JP6836385B2 - 位置特定装置、位置特定方法およびプログラム - Google Patents
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Description
本実施形態では、農地の航空写真と当該農地の区画された部分(以下圃場と記載)の座標データ(経緯度および標高のデータ)との対応関係を取得する技術について説明する。ここでいう農地(圃場)には、農作物を植える前および後(農産物を育成中)の段階のものが含まれる。航空写真を撮影する航空機としては、空中から写真撮影を行える性能を有するものであれば特に限定されない。
図1には、複数の圃場が区画された農場を上空からUAVによって空撮する様子、およびトラクターで計測の対象となる圃場の縁を移動し、その際にGNSSを利用して当該圃場の位置データを取得する様子が概念的に示されている。図1には、ロータで飛行する態様のUAVが示されているが、ロータの数や飛行原理の形態は特に限定されない。
(構成)
図3には、発明を利用した位置特定装置100が示されている。位置特定装置100は、画像データ受付部101、位置データ受付部102、形状データ1検出部103、経路検出部104、対応関係特定部105、圃場の位置特定部106を備えている。位置特定装置100は、CPU、記憶部、各種のインターフェースを備えたコンピュータであり、専用のハードウェアあるいはPC(パーソナルコンピュータ)によって構成されている。PCを用いる場合、上述した機能部の機能を実現するアプリケーションソフトウェアをインストールし、当該アプリケーションソフトウェア起動することで、PCにより位置特定装置100がソフトウェア的に実現される。
以下、位置特定装置100で行われる処理の一例を説明する。まず、位置特定装置100での処理に先立ち、GNSS装置を搭載したトラクターで対象となる圃場の内周縁の部分を走行し、航法衛星を利用した当該圃場の周囲の縁部分の位置データを取得する(図1参照)。ここで得られる位置データは、地図座標系(GNSSシステムで得られる座標系)における緯度・経度・標高の座標データである。
トラクターを圃場の縁に沿って走行させない方法も可能である。この場合、例えば、圃場内をトラクターで特定の経路でGNSSを利用した位置測定を行いながら走行させる。特定の経路としては、直線形状、曲線形状、多角形状、円形状、ジグザグ状、三角波形状、矩形波形状、サイン波形状、渦巻き形状、これらの形状を組み合わせた形状等が挙げられる。この際、トラクターの移動経路の痕跡が圃場に残るようにする。このトラクターの移動経路をGNSSで測定したものが形状データ1となる。
図5には、発明を利用した位置特定装置200が示されている。位置特定装置200は、画像データ受付部201、圃場状態データ記憶部202、圃場状態検出部203、対応関係特定部204、圃場位置特定部205を備えている。装置をどう構成するかの考え方は、第1の実施形態の場合と同じである。本実施形態でもカメラを搭載したUAVを用いる。UAVに関しては、第1の実施形態の場合と同じである。この例では、UAVに搭載するカメラとして撮影画像の波長スペクトルの情報を取得できるマルチスペクトルカメラやハイパースペクトルカメラを用いる。
図6に位置特定装置200で行われる処理の手順の一例を示す。処理が開始されると、まず予め取得しておいた圃場の状態と位置情報が、圃場状態データ記憶部202から取得される(ステップS201)。この処理は、画像データ受付部201で行われる。次に、UAVから空撮で得られた画像データが取得される(ステップS202)。この処理は、圃場状態データ記憶部202で行われる。
第1の実施形態と第2の実施形態を組みわせた態様も可能である。例えば、第1の実施形態において、同じ形状で同じ寸法の圃場が複数ある場合、形状マッチングでは、候補が複数検出され、一つに絞り込めない場合が有り得る。この場合、第2の実施形態における土壌の情報や植生情報を利用して、画像中の圃場とデータベース上の圃場との対応関係を特定する。
図3や図5の位置特定装置を対象となる農地から離れた遠隔地に置き、インターネット回線等を用いて必要なデータをそこに送り、そこで図4や図6の処理を行う形態も可能である。
Claims (6)
- 圃場を上空から撮影した撮影画像の画像データを受け付ける画像データ受付部と、
予め取得された前記圃場の土壌および植生の状態の少なくとも一方のデータと前記圃場の位置データとを関連付けさせたデータを記憶した圃場状態データ記憶部と、
前記撮影画像の表面特徴データから前記圃場の土壌および植生の状態の少なくとも一方のデータを検出する圃場状態検出部と、
前記圃場状態データ記憶部に記憶された予め取得された前記圃場の土壌および植生の状態の少なくとも一方のデータと、前記圃場状態検出部が検出した前記圃場の土壌および植生の状態の少なくとも一方のデータとの対応関係を特定する対応関係特定部と、
前記対応関係特定部が特定した前記対応関係に基づき、上空から撮影された前記圃場の位置を特定する圃場位置特定部と
を備える位置特定装置。 - 前記表面特徴データとして、波長スペクトルデータ、色、質感、模様のデータの一または複数が含まれる請求項1に記載の位置特定装置。
- 前記圃場は、場所により異なる状態を有する複数の部分を有し、
前記圃場状態データ記憶部は、前記複数の部分の組み合わせを記憶し、
前記圃場状態検出部は、前記画像データに基づき、前記複数の部分の組み合わせを検出し、
前記対応関係特定部は、前記圃場状態データ記憶部に記憶された前記組み合わせと、前記圃場状態検出部が検出した前記組み合わせとの対応関係の特定を行う請求項1または2に記載の位置特定装置。 - 前記複数の部分には、異なる複数の植生の部分が含まれ、
前記圃場状態検出部は、前記撮影画像における前記異なる複数の植生の部分の前記表面特徴データに基づき、前記異なる複数の植生に対応した当該圃場の識別情報を検出する請求項1〜3のいずれか一項に記載の位置特定装置。 - 圃場を上空から撮影した撮影画像の画像データを受け付ける画像データ受付ステップと、
予め取得された前記圃場の土壌および植生の状態の少なくとも一方のデータと前記圃場の位置データとを関連付けさせたデータを記憶する圃場状態データ記憶ステップと、
前記撮影画像の表面特徴データから前記圃場の土壌および植生の状態の少なくとも一方のデータを検出する圃場状態検出ステップと、
前記圃場状態データ記憶ステップで記憶された予め取得された前記圃場の土壌および植生の状態の少なくとも一方のデータと、前記圃場状態検出ステップで検出した前記圃場の土壌および植生の状態の少なくとも一方のデータとの対応関係を特定する対応関係特定ステップと、
前記対応関係特定ステップで特定した前記対応関係に基づき、上空から撮影された前記圃場の位置を特定する圃場位置特定ステップと
を有する位置特定方法。 - コンピュータに読み取らせて実行させるプログラムであって、
コンピュータを圃場を上空から撮影した撮影画像の画像データを受け付ける画像データ受付部と、
予め取得された前記圃場の土壌および植生の状態の少なくとも一方のデータと前記圃場の位置データとを関連付けさせたデータを記憶した圃場状態データ記憶部と、
前記撮影画像の表面特徴データから前記圃場の土壌および植生の状態の少なくとも一方のデータを検出する圃場状態検出部と、
前記圃場状態データ記憶部に記憶された予め取得された前記圃場の土壌および植生の状態の少なくとも一方のデータと、前記圃場状態検出部が検出した前記圃場の土壌および植生の状態の少なくとも一方のデータとの対応関係を特定する対応関係特定部と、
前記対応関係特定部が特定した前記対応関係に基づき、上空から撮影された前記圃場の位置を特定する圃場位置特定部として動作させるプログラム。
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