JP6903500B2 - 農業支援システム - Google Patents
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そこで、本発明は上記問題点に鑑み、マルチコプターによって行う農作業を様々な状況に応じて判断しながら適正に行うことができる農業支援システムを提供することを目的とする。
農業支援システムは、マルチコプターによって行う農作業の作業計画を設定する計画設定部と、気象情報を取得する気象情報取得部と、前記気象情報取得部が取得した前記気象情報に基づいて、前記計画設定部で設定した作業計画の遂行に関する評価を行う遂行評価部と、前記遂行評価部による評価を表示する評価表示部と、を備え、前記計画設定部は、圃場又は作物の空撮を行うことを農作業の作業計画として設定し、前記遂行評価部は、前記作業計画に含まれる圃場、日付、時間帯における気象情報を取得し、前記気象情報から前記作業計画である圃場又は作物の空撮の遂行が適しているか否かの評価を行い、前記評価表示部は、前記日付毎又は時間帯毎に遂行が適しているか否かを表示する。
前記遂行評価部は、前記気象情報として風速及び天気の予測を取得し、前記時間帯における風速の大きさに基づいて、前記空撮の遂行についての評価を行い、且つ、前記天気の移り変わりに基づいて前記空撮の遂行についての評価を行い、前記風速の大きさと前記天気の移り変わりとの両方の評価が良い場合に、前記空撮の遂行が適していると判断する。
前記遂行評価部は、前記風速の大きさが閾値以下で且つ前記天気の移り変わりとして、晴れが続く場合又は雲が続く場合は、前記空撮の遂行が適していると判断する。
前記遂行評価部は、前記風速の大きさが閾値以下で且つ前記天気の移り変わりとして、千切れ雲が続く場合、又は、雨が続く場合は、前記空撮の遂行が適していないと判断する。
前記評価表示部は、圃場、日付、時間帯を含む農作業の作業計画を作成する設定画面を表示し、前記設定画面に表示された評価ボタンが選択された場合に、前記作業計画の日付又は時間帯毎に空撮の遂行が適しているか否かの評価を表示する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- マルチコプターによって行う農作業の作業計画を設定する計画設定部と、
気象情報を取得する気象情報取得部と、
前記気象情報取得部が取得した前記気象情報に基づいて、前記計画設定部で設定した作業計画の遂行に関する評価を行う遂行評価部と、
前記遂行評価部による評価を表示する評価表示部と、
を備え、
前記計画設定部は、圃場又は作物の空撮を行うことを農作業の作業計画として設定し、
前記遂行評価部は、前記作業計画に含まれる圃場、日付、時間帯における気象情報を取得し、前記気象情報から前記作業計画である圃場又は作物の空撮の遂行が適しているか否かの評価を行い、
前記評価表示部は、前記日付毎又は時間帯毎に遂行が適しているか否かを表示する農業支援システム。 - 前記遂行評価部は、前記気象情報として風速及び天気の予測を取得し、前記時間帯における風速の大きさに基づいて、前記空撮の遂行についての評価を行い、且つ、前記天気の移り変わりに基づいて前記空撮の遂行についての評価を行い、前記風速の大きさと前記天気の移り変わりとの両方の評価が良い場合に、前記空撮の遂行が適していると判断する請求項1に記載の農業支援システム。
- 前記遂行評価部は、前記風速の大きさが閾値以下で且つ前記天気の移り変わりとして、晴れが続く場合又は雲が続く場合は、前記空撮の遂行が適していると判断する請求項2に記載の農業支援システム。
- 前記遂行評価部は、前記風速の大きさが閾値以下で且つ前記天気の移り変わりとして、千切れ雲が続く場合、又は、雨が続く場合は、前記空撮の遂行が適していないと判断する請求項3に記載の農業支援システム。
- 前記評価表示部は、圃場、日付、時間帯を含む農作業の作業計画を作成する設定画面を表示し、前記設定画面に表示された評価ボタンが選択された場合に、前記作業計画の日付又は時間帯毎に空撮の遂行が適しているか否かの評価を表示する請求項1〜4のいずれかに記載の農業支援システム。
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