JP2021114271A - Smart agriculture support system and smart agriculture support method - Google Patents

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JP2021114271A JP2020007902A JP2020007902A JP2021114271A JP 2021114271 A JP2021114271 A JP 2021114271A JP 2020007902 A JP2020007902 A JP 2020007902A JP 2020007902 A JP2020007902 A JP 2020007902A JP 2021114271 A JP2021114271 A JP 2021114271A
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龍也 大工
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Abstract

To provide a smart agriculture support system and a smart agriculture support method which easily enable spraying by a drone for agriculture.SOLUTION: A smart agriculture support system 1000 includes a drone 300 for spraying, and a drone management terminal 200. The drone management terminal 200 includes: a machine learning part 23c having a learning model in which correlation between an NDVI value in a farm field and a spray amount of a spray material to the farm field is learned; an NDVI value calculation part 23a for calculating a current NDVI value in the farm field to be sprayed; and an optimal solution generation part 23d for inputting the current NDVI value, estimating an optimal value of the spray amount of the spray material according to the learning model, and outputting spray information defining the spray amount of the spray material to the farm field to be sprayed. The drone 200 for spray sprays the spray amount of the spray material to the farm field to be sprayed according to the spray information.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、スマート農業支援システム及びスマート農業支援方法に関し、特に農業用ドローンによる散布を容易に実施する技術に関する。 The present invention relates to a smart agricultural support system and a smart agricultural support method, and more particularly to a technique for easily carrying out spraying by an agricultural drone.

近代農業は、担い手の人口減少や高齢化という喫緊の問題に対応するため、技術進歩に対する依存度を高めている。例えば、ロボットやICT(Information and Communication Technology)といった科学技術を活用した農作業の軽労化、効率化が進んでいる。特に、農業用ドローンによる農薬散布、肥料散布及び種子散布等に対する期待は高い。 Modern agriculture is becoming more dependent on technological progress to address the urgent issues of population decline and aging. For example, agricultural work that utilizes science and technology such as robots and ICT (Information and Communication Technology) is becoming lighter and more efficient. In particular, expectations are high for agricultural drones for pesticide spraying, fertilizer spraying, and seed dispersal.

例えば、農薬散布用ドローンは、圃場面積に応じた量の農薬(主に液剤)を搭載し、液剤散布用ノズルから一定量を噴射しながら作物上空を飛行する。また、肥料散布用ドローンは、圃場面積に応じた量の肥料(主に粒剤)を搭載し、粒剤散布用スキッドから一定量を吐出しながら作物上空を飛行する。 For example, a drone for spraying pesticides is loaded with a pesticide (mainly a liquid agent) in an amount corresponding to the field area, and flies over the crop while injecting a fixed amount from a nozzle for spraying the liquid agent. In addition, the fertilizer spraying drone is loaded with an amount of fertilizer (mainly granules) according to the field area, and flies over the crop while discharging a fixed amount from the granule spraying skid.

ドローンは、パイロットにより操縦され、圃場全体を網羅的に飛行する。この際、パイロットは、作物の育成状況に応じて、圃場の特定のエリアでは散布剤の散布量を増やすなどの調整を行うことがある。 The drone is piloted and flies over the entire field. At this time, the pilot may make adjustments such as increasing the amount of spraying agent applied in a specific area of the field according to the growing condition of the crop.

作物の育成状況の一つの把握手法としては、マルチスペクトルカメラを搭載したドローンで作物上を飛行し、作物の正規化差植生指数(NDVI)を算出し、植生マップを作成する手法が公知である。植生マップは、圃場のエリアごとにNDVIを表示(色付けなど)したものである。 As one method of grasping the growing situation of crops, a method of flying over a crop with a drone equipped with a multispectral camera, calculating the normalized difference vegetation index (NDVI) of the crop, and creating a vegetation map is known. .. The vegetation map is a display (coloring, etc.) of NDVI for each field area.

また、特許文献1には、農業用ドローンが圃場上空を飛行しながらマルチスペクトルカメラ等で作物を撮影し、作物・地勢情報を収集して、地上の農業用車輌に伝送するシステムが開示されている。農作業者は、収集された情報を活用して農薬等の散布を行う。 Further, Patent Document 1 discloses a system in which an agricultural drone takes a picture of a crop with a multispectral camera or the like while flying over a field, collects the crop / terrain information, and transmits it to an agricultural vehicle on the ground. There is. Agricultural workers use the collected information to spray pesticides.

特許文献2には、マルチスペクトルカメラを搭載したドローンを使用して圃場をセンシングし、圃場の植生指数を算出するシステムが開示されている。システムは、栽培前の散布指導や追肥の要否等に役立てることが可能な情報を農作業者に提供する。 Patent Document 2 discloses a system that senses a field using a drone equipped with a multispectral camera and calculates a vegetation index of the field. The system provides farmers with information that can be useful for pre-cultivation spraying guidance and the need for top dressing.

特開2018−198609JP-A-2018-198609 特開2018−046787JP-A-2018-046787

農業従事者は、植生マップや特許文献1及び2が提供する情報等を見ることで、圃場全体の作物の育成状況を把握することができる。しかしながら、把握した育成状況を踏まえてどのような処置を行うか、例えばどの区画にどれだけの量の農薬等を散布するかは、熟練した農業従事者が経験と知恵と勘に基づいて計画しなければならない。また、計画に基づいて実際にドローンを飛行させ、適切な量の農薬等を散布するためにも、経験とノウハウとが必要である。 Agricultural workers can grasp the growing situation of crops in the entire field by looking at the vegetation map and the information provided by Patent Documents 1 and 2. However, skilled farmers plan what kind of measures to take based on the grasped growing situation, for example, how much pesticides should be sprayed on which plots, based on experience, wisdom and intuition. There must be. In addition, experience and know-how are required to actually fly the drone based on the plan and spray an appropriate amount of pesticides.

そのため、例えば経験の浅い農業従事者等は、上述のようなドローンを使用するスマート農業システムを活用することは難しかった。すなわち、従来のスマート農業システムは、作物の育成状況に応じた具体的な処置を判断することができない。また、その判断に基づいてドローンを飛行させ、散布を行うことができない。これらのことが、ドローンを活用したスマート農業の普及が進まない要因となっていると考えられる。 Therefore, for example, it is difficult for inexperienced agricultural workers to utilize the smart agricultural system using a drone as described above. That is, the conventional smart agricultural system cannot determine the specific treatment according to the growing situation of the crop. In addition, it is not possible to fly the drone and spray it based on that judgment. It is thought that these are the factors that prevent the spread of smart agriculture using drones.

そこで、ドローンで収集した作物の育成状況に応じた具体的な処置を提案する手法が必要とされている。また、提案に従ってドローンを飛行させ、農薬等の散布を実行する手法が必要とされている。 Therefore, there is a need for a method of proposing specific measures according to the growing situation of the crops collected by the drone. In addition, there is a need for a method of flying a drone according to the proposal and spraying pesticides.

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、農業用ドローンによる散布を容易に実施することが可能なスマート農業支援システム及びスマート農業支援方法を提供することを目的とする。 The present invention is for solving such a problem, and an object of the present invention is to provide a smart agricultural support system and a smart agricultural support method capable of easily carrying out spraying by an agricultural drone.

一実施の形態におけるスマート農業支援システムにおいて、散布用ドローンと、ドローン管理端末と、を含み、前記ドローン管理端末は、圃場におけるNDVI値と、前記圃場への散布材の散布量と、の相関性を学習した学習モデルを有する機械学習部と、散布対象の前記圃場における現在の前記NDVI値を算出するNDVI値算出部と、前記現在のNDVI値を入力し、前記学習モデルに従って前記散布剤の散布量の最適値を推定し、散布対象の前記圃場への前記散布剤の散布量を定義した散布情報を出力する最適解生成部と、を含み、前記散布用ドローンは、前記散布情報に従って、散布対象の前記圃場に前記散布量の前記散布剤を散布する。
一実施の形態におけるスマート農業支援システムにおいて、散布対象の前記圃場をマルチスペクトルカメラでセンシングし、センシングデータを前記ドローン管理端末に送信するマルチスペクトルカメラ搭載ドローンをさらに含み、前記NDVI値算出部は、前記センシングデータに基づいて前記NDVI値を算出する。
一実施の形態におけるスマート農業支援システムにおいて、前記ドローン管理端末は、散布対象の前記圃場における飛行ルートを定義した飛行情報を生成及び出力する飛行プログラム生成部をさらに有し、前記散布用ドローンは、前記飛行情報に基づいて飛行し、前記散布を行う。
一実施の形態におけるスマート農業支援システムにおいて、前記散布用ドローンは、前記散布情報に基づいて、飛行速度又は単位時間あたりの散布量を調整する。
一実施の形態におけるスマート農業支援システムにおいて、散布対象の前記圃場は複数の区画を有しており、前記最適解生成部は、前記散布情報を前記区画ごとに生成する。
一実施の形態におけるスマート農業支援方法において、散布対象の圃場における現在のNDVI値を算出するステップと、前記現在のNDVI値を入力するステップと、圃場におけるNDVI値と、前記圃場への散布材の散布量と、の相関性を学習した学習モデルに従って前記散布剤の散布量の最適値を推定するステップと、散布対象の前記圃場への前記散布剤の散布量を定義した散布情報を散布用ドローンに対し出力するステップと、を含む。
一実施の形態におけるスマート農業支援方法において、散布対象の前記圃場への前記散布剤の散布量を定義した散布情報に基づいて、散布用ドローンの飛行速度又は単位時間あたりの散布量を調整するステップを含む。
In the smart agriculture support system according to one embodiment, a spraying drone and a drone management terminal are included, and the drone management terminal correlates the NDVI value in the field with the amount of spraying material sprayed on the field. A machine learning unit having a learning model that has learned the above, an NDVI value calculation unit that calculates the current NDVI value in the field to be sprayed, and the current NDVI value are input, and the spraying agent is sprayed according to the learning model. The spraying drone includes an optimum solution generator that estimates an optimum amount of the amount and outputs spraying information that defines the spraying amount of the spraying agent to the field to be sprayed, and the spraying drone sprays according to the spraying information. The spraying agent in the spraying amount is sprayed on the target field.
In the smart farming support system of one embodiment, the NDVI value calculation unit further includes a drone equipped with a multispectral camera that senses the field to be sprayed with a multispectral camera and transmits the sensing data to the drone management terminal. The NDVI value is calculated based on the sensing data.
In the smart agricultural support system of one embodiment, the drone management terminal further has a flight program generation unit that generates and outputs flight information that defines a flight route in the field to be sprayed, and the spraying drone is a spraying drone. Fly based on the flight information and perform the spraying.
In the smart agricultural support system of one embodiment, the spraying drone adjusts the flight speed or the amount of spraying per unit time based on the spraying information.
In the smart agriculture support system of one embodiment, the field to be sprayed has a plurality of plots, and the optimum solution generation unit generates the spraying information for each plot.
In the smart agriculture support method of one embodiment, a step of calculating the current NDVI value in the field to be sprayed, a step of inputting the current NDVI value, an NDVI value in the field, and a spraying material to the field. A drone for spraying that defines the step of estimating the optimum value of the spraying amount of the spraying agent according to the learning model that learned the correlation with the spraying amount and the spraying amount of the spraying agent to the field to be sprayed. Includes steps to output to.
In the smart agricultural support method of one embodiment, a step of adjusting the flight speed of the spraying drone or the spraying amount per unit time based on the spraying information that defines the spraying amount of the spraying agent to the field to be sprayed. including.

本発明により、農業用ドローンによる散布を容易に実施することが可能なスマート農業支援システム及びスマート農業支援方法を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a smart agricultural support system and a smart agricultural support method capable of easily carrying out spraying by an agricultural drone.

スマート農業支援システム1000の構成を示す全体図である。It is an overall view which shows the structure of smart agriculture support system 1000. ドローン管理端末200の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the configuration example of the drone management terminal 200. スマート農業支援システム1000の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of smart agriculture support system 1000. スマート農業支援システム1000と従来システムとの比較チャートである。It is a comparison chart of the smart agriculture support system 1000 and the conventional system. スマート農業支援システム1000の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of smart agriculture support system 1000. 散布用ドローン300による農薬又は肥料等の散布パターンを示す図である。It is a figure which shows the spraying pattern of the pesticide or fertilizer by the spraying drone 300.

本発明の具体的な実施の形態を、図を参照しながら説明する。
<実施の形態1>
図1は、本発明の実施の形態1にかかるスマート農業支援システム1000の構成を示す全体図である。スマート農業支援システム1000は、マルチスペクトルカメラ搭載ドローン100、ドローン管理端末200、散布用ドローン300を備える。
Specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<Embodiment 1>
FIG. 1 is an overall view showing the configuration of the smart agriculture support system 1000 according to the first embodiment of the present invention. The smart agriculture support system 1000 includes a drone 100 equipped with a multispectral camera, a drone management terminal 200, and a drone 300 for spraying.

マルチスペクトルカメラ搭載ドローン100は、マルチスペクトルカメラ、測位部、記憶部及び通信部を有する。 The drone 100 equipped with a multispectral camera has a multispectral camera, a positioning unit, a storage unit, and a communication unit.

マルチスペクトルカメラは、典型的には、レンズを下に向けた状態で機体下部に取り付けられている。マルチスペクトルカメラは、データキューブと呼ばれる分光された波長(スペクトル)情報を多層的に含んだイメージを生成する。つまり、可視光の画像と、紫外線や赤外線といった不可視光線を可視化した画像と、を同時に撮影し、合成することが可能なデジタルカメラである。 Multispectral cameras are typically mounted at the bottom of the fuselage with the lens facing down. A multispectral camera produces an image that contains multi-layered dispersed wavelength (spectral) information called a data cube. That is, it is a digital camera capable of simultaneously capturing and synthesizing a visible light image and an image that visualizes invisible light such as ultraviolet rays and infrared rays.

測位部は、マルチスペクトルカメラ搭載ドローン100の位置情報を所定の時間おきに測定する。位置情報の測定は、例えばGPS(Global Positioning System)等の衛星測位システム(GNSS:Global Navigation Satellite System)や、SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)等の自己位置推定技術を採用することにより実現できる。 The positioning unit measures the position information of the drone 100 equipped with the multispectral camera at predetermined time intervals. For the measurement of position information, for example, a satellite positioning system (GNSS: Global Navigation Satellite System) such as GPS (Global Positioning System) or a self-position estimation technology such as SLAM (Simultaneus Localization and Mapping) that can be realized by self-position estimation is adopted.

記憶部は、マルチスペクトルカメラが撮影した画像と、撮影時におけるマルチスペクトルカメラ搭載ドローン100の位置情報と、を対応付けて格納する。 The storage unit stores the image captured by the multispectral camera and the position information of the drone 100 mounted on the multispectral camera at the time of photographing in association with each other.

通信部は、無線(有線でも良い)通信回線150を介してドローン管理端末200と接続し、記憶部に格納している画像情報等を送信する。なお、画像情報等には、マルチスペクトルカメラが撮影した画像と、撮影時におけるマルチスペクトルカメラ搭載ドローン100の位置情報と、が含まれる。 The communication unit connects to the drone management terminal 200 via a wireless (or wired) communication line 150, and transmits image information and the like stored in the storage unit. The image information and the like include an image taken by the multispectral camera and position information of the drone 100 equipped with the multispectral camera at the time of shooting.

散布用ドローン300は、散布部、通信部、記憶部を備える。 The spraying drone 300 includes a spraying unit, a communication unit, and a storage unit.

散布部は、農薬等の液体を積載するタンクと、圃場に所定量の液体を噴射するためのノズルと、を有する。又は、肥料や種子等の粒子を積載するタンクを備え、圃場に所定量の粒子を吐出するためのスキッドを有する。典型的には、ノズル又はスキッドは下に向けた状態で散布用ドローン300の下部に取り付けられている。散布部は、後述する散布情報に従って農薬又は肥料等の噴射又は吐出量を決定する。 The spraying unit has a tank for loading a liquid such as a pesticide and a nozzle for injecting a predetermined amount of liquid into the field. Alternatively, it is provided with a tank for loading particles such as fertilizer and seeds, and has a skid for discharging a predetermined amount of particles to the field. Typically, the nozzle or skid is attached to the bottom of the spray drone 300 with the nozzle or skid facing down. The spraying unit determines the spraying or discharging amount of pesticides or fertilizers according to the spraying information described later.

通信部は、無線(有線でも良い)通信回線250を介してドローン管理端末200と接続し、後述の散布情報や飛行情報等を送信する。 The communication unit connects to the drone management terminal 200 via a wireless (or wired) communication line 250, and transmits spraying information, flight information, and the like, which will be described later.

記憶部は、散布情報や飛行情報等を格納する。散布情報は、農薬等の散布量を指定する情報である。散布情報では、例えば農薬又は肥料等の単位区画あたりの噴射又は吐出量が定義される。飛行情報は、散布用ドローン300の飛行ルート等を指定する情報である。飛行情報では、例えば散布用ドローン300が経由すべき座標点のセットが定義される。 The storage unit stores spraying information, flight information, and the like. The spraying information is information that specifies the spraying amount of pesticides and the like. The spraying information defines the amount of injection or discharge per unit section of, for example, pesticides or fertilizers. The flight information is information that specifies the flight route and the like of the spraying drone 300. The flight information defines, for example, a set of coordinate points that the spraying drone 300 should pass through.

ドローン管理端末200は、マルチスペクトルカメラ搭載ドローン100及び散布用ドローン300を制御する端末である。具体的な構成については後述するが、ドローン管理端末200は、マルチスペクトルカメラ搭載ドローン100、散布用ドローン300、及びネットワーク400上に設置するサーバ又はクラウドコンピューティング環境等と通信可能に接続されている。 The drone management terminal 200 is a terminal that controls the drone 100 equipped with a multispectral camera and the drone 300 for spraying. Although the specific configuration will be described later, the drone management terminal 200 is communicably connected to the drone 100 equipped with a multispectral camera, the drone 300 for spraying, the server installed on the network 400, the cloud computing environment, and the like. ..

ドローン管理端末200の具体的な構成について説明する。
図2は、ドローン管理端末200の構成例を示すブロック図である。ドローン管理端末200は、通信部21、記憶部22、及び制御部23を有する。なお、記憶部22、制御部23が備える機能の一部又は全部は、ネットワーク400上に設置するサーバに実装されても良いし、図示しないクラウドコンピューティング、フォグコンピューティング又はエッジコンピューティング環境等に実装されても良い。
The specific configuration of the drone management terminal 200 will be described.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the drone management terminal 200. The drone management terminal 200 has a communication unit 21, a storage unit 22, and a control unit 23. A part or all of the functions provided by the storage unit 22 and the control unit 23 may be implemented in a server installed on the network 400, or in a cloud computing, fog computing, edge computing environment, etc. (not shown). It may be implemented.

通信部21は、ドローン管理端末200は、通信回線150を介してマルチスペクトルカメラ搭載ドローン100と接続し、マルチスペクトルカメラ搭載ドローン100が撮影した画像情報等を受信する。また、ドローン管理端末200は、通信回線250を介して散布用ドローン300と接続し、散布情報や飛行情報を送信する。さらに、ドローン管理端末200は、ネットワーク400に接続されており、必要に応じてネットワーク400上に設置するサーバ(図示しない)等と通信して、後述する植生ビッグデータ等を受信する。 The communication unit 21 connects the drone management terminal 200 to the drone 100 equipped with the multispectral camera via the communication line 150, and receives image information or the like taken by the drone 100 equipped with the multispectral camera. Further, the drone management terminal 200 connects to the spraying drone 300 via the communication line 250, and transmits spraying information and flight information. Further, the drone management terminal 200 is connected to the network 400 and communicates with a server (not shown) or the like installed on the network 400 as needed to receive vegetation big data or the like described later.

記憶部22は、マルチスペクトルカメラ搭載ドローン100から送信された画像情報等、画像情報等に基づいて算出されるNDVI(Normalized Difference Vegetation Index)値、NDVIマップ、ネットワーク400を介して受信した植生ビッグデータ、制御部23で実行するためのプログラム等を格納する記憶装置である。 The storage unit 22 is a NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) value calculated based on image information such as image information transmitted from a drone 100 equipped with a multispectral camera, an NDVI map, and vegetation big data received via a network 400. , A storage device for storing a program or the like for execution by the control unit 23.

制御部23は、NDVI値算出部23a、NDVIマップ生成部23b、機械学習部23c、最適解生成部23d、飛行プログラム生成部23eを備える。 The control unit 23 includes an NDVI value calculation unit 23a, an NDVI map generation unit 23b, a machine learning unit 23c, an optimum solution generation unit 23d, and a flight program generation unit 23e.

NDVI値算出部23aは、マルチスペクトルカメラ搭載ドローン100が圃場上空から撮影した作物の各波長帯画像データを合成し、NDVI値を算出する。NDVI値とは正規化差植生指数(正規化植生指数)と呼ばれる代表的な植生指数であり、この数値によって植物の量や活力を表すことができる。NDVI値算出部23aは、例えば圃場を複数の区画に分割し、区画ごとにNDVI値を算出することができる。NDVI値の算出手法については公知であるため、ここでは詳細な説明を省略する。 The NDVI value calculation unit 23a synthesizes the image data of each wavelength band of the crop photographed by the drone 100 equipped with the multispectral camera from the sky above the field, and calculates the NDVI value. The NDVI value is a typical vegetation index called a normalized difference vegetation index (normalized vegetation index), and the amount and vitality of plants can be expressed by this numerical value. The NDVI value calculation unit 23a can, for example, divide the field into a plurality of sections and calculate the NDVI value for each section. Since the method for calculating the NDVI value is known, detailed description thereof will be omitted here.

NDVIマップ生成部23bは、NDVI値に基づいて、作物の育成状況等を可視化したNDVIマップを生成する。農作業者は、NDVIマップによって、作物の育成状況等のばらつきや、目視では確認が難しい作物の異常等を一目で判断できる。NDVIマップの形態は特に限定されないが、例えば圃場を複数の区画に分割し、区画ごとの作物の育成状況等を色付け等によって表現したものなどを採用できる。 The NDVI map generation unit 23b generates an NDVI map that visualizes the growing status of crops based on the NDVI value. Agricultural workers can use the NDVI map to determine at a glance variations in the growing status of crops and abnormalities in crops that are difficult to visually confirm. The form of the NDVI map is not particularly limited, but for example, a field can be divided into a plurality of sections, and a map in which the growing status of crops in each section is expressed by coloring or the like can be adopted.

機械学習部23cは、記憶部22に蓄積された植生ビッグデータに基づいて、植生に関わる種々のデータ間の関係性や規則性を表す学習モデルを生成する。 The machine learning unit 23c generates a learning model that expresses the relationship and regularity between various data related to vegetation based on the vegetation big data accumulated in the storage unit 22.

植生ビッグデータとは、NDVI値、葉色値、窒素吸収量、茎数、気象条件、土壌条件、作物の品種、散布条件(散布する農薬等の種類、散布量を含む)、植被率、収量等を対応付けた、植生に関わるデータの集合である。これらのデータは、例えば圃場に設置されたセンサ、気象情報等のプロバイダ、農業従事者や研究者等による記録等から収集されうる。本実施の形態では、ネットワーク400上に設置するサーバに予め蓄積された植生ビッグデータが、記憶部22にダウンロードされているものとする。 Vegetation big data includes NDVI value, leaf color value, nitrogen absorption amount, number of stems, weather conditions, soil conditions, crop varieties, spray conditions (including types of pesticides to be sprayed, spray amount), vegetation coverage, yield, etc. It is a set of data related to vegetation that is associated with. These data can be collected from, for example, sensors installed in the field, providers of meteorological information, records by agricultural workers, researchers, and the like. In the present embodiment, it is assumed that the vegetation big data stored in advance in the server installed on the network 400 is downloaded to the storage unit 22.

機械学習部23cは、種々の公知の機械学習手法を用いて学習モデルを構築することができる。例えば、散布条件と、当該散布条件を採用した際に観察された各種データ(NDVI値、葉色値、窒素吸収量、気象条件、土壌条件、作物の品種、植被率、茎数、収量等)と、を対応付けた大量のデータセットを教師データとして使用し、教師あり学習を行うことができる。これにより、散布条件と、その他の各種データとの相関性を示す学習用モデルを構築する。又は、大量の学習用データセット(NDVI値、葉色値、窒素吸収量、気象条件、土壌条件、作物の品種、散布条件、植被率、収量等)を使用して教師なし学習を行うことができる。これにより、例えばある散布条件と相関性の高いデータ(NDVI値、葉色値、窒素吸収量、気象条件、土壌条件、作物の品種、散布条件、植被率、茎数等)を示すクラスタを含む学習モデルを形成することができる。なお、ここで示した機械学習手法、学習用データの作成方法、学習ステップ等はあくまで例示であり、他の任意の手法等を用いることが可能である。例えば、機械学習手法として、強化学習や深層学習等を採用しても良い。また、植生ビッグデータに何らかの前処理を施して学習用データを作成しても良い。また、学習ステップはバッチで行っても良く、あるいはオンライン学習等により随時学習を行う方式を採用しても良く、任意のタイミングで再学習を行っても良い。また、学習用データとして、本発明により取得されたNDVI値等を利用しても良い。 The machine learning unit 23c can construct a learning model by using various known machine learning methods. For example, the spraying conditions and various data observed when the spraying conditions were adopted (NDVI value, leaf color value, nitrogen absorption amount, weather conditions, soil conditions, crop varieties, vegetation coverage, number of stems, yield, etc.) A large amount of data sets associated with, can be used as teacher data for supervised learning. In this way, a learning model showing the correlation between the spraying conditions and various other data is constructed. Alternatively, unsupervised learning can be performed using a large amount of learning data sets (NDVI value, leaf color value, nitrogen absorption, meteorological conditions, soil conditions, crop varieties, spraying conditions, vegetation coverage, yield, etc.). .. In this way, for example, learning including clusters showing data highly correlated with a certain spraying condition (NDVI value, leaf color value, nitrogen absorption amount, meteorological condition, soil condition, crop variety, spraying condition, vegetation coverage rate, number of stems, etc.) A model can be formed. The machine learning method, the learning data creation method, the learning step, and the like shown here are merely examples, and any other method or the like can be used. For example, reinforcement learning, deep learning, or the like may be adopted as the machine learning method. Further, the vegetation big data may be subjected to some kind of preprocessing to create learning data. Further, the learning steps may be performed in batch, or a method of learning at any time by online learning or the like may be adopted, or re-learning may be performed at an arbitrary timing. Further, as the learning data, the NDVI value or the like acquired by the present invention may be used.

機械学習部23cは、学習を繰り返していくうちに、散布条件と、NDVI値や収量をはじめとする各種パラメータと、の相関性を示す学習モデルを獲得する。形成された学習モデルは、未知のパラメータセット(NDVI値、葉色値、窒素吸収量、気象条件、土壌条件、作物の品種、植被率、茎数、収量等)の入力に対して、最適な散布条件を出力することができるものとなる。 As the learning is repeated, the machine learning unit 23c acquires a learning model showing the correlation between the spraying conditions and various parameters such as the NDVI value and the yield. The formed learning model is optimally sprayed for input of unknown parameter sets (NDVI value, leaf color value, nitrogen absorption, meteorological conditions, soil conditions, crop varieties, vegetation coverage, number of stems, yield, etc.). The condition can be output.

最適解生成部23dは、NDVI値算出部23aが算出したNDVI値、所望の収量、気象条件、土壌条件、作物の品種、植被率等を、機械学習部23cが構築した学習モデルに入力する。学習モデルは、これらのパラメータセットに対応する散布条件を出力する。すなわち、最適解生成部23dは、現在の圃場の状況に最適な農薬等の種類や散布量を推定する。好ましくは、最適解生成部23dは、圃場の区画ごとに散布条件を推定する。これにより、最適解生成部23dは、農薬等の散布範囲と、区画ごとに最適な農薬等の種類や散布量を推定することができる。最適解生成部23dは、推定された散布条件を、散布情報として記憶部22に格納する。また、通信部21が、散布情報を散布用ドローン300に送信する。これにより、マルチスペクトルカメラ搭載ドローン100は、散布情報に基づき自律的な散布を行うことが可能となる。 The optimum solution generation unit 23d inputs the NDVI value calculated by the NDVI value calculation unit 23a, a desired yield, meteorological conditions, soil conditions, crop varieties, vegetation coverage, etc. into the learning model constructed by the machine learning unit 23c. The training model outputs the dispersal conditions corresponding to these parameter sets. That is, the optimum solution generation unit 23d estimates the optimum type and spray amount of pesticides and the like for the current field conditions. Preferably, the optimal solution generation unit 23d estimates the spraying conditions for each section of the field. As a result, the optimum solution generation unit 23d can estimate the spraying range of the pesticide and the like, and the optimum type and spraying amount of the pesticide and the like for each section. The optimum solution generation unit 23d stores the estimated spraying conditions in the storage unit 22 as spraying information. Further, the communication unit 21 transmits the spraying information to the spraying drone 300. As a result, the drone 100 equipped with the multispectral camera can perform autonomous spraying based on the spraying information.

なお、NDVI値は、植生ビッグデータのうちの一つのパラメータであるが、例えば、NVDI値とその他の植生ビッグデータ(例えば、葉色値、窒素吸収量、茎数、稙被率等)との一次相関データを取得し(既知の相関データを取得しても良く、又は上述のように機械学習により獲得しても良い)、この相関データと植生品種毎の薬剤又は肥料の最適散布量との二次相関データを取得し(既知の相関データを取得しても良く、又は上述のように機械学習により獲得しても良い)、実際に散布する圃場のセンシングデータから公知の手段で得られるNVDI値と上記二次相関データを用いて、その圃場の植生品種に対する薬剤又は肥料の最適散布量を算出するようにしてもよい。
なお、NVDI値とその他の植生ビッグデータ(例えば、葉色値、窒素吸収量、茎数、稙被率等)との相関データは既知のものを利用することもできる。例えば、「藤井 弘志,“科学研究費助成事業 研究成果報告書 新規開発された高機能デジタルカメラによる作物診断システムの開発”,[online],平成29年6月7日,科研費,[令和2年1月20日検索],インターネット<URL:https://kaken.nii.ac.jp/ja/file/KAKENHI-PROJECT-26450016/26450016seika.pd>」、「福元 伸一,“V 情報処理等先端技術の活用による高生産システムの開発 NDVI測定活用による暖地水稲生育予測診断技術の評価 鹿児島県農業開発総合センター”,[online],公益社団法人農林水産・食品産業技術振興協会,[令和2年1月20日検索],インターネット<https://www.jataff.jp/project/inasaku/pdf/30_5_12-1.pdf>」を参照されたい。
The NDVI value is one of the parameters of the vegetation big data. For example, the NVDI value and other vegetation big data (for example, leaf color value, nitrogen absorption amount, number of stems, coverage rate, etc.) are primary. Correlation data may be obtained (known correlation data may be obtained, or may be obtained by machine learning as described above), and this correlation data and the optimum application amount of chemicals or fertilizer for each vegetation variety are obtained. The NVDI value obtained by a known means from the sensing data of the field in which the next correlation data is acquired (known correlation data may be acquired or may be acquired by machine learning as described above). And the above quadratic correlation data may be used to calculate the optimum amount of chemicals or fertilizers applied to the vegetation varieties in the field.
As the correlation data between the NVDI value and other big vegetation data (for example, leaf color value, nitrogen absorption amount, number of stems, coverage rate, etc.), known data can be used. For example, "Hiroshi Fujii," Grant-in-Aid for Scientific Research Research Results Report "Development of Crop Diagnosis System Using Newly Developed High-performance Digital Camera", [online], June 7, 2017, Kakenhi, [Reiwa Searched on January 20, 2], Internet <URL: https://kaken.nii.ac.jp/ja/file/KAKENHI-PROJECT-26450016/26450016seika.pd>"," Shinichi Fukumoto, "V Information Processing, etc." Development of high production system by utilizing advanced technology Evaluation of warm region paddy rice growth prediction diagnostic technology by utilizing NDVI measurement Kagoshima Prefectural Agricultural Development Center ”, [online], Public Interest Incorporated Association Agriculture, Forestry and Fisheries / Food Industry Technology Promotion Association, [Reiwa 2 Search on January 20, 2014], Internet <https://www.jataff.jp/project/inasaku/pdf/30_5_12-1.pdf> ”.

飛行プログラム生成部23eは、散布用ドローン300が散布を行うための飛行情報を生成する。飛行情報は、典型的には散布用ドローン300が経由すべき座標点を順に定義したものである。飛行プログラム生成部23eは、生成した飛行情報を記憶部22に格納する。また、通信部21が、飛行情報を散布用ドローン300に送信する。これにより、マルチスペクトルカメラ搭載ドローン100は、飛行情報に基づき自律的な飛行を行うことが可能となる。 The flight program generation unit 23e generates flight information for the spraying drone 300 to perform spraying. The flight information typically defines in order the coordinate points that the spraying drone 300 should pass through. The flight program generation unit 23e stores the generated flight information in the storage unit 22. In addition, the communication unit 21 transmits flight information to the spraying drone 300. As a result, the drone 100 equipped with the multispectral camera can fly autonomously based on the flight information.

図6を用いて、飛行情報の生成例について説明する。図6は、本実施の形態における、散布用ドローン300の飛行ルートを示す図である。この例では、圃場全体を4m×4mの正方形のメッシュ(A,B,C,D,E・・・)に分割している。 An example of generating flight information will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram showing a flight route of the spraying drone 300 in the present embodiment. In this example, the entire field is divided into 4 m × 4 m square meshes (A, B, C, D, E ...).

このメッシュの大きさは、散布用ドローン300の諸元に依存して決定されている。本実施の形態では、散布用ドローン300は左右一対のノズル又はスキッドを備えている。1つのノズル又はスキッドによる散布幅は2mである。したがって、散布用ドローン300は、2m×2=4m幅にわたって散布が可能となる。そこで、圃場全体を4m×4mの正方形のメッシュに分割し、これらのメッシュを網羅するように飛行ルートを計画する。 The size of this mesh is determined depending on the specifications of the spraying drone 300. In this embodiment, the spraying drone 300 includes a pair of left and right nozzles or skids. The spray width with one nozzle or skid is 2 m. Therefore, the spraying drone 300 can be sprayed over a width of 2 m × 2 = 4 m. Therefore, the entire field is divided into 4m × 4m square meshes, and the flight route is planned so as to cover these meshes.

この場合、飛行プログラム生成部23eは、例えば各区画の中心点の座標を順に指定した飛行情報を生成できる。図6の例であれば、まず最も左側の列の区画A,B,C,D,Eの中心点、次に左から2列目の区画E,D,C,B,Aの中心点・・・を順に指定していく。 In this case, the flight program generation unit 23e can generate flight information in which the coordinates of the center points of each section are specified in order, for example. In the example of FIG. 6, first, the center points of the leftmost columns A, B, C, D, and E, and then the center points of the second column from the left, E, D, C, B, and A.・ ・ Specify in order.

また、飛行プログラム生成部23eは、同様の手法により、マルチスペクトルカメラ搭載ドローン100が圃場のNVDI値を取得するための飛行情報を生成しても良い。この場合、通信部21が、飛行情報をマルチスペクトルカメラ搭載ドローン100に送信する。これにより、マルチスペクトルカメラ搭載ドローン100は、飛行情報に基づき自律飛行してセンシングを行うことが可能となる。 Further, the flight program generation unit 23e may generate flight information for the drone 100 equipped with the multispectral camera to acquire the NVDI value of the field by the same method. In this case, the communication unit 21 transmits the flight information to the drone 100 equipped with the multispectral camera. As a result, the drone 100 equipped with the multispectral camera can autonomously fly and perform sensing based on the flight information.

なお、ドローン管理端末200には、キーボードやタッチパネル等の入力部、ディスプレイ等の出力部を備えるラップトップ・コンピュータやタブレット端末を用いることができる。 As the drone management terminal 200, a laptop computer or tablet terminal having an input unit such as a keyboard or a touch panel and an output unit such as a display can be used.

好ましくは、ドローン管理端末200は、NDVIマップ生成部23bが生成したNDVIマップ、最適解生成部23dが生成した散布情報、飛行プログラム生成部23eが生成した飛行情報等を画面表示することができる。例えば、散布情報や飛行情報をNDVIマップに重畳させて表示することにより、農業従事者は、圃場の現況と、これから実施する散布作業と、を容易に比較検討することができる。 Preferably, the drone management terminal 200 can display the NDVI map generated by the NDVI map generation unit 23b, the spray information generated by the optimum solution generation unit 23d, the flight information generated by the flight program generation unit 23e, and the like on the screen. For example, by superimposing the spraying information and the flight information on the NDVI map and displaying them, the agricultural worker can easily compare and examine the current state of the field and the spraying work to be carried out.

さらに、ドローン管理端末200は、表示された散布情報や飛行情報の修正手段を提供することができる。例えば、散布情報であれば各区画における農薬等の種類や量、飛行情報であれば各区画の飛行順序等を修正するためのインタフェースを提供する。これにより、機械学習による推定に加え、農業従事者独自の知見や好みなどを散布に反映させることができる。ドローン管理端末200は、修正された散布情報や飛行情報を記憶部22に格納する。 Further, the drone management terminal 200 can provide a means for correcting the displayed spraying information and flight information. For example, in the case of spraying information, an interface for modifying the type and amount of pesticides in each section, and in the case of flight information, the flight order of each section is provided. As a result, in addition to estimation by machine learning, the knowledge and preferences unique to agricultural workers can be reflected in the spraying. The drone management terminal 200 stores the modified spraying information and flight information in the storage unit 22.

図3は、本発明の実施の形態1におけるスマート農業支援システム1000の動作を示すフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the smart agriculture support system 1000 according to the first embodiment of the present invention.

S101:ドローン管理端末200で、マルチスペクトルカメラ搭載ドローン100の飛行情報を作成する(自動航行)。又は、パイロットの手動操作により圃場の上空を飛行する(手動航行)。
マルチスペクトルカメラ搭載ドローン100は飛行しながら圃場を撮影し、センシングを行う。マルチスペクトルカメラ搭載ドローン100はデータキューブ・イメージを生成し、通信回線150を介してドローン管理端末200に送信する。
S101: The drone management terminal 200 creates flight information of the drone 100 equipped with a multispectral camera (automatic navigation). Alternatively, the pilot manually operates to fly over the field (manual navigation).
The drone 100 equipped with a multi-spectral camera captures a field while flying and performs sensing. The drone 100 equipped with a multispectral camera generates a data cube image and transmits it to the drone management terminal 200 via the communication line 150.

S102:NDVI値算出部23aは、受信したデータキューブ・イメージを分析し、NDVI値を算出する。
NDVIマップ生成部23bが、NDVI値を計算処理し、作物の生育状況等を色付け等によって可視化したNDVIマップを生成する。ドローン管理端末200が、NDVIマップを表示する。
S102: The NDVI value calculation unit 23a analyzes the received data cube image and calculates the NDVI value.
The NDVI map generation unit 23b calculates and processes the NDVI value, and generates an NDVI map in which the growth status of the crop is visualized by coloring or the like. The drone management terminal 200 displays the NDVI map.

S103:最適解生成部23dは、機械学習部23cが植生ビッグデータを使用して生成した学習モデルに基づき、圃場のNDVI値等に応じた最適な散布条件を推定する。最適解生成部23dは、推定した散布条件をドローン管理端末200に表示する。 S103: The optimum solution generation unit 23d estimates the optimum spraying conditions according to the NDVI value of the field and the like based on the learning model generated by the machine learning unit 23c using the vegetation big data. The optimum solution generation unit 23d displays the estimated spraying conditions on the drone management terminal 200.

S104:農業従事者は、ドローン管理端末200に表示された散布条件を確認し、必要に応じ手動で修正する。ドローン管理端末200は、散布条件の修正を受け付ける。最適解生成部23dは、承認された散布条件を散布情報として出力する。 S104: The agricultural worker confirms the spraying conditions displayed on the drone management terminal 200, and manually corrects them if necessary. The drone management terminal 200 accepts modifications of the spraying conditions. The optimum solution generation unit 23d outputs the approved spraying conditions as spraying information.

S105:通信部21は、飛行情報及び散布情報を散布用ドローン300に送信する。散布用ドローン300は、受信した飛行情報に従って圃場上空を飛行し、散布情報に従って農薬等を散布する。 S105: The communication unit 21 transmits flight information and spraying information to the spraying drone 300. The spraying drone 300 flies over the field according to the received flight information, and sprays pesticides and the like according to the spraying information.

本実施の形態によれば、スマート農業支援システム1000は、マルチスペクトルカメラ搭載ドローン100が収集した圃場の状況に基づき、農薬等の最適な散布条件を、植生ビッグデータを利用した機械学習により自動的に推定する。これにより、従来、熟練した農業従事者の経験に基づく知恵と勘が必要とされていたドローンによる散布条件の決定を容易に実施することができる。 According to this embodiment, the smart agriculture support system 1000 automatically sets the optimum application conditions for pesticides and the like by machine learning using vegetation big data, based on the field conditions collected by the drone 100 equipped with a multispectral camera. Estimate to. This makes it possible to easily determine the spraying conditions by the drone, which conventionally required wisdom and intuition based on the experience of skilled farmers.

<実施の形態2>
実施の形態2では、区画ごとに散布条件が異なる場合における散布用ドローン300の具体的な制御手法について説明する。
図5は、本発明の実施の形態2におけるスマート農業支援システム1000の動作を示すフローチャートである。S201からS205までは、実施の形態1におけるS101からS105までと同様であるため、説明を省略する。
<Embodiment 2>
In the second embodiment, a specific control method of the spraying drone 300 when the spraying conditions are different for each section will be described.
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the smart agriculture support system 1000 according to the second embodiment of the present invention. Since S201 to S205 are the same as S101 to S105 in the first embodiment, the description thereof will be omitted.

S206:ドローン管理端末200は、飛行情報及び散布情報を、通信回線250を介して散布用ドローン300に送信する。ここで、飛行情報には、例えば散布用ドローン300が経由すべき座標点のセットが含まれる。散布情報には、例えば農薬又は肥料等の単位区画あたりの噴射又は吐出量が含まれる。 S206: The drone management terminal 200 transmits flight information and spraying information to the spraying drone 300 via the communication line 250. Here, the flight information includes, for example, a set of coordinate points to be passed through by the spraying drone 300. The spraying information includes the injection or discharge amount per unit section of, for example, pesticides or fertilizers.

S207:散布用ドローン300は受信した飛行情報に従って、すなわち飛行情報で指定された座標点を順に経由しながら航行し、農薬又は肥料等の散布を行う。 S207: The spraying drone 300 navigates according to the received flight information, that is, sequentially passing through the coordinate points specified in the flight information, and sprays pesticides, fertilizers, and the like.

航行中、散布用ドローン300は、現在どの区画の上空を航行しているかを常に認識する。これは、散布用ドローン300の位置情報と、予め定義された区画情報(各区画の座標値の範囲)と、を比較することにより行われる。 During navigation, the spraying drone 300 is always aware of which section it is currently sailing over. This is done by comparing the position information of the spraying drone 300 with the predefined section information (range of coordinate values of each section).

散布用ドローン300は、現在航行中の区画における散布情報、つまり単位区画あたりの散布量を取得する。そして、当該区画で規定量を散布するため、飛行速度か、ノズル又はスキッドからの単位時間あたりの農薬又は肥料等の噴射又は吐出量か、のいずれかを調整する。すなわち、ノズル又はスキッドからの単位時間あたりの農薬又は肥料等の噴射又は吐出量を一定としつつ、飛行速度を変更することにより、規定の散布量を実現する。又は、飛行速度を一定としつつ、ノズル又はスキッドからの単位時間あたりの農薬又は肥料等の噴射又は吐出量を変更することにより、規定の散布量を実現する。いずれの方式を採用するかを農業従事者に選択させても良い。 The spraying drone 300 acquires spraying information in the currently navigating section, that is, the amount of spraying per unit section. Then, in order to spray the specified amount in the section, either the flight speed or the injection or discharge amount of pesticides or fertilizers per unit time from the nozzle or skid is adjusted. That is, the specified spraying amount is realized by changing the flight speed while keeping the injection or discharge amount of pesticides or fertilizers per unit time from the nozzle or skid constant. Alternatively, the specified spraying amount is realized by changing the injection or discharge amount of pesticides or fertilizers per unit time from the nozzle or skid while keeping the flight speed constant. Agriculturalists may be allowed to choose which method to adopt.

本実施の形態によれば、スマート農業支援システム1000は、区画ごとに農薬等の散布量が指定されている場合、飛行速度か、ノズル又はスキッドからの単位時間あたりの農薬又は肥料等の噴射又は吐出量か、のいずれかを自動的に調整する。これにより、所定量の農薬等の散布を自律的かつ容易に行うことができる。 According to the present embodiment, when the amount of pesticide or the like to be sprayed is specified for each section, the smart agricultural support system 1000 is capable of injecting pesticide or fertilizer or the like per unit time from the flight speed or nozzle or skid. Either the discharge rate is automatically adjusted. This makes it possible to autonomously and easily spray a predetermined amount of pesticides and the like.

最後に、図4のチャートを用いて、本実施の形態1及び実施の形態2にかかるスマート農業支援システム1000と従来システムとの相違点について整理する。
STEP1において、システムは、マルチスペクトルカメラ搭載ドローンを用いて圃場をセンシングする。STEP2において、システムは、圃場のセンシング結果をソフトウェアにより解析し、NDVI値の算出と植生マップ(NDVIマップ)の作成を実施する。これらは両システムに共通の処理である。
Finally, using the chart of FIG. 4, the differences between the smart agriculture support system 1000 and the conventional system according to the first embodiment and the second embodiment will be summarized.
In STEP 1, the system senses the field using a drone equipped with a multispectral camera. In STEP2, the system analyzes the field sensing results with software, calculates the NDVI value, and creates a vegetation map (NDVI map). These are processes common to both systems.

一方、スマート農業支援システム1000は、STEP2において、機械学習により最適な散布条件(散布すべき農薬等の種類、量、区画)を推定する。また、STEP3では、スマート農業支援システム1000は、システムが推定した散布条件の手動修正を受け付ける。他方、従来システムは、このような構成を有しておらず、散布条件を人が決定する。 On the other hand, the smart agriculture support system 1000 estimates the optimum spraying conditions (type, amount, plot of pesticides to be sprayed) by machine learning in STEP2. Further, in STEP3, the smart agricultural support system 1000 accepts manual correction of the spraying conditions estimated by the system. On the other hand, the conventional system does not have such a configuration, and the spraying conditions are determined by a person.

ステップ4においては、スマート農業支援システム1000は、システムにより決定された散布条件及び飛行条件に基づいて散布用ドローン300を制御する。すなわち、散布用ドローン300は、散布条件及び飛行条件に基づいて自律的に飛行及び散布を行う。なお、自律飛行中に突風が吹いた場合や障害物を発見した場合等に、例えば、薬剤散布を自動制御にした状態で急遽飛行制御を手動にすること、あるいは飛行速度を自動制御にした状態で飛行ルートを手動制御に切り替えることなども可能である。これに対し、従来システムでは、すべて手動操作または飛行速度や薬剤散布量は一定の自律的な飛行及び散布を行う。 In step 4, the smart agricultural support system 1000 controls the spray drone 300 based on the spray conditions and flight conditions determined by the system. That is, the spraying drone 300 autonomously flies and sprays based on the spraying conditions and the flight conditions. In addition, when a gust of wind blows during autonomous flight or when an obstacle is found, for example, the flight control is suddenly set to manual with the drug spraying set to automatic control, or the flight speed is set to automatic control. It is also possible to switch the flight route to manual control with. On the other hand, in the conventional system, all manual operations or autonomous flight and spraying with a constant flight speed and chemical spray amount are performed.

換言すれば、スマート農業支援システム1000は、ドローンが収集した圃場作物情報を単に提供するという従来のレベルに留まらず、圃場作物情報に基づいて、農薬等の散布に関する最適かつ具体的な提案を行うことができる。また、生成した提案に基づき、自律的に散布を行うことができる。 In other words, the smart agriculture support system 1000 goes beyond the conventional level of simply providing the field crop information collected by the drone, and makes optimal and concrete proposals regarding the spraying of pesticides, etc. based on the field crop information. be able to. In addition, it can be sprayed autonomously based on the generated proposal.

以上の通り、本発明の実施の形態について説明したが、スマート農業支援システム1000の具体的な構成は上述した実施に形態に限られるものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。本発明の範囲内で、実施の形態の任意の構成要素を均等物により置換したり、省略したりすることができる。また、発明の趣旨を損なわない範囲で、任意の処理を置換、省略し、又は順序を入れ替えて実行することができる。 As described above, the embodiment of the present invention has been described, but the specific configuration of the smart agriculture support system 1000 is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the spirit. Is. Within the scope of the present invention, any component of the embodiment may be replaced or omitted with an equivalent. Further, any process can be replaced, omitted, or the order can be changed as long as the gist of the invention is not impaired.

例えば、上述の実施の形態では、学習用データとして、ドローンにより取得したNDVI値などを使用したが、農業従事者により地上で確認された圃場作物情報など、機械学習に使用可能な任意のデータを使用することができる。 For example, in the above-described embodiment, the NDVI value acquired by the drone is used as the learning data, but any data that can be used for machine learning, such as the field crop information confirmed on the ground by the farmer, can be used. Can be used.

100 マルチスペクトルカメラ搭載ドローン
150 無線通信回線
300 散布用ドローン
250 無線通信回線
200 ドローン管理端末
21 通信部
22 記憶部
23 制御部
23a NDVI値算出部
23b NDVIマップ生成部
23c 機械学習部
23d 最適解生成部
23e 飛行プログラム生成部
400 ネットワーク
1000 スマート農業支援システム


100 Drone with multi-spectral camera 150 Wireless communication line 300 Spraying drone 250 Wireless communication line 200 Drone management terminal 21 Communication unit 22 Storage unit 23 Control unit 23a NDVI value calculation unit 23b NDVI map generation unit 23c Machine learning unit 23d Optimal solution generation unit 23e Flight Program Generator 400 Network 1000 Smart Agricultural Support System


Claims (7)

散布用ドローンと、
ドローン管理端末と、を含み、
前記ドローン管理端末は、
圃場におけるNDVI値と、前記圃場への散布材の散布量と、の相関性を学習した学習モデルを有する機械学習部と、
散布対象の前記圃場における現在の前記NDVI値を算出するNDVI値算出部と、
前記現在のNDVI値を入力し、前記学習モデルに従って前記散布剤の散布量の最適値を推定し、散布対象の前記圃場への前記散布剤の散布量を定義した散布情報を出力する最適解生成部と、を含み、
前記散布用ドローンは、
前記散布情報に従って、散布対象の前記圃場に前記散布量の前記散布剤を散布する
スマート農業支援システム。
With a drone for spraying
Including drone management terminal
The drone management terminal is
A machine learning unit having a learning model that learned the correlation between the NDVI value in the field and the amount of the spraying material sprayed on the field.
An NDVI value calculation unit that calculates the current NDVI value in the field to be sprayed, and
Optimal solution generation that inputs the current NDVI value, estimates the optimum value of the spraying amount of the spraying agent according to the learning model, and outputs the spraying information that defines the spraying amount of the spraying agent to the field to be sprayed. Including the part
The spraying drone is
A smart agriculture support system that sprays the spraying agent in the spraying amount to the field to be sprayed according to the spraying information.
散布対象の前記圃場をマルチスペクトルカメラでセンシングし、センシングデータを前記ドローン管理端末に送信するマルチスペクトルカメラ搭載ドローンをさらに含み、
前記NDVI値算出部は、前記センシングデータに基づいて前記NDVI値を算出する
請求項1記載のスマート農業支援システム。
Further including a drone equipped with a multispectral camera that senses the field to be sprayed with a multispectral camera and transmits the sensing data to the drone management terminal.
The smart agricultural support system according to claim 1, wherein the NDVI value calculation unit calculates the NDVI value based on the sensing data.
前記ドローン管理端末は、散布対象の前記圃場における飛行ルートを定義した飛行情報を生成及び出力する飛行プログラム生成部をさらに有し、
前記散布用ドローンは、前記飛行情報に基づいて飛行し、前記散布を行う
請求項1記載のスマート農業支援システム。
The drone management terminal further has a flight program generation unit that generates and outputs flight information that defines a flight route in the field to be sprayed.
The smart agricultural support system according to claim 1, wherein the spraying drone flies based on the flight information and performs the spraying.
前記散布用ドローンは、前記散布情報に基づいて、飛行速度又は単位時間あたりの散布量を調整する
請求項1記載のスマート農業支援システム。
The smart agricultural support system according to claim 1, wherein the spraying drone adjusts the flight speed or the spraying amount per unit time based on the spraying information.
散布対象の前記圃場は複数の区画を有しており、
前記最適解生成部は、前記散布情報を前記区画ごとに生成する
請求項1記載のスマート農業支援システム。
The field to be sprayed has a plurality of plots and has a plurality of plots.
The smart agricultural support system according to claim 1, wherein the optimum solution generation unit generates the spraying information for each section.
散布対象の圃場における現在のNDVI値を算出するステップと、
前記現在のNDVI値を入力するステップと、
圃場におけるNDVI値と、前記圃場への散布材の散布量と、の相関性を学習した学習モデルに従って前記散布剤の散布量の最適値を推定するステップと、
散布対象の前記圃場への前記散布剤の散布量を定義した散布情報を散布用ドローンに対し出力するステップと、を含む
スマート農業支援方法。
Steps to calculate the current NDVI value in the field to be sprayed,
The step of inputting the current NDVI value and
A step of estimating the optimum value of the spraying amount of the spraying agent according to a learning model that learned the correlation between the NDVI value in the field and the spraying amount of the spraying material on the field.
A smart agricultural support method including a step of outputting spraying information defining a spraying amount of the spraying agent to the field to be sprayed to a spraying drone.
散布対象の前記圃場への前記散布剤の散布量を定義した散布情報散布情報に基づいて、散布用ドローンの飛行速度又は単位時間あたりの散布量を調整するステップを含む
スマート農業支援方法。


Spraying information that defines the spraying amount of the spraying agent to the field to be sprayed A smart agricultural support method including a step of adjusting the flight speed of the spraying drone or the spraying amount per unit time based on the spraying information.


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