JP7411259B2 - Plant pathology diagnosis system, plant pathology diagnosis method, plant pathology diagnosis device, and drone - Google Patents

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Description

本願発明は、植物の病理診断システム、植物の病理診断方法、植物の病理診断装置、およびドローンに関する。 The present invention relates to a plant pathology diagnosis system, a plant pathology diagnosis method, a plant pathology diagnosis apparatus, and a drone.

一般にドローンと呼ばれる小型ヘリコプター(マルチコプター)の応用が進んでいる。その重要な応用分野の一つとして農地(圃場)への農薬や液肥などの散布が挙げられる(たとえば、特許文献1)。比較的狭い農地においては、有人の飛行機やヘリコプターではなくドローンの使用が適しているケースが多い。 Applications of small helicopters (multicopters), commonly called drones, are progressing. One of its important application fields is the spraying of agricultural chemicals, liquid fertilizers, etc. onto farmland (fields) (for example, Patent Document 1). In relatively small agricultural areas, it is often appropriate to use drones rather than manned airplanes or helicopters.

特許文献2には、飛行中の撮像画像を取得する画像解析手段と、画像解析した手段に基づいて、作物に付着している害虫を検出する害虫検出手段と、害虫が付着している作物の位置情報に基づいて害虫駆除剤を散布するように移動体を制御する移動体制御手段と、を備える移動体制御アプリケーションが開示されている。 Patent Document 2 describes an image analysis means for acquiring captured images during flight, a pest detection means for detecting pests attached to crops based on the image analysis means, and a method for detecting pests attached to crops. A mobile body control application is disclosed that includes a mobile body control means for controlling the mobile body to spray a pest control agent based on position information.

特許公開公報 特開2001-120151Patent publication publication JP2001-120151 特許公報 特許6427301Patent Publication Patent 6427301

作物の病理診断を正確に行う植物の病理診断システムを提供する。 A plant pathological diagnosis system that accurately performs pathological diagnosis of crops is provided.

上記目的を達成するため、本発明の一の観点に係る植物の病理診断システムは、ドローンを圃場の上空に飛行させる飛行制御部と、前記ドローンに搭載され、前記圃場に生育する作物の画像を取得する病理情報取得部と、前記画像に基づいて、前記作物に発生する斑点の大きさ、密度、および数の少なくともいずれかのパラメータを測定する斑点測定部と、前記パラメータの測定結果に基づいて、前記作物が病気か否かの病理判定を行う病理診断部と、を備える。 In order to achieve the above object, a plant pathological diagnosis system according to one aspect of the present invention includes a flight control unit that flies a drone over a field, and a flight control unit that is mounted on the drone and that displays images of crops growing in the field. a pathological information acquisition unit that acquires pathological information; a spot measurement unit that measures at least one parameter of the size, density, and number of spots occurring on the crop based on the image; , and a pathological diagnosis section that performs pathological determination as to whether or not the crop is diseased.

前記圃場における過去の病歴を記憶する病歴記憶部をさらに備え、前記病理診断部は、前記病歴に基づいて前記病理判定を行うものとしてもよい。 The farm may further include a medical history storage section that stores past medical history in the field, and the pathological diagnosis section may perform the pathology determination based on the medical history.

前記病理診断部は、前記圃場の気候情報に基づいて病理判定を行うものとしてもよい。 The pathological diagnosis section may perform pathological determination based on climate information of the field.

前記気候情報は、温度、湿度および風速の少なくともいずれかの情報を含むものとしてもよい。 The climate information may include information on at least one of temperature, humidity, and wind speed.

前記ドローンは赤色光周波数帯域の光量を検出する赤色光カメラを備え、前記病理情報取得部は、前記赤色光カメラにより前記画像を取得するものとしてもよい。 The drone may include a red light camera that detects the amount of light in a red light frequency band, and the pathological information acquisition unit may acquire the image using the red light camera.

前記病理診断部は、前記作物に発生する斑点の形状および大きさの少なくともいずれかに基づいて、前記病気の進行具合を判定するものとしてもよい。 The pathological diagnosis unit may determine the progress of the disease based on at least one of the shape and size of spots appearing on the crop.

前記ドローンはRGBカメラ等の可視光帯域の少なくとも3波長の光量を検出する可視光カメラを備え、前記病理診断部は、前記可視光カメラにより得られる情報に基づいて、前記進行具合を判定するものとしてもよい。 The drone is equipped with a visible light camera such as an RGB camera that detects the amount of light of at least three wavelengths in the visible light band, and the pathological diagnosis section determines the progress based on information obtained by the visible light camera. You can also use it as

前記進行具合に応じて、前記圃場に行うべき対応策を決定する対策決定部をさらに備えるものとしてもよい。 The method may further include a countermeasure determining unit that determines a countermeasure to be taken for the field depending on the progress.

前記対応策は、株元目視確認指示、再撮影、静観、農薬散布、病理葉の除去、病理株の除去、および病理株発生エリアの株の除去、の少なくともいずれかを含むものとしてもよい。 The countermeasures may include at least one of the following: visually confirming the plant, re-photographing, observing, spraying pesticides, removing pathological leaves, removing pathological plants, and removing plants in areas where pathological plants occur.

前記対策決定部は、前記進行具合に応じて、農薬の散布エリアを決定するものとしてもよい。 The countermeasure determining unit may determine a pesticide spraying area depending on the progress.

前記対策決定部は、前記進行具合に応じて、農薬の散布濃度を決定するものとしてもよい。 The countermeasure determining unit may determine the spray concentration of the pesticide depending on the progress.

前記対策決定部は、前記病気の進行具合に応じて散布する農薬の種類を決定するものとしてもよい。 The countermeasure determining unit may determine the type of pesticide to be sprayed depending on the progress of the disease.

前記対策決定部の決定結果を表示部に表示、又は前記ドローンの飛行制御部に送信する結果出力部をさらに備えるものとしてもよい。 The drone may further include a result output unit that displays the determination result of the countermeasure determination unit on a display unit or transmits it to a flight control unit of the drone.

上記目的を達成するため、本発明の別の観点に係る植物の病理診断方法は、ドローンを圃場の上空に飛行させる飛行制御ステップと、前記ドローンに搭載され、前記圃場に生育する作物の画像を取得する病理情報取得ステップと、前記画像に基づいて、前記作物に発生する斑点の大きさ、密度、および数の少なくともいずれかのパラメータを測定する斑点測定ステップと、前記パラメータの測定結果に基づいて、前記作物が病気か否かの病理判定を行う病理診断ステップと、を含む。 In order to achieve the above object, a method for diagnosing plant pathology according to another aspect of the present invention includes a flight control step of flying a drone over a field, and a flight control step of flying a drone over a field; a step of acquiring pathological information; a step of measuring spots, measuring at least one parameter of size, density, and number of spots occurring on the crop based on the image; , a pathological diagnosis step of performing a pathological determination as to whether or not the crop is diseased.

上記目的を達成するため、本発明のさらに別の観点に係る植物の病理診断装置は、圃場の上空を飛行するドローンが取得する、前記圃場に生育する作物の画像に基づいて、前記作物に発生する斑点の大きさ、密度、および数の少なくともいずれかのパラメータを測定する斑点測定部と、前記パラメータの測定結果に基づいて、前記作物が病気か否かの病理判定を行う病理診断部と、を備える。 In order to achieve the above object, a plant pathological diagnosis device according to yet another aspect of the present invention provides a plant pathological diagnosis device based on images of crops growing in the field, which are acquired by a drone flying over the field. a spot measuring section that measures at least one parameter of the size, density, and number of spots; a pathological diagnosis section that makes a pathological determination as to whether or not the crop is diseased based on the measurement results of the parameters; Equipped with

上記目的を達成するため、本発明のさらに別の観点に係るドローンは、ドローンを圃場の上空に飛行させる飛行制御部と、前記圃場に生育する作物の画像を取得する病理情報取得部と、前記画像に基づいて、前記作物に発生する斑点の大きさ、密度、および数の少なくともいずれかのパラメータを測定する斑点測定部と、前記パラメータの測定結果に基づいて、前記作物が病気か否かの病理判定を行う病理診断部と、を備える。 In order to achieve the above object, a drone according to yet another aspect of the present invention includes: a flight control unit that flies the drone over a field; a pathological information acquisition unit that acquires images of crops growing in the field; a spot measuring unit that measures at least one parameter of the size, density, and number of spots appearing on the crop based on an image; and a spot measuring unit that determines whether or not the crop is diseased based on the measurement results of the parameters. A pathological diagnosis section that performs pathological determination.

作物の病理診断を正確に行うことができる。 It is possible to accurately perform pathological diagnosis of crops.

本願発明に係るドローンの平面図である。FIG. 1 is a plan view of a drone according to the present invention. 上記ドローンの正面図である。It is a front view of the said drone. 上記ドローンの右側面図である。It is a right side view of the said drone. 上記ドローンの背面図である。It is a rear view of the said drone. 上記ドローンの斜視図である。It is a perspective view of the above-mentioned drone. 本願発明に係る病理診断システムの全体概念図である。1 is an overall conceptual diagram of a pathological diagnosis system according to the present invention. 上記ドローンが有する機能ブロック図である。It is a functional block diagram that the above-mentioned drone has. 上記病理診断システムが有するドローン、ユーザインターフェース装置、診断装置および計画装置の機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram of a drone, a user interface device, a diagnostic device, and a planning device included in the pathological diagnosis system. 上記病理診断システムにより出力される結果出力画面の別の例である。It is another example of the result output screen output by the said pathological diagnosis system. 上記病理診断システムにより出力される結果出力画面の別の例である。It is another example of the result output screen output by the said pathological diagnosis system. 上記病理診断システムが、作物の病理診断を行うフローチャートである。The above-mentioned pathological diagnosis system is a flowchart for performing pathological diagnosis of crops. 上記ドローンが備える赤色光カメラで、いもち病に感染した稲の葉を撮影して得られる撮影画像のイメージ図である。It is an image diagram of a photographed image obtained by photographing a rice leaf infected with blast disease using a red light camera equipped with the above-mentioned drone.

以下、図を参照しながら、本願発明を実施するための形態について説明する。図はすべて例示である。以下の詳細な説明では、説明のために、開示された実施形態の完全な理解を促すために、ある特定の詳細について述べられている。しかしながら、実施形態は、これらの特定の詳細に限られない。また、図面を単純化するために、周知の構造および装置については概略的に示されている。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. All figures are illustrative. In the detailed description that follows, for purposes of explanation, certain specific details are set forth to facilitate a thorough understanding of the disclosed embodiments. However, embodiments are not limited to these specific details. In other instances, well-known structures and devices are shown schematically in order to simplify the drawings.

まず、本発明にかかるドローンの構成について説明する。本願明細書において、ドローンとは、動力手段(電力、原動機等)、操縦方式(無線であるか有線であるか、および、自律飛行型であるか手動操縦型であるか等)を問わず、複数の回転翼を有する飛行体全般を指すこととする。 First, the configuration of the drone according to the present invention will be explained. In this specification, a drone refers to a drone, regardless of its power means (electric power, prime mover, etc.), control method (wireless or wired, autonomous flight type or manually operated type, etc.). This refers to all flying vehicles with multiple rotary wings.

図1乃至図5に示すように、回転翼101-1a、101-1b、101-2a、101-2b、101-3a、101-3b、101-4a、101-4b(ローターとも呼ばれる)は、ドローン100を飛行させるための手段であり、飛行の安定性、機体サイズ、および、電力消費量のバランスを考慮し、8機(2段構成の回転翼が4セット)備えられている。各回転翼101は、ドローン100の筐体110からのび出たアームにより筐体110の四方に配置されている。すなわち、進行方向左後方に回転翼101-1a、101-1b、左前方に回転翼101-2a、101-2b、右後方に回転翼101-3a、101-3b、右前方に回転翼101-4a、101-4bがそれぞれ配置されている。なお、ドローン100は図1における紙面下向きを進行方向とする。 As shown in FIGS. 1 to 5, the rotary blades 101-1a, 101-1b, 101-2a, 101-2b, 101-3a, 101-3b, 101-4a, 101-4b (also called rotors) are It is a means to fly 100 drones, and is equipped with 8 aircraft (4 sets of two-stage rotor blades), taking into account the balance of flight stability, aircraft size, and power consumption. Each rotor blade 101 is arranged on the four sides of the housing 110 of the drone 100 by an arm extending from the housing 110. In other words, rotary blades 101-1a and 101-1b are located at the left rear in the direction of travel, rotary blades 101-2a and 101-2b are located at the left front, rotary blades 101-3a and 101-3b are located at the right rear, and rotary blade 101- is located at the right front. 4a and 101-4b are placed respectively. Note that the traveling direction of the drone 100 is downward in the plane of the paper in FIG.

回転翼101の各セットの外周には、略円筒形を形成する格子状のプロペラガード115-1,115-2,115-3,115-4が設けられ、回転翼101が異物と干渉しづらくなるようにしている。図2および図3に示されるように、プロペラガード115-1,115-2,115-3,115-4を支えるための放射状の部材は水平ではなくやぐら状の構造である。衝突時に当該部材が回転翼の外側に座屈することを促し、ローターと干渉することを防ぐためである。 Grid-like propeller guards 115-1, 115-2, 115-3, and 115-4, each having a substantially cylindrical shape, are provided around the outer periphery of each set of rotary blades 101 to prevent the rotary blades 101 from interfering with foreign objects. As shown in FIGS. 2 and 3, the radial members for supporting the propeller guards 115-1, 115-2, 115-3, and 115-4 are not horizontal but have a tower-like structure. This is to encourage the member to buckle to the outside of the rotor blade in the event of a collision, and to prevent interference with the rotor.

回転翼101の回転軸から下方には、それぞれ棒状の足107-1,107-2,107-3,107-4が伸び出ている。 Rod-shaped legs 107-1, 107-2, 107-3, and 107-4 extend downward from the rotation axis of the rotor blade 101, respectively.

モーター102-1a、102-1b、102-2a、102-2b、102-3a、102-3b、102-4a、102-4bは、回転翼101-1a、101-1b、101-2a、101-2b、101-3a、101-3b、101-4a、101-4bを回転させる手段(典型的には電動機だが発動機等であってもよい)であり、一つの回転翼に対して1機設けられている。モーター102は、推進器の例である。1セット内の上下の回転翼(たとえば、101-1aと101-1b)、および、それらに対応するモーター(たとえば、102-1aと102-1b)は、ドローンの飛行の安定性等のために軸が同一直線上にあり、かつ、互いに反対方向に回転する。 Motors 102-1a, 102-1b, 102-2a, 102-2b, 102-3a, 102-3b, 102-4a, 102-4b are rotary blades 101-1a, 101-1b, 101-2a, 101- 2b, 101-3a, 101-3b, 101-4a, 101-4b (typically an electric motor, but a motor etc. may also be used), one for each rotor. It is being Motor 102 is an example of a propulsion device. The upper and lower rotary blades (for example, 101-1a and 101-1b) and the corresponding motors (for example, 102-1a and 102-1b) in one set are for the stability of the drone's flight, etc. The axes are colinear and rotate in opposite directions.

ノズル103-1、103-2、103-3、103-4は、散布物を下方に向けて散布するための手段であり4機備えられている。なお、本願明細書において、散布物とは、農薬、除草剤、液肥、殺虫剤、種、および、水などの圃場に散布される液体または粉体を一般的に指すこととする。 Four nozzles 103-1, 103-2, 103-3, and 103-4 are provided as means for spraying the material downward. In the present specification, the term "sprayed material" generally refers to liquid or powder sprayed onto a field, such as agricultural chemicals, herbicides, liquid fertilizers, insecticides, seeds, and water.

タンク104は散布物を保管するためのタンクであり、重量バランスの観点からドローン100の重心に近い位置でかつ重心より低い位置に設けられている。ホース105-1、105-2、105-3、105-4は、タンク104と各ノズル103-1、103-2、103-3、103-4とを接続する手段であり、硬質の素材から成り、当該ノズルを支持する役割を兼ねていてもよい。ポンプ106は、散布物をノズルから吐出するための手段である。 The tank 104 is a tank for storing spray material, and is provided at a position close to and lower than the center of gravity of the drone 100 from the viewpoint of weight balance. Hoses 105-1, 105-2, 105-3, and 105-4 are means for connecting the tank 104 and each nozzle 103-1, 103-2, 103-3, and 103-4, and are made of hard material. The nozzle may also have the role of supporting the nozzle. Pump 106 is a means for discharging the spray from the nozzle.

図6に本願発明に係るドローン100の飛行制御システムの全体概念図を示す。本図は模式図であって、縮尺は正確ではない。同図において、ドローン100、操作器401、小型携帯端末401aが、それぞれ基地局404と接続されていて、操作器401のみが営農クラウド405と接続されているが、接続関係は例示であり、これに限られない。ドローン100、操作器401、小型携帯端末401a、基地局404は、営農クラウド405にそれぞれ接続されている。これらの接続は、Wi-Fiや移動通信システム等による無線通信を行ってもよいし、一部又は全部が有線接続されていてもよい。 FIG. 6 shows an overall conceptual diagram of a flight control system for a drone 100 according to the present invention. This figure is a schematic diagram and is not to scale. In the figure, the drone 100, the controller 401, and the small mobile terminal 401a are each connected to the base station 404, and only the controller 401 is connected to the farming cloud 405, but the connection relationship is for illustrative purposes only. Not limited to. The drone 100, the controller 401, the small mobile terminal 401a, and the base station 404 are each connected to the farming cloud 405. These connections may be made by wireless communication using Wi-Fi, a mobile communication system, or the like, or may be partially or entirely wired.

操作器401は、使用者402の操作によりドローン100に指令を送信し、また、ドローン100から受信した情報(たとえば、位置、散布物の貯留量、電池残量、カメラ映像等)を表示するための手段であり、コンピューター・プログラムを稼働する一般的なタブレット端末等の携帯情報機器によって実現されてよい。操作器401は、ユーザインターフェース装置としての入力部および表示部を備える。本願発明に係るドローン100は自律飛行を行なうよう制御されるが、離陸や帰還などの基本操作時、および、緊急時にはマニュアル操作が行なえるようになっていてもよい。携帯情報機器に加えて、緊急停止専用の機能を有する非常用操作器(図示していない)を使用してもよい。非常用操作器は緊急時に迅速に対応が取れるよう大型の緊急停止ボタン等を備えた専用機器であってもよい。さらに、操作器401とは別に、操作器401に表示される情報の一部又は全部を表示可能な小型携帯端末401a、例えばスマートホンがシステムに含まれていてもよい。また、小型携帯端末401aから入力される情報に基づいて、ドローン100の動作が変更される機能を有していてもよい。小型携帯端末401aは、例えば基地局404と接続されていて、基地局404を介して営農クラウド405からの情報等を受信可能である。 The controller 401 is operated by a user 402 to transmit commands to the drone 100, and also to display information received from the drone 100 (for example, position, stored amount of spray material, remaining battery level, camera image, etc.) It may be realized by a portable information device such as a general tablet terminal running a computer program. The operating device 401 includes an input section and a display section as a user interface device. Although the drone 100 according to the present invention is controlled to fly autonomously, it may be capable of manual operation during basic operations such as takeoff and return, and in emergencies. In addition to the portable information device, an emergency operating device (not shown) having a function exclusively for emergency stop may be used. The emergency operating device may be a dedicated device equipped with a large emergency stop button or the like so that a quick response can be taken in an emergency. Furthermore, in addition to the operating device 401, the system may include a small mobile terminal 401a, such as a smartphone, that can display part or all of the information displayed on the operating device 401. Further, the drone 100 may have a function of changing the operation of the drone 100 based on information input from the small mobile terminal 401a. The small mobile terminal 401a is connected to, for example, a base station 404, and can receive information etc. from the farming cloud 405 via the base station 404.

圃場403は、ドローン100による散布の対象となる田圃や畑等である。実際には、圃場403の地形は複雑であり、事前に地形図が入手できない場合、あるいは、地形図と現場の状況が食い違っている場合がある。通常、圃場403は家屋、病院、学校、他の作物圃場、道路、鉄道等と隣接している。また、圃場403内に、建築物や電線等の侵入者が存在する場合もある。 The field 403 is a rice field, field, etc. that is the target of spraying by the drone 100. In reality, the topography of field 403 is complex, and there are cases where a topographic map cannot be obtained in advance, or where the topographic map and the situation on the field are at odds. Typically, the field 403 is adjacent to houses, hospitals, schools, other crop fields, roads, railways, etc. Further, there may be cases where there are intruders such as buildings or electric wires in the field 403.

基地局404は、Wi-Fi通信の親機機能等を提供する装置であり、RTK-GPS基地局としても機能し、ドローン100の正確な位置を提供できるようになっていてもよい(Wi-Fi通信の親機機能とRTK-GPS基地局が独立した装置であってもよい)。また、基地局404は、3G、4G、およびLTE等の移動通信システムを用いて、営農クラウド405と互いに通信可能であってもよい。 The base station 404 is a device that provides a base unit function for Wi-Fi communication, etc., and may also function as an RTK-GPS base station and be able to provide the accurate position of the drone 100 (Wi-Fi communication). (The base unit function for Fi communication and the RTK-GPS base station may be independent devices.) Furthermore, the base station 404 may be able to communicate with the farming cloud 405 using mobile communication systems such as 3G, 4G, and LTE.

営農クラウド405は、典型的にはクラウドサービス上で運営されているコンピュータ群と関連ソフトウェアであり、操作器401と携帯電話回線等で無線接続されていてもよい。営農クラウド405は、ハードウェア装置により構成されていてもよい。営農クラウド405は、ドローン100が撮影した圃場403の画像を分析し、作物の生育状況を把握して、飛行ルートを決定するための処理を行ってよい。また、保存していた圃場403の地形情報等をドローン100に提供してよい。加えて、ドローン100の飛行および撮影映像の履歴を蓄積し、様々な分析処理を行ってもよい。 The farming cloud 405 is typically a group of computers and related software operated on a cloud service, and may be wirelessly connected to the controller 401 via a mobile phone line or the like. Farming cloud 405 may be configured by a hardware device. The farming cloud 405 may analyze the image of the field 403 taken by the drone 100, understand the growth status of crops, and perform processing to determine a flight route. Additionally, the stored topographical information of the field 403 and the like may be provided to the drone 100. In addition, a history of flights and captured images of the drone 100 may be accumulated and various analysis processes may be performed.

小型携帯端末401aは例えばスマートホン等である。小型携帯端末401aの表示部には、ドローン100の運転に関し予測される動作の情報、より具体的にはドローン100が発着地点406に帰還する予定時刻や、帰還時に使用者402が行うべき作業の内容等の情報が適宜表示される。また、小型携帯端末401aからの入力に基づいて、ドローン100の動作を変更してもよい。 The small mobile terminal 401a is, for example, a smart phone. The display section of the small mobile terminal 401a displays information on expected operations regarding the operation of the drone 100, more specifically, the scheduled time when the drone 100 will return to the departure and arrival point 406, and the work that the user 402 should do when returning. Information such as content is displayed as appropriate. Furthermore, the operation of the drone 100 may be changed based on input from the small mobile terminal 401a.

通常、ドローン100は圃場403の外部にある発着地点406から離陸し、圃場403に散布物を散布した後に、あるいは、散布物の補充や充電等が必要になった時に発着地点406に帰還する。発着地点406から目的の圃場403に至るまでの飛行経路(侵入経路)は、営農クラウド405等で事前に保存されていてもよいし、使用者402が離陸開始前に入力してもよい。発着地点406は、ドローン100に記憶されている座標により規定される仮想の地点であってもよいし、物理的な発着台があってもよい。 Normally, the drone 100 takes off from a departure/arrival point 406 outside the field 403 and returns to the departure/arrival point 406 after spraying the material on the field 403 or when it is necessary to replenish or charge the material to be sprayed. The flight route (intrusion route) from the departure/arrival point 406 to the target field 403 may be stored in advance in the farming cloud 405 or the like, or may be input by the user 402 before the start of takeoff. The departure and landing point 406 may be a virtual point defined by coordinates stored in the drone 100, or may have a physical departure and landing pad.

図7に本願発明に係る散布用ドローンの実施例の制御機能を表したブロック図を示す。フライトコントローラー501は、ドローン全体の制御を司る構成要素であり、具体的にはCPU、メモリー、関連ソフトウェア等を含む組み込み型コンピュータであってよい。フライトコントローラー501は、操作器401から受信した入力情報、および、後述の各種センサーから得た入力情報に基づき、ESC(Electronic Speed Control)等の制御手段を介して、モーター102-1a、102-1b、102-2a、102-2b、102-3a、102-3b、104-a、104-bの回転数を制御することで、ドローン100の飛行を制御する。モーター102-1a、102-1b、102-2a、102-2b、102-3a、102-3b、104-a、104-bの実際の回転数はフライトコントローラー501にフィードバックされ、正常な回転が行なわれているかを監視できる構成になっている。あるいは、回転翼101に光学センサー等を設けて回転翼101の回転がフライトコントローラー501にフィードバックされる構成でもよい。 FIG. 7 shows a block diagram showing the control functions of the embodiment of the spraying drone according to the present invention. Flight controller 501 is a component that controls the entire drone, and specifically may be an embedded computer that includes a CPU, memory, related software, and the like. The flight controller 501 controls the motors 102-1a and 102-1b through a control means such as ESC (Electronic Speed Control) based on input information received from the controller 401 and input information obtained from various sensors described below. , 102-2a, 102-2b, 102-3a, 102-3b, 104-a, and 104-b to control the flight of the drone 100. The actual rotation speeds of motors 102-1a, 102-1b, 102-2a, 102-2b, 102-3a, 102-3b, 104-a, and 104-b are fed back to flight controller 501 to ensure normal rotation. The configuration is such that it is possible to monitor whether the Alternatively, a configuration may be adopted in which the rotary blade 101 is provided with an optical sensor or the like so that the rotation of the rotary blade 101 is fed back to the flight controller 501.

フライトコントローラー501が使用するソフトウェアは、機能拡張・変更、問題修正等のために記憶媒体等を通じて、または、Wi-Fi通信やUSB等の通信手段を通じて書き換え可能になっている。この場合において、不正なソフトウェアによる書き換えが行なわれないように、暗号化、チェックサム、電子署名、ウィルスチェックソフト等による保護が行われている。また、フライトコントローラー501が制御に使用する計算処理の一部が、操作器401上、または、営農クラウド405上や他の場所に存在する別のコンピュータによって実行されてもよい。フライトコントローラー501は重要性が高いため、その構成要素の一部または全部が二重化されていてもよい。 The software used by the flight controller 501 can be rewritten through a storage medium or a communication means such as Wi-Fi or USB in order to expand/change functions, correct problems, etc. In this case, protection is provided using encryption, checksums, electronic signatures, virus checking software, etc. to prevent rewriting by unauthorized software. Further, a part of the calculation processing used for control by the flight controller 501 may be executed by another computer existing on the controller 401, the farming cloud 405, or another location. Since the flight controller 501 is highly important, some or all of its components may be duplicated.

フライトコントローラー501は、Wi-Fi子機機能503を介して、さらに、基地局404を介して操作器401とやり取りを行ない、必要な指令を操作器401から受信すると共に、必要な情報を操作器401に送信できる。この場合に、通信には暗号化を施し、傍受、成り済まし、機器の乗っ取り等の不正行為を防止できるようにしておいてもよい。基地局404は、Wi-Fiによる通信機能に加えて、RTK-GPS基地局の機能も備えている。RTK基地局の信号とGPS測位衛星からの信号を組み合わせることで、フライトコントローラー501により、ドローン100の絶対位置を数センチメートル程度の精度で測定可能となる。フライトコントローラー501は重要性が高いため、二重化・多重化されていてもよく、また、特定のGPS衛星の障害に対応するため、冗長化されたそれぞれのフライトコントローラー501は別の衛星を使用するよう制御されていてもよい。 The flight controller 501 communicates with the controller 401 via the Wi-Fi handset function 503 and the base station 404, receives necessary commands from the controller 401, and transmits necessary information to the controller. You can send it to 401. In this case, the communication may be encrypted to prevent unauthorized acts such as interception, impersonation, and hijacking of the device. In addition to the Wi-Fi communication function, the base station 404 also has the function of an RTK-GPS base station. By combining signals from RTK base stations and signals from GPS positioning satellites, flight controller 501 can measure the absolute position of drone 100 with an accuracy of a few centimeters. Because the flight controllers 501 are so important, they may be duplicated or multiplexed, and each redundant flight controller 501 may be configured to use a different satellite in order to respond to the failure of a particular GPS satellite. It may be controlled.

6軸ジャイロセンサー505はドローン機体の互いに直交する3方向の加速度を測定する手段であり、さらに、加速度の積分により速度を計算する手段である。6軸ジャイロセンサー505は、上述の3方向におけるドローン機体の姿勢角の変化、すなわち角速度を測定する手段である。地磁気センサー506は、地磁気の測定によりドローン機体の方向を測定する手段である。気圧センサー507は、気圧を測定する手段であり、間接的にドローンの高度も測定することもできる。レーザーセンサー508は、レーザー光の反射を利用してドローン機体と地表との距離を測定する手段であり、IR(赤外線)レーザーであってもよい。ソナー509は、超音波等の音波の反射を利用してドローン機体と地表との距離を測定する手段である。これらのセンサー類は、ドローンのコスト目標や性能要件に応じて取捨選択してよい。また、機体の傾きを測定するためのジャイロセンサー(角速度センサー)、風力を測定するための風力センサーなどが追加されていてもよい。また、これらのセンサー類は、二重化または多重化されていてもよい。同一目的複数のセンサーが存在する場合には、フライトコントローラー501はそのうちの一つのみを使用し、それが障害を起こした際には、代替のセンサーに切り替えて使用するようにしてもよい。あるいは、複数のセンサーを同時に使用し、それぞれの測定結果が一致しない場合には障害が発生したと見なすようにしてもよい。 The 6-axis gyro sensor 505 is a means for measuring the acceleration of the drone body in three mutually orthogonal directions, and further is a means for calculating the speed by integrating the acceleration. The 6-axis gyro sensor 505 is a means for measuring changes in the attitude angle of the drone body in the three directions mentioned above, that is, the angular velocity. The geomagnetic sensor 506 is a means for measuring the direction of the drone body by measuring geomagnetism. The atmospheric pressure sensor 507 is a means of measuring atmospheric pressure, and can also indirectly measure the altitude of the drone. The laser sensor 508 is a means for measuring the distance between the drone body and the ground surface using reflection of laser light, and may be an IR (infrared) laser. The sonar 509 is a means of measuring the distance between the drone body and the ground surface using the reflection of sound waves such as ultrasonic waves. These sensors may be selected depending on the drone's cost goals and performance requirements. Furthermore, a gyro sensor (angular velocity sensor) for measuring the inclination of the aircraft, a wind sensor for measuring wind force, etc. may be added. Further, these sensors may be duplicated or multiplexed. If there are multiple sensors for the same purpose, the flight controller 501 may use only one of them, and if that sensor fails, it may switch to use an alternative sensor. Alternatively, a plurality of sensors may be used simultaneously, and if the respective measurement results do not match, it may be assumed that a failure has occurred.

流量センサー510は散布物の流量を測定するための手段であり、タンク104からノズル103に至る経路の複数の場所に設けられている。液切れセンサー511は散布物の量が所定の量以下になったことを検知するセンサーである。 Flow rate sensors 510 are means for measuring the flow rate of the sprayed material, and are provided at multiple locations along the route from tank 104 to nozzle 103. The liquid outage sensor 511 is a sensor that detects when the amount of sprayed material has become less than a predetermined amount.

生育診断カメラ512aは、圃場403を撮影し、生育診断のためのデータを取得する手段である。生育診断カメラ512aは例えばマルチスペクトルカメラであり、互いに波長の異なる複数の光線を受信する。当該複数の光線は、例えば赤色光(波長約650nm)と近赤外光(波長約774nm)である。また、生育診断カメラ512aは、可視光線を受光するカメラであってもよい。 The growth diagnosis camera 512a is a means for photographing the field 403 and acquiring data for growth diagnosis. The growth diagnosis camera 512a is, for example, a multispectral camera, and receives a plurality of light beams with different wavelengths. The plurality of light rays are, for example, red light (wavelength of approximately 650 nm) and near-infrared light (wavelength of approximately 774 nm). Furthermore, the growth diagnosis camera 512a may be a camera that receives visible light.

病理診断カメラ512bは、圃場403に生育する作物を撮影し、病理診断のためのデータを取得する手段である。病理診断カメラ512bは、例えば赤色光カメラである。赤色光カメラは、植物に含有されるクロロフィルの吸収スペクトルに対応する周波数帯域の光量を検出するカメラであり、例えば波長650nm付近の帯域の光量を検出する。病理診断カメラ512bは、赤色光と近赤外光の周波数帯域の光量を検出してもよい。また、病理診断カメラ512bとして、赤色光カメラおよびRGBカメラ等の可視光帯域の少なくとも3波長の光量を検出する可視光カメラの両方を備えていてもよい。 The pathological diagnosis camera 512b is a means for photographing crops growing in the field 403 and acquiring data for pathological diagnosis. Pathological diagnosis camera 512b is, for example, a red light camera. A red light camera is a camera that detects the amount of light in a frequency band corresponding to the absorption spectrum of chlorophyll contained in plants, and detects the amount of light in a band around a wavelength of 650 nm, for example. The pathological diagnostic camera 512b may detect the amount of light in the frequency bands of red light and near-infrared light. Furthermore, the pathological diagnosis camera 512b may include both a red light camera and a visible light camera such as an RGB camera that detects the amount of light of at least three wavelengths in the visible light band.

植物に発生する病気には、葉、葉鞘、茎又は穂に病斑が発生するものが知られている。病斑が発生する病気は、例えば、いもち病、ごま葉枯病、もん枯れ病、しま葉枯病等である。病斑の発生機序としては、まずクロロフィルが変質、分解又は欠乏し、次いで当該部位が枯れて視認できる病斑となり、その後病斑が拡大する。そのため、赤色光カメラによれば、視認できない段階の初期の病斑の画像を取得することができる。 Diseases that occur on plants are known to cause lesions on leaves, leaf sheaths, stems, or ears. Examples of diseases that cause lesions include rice blast, sesame leaf blight, leaf blight, and striped leaf blight. The mechanism by which lesions occur is that chlorophyll first deteriorates, decomposes, or becomes deficient, then the area dies and becomes a visible lesion, and then the lesion expands. Therefore, using a red light camera, it is possible to obtain images of lesions at an early stage where they cannot be visually recognized.

図12は、いもち病に感染した稲の葉を赤色光カメラで撮影して得られる葉の撮影画像のイメージ図を示している。赤色光カメラで撮影を行うと、赤色の光を吸収するクロロフィルが存在する部分は黒く映り、いもち病等の病気が発生したことにより葉のクロロフィルが破壊されている部分は、赤色の光を吸収しないため白く映る。いもち病等の病気が発生した場合には、葉のクロロフィルが斑点状に破壊されるため、図12のように葉Lの中に斑点L1が現れた画像が得られる。 FIG. 12 shows an image of a leaf image obtained by photographing rice leaves infected with blast with a red light camera. When photographed with a red light camera, areas with chlorophyll that absorbs red light appear black, and areas where chlorophyll has been destroyed due to diseases such as rice blast absorb red light. It looks white because it doesn't. When a disease such as rice blast occurs, the chlorophyll on the leaves is destroyed in spots, resulting in an image in which spots L1 appear on the leaf L as shown in FIG. 12.

また、可視光カメラによれば、視認できる病斑の画像、および葉、茎および穂の色および形状を解析可能な画像を取得することができる。 Furthermore, a visible light camera can obtain images of visible lesions and images that allow analysis of the color and shape of leaves, stems, and ears.

なお、生育診断カメラ512aおよび病理診断カメラ512bは、1個のハードウェア構成により実現されていてもよい。 Note that the growth diagnosis camera 512a and the pathological diagnosis camera 512b may be realized by one hardware configuration.

障害物検知カメラ513はドローン侵入者を検知するためのカメラであり、画像特性とレンズの向きが生育診断カメラ512aおよび病理診断カメラ512bとは異なるため、生育診断カメラ512aおよび病理診断カメラ512bとは別の機器である。スイッチ514はドローン100の使用者402が様々な設定を行なうための手段である。障害物接触センサー515はドローン100、特に、そのローターやプロペラガード部分が電線、建築物、人体、立木、鳥、または、他のドローン等の侵入者に接触したことを検知するためのセンサーである。なお、障害物接触センサー515は、6軸ジャイロセンサー505で代用してもよい。カバーセンサー516は、ドローン100の操作パネルや内部保守用のカバーが開放状態であることを検知するセンサーである。注入口センサー517はタンク104の注入口が開放状態であることを検知するセンサーである。 The obstacle detection camera 513 is a camera for detecting a drone intruder, and the image characteristics and lens orientation are different from the growth diagnosis camera 512a and the pathology diagnosis camera 512b, so it is different from the growth diagnosis camera 512a and the pathology diagnosis camera 512b. It's a different device. Switch 514 is a means for user 402 of drone 100 to make various settings. The obstacle contact sensor 515 is a sensor for detecting when the drone 100, particularly its rotor or propeller guard portion, has come into contact with an intruder such as a power line, a building, a human body, a standing tree, a bird, or another drone. . Note that the obstacle contact sensor 515 may be replaced by a 6-axis gyro sensor 505. The cover sensor 516 is a sensor that detects whether the operation panel or internal maintenance cover of the drone 100 is open. Inlet sensor 517 is a sensor that detects that the inlet of tank 104 is open.

これらのセンサー類はドローンのコスト目標や性能要件に応じて取捨選択してよく、二重化・多重化してもよい。また、ドローン100外部の基地局404、操作器401、または、その他の場所にセンサーを設けて、読み取った情報をドローンに送信してもよい。たとえば、基地局404に風力センサーを設け、風力・風向に関する情報をWi-Fi通信経由でドローン100に送信するようにしてもよい。 These sensors may be selected depending on the cost target and performance requirements of the drone, and may be duplicated or multiplexed. Alternatively, a sensor may be provided outside the drone 100 at the base station 404, the controller 401, or at another location, and the read information may be sent to the drone. For example, the base station 404 may be provided with a wind sensor, and information regarding the wind force and wind direction may be transmitted to the drone 100 via Wi-Fi communication.

フライトコントローラー501はポンプ106に対して制御信号を送信し、吐出量の調整や吐出の停止を行なう。ポンプ106の現時点の状況(たとえば、回転数等)は、フライトコントローラー501にフィードバックされる構成となっている。 Flight controller 501 sends a control signal to pump 106 to adjust the discharge amount and stop the discharge. The current status of the pump 106 (eg, rotation speed, etc.) is configured to be fed back to the flight controller 501.

LED107は、ドローンの操作者に対して、ドローンの状態を知らせるための表示手段である。LEDに替えて、または、それに加えて液晶ディスプレイ等の表示手段を使用してもよい。ブザーは、音声信号によりドローンの状態(特にエラー状態)を知らせるための出力手段である。Wi-Fi子機機能519は操作器401とは別に、たとえば、ソフトウェアの転送などのために外部のコンピューター等と通信するためのオプショナルな構成要素である。Wi-Fi子機機能に替えて、または、それに加えて、赤外線通信、Bluetooth(登録商標)、ZigBee(登録商標)、NFC等の他の無線通信手段、または、USB接続などの有線通信手段を使用してもよい。また、Wi-Fi子機機能に替えて、3G、4G、およびLTE等の移動通信システムにより相互に通信可能であってもよい。スピーカー520は、録音した人声や合成音声等により、ドローンの状態(特にエラー状態)を知らせる出力手段である。天候状態によっては飛行中のドローン100の視覚的表示が見にくいことがあるため、そのような場合には音声による状況伝達が有効である。警告灯521はドローンの状態(特にエラー状態)を知らせるストロボライト等の表示手段である。これらの入出力手段は、ドローンのコスト目標や性能要件に応じて取捨選択してよく、二重化・多重化してもよい。 The LED 107 is a display means for notifying the drone operator of the drone's status. Display means such as a liquid crystal display may be used instead of or in addition to the LED. The buzzer is an output means for notifying the state of the drone (especially error state) by an audio signal. The Wi-Fi slave function 519 is an optional component, separate from the controller 401, for communicating with an external computer, etc., for example, to transfer software. Instead of or in addition to the Wi-Fi handset function, you can use other wireless communication methods such as infrared communication, Bluetooth (registered trademark), ZigBee (registered trademark), NFC, or wired communication methods such as USB connection. May be used. Moreover, instead of the Wi-Fi handset function, mutual communication may be possible using a mobile communication system such as 3G, 4G, and LTE. The speaker 520 is an output means for notifying the state of the drone (especially error state) using a recorded human voice, a synthesized voice, or the like. Depending on the weather conditions, it may be difficult to see the visual display of the drone 100 during flight, so in such cases, communicating the situation by voice is effective. The warning light 521 is a display means such as a strobe light that informs the state of the drone (particularly an error state). These input/output means may be selected depending on the cost target and performance requirements of the drone, and may be duplicated or multiplexed.

●制御システムの概要
図8に示すように、植物の病理診断システム1000は、例えばドローン100、ユーザインターフェース装置200、測定器500、診断装置600および計画装置700を含むシステムであり、これらはネットワークNWを通じて互いに通信可能に接続されている。診断装置600および計画装置700は、ハードウェア構成であってもよいし、営農クラウド405上に構成されていてもよい。ドローン100、ユーザインターフェース装置200、診断装置600および計画装置700は、無線で互いに接続されていてもよいし、一部又は全部が有線により接続されていてもよい。
●Overview of the control system As shown in FIG. 8, the plant pathological diagnosis system 1000 is a system including, for example, a drone 100, a user interface device 200, a measuring device 500, a diagnostic device 600, and a planning device 700, which are connected to a network NW. are communicably connected to each other through The diagnostic device 600 and the planning device 700 may have a hardware configuration or may be configured on the farming cloud 405. The drone 100, the user interface device 200, the diagnostic device 600, and the planning device 700 may be connected to each other wirelessly, or some or all of them may be connected by wire.

なお、図8に示した構成は例示であり、ある構成要素が別の構成要素を包含していてもよいし、各構成要素が有する機能部は、別の構成要素が有していてもよい。例えば、診断装置600および計画装置700の機能の一部および全部がドローン100に搭載されていてもよい。 Note that the configuration shown in FIG. 8 is an example, and one component may include another component, and the functional section of each component may be included in another component. . For example, some or all of the functions of the diagnostic device 600 and the planning device 700 may be installed in the drone 100.

ユーザインターフェース装置200は、作業者による入力部および表示部を備えていればよく、操作器401の機能により実現されてもよい。また、ユーザインターフェース装置200は、パーソナルコンピュータであってもよく、パーソナルコンピュータにインストールされたWebブラウザを介して、Web上のUIに情報を入力し、表示させてもよい。 The user interface device 200 only needs to include an operator input section and a display section, and may be realized by the functions of the operating device 401. Further, the user interface device 200 may be a personal computer, and information may be input and displayed on a UI on the Web via a Web browser installed on the personal computer.

●ドローンの機能部
ドローン100は、情報処理を実行するためのCPU(Central Processing Unit)などの演算装置、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)などの記憶装置を備え、これによりソフトウェア資源として少なくとも、飛行制御部1001、散布制御部1002、生育情報取得部1003および病理情報取得部1004を有する。
●Functional parts of the drone The Drone 100 is equipped with arithmetic units such as a CPU (Central Processing Unit) to execute information processing, and storage devices such as RAM (Random Access Memory) and ROM (Read Only Memory). It has at least a flight control section 1001, a dispersion control section 1002, a growth information acquisition section 1003, and a pathological information acquisition section 1004 as resources.

飛行制御部1001は、モーター102を稼働させ、ドローン100の飛行および離着陸を制御する機能部である。飛行制御部1001は、例えばフライトコントローラー501によって実現され、飛行高度、飛行速度、および飛行経路を制御して、ドローン100を圃場の上空に飛行させる。 Flight control unit 1001 is a functional unit that operates motor 102 and controls flight, takeoff and landing of drone 100. Flight control unit 1001 is realized, for example, by flight controller 501, and controls flight altitude, flight speed, and flight path to fly drone 100 over a field.

散布制御部1002は、ポンプ106を稼働させ、ノズル103-1、103-2、103-3、103-4からの散布物の散布を制御する機能部である。散布制御部1002は、例えばフライトコントローラー501によって実現される。 The spraying control unit 1002 is a functional unit that operates the pump 106 and controls the spraying of the spray material from the nozzles 103-1, 103-2, 103-3, and 103-4. Spraying control unit 1002 is realized by flight controller 501, for example.

生育情報取得部1003は、ドローン100が圃場の上空を飛行中に、当該圃場に生育する作物の生育情報を取得する機能部である。生育情報は、作物の生育状態を診断するための、作物の画像を含む。 The growth information acquisition unit 1003 is a functional unit that acquires growth information of crops growing in the field while the drone 100 is flying over the field. The growth information includes images of crops for diagnosing the growth state of the crops.

窒素吸収量により葉の葉緑素(クロロフィルa、クロロフィルb、カロテノイド等)の密度が変化することを利用し、葉の反射光の特性を分析することで、葉緑素の密度を推定して葉への窒素吸収量を推定し、この窒素吸収量に基づいて作物の生長度を測定できることが知られている。そこで、生育情報取得部1003は、圃場403から得られる日光の反射光を受信することで、作物の生育状況の分析に用いるデータを取得する。 By utilizing the fact that the density of chlorophyll (chlorophyll a, chlorophyll B, carotenoids, etc.) in leaves changes depending on the amount of nitrogen absorbed, and by analyzing the characteristics of reflected light from leaves, the density of chlorophyll can be estimated and the amount of nitrogen added to leaves can be estimated. It is known that the amount of nitrogen absorbed can be estimated and the growth rate of crops can be measured based on this amount of nitrogen absorbed. Therefore, the growth information acquisition unit 1003 receives reflected sunlight obtained from the field 403 to acquire data used for analyzing the growth status of crops.

生育情報取得部1003は、生育診断カメラ512aにより作物の画像を取得する。生育情報取得部1003は、ビームスプリッタを有し、光源から所定の周波数範囲の光線のみを取得する。生育情報取得部1003が受信する光線は、生育情報取得部1003から送信される光線が主に作物から反射される反射光を含む。ドローン100は、飛行制御部1001により圃場403を飛行しながら、生育情報取得部1003により圃場403から反射される反射光を受信することで、圃場403に生育する作物の生育情報を取得する。 The growth information acquisition unit 1003 acquires images of crops using the growth diagnosis camera 512a. The growth information acquisition unit 1003 has a beam splitter and acquires only light beams in a predetermined frequency range from a light source. The light beams received by the growth information acquisition unit 1003 include reflected light that is transmitted from the growth information acquisition unit 1003 and is mainly reflected from the crop. The drone 100 acquires growth information of the crops growing in the field 403 by receiving reflected light reflected from the field 403 by the growth information acquisition unit 1003 while flying over the field 403 by the flight control unit 1001.

なお、生育情報取得部1003は、これに代えて、又はこれに加えて、分げつ数、茎又は稲穂の色、稲穂の量、もしくは茎の長さ又はたわみ量等の視覚的な情報を取得してもよい。この視覚的な情報のみを取得する場合、生育情報取得部1003は、可視光線を受光可能なカメラを利用することができる。 In addition, instead of or in addition to this, the growth information acquisition unit 1003 obtains visual information such as the number of tillers, the color of the stalks or ears of rice, the amount of ears of rice, or the length or amount of deflection of the stalks. You may obtain it. When acquiring only this visual information, the growth information acquisition unit 1003 can use a camera capable of receiving visible light.

病理情報取得部1004は、ドローン100が圃場の上空を飛行中に、当該圃場における作物の病気の罹患情報、すなわち病理情報を取得する機能部である。病理情報取得部1004は、病理診断カメラ512bにより、作物の病理状態を診断するための、作物の画像を取得する。病理情報取得部1004は、病斑が表れる部位、例えば葉、葉鞘、茎及び穂の少なくともいずれかの画像を取得する。また、病理情報取得部1004は、茎又は穂の色又は形を撮影してもよい。病気により、変色又は変形の可能性があるためである。 The pathological information acquisition unit 1004 is a functional unit that acquires disease information on crops in the field, that is, pathological information, while the drone 100 is flying over the field. The pathological information acquisition unit 1004 uses the pathological diagnosis camera 512b to acquire images of crops for diagnosing the pathological state of the crops. The pathological information acquisition unit 1004 acquires an image of at least one of a site where a lesion appears, such as a leaf, leaf sheath, stem, and panicle. Furthermore, the pathological information acquisition unit 1004 may photograph the color or shape of the stem or ear. This is because there is a possibility of discoloration or deformation due to illness.

なお、本実施形態においては、ドローン100が散布制御部1002、生育情報取得部1003および病理情報取得部1004を備えている構成としたが、本発明の技術的思想はこれに限られるものではなく、ドローン100は、少なくとも飛行制御部1001および病理情報取得部1004を備えていればよい。また、散布制御部1002は、病理診断システム1000が有する、又は病理診断システム1000と接続される陸上走行機械が有していてもよい。 Note that in this embodiment, the drone 100 is configured to include a spraying control section 1002, a growth information acquisition section 1003, and a pathological information acquisition section 1004, but the technical idea of the present invention is not limited to this. The drone 100 only needs to include at least a flight control section 1001 and a pathological information acquisition section 1004. Further, the dispersion control unit 1002 may be included in the pathological diagnosis system 1000 or a land traveling machine connected to the pathological diagnosis system 1000.

●診断装置の機能部
図8に示すように、診断装置600は、ドローン100が取得する情報に基づいて、当該ドローン100が飛行する圃場403に生育する植物、すなわち作物を診断する機能部である。診断装置600は、情報処理を実行するためのCPU(Central Processing Unit)などの演算装置、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)などの記憶装置を備え、これによりソフトウェア資源として少なくとも、病歴記憶部601、生育診断部602、気候情報取得部603、斑点測定部604および病理診断部605を備える。
●Functional unit of the diagnostic device As shown in FIG. 8, the diagnostic device 600 is a functional unit that diagnoses plants, that is, crops, growing in the field 403 where the drone 100 flies, based on the information acquired by the drone 100. . The diagnostic device 600 is equipped with an arithmetic unit such as a CPU (Central Processing Unit) for executing information processing, and a storage device such as a RAM (Random Access Memory) or a ROM (Read Only Memory). It includes a medical history storage section 601, a growth diagnosis section 602, a climate information acquisition section 603, a spot measurement section 604, and a pathology diagnosis section 605.

病歴記憶部601は、過去に当該圃場403で発生した病気の病歴を記憶する機能部である。病歴は、圃場403内における病気の発生エリア、発生した病気の種類、および発生時期の少なくともいずれかを含む。また、病歴は、当該発生時期における発生エリアの気候情報を含んでいてもよい。 The medical history storage unit 601 is a functional unit that stores the medical history of diseases that occurred in the field 403 in the past. The medical history includes at least one of the area where the disease occurred within the field 403, the type of disease that occurred, and the time of occurrence. Furthermore, the medical history may include climate information of the outbreak area at the time of occurrence.

病歴記憶部601は、当該圃場403に実施した、病気への対応実績を記憶してもよい。対応実績は、発生エリアへの薬剤散布、病理葉又は病理株の除去を含む。対応実績は、散布された薬剤の種類又は濃度を含んでいてもよい。病歴記憶部601は、計画装置700により決定された対応策を受信し、対応実績として記憶してよい。また、病歴および対応実績は、例えば作業者により、ユーザインターフェース装置200から入力されてもよい。 The medical history storage unit 601 may store the results of disease response conducted in the field 403. Measures to be taken include spraying chemicals on infested areas and removing pathological leaves or plants. The response record may include the type or concentration of the sprayed medicine. The medical history storage unit 601 may receive the countermeasures determined by the planning device 700 and store them as a countermeasure record. Furthermore, the medical history and response history may be input from the user interface device 200, for example, by an operator.

生育診断部602は、生育情報取得部1003により取得される生育情報に基づいて、当該圃場における作物の生育状況を診断する機能部である。生育診断部602は、赤色光(波長約650nm)と近赤外光(波長約774nm)の反射光による画像に基づいてNDVI(Normalized Difference Vegetation Index)を計算し、赤色光の吸収率を求める。また、NDVIにより、有効受光面積を推定することができる。一般に、NDVIは(IR-R)/(IR+R)という計算式により求められる(ここで、IRは近赤外光の反射率、Rは赤色光の反射率である。)。IRとRは圃場の画像を周波数帯域毎に分析することにより得られる。 The growth diagnosis unit 602 is a functional unit that diagnoses the growth status of crops in the field based on the growth information acquired by the growth information acquisition unit 1003. The growth diagnosis unit 602 calculates an NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) based on an image of reflected light of red light (wavelength: approximately 650 nm) and near-infrared light (wavelength: approximately 774 nm), and determines the absorption rate of red light. Furthermore, the effective light-receiving area can be estimated using NDVI. Generally, NDVI is calculated using the formula (IR-R)/(IR+R) (where IR is the reflectance of near-infrared light and R is the reflectance of red light). IR and R are obtained by analyzing field images for each frequency band.

生育診断部602は、生育情報取得部1003が受光する光線に対してハード的又はソフト的に周波数フィルタを掛けることで、生育状況に関連のある所定の周波数範囲の光線の光量、例えばパワースペクトル密度を取得する。なお、光量の計算処理は、生育情報取得部1003で行い、生育診断部602は受信される光量に基づいて生育状況を診断してもよい。 The growth diagnosis unit 602 applies a hardware or software frequency filter to the light beams received by the growth information acquisition unit 1003 to determine the light intensity of the light beams in a predetermined frequency range related to the growth situation, such as power spectral density. get. Note that the light amount calculation process may be performed by the growth information acquisition unit 1003, and the growth diagnosis unit 602 may diagnose the growth situation based on the received light amount.

生育診断部602は、あらかじめ記憶された、所定の周波数帯域における光量と生育量とを対応付ける情報に基づいて、当該圃場の生育状況を診断する。生育診断部602は、生育状況に基づいて、当該圃場における収穫量を予測してもよい。 The growth diagnosis unit 602 diagnoses the growth status of the field based on previously stored information that associates the amount of light with the amount of growth in a predetermined frequency band. The growth diagnosis unit 602 may predict the harvest amount in the field based on the growth situation.

気候情報取得部603は、圃場403の気候情報を取得する機能部である。気候情報は、温度、湿度および風速の少なくともいずれかの情報を含む。また、気候情報は、風向きの情報を含んでいてもよい。気候情報取得部603は、例えば圃場403に配設された測定器500、例えば温度計、湿度計、および風速計からそれぞれの計測値を受信してもよい。また、測定器500が有する各構成の一部又は全部は、ドローン100が備えていてもよい。 The climate information acquisition unit 603 is a functional unit that acquires climate information of the field 403. The climate information includes information on at least one of temperature, humidity, and wind speed. Further, the climate information may include information on wind direction. The climate information acquisition unit 603 may receive measurement values from measuring instruments 500 disposed in the field 403, such as a thermometer, a hygrometer, and an anemometer, for example. Furthermore, the drone 100 may include some or all of the components included in the measuring device 500.

気候情報取得部603は、病理診断システム1000の外部から発信される情報を受信してもよい。気候情報取得部603は、気象衛星からの情報を取得してもよい。気象衛星は、たとえばひまわりである。気候情報取得部603は、気象庁等の各種機関、特に公的機関により加工された情報(公示情報)を気候情報として取得してもよい。 The climate information acquisition unit 603 may receive information transmitted from outside the pathological diagnosis system 1000. The climate information acquisition unit 603 may acquire information from a weather satellite. The weather satellite is Himawari, for example. The climate information acquisition unit 603 may acquire information (public notice information) processed by various organizations such as the Japan Meteorological Agency, especially public organizations, as climate information.

斑点測定部604は、病理情報取得部1004により取得される画像に基づいて、作物に発生している斑点の様子を測定する機能部である。斑点測定部604は、当該画像に基づいて、作物に発生する斑点の大きさ、密度、および数の少なくともいずれかのパラメータを測定する。すなわち、斑点測定部604は、斑点計数部604a、斑点サイズ測定部604bおよび斑点密度測定部604cの少なくともいずれかを備える。 The spot measuring unit 604 is a functional unit that measures the appearance of spots appearing on crops based on the image acquired by the pathological information acquiring unit 1004. The spot measuring unit 604 measures at least one parameter of the size, density, and number of spots appearing on the crop based on the image. That is, the speckle measurement section 604 includes at least one of a speckle counting section 604a, a speckle size measurement section 604b, and a speckled density measurement section 604c.

斑点計数部604aは、画像解析により植物の葉、葉鞘、茎および穂の少なくともいずれかに発生している斑点を計数する機能部である。斑点計数部604aは、斑点数を、発生している部位ごとに計数してもよい。発生部位ごとの計数は、例えば葉、葉鞘および茎を区別して計数する。また、葉先、葉の中腹および元を区別して計数してもよい。斑点サイズ測定部604bは、画像解析により斑点の大きさを測定する機能部である。斑点密度測定部604cは、所定領域あたりに発生している斑点の個数、すなわち斑点の密度を測定する機能部である。斑点密度測定部604cは、斑点間の距離を測定することで斑点の密度を求めてもよい。 The spot counting unit 604a is a functional unit that counts spots appearing on at least one of the leaves, leaf sheaths, stems, and panicles of plants by image analysis. The spot counting unit 604a may count the number of spots for each site where spots occur. Counts for each site of occurrence include, for example, leaves, leaf sheaths, and stems. Alternatively, the leaf tip, leaf midsection, and base may be counted separately. The spot size measurement unit 604b is a functional unit that measures the size of spots by image analysis. The spot density measurement unit 604c is a functional unit that measures the number of spots occurring per predetermined area, that is, the density of spots. The spot density measurement unit 604c may determine the density of spots by measuring the distance between spots.

病理診断部605は、当該圃場における植物の病気の罹患状況を診断する機能部である。病理診断部605は、斑点の大きさ、斑点密度、および斑点数の少なくともいずれかのパラメータの測定結果に基づいて、病気か否かの病理判定を行う。すなわち、病理診断部605は、斑点が所定以上の大きさであるとき、病気である旨判定してもよい。この場合、例えば斑点の面積が100平方ミリメートル以上であることを条件として病気であると判定することができる。病理診断部605は、斑点密度が所定以上であるとき、病気である旨判定してもよい。この場合、例えば斑点の間の距離が10cm以下である場合に、病気が発生していると判断してもよい。病理診断部605は、斑点数が所定以上であるとき、病気である旨判定してもよい。この場合、例えば、斑点の面積が4平方ミリメートル以上となる斑点の数が、所定領域辺りに10個以上である場合に病気が発生していると判断してもよい。または、病理診断部605は、斑点の大きさ、斑点密度、および斑点数のうち複数のパラメータに基づいて病理判定を行ってもよい。 The pathological diagnosis unit 605 is a functional unit that diagnoses the disease status of plants in the field. The pathological diagnosis unit 605 performs a pathological determination as to whether or not the patient has a disease based on the measurement results of at least one of parameters such as the size of the spots, the density of the spots, and the number of spots. That is, the pathological diagnosis unit 605 may determine that the spot is diseased when the size is larger than a predetermined size. In this case, for example, it can be determined that the person is sick on the condition that the area of the spot is 100 square millimeters or more. The pathological diagnosis unit 605 may determine that the patient has a disease when the spot density is equal to or higher than a predetermined value. In this case, it may be determined that a disease has occurred, for example, when the distance between spots is 10 cm or less. The pathological diagnosis unit 605 may determine that the person has a disease when the number of spots is a predetermined number or more. In this case, for example, if the number of spots with an area of 4 square millimeters or more is 10 or more around a predetermined area, it may be determined that a disease has occurred. Alternatively, the pathological diagnosis unit 605 may perform pathological determination based on a plurality of parameters among the size of the spots, the density of spots, and the number of spots.

斑点の大きさ、斑点密度、および斑点数のうち1つ以上のパラメータに基づいて病理判定を行う場合、一つのパラメータの値、もしくは複数のパラメータの値の組合せにより尤度分布表に基づいて病理発生尤度を生成することも可能である。この場合には、生成された病理発生尤度の値を出力しても良いし、生成された病理発生尤度の値が所定の閾値を超えた場合に病理発生を検知した旨を出力しても良いし、病理発生尤度と前記病理発生検知の情報の双方を出力しても良い。 When determining pathology based on one or more of the following parameters: spot size, spot density, and number of spots, pathology is determined based on a likelihood distribution table based on the value of one parameter or a combination of values of multiple parameters. It is also possible to generate occurrence likelihoods. In this case, the generated pathological likelihood value may be output, or if the generated pathological likelihood value exceeds a predetermined threshold, a message indicating that pathological occurrence has been detected may be output. Alternatively, both the likelihood of pathological occurrence and the information on the detection of pathological occurrence may be output.

病理診断部605は、植物の株ごとに病理診断してもよい。また、病理診断部605は、圃場403を複数の領域に細分化し、当該領域ごとに病理診断してもよい。病理診断部605は、例えば圃場403をメッシュ状に細分化する。各領域は、例えば1m四方の矩形状である。さらに、病理診断部605は、病理診断カメラ512bにより撮影される画像ごとに病理診断してもよい。 The pathological diagnosis unit 605 may perform pathological diagnosis for each plant strain. Furthermore, the pathological diagnosis unit 605 may subdivide the field 403 into a plurality of regions and perform pathological diagnosis for each region. The pathological diagnosis unit 605 subdivides the field 403 into mesh shapes, for example. Each area has a rectangular shape of, for example, 1 m square. Further, the pathological diagnosis unit 605 may perform pathological diagnosis for each image captured by the pathological diagnosis camera 512b.

病理診断部605は、斑点の大きさ、斑点密度又は斑点数に基づいて、植物が罹患している病気の種類を診断してもよい。病理診断部605は、斑点が発生している部位に基づいて病気の種類を診断してもよい。例えば、病理診断部605は、病気の種類と、発生する斑点の形状、大きさ、密度、斑点数又は斑点発生部位もしくは範囲とを対応付けて記憶していて、当該情報を参照して病気の種類を診断する。 The pathological diagnosis unit 605 may diagnose the type of disease that the plant is suffering from based on the size of the spots, the density of the spots, or the number of spots. The pathological diagnosis unit 605 may diagnose the type of disease based on the site where the spots occur. For example, the pathological diagnosis unit 605 stores the type of disease in association with the shape, size, density, number of spots, or site or range of spots that occur, and refers to this information to diagnose the disease. Diagnose the type.

また、病理診断部605は、病歴記憶部601に記憶されている過去の病歴情報に基づいて、病理判定を行ってもよい。例えば、昨年の同エリアに病気の発生履歴がある場合、当該エリアに病気が発生している蓋然性が高いと判定してもよい。具体的には、斑点の測定結果の一部又は全部が第1閾値を満たしていない場合にも、発生履歴に基づいて病気である旨判定してもよい。また、斑点の測定結果につき当該第1閾値より小さい第2閾値をあらかじめ規定し、測定結果が第2閾値以上第1閾値未満であって、かつ発生履歴がある場合には、当該エリアに病気が発生している旨判定してもよい。又は、過去の病歴情報を考慮して上述した病理発生尤度を計算するようにしても良い。 Furthermore, the pathological diagnosis section 605 may perform pathological determination based on past medical history information stored in the medical history storage section 601. For example, if there is a history of disease outbreaks in the same area last year, it may be determined that there is a high probability that the disease has occurred in the area. Specifically, even if some or all of the measurement results of spots do not satisfy the first threshold, it may be determined that the disease is present based on the history of occurrence. In addition, a second threshold value smaller than the first threshold value is defined in advance for the measurement result of spots, and if the measurement result is greater than or equal to the second threshold value and less than the first threshold value, and there is a history of disease occurrence, the disease is present in the area. It may be determined that this has occurred. Alternatively, the above-described likelihood of pathological occurrence may be calculated in consideration of past medical history information.

病理診断部605は、気候情報に基づいて病理判定を行ってもよい。具体的には、温度が低く、湿度が高く、風速が低いほど、病気が発生している蓋然性が高いと判定してもよい。当該条件は、病気が発生し、進行しやすい気候であることが知られているためである。病理診断部605は、温度、湿度および風速の少なくともいずれかに関し閾値を有し、取得される気候情報が閾値以上であるとき、斑点の測定結果の一部又は全部が第1閾値を満たしていない場合にも、病気である旨判定してもよい。又は、気候情報を考慮して上述した病理発生尤度を計算するようにしても良い。 The pathological diagnosis unit 605 may perform pathological determination based on climate information. Specifically, it may be determined that the lower the temperature, the higher the humidity, and the lower the wind speed, the higher the probability that a disease is occurring. This is because the conditions are known to be climates where diseases can easily occur and progress. The pathological diagnosis unit 605 has a threshold value for at least one of temperature, humidity, and wind speed, and when the acquired climate information is equal to or higher than the threshold value, part or all of the measurement results of the spots do not satisfy the first threshold value. In this case, it may be determined that the patient is sick. Alternatively, the above-described likelihood of pathological occurrence may be calculated in consideration of climate information.

病理診断部605は、病気の進行具合を判定してもよい。進行具合は、例えば初期、中期および後期の3段階であるが、2段階でもよいし、さらに多段階に細分化されてもよい。また、病気の旨診断されない状態であっても、病気の可能性がある状態を「病理発生疑惑」状態として判定してもよい。病理診断部605は、斑点の形状および大きさの少なくともいずれかに基づいて、病気の進行具合を判定する。斑点の形状は、例えば斑点の長さである。斑点の長さは、長円状の斑点の短径および長径を取得し、短径と長径との比により算出してもよい。病気が進行するにつれ、斑点は伸長することが知られているためである。病理診断部605は、斑点の長さが所定の第3閾値以上である場合、最も発生初期の段階よりも進行した状態、例えば「中期」又は「後期」と判定する。 The pathological diagnosis unit 605 may determine the progress of the disease. The degree of progress is, for example, three stages: early, middle, and late, but it may be two stages or may be further subdivided into multiple stages. Further, even if the condition has not been diagnosed as a disease, a state in which there is a possibility of a disease may be determined as a "suspected pathological occurrence" state. The pathological diagnosis unit 605 determines the progress of the disease based on at least one of the shape and size of the spots. The shape of the spot is, for example, the length of the spot. The length of a spot may be calculated by obtaining the short axis and long axis of an elliptical spot and calculating the ratio of the short axis to the long axis. This is because the spots are known to grow as the disease progresses. If the length of the spot is equal to or greater than a predetermined third threshold, the pathological diagnosis unit 605 determines that the condition is more advanced than the earliest stage of development, for example, "middle stage" or "late stage."

病理診断部605は、可視光カメラにより得られる情報に基づいて、病気の進行具合を判定してもよい。例えば、クロロフィルが破壊されて病斑が発生した後、病気が進行するにつれ、病斑の周辺が黒く変色する症状が知られている。可視光カメラによれば当該変色領域を検出することができる。病斑周辺の変色は病斑発生の後に生じるため、病理診断部605は、当該変色領域が検出される場合、最も発生初期の段階よりも進行した状態、例えば「中期」又は「後期」と判定する。 The pathological diagnosis unit 605 may determine the progress of the disease based on information obtained by a visible light camera. For example, it is known that after lesions occur due to destruction of chlorophyll, the area around the lesions turns black as the disease progresses. A visible light camera can detect the discolored area. Since discoloration around the lesion occurs after the lesion occurs, the pathological diagnosis unit 605 determines that when the discolored area is detected, it is in a state that is more advanced than the earliest stage of development, for example, "middle stage" or "late stage". do.

なお、病理診断部605は、植物の生育状況を病理判定又は病気の進行具合の判定に利用してもよい。例えば、病理診断部605は、特定の生育状況の場合に罹患する可能性が高い病気の判定にあたって、特定の生育状況であることを参照して病気である旨判定してよい。 Note that the pathological diagnosis unit 605 may use the growth status of the plant for pathological determination or for determining the progress of the disease. For example, when determining a disease that is likely to be contracted under a specific growth situation, the pathological diagnosis unit 605 may refer to the specific growth situation to determine that the disease is present.

また、病理診断部605は、茎又は穂の色又は形に基づいて、病理診断を行ってもよい。 Furthermore, the pathological diagnosis unit 605 may perform pathological diagnosis based on the color or shape of the stem or ear.

診断装置600が病理判定を行う対象植物は水稲を想定しているが、本発明の技術範囲はこれに限られず、主に上空からの撮影により病理診断可能な別の植物であってもよい。診断装置600は、クロロフィルを有する葉、茎および果実等の画像に基づいて、病理診断が可能である。診断装置600は、複数種類の植物の病理判定を行ってもよく、植物の種類ごとに異なる病理判定基準を記憶していて、植物の種類ごとに異なる判定基準により病理判定を行ってもよい。 Although it is assumed that the target plant for pathological determination by the diagnostic device 600 is paddy rice, the technical scope of the present invention is not limited thereto, and may be other plants that can be pathologically diagnosed mainly by photographing from above. The diagnostic device 600 is capable of pathological diagnosis based on images of leaves, stems, fruits, etc. that contain chlorophyll. The diagnostic device 600 may perform pathological determination on multiple types of plants, store different pathological determination criteria for each type of plant, and perform pathological determination based on different determination criteria for each type of plant.

●計画装置の機能部
図8に示すように、計画装置700は、情報処理を実行するためのCPU(Central Processing Unit)などの演算装置、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)などの記憶装置を備え、これによりソフトウェア資源として少なくとも、対策決定部701および結果出力部704を有する。
●Functional parts of the planning device As shown in Figure 8, the planning device 700 includes arithmetic devices such as a CPU (Central Processing Unit) for executing information processing, RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), etc. This storage device has at least a countermeasure determination unit 701 and a result output unit 704 as software resources.

対策決定部701は、病理診断の結果に基づいて、病気への対応要否を決定する機能部である。対策決定部701は、株ごと又は領域ごとに病気への対応要否を決定する。対策決定部701は、診断装置600により病気である旨判定されているとき、対応策を講じることを決定する。 The countermeasure determining unit 701 is a functional unit that determines whether or not a response to a disease is necessary based on the results of pathological diagnosis. The countermeasure determining unit 701 determines whether a response to the disease is necessary for each plant or region. The countermeasure determining unit 701 determines to take countermeasures when the diagnosis device 600 determines that the patient is sick.

対策決定部701は、病気の進行具合に基づいて、圃場に行うべき対応策を決定する。対応策は、例えば、株元目視確認指示、再撮影、静観、農薬散布、病理葉の除去、病理株の除去、および病理株発生エリアの株の除去の少なくともいずれかを含む。 The countermeasure determining unit 701 determines countermeasures to be applied to the field based on the progress of the disease. Countermeasures include, for example, at least one of the following: visually confirming the plant, re-photographing, observing, spraying pesticides, removing pathological leaves, removing pathological plants, and removing plants in areas where pathological plants occur.

株元目視確認指示は、株元を目視確認するよう促す対策である。圃場403においては、株元周辺の方が葉周辺より湿度が高く、病気が発生する確率が高い一方、株元は上方から見えにくいため、上空からの撮影では病気を発見できない場合がある。株元目視確認指示によれば、ドローン100による発見が難しい病態であっても、初期段階に病気を発見することができる。 The instruction to visually check the stock price is a measure to encourage people to visually check the stock price. In field 403, the humidity around the plant base is higher than that around the leaves, and the probability of disease outbreaks is high.However, because the plant base is difficult to see from above, diseases may not be detected when photographed from above. According to the plant's visual inspection instructions, the Drone 100 can detect diseases at an early stage, even if they are difficult to detect.

農薬散布は、病気が発見された植物を含む所定領域に農薬を散布する作業である。散布される領域、農薬の種類および濃度は、後述する散布態様決定部702により決定される。 Pesticide spraying is the process of spraying pesticides on a predetermined area that includes plants where diseases have been discovered. The area to be sprayed, the type and concentration of the pesticide are determined by a spraying mode determining unit 702, which will be described later.

病理葉の除去は、病気になっている葉、すなわち病理葉のみを取る作業である。病理株の除去は、病気になっている株、すなわち病理株を取る作業である。病理株発生エリアの株の除去は、病理株を含む所定エリアに生育する作物をすべて除去する作業である。 Removal of pathological leaves is the process of removing only diseased leaves, that is, pathological leaves. Removal of pathological plants is the process of removing diseased plants, that is, pathological plants. Removal of plants in areas where pathological plants occur is the process of removing all crops growing in a predetermined area, including pathological plants.

病気の除去にあたっては、病気が進行するにつれ重度な対応策が必要となる。具体的には、病気が進行するにつれ、株元目視確認指示、再撮影、静観、農薬散布、病理葉の除去、病理株の除去、病理株発生エリアの株の除去の順に推奨される。なお、株元目視確認指示、再撮影、静観は順不同であり、対応策として同時に提示されてもよい。例えば、対策決定部701は、病気の進行具合を「初期」および「後期」を含む少なくとも2段階以上で判断する機能を備える場合において、進行具合が「初期」の場合に「静観」を出力し、進行具合が初期よりも進行した「後期」の場合に「農薬散布」、「病理葉の除去」又は「病理株の除去」を出力する。 Elimination of the disease requires more severe countermeasures as the disease progresses. Specifically, as the disease progresses, the recommended order is to visually confirm the plant, re-photograph, wait and see, spray pesticides, remove pathological leaves, remove pathological plants, and remove plants in areas where pathological plants occur. Note that the instruction to visually confirm stock prices, re-photographing, and observation may be presented in any order, and may be presented at the same time as countermeasures. For example, in a case where the countermeasure determining unit 701 is equipped with a function of determining the progress of the disease in at least two stages including "early" and "late", the countermeasure determining unit 701 may output "wait and see" when the progress is "initial". , in the case of the "late stage" where the progress is more advanced than the initial stage, "spraying pesticides", "removal of pathological leaves", or "removal of pathological plants" is output.

また、対策決定部701は、進行具合が「初期」の場合に「農薬散布」を出力し、進行具合が「後期」の場合に「病理葉の除去」又は「病理株の除去」を出力するものとしてもよい。 Further, the countermeasure determining unit 701 outputs "spraying pesticides" when the progress is "early", and outputs "removal of pathological leaves" or "removal of pathological strains" when the progress is "late". It can also be used as a thing.

さらに、対策決定部701は、進行具合が「初期」の場合に「病理葉の除去」を出力し、進行具合が「後期」の場合に「病理株の除去」を出力するものとしてもよい。 Furthermore, the countermeasure determining unit 701 may output "remove pathological leaves" when the progress is "early" and output "remove pathological plants" when the progress is "late".

対策決定部701は、病気の進行具合を「初期」、「中期」および「後期」を含む少なくとも3段階以上で判断する場合において、進行具合が「初期」の場合に「静観」を出力し、進行具合が初期よりも進行した「中期」の場合に「農薬散布」を出力し、進行具合が中期よりも進行した「後期」の場合に「病理葉の除去」又は「病理株の除去」を出力してもよい。 When determining the progress of the disease in at least three stages including "early", "middle", and "late", the countermeasure determining unit 701 outputs "wait and see" when the progress is "initial"; "Pesticide spraying" is output when the progress is more advanced than the initial stage, and "removal of pathological leaves" or "pathological strain removal" is output when the progress is more advanced than the middle stage, "late". You can also output it.

また、対策決定部701は、進行具合が「初期」の場合に「農薬散布」を出力し、進行具合が「中期」の場合に「病理葉の除去」を出力し、進行具合が「後期」の場合に「病理株の除去」を出力してもよい。 Further, the countermeasure determination unit 701 outputs "spraying pesticides" when the progress is "initial", outputs "remove pathological leaves" when the progress is "middle", and outputs "remove pathological leaves" when the progress is "late". In this case, "removal of pathological strain" may be output.

対策決定部701は、気候情報を参照して、対応策を決定してもよい。天候により、病気が進行せず、周りの作物に広がらない場合があるためである。例えば、対策決定部701は、湿度が所定以下、温度が所定以上、および風速が所定以下の少なくともいずれかの場合、判定された進行具合に対応付けられている対策より軽度な対応策を出力してもよい。すなわち、例えば、対策決定部701は、進行具合が「初期」と判定され、「初期」に「農薬散布」が対応付けられている態様において、上述の条件を満たす場合には「静観」を出力してもよい。病気が治癒するのは初期段階のみであると仮定して、気候情報が所定条件を満たす場合に、進行具合が初期である場合にのみ、より軽度な対応策を出力するものとしてもよい。この構成によれば、病気の特性を利用して、適切な対応策をより正確に決定できる。特に、過剰な対策を抑制し、過度な農薬散布や、過度な除去による収量の減少を予防できる。 The countermeasure determining unit 701 may determine countermeasures by referring to climate information. This is because depending on the weather, the disease may not progress or spread to surrounding crops. For example, when the humidity is below a predetermined value, the temperature is above a predetermined value, and the wind speed is below a predetermined value, the countermeasure determining unit 701 outputs a countermeasure that is lighter than the countermeasure associated with the determined progress. You can. That is, for example, in a mode where the progress is determined to be "initial" and "pesticide spraying" is associated with "initial", the countermeasure determination unit 701 outputs "wait and see" if the above conditions are met. You may. Assuming that the disease is cured only in the initial stage, if the climate information satisfies a predetermined condition, a milder countermeasure may be output only if the progress is in the early stage. According to this configuration, appropriate countermeasures can be determined more accurately by utilizing the characteristics of the disease. In particular, excessive measures can be suppressed and yield reductions due to excessive pesticide spraying or excessive removal can be prevented.

対策決定部701によれば、圃場403の病気拡散を止めるために適した対策を決定できる。また、対策決定部701によれば、病気の進行具合に応じて適切な対応策を決定することができるので、過剰な農薬散布を防ぐことができる。ひいては、農薬コストを抑えることができ、農薬量の少ない作物を生育させることができる。また、対策決定部701によれば、適切な病理葉の除去および病理株の除去が行えるため、過剰な除去作業を防ぐことができる。ひいては、除去作業の人件費を抑えることができる。また、葉および株が過剰に除去されることがないから、収量を維持できる。 According to the countermeasure determining unit 701, a countermeasure suitable for stopping the spread of the disease in the field 403 can be determined. Furthermore, since the countermeasure determining unit 701 can determine appropriate countermeasures depending on the progress of the disease, excessive spraying of pesticides can be prevented. In turn, it is possible to reduce the cost of pesticides and grow crops that require less pesticides. Furthermore, the countermeasure determination unit 701 can appropriately remove pathological leaves and pathological plants, thereby preventing excessive removal work. As a result, labor costs for removal work can be reduced. Also, since leaves and plants are not removed excessively, yields can be maintained.

対策決定部701は、散布態様決定部702および対策時期算出部703を備える。 The countermeasure determining section 701 includes a dispersion mode determining section 702 and a countermeasure timing calculating section 703.

散布態様決定部702は、圃場403に薬剤を散布する態様を決定する機能部である。散布態様決定部702は、散布エリア決定部702a、農薬決定部702bおよび濃度決定部702cを有する。 The dispersion mode determining unit 702 is a functional unit that determines the mode of dispersing the chemical onto the field 403. The spraying mode determining unit 702 includes a spraying area determining unit 702a, a pesticide determining unit 702b, and a concentration determining unit 702c.

散布エリア決定部702aは、病気と判定された病理株を含む所定範囲を散布エリアとして決定する機能部である。 The dispersion area determining unit 702a is a functional unit that determines a predetermined range including a pathological strain determined to be diseased as a dispersion area.

散布エリア決定部702aは、病気が広がるリスクの高いエリアに農薬散布を行う。植物が罹患する病気の原因として、菌の繁殖がある。菌の胞子は風に飛ばされて移動することから、風速が大きいほど、広範囲に胞子が広がっていると推定される。また、風下に胞子が広がっていると推定される。さらに、発見された病理株における病気が進行している場合、病気の発生から時間が経過していると推定され、すなわち広範囲に胞子が広がっていると推定される。 The spraying area determination unit 702a sprays pesticides on areas with a high risk of disease spread. Bacterial growth is a cause of diseases that affect plants. Since fungal spores are blown away by the wind, it is presumed that the higher the wind speed, the wider the spores will spread. It is also estimated that the spores are spreading downwind. Furthermore, if the disease in the discovered pathological strain is progressing, it is presumed that some time has passed since the onset of the disease, that is, the spores are presumed to have spread over a wide area.

そこで、散布エリア決定部702aは、風速情報に基づいて農薬散布を行う病理株からの距離を決定する。すなわち、散布エリア決定部702aは、風速が大きいほど、農薬散布を行う病理株からの距離を大きくする。また、散布エリア決定部702aは、風向情報に基づいて農薬散布を行うエリアを決定する。すなわち、散布エリア決定部702aは、病理株から風下に向かって広がるエリアに農薬散布を行うことを決定する。言い換えれば、散布エリア決定部702aは、風下方向における病理株から散布範囲端までの距離を、風上方向における病理株から散布範囲端までの距離よりも長くする。風速情報および風向情報は、測定器500からの情報を受信してよい。 Therefore, the spray area determining unit 702a determines the distance from the pathological plant to which the pesticide is to be sprayed based on the wind speed information. That is, the spraying area determining unit 702a increases the distance from the pathological plant to which the pesticide is to be sprayed as the wind speed increases. Further, the spraying area determining unit 702a determines an area for spraying pesticides based on wind direction information. That is, the spray area determining unit 702a decides to spray the pesticide in an area extending downwind from the pathological strain. In other words, the dispersion area determination unit 702a makes the distance from the pathological plant to the end of the dispersion range in the leeward direction longer than the distance from the pathological plant to the end of the dispersion range in the upwind direction. The wind speed information and wind direction information may be received from the measuring device 500.

散布エリア決定部702aは、発見された病理株における病気の進行具合に基づいて、農薬散布を行うエリアを決定する。すなわち、散布エリア決定部702aは、病理株の病気が進行しているほど、散布するエリアの面積を大きくする。言い換えれば、散布エリア決定部702aは、病気が進行しているほど、病理株から散布範囲端までの距離を長くする。 The spray area determining unit 702a determines the area to spray pesticides based on the progress of the disease in the discovered pathological strain. That is, the dispersion area determining unit 702a increases the area of the dispersion area as the disease of the pathological strain progresses. In other words, the dispersion area determining unit 702a increases the distance from the pathological strain to the end of the dispersion range as the disease progresses.

散布エリア決定部702aは、病気の進行具合に基づいて、病気発生からの経過時間を推定し、経過時間に基づいて農薬散布を行うエリアを決定してもよい。散布エリア決定部702aは、経過時間が長いほど、散布するエリアを大きくする。経過時間の推定は、進行具合の他、温度、湿度、および風速情報を参照して行ってもよい。例えば、温度が低く、湿度が高く、又は風速が低いほど、病気が速く進行したものとして、病気発生からの経過時間を短く推定してもよい。 The spraying area determining unit 702a may estimate the elapsed time from the onset of the disease based on the progress of the disease, and may determine the area where pesticide spraying is to be performed based on the elapsed time. The spraying area determining unit 702a increases the area to be sprayed as the elapsed time increases. The elapsed time may be estimated by referring to the progress, temperature, humidity, and wind speed information. For example, the lower the temperature, the higher the humidity, or the lower the wind speed, the faster the disease progresses, and the elapsed time from the onset of the disease may be estimated to be shorter.

なお、対策決定部701は、散布エリア決定部702aが散布を決定するエリアを、株の除去を要するエリア、すなわち「病理株発生エリアの株の除去」における対象範囲の情報として決定してもよい。 Note that the countermeasure determining unit 701 may determine the area in which the dispersion area determining unit 702a decides to spray as information on the area where the strain needs to be removed, that is, the target range in "removal of the strain in the pathological strain outbreak area". .

散布エリア決定部702aが散布を決定するエリアは、ドローン100の飛行範囲に限られず、飛行範囲周辺の領域も含んでよい。当該エリアは、当該病理診断システム1000を利用する作業者が直接的に管理する圃場に関わらず、別の作業者の管理圃場であってもよい。地域の圃場の包括管理者により散布を要するエリアの情報が管理され、包括管理者から各作業者に通知されてもよい。また、決定される散布エリアの情報を、連携する別のシステムに出力してもよい。 The area in which the spraying area determining unit 702a decides to spray is not limited to the flight range of the drone 100, but may also include areas around the flight range. The area may be a field managed by another worker, regardless of the field directly managed by the worker using the pathological diagnosis system 1000. Information on areas requiring spraying may be managed by a local general manager of fields, and the general manager may notify each worker. Further, information on the determined spraying area may be output to another system to be linked.

農薬決定部702bは、病気の進行具合に応じて、農薬の種類を決定する機能部である。農薬決定部702bは、病気の進行具合と、適した農薬とを対応付けるテーブルを有し、当該テーブルを参照して農薬の種類を決定してよい。なお、本説明において、農薬は、病気の対策として散布が有効な各種液体、粉体および粒剤などを広く含む概念である。 The pesticide determining unit 702b is a functional unit that determines the type of pesticide depending on the progress of the disease. The pesticide determining unit 702b may have a table that associates the progress of the disease with suitable pesticides, and may determine the type of pesticide by referring to the table. In addition, in this description, the term "agricultural chemicals" is a concept that broadly includes various liquids, powders, granules, etc. that can be effectively sprayed as a disease control measure.

濃度決定部702cは、病気の進行具合に応じて、散布する農薬の濃度を決定する機能部である。濃度決定部702cは、病気が進行しているほど、高濃度の農薬を散布することを決定する。なお、高濃度の農薬を散布するにあたり、ドローン100により散布する場合においては、高濃度の農薬をあらかじめタンク104に充填して散布する他、標準濃度の散布時よりも低速で飛行しながら散布する、ノズル103からの吐出量を多くする、同一箇所を複数回ずつ飛行して散布する、といった飛行態様の変更により、圃場における農薬の濃度を担保してもよい。この場合、濃度決定部702cは、散布濃度に応じたドローン100の飛行態様を決定する機能を有していてもよい。 The concentration determining unit 702c is a functional unit that determines the concentration of the pesticide to be sprayed depending on the progress of the disease. The concentration determination unit 702c determines that the more the disease progresses, the higher the concentration of the pesticide should be sprayed. In addition, when spraying high-concentration pesticides using the drone 100, in addition to filling the tank 104 with high-concentration pesticides in advance and spraying, the drones also spray while flying at a slower speed than when spraying standard concentrations. The concentration of the pesticide in the field may be maintained by changing the flight mode, such as increasing the discharge amount from the nozzle 103, or flying and spraying the same location multiple times. In this case, the concentration determination unit 702c may have a function of determining the flight mode of the drone 100 according to the spray concentration.

対策時期算出部703は、対応策を講じるべき期限を算出する機能部である。作物の病気は日ごとに進行し、初期段階で対応策を講じることで、軽度な対策で病気を除去することができる。例えば、病気の発生から所定時間以内に対策を講じるとよい。そこで、対策時期算出部703は、病気の進行具合に基づいて、病気発生からの経過時間を推定し、病気発生時点に所定時間を足した時点を対策期限として算出する。対策期限は、例えば病気発生から48時間以内である。また、対策時期算出部703は、ドローン100の飛行時期を決定してもよい。対策時期算出部703は、ドローン100の飛行計画を参照し、飛行が予定されているタイミングで対策することを決定してもよい。対策時期算出部703は、飛行するタイミングを新たに決定し、作業者に促してもよい。 The countermeasure timing calculation unit 703 is a functional unit that calculates a deadline for taking countermeasures. Crop diseases progress day by day, and if measures are taken in the early stages, the disease can be eliminated with minor measures. For example, it is advisable to take measures within a predetermined time from the onset of the disease. Therefore, the countermeasure timing calculation unit 703 estimates the elapsed time from the onset of the disease based on the progress of the disease, and calculates the time point when the disease outbreak is added to a predetermined time as the deadline for countermeasures. The deadline for taking measures is, for example, within 48 hours from the onset of the disease. Further, the countermeasure timing calculation unit 703 may determine the flight timing of the drone 100. The countermeasure timing calculation unit 703 may refer to the flight plan of the drone 100 and decide to take countermeasures at the timing when the flight is scheduled. The countermeasure timing calculation unit 703 may newly determine the timing of flight and prompt the operator.

結果出力部704は、対応策の決定結果を出力する機能部である。結果出力部704は、病気の有無の判定結果、病気の進行具合、推奨される対応策、および対応策を講じるべき対策期限の少なくともいずれかを出力する。結果出力部704は、ユーザインターフェース装置200に決定結果を表示させてもよい。また、結果出力部704は、パーソナルコンピュータの画面に決定結果を表示させてもよく、パーソナルコンピュータにインストールされたWebブラウザを介して、Web上のUIに決定結果を表示させてもよい。 The result output unit 704 is a functional unit that outputs the determination result of the countermeasure. The result output unit 704 outputs at least one of the determination result of the presence or absence of a disease, the progress of the disease, a recommended countermeasure, and a deadline for taking the countermeasure. The result output unit 704 may cause the user interface device 200 to display the determination result. Further, the result output unit 704 may display the decision result on the screen of the personal computer, or may display the decision result on a UI on the Web via a Web browser installed in the personal computer.

結果出力部704は、推奨する対応策を複数表示させ、実行する対応策を作業者に選択させてもよい。結果出力部704は、推奨する対応策を推奨順に表示してもよい。作業者は、作業都合等に合わせて対策を柔軟に講じることができる。ユーザインターフェース装置200は、推奨する対応策を複数表示した後、実際に行う対応策の選択入力を受け付け、対応策が入力されると、入力された対応策を対応実績として病歴記憶部601に記録する。 The result output unit 704 may display a plurality of recommended countermeasures and allow the operator to select the countermeasure to be executed. The result output unit 704 may display the recommended countermeasures in the order of recommendation. Workers can flexibly take measures according to their work circumstances. After displaying a plurality of recommended countermeasures, the user interface device 200 accepts the selection input of the countermeasure to be actually performed, and when the countermeasure is input, records the input countermeasure in the medical history storage unit 601 as a response record. do.

結果出力部704は、決定結果をドローン100の飛行制御部1001に送信してもよい。ドローン100は、決定結果に基づいて病理診断のための飛行をしてもよいし、薬剤散布のための飛行をしてもよい。また、ドローン100は、それらの飛行のために必要な準備動作を行ってもよい。 The result output unit 704 may transmit the determination result to the flight control unit 1001 of the drone 100. The drone 100 may fly for pathological diagnosis or for dispersing medicine based on the determination result. Additionally, the drone 100 may perform preparatory operations necessary for those flights.

●結果出力画面
図9に示すように、ユーザインターフェース装置200には、結果出力画面G1が表示される。結果出力画面G1は、圃場403a、403b、403cおよび403dと、各圃場をメッシュ状に分割する仮想線が表示されている。分割された各エリアのうち、病理株の存在エリア403a-1、403b-1は、他のエリアとは異なる態様で表示されている。本実施形態では、圃場403a乃至403dは網掛けで示され、病理株が存在するエリア403a-1、403b-1は、白く示されている。
●Result Output Screen As shown in FIG. 9, the user interface device 200 displays a result output screen G1. On the result output screen G1, fields 403a, 403b, 403c, and 403d and virtual lines dividing each field into a mesh are displayed. Among the divided areas, areas 403a-1 and 403b-1 where pathological strains exist are displayed in a different manner from other areas. In this embodiment, the fields 403a to 403d are shown in shading, and areas 403a-1 and 403b-1 where pathological strains exist are shown in white.

言い換えれば、結果出力画面G1は、圃場の形状と、病理株の存在エリアとを重ね合わせて表示する。圃場の形状は、航空写真又は農地バンクのデータを参照してもよいし、作業者により入力されるデータを使用してもよい。結果出力画面G1に表示される圃場は、写真であってもイラストであってもよい。病理株の存在エリアは、例えば、ドローン100が飛行時に取得するRTK-GPSの情報により特定される。この構成によれば、病理株の存在位置を一覧することができる。 In other words, the result output screen G1 displays the shape of the field and the area where the pathological strain exists in a superimposed manner. For the shape of the field, reference may be made to aerial photographs or data from a farmland bank, or data input by the operator may be used. The field displayed on the result output screen G1 may be a photograph or an illustration. The area where the pathological strain exists is identified, for example, by RTK-GPS information acquired by the drone 100 during flight. According to this configuration, the locations of pathological strains can be listed.

また、結果出力画面G1には、病理株における病気の進行具合を示す進行具合表示欄g10、および進行具合表示欄g10に表示されている病理株に対する対応策を表示する対応策表示欄g20が表示されている。病理株の存在エリアが複数ある場合、進行具合表示欄g10および対応策表示欄g20に表示される病理株の存在エリア403a-1は、他の存在エリア403b-1とは区別可能になっている。例えば、存在エリア403a-1にはピンPが表示されている。結果出力画面G1上で存在エリア403a-1、403b-1が選択されることで、進行具合および対応策を表示する存在エリアが切り替わる。 In addition, the result output screen G1 displays a progress display field g10 that shows the progress of the disease in the pathological strains, and a countermeasure display field g20 that displays countermeasures for the pathological strains displayed in the progress display field g10. has been done. If there are multiple areas where pathological strains exist, the area where pathological strains exist 403a-1 displayed in the progress display field g10 and countermeasure display field g20 can be distinguished from other areas where pathological strains exist 403b-1. . For example, a pin P is displayed in the presence area 403a-1. By selecting the presence areas 403a-1 and 403b-1 on the result output screen G1, the presence areas that display the progress and countermeasures are switched.

対応策表示欄g20には、1又は複数の対応策欄g21、g22が表示されている。対応策欄g21、g22は、押下されることで、対応策の詳細や対応期限が表示されてもよい。また、ユーザインターフェース装置200は、対応策欄g21、g22に対する操作に基づいて、作業者が当該対応策を実施したことを入力可能になっていてもよい。 The countermeasure display column g20 displays one or more countermeasure columns g21 and g22. When the countermeasure columns g21 and g22 are pressed, the details of the countermeasure and the response deadline may be displayed. Furthermore, the user interface device 200 may be configured to allow the operator to input that the countermeasure has been implemented based on operations on the countermeasure columns g21 and g22.

存在エリア403a-1、403b-1が指定されると、図10に示す、存在エリア内の病理株を拡大表示する詳細な結果出力画面G2に遷移する。 When the presence areas 403a-1 and 403b-1 are specified, the screen changes to a detailed result output screen G2 shown in FIG. 10, which enlarges and displays the pathological strains in the presence areas.

図10に示すように、結果出力画面G2には、病理診断カメラ512bにより取得された画像g30が表示されている。また、病理葉又は病理株を示す病理領域特定マークg31が画像g30に重ね合わされて表示されている。この構成によれば、圃場中から病理葉又は病理株を探すのが容易である。特に、目視確認又は病理葉もしくは病理株の除去の際に有用である。病理領域特定マークg31を選択することで、目視確認が完了したことが入力可能になっていてもよい。この構成によれば、病理株への対策実績の管理が簡便である。 As shown in FIG. 10, an image g30 acquired by the pathological diagnosis camera 512b is displayed on the result output screen G2. Furthermore, a pathological region specifying mark g31 indicating a pathological leaf or pathological strain is displayed superimposed on the image g30. According to this configuration, it is easy to search for pathological leaves or pathological plants in the field. It is particularly useful for visual confirmation or removal of pathological leaves or plants. By selecting the pathological region identification mark g31, it may be possible to input that the visual confirmation has been completed. According to this configuration, it is easy to manage the results of countermeasures against pathological strains.

●病理診断を行うフローチャート
図11に示すように、まず、ドローン100が圃場の上空を飛行して、作物の画像を取得する(S11)。次いで、取得される画像に基づいて、斑点の大きさ、密度および数の少なくともいずれかのパラメータを測定する(S12)。次いで、パラメータの測定結果が所定範囲内であるかを判定する(S13)。パラメータの測定結果が所定範囲内であるとき、判定対象は病気ではないと判定する(S14)。パラメータの測定結果が所定範囲外であるとき、判定対象は病気であると判定する(S15)。次いで、病気の進行具合を判定する(S16)。進行具合に基づいて対応策を決定し、出力する(S17)。なお、ステップS12における判定は株ごとに行ってもよいし、画像ごとに行ってもよい。判定を株ごとに行う場合であって、1個の取得画像に複数株が映り込んでいる場合は、1個の取得画像に対しステップS12乃至S17の処理を繰り返す。
各パラメータの閾値判定による病理発生判断ではなく、各パラメータの値に基づく病理発生尤度を生成して、当該病理発生尤度に基づいて病理発生の有無を判断するようにしても良い。この場合には、S13~S15を下記のように置き換えられる。つまり、S13において、パラメータの計測結果に基づいて病理発生尤度を生成する(S13)。次に、S14において、生成した病理発生尤度が所定値未満の場合に判定対象は病気ではないと判断する(S14)。また、S15において、生成した病理発生尤度が所定値以上である場合に判定対象は病気であると判定する(S15)。
●Flowchart for performing pathological diagnosis As shown in FIG. 11, first, the drone 100 flies over the field and acquires images of the crops (S11). Next, based on the acquired image, parameters such as size, density, and/or number of spots are measured (S12). Next, it is determined whether the parameter measurement results are within a predetermined range (S13). When the measurement result of the parameter is within a predetermined range, it is determined that the subject to be determined is not sick (S14). When the measurement result of the parameter is outside the predetermined range, it is determined that the determination target is sick (S15). Next, the progress of the disease is determined (S16). Countermeasures are determined based on the progress and output (S17). Note that the determination in step S12 may be performed for each stock or for each image. If the determination is made for each stock and multiple stocks are reflected in one acquired image, the processes of steps S12 to S17 are repeated for one acquired image.
Instead of determining the occurrence of pathology by determining the threshold value of each parameter, the likelihood of occurrence of pathology may be generated based on the value of each parameter, and the presence or absence of occurrence of pathology may be determined based on the likelihood of occurrence of pathology. In this case, S13 to S15 can be replaced as shown below. That is, in S13, the likelihood of pathological occurrence is generated based on the measurement results of the parameters (S13). Next, in S14, if the generated likelihood of pathological occurrence is less than a predetermined value, it is determined that the determination target is not a disease (S14). Further, in S15, if the generated pathological occurrence likelihood is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that the determination target is a disease (S15).

(本願発明による技術的に顕著な効果)
本発明にかかる植物の病理診断システムにおいては、作物の病理診断を正確に行うことができる。

(Technically remarkable effects of the claimed invention)
In the plant pathological diagnosis system according to the present invention, pathological diagnosis of crops can be performed accurately.

Claims (12)

ドローンを圃場の上空に飛行させる飛行制御部と、
少なくともクロロフィルの吸収スペクトルに対応する周波数帯域の光量を検出する第1カメラと、
前記ドローンに搭載され、前記第1カメラを介して、前記圃場に生育する作物の前記周波数帯域における画像を取得する病理情報取得部と、
前記画像に基づいて、前記作物に発生する斑点の大きさおよび形状の少なくともいずれかのパラメータを測定する斑点測定部と、
前記パラメータの測定結果に基づいて、前記作物が病気か否かの病理判定を行う病理診断部と、
前記圃場における過去の病歴を記憶する病歴記憶部と、
を備え
前記病理診断部は、前記パラメータの測定結果が所定の第1閾値を満たしている場合には前記作物が病気と判定し、前記パラメータの測定結果が前記第1閾値未満である場合であっても、前記第1閾値より小さい所定の第2閾値以上であって、かつ前記圃場において過去に発生履歴がある場合には、前記病気が発生している旨判定する、
植物の病理診断システム。
a flight control unit that flies the drone over the field;
a first camera that detects the amount of light in a frequency band corresponding to at least the absorption spectrum of chlorophyll;
a pathology information acquisition unit that is mounted on the drone and acquires images of crops growing in the field in the frequency band through the first camera;
a spot measuring unit that measures at least one parameter of size and shape of spots appearing on the crop based on the image;
a pathological diagnosis unit that performs pathological determination as to whether or not the crop is diseased based on the measurement results of the parameters;
a medical history storage unit that stores past medical history in the field;
Equipped with
The pathological diagnosis unit determines that the crop is diseased if the measurement result of the parameter satisfies a predetermined first threshold value, and even if the measurement result of the parameter is less than the first threshold value. , if the disease is at least a predetermined second threshold smaller than the first threshold and there is a history of outbreak in the field in the past, it is determined that the disease has occurred;
Plant pathology diagnosis system.
前記病理診断部は、前記病歴記憶部に記憶されている前記過去の病歴を参照し、前記過去の病歴の情報に基づいて病気が発生している尤度を計算する、
請求項1記載の植物の病理診断システム
The pathological diagnosis unit refers to the past medical history stored in the medical history storage unit and calculates the likelihood that a disease has occurred based on the past medical history information.
A plant pathological diagnosis system according to claim 1..
前記病理診断部は、病気の種類と、前記病気に罹患した場合に発生する斑点の形状、大きさ、密度、斑点数又は斑点発生部位もしくは範囲とを対応付けて記憶し、前記パラメータの測定結果に基づいて前記作物が罹患している病気の種類を判定する、
請求項1又は2記載の植物の病理診断システム。
The pathological diagnosis unit stores the type of disease in association with the shape, size, density, number of spots, or spot occurrence site or range of spots that occur when suffering from the disease, and stores the measurement results of the parameters. determining the type of disease that the crop is suffering from based on;
The plant pathological diagnosis system according to claim 1 or 2 .
前記斑点測定部は、前記斑点の数を、発生している部位ごとに計数し、前記病理診断部は、前記斑点の発生部位又は範囲に基づいて前記病気の種類を判定する、
請求項1乃至3のいずれかに記載の植物の病理診断システム。
The spot measuring unit counts the number of spots for each site where the spots occur, and the pathological diagnosis unit determines the type of the disease based on the site or range where the spots occur.
The plant pathological diagnosis system according to any one of claims 1 to 3 .
前記病理診断部は、前記圃場の気候情報に基づいて病理判定を行い、前記パラメータの測定結果が第1閾値を満たしている場合には前記作物が病気と判定し、前記パラメータの測定結果が前記第1閾値未満である場合であっても、前記気候情報が所定の第4閾値以上である場合には、病気である旨判定する、
請求項1乃至4のいずれかに記載の植物の病理診断システム。
The pathological diagnosis section performs pathological determination based on the climate information of the field, and determines that the crop is diseased when the measurement result of the parameter satisfies a first threshold, and the measurement result of the parameter satisfies the first threshold. Even if the climate information is less than a first threshold, if the climate information is equal to or higher than a fourth predetermined threshold, determining that the person is sick;
The plant pathological diagnosis system according to any one of claims 1 to 4.
前記気候情報は、温度、湿度および風速の少なくともいずれかの情報を含む、
請求項5記載の植物の病理診断システム。
The climate information includes at least one of temperature, humidity, and wind speed.
The plant pathological diagnosis system according to claim 5.
前記病理診断部は、前記作物に発生する斑点の長さに基づいて、前記病気の進行具合を判定し、前記長さが第3閾値以上である場合には、前記病気が最も発生初期の段階よりも進行した状態であると判定する、
請求項1乃至6のいずれかに記載の植物の病理診断システム。
The pathological diagnosis unit determines the progress of the disease based on the length of spots appearing on the crop, and if the length is equal to or greater than a third threshold, the disease is at the earliest stage of occurrence. It is determined that the condition is more advanced than that of
The plant pathological diagnosis system according to any one of claims 1 to 6.
前記ドローンは可視光帯域の少なくとも3波長の光量を検出する可視光カメラを更に備え、
前記病理診断部は、前記可視光カメラにより得られる情報に基づいて、前記病気の進行具合を判定し、前記斑点測定部により測定される前記斑点の周辺において変色領域が検出される場合には、前記病気が最も発生初期の段階よりも進行した状態であると判定する、
請求項1乃至7のいずれかに記載の植物の病理診断システム。
The drone further includes a visible light camera that detects the amount of light of at least three wavelengths in the visible light band,
The pathological diagnosis unit determines the progress of the disease based on the information obtained by the visible light camera, and if a discolored area is detected around the spot measured by the spot measurement unit, determining that the disease is in a more advanced state than the earliest stage;
The plant pathological diagnosis system according to any one of claims 1 to 7.
前記病理診断部は、前記作物の生育情報を取得し、前記作物が特定の生育状況の場合に罹患する可能性が高い病気の判定にあたって、前記特定の生育状況であることを参照して病気である旨判定する、
請求項1乃至8のいずれかに記載の植物の病理診断システム。
The pathological diagnosis unit acquires growth information of the crop, and in determining a disease that the crop is likely to contract if the crop is in a specific growth condition, the pathological diagnosis section refers to the specific growth condition to determine whether the crop is sick or not. determine that there is
The plant pathological diagnosis system according to any one of claims 1 to 8.
少なくともクロロフィルの吸収スペクトルに対応する周波数帯域の光量を検出する第1カメラを備えるドローンを圃場の上空に飛行させる飛行制御ステップと、
前記ドローンに搭載され、前記第1カメラを介して、前記圃場に生育する作物の前記周波数帯域における画像を取得する病理情報取得ステップと、
前記画像に基づいて、前記作物に発生する斑点の大きさおよび形状の少なくともいずれかのパラメータを測定する斑点測定ステップと、
前記パラメータの測定結果に基づいて、前記作物が病気か否かの病理判定を行う病理診断ステップと、
前記圃場における過去の病歴を記憶する病歴記憶ステップと、
を含
前記病理診断ステップでは、前記パラメータの測定結果が所定の第1閾値を満たしている場合には前記作物が病気と判定し、前記パラメータの測定結果が前記第1閾値未満である場合であっても、前記第1閾値より小さい所定の第2閾値以上であって、かつ前記圃場において過去に発生履歴がある場合には、前記病気が発生している旨判定する、
植物の病理診断方法。
a flight control step of flying a drone over the field, including a first camera that detects the amount of light in a frequency band corresponding to at least the absorption spectrum of chlorophyll;
a pathological information acquisition step of acquiring images in the frequency band of crops growing in the field through the first camera mounted on the drone;
a spot measuring step of measuring at least one parameter of size and shape of spots occurring on the crop based on the image;
a pathological diagnosis step of determining pathologically whether or not the crop is diseased based on the measurement results of the parameters;
a medical history storage step of storing past medical history in the field;
including ;
In the pathological diagnosis step, the crop is determined to be diseased if the measurement result of the parameter satisfies a predetermined first threshold value, and even if the measurement result of the parameter is less than the first threshold value. , if the disease is at least a predetermined second threshold smaller than the first threshold and there is a history of outbreak in the field in the past, it is determined that the disease has occurred;
Plant pathological diagnosis method.
圃場の上空を飛行するドローンが、少なくともクロロフィルの吸収スペクトルに対応する周波数帯域の光量を検出する第1カメラにより取得する、前記圃場に生育する作物の前記周波数帯域における画像に基づいて、前記作物に発生する斑点の大きさおよび形状の少なくともいずれかのパラメータを測定する斑点測定部と、
前記パラメータの測定結果に基づいて、前記作物が病気か否かの病理判定を行う病理診断部と、
前記圃場における過去の病歴を記憶する病歴記憶部と、
を備
前記病理診断部は、前記パラメータの測定結果が所定の第1閾値を満たしている場合には前記作物が病気と判定し、前記パラメータの測定結果が前記第1閾値未満である場合であっても、前記第1閾値より小さい所定の第2閾値以上であって、かつ前記圃場において過去に発生履歴がある場合には、前記病気が発生している旨判定する、
植物の病理診断装置。
A drone flying over a field is configured to detect the crop on the basis of an image of the crop growing in the field in the frequency band obtained by a first camera that detects light intensity in a frequency band corresponding to at least the absorption spectrum of chlorophyll. a spot measuring unit that measures at least one parameter of the size and shape of the spots that occur;
a pathological diagnosis unit that performs pathological determination as to whether or not the crop is diseased based on the measurement results of the parameters;
a medical history storage unit that stores past medical history in the field;
Equipped with
The pathological diagnosis unit determines that the crop is diseased if the measurement result of the parameter satisfies a predetermined first threshold value, and even if the measurement result of the parameter is less than the first threshold value. , if the disease is at least a predetermined second threshold smaller than the first threshold and there is a history of outbreak in the field in the past, it is determined that the disease has occurred;
Plant pathology diagnostic equipment.
ドローンを圃場の上空に飛行させる飛行制御部と、
少なくともクロロフィルの吸収スペクトルに対応する周波数帯域の光量を検出する第1カメラと、
前記第1カメラを介して、前記圃場に生育する作物の前記周波数帯域における画像を取得する病理情報取得部と、
前記画像に基づいて、前記作物に発生する斑点の大きさおよび形状の少なくともいずれかのパラメータを測定する斑点測定部と、
前記パラメータの測定結果に基づいて、前記作物が病気か否かの病理判定を行う病理診断部と、
前記圃場における過去の病歴を記憶する病歴記憶部と、
を備
前記病理診断部は、前記パラメータの測定結果が所定の第1閾値を満たしている場合には前記作物が病気と判定し、前記パラメータの測定結果が前記第1閾値未満である場合であっても、前記第1閾値より小さい所定の第2閾値以上であって、かつ前記圃場において過去に発生履歴がある場合には、前記病気が発生している旨判定する、
ドローン。
a flight control unit that flies the drone over the field;
a first camera that detects the amount of light in a frequency band corresponding to at least the absorption spectrum of chlorophyll;
a pathological information acquisition unit that acquires images of crops growing in the field in the frequency band via the first camera;
a spot measuring unit that measures at least one parameter of size and shape of spots appearing on the crop based on the image;
a pathological diagnosis unit that performs pathological determination as to whether or not the crop is diseased based on the measurement results of the parameters;
a medical history storage unit that stores past medical history in the field;
Equipped with
The pathological diagnosis unit determines that the crop is diseased if the measurement result of the parameter satisfies a predetermined first threshold value, and even if the measurement result of the parameter is less than the first threshold value. , if the disease is at least a predetermined second threshold smaller than the first threshold and there is a history of outbreak in the field in the past, it is determined that the disease has occurred;
Drone.
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