JP2018111429A - ドローンを使用した農薬散布方法 - Google Patents
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Abstract
Description
しかし、前記公知技術は、散布領域全体に均等に散布することを主眼としており、散布領域内の稲の生育状況に応じた散布量の制御は行われていなかった。
また、本発明のドローンを使用した農薬散布方法は、農地空撮用ドローンを使用して撮影した近赤外線画像より散布区画幅の行列を作成し、更にドローンの飛行高度から決定される散布幅により散布区画幅毎に平均化して画像を得、この画像を基にNDVIにより画像の散布計画画面を得、最も効果的な追肥時期を予測した上で、散布量の計算を行い必要な散布区画幅毎の散布量、散布パターンA〜G、散布速度を決定し、農薬散布用ドローンで散布区画幅毎のパターンA〜Gのいずれか一つのパターンで散布を実施し、散布領域全体のタンパク質含有量の平準化を行うため、おいしい米作り(タンパク均質化)ブランド化や肥料、農薬の節約を図ることができる。
図1の(a)正面図、(b)平面図に示すように、農地空撮用及び農薬散布用ドローン6は、自動航行を制御する制御部(図示省略)を備えた機枠本体1と、該機枠本体1から水平放射状に伸びた複数本のロータアーム2と、該ロータアーム2の先端に固定された電動モータ3と、該電動モータ3に接続されたプロペラ4と、前記機枠本体1から左右側下方に伸びた複数個の脚5と、前記機枠本体1の下面に薬剤タンクやカメラなどの積載物7を着脱自在に保持する保持機構8を備える。
なお、前記保持機構8の具体的な構造は、前記特許文献1(実用新案登録第3204505号公報)に詳細に述べられている。
また、ドローンの機体外部機器として、GPS補正システム地上局、機体位置表示&命令指示用ソフトウエアを備えたタブレット型の送信機、テレメトリーを介して機体位置表示&命令指示用ソフトウエアを制御するPCを備えている。
自動航行プログラムにより空撮用ドローンで広範囲の圃場の特殊撮影、すなわち近赤外線カメラ、マルチスペクトルカメラ又はハイパースペクトルカメラでの撮影を行い、近赤外線空撮を行う。
得られた近赤外線空撮画像に標高データを用いて空中写真の歪をなくし、真上から見たような傾きのない画像に変換し、近赤外線画像を作成する。
得られた近赤外線画像からNDVI(正規化植生指数)を使用してタンパク質含有量を推定する。
NDVI(正規化植生指数)を分析した画像データを基にタンパク質含有率を散布区画幅で行列を作成する。
この結果をもとに散布区画ごとに必要な散布量、散布速度、ドローンの散布高度により決定される散布パターンを決定する。
この土地の窒素の年間施肥量は10a当たり5kgである。ただし、多くの圃場では田植え時期の施肥量は年間施肥量の70%程度であるので、田植え時施肥量は当初施肥量欄の記載の通り10a当たり3.5kgである。ドローンの空撮によるNDVIの結果、ある散布区画のレベルが「Level2」と判定された場合は、表より追肥量が10a当たり1.05kgであることがわかる。これを1a(10m×10m)当たりの追肥量で再計算すると0.105kgとなるので散布区画が5m×5mの場合、面積は1/4であるので、0.105kg÷4=0.02625となり、約26gの追肥量であることが判明する。このデータ及び計算式をプログラム化して追肥計画を作成し、追肥散布ドローンに指示することで追肥量及び散布速度が決定される。さらに、ドローンの飛行高度及び散布幅により散布幅4mのドローンの場合には、5m×5m幅に均等に散布しなければならない。
また、この追肥に使用する薬剤が液剤の場合と粒剤の場合では散布パターンが異なるので以下のような基準で散布パターンを決定する。
a)液剤の場合(表1;ドローンの散布幅4m、散布区画5mの場合)の例(パターンの設定及び散布速度は変更可能)
散布効果を確認するために再度空撮用ドローンで特殊撮影、すなわち近赤外線カメラ、マルチスペクトルカメラ又はハイパースペクトルカメラでの撮影を行い、近赤外線画像を得、稲の食味予測と収量予測を得る。
2 ロータアーム
3 電動モータ
4 プロペラ
5 脚
6 農地空撮用及び農薬散布用ドローン
7 積載物
8 保持機構
Claims (8)
- 農地空撮用ドローンを使用して撮影した近赤外線画像より散布区画幅の行列を作成し、更に散布区画幅毎に平均化して画像を得、この画像を基にNDVIにより画像の散布計画画面を得、最も効果的な追肥時期を予測した上で、ドローンの飛行高度から決定される散布幅により散布区画幅ごとに施肥基準表に基づき必要な散布パターン、散布量及び散布速度を求め、農薬散布用ドローンで散布区画幅毎のパターンA〜Gのいずれか一つのパターンで散布を実施し、タンパク質含有量の平準化を行うことを特徴とするドローンを使用した農薬散布方法。
- 前記パターンAは、ドローンが一定の高さで散布しながら散布区画幅を手前端右から左へ移動し、次に手前から奥へ直線的に移動し散布区画幅奥端に至り、左から右へ移動し、再び奥端から直線的に手前端の始動位置へ戻る、ボックス状の自動航行を行うことを特徴とする請求項1記載のドローンを使用した農薬散布方法。
- 前記パターンBは、ドローンが一定の高さで散布しながら散布区画幅を手前端左から右へ移動し、次に手前から奥へドローンの幅だけ移動し、再び右から左へ移動し、再び手前から奥へドローンの幅だけ移動し、この動作を順次繰り返して散布区画幅奥端に至る、屈曲繰返し状の自動航行を行うことを特徴とする請求項1記載のドローンを使用した農薬散布方法。
- 前記パターンCは、ドローンが一定の高さで散布しながら散布区画幅を手前端左から上斜め右へドローンの幅だけ移動し、次に右から上斜め左へドローンの幅だけ移動し、これを繰り返して散布区画幅奥へ至り、次に右から下斜め左へドローンの幅だけ移動し、再び左から下斜め右へドローンの幅だけ移動し、この動作を順次繰り返して散布区画幅手前端に至る、ジグザク繰返し状の自動航行を行うことを特徴とする請求項1記載のドローンを使用した農薬散布方法。
- 前記パターンDは、ドローンが一定の高さで180度又は360度回転しながら自動で散布を行うことを特徴とする請求項1記載のドローンを使用した農薬散布方法。
- 前記パターンEは、ドローンが一定の高さで進行方向に向かって真っすぐ自動で散布を行うことを特徴とする請求項1記載のドローンを使用した農薬散布方法。
- 前記パターンFは、主に粒剤散布に関する散布パターンで、ドローンが一定の高さで左に約30度まで機種を向けながら秒速1〜2mで前進し、次に機種を右に約60度まで右に向けながら秒速1〜2mで前進し、さらに機種を左に60度まで向けながら前進する、この動作を繰り返して散布区画幅端まで前進しながら散布する自動航行を行うことを特徴とする請求項1記載のドローンを使用した農薬散布方法。
- 前記パターンGは、主に粒剤散布に関する散布パターンで、ドローンが一定の高さで散布区画幅端までまっすぐ前進しながら散布することを特徴とする請求項1記載のドローンを使用した農薬散布方法。
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