害獣駆除装置。
7. 周囲の光の強度に応じて、可視光における画像または赤外線における画像を取得する画像取得手段と、
   前記画像に含まれる物体が、前記害獣であるか否かを判断し、さらに、前記害獣の種類を判断する物体認識手段と、
   を有し、
   前記害獣を追跡しつつ、前記害獣の近傍において、前記害獣の種類に応じて前記排除手段を作動させる、
   請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の害獣駆除装置。
8. 前記害獣駆除装置は、前記排除手段を所定時間作動させたこと、または、前記害獣が前記侵入禁止領域から排除されたことを条件に、前記排除手段を停止する請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の害獣駆除装置。
9. 前記物体認識手段は、深層学習（ディープラーニング）によって生成されたデータを参照する請求項７または請求項８のいずれかに記載の害獣駆除装置。
10. 前記害獣駆除装置は、害獣駆除が完了する前に、バッテリー残量が所定基準以下になった場合には、前記基地局へ帰還してバッテリー残量を回復後に再度発進する請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の害獣駆除装置。
11. 害獣駆除装置が実施する害獣駆除方法であって、
    侵入禁止領域に侵入物が侵入したことを契機とする発進指示情報及び前記侵入物の概略位置情報を受信する情報受信ステップと、
    前記侵入物の概略位置に向かって自律移動する自律移動ステップと、
    前記侵入物を前記侵入禁止領域から排除する排除ステップと、
    を含む害獣駆除方法。
12. 害獣駆除装置を制御するコンピュータを、
    侵入禁止領域に侵入物が侵入したことを契機とする発進指示情報及び前記侵入物の概略位置情報を受信する受信手段、
    前記侵入物の概略位置に向かって自律移動するための自律移動手段、及び、
    前記侵入物を前記侵入禁止領域から排除するための排除手段、
    として機能させるためのプログラム。