JP6862299B2 - 圃場の空撮システム - Google Patents

Description

本発明は、圃場の空撮システムに関する。

従来、圃場を空撮する技術として、特許文献１に示すものが知られている。
特許文献１の判別方法では、圃場を空撮した奥行きの情報を含む画像データを取得し、取得した前記画像データから果樹の高さ方向の凹凸を示す凹凸データを生成し、生成した凹凸データに基づいて果樹の樹間、および、圃場の果樹の本数を算出し、算出した樹間と、記憶部に記憶した果樹種ごとの基準凹凸データに基づく樹間とを比較して、生成した凹凸データの果樹種を特定し、特定した果樹種および算出した本数に基づいて、圃場の果樹種および果樹の本数を判別している。

特開２０１７−８３３５８号公報

特許文献１では、圃場を空撮した画像データから果樹の本数を算出しているが、空撮時において適正に画像データが得られない場合に、正しいデータとして解析することができないのが実情である。画像データが適正でない場合は、圃場の撮像を再び行うといった取り直しが必要である。
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、圃場を撮像した画像について適正に評価を行うことによって画像の取り直し等を低減することができる圃場の空撮システムを提供することを目的とする。

この課題を解決するための本発明の技術手段は、以下に示す点を特徴とする。
圃場の空撮システムは、マルチコプターに設けられ且つ圃場を撮像する撮像装置と、少なくとも前記撮像装置の撮像時における照度を検出する照度検出装置と、前記マルチコプターによって圃場上を飛行して前記撮像装置によって圃場を撮像したときの複数の撮像画像と、前記複数の撮像画像のそれぞれに対して撮像時の前記照度検出装置が検出した照度と、を対応付けて記憶する記憶部と、前記撮像時における照度に基づいて、前記撮像装置における撮像の評価を行う撮像評価部と、前記圃場で作付した作物を前記撮像装置によって撮像した複数の撮像画像に基づいて、作物の生育マップを作成する生育マップ作成部と、を備え、前記撮像評価部は、前記飛行後に、前記複数の撮像画像に対応する前記複数の照度のそれぞれが第１閾値以上であるか否かを判断し、前記複数の照度が前記第１閾値以上である場合に良好であると判断し、前記複数の照度のうち前記第１閾値未満の照度が存在する場合は不良であると判断する。

圃場の空撮システムは、前記撮像評価部による評価を表示する表示装置を備えている。
圃場の空撮システムは、前記マルチコプターの傾きを検出する傾き検出装置を備え、前記撮像評価部は、前記撮像装置で撮像を行った際に前記複数の照度が前記第１閾値以上且つ前記傾き検出装置で検出された複数の傾きが第２閾値以下である場合に、前記良好であると判断する。
圃場の空撮システムは、測位衛星の信号に基づいて前記マルチコプターの位置を検出する位置検出装置と、前記撮像装置で撮像した撮像画像と前記位置検出装置で検出された位置とを対応付ける画像処理部と、を備え、前記撮像評価部は、前記画像処理部において前記撮像画像と前記位置との対応付けが行われているか否かに基づいて評価を行う。

圃場の空撮システムは、前記撮像装置で撮像した撮像画像に基づいて、前記圃場に散布する散布物の散布量を設定する散布設定部を備えている。

本発明によれば、圃場を撮像した画像について適正に評価を行うことによって画像の取り直し等を低減することができる。

農業支援システムを示す図である。 設定画面Ｔ１を示す図である。 遂行評価の各項目の関係を示す図である。 評価画面Ｔ２を示す図である。 評価画面Ｔ３を示す図である。 撮像画像の評価のフローを示す図である。 生育マップＭ１を示す図である。 設定画面Ｔ４を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、圃場の空撮システムを含む農業支援システムを示している。図１では、圃場の空撮システムを含む農業支援システムを示しているが、圃場の空撮システムと農業支援システムとは別体のシステムとして独立してもよい。
まず、農業支援システムについて説明する。農業支援システムは、農作業を支援するシステムである。農業支援システムは、コンピュータを備えている。コンピュータは、例えば、農家、営農会社等に設置された固定型の管理コンピュータ１ａと、管理コンピュータ１ａ等が接続可能なサーバ１ｂとを含んでいる。管理コンピュータ１ａは、例えば、管理者や作業者等に割り当てられたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）である。

サーバ１ｂは、作業計画を設定可能である。作業計画とは、農業におけるリモートセンシングの作業（農作業）の計画である。リモートセンシングの作業（農作業）とは、例えば、圃場のセンシング作業、作物のセンシング作業等であり、より詳しくは、圃場の撮像、作物の撮像等である。
サーバ１ｂは、作業計画を設定する計画設定部１０を備えている。計画設定部１０は、サーバ１ｂに設けられた電気・電子部品、電気回路、当該サーバ１ｂに格納されたプログラム等から構成されている。

例えば、管理コンピュータ１ａがサーバ１ｂにログインすると、当該管理コンピュータ１ａの表示部２０にメニュー等を選択するメニュー画面が表示される。表示部２０は、液晶モニタ等により構成されている。メニュー画面において、所定の操作が行われると、管理コンピュータ１ａは、サーバ１ｂに対して、作業計画の作成の要求を行う。サーバ１ｂの計画設定部１０は、図２に示すような作業計画を立てるための設定画面Ｔ１を管理コンピュータ１ａに表示する。設定画面Ｔ１では、圃場又は圃場の作物を空撮する農作業の作業計画を設定する。即ち、設定画面Ｔ１では、図１に示すような無人飛行体（マルチコプター）３０で圃場上を飛行して空撮する農作業の作業計画を設定する。説明の便宜上、空撮する農作業のことを「空撮作業」といい説明を進める。

設定画面Ｔ１は、圃場を表示する圃場表示部５０と、日付を表示する日付表示部５１と、作業時間を表示する時間表示部５２と、作業表示部５３とを有している。圃場表示部５０は、サーバ１ｂ又は管理コンピュータ１ａに予め登録された圃場名が表示される。日付表示部５１は、予め設定された日数の日付等が表示される。
時間表示部５２は、日付表示部５１の日付に対応していて、当該日付表示部５１で示された１日の中で、空撮作業を行う時間帯（空撮を開始する開始時間から空撮を終了する終了時間）を表示する。時間表示部５２をマウス、キーボード等の入力インターフェースを用いて選択可能であり、当該時間表示部５２に表示された時間帯は変更可能である。作業表示部５３は、時間表示部５２の周りに表示されていて、空撮作業が予定されていることを示す情報（例えば、空撮予定）であることを表示する。なお、この実施形態では、時間表示部５２の周りに作業表示部５３を表示していたが、設定画面Ｔ１に作業表示部５３を表示して、空撮予定の作業計画であることを把握できるようにしてもよい。

即ち、計画設定部１０は、作業計画として、予め定められた時間帯と時間帯に行う空撮作業とを含む計画を設定し、設定された作業計画（圃場、日付、時間帯、空撮予定）等は、サーバ１ｂに設けられた不揮発性の記憶部１１又は管理コンピュータ１ａに設けられた不揮発性の記憶部２１に記憶される。
図１に示すように、サーバ１ｂは、気象情報取得部１３を備えている。気象情報取得部１３は、サーバ１ｂに設けられた電気・電子部品、電気回路、当該サーバ１ｂに格納されたプログラム等から構成されている。気象情報取得部１３は、外部のネットワーク（ＷＡＮ等）を介して、気象庁のサーバ等に接続し、当該気象庁が提供する気象情報を取得する
。或いは、気象情報取得部１３は、気象情報を提供する気象情報提供会社等のサーバにアクセスすることによって、気象情報を取得したり、その他の情報提供会社が提供する気象情報を取得する。なお、気象情報の取得の方法は限定されない。

気象情報取得部１３が取得する気象情報は、例えば、所定地域及び時刻（時間）等に対応して、風向、風速、気温、湿度、晴れ、曇り、雨、雷、雪、降雨量、降雪量、降水確率、気圧、気圧配置等である。気象情報取得部１３が取得する気象情報は、数分、数十分、数時間、数日後等に予測される情報（天気予報）、現在の時刻（現時点）での情報であってもよい。少なくとも気象情報取得部１３は、作業計画で示された空撮作業を行う日付、又は、時間帯の気象情報を取得する。気象情報取得部１３が取得した気象情報は、記憶部１１に記憶される。

図１に示すように、サーバ１ｂは、遂行評価部１４を備えている。遂行評価部１４は、サーバ１ｂに設けられた電気・電子部品、電気回路、当該サーバ１ｂに格納されたプログラム等から構成されている。
遂行評価部１４は、気象情報取得部１３が取得した気象情報に基づいて、空撮作業（農作業）の遂行に関する評価（遂行評価）を行う。この実施形態では、遂行評価部１４は、計画設定部１０で設定した作業計画における空撮作業の遂行に関する評価（遂行評価）を行う。

遂行評価部１４は、まず、遂行評価を行うに際して、サーバ１ｂの記憶部１１又は管理コンピュータ１ａの記憶部２１を参照して、評価を行う作業計画の抽出（圃場、日付、時間帯）を実行する。また、遂行評価部１４は、抽出した作業計画で示された圃場、日付、時間帯に対応する気象情報をサーバ１ｂの記憶部１１から抽出する。なお、遂行評価部１４は、作業計画に対応する気象情報が記憶部１１に記憶されていない場合、或いは、記憶部１１に記憶された気象情報が過去に発表されたデータである場合等は、気象情報の取得を気象情報取得部１３に要求して、気象情報取得部１３を介して作業計画に対応する気象情報を取得する。

遂行評価部１４は、気象情報の取得後、例えば、作業計画の空撮作業で示された時間帯において空撮作業の遂行が適しているか否かを気象情報から判断する。ここで、無人飛行体３０における圃場の空撮において、１つの圃場を撮像するに際しては、撮像途中での天気の移り変わると（１つの圃場に対して撮像を開始してから撮像を終了するまでの間に雲等による影が圃場に移ってしまう）、撮像画像に影響するため、リモートセンシングの精度が低下する。そのため、遂行評価部１４は、所定の圃場において、空撮作業を行う時間帯に天候の移り変わりに基づいて、遂行に関する評価を行う。

遂行評価部１４は、例えば、所定の圃場における地域において、当該地域の時間帯に晴れが続くのか否か（空撮作業の開始から終了までの時間帯は晴れが続くか否か）、又は、曇りが続くのか否か（空撮作業の開始から終了までの時間帯は曇りが続くか否か）を、気象情報に含まれる天気予報から判断する。
具体的には、図３に示すように、遂行評価部１４は、空撮作業を行う時間帯において晴れが続く場合、又は、雲が続く場合は、遂行評価は良「○」と判定する。晴れとは、全天のうち雲量が２０％未満、雲とは雲量が全天の８０％であるが、この数値は限定されない。

また、遂行評価部１４は、空撮作業の時間帯に千切れ雲が発生する場合、小雨が続く場合は、遂行評価は可「△」と判定する。千切れ雲とは、全天のうち雲量が２０％〜８０％、小雨は３時間当たりの降水量が０．５ｍｍ未満であるが、この数値は限定されない。
また、遂行評価部１４は、空撮作業の時間帯に雨が続く場合、遂行評価は不良「×」と判定する。雨とは、３時間当たりの降水量が０．５ｍｍ以上であるが、この数値は限定されない。

また、遂行評価部１４は、空撮作業の時間帯における風速によっても遂行評価を行う。遂行評価部１４は、空撮作業の時間帯における風速が１０．０ｍ／ｓ以下である場合、遂行評価を良「○」と判定し、空撮作業の時間帯における風速が１０．０ｍ／ｓ超える場合、遂行評価を不良「×」と判定する。なお、上述した風速は一例であって、１０．０ｍ／
ｓに限定されない。

遂行評価部１４は、天気（晴れ、雲り、雨等）から判定した遂行評価と、風速から判定した遂行評価とから、総合的な遂行評価を行う。図３に示すように、遂行評価部１４は、風速による遂行評価が不良「×」と判定した場合、天気による遂行評価が良「○」、可「△」のいずれであっても、総合の遂行評価（総合評価という）は不良「×」と判定する。また、遂行評価部１４は、天気による遂行評価が不良「×」と判定した場合、風速による遂行評価が良「○」であっても、総合評価は、不良「×」と判定する。即ち、遂行評価部１４は、２つの評価項目（天気、風）のうち、評価の悪い方を総合評価に適用する。

なお、上述した実施形態では、遂行評価部１４は、作業計画の空撮作業に示された時間帯に対して評価を行っているが、これに加え、作業計画の空撮作業に示された時間帯以外の時間に対して遂行評価を行ってもよい。例えば、４／３０の「９時〜１２時」が空撮予定であったとしても、それ以外の時間「０時〜８時、１３時〜２４時」について、遂行評価部１４は、気象情報に基づいて遂行評価を行う。この場合、遂行評価部１４は、２４時間における遂行評価を行う。また、上述した実施形態では、雨（降雨量）に基づいて評価を行っているが、降雪量によって評価を行ってもよい。

農業支援システムは、評価表示部を備えている。評価表示部は、サーバ１ｂに設けられた液晶モニタ等から構成された表示部、管理コンピュータ１ａの表示部２０から構成されている。評価表示部は、遂行評価部１４が行った評価を表示する。例えば、評価表示部２０は、設定画面Ｔ１と共に遂行評価部１４が行った遂行評価を表示する。
具体的には、図２に示すように、設定画面Ｔ１において、評価ボタン５４が入力インタフェース等によって選択されると、当該遂行評価部１４は設定画面Ｔ１の日付表示部５１に対応した時間表示部５２に表示された時間帯に対して、空撮作業の遂行評価を実行する。そして、評価表示部２０は、時間表示部５２の上又は下に遂行評価の結果を示す結果表示部５５を表示する。結果表示部５５には、総合評価が表示される。

したがって、評価表示部２０によって、空撮作業の作業計画上に、遂行評価が表示されるため、空撮作業の作業計画を立てながら作業計画を構築することができる。
なお、上述した実施形態では、設定画面Ｔ１と共に総合評価を表示していたが、設定画面Ｔ１とは別の評価画面Ｔ２に遂行評価を表示してもよい。例えば、設定画面Ｔ１において、圃場表示部５０に示された圃場（圃場名）を、入力インタフェース等を用いて選択すると、図４に示すように評価表示部２０は、設定画面Ｔ１とは別の評価画面Ｔ２を表示する。

評価画面Ｔ２は、日時表示部６１と、天気表示部６２と、風速表示部６３と、降水表示部６４と、降雪表示部６５と、結果表示部５５とを有している。日時表示部６１は、日付及び時間（時刻）を表示する。なお、日時表示部６１において表示する時刻は、１時間毎であっても３時間毎であってよく、限定されない。
天気表示部６２、風速表示部６３、降水表示部６４、降雪表示部６５は、それぞれ日時表示部６１に表示された時刻に対応する天気、風速、降水量、降雪量を表示する。結果表示部５５は、天気表示部６２、風速表示部６３、降水表示部６４、降雪表示部６５のそれぞれに表示された天気、風速、降水量、降雪量に基づいて、遂行評価部１４が評価を行った総合評価を表示する。

上述した実施形態では、空撮作業の作業計画が表示された設定画面Ｔ１において、評価ボタン５４を選択することにより作業計画（空撮作業）の遂行の評価を表示していたが、これに代えて、作業計画を設定していない状況下で、管理コンピュータ１ａの表示部２０に評価ボタン５４を表示して、当該評価ボタン５４を選択した場合に空撮作業で遂行できるか否かの評価及び表示を行ってもよい。

以上によれば、農業支援システムは、気象情報取得部１３と、遂行評価部１４と、評価表示部２０と、を備えている。これによれば、気象情報取得部１３が取得した気象情報を用いて、空撮作業等の評価を遂行評価部１４によって評価することができ、管理者や作業者等は、遂行評価部１４によって評価した結果を、マルチコプター３０によって行う農作業を実行する前に把握することができる。また、農業支援システムが計画設定部１０を有
している場合は、気象情報を用いて、予め計画設定部１０で設定された作業計画に関する評価を遂行評価部１４によって評価することができる。

遂行評価部１４は、気象情報に含まれる風速、天気の予測に基づいて、作業計画、又は、空撮作業の遂行が適しているか否かの評価を行う。評価表示部２０は、作業計画毎、又は、空撮作業毎に遂行が適しているか否かを表示する。したがって、管理者や作業者等は、マルチコプター３０によって農作業を行う前に、風速、天気等の予測によってマルチコプター３０が飛行して作業計画を遂行できるかを把握することができる。

計画設定部１０は、予め定められた時間帯と時間帯に行う農作業とを対応させた作業計画を設定し、評価遂行部１４は、時間帯毎に農作業の遂行が適しているか否かの評価を行う。管理者や作業者は、作業計画で示された時間帯毎に農作業の遂行が判断できるため、評価結果によって柔軟に農作業を行うことができる。例えば、ある時間帯では作業計画が遂行できない評価が示されたとしても、他の時間帯で作業計画が遂行できる場合には、他の時間帯の作業計画を優先して行うことができる。特に、複数の圃場に対して複数の時間帯に対応する作業計画がある場合には、農作業を行える圃場及び時間帯から優先して作業を行い、フレキシブルに農作業を変更することができる。

計画設定部１０は、マルチコプター３０によって圃場の空撮を行う作業計画を設定し、評価表示部２０は、空撮の作業計画に対応させて評価を表示する。作業計画が空撮である場合には、圃場の空撮を判断することができる。
次に、圃場の空撮システムについて説明する。
圃場の空撮システムは、圃場を空撮するシステムであって、例えば、マルチコプター等の無人飛行体によって圃場を空撮する。まず、無人飛行体の１つであるマルチコプターについて説明する。

図１に示すように、マルチコプター３０は、本体３０ａと、本体３０ａに設けられたアーム３０ｂと、アーム３０ｂに設けられた回転翼３０ｃと、本体３０ａに設けられたスキッド３０ｄとを有している。回転翼３０ｃは、飛行するための揚力を発生させる装置で、回転力を付与するロータとローラの駆動によって回転するブレード（プロペラ）とを含んでいる。マルチコプター３０は、図示省略の蓄電池（バッテリ）等を備え、蓄電池の電力によってロータが回転する。

圃場の空撮システムは、マルチコプター３０に設けられた撮像装置３０ｅを備えている。撮像装置３０ｅは、ＣＣＤカメラ、赤外線カメラ等で構成され、本体３０ａの下部に着脱自在に取り付けられている。したがって、マルチコプター３０を圃場上に飛行させながら、撮像装置３０ｅによって圃場を空撮することができる。例えば、圃場の上空約１００ｍの高さから、マルチコプター３０の撮像装置３０ｅによって、圃場の断片画像を数十枚〜数百枚撮像する。空撮した複数枚の画像、即ち、撮像装置３０ｅで撮像した複数枚の画像（撮像画像）は、マルチコプター３０に設けられた記憶部３０ｇに記憶される。マルチコプター３０の記憶部３０ｇに記憶された複数枚の撮像画像は、ＵＳＢメモリ、ＳＤカード等の電子記憶媒体３１に転送され、当該電子記憶媒体３１に記憶される。

なお、マルチコプター３０は、位置検出装置４０と、画像処理部４１とを有していることが好ましい。位置検出装置４０は、衛星測位システムによって自己の位置（緯度、経度を含む測位情報）を検出する装置である。即ち、位置検出装置４０は、測位衛星から送信された信号（測位衛星の位置、送信時刻、補正情報等）を受信し、受信した信号に基づいて位置（緯度、経度）を検出する。位置検出装置４０は、測位衛星からの信号を受信可能な基地局（基準局）からの補正等の信号に基づいて補正した位置を、自己の位置（緯度、経度）として検出してもよい。

画像処理部４１は、マルチコプター３０に設けられたＣＰＵ等の演算部に格納されたプログラム、演算部等を構成する電気・電子部品等で構成されている。画像処理部４１は、撮像装置３０ｅで撮像した撮像画像と位置検出装置４０で検出されたマルチコプター３０の位置（機械位置）とを対応付ける。画像処理部４１は、例えば、撮像装置３０ｅにおける撮像動作時の機械位置と撮像画像とを対応付ける。即ち、位置検出装置４０は、少なくとも１枚の撮像画像毎に機械位置を対応付ける。撮像画像と機械位置とは画像データとし
て記憶部３０ｇに記憶される。

以上のように、圃場上をマルチコプター３０で飛行しながら空撮することによって、圃場又は圃場に作付けされた作物の撮像画像を取得することができる。また、機械位置が対応付けられた撮像画像を取得することができる。
さて、圃場の空撮システムは、空撮した撮像画像に対して評価を行うことが可能なシステムである。

図１に示すように、圃場の空撮システムは、撮像評価部１８と、表示装置１９と、照度検出装置４２とを備えている。
照度検出装置４２は、照度を検出する装置であって、少なくとも撮像装置３０ｅの撮像時における照度を検出する装置である。例えば、照度検出装置４２は、マルチコプター３０の本体３０ａ、例えば、本体３０ａの上部又は側部に設けられている。照度検出装置４２は、撮像装置３０ｅの撮像時に本体３０ａの外部（マルチコプター３０の外部）における照度を検出する。例えば、マルチコプター３０の記憶部３０ｇには、撮像装置３０ｅの撮像の開始から撮像の終了までの期間（撮像期間）における照度検出装置４２によって検出された照度（照度値）が記憶される。

そして、撮像の終了後に、電子記憶媒体３１をドローン３０に設けたデータ出力部４３に接続すると、マルチコプター３０の記憶部３０ｇに記憶された照度を示すデータ（照度データ）と撮像画像とは、撮像データとして電子記憶媒体３１に転送され、当該電子記憶媒体３１に記憶される。即ち、撮像を開始してから終了するまでの撮像期間における照度値と撮像画像とが電子記憶媒体３１に記憶される。

なお、照度データ、撮像画像及びマルチコプター３０の位置を撮像データとしいてもよい。また、撮像時において、１枚の撮像画像を撮像する毎に、当該１枚の撮像画像と照度検出装置４２で検出した照度とを対応付けて、撮像画像毎に少なくとも１つの照度を対応付けて記憶部３０ｇ及び電子記憶媒体３１に記憶してもよい。
撮像評価部１８は、撮像装置３０ｅの撮像時における照度に基づいて、撮像装置３０ｅにおける撮像の評価を行う。表示装置１９は、撮像評価部１８が行った評価を表示する。

撮像評価部１８及び表示装置１９は、管理コンピュータ１ａ、管理コンピュータ１ａとは別に空撮サービス会社等に設置された固定型の管理コンピュータ１ｃ、空撮を行う作業者等が所持する管理コンピュータ１ｄ等に設けられている。この実施形態では、撮像評価部１８及び表示装置１９は、管理コンピュータ１ｄに設けられている。
管理コンピュータ１ｄは、携帯可能な端末（携帯端末）であって、例えば、スマートフォン、タブレット、ＰＤＡ等のである。撮像評価部１８は、管理コンピュータ１ｄに設けられた電気・電子部品、電気回路、当該管理コンピュータ１ｄに格納されたプログラム等から構成されている。表示装置１９は、管理コンピュータ（携帯端末）１ｄに設けられた液晶パネル等で構成されたモニタである。

圃場の空撮を終了後、管理コンピュータ１ｄに対して所定の動作を行うと、図５に示すように、撮像評価部１８は、当該コンピュータ１ｄのモニタ等で構成された表示装置１９に評価画面Ｔ３を表示する。評価画面Ｔ３は、読み込みボタン７０と、評価ボタン７１と、メッセージ部７２、データ表示部７３とを有している。読み込みボタン７０は、撮像データを読み込むボタンであって、電子記憶媒体３１をコンピュータ１ｄに接続した状態で、当該読み込みボタン７０を選択すると、評価画面Ｔ３に電子記憶媒体３１に格納されている撮像データのファイル名が表示され、一覧表から所定の撮像データのファイル名を選択することによって、撮像データは管理コンピュータ１ｄに送信される。データ表示部７３は、照度、撮像画像等の読み込まれたデータを表示する。管理コンピュータ１ｄが撮像データの取得後、評価ボタン７１を選択すると、撮像評価部１８は、取得した撮像データの評価を実行する。

撮像評価部１８は、撮像データに含まれる照度データ（照度値）と、予め定められた照度閾値とを比較し、照度値が第１閾値以上であるか否かを判定する。第１閾値とは、撮像画像に対して所定の分析（解析）を適正に実行可能な照度を有する画像であるかを判断する値であって、例えば、作物の生育に用いられる植生指数（ＤＶＩ、ＲＶＩ、ＮＤＶＩ、
ＧＮＤＶＩ、ＳＡＶＩ、ＴＳＡＶＩ、ＣＡＩ、ＭＴＣＩ、ＲＥＰ、ＰＲＩ、ＲＳＩなど）による解析を行った場合に、解析値によって生育が適正に判断できるかを基準として決められた照度である。なお、第１閾値は、上述した植生指数に限定されず、解析手法によって要求される照度が第１閾値として設定される。

撮像評価部１８は、撮像開始から撮像終了までの撮像期間において、全ての照度値が第１閾値以上である場合、撮像画像は良好であると評価を行う。そして、撮像評価部１８は、評価が良好である（撮像画像が良好に撮影されている）ことを示す情報として、メッセージ部７２に、例えば、「品質ＯＫ」を表示させる。
一方、撮像評価部１８は、撮像期間において、照度値が第１閾値未満であるものが存在した場合、撮像画像は不良であると評価を行う。そして、撮像評価部１８は、評価が不良である（撮像画像が良好に撮影することができなかった）ことを示す情報として、メッセージ部７２に、例えば、「品質ＮＧ」を表示させる。

以上のように、圃場の空撮システムは、撮像装置３０ｅと、照度検出装置４２と、撮像評価部１８とを備えている。これによれば、空撮作業後に撮像装置３０ｅによって撮像した画像の評価を、空撮作業時に検出した照度検出装置４２の照度を用いて撮像評価部１８によって直ぐに行うことができる。即ち、空撮作業において撮像開始から撮像終了までの撮像期間における照度値が第１閾値以上で高い場合は、撮像画像は解析に適した画像であることを把握することができる。

圃場の空撮システムは、撮像評価部１８による評価を表示する表示装置１９を備えている。空撮作業後に表示装置１９に表示された評価を見ることによって、空撮作業のやり直しが必要か否かを即座に把握することができる。
また、撮像時におけるマルチコプター３０の傾きによって撮像画像の評価を行ってもよい。図１に示すように、圃場の空撮システムは、傾き検出装置４４を備えている。傾き検出装置４４は、マルチコプター３０の傾きを検出する装置である。傾き検出装置４４は、ジャイロセンサや加速度センサ等の慣性計測装置であって、本体３０ａに設けられている。傾き検出装置４４は、少なくとも撮像装置３０ｅにおける撮像が開始されると、マルチコプター３０の本体３０ａの傾き等を検出する。傾き検出装置４４は、撮像装置３０ｅにおける撮像が終了すると、マルチコプター３０の本体３０ａの傾き等の検出を終了する。記憶部３０ｇは、撮像期間における傾き検出装置４４によって検出された傾き（ジャイロセンサの検出値、加速度センサの検出値）が撮像データとして記憶される。

撮像評価部１８は、傾き検出装置４４で検出された傾き（傾き値という）及び照度に基づいて、撮像装置３０ｅにおける撮像の評価を行う。具体的には、撮像評価部１８は、撮像期間における撮像データにおいて、傾き検出装置４４で検出された傾き値が閾値以下（第２閾値以下）であるか否かを判定する。第２閾値とは、撮像装置３０ｅによって圃場を直上から撮像した状態に対してどの程度、撮像装置３０ｅが傾いているかを判断する。例えば、理想状態における圃場の水平面と撮像装置３０ｅの光軸とのなす角が９０度（９０ｄｅｇ）であれば、撮像装置３０ｅが圃場を直上から撮像した状態であり、撮像は理想的に行われている。一方、例えば、圃場の水平面と撮像装置３０ｅの光軸とのなす角が４５度（４５ｄｅｇ）であれば、撮像装置３０ｅが圃場を斜めから撮像した状態である。このようなことから、第２閾値は、圃場の水平面に対する撮像装置３０ｅの光軸の角度等の関係から設定されており、当該第２閾値は、撮像画像から圃場の状態を解析（分析）であるかに基づいて設定される。第２閾値は、例えば、植生指数等による解析を行った場合に、解析値によって生育が適正に判断できるかを基準として決められた傾きである。第２閾値は、上述した植生指数に限定されず、解析手法によって要求される傾きが第２閾値として設定される。

撮像評価部１８は、撮像期間において、全ての傾き値が第２閾値以下である場合、撮像画像は良好であると評価を行う。撮像評価部１８による傾き値を用いた評価は、上述した照度を同様に表示装置１９（評価画面Ｔ３）のメッセージ部７２に表示される。
なお、マルチコプター３０は、圃場の上空で旋回と直進とを繰り返しながら、撮像を行う場合がある。このような場合は、撮像評価部１８は、マルチコプター３０を操作する外
部コントローラから当該マルチコプター３０に入力された操作信号及び／又は傾き値から旋回であるか否かを判断し、旋回中の傾き値以外の傾き値（直進の傾き値）を用いて、撮像画像が良好であるか否かを判断してもよい。

また、撮像画像と位置検出装置４０で検出した機械位置とが対応付けられているか否かで評価を行ってもよい。撮像評価部１８は、画像処理部４１において撮像画像と機械位置との対応付けが行われているか否かに基づいて評価を行う。具体的には、撮像評価部１８は、少なくとも撮像期間における撮像データにおいて、少なくとも撮像画像毎に、機械位置が対応付けられているか否かを判定する。例えば、撮像評価部１８は、撮像期間において、全ての撮像画像に機械位置が対応付けられている場合、撮像画像は良好であると評価を行う。撮像評価部１８による機械位置を用いた評価は、上述した照度値及び傾き値と同様に表示装置１９（評価画面Ｔ３）のメッセージ部７２に表示される。

図６は、撮像評価部１８における撮像画像の評価の手順をまとめたフローである。図６に示すように、管理コンピュータ１ｄに撮像データを読み込んだ後、所定の操作が行われると、撮像評価部１８による評価が実行される（Ｓ１）。撮像評価部１８は、撮像データに含まれる照度値が第１閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ２）。照度値が第１閾値以上でない場合（Ｓ２、Ｎｏ）、撮像評価部１８は、撮像画像は不良であると評価する（Ｓ５）。

一方、照度値が第１閾値以上である場合（Ｓ２、Ｙｅｓ）、撮像評価部１８は、撮像データに含まれる傾き値が第２閾値以下であるか否かを判定する（Ｓ３）。傾き値が第２閾値以下でない場合（Ｓ３、Ｎｏ）、撮像評価部１８は、撮像画像は不良であると評価する（Ｓ５）。
また、撮像データに含まれる傾き値が第２閾値以下である場合（Ｓ３、Ｙｅｓ）、撮像評価部１８は、撮像データに含まれる機械位置と撮像画像とが対応付けられているか否かを判断する（Ｓ４）。機械位置と撮像画像とが対応付けられていない場合（Ｓ４、Ｎｏ）、撮像評価部１８は、撮像画像は不良であると評価する（Ｓ５）。また、機械位置と撮像画像とが対応付けられている場合（Ｓ４、Ｙｅｓ）、撮像評価部１８は、撮像画像は良好であると評価する（Ｓ６）。

以上によれば、撮像時における照度値が第１閾値以上、傾きが第２閾値以下、全ての撮像画像に対して機械位置が対応付けられている場合、撮像画像は良好であると評価することができる。
上述した実施形態では、撮像画像の評価は、照度値、傾き及び機械位置を用いて行っているが、少なくとも照度値による評価を行えばよく傾き及び機械位置による評価は行わなくてもよい。言い換えれば、撮像画像の評価は、照度値、傾き及び機械位置の全てについて行っても良いし、照度値のみ、或いは、照度値及び傾き、照度値及び機械位置で行ってもよい。

さて、圃場の空撮システムは、生育マップ作成部４５を備えている。生育マップ作成部４５は、管理コンピュータ１ａ、固定型の管理コンピュータ１ｃ、管理コンピュータ１ｄ等に設けられている。この実施形態では、生育マップ作成部４５は、管理コンピュータ１ｄに設けられているとして説明を進める。
具体的には、生育マップ作成部４５は、管理コンピュータ１ｄに設けられた電気・電子部品、電気回路、当該管理コンピュータ１ｄに格納されたプログラム等から構成されている。

生育マップ作成部４５は、撮像装置３０ｅによって撮像した撮像画像に基づいて、作物の生育マップを作成する。具体的には、生育マップ作成部４５は、撮像画像を解析することで植生指数等を求め、図７に示すように、植生指数の分布を撮像画像で示された圃場マップ上に示すことで生育マップＭ１を作成する。なお、図７では植生指標の値に対応して、グループ（ランク）等を示す数値（１〜５）を割り当てている。なお、生育マップ作成部４５の作成は、上述した例に限定されない。

空撮作業の終了後に、表示装置１９は、図７に示すような生育マップＭ１を表示する。したがって、圃場の空撮システムでは、空撮作業後に撮像画像から生育マップを作成する
ことから、空撮作業直後に圃場における作物の生育の状態を確認することができる。
図１に示すように、圃場の空撮システムは、散布設定部４６を備えていてもよい。散布設定部４６は、管理コンピュータ１ａ、固定型の管理コンピュータ１ｃ、管理コンピュータ１ｄ等に設けられている。この実施形態では、散布設定部４６は、管理コンピュータ１ｄに設けられているとして説明を進める。

具体的には、散布設定部４６は、管理コンピュータ１ｄに設けられた電気・電子部品、電気回路、当該管理コンピュータ１ｄに格納されたプログラム等から構成されている。
散布設定部４６は、撮像画像に基づいて圃場に散布する散布物の散布量を設定する。散布物とは、肥料、薬剤等である。具体的には、散布設定部４６は、生育マップ作成部４５に作成された生育マップ等を用いて、肥料の散布量（施肥量）を設定する。

管理コンピュータ１ｄに対して所定の操作が行われると、図８に示すように、当該管理コンピュータ１ｄの表示装置１９は、施肥を設定する設定画面Ｔ４を表示する。
設定画面Ｔ４は、生育マップＭ１を表示する第１マップ表示部８０と、散布量を設定する設定部８１と、散布量（施肥量）を示す散布量マップ（施肥マップ）Ｍ２を表示する第２マップ表示部８１とを有している。設定部８１には、生育マップＭ１において示された植生指標のグループ（グループ１〜グループ５）が表示され、入力部８１ａにグループ１〜グループ５に対応して散布量を入力可能である。入力部８１ａに散布量が入力されると、第２マップ表示部８１には、入力部８１ａに入力された散布量に対応するグループ（グループ１〜グループ５）が表示される。

したがって、圃場の空撮システムでは、空撮作業後に撮像画像から圃場に散布する散布物の散布量を設定することができる。特に、生育マップＭ１から施肥マップＭ２を作成することができるため、空撮作業の終了後に、生育マップＭ１及び施肥マップＭ２を見ながら次の農作業である施肥について検討することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ａ 管理コンピュータ
１ｂ サーバ
１ｃ 管理コンピュータ
１ｄ 管理コンピュータ
１０ 計画設定部
１１ 記憶部
１３ 気象情報取得部
１４ 遂行評価部
１５ 評価表示部２０
１８ 撮像評価部
１９ 表示装置
２０ 表示部
２１ 記憶部
３０ 無人飛行体（マルチコプター）
３０ａ 本体
３０ｂ アーム
３０ｃ 回転翼
３０ｄ スキッド
３０ｅ 撮像装置
３０ｇ 記憶部
４０ 位置検出装置
４１ 画像処理部
４２ 照度検出装置
４３ データ出力部
４４ 傾き検出装置
４５ 生育マップ作成部
４６ 散布設定部
５０ 圃場表示部
５１ 日付表示部
５２ 時間表示部
５３ 作業表示部
５４ 評価ボタン
５５ 結果表示部
６１ 日時表示部
６２ 天気表示部
６３ 風速表示部
６４ 降水表示部
６５ 降雪表示部
７０ 読み込みボタン
７１ 評価ボタン
７２ メッセージ部
Ｔ１ 設定画面
Ｔ２ 評価画面
Ｔ３ 評価画面
Ｔ４ 設定画面

Claims (5)

1. マルチコプターに設けられ且つ圃場を撮像する撮像装置と、
   少なくとも前記撮像装置の撮像時における照度を検出する照度検出装置と、
   前記マルチコプターによって圃場上を飛行して前記撮像装置によって圃場を撮像したときの複数の撮像画像と、前記複数の撮像画像のそれぞれに対して撮像時の前記照度検出装置が検出した照度と、を対応付けて記憶する記憶部と、
   前記撮像時における照度に基づいて、前記撮像装置における撮像の評価を行う撮像評価部と、
   前記圃場で作付した作物を前記撮像装置によって撮像した複数の撮像画像に基づいて、作物の生育マップを作成する生育マップ作成部と、
   を備え、
   前記撮像評価部は、前記飛行後に、前記複数の撮像画像に対応する前記複数の照度のそれぞれが第１閾値以上であるか否かを判断し、前記複数の照度が前記第１閾値以上である場合に良好であると判断し、前記複数の照度のうち前記第１閾値未満の照度が存在する場合は不良であると判断する圃場の空撮システム。
2. 前記撮像評価部による評価を表示する表示装置を備えている請求項１に記載の圃場の空撮システム。
3. 前記マルチコプターの傾きを検出する傾き検出装置を備え、
   前記撮像評価部は、前記撮像装置で撮像を行った際に前記複数の照度が前記第１閾値以上且つ前記傾き検出装置で検出された複数の傾きが第２閾値以下である場合に、前記良好であると判断する請求項１又は２に記載の圃場の空撮システム。
4. 測位衛星の信号に基づいて前記マルチコプターの位置を検出する位置検出装置と、
   前記撮像装置で撮像した撮像画像と前記位置検出装置で検出された位置とを対応付ける画像処理部と、
   を備え、
   前記撮像評価部は、前記画像処理部において前記撮像画像と前記位置との対応付けが行われているか否かに基づいて評価を行う請求項１〜３のいずれかに記載の圃場の空撮システム。
5. 前記撮像装置で撮像した撮像画像に基づいて、前記圃場に散布する散布物の散布量を設定する散布設定部を備えている請求項１〜４のいずれかに記載の圃場の空撮システム。

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