JP6390054B2 - モニタリングシステム - Google Patents
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Description
[1] 位置情報センサを搭載した飛行ロボットと、
飛行ロボットに取り付けられ、観測対象からの反射光、蛍光及び燐光の何れかを含む光に関するスペクトルデータを測定する測定ユニットと、
前記位置情報センサからの位置データと前記測定ユニットで測定したスペクトルデータとを関連付けて格納する格納ユニットと、
検出したい項目のスペクトルパターンを格納する参照ユニットと、
前記格納ユニットに格納されているスペクトルデータと前記参照ユニットに格納されているスペクトルパターンとからマッチングをとって、観測対象にモニタリングしたい項目が存在するか否かを判断し、観測対象中にモニタリングしたい項目が存在する場合には、前記飛行ロボットの飛行計画に利用するために、当該項目が存在する観測対象領域に関するデータを出力する支援ユニットと、
を備える、モニタリングシステム。
[2] 前記飛行ロボットは、
飛行計画に関する情報を記憶する記憶部と、
前記位置情報センサ、ジャイロセンサ及び加速度センサからなるセンサと、
前記センサから出力されたデータと前記記憶部に記憶されている情報とに基づいて、飛行に関する制御を行う制御部と、
を備える、前記[1]に記載のモニタリングシステム。
[3] 前記飛行ロボットは、
飛行計画に関する情報を記憶する記憶部と、
前記位置情報センサ、ジャイロセンサ及び加速度センサからなるセンサと、
前記センサから出力されたデータと前記記憶部に記憶されている情報と前記支援ユニットから出力されたデータとに基づいて、飛行に関する制御を行う制御部と、
を備える、前記[1]に記載のモニタリングシステム。
[4] 前記制御部は、前記飛行ロボットが観測対象上を粗く飛行するモードと、前記飛行ロボットが観測対象上を密に飛行するモードと、に分けて、飛行に関する制御を行う、前記[2]又は[3]に記載のモニタリングシステム。
[5] さらに、スペクトルデータを粗く測定するモードとスペクトルデータを密に測定するモードとを切り換える切換部を有する、前記[1]乃至[4]の何れかに記載のモニタリングシステム。
[6] 前記測定ユニットは、観測対象からの反射光に関するスペクトルデータを測定し、
さらに、観測対象に照射される光のスペクトルデータを収集する基準データ収集ユニットを備える、前記[1]乃至[5]に記載のモニタリングシステム。
[7] 前記基準データ収集ユニットで収集したデータと前記測定ユニットで収集したデータとの時間差による照射光の変化を補正する補正処理ユニットを備える、前記[6]に記載のモニタリングシステム。
[8] 前記スペクトルデータは、可視領域のスペクトルデータと赤外領域のスペクトルデータと紫外領域のスペクトルデータの何れか又はその組み合わせで構成される、前記[1]乃至[7]の何れかに記載のモニタリングシステム。
[9] 飛行ロボットに搭載された光源と、光源からの光を観測対象に照射する照射部と、をさらに備え、
前記測定ユニットは、前記照射部により照射された光が前記観測対象によって反射した光に関するスペクトルデータを測定する、前記[1]乃至[6]の何れかに記載のモニタリングシステム。
[10] 前記測定ユニットは、観測対象からの燐光又は蛍光に関するスペクトルデータを測定する、前記[1]乃至[5]の何れかに記載のモニタリングシステム。
例えば、モニタリングの対象が稲作の状況であり、葉いもち病の発生の有無を判断したい場合には、その特有のスペクトルパターンを格納している(例えば、https://www.naro.affrc.go.jp/project/results/files/tnaes99037-1.gif)。穂いもち病の発生の有無を判断したい場合には、そのスペクトルパターンを格納している。このような指標は、大学の研究室や各種研究機関から発表されている情報を参照することができる(例えば、https://www.naro.affrc.go.jp/project/results/Laboratory/tarc/1999/tohoku99-037.html)し、あらかじめ病気の作物からスペクトルデータを採取して、格納することもできる。
一つの応用例を説明する。図4は、地表面のハイパースペクトルデータを航空写真のように二次元平面に展開して表した図であり、二次元画像データ上に任意の地点(画素)におけるスペクトルのデータを挿入図で対応付けたものである。挿入図の横軸は波長、縦軸はスペクトル強度である。図4に示すように、土地の状態や樹木によって反射光のスペクトルの特性が異なっている。従来のカラーカメラや人間の眼では、草地や道、樹木は、それぞれ赤、緑、青の波長の光の強度の組み合わせが色として認識され、識別することができる。しかし、ハッチングを付した樹木のところにある樹木1と樹木2という別の種類の樹木は、赤、緑、青の波長強度が同じ場合、従来のカラーカメラや人間の眼では、同じ緑色として認識され、識別することができない。ところが、それぞれの地点も、スペクトルデータで比較すると異なっていることが分かる。したがって、それぞれ特徴的なスペクトルを示す地点を画像処理により色分けすることより、どの場所に、どのような品種の樹木が存在するかが分かる。
10:飛行ロボット
11:記憶部
12:センサ
13:制御部
14:駆動部
20:測定ユニット
21:レンズ
22:絞り
23:分光器
24:検出器
25:半円体
26:グレーティング(回折格子)
27:遮光板
28:ラインフォトセンサ(フォトセンサアレイ)
29:ホール
30:格納ユニット
40:参照ユニット
50:支援ユニット
60:基本データ収集ユニット
80:光源
90:照射部
100:照射ユニット
Claims (10)
- 位置情報センサを搭載した飛行ロボットと、
飛行ロボットに取り付けられ、観測対象からの反射光、蛍光及び燐光の何れかを含む光に関するスペクトルデータを測定する測定ユニットと、
前記位置情報センサからの位置データと前記測定ユニットで測定したスペクトルデータとを関連付けて格納する格納ユニットと、
検出したい項目のスペクトルパターンを格納する参照ユニットと、
前記格納ユニットに格納されているスペクトルデータと前記参照ユニットに格納されているスペクトルパターンとからマッチングをとって、観測対象にモニタリングしたい項目が存在するか否かを判断し、観測対象中にモニタリングしたい項目が存在する場合には、前記飛行ロボットの飛行計画に利用するために、当該項目が存在する観測対象領域に関するデータを出力する支援ユニットと、
を備える、モニタリングシステム。 - 前記飛行ロボットは、
飛行計画に関する情報を記憶する記憶部と、
前記位置情報センサ、ジャイロセンサ及び加速度センサからなるセンサと、
前記センサから出力されたデータと前記記憶部に記憶されている情報とに基づいて、飛行に関する制御を行う制御部と、
を備える、請求項1に記載のモニタリングシステム。 - 前記飛行ロボットは、
飛行計画に関する情報を記憶する記憶部と、
前記位置情報センサ、ジャイロセンサ及び加速度センサからなるセンサと、
前記センサから出力されたデータと前記記憶部に記憶されている情報と前記支援ユニットから出力されたデータとに基づいて、飛行に関する制御を行う制御部と、
を備える、請求項1に記載のモニタリングシステム。 - 前記制御部は、前記飛行ロボットが観測対象上を粗く飛行するモードと、前記飛行ロボットが観測対象上を密に飛行するモードと、に分けて、飛行に関する制御を行う、請求項2又は3に記載のモニタリングシステム。
- さらに、スペクトルデータを粗く測定するモードとスペクトルデータを密に測定するモードとを切り換える切換部を有する、請求項1乃至4の何れかに記載のモニタリングシステム。
- 前記測定ユニットは、観測対象からの反射光に関するスペクトルデータを測定し、
さらに、観測対象に照射される光のスペクトルデータを収集する基準データ収集ユニットを備える、請求項1乃至5に記載のモニタリングシステム。 - 前記基準データ収集ユニットで収集したデータと前記測定ユニットで収集したデータとの時間差による照射される光の変化を補正する補正処理ユニットを備える、請求項6に記載のモニタリングシステム。
- 前記スペクトルデータは、可視領域のスペクトルデータと赤外領域のスペクトルデータと紫外領域のスペクトルデータの何れか又は組み合わせで構成される、請求項1乃至7の何れかに記載のモニタリングシステム。
- 飛行ロボットに搭載された光源と、光源からの光を観測対象に照射する照射部と、をさらに備え、
前記測定ユニットは、前記照射部により照射された光が前記観測対象によって反射した光に関するスペクトルデータを測定する、請求項1乃至6の何れかに記載のモニタリングシステム。 - 前記測定ユニットは、観測対象からの燐光又は蛍光に関するスペクトルデータを測定する、請求項1乃至5の何れかに記載のモニタリングシステム。
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