JP2024066544A - 営農支援プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 生育状況の的確な把握を実現することである。【解決手段】 画面１００を構成するのは、品種１０１、圃場名１０２、植生指数（ＮＤＶＩ）１０３、植生画像（ＮＤＶＩ画像）１０４、開張幅１０５、及び、擬似画像１０６である。開張幅１０５で示されるのは、植物の開張幅であり、それに対応するのは、植生指数である。擬似画像１０６で示されるのは、植生の擬似状況であり、それに対応するのは、植生指数である。【選択図】 図３

Description

本発明が関係するのは、営農支援プログラムである。

従来から農業で求められているのは、営農支援の自動化である。我が国では、農業従事
者の数が次第に減少していることから、営農支援の自動化は、急務である。そのため、様
々な情報処理装置が開発されている。具体的には、以下のとおりである。

特許文献１で開示されるのは、農作業支援システムである。このシステムで実行される
のは、画像認識及び出力である。すなわち、衛星画像データの波長成分が用いられること
で認識されるのは、作物品種の生育状態である。また、当該生育状態が用いられることで
出力されるのは、管理対象圃場毎の作業内容である。

特許文献２で開示されるのは、植生指標算出装置である。この装置で算出されるのは、
農作物の植生指標であり、その際に用いられるのは、上空画像である。当該上空画像に含
まれるのは、農作物の画像である。

特許文献３で開示されるのは、施肥機制御システムである。このシステムで制御される
のは、施肥機の位置であり、その際に用いられるのは、ドローンカメラ画像である。すな
わち、当該カメラ画像が用いられることで判定されるのは、農作物の生育良否である。こ
の生育良否が用いられることで推測されるのは、生育不良の農作物の位置である。当該位
置が用いられることで特定されるのは、施肥機の位置である。

特許第４８７３５４５号 特許第６６３１７４７号 国際公開ＷＯ２０１９／０６４４５５

本発明が解決しようとする課題は、生育状況の的確な把握の実現である。言い換えると
、植生指標（ＮＤＶＩ）又は植生指標画像（ヒートマップ）が表示されただけでは、生育
状況が把握し難い。

＜第１の観点＞生育状況を的確に把握するため、営農支援プログラムによって処理装置
が実行するのは、出力処理である。当該処理によって、出力装置で出力されるのは、植物
の開張幅である。当該開張幅が出力される条件は、植生指標又は植生画像が出力されるこ
とである。別の視点から、前記開張幅が出力される際に用いられるのは、植生指標である
。

＜第２の観点＞生育状況を直観的に把握するため、営農支援プログラムによって処理装
置が実行するのは、出力処理である。当該処理によって、出力装置で出力されるのは、植
物の擬似画像である。当該擬似画像が出力される条件は、植生指標又は植生画像が出力さ
れることである。別の視点から、前記擬似画像が出力される際に用いられるのは、植生指
標である。

＜第３の観点＞生育状況を精度良く把握するため、営農支援プログラムによって処理装
置が実行するのは、出力処理である。当該処理によって、出力装置で出力されるのは、補
正後植生指標である。当該補正後植生指標が出力される際に用いられるのは、定植後日数
である。

本発明が可能にするのは、生育状況の的確な把握の実現である。

営農支援システムの一実施の形態の構成である。 ハードウエア構成の一例である。 画面仕様の一例である。 擬似画像の一例であって、（ａ）植生指数が０．８５以上の擬似画像であり、（ｂ）植生指数が０．２０以下の擬似画像である。 営農支援のコンテキストである。 営農支援のデータフローである。 植生演算のデータフローである。 補正後植生指数及び開張幅の関係の一例である。

＜営農支援システム＞営農支援システムとは、複数の装置の組合せであって、その用途
が営農支援であるものをいう。図１で示すのは、営農支援システムの一実施の形態の構成
である。営農支援システム１で電子的に実現されるのは、営農支援の全部又は一部である
。営農支援システム１を構成するのは、撮影装置１０、管理装置２０、及び、利用者装置
３０である。これらの装置を接続するのは、通信回線である。本実施の形態で採用するの
は、クライアント‐サーバ型システムであるが、本発明で排除されないのは、スタンドア
ロン型システムである。

＜撮影装置＞撮影装置１０の用途は、撮影である。撮影装置１０が実装されているのは
、人工衛星１０ａ、飛翔体（例えば、ヘリコプタやドローン等）１０ｂ、又は、圃場の監
視設備１３ｃである。撮影装置１０で俯瞰的に撮影されるのは、圃場であり、かつ、出力
されるのは、圃場画像である。撮影装置１０を運用するのは、撮影者（例えば、衛星運用
者など）である。撮影者が兼務しうるのは、後述の管理者及び利用者である。

＜管理装置＞管理装置とは、情報処理装置であって、それを操作するのが管理者（例え
ば、農業サービス提供者など）であるものをいう。前記管理装置を例示すると、サーバ端
末などである。

図２で示すのは、ハードウエア構成の一例である。管理装置２０を構成するのは、コン
ピュータの基本要素であり、具体的には、入力装置２１、出力装置２２、通信装置２３、
主記憶装置２４、補助記憶装置２５、及び、処理装置２６である。これらの装置を接続す
るのは、システムバスである。

＜利用者装置＞利用者装置とは、情報処理装置であって、それを操作するのが利用者（
例えば、農業法人の従業員や個人農家など）であるものをいう。前記利用者装置を例示す
ると、スマートフォンやタブレット端末などである。利用者装置３０を構成するのは、コ
ンピュータの基本要素である。

＜入力装置＞入力装置２１の用途は、入力である。入力装置２１は、汎用されており、
例示すると、キーボード、ポインティングデバイス、コードリーダ、ＩＣリーダ、ＯＣＲ
やマイクロホン等である。入力装置１２で受け付けるのは、各種データの入力である。

＜出力装置＞出力装置２２の用途は、出力である。出力に含まれるのは、表示、投影、
印刷、その他これらに類する態様である。出力装置２２は、汎用されており、例示すると
、ディスプレイモニタ、プリンタ、プロジェクタ等である。出力装置２２で出力されるの
は、各種データである。

＜通信装置＞通信装置２３の用途は、通信である。通信に含まれるのは、公衆回線通信
及び専用回線通信である。通信装置２３は、汎用されており、例示すると、Ｗｉ－Ｆｉ（
登録商標）モデム、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モデム等である。通信装置１３、２
３で授受されるのは、各種データである。

＜主記憶装置＞主記憶装置２４で一時的に記憶されるのは、各種データである。主記憶
装置２４を例示すると、ＲＡＭ等である。各種データを例示すると、コンピュータ読み取
り可能なプログラム（以下、「プログラム」という。）、演算テーブル、データベース、
入出力値等である。

＜補助記憶装置＞補助記憶装置２５で恒常的に記憶されるのは、各種データである。補
助記憶装置２５を例示すると、ＲＯＭ、ＳＳＤ、ＨＤＤ等である。各種データを例示する
と、コンピュータプログラム、ルックアップテーブル、データベース、入出力値等である
。

＜処理装置＞処理装置２６の用途は、制御及び演算である。処理装置２６を具現化する
のは、ＭＰＵやＣＰＵ等である。処理装置２６で読み出されるのは、コンピュータプログ
ラムであり、それによって実行されるのは、各種処理である。

＜営農支援プログラム＞営農支援プログラムを恒常的に記憶しているのは、補助記憶装
置２５である。営農支援プログラムが読み出される先は、主記憶装置２４である。処理装
置２６で実行されるのは、読み出された営農支援プログラムであり、それによって実現さ
れるのは、以下の処理である。

＜画面仕様＞図３で示すのは、画面仕様の一例である。画面１００が出力されるのは、
営農支援プログラムの実行後である。画面１００を構成するのは、品種１０１、圃場名１
０２、植生指数（ＮＤＶＩ）１０３、植生画像（ＮＤＶＩ画像）１０４、開張幅１０５、
及び、擬似画像１０６である。

品種名１０１で示されるのは、選択された植物の品種名である。品種名を選択する手段
は、利用者装置３０である。選択された品種名を一時的に記憶するのは、主記憶装置２４
である。品種名の候補を恒常的に記憶するのは、補助記憶装置２５である。本実施の形態
で採用するのは、トマトであるが、本発明が排除しないのは、トマト以外の植物である。

圃場名１０２で示されるのは、選択された圃場名である。圃場名を選択する手段は、利
用者装置３０である。選択された圃場名を一時的に記憶するのは、主記憶装置２４である
。圃場名の候補を恒常的に記憶するのは、補助記憶装置２５である。

植生指数１０３で示されるのは、選択された圃場の植生指数である。ここで、植生指数
とは、指標であって、それで示されるのが植生状況であるものいう。この植生状況を例示
すると、植物の量（植生分布）や活力（活性度）などである。本実施の形態で採用するの
は、正規化差植生指数“Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｖｅｇｅｔａｔｉ
ｏｎ Ｉｎｄｅｘ（ＮＤＶＩ）”である。ＮＤＶＩが採りうる値の範囲は、－１．０から
＋１．０まで（－１．０≦ＮＤＶＩ≦１．０）である。植生指数を一時的に記憶するのは
、主記憶装置２４である。

植生画像１０４で示されるのは、可視化された植生指標である。植生画像１０４を構成
するのは、圃場画像１０４ａ、ヒートマップ１０４ｂ、拡大釦１０４ｃ、縮小釦１０４ｄ
、及び、ポインタ１０４ｅである。圃場画像１０４ａは、可視画像であり、その源泉は、
撮影装置１０である。ヒートマップ１０４ｂは、色又はその濃淡であり、そこに反映され
るのは、植生指標である。拡大釦１０４ｃが操作されると、圃場画像１０４ａ及びヒート
マップ１０４ｂが拡大される。縮小釦１０４ｄが操作されると、圃場画像１０４ａ及びヒ
ートマップ１０４ｂが縮小される。ポインタ１０４ｅが操作されると、圃場における位置
が特定される。すなわち、ポインタ１０４ｅが操作されると、植生指数１０３、開張幅１
０５、及び、擬似画像１０６が変動する。これにより、圃場の位置毎に、植物の生育状況
が把握される。

開張幅１０５を出力することで的確に把握されるのは、植物の生育状況である。開張幅
１０５で示されるのは、植物の開張幅であり、それに対応するのは、植生指数である。植
生指数が高いほど、植物の開張幅は、大きい。植生指数が低いほど、植物の開張幅は、小
さい。

擬似画像１０６を出力することで、直覚的に把握されるのは、植物の生育状況である。
擬似画像１０６で示されるのは、植物の擬似的な生育状況であり、それに対応するのは、
植生指数である。図４で示すのは、擬似画像の一例である。図４（ａ）で示すのは、植生
指数が０．８５以上の擬似画像である。当該擬似画像で表現されているのは、繁茂した植
物である。図４（ｂ）で示すのは、植生指数が０．２０以下の擬似画像である。当該擬似
画像で表現されているのは、定植直後の植物である。本実施の形態で採用するのは、写真
である。すなわち、擬似画像を準備するため予め撮影されるのは、植物である。植物が撮
影されるのは、植生指数毎（或いは、定植日からの経過日数。以下、「定植後日数」とい
う。）である。本発明で排除されないのは、写真以外の方式（例えば、写生、イラスト、
模式図、再現画像など）である。

＜営農支援のコンテキスト＞図５で示すのは、営農支援のコンテキストである。圃場画
像、並びに、日付（実時間）、定植日及び品種が入力されると、営農支援が出力される。
圃場画像の源泉は、撮影者である。日付、定植日及び品種の源泉は、利用者である。営農
支援の収容先は、利用者又は管理者である。営農支援に含まれるのは、植生指数、植生画
像、開張幅、及び、擬似画像である。

＜営農支援のデータフロー＞図６で示すのは、営農支援のデータフローである。営農支
援を構成するのは、大まかには、３つの処理であり、具体的には、植生演算Ｐ１、開張幅
演算Ｐ２、及び、擬似画演算Ｐ３である。

＜植生演算Ｐ１＞植生演算Ｐ１で演算されるのは、植生指数及び植生画像である。すな
わち、圃場画像が用いられて得られるのは、植生指数及び植生画像である。図７で示すの
は、植生演算のデータフローである。植生演算Ｐ１を構成するのは、大まかには、指数演
算Ｐ１．１、補正演算１．２及び植生画像演算Ｐ１．３である。これらの演算の説明は、
以下のとおりである。

＜指数演算Ｐ１．１＞補正前植生指数が演算される。すなわち、圃場画像が用いられて
得られるのは、補正前植生指数である。当該補正前植生指数を一時的に記憶するのは、主
記憶装置２４である。この演算は、周知である（特開２００１‐３５７３８０号公報、特
開２００６‐３１４２１５号公報、特開２００７‐１４３４９０号公報、特開２０１０‐
６８７１９号公報、特開２０１２‐１９６１６７号公報、特開２０１５‐１８８３３３号
公報、特開２０１７‐１６９５１１号公報など）である。

＜補正演算Ｐ１．２＞補正後植生指数が演算されることで、精度良く把握されるのは、
植物の生育状況である。補正前植生指数、並びに、日付及び定植日が用いられることで演
算されるのは、補正後植生指数である。補正されない場合、補正後植生指数に等しいのは
、補正前植生指数である。当該補正後植生指数を一時的に記憶するのは、主記憶装置２４
である。それによって、雑草の影響が排除される。数１で示すのは、補正後植生指数ＮＤ
ＶＩ_ａ、補正前植生指数ＮＤＶＩ_ｏ、及び補正定数ｃ（０＜ｃ＜０．４０）の関係であ
る。補正定数ｃは、任意に設定され、その際に考慮するのは、隣り合う畝の間隔（以下、
「畝間」という。）及び土壌の性質の少なくとも一つ以上である。

補正演算Ｐ１．２が実行される条件は、補正前植生指数ＮＤＶＩ_ｏ及び基準植生指数
ＮＤＶＩ_ｓの差分が所定値ｄ（ｄ＞０．２０）より大きいことである。数２で示すのは
、補正前植生指数ＮＤＶＩ_ｏ、基準植生指数ＮＤＶＩ_ｓ及び所定値ｄの関係である。基
準植生指数ＮＤＶＩ_ｓが準備されるのは、定植後日数毎である。定植後日数を得るため
、日付（実時間）から差し引かれるのは、定植日である。所定値ｄを決める際に考慮され
るのは、雑草の有無、雑草の大きさ、畝間、土壌の性質の少なくとも一つ以上である。

＜植生画像演算Ｐ１．３＞植生画像演算が演算される。すなわち、補正後植生指数が用
いられることで演算されるのは、植生画像である。当該植生画像を一時的に記憶するのは
、主記憶装置２４である。この演算は、周知である（特開２００１‐３５７３８０号公報
、特開２００６‐３１４２１５号公報、特開２００７‐１４３４９０号公報、特開２０１
０‐６８７１９号公報、特開２０１２‐１９６１６７号公報、特開２０１５‐１８８３３
３号公報、特開２０１７‐１６９５１１号公報など）である。

＜開張幅演算Ｐ２＞植物の開張幅が演算される。すなわち、補正後植生指数及び品種が
用いられることで演算されるのは、開張幅である。当該開張幅を一時的に記憶するのは、
主記憶装置２４である。当該演算で用いるのは、開張幅テーブルである。当該開張幅テー
ブルで定義されているのは、補正後植生指数及び開張幅の関係である。当該開張幅テーブ
ルが準備されるのは、品種毎である。このテーブルを恒常的に記憶するのは、補助記憶装
置２５である。記憶された開張幅テーブルが読み出される先は、主記憶装置２４である。
図８で示すのは、補正後植生指数及び開張幅の関係の一例である。補正後植生指数及び開
張幅は、相関する。すなわち、補正後植生指数が大きければ、開張幅も大きく、補正後植
生指数が小さければ、開張幅も小さい。本実施の形態で採用するのは、補正後植生指数で
あるが、本発明が排除しないのは、補正前植生指数の採用である。

＜擬似画演算Ｐ３＞擬似画像が演算される。すなわち、補正後植生指数及び品種が用い
られることで演算されるのは、擬似画像である。当該擬似画像を一時的に記憶するのは、
主記憶装置２４である。当該演算で用いるのは、擬似画像テーブルである。当該擬似画像
テーブルで定義されているのは、補正後植生指数及び擬似画像の関係である。当該テーブ
ルが準備されるのは、品種毎である。このテーブルを恒常的に記憶するのは、補助記憶装
置２５である。記憶されたテーブルが読み出される先は、主記憶装置２４である。本実施
の形態で採用するのは、補正後植生指数であるが、本発明が排除しないのは、補正前植生
指数の採用である。

本発明が有用な分野は、農業である。

２６ 処理装置
１０１ 品種
１０３ 植生指数（ＮＤＶＩ）
１０４ 植生画像（ＮＤＶＩ画像）
１０５ 開張幅
１０６ 擬似画像

Claims (2)

1. 営農支援プログラムであって、それによって処理装置が実行するのは、以下の処理である
   ：
   出力：出力されるのは、補正後植生指標であり、その際に用いるのは、定植後日数であ
   る。
2. 請求項１のプログラムであって、
   前記補正植生指標が出力される条件は、植生指標が前記定植後日数における基準指標以
   上であることである。

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