JP2020028272A - Determination system, determination device, determination method, and computer program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、農産物の成長状態を推定するための技術に関する。 The present invention relates to a technique for estimating a growth state of an agricultural product.
トマトをはじめとする果菜類は成長課程が複雑である。そのため、その成長状態を正確に予測することが難しい。このような問題は、果菜類に限った問題ではなく、農産物全般に共通する問題である。 Fruit and vegetables such as tomatoes have a complicated growth process. Therefore, it is difficult to accurately predict the growth state. Such problems are not limited to fruits and vegetables, but are common to all agricultural products.
このような問題を解決するための技術として、特許文献1〜3に示す技術が提案されている。特許文献1では、農作物の品質や終了のばらつきを抑制するシステムが提案されている。特許文献2では、衛星画像等を用いることによって、終了を高精度に推定する技術が提案されている。特許文献3では、生産者から納入された農産物の量に基づいて、出荷基準を満たす農産物の量を予測する技術が提案されている。 Techniques disclosed in Patent Documents 1 to 3 have been proposed as techniques for solving such a problem. Patent Literature 1 proposes a system that suppresses variations in the quality and termination of agricultural products. Patent Document 2 proposes a technique for estimating the end with high accuracy by using a satellite image or the like. Patent Literature 3 proposes a technique for predicting the amount of agricultural products satisfying a shipping standard based on the amount of agricultural products delivered from a producer.
しかしながら、収穫時期の直前における天候の変化などの要因に起因して適切な収穫時期は前後してしまうことが多い。そのため、農産物の適切な収穫日を予測することは難しかった。
上記事情に鑑み、本発明は、農産物のより適切な収穫タイミングを予測することが可能となる技術の提供を目的としている。
However, an appropriate harvest time is often delayed due to factors such as a change in weather just before the harvest time. For this reason, it was difficult to predict an appropriate harvest date for agricultural products.
In view of the circumstances described above, an object of the present invention is to provide a technology that enables prediction of more appropriate harvest timing of agricultural products.
本発明の一態様は、特定の農産物が栽培されている栽培所に設置され、前記栽培所における環境を示す環境情報を取得する環境情報センサーと、前記栽培所に設置され、前記農産物の画像を撮像する撮像装置と、前記環境情報と、前記農産物の画像から得られる情報である画像情報のうち前記農産物の成長時期に応じた画像情報と、に基づいて、前記農産物の適切な収穫までの所定の環境値の積算値である残積算値を判定する判定装置と、を備える判定システムである。 One embodiment of the present invention is installed in a cultivation place where a specific agricultural product is cultivated, an environment information sensor that acquires environment information indicating an environment in the cultivation place, and is installed in the cultivation place, and an image of the agricultural product is provided. Based on an imaging device for imaging, the environmental information, and image information corresponding to the growing time of the agricultural product among image information that is information obtained from the image of the agricultural product, a predetermined time until an appropriate harvest of the agricultural product. And a determination device for determining a remaining integrated value that is an integrated value of the environmental values.
本発明の一態様は、特定の農産物が栽培されている栽培所における環境を示す環境情報と、前記農産物の画像から得られる情報である画像情報のうち前記農産物の成長時期に応じた画像情報と、に基づいて、前記農産物の適切な収穫までの所定の環境値の積算値である残積算値を判定する判定部、を備える判定装置である。 One embodiment of the present invention is an environmental information indicating an environment in a cultivation site where a specific agricultural product is cultivated, and image information corresponding to a growth time of the agricultural product among image information obtained from an image of the agricultural product. And a determination unit that determines a residual integrated value that is an integrated value of a predetermined environmental value until an appropriate harvest of the agricultural product based on the above.
本発明の一態様は、上記の判定装置であって、さらに前記判定部は、実際に適切なタイミングで収穫された農産物について収穫前に取得されていた実環境情報と、実画像情報と、前記実環境情報又は前記実画像情報が取得されてから前記収穫のタイミングまでの残積算値の実績値と、に基づいて、同一の前記成長時期に属する前記農産物毎に行われる学習処理の結果を用いることによって前記残積算値を判定する。 One embodiment of the present invention is the above-described determination device, further including the determination unit, the real environment information and the real image information that have been acquired before the harvest of the agricultural products actually harvested at appropriate timing, Based on the actual environment information or the actual value of the remaining integrated value from the time when the actual image information is acquired to the timing of the harvest, a result of a learning process performed for each of the agricultural products belonging to the same growth period is used. Thus, the remaining integrated value is determined.
本発明の一態様は、特定の農産物が栽培されている栽培所に設置された環境情報センサーが、前記栽培所における環境を示す環境情報を取得するステップと、前記栽培所に設置された撮像装置が、前記農産物の画像を撮像するステップと、前記環境情報と、前記農産物の画像から得られる情報である画像情報のうち前記農産物の成長時期に応じた画像情報と、に基づいて、前記農産物の適切な収穫までの所定の環境値の積算値である残積算値を判定するステップと、を有する判定方法である。 One embodiment of the present invention is a step in which an environment information sensor installed in a cultivation place where a specific agricultural product is cultivated acquires environmental information indicating an environment in the cultivation place, and an imaging device installed in the cultivation place The image of the agricultural product, and, based on the environmental information, image information according to the growth time of the agricultural product of the image information that is information obtained from the image of the agricultural product, based on the agricultural product, Determining a remaining integrated value that is an integrated value of a predetermined environmental value until an appropriate harvest.
本発明の一態様は、特定の農産物が栽培されている栽培所における環境を示す環境情報と、前記農産物の画像から得られる情報である画像情報のうち前記農産物の成長時期に応じた画像情報と、に基づいて、前記農産物の適切な収穫までの所定の環境値の積算値である残積算値を判定する判定ステップ、を有する判定方法である。 One embodiment of the present invention is an environmental information indicating an environment in a cultivation site where a specific agricultural product is cultivated, and image information corresponding to a growth time of the agricultural product among image information obtained from an image of the agricultural product. A determination step of determining a remaining integrated value that is an integrated value of a predetermined environmental value until an appropriate harvest of the agricultural product based on the above.
本発明の一態様は、上記の判定システムとしてコンピューターを機能させるためのコンピュータープログラムである。 One embodiment of the present invention is a computer program for causing a computer to function as the above determination system.
本発明の一態様は、上記の判定装置としてコンピューターを機能させるためのコンピュータープログラムである。 One embodiment of the present invention is a computer program for causing a computer to function as the above-described determination device.
本発明により、農産物のより適切な収穫タイミングを予測することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to predict more appropriate harvest timing of agricultural products.
以下、本発明の具体的な構成例について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の判定システム200のシステム構成を示す概略ブロック図である。判定システム200は、判定の対象となる農産物の適切な収穫タイミングを判定するシステムである。
Hereinafter, a specific configuration example of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic block diagram showing the system configuration of the
まず、判定システム200に関するネットワーク構成に関して説明する。判定システム200は、複数の環境情報センサー10、複数の撮像装置20、制御装置30、ログデータ記憶装置40、端末装置50及び判定装置60を備える。複数の環境情報センサー10及び複数の撮像装置20は、それぞれ制御装置30と通信可能に接続される。複数の環境情報センサー10及び複数の撮像装置20と制御装置30とが行う通信は、無線通信で実現されてもよいし、有線通信で実現されてもよい。制御装置30とログデータ記憶装置40とは通信可能に接続される。制御装置30、端末装置50及び判定装置60は、ネットワーク80を介して通信可能に接続される。ネットワーク80は、例えばインターネットや公衆回線通信網などの通信網を用いて構成される。判定装置60は、ネットワーク80を介して天気予報情報提供装置70と通信可能に接続される。
First, a network configuration regarding the
次に、判定システム200に関する各装置について説明する。
複数の環境情報センサー10及び複数の撮像装置20は、判定の対象となる栽培所100に設置される。栽培所100では、1又は複数種類の特定の農産物が栽培される。例えば、栽培所100では、トマトやなす等の果菜類が栽培される。この場合、判定システム200の判定装置60は、栽培所100で栽培されているトマトやなす等の果菜類の適切な収穫タイミングを判定する。
Next, each device related to the
The plurality of
環境情報センサー10は、栽培所100の環境に関する特定の情報(以下「環境情報」という。)を取得する。環境情報センサー10は、例えば栽培所100における気温、湿度、降水量、日照時間、風量等の値のいずれか1つ又は複数を取得する。環境情報センサー10として、1種類のセンサーが栽培所100に設置されてもよいし、複数種類のセンサーが栽培所100に設置されてもよい。環境情報センサー10は、所定の位置に固定的に設置されてもよいし、移動可能に設置されてもよい。各環境情報センサー10は、取得された環境情報を示すデータを制御装置30に送信する。環境情報センサー10から送信された環境情報を示すデータは、無線通信又は有線通信によって直接制御装置30に送信されてもよいし、不図示の中継装置を経由して制御装置30に送信されてもよい。
The
撮像装置20は、栽培所100において栽培されている判定対象の農産物を撮影する。撮像装置20は、所定の撮像位置から、所定の撮像方向で、所定の撮影パラメーター(画角、倍率など)で農産物を撮影するように構成されてもよい。撮像装置20は、所定の位置及び所定の方向に固定的に設置されてもよいし、所定の位置に撮影方向を変更可能な形で設置されてもよいし、移動可能に設置されてもよい。撮像装置20は、例えば所定のガイドに沿って移動する移動体に固定されることによって栽培所100内を移動するように構成されてもよいし、ドローン等の飛行体に固定されることによって栽培所100内を移動するように構成されてもよい。撮像装置20は、撮影によって得られた画像(以下「撮影画像」という。)のデータを制御装置30に送信する。撮像装置20は、自装置の識別情報を撮影画像のデータと対応づけて送信してもよい。撮像装置20から送信された撮影画像のデータは、無線通信又は有線通信によって直接制御装置30に送信されてもよいし、不図示の中継装置を経由して制御装置30に送信されてもよい。
The
制御装置30は、パーソナルコンピューターやPLC(Programmable Logic Controller)等の情報処理装置を用いて構成される。制御装置30は、環境情報センサー10から環境情報のデータを受信する。制御装置30は、受信された環境情報のデータをログデータ記憶装置40に日時情報と対応づけて記録する。記録される日時情報は、環境情報センサー10において環境情報データが取得された日時情報であってもよいし、制御装置30において環境情報データが受信された日時情報であってもよいし、ログデータ記憶装置40に記録された日時情報であってもよい。制御装置30は、撮像装置20から撮影画像のデータを受信する。制御装置30は、受信された撮影画像のデータをログデータ記憶装置40に日時情報と対応づけて記録する。記録される日時情報は、撮像装置20において撮影画像データが取得された日時情報であってもよいし、制御装置30において撮影画像データが受信された日時情報であってもよいし、ログデータ記憶装置40に記録された日時情報であってもよい。
The
ログデータ記憶装置40は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の記憶装置を用いて構成される。ログデータ記憶装置40は、栽培所100に設置された環境情報センサー10及び撮像装置20によって得られたデータのログを記憶する。
The log
端末装置50は、パーソナルコンピューターやサーバーやスマートフォンやタブレットやスマートスピーカーやテレビ受像器等の情報処理機能を有した装置である。端末装置50は、例えば栽培所100の管理者や経営者などのユーザーによって使用される。端末装置50は、ネットワーク80を介して判定装置60から農産物の収穫時期に関する情報を受信する。端末装置50は、受信された情報を所定の態様でユーザーに対して出力する。例えば、端末装置50は、ディスプレイにおいて画像を表示することによって農産物の収穫時期に関する情報を出力してもよいし、音声によって農産物の収穫時期に関する情報を出力してもよい。
The
判定装置60は、パーソナルコンピューターやサーバー装置等の情報処理装置を用いて構成される。図2は、判定装置60の機能構成例を示す概略ブロック図である。判定装置60は、通信部61、ログ記憶部62、学習用情報記憶部63、分類情報記憶部64、学習結果記憶部65及び制御部66を備える。
The
通信部61は、通信インターフェースを用いて構成される。通信部61は、ネットワーク80を介して他の機器とデータ通信する。例えば、通信部61は、制御装置30からデータを受信する。例えば、通信部61は、端末装置50に対し判定結果を示すデータを送信する。
The
ログ記憶部62は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の記憶装置を用いて構成される。ログ記憶部62は、環境情報及び撮影画像のログを記憶する。ログ記憶部62は、例えば日時情報及び環境情報を対応づけたレコードを記憶する。ログ記憶部62は、さらに、例えば日時情報及び撮影画像を対応づけたレコードを記憶する。
The
学習用情報記憶部63は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の記憶装置を用いて構成される。学習用情報記憶部63は、学習用情報を記憶する。学習用情報とは、制御部66の学習部663が学習処理を行う際に用いられるデータである。学習用情報は、例えば栽培所100において既に収穫がなされた農産物について、収穫がなされたタイミングが適切であったか否かを示す評価情報と、収穫前に撮影された個々の農産物の撮影画像(以下「実個別画像」という。)から得られる情報である実画像情報と、収穫前に取得された環境情報を示す実環境情報と、実個別画像又は実環境情報のデータが取得されたタイミングにおける残積算値の実績値を示す情報と、が対応づけられた情報であってもよい。実画像情報は、例えば実個別画像に写っている農産物の色を示す情報であってもよいし、実個別画像上における農産物の大きさを示す情報であってもよい。
The learning
学習用情報は、例えば栽培所100において既に適切なタイミングで収穫がなされた農産物について、収穫前に撮影された実個別画像から得られる実画像情報と、収穫前に取得された実環境情報と、実個別画像又は実環境情報のデータが取得されたタイミングにおける残積算値の実績値を示す情報と、が対応づけられた情報であってもよい。残積算値とは、その日から最適な収穫タイミングまでの間の特定の環境情報の値の積算値を示す。学習用情報には、各実環境情報又は実個別画像が取得された時点における天気予報情報がさらに対応づけられてもよい。天気予報情報とは、栽培所100が含まれる地域の天気予報を示す情報である。天気予報情報は、対象となっている日以降の天候、気温、湿度、気圧、などの予報値を示す情報である。
Learning information, for example, for agricultural products that have already been harvested at appropriate timing in the
図3は、残積算値の概念を示す図である。図3の例では、残積算値が表す環境情報は温度の値である。1日毎にその日の温度(例えば最高気温、平均気温、最低気温など)を積算していったときに、ある判断基準日から最適な収穫タイミングまでの間に積算される値を残積算値という。図3の例では、最適なタイミングである収穫当日は、残積算値が0度となっている。残積算値が0度となっていることが収穫に最適なタイミングであることを示す。残積算値が40度である場合には、その日から日毎に温度を積算していったときに40度になったタイミングが最適な収穫タイミングであることを示す。そのため、残積算値が40度であって当日の気温が40度である場合には、その翌日が最適な収穫タイミングであることを示す。残積算値が40度であって、当日及び翌日(1日後)の気温がそれぞれ20度である場合には、2日後が最適な収穫タイミングであることを示す。図3では、このような例を示している。残積算値が40度であっても、その日以降毎日気温が10度であった場合には、4日後が最適な収穫タイミングであることを示す。なお、残積算値の値に基づいて、収穫を行うものが適宜収穫のタイミングをより適したものに変更してもよい。例えば、収穫後にすぐに販売が行われるのか、その後に遠隔地に運送されてから販売されるのか、などの事情に応じて収穫タイミングが変更されてもよい。 FIG. 3 is a diagram illustrating the concept of the remaining integrated value. In the example of FIG. 3, the environment information represented by the remaining integrated value is a temperature value. When the temperatures of the day (eg, maximum temperature, average temperature, minimum temperature, etc.) are integrated for each day, a value integrated from a certain reference date to an optimal harvest timing is referred to as a residual integrated value. In the example of FIG. 3, the remaining integrated value is 0 degree on the day of harvest, which is the optimal timing. The fact that the remaining integrated value is 0 degrees indicates the optimal timing for harvesting. When the remaining integrated value is 40 degrees, the timing at which the temperature reaches 40 degrees when the temperature is integrated every day from that day is the optimal harvest timing. Therefore, when the remaining integrated value is 40 degrees and the temperature of the day is 40 degrees, it indicates that the next day is the optimal harvest timing. If the remaining integrated value is 40 degrees and the temperatures of the current day and the next day (one day later) are 20 degrees, respectively, it indicates that two days later is the optimal harvest timing. FIG. 3 shows such an example. Even if the remaining integrated value is 40 degrees, if the air temperature is 10 degrees every day after that day, it indicates that four days later is the optimal harvest timing. It should be noted that, based on the value of the remaining integrated value, the harvester may appropriately change the harvest timing to a more suitable one. For example, the harvest timing may be changed according to circumstances such as whether the sale is performed immediately after the harvest or whether the product is transported to a remote location and then sold.
図3に示される各残積算値と収穫までの日数との対応関係は一具体例にすぎない。同じ残積算値であったとしても、その日以降の気温がどのような値であるかによって、最適な収穫までの日数は変化する。 The correspondence between each remaining integrated value and the number of days until harvesting shown in FIG. 3 is only one specific example. Even if the remaining integrated value is the same, the number of days until the optimal harvest changes depending on the value of the temperature after that day.
図2の説明に戻る。学習用情報記憶部63に記憶される学習用情報は、予め所定の手段で判定装置60に対して与えられる。例えば、USBメモリやCD−ROM等の記憶媒体に記録されている学習用情報が学習用情報記憶部63に記録されることによって学習用情報が与えられてもよい。例えば、他の情報処理装置から学習用情報が判定装置60に対して送信されることによって、判定装置60の学習用情報記憶部63に学習用情報が与えられてもよい。例えば、ログ記憶部62に記憶されているログ情報に対して、ユーザーが収穫のタイミングが適切であったか否かを示す評価情報と、ログ情報として記録されている撮影画像から抽出された実個別画像と、実際に収穫されたタイミングに基づいて算出された各実環境情報又は実個別画像に対応する残積算値の実績値と、を付与することによって学習用情報が生成され、学習用情報記憶部63に与えられてもよい。
Returning to the description of FIG. The learning information stored in the learning
分類情報記憶部64は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の記憶装置を用いて構成される。分類情報記憶部64は、分類情報を記憶する。分類情報とは、各撮影画像を、開花時期から収穫に適切な日までの間のどの時期(以下「成長時期」という。)における画像であるか分類するために用いられる情報である。また、分類情報は、さらに各分類結果の時期における撮影画像を用いて判定処理を行う際に、いずれの学習結果が用いられるかを示す情報を含んでもよい。
The classification
図4は、分類情報の具体例を示す図である。図4に示される分類情報は、分類識別子、分類条件及び使用モデルの3つの値を有するレコードを複数含む。分類識別子は、その分類結果におけるグループの識別子を示す。分類条件は、その分類識別子が示すグループに分類される際の条件を示す。使用モデルは、その分類識別子が示すグループに分類された画像の学習処理及び判定処理に用いられる特徴量の種別を示す。 FIG. 4 is a diagram illustrating a specific example of the classification information. The classification information illustrated in FIG. 4 includes a plurality of records having three values of a classification identifier, a classification condition, and a use model. The classification identifier indicates a group identifier in the classification result. The classification condition indicates a condition for classification into the group indicated by the classification identifier. The usage model indicates the type of the feature amount used for the learning process and the determination process of the image classified into the group indicated by the classification identifier.
例えば、1段目に記載されたレコードは、分類識別子、分類条件、使用モデルとして、それぞれ“A”、“H>25”、“R/G”の値を有する。Hは、撮影画像の色相の平均値を示す。Rは、画像のR成分の平均値を示す。Gは、画像のG成分の平均値を示す。このレコードは、撮影画像の全画素の色相の平均値が25よりも大きい場合に、Aという識別子のグループに分類されることと、Aという識別子のグループに分類された撮影画像について判定処理が行われる場合には、実個別画像のR/Gの値を特徴量として使用した学習処理によって得られた学習結果が用いられることと、を示す。なお、Aという識別子のグループは、収穫直前〜収穫4日前までの間の農作物であることを意図して分類されている。 For example, the record described in the first row has values of “A”, “H> 25”, and “R / G” as a classification identifier, a classification condition, and a use model, respectively. H indicates the average value of the hues of the captured image. R indicates the average value of the R component of the image. G indicates the average value of the G component of the image. When the average value of the hues of all the pixels of the captured image is larger than 25, this record is classified into the group of the identifier A, and the determination process is performed on the captured image classified into the group of the identifier A. In this case, it is shown that the learning result obtained by the learning process using the R / G value of the actual individual image as the feature value is used. It should be noted that the group of identifiers A is classified with the intention of being agricultural products from immediately before harvest to four days before harvest.
例えば、2段目に記載されたレコードは、分類識別子、分類条件、使用モデルとして、それぞれ“B”、“H≦25”、“R/G+積算値”の値を有する。積算値は、開花してから撮影が行われた日までの間の特定の環境情報の値の積算値を示す。積算値は、例えば開花してから撮影が行われた日までの間の気温の積算値であってもよい。図5は、積算値の概略を示す図である。図5は、積算値が気温の積算値であった場合を例に示している。開花当日は、積算値は0℃である。その後、日が経過するにつれて積算値が高くなる。図4の2段目のレコードは、撮影画像の全画素の色相の平均値が25以下である場合に、Bという識別子のグループに分類されることと、Bという識別子のグループに分類された撮影画像について判定処理が行われる場合には、実個別画像のR/Gの値と実個別画像が撮影された時点の積算値の値との組み合わせを特徴量として使用した学習処理によって得られた学習結果が用いられることと、を示す。なお、Bという識別子のグループは、収穫5日前よりも以前の農作物であることを意図して分類されている。 For example, the record described in the second row has values of “B”, “H ≦ 25”, and “R / G + integrated value” as a classification identifier, a classification condition, and a use model, respectively. The integrated value indicates the integrated value of the value of the specific environmental information from the time of flowering until the day when the image was taken. The integrated value may be, for example, an integrated value of the temperature between the time of flowering and the day on which the image was taken. FIG. 5 is a diagram showing an outline of the integrated value. FIG. 5 shows an example in which the integrated value is the integrated value of the temperature. On the day of flowering, the integrated value is 0 ° C. Thereafter, as the day elapses, the integrated value increases. The second record in FIG. 4 indicates that when the average value of the hues of all the pixels of the captured image is equal to or less than 25, the record is classified into the group of the identifier B, and the photographed image is classified into the group of the identifier B. When the determination process is performed on the image, the learning obtained by the learning process using a combination of the R / G value of the real individual image and the integrated value at the time when the real individual image was captured is used as a feature amount. The results are used. It should be noted that the group of identifiers B is classified with the intention of being agricultural products before 5 days before harvest.
分類条件の具体例として色相の平均値が示されたが、開花時期から収穫に適切な日までの間のどの時期における画像であるか分類することが可能な条件であれば、他の条件が用いられてもよい。
使用モデルの特徴量として、R/GのみとR/G及び積算値とが用いられたが、他の特徴量を用いて学習処理が行われてもよい。例えば、色相の平均値(上記H)が特徴量として用いられてもよいし、H及び積算値の組み合わせが特徴量として用いられてもよい。
The average value of the hue is shown as a specific example of the classification condition, but other conditions may be used as long as the image can be classified at any time between the flowering time and a date suitable for harvesting. May be used.
Although only the R / G, the R / G, and the integrated value are used as the feature amounts of the use model, the learning process may be performed using other feature amounts. For example, the average value of the hue (H above) may be used as the feature amount, or a combination of H and the integrated value may be used as the feature amount.
学習結果記憶部65は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の記憶装置を用いて構成される。学習結果記憶部65は、制御部66の学習部663の学習処理によって得られた学習結果を示す情報を記憶する。後述するように、学習部663は、分類部662による分類結果であるグループ毎に学習処理を行う。そのため、学習結果記憶部65は、グループ毎に学習結果を示す情報を記憶する。例えば、学習結果記憶部65は、グループAに属する学習結果と、グループBに属する学習結果と、をそれぞれ記憶する。学習結果記憶部65によって記憶される学習結果は、判定部665によって使用される。
The learning
制御部66は、バスで接続されたCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサとメモリとを用いて構成される。制御部66は、プロセッサがプログラムを実行することによって、ログ制御部661、分類部662、学習部663、検出部664、判定部665及び情報提供部666として機能する。
The
なお、プロセッサがプログラムを実行することによって実現されるログ制御部661、分類部662、学習部663、検出部664、判定部665及び情報提供部666の全て又は一部は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やPLD(Programmable Logic Device)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアを用いて実現されても良い。プログラムは、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録されても良い。コンピューター読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM、半導体記憶装置(例えばSSD:Solid State Drive)等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスクや半導体記憶装置等の記憶装置である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されても良い。
Note that all or a part of the
ログ制御部661は、制御装置30から各環境情報及び撮影画像のデータを受信する。ログ制御部661は、受信されたデータをログとして日時情報と対応づけてログ記憶部62に記録する。
The
分類部662は、学習処理に用いられる実個別画像と、判定処理に用いられる個別画像と、を、開花時期から収穫に適切な日までの間のどの時期における画像であるか分類する。分類部662は、分類情報記憶部64に記憶されている分類情報の分類条件に基づいて分類処理を行う。分類部662は、例えば分類識別子Aのグループと、分類識別子Bのグループと、のいずれかのグループに上記画像を分類する。
The classifying
学習部663は、学習用情報記憶部63に記憶されている学習用情報のうち、分類されたグループ毎に、そのグループに属している学習用情報の使用モデルに定義された特徴量のみを用いて機械学習を行う。学習部663は、学習用情報に含まれる複数の値のうち、最適な収穫までの残積算値の値を得るための学習結果を取得する。学習部663には、例えば教師付き学習によって識別器を生成又は更新するための機械学習技術が適用される。機械学習技術の具体例として、SVM(Support Vector Machine)やDL(Deep Learning)がある。学習部663は、例えばグループAに属する実個別画像を用いて学習処理を行う場合には、各実個別画像のR/Gを特徴量として用いる。学習部663は、例えばグループBに属する実個別画像を用いて学習処理を行う場合には、各実個別画像のR/G及び積算値の組み合わせを特徴量として用いる。
The
検出部664は、撮影画像から、処理の対象となる農産物の個体の画像を検出する。例えば、処理の対象となる農産物がトマトであって、撮影画像に10個の栽培中のトマトが写っている場合には、検出部664は10個のトマト一つ一つを検出する。検出部664は、検出された個々のトマトの画像(以下「個別画像」という。)を抽出する。検出部664は、撮影画像に対応づけられている撮像装置の識別情報に基づいて、抽出された個別画像に写っている農産物の栽培所100における位置を判定する。検出部664は、抽出された個別画像一つ一つを処理対象の画像として分類部662及び判定部665に出力する。
The
判定部665は、ログ制御部661から現在の環境情報を取得する。また、判定部665は、検出部664から判定処理の対象となる個々の農産物が撮影された個別画像と、その個別画像に対する分類部662による分類結果とを取得する。判定部665は、個別画像から、分類結果に応じた使用モデルとして定義された特徴量を、画像情報として取得する。判定部665は、取得された環境情報及び画像情報と、学習結果記憶部65に記憶される学習結果のうち分類結果のグループに応じた学習結果と、に基づいて、個別画像に撮影されている農産物の残積算値を判定する。判定部665は、環境情報及び画像情報に加えてさらに天気予報情報を判定処理に用いてもよい。この場合、天気予報情報に基づいて判定処理を行うように学習処理が行われる必要がある。天気予報情報は、例えばネットワーク80を介して天気予報情報提供装置70から取得されてもよい。天気予報情報提供装置70は、例えば気象庁や特定の法人又は個人によって設置されるサーバーであって、天気予報情報を提供する装置である。
The
情報提供部666は、判定部665による判定結果を示す情報を含む提供情報を生成する。例えば、提供情報は、判定処理の対象となった個別画像と、個別画像について判定部665が行った判定処理の結果を示す残積算値と、個別画像に撮影されている農産物の栽培所100における場所を示す情報と、を含んでもよい。
The
図6は、判定装置60の学習処理の流れの具体例を示すシーケンスチャートである。まず、分類部662は、学習用情報記憶部63に記憶されている学習用情報を、分類情報の分類条件に基づいて各グループに分類する(ステップS101)。学習部663は、グループ毎に、分類情報の使用モデルに定義された特徴量を取得し、学習処理を行う(ステップS102)。学習部663は、グループ毎に得られた学習結果を、学習結果記憶部65に記録する(ステップS103)。以上の処理によって、判定装置60による学習処理が終了する。
FIG. 6 is a sequence chart showing a specific example of the flow of the learning process of the
図7は、判定システム200の判定処理の流れの具体例を示すシーケンスチャートである。各環境情報センサー10は、所定のタイミングで環境情報を取得し制御装置30へ送信する(ステップS201)。各撮像装置20は、所定のタイミングで撮像を行い、撮影画像を制御装置30に送信する(ステップS202)。
FIG. 7 is a sequence chart showing a specific example of the flow of the determination process of the
制御装置30は、環境情報センサー10から受信された環境情報と、撮像装置20から受信された撮影画像と、をログデータ記憶装置40に記録する(ステップS203)。そして、制御装置30は、環境情報センサー10から受信された環境情報と、撮像装置20から受信された撮影画像と、を判定装置60に送信する(ステップS204)。
The
判定装置60のログ制御部661は、環境情報及び撮影画像を制御装置30から受信する。ログ制御部661は、受信された環境情報及び撮影画像を時刻情報と対応づけてログとしてログ記憶部62に記録する(ステップS205)。検出部664は、新たに取得された撮影画像において被写体として写っている農産物を検出する(ステップS206)。検出部664は、検出された個々の農産物の画像(個別画像)に対してラベルを付与する(ステップS207)。分類部662は、ラベルが付与された個別画像をグループに分類する(ステップS208)。判定部665は、受信された環境情報と、判定対象となっている農産物の画像情報に関して分類結果のグループに応じて得られる画像情報(特徴量)と、学習用情報記憶部63に記憶される学習結果のうち分類結果のグループに応じた学習結果と、に基づいて、判定対象となっている農産物の残積算値を判定する(ステップS209)。情報提供部666は、判定処理の結果を含む提供情報を生成する(ステップS210)。情報提供部666は、判定処理の対象となった栽培所100に対応づけられた端末装置50に対し、提供情報を送信する(ステップS211)。端末装置50は、受信された提供情報をユーザーに対して出力する。
The
このように構成された判定システム200によれば、栽培所100において栽培されている農産物について、収穫の適切なタイミングを示す情報として残積算値が判定される。残積算値そのものの値は、判定が行われたタイミング以降の天候の変化などの影響を受けにくい。すなわち、判定が行われたタイミング以降における実際の気温等に応じて、収穫に適したタイミングである日付は変わるものの、判定が行われたタイミングにおける残積算値自体は一意に定まる。このような残積算値が収穫の適切なタイミングを示す情報としてユーザーに提供されることにより、ユーザーにおいてより適した収穫のタイミングをより正確に判断することが可能となる。
According to the
このような判定システム200は、農産物における所定のイベント(例えば開花)から最適な収穫タイミングまでの環境情報の積算値が一定である種類の農産物に特に有効である。このような農産物には、例えばトマト等の果菜類がある。上述した図3では、残積算値として気温を具体例に説明したが、残積算値は必ずしも気温に関する積算値である必要は無い。例えば、日照時間の積算値であってもよい。
Such a
特に、判定システム200では、残積算値を得るための判定処理において、その時に得られている個別画像の分類結果に応じた画像情報(特徴量)と、その画像情報を用いて行われた学習処理の学習結果と、が用いられる。分類結果は、開花時期から収穫に適切な日までの間のどの時期における画像であるかを示す情報である。そのため、判定対象となっている農作物が開花時期から収穫に適切な日までの間のどの時期のものであるかに応じて、異なる特徴量を用いて判定がなされる。すなわち、判定対象となっている農作物が開花時期から収穫に適切な日までの間のどの時期のものであるかに応じて、その時期に適した特徴量や学習結果を用いてより精度よく残積算値を判定することが可能となる。
In particular, in the
判定システム200では、環境情報のみではなく、さらに個別画像の画像情報に基づいて残積算値が判定される。そのため、環境情報のみに基づいて残積算値が判定される場合に比べて、より正確に残積算値を判定することが可能となる。
In the
(変形例)
各環境情報センサー10から判定装置60へ環境情報を到達させる手段には、どのような手段が採用されてもよい。上述した説明では、各環境情報センサー10から制御装置30を経由して判定装置60へ環境情報が送信されているが、例えば制御装置30を介すること無く各環境情報センサー10から判定装置60へ送信されてもよい。また、例えば環境情報センサー10のうちいずれか1台又は複数台が他の環境情報センサー10から環境情報を収集し、1又は複数の環境情報をまとめて制御装置30又は判定装置60に送信してもよい。撮像装置20に関しても同様である。
(Modification)
Any means may be adopted as means for causing the environment information to reach the
判定装置60は必ずしも1台の装置として構成される必要は無い。例えば、判定装置60が複数台の情報処理装置を用いて構成されてもよい。判定装置60を構成する複数台の情報処理装置は、ネットワーク80等の通信路を介して通信可能に接続され、クラスタマシンやクラウドなどのシステムとして構成されてもよい。
The
判定装置60は、学習部663を備えない装置又はシステムとして構成されてもよい。この場合、上述した学習部663が行う処理は、学習装置として別の装置又はシステムによって実行されてもよい。この場合、判定部665を備える判定装置は、学習装置から学習結果のデータを取得し判定処理を行う。
The
環境情報センサー10には、蓄電池又は充電器が接続されてもよい。このように構成されることによって、環境情報センサー10の設置場所の制限を減らすことが可能となる。例えば、電気が通っていない場所にも環境情報センサー10を設置することが可能となる。また、環境情報センサー10には、自然エネルギーによって発電を行う装置が接続されてもよい。例えば、ソーラーパネルや、風力発電機等の発電機が接続されてもよい。このような発電を行う装置によって生成された電力に基づいて環境情報センサー10が動作してもよい。
A storage battery or a charger may be connected to the
判定部665及び学習結果記憶部65は、制御装置30に備えられてもよい。このように構成されることによって、より迅速に各個別画像における農産物の残積算値を判定することが可能となる。
The
学習部663は、複数の学習用情報のセット毎に学習処理を行ってもよい。例えば、学習部663は、農産物の種別や品種毎に予め用意されたそれぞれの学習用情報に基づいて学習処理を行ってもよい。この場合、学習結果記憶部65は、種別毎又は品種毎に得られた学習結果を、分類結果のグループ毎に記憶する。判定部665は、処理の対象となっている個別画像に写っている農産物の種別や品種に応じて、使用される最適な学習結果を選択し、選択された最適な学習結果を用いて残積算値を判定する。このように構成されることによって、より高い精度で残積算値を判定することが可能となる。複数の学習用情報のセットは、上述したパターン(種別毎、品種毎)に限定されない。例えば、栽培方法(ハウス水耕、ハウス土耕、路地など)や、季節(春夏秋冬)等の違いに応じて複数の学習用情報のセットが用いられてもよい。
The
上述した実施形態では、分類結果のグループ毎に、適した特徴量(使用モデル)が既知である場合の例が示された。しかしながら、分類結果のグループ毎に、どの特徴量が適しているか未知であってもよい。この場合、学習処理が行われる前は、分類情報の使用モデルの値は記録されていなくてもよい。この場合、学習部663は、以下のように学習処理を行ってもよい。学習部663は、グループ毎に、予め規定された複数の使用モデルの候補それぞれについて学習処理を実行する。すなわち、グループと、使用モデルと、の組み合わせ毎に学習結果が得られる。判定部665は、学習用情報と各学習結果とを用いて判定処理を実行する。このとき、学習処理に用いられた学習用情報が判定処理に用いられてもよいし、学習処理には用いられなかった(判定処理用に予め用意された)学習用情報が判定処理に用いられてもよい。学習部663は、グループ毎に、得られた判定結果と、学習用情報の残積算値の実績値とを比較し、その差が最も小さい学習結果を選択する。学習部663は、選択された学習結果に用いられた使用モデルを、分類情報記憶部64の使用モデルの値として記録し、選択された学習結果を学習結果記憶部65に記録する。このように構成されることによって、各グループについてどの使用モデルが最適であるか未知の状態であっても、適した使用モデルが自動的に選択される。
In the above-described embodiment, an example has been described in which a suitable feature amount (use model) is known for each group of the classification results. However, it may not be known which feature amount is suitable for each group of the classification results. In this case, before the learning process is performed, the value of the use model of the classification information need not be recorded. In this case, the
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the embodiments and includes a design and the like within a range not departing from the gist of the present invention.
100…栽培所, 200…判定システム, 10…環境情報センサー, 20…撮像装置, 30…制御装置, 40…ログデータ記憶装置, 50…端末装置, 60…判定装置, 61…通信部, 62…ログ記憶部, 63…学習用情報記憶部, 64…分類情報記憶部, 65…学習結果記憶部, 66…制御部, 661…ログ制御部, 662…分類部, 663…学習部, 664…検出部, 665…判定部, 666…情報提供部
Claims (7)
前記栽培所に設置され、前記農産物の画像を撮像する撮像装置と、
前記環境情報と、前記農産物の画像から得られる情報である画像情報のうち前記農産物の成長時期に応じた画像情報と、に基づいて、前記農産物の適切な収穫までの所定の環境値の積算値である残積算値を判定する判定装置と、
を備える判定システム。 An environment information sensor that is installed in a cultivation place where a specific agricultural product is cultivated and acquires environment information indicating an environment in the cultivation place,
An imaging device that is installed in the cultivation place and captures an image of the agricultural product,
Based on the environmental information and image information corresponding to the growth time of the agricultural product among image information that is information obtained from the image of the agricultural product, an integrated value of a predetermined environmental value until an appropriate harvest of the agricultural product A determination device for determining a remaining integrated value that is
A judgment system comprising:
前記栽培所に設置された撮像装置が、前記農産物の画像を撮像するステップと、
前記環境情報と、前記農産物の画像から得られる情報である画像情報のうち前記農産物の成長時期に応じた画像情報と、に基づいて、前記農産物の適切な収穫までの所定の環境値の積算値である残積算値を判定するステップと、を有する判定方法。 An environment information sensor installed in a cultivation place where a specific agricultural product is cultivated, and acquiring environmental information indicating an environment in the cultivation place,
An imaging device installed in the cultivation site, imaging an image of the agricultural product,
Based on the environmental information and image information corresponding to the growth time of the agricultural product among image information that is information obtained from the image of the agricultural product, an integrated value of a predetermined environmental value until an appropriate harvest of the agricultural product Determining the remaining integrated value.
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