JPH11178445A - Paddy rice growth monitor - Google Patents

Paddy rice growth monitor

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Publication number
JPH11178445A
JPH11178445A JP9350509A JP35050997A JPH11178445A JP H11178445 A JPH11178445 A JP H11178445A JP 9350509 A JP9350509 A JP 9350509A JP 35050997 A JP35050997 A JP 35050997A JP H11178445 A JPH11178445 A JP H11178445A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rice
growth
field
paddy
photographing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9350509A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuko Teranishi
優子 寺西
Teruji Sekozawa
照治 瀬古沢
Kenji Fujii
健司 藤井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Bio Oriented Technology Research Advancement Institution
Sasaki Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Bio Oriented Technology Research Advancement Institution
Sasaki Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Bio Oriented Technology Research Advancement Institution, Sasaki Co Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP9350509A priority Critical patent/JPH11178445A/en
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  • Cultivation Of Plants (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the subject monitor, which saves the producer's working time for growing paddy rice by providing, e.g. a remote monitor and device for automatically predicting its growth conditions. SOLUTION: This monitor is equipped with a camera 01 which takes photographs of paddy rice 10, transmitter 02 which transmits input image data taken by the camera 01, receiver 08 which receives the image data from the transmitter 02, and display 04 which displays the image data. The growth conditions can be automatically monitored by adding a photographing control device which controls, e.g. shutter speed for the camera 01 and processor which processes the input image data to predict growth conditions of paddy rice 10.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】水田における水稲の育成にお
いて、水稲の生育状況を判定する装置および方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and method for judging the state of growth of paddy rice in growing paddy rice in paddy fields.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来は、生産者が毎日圃場に行き、水稲
の生育状況を判断し、水田の水位を見て必要に応じて給
排水を行なっていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, a producer goes to a field every day to judge the growing condition of paddy rice, and performs water supply and drainage as necessary by checking the water level of the paddy field.

【0003】他の従来技術として、特開平8-116807号公
報のように、水温と水位を計測し、水温が一定値より下
がり、水位が一定値より低い時に自動的に給水し、水位
の高い状態、すなわち深水の状態にする自動灌漑装置が
示されている。寒冷地では、深水にすることにより、寒
い外気より水温の方が通常高温になるため、冷害を防ぐ
ことができるようになっている。
As another prior art, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-116807, water temperature and water level are measured, and when the water temperature falls below a certain value and the water level is below a certain value, water is automatically supplied, and the water level is high. An automatic irrigation device is shown which is in a state, i.e. in deep water. In a cold region, since the water temperature is usually higher than that of cold outside air by making the water deep, it is possible to prevent cold damage.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、生
産者が兼業農家である場合など、毎日水田へ行くのが困
難な場合がある。近年、水田の大区画化が進むにつれ、
生産者の住居と水田が離れていることが多くなっている
という理由からも、毎日の見回りは生産者の負担となっ
ている。
In the above-mentioned prior art, it is sometimes difficult to go to a paddy field every day, for example, when the producer is a part-time farmer. In recent years, as paddy fields have become larger,
Daily inspections are a burden on producers, because the farmers' homes and paddy fields are often farther apart.

【0005】これに対し、大区画化されて機械化も進
み、上記従来技術のように圃場への給排水も自動化され
るようになってきた。しかし、生育状況によって水位を
変化させる必要があるため、水稲を監視するために生産
者は圃場への見回りを行なわなければならず、給排水の
自動化のみでは生産者の負担はあまり軽減されない。
[0005] On the other hand, large-sized compartments have been developed and mechanized, and water supply and drainage to the field has been automated as in the above-mentioned conventional technology. However, since it is necessary to change the water level according to the growth situation, the producer must look around the field to monitor the rice, and the automation of water supply and drainage alone does not reduce the burden on the producer much.

【0006】そこで本発明は、上記問題点を解決するた
め、遠隔地から水稲の監視を行う装置を提供することに
より、生産者の負担を軽減し、かつ水稲の生育状況を把
握できる装置を簡易で安価に実現することを目的とす
る。
[0006] In order to solve the above problems, the present invention provides a device for monitoring rice from a remote location, thereby reducing the burden on the producer and simplifying the device for grasping the growth status of the rice. It is intended to be realized at low cost.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を実現するため
に、水稲をCCDカメラなどの撮影装置で撮影し、この
撮影画像を伝送し、生産者の住居などのテレビなどの表
示装置に表示させるようにした。
In order to achieve the above object, paddy rice is photographed by a photographing device such as a CCD camera, and the photographed image is transmitted and displayed on a display device such as a television in a residence of a producer. I did it.

【0008】撮影装置の入力画像を処理装置で画像処理
することにより、自動的に水稲の生育状況を判定する装
置とした。
[0008] The present invention is an apparatus for automatically judging the growing condition of paddy rice by subjecting an input image of a photographing device to image processing by a processing device.

【0009】上記処理装置が、撮像装置からの入力画像
から稲の葉や茎の色の部分を抽出し、稲の高さと葉面積
を計算することにより、生育状況を判定するようにし
た。
[0009] The processing device extracts the color of the leaves and stems of the rice from the input image from the imaging device, and calculates the height and the leaf area of the rice to determine the growth state.

【0010】水田は天候や太陽の位置などの環境条件に
影響をうけ、同じ色のものでも異なる入力画像になる場
合がある。この環境による影響を少なくするため、撮影
装置のアイリスやシャッタースピードを変化させたり、
入力画像の補正を行なう撮影装置の制御装置を設けた。
A paddy field is affected by environmental conditions such as the weather and the position of the sun, so that the same color may result in a different input image. In order to reduce the influence of this environment, change the iris and shutter speed of the shooting device,
A control device of the photographing device for correcting the input image is provided.

【0011】大区画水田を、ほぼ均等な面積で矩形の圃
場の集合であると定義する。大区画水田の複数の圃場の
うち代表的な圃場のみを撮影装置にて撮影し、他の圃場
の生育状況は撮影された圃場の生育状況をもとに推定す
るようにした。
A large paddy field is defined as a set of rectangular fields having a substantially uniform area. Only a representative field among the plurality of fields in the large paddy field was photographed by the photographing device, and the growth state of the other fields was estimated based on the photographed growth state of the field.

【0012】さらに、大区画水田においては、矩形の圃
場の1辺上から給水し、該辺と反対側の辺上から排水す
るようになっている。撮影装置を給水側と排水側にそれ
ぞれ配置して生育を推定するようにした。
Further, in a large-area paddy field, water is supplied from one side of a rectangular field and drained from a side opposite to the side. The photographing devices were arranged on the water supply side and the drainage side, respectively, to estimate the growth.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細な説明を述べ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a detailed description of the present invention will be described.

【0014】図1は、本発明の基本構成を示す図であ
る。基本構成は、撮影装置01、伝送装置02、受信装置0
3、表示装置04からなる。撮影装置01は、水稲01の生育
状況を撮影するものであり、生育状況を認識するために
必要な色情報を得るため、カラーCCDなどのカラー撮影
可能なものがよい。また、水稲10の生育状況は遅く、1
日単位で把握すれば充分であるので、撮影装置01の入力
画像は、動画像である必要はなく、静止画像でよい。入
力画像は、伝送装置02から受信装置03に送られ、表示装
置04に表示される。撮影装置01と伝送装置02は圃場に設
置され、受信装置03と表示装置04は、生産者が見やすい
所、例えば生産者の住居に設置される。伝送装置02と受
信装置03の間の伝送系の種類は、公衆回線、無線などが
あるが、これは送信側と受信側の距離や、その地域の電
波の届きやすさなどによって決定される。伝送手段は1
日に1度、静止画像を送ることのできる環境であればよ
い。例えば、送信側と受信側の距離が無線使用が可能な
距離であれば、無線を使用する。さらに、公衆回線等の
有線を使用することもできる。公衆回線使用時も、携
帯、PHS等の無線電話が使用可能な地域であれば、無線
電話を使用すれば圃場に電話回線をひく必要なく、簡単
に設置でき、1日1回の通信でよいのでコストを安く抑
えることができる。撮影装置01が水稲10の撮影をする時
間は、毎日、太陽の位置がほぼ同じである同時刻である
ことが望ましい。これは、太陽の位置によって水稲10へ
の光の当る位置が変化するため、水稲10の色の状態が変
化して撮影されてしまうことを防ぐためである。
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of the present invention. The basic configuration consists of an imaging device 01, a transmission device 02, a reception device 0
3. It consists of a display device 04. The photographing device 01 is for photographing the growing condition of the rice paddy 01, and is preferably a device capable of color photographing such as a color CCD in order to obtain color information necessary for recognizing the growing condition. The growth of rice 10 is slow.
Since it is sufficient to understand the information on a daily basis, the input image of the photographing device 01 does not need to be a moving image, but may be a still image. The input image is sent from the transmission device 02 to the reception device 03 and displayed on the display device 04. The photographing device 01 and the transmission device 02 are installed in a field, and the receiving device 03 and the display device 04 are installed in a place where the producer can easily see, for example, a residence of the producer. The type of transmission system between the transmission device 02 and the reception device 03 includes a public line, wireless communication, and the like, which is determined by the distance between the transmission side and the reception side, the ease of arrival of radio waves in the area, and the like. Transmission means 1
It is sufficient if the environment can send a still image once a day. For example, if the distance between the transmitting side and the receiving side is a distance where wireless use is possible, wireless is used. Further, a wired line such as a public line may be used. Even when using a public line, if it is an area where a mobile phone such as a mobile phone or PHS can be used, a wireless phone can be installed easily without having to connect a phone line to a field, and communication once a day is sufficient. Therefore, the cost can be reduced. It is desirable that the photographing apparatus 01 photograph the paddy rice 10 every day at the same time when the position of the sun is almost the same. This is to prevent the position where the light shines on the paddy rice 10 depending on the position of the sun, thereby preventing the color state of the paddy rice 10 from changing and photographing.

【0015】以上の装置を用いることにより生産者は、
表示装置04上に表示された水稲の画像から、水稲の生育
状況を知ることができる。水稲は、その生育期によっ
て、高さ、葉数、葉や茎の色等が変化する。その状態を
圃場に行くことなく、表示04を見るだけで判断すること
ができる。さらに、図1の装置に加え、水稲の高さを計
るための目盛や、稲の成長を計るカラーサンプルを水稲
と同時に撮影して、水稲と比較することにより、生産者
は生育状況や病気など水稲の状態を客観的に知ることが
できる。
By using the above apparatus, the producer can
From the image of the paddy rice displayed on the display device 04, the growing condition of the rice can be known. The height, the number of leaves, the colors of leaves and stems, and the like of paddy rice vary depending on the growing season. The state can be determined only by looking at the display 04 without going to the field. In addition to the equipment shown in Fig. 1, the scale for measuring the height of the rice and the color samples for measuring the growth of the rice are photographed at the same time as the rice, and compared with the rice, the producer can determine the growth status and disease. You can objectively know the condition of paddy rice.

【0016】以上述べたのは、生産者が遠隔地で水稲の
生育状況を見るための装置であるが、この装置に処理装
置を加えることにより、自動的に生育状況を判定するこ
とができる。図2は、水稲の生育推定装置の構成図であ
る。撮影装置01、撮影装置制御装置05、伝送装置02、受
信装置03、処理装置06、表示装置04からなる。撮影装置
制御装置05は、撮影装置01の制御を行ない、必要に応じ
て、撮影装置01のシャッタースピードやアイリス等を変
化するように制御する。全体の明るさが足らない場合、
シャッタースピードを遅くしたり、アイリスを広くする
ことによって、あたかも明るい場面のように撮影するこ
とができる。逆に、日が当り過ぎている場合は、シャッ
タースピードを速く、アイリスを絞るようにし、入力画
像の明るさを一定に保つようにする。また、雨天時は水
滴による光の乱反射があるため、偏光フィルタをかける
ことにより、乱反射を取り除いた画像を入力する。以上
のような制御を制御装置05が行なうことにより、なるべ
く天候等の環境変化の影響を受けない入力画像を得るこ
とができる。以下、撮影装置01、撮影装置制御装置05、
伝送装置02の圃場に設置される部分を総じて監視装置07
と呼ぶ。
What has been described above is an apparatus for allowing a producer to monitor the growth status of paddy rice in a remote place. By adding a processing device to this apparatus, the growth state can be automatically determined. FIG. 2 is a configuration diagram of a rice growth estimation apparatus. It comprises an imaging device 01, an imaging device control device 05, a transmission device 02, a reception device 03, a processing device 06, and a display device 04. The photographing device control device 05 controls the photographing device 01, and controls the shutter speed, iris, and the like of the photographing device 01 to change as necessary. If the overall brightness is not enough,
By slowing down the shutter speed or widening the iris, you can shoot as if it were a bright scene. Conversely, when the sun is over, the shutter speed is increased, the iris is reduced, and the brightness of the input image is kept constant. Further, since there is irregular reflection of light due to water droplets in rainy weather, an image from which irregular reflection has been removed is input by applying a polarizing filter. By performing the above-described control by the control device 05, it is possible to obtain an input image that is not affected by environmental changes such as weather as much as possible. Hereinafter, the imaging device 01, the imaging device control device 05,
The part of the transmission device 02 installed in the field is generally monitored by the monitoring device 07.
Call.

【0017】処理装置06は、伝送されてきた画像データ
から、水稲10の部分を抽出し、水稲10の丈、葉数、色を
認識する。稲の品種が分かっていれば、丈や葉数などか
ら、おおよその生育期が推定される。水稲10の色は通常
成長するにつれて、次第に緑色が濃くなり、穂が実ると
黄色に変化する。また、葉数は始め数が増えていくが、
一定の時期になると数は増えなくなる。このような成長
期を特徴付ける外観的なパターンを予め処理装置06に記
憶させておくことにより、実際の水稲10と記憶させた内
容を比較して、生育期を検出する。画像から葉数を検出
する方法は、エッジ抽出によって1枚ずつの葉をパター
ン認識して葉の数を数える方法と、葉の色の部分の面積
を抽出し画像全体に対する割合を求め、葉数を推定する
方法がある。
The processing device 06 extracts the portion of the paddy rice 10 from the transmitted image data, and recognizes the height, the number of leaves, and the color of the paddy rice 10. If the rice varieties are known, the approximate growth period can be estimated from the length and number of leaves. The color of the paddy rice 10 gradually becomes greener as it grows, and turns yellow when the ears grow. Also, the number of leaves increases at the beginning,
The number will not increase at a certain time. By storing such an appearance pattern characterizing the growth period in the processing device 06 in advance, the growing period is detected by comparing actual rice 10 with the stored contents. The method of detecting the number of leaves from an image includes a method of counting the number of leaves by pattern recognition of leaves one by one by edge extraction, and a method of extracting an area of a color portion of a leaf to obtain a ratio to the entire image, There is a method of estimating.

【0018】生育途中で水稲に何らかの異常があり、枯
れるなどの異常があった場合、葉や茎等の色が変化する
ため、異常を認識することができる。これら推定された
生育期や異常は表示装置04に表示して生産者に知らせる
ことができる。水田での灌漑用水の供給量は、生育期に
よって異なり、また冷害などが発生すると、生育期によ
っては深水管理等の特殊な灌漑方法もとる必要がある。
一般には、水稲の生育状況は生産者が圃場で目視によっ
て計測したり、気温等の気象条件から予測していたが、
これに加え、画像から生育状況を認識することによっ
て、より確実に、より作業時間を短くすることができる
ようになる。また、表示装置04に表示するばかりではな
く、近年研究されている自動灌漑システムの入力値とし
て、上記処理装置06の処理結果である水稲の生育期を用
いることができる。自動灌漑システムを用いると、生産
者が水位の設定を行なうことなく、生育期や気温などに
応じて自動的に水位が設定され、給排水するようにでき
るので、生産者の灌漑に関する作業時間を短縮できる。
If there is any abnormality such as withering during the growth of the paddy rice, the color of the leaves and stems changes, so that the abnormality can be recognized. These estimated growth periods and abnormalities can be displayed on the display device 04 to inform the producer. The amount of irrigation water supplied to paddy fields varies depending on the growing season, and when cold damage occurs, it is necessary to adopt a special irrigation method such as deep water management depending on the growing season.
In general, the growth status of paddy rice was measured visually by the producer in the field or predicted from weather conditions such as temperature.
In addition to this, by recognizing the growth status from the image, the working time can be reduced more reliably. In addition to the display on the display device 04, the growing period of the paddy rice, which is the processing result of the processing device 06, can be used as an input value of the automatic irrigation system that has been studied in recent years. By using an automatic irrigation system, the water level can be automatically set according to the growing season, temperature, etc., and the water supply and drainage can be performed without the producer having to set the water level. it can.

【0019】近年、稲作の省力化、農家の兼業化が進
み、水田を整備して大区画水田として合理化することが
進んできている。大区画水田では、1圃場が1ha前後
の規模のものが2〜30枚、ほぼ同じ形状の圃場の集ま
りとなっている。そこで、大区画水田内では、特別な立
地条件のない限り、ほぼ等しい気温、風の向き、風の強
さであると考えて良い。大区画水田内の各圃場の水稲の
生育は、稲の品種が同じであれば、生育状況に差ができ
ることはまずない。そこで、撮影装置01は、全ての圃場
に取り付けるのではなく、代表的な1以上の圃場に取り
付け、他の圃場は撮影装置01の入力画像から類推するこ
とにより生育状況を推定する。品種が同じで移植日が同
じ圃場であれば、生育状況は同じであると考える。水配
分、田植え機の使用順序などの制約から、移植日が異な
ることがあるので撮影装置01の設置された圃場と移植日
の差を求め、統計的に生育状況を推定するようにする。
In recent years, labor saving of rice cultivation and part-time work of farmers have progressed, and paddy fields have been improved and rationalized as large-area paddy fields. In large-area paddy fields, one field is a group of fields having a scale of about 1 ha and 2 to 30 fields having almost the same shape. Therefore, in a large paddy field, it can be considered that the temperature, the direction of the wind, and the intensity of the wind are almost equal unless there is a special location condition. The growth of rice in each field in a large paddy field is unlikely to differ if the varieties of the rice are the same. Therefore, the photographing device 01 is not attached to all the fields, but is attached to one or more representative fields, and the other fields estimate the growth state by analogy with the input image of the photographing device 01. If the varieties are the same and the transplant dates are the same, the growth situation is considered to be the same. Due to restrictions such as water distribution and the order of using rice transplanters, transplant dates may be different. Therefore, the difference between the field where the imaging device 01 is installed and the transplant date is determined, and the growth status is statistically estimated.

【0020】水稲のある計測日1日の生育速度をThe growth rate of the paddy rice on one measurement day is determined by

【0021】[0021]

【数1】 (Equation 1)

【0022】とおくと、移植日からi日目の計測日の生
育状況は
In other words, the growth status on the i-th measurement day from the transplant date is

【0023】[0023]

【数2】 (Equation 2)

【0024】で表される。圃場Aを監視装置07の設置
されている圃場とする。(数2)のV(i)は監視装置
のデータから処理装置06が推定した生育状況から求めら
れる。同一品種で同じ気象条件であれば、移植日が異な
っても同一日の生育速度は同じであるから、(数2)の
稲Aよりx日遅く移植された稲Bの生育状況は
## EQU2 ## The field A is a field where the monitoring device 07 is installed. V (i) in (Equation 2) is obtained from the growth situation estimated by the processing device 06 from the data of the monitoring device. If the same variety and the same weather conditions, the growth rate of the same day is the same even if the transplant date is different.

【0025】[0025]

【数3】 (Equation 3)

【0026】となり、移植日の異なる稲の生育状況を、
推定することができる。
The growth status of the rice at different transplant dates is
Can be estimated.

【0027】図3は、大区画水田に生育監視装置07を設
置する例を示している。大区画水田20は、畦道23で区切
られた圃場21の集合となっており、畦道23 に沿って水
管あるいは溝等の形態で給水路22、排水路23が通ってい
る。全ての圃場は同じ形状、面積で、育成品種も同じで
あると仮定する。品種が同じであれば、水稲の生育速度
は主に気温、日照時間、水温、風速などに左右される
が、大区画水田20内では、上記で述べたようにこれらの
気象条件は全ての圃場に対し等しいと言えるので、生育
速度も等しくなる。従って、全ての圃場に監視装置07を
取り付ける必要はなく、少なくとも1枚の圃場21に撮影
装置01、制御装置05、伝送装置02を取り付け、その撮影
装置01をとりつけた圃場の生育状況から他の圃場の生育
状況を推定する。撮影装置01等を取り付ける圃場は、装
置を取り付けるのに適切な土壌であること、電源や電話
線などの必要な設備が取り付けやすいことなどの条件が
よいところを選ぶようにする。
FIG. 3 shows an example in which the growth monitoring device 07 is installed in a large paddy field. The large paddy field 20 is a collection of fields 21 separated by a furrow 23, and a water supply channel 22 and a drainage channel 23 pass along the furrow 23 in the form of a water pipe or a ditch. It is assumed that all fields have the same shape and area and the same breeding variety. If the varieties are the same, the growth rate of paddy rice depends mainly on temperature, sunshine hours, water temperature, wind speed, etc., but within a large paddy field 20, as described above, these meteorological conditions So that the growth rate is also equal. Therefore, it is not necessary to attach the monitoring device 07 to all the fields, and the photographing device 01, the control device 05, and the transmission device 02 are attached to at least one field 21, and other growing conditions in the field to which the photographing device 01 is attached are used. Estimate the growth status of the field. The field where the photographing device 01 or the like is to be installed is selected in a location where conditions are good, such as appropriate soil for mounting the device and easy installation of necessary equipment such as a power supply and a telephone line.

【0028】以上、大区画水田内の育成品種を全て同一
とする例について述べた。しかし、水稲はその生育速度
によって、早稲、なかて、晩稲の3種類に大別できる
が、1つの大区画水田内の品種が全て同じでなくても、
例えば品種が全て晩稲であれば、生育速度は等しいと仮
定でき、上記と同様に推定ができる。また例えば早稲、
晩稲などの品種が混ざっている場合は、早稲の圃場のう
ち少なくとも1枚、晩稲の圃場のうち少なくとも1枚に
それぞれ監視装置07を設置することにより、同様に他の
圃場の生育を推定する。以上のようにして、大区画水田
の特徴を利用して、代表的な圃場にのみ監視装置07を設
定するようにしたため、コストを安くすることができる
ようになった。
In the above, an example has been described in which the breeding varieties in the large paddy field are all the same. However, paddy rice can be broadly classified into three types depending on its growth rate: early rice, middle rice, and late rice. Even if the varieties in one large paddy field are not all the same,
For example, if all varieties are late rice, it can be assumed that the growth rates are the same, and it can be estimated in the same manner as above. Also, for example, Waseda,
When varieties such as late rice are mixed, the monitoring device 07 is installed in at least one of the fields of the early rice field and at least one of the fields of the late rice, and the growth of other fields is similarly estimated. As described above, the monitoring device 07 is set only in a representative field using the characteristics of the large-area paddy field, so that the cost can be reduced.

【0029】次に大区画水田などの1圃場が大きい水田
では、給水側と排水側の間に距離があり、水の流れに時
間がかかるため、生育速度が異なることを検出する方法
についてのべる。日中に給水する場合は、給水側は給水
路から流出したばかりの冷たい水が稲に当るため、比較
的生育が遅くなり、排水側へ水が到達する頃には、暖か
い外気や日光が当って水が暖められるため、排水側の方
が給水側に比べ生育が早くなる。逆に、夜間給水する場
合は、昼間暖められた水が給水路より出て、冷たい外気
に当りながら排水側へ流れるため、水温は給水側の方が
暖かく、排水側は冷たくなるので、稲の生育は給水側の
方が排水側に比べ早くなる。以上の様に水温の差による
1圃場内での生育の差異が生じる。
Next, in a paddy field where one field is large, such as a large paddy field, there is a distance between the water supply side and the drainage side, and the flow of water takes a long time, so a method for detecting a difference in growth rate will be described. When water is supplied during the day, cold water that has just flowed out of the water supply channel hits the rice on the water supply side, so the growth is relatively slow.When the water reaches the drainage side, warm outside air and sunlight are exposed. Because the water is warmed, the drainage side grows faster than the water supply side. Conversely, when water is supplied at night, water warmed during the day comes out of the water supply channel and flows to the drainage side while hitting the cool outside air. Growth is faster on the water supply side than on the drainage side. As described above, there is a difference in growth in one field due to a difference in water temperature.

【0030】図4は、1枚の圃場内での生育状況の差異
を検出するときの構成図である。圃場21において、給水
路22、排水路23、給水口30、排水口31が配置されている
とする。通常、給水路22と排水路23は圃場21の対辺上に
配置されているが、給水側に1組、排水側に1組の生育
監視装置07を配置し、それぞれの側の生育状況を把握す
る。このような配置をすることにより、水温が最低、最
高になる地点の画像情報から生育を判定することがで
き、冷害、高温障害の早期発見が可能である。大区画水
田の場合は、代表的な圃場にのみ、給排水両側に監視装
置07を配置することにより、他の圃場の生育状況を推定
することができる。給排水両側に監視装置07を配置する
のに対し、給水側と排水側の中間地点に監視装置07を配
置して、中間地点の生育状況を平均的な生育状況として
とらえる方法もあり、こちらは1組の監視装置07ですむ
のでコストが低いという利点がある。その他、監視装置
071組を給水あるいは排水側どちらかに配置し、圃場の
水位、水温、地温、気温、日射量を計測する装置を設置
し、それらのデータより、給水された水が排水側に届く
までに何度暖められるか、あるいは冷やされるかを推定
することができるので、その水温差をもとに、統計的に
水稲10の生育速度の差を求めることもできる。この場合
も、監視装置07は1組ですむ。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration for detecting a difference in growth status in one field. In the field 21, it is assumed that a water supply channel 22, a drainage channel 23, a water supply port 30, and a drainage port 31 are arranged. Usually, the water supply channel 22 and the drainage channel 23 are arranged on opposite sides of the field 21. One set of the growth monitoring devices 07 is provided on the water supply side and one set of the growth monitoring device 07 is provided on the drainage side, and the growth status of each side is grasped. I do. With such an arrangement, the growth can be determined from the image information of the point where the water temperature becomes the lowest and the highest, and the early detection of the cold damage and the high temperature damage is possible. In the case of a large-compartment paddy field, by arranging the monitoring devices 07 on both sides of the water supply and drainage only in a representative field, it is possible to estimate the growth status of other fields. There is also a method of placing monitoring devices 07 on both sides of the water supply and drainage, while placing the monitoring devices 07 at an intermediate point between the water supply side and the drainage side so that the growth situation at the intermediate point can be regarded as an average growth situation. There is an advantage that the cost is low because only a set of monitoring devices 07 is required. Other monitoring devices
Set 071 at either the water supply or drainage side and install equipment to measure the water level, water temperature, soil temperature, air temperature, and solar radiation in the field. Based on these data, determine how much water is supplied before it reaches the drainage side. Since it is possible to estimate whether the water is warmed or cooled, it is also possible to statistically determine the difference in the growth rate of the rice 10 based on the water temperature difference. Also in this case, only one monitoring device 07 is required.

【0031】以上のような監視装置07で得られた画像か
ら生育状況を推定した結果を、従来技術で述べた自動灌
漑設備のような、圃場21の水位を自動的に調整するシス
テムの入力として使用することもできる。水稲は、生育
期によって適切な水位が異なるので、自動灌漑の水位の
設定には、生育期の情報が必要である。このように生育
監視装置と自動灌漑装置を組み合わせることによって、
灌漑作業を自動化することが可能なので、作業時間を削
減することができる。
The result of estimating the growth status from the image obtained by the monitoring device 07 as described above is used as an input to a system for automatically adjusting the water level of the field 21 such as the automatic irrigation equipment described in the related art. Can also be used. Since the appropriate water level of paddy rice varies depending on the growing season, information on the growing season is required to set the water level for automatic irrigation. In this way, by combining the growth monitoring device and the automatic irrigation device,
Since the irrigation operation can be automated, the operation time can be reduced.

【0032】[0032]

【発明の効果】上記で述べた実施の形態をとることによ
り、水田から遠隔地にいても生産者が水稲の状況を画像
で知ることができるようになったので、頻繁に水田へ赴
く必要がなくなり、作業時間を減少させることができる
ようになった。
By adopting the above-described embodiment, the producer can know the condition of the paddy rice even in a remote place from the paddy field, so it is necessary to frequently go to the paddy field. It is no longer possible and the working time can be reduced.

【0033】撮影装置からの入力画像を元に、画像認識
処理をする処理装置を設け、水稲の葉の量や丈を認識す
るようにしたので、自動的に水稲の生育状況を推定する
ことができ、また、葉の色の変化などを監視して、病気
や生育不良などの異常を自動的に判定できるようになっ
た。これにより、生産者が毎日監視していなくても、生
育状況が認識され、異常時などの必要な時にのみ生産者
に知らせるようにすれば、さらに作業時間を軽減させる
ことができる。また近年、水位計や自動給排水装置を設
置して灌漑作業を自動化する設備が開発されているが、
水田の水位は、稲の生育期によって異なるため、自動灌
漑には、生育期を計測する手段が必要となる。本発明で
得られる生育状況を、稲の種類や気候によって異なる生
育期別水位データと共に自動灌漑設備の入力として用い
ることができる。
A processing device for performing image recognition processing is provided based on the input image from the photographing device so as to recognize the amount and height of the leaves of the paddy rice. Therefore, it is possible to automatically estimate the growth status of the paddy rice. It is also possible to automatically determine abnormalities such as diseases and poor growth by monitoring changes in leaf color. Thereby, even if the producer does not monitor every day, the working condition can be further reduced by recognizing the growth status and notifying the producer only when necessary such as when there is an abnormality. In recent years, facilities have been developed to automate irrigation work by installing water level gauges and automatic water supply and drainage devices.
Since the water level in the paddy field varies depending on the growing season of rice, automatic irrigation requires a means to measure the growing season. The growth status obtained by the present invention can be used as input to the automatic irrigation equipment together with the water level data for each growing season that varies depending on the type of rice and the climate.

【0034】以上述べてきた撮影装置は水田の稲を撮影
するために屋外に設置されるため、撮影装置のアイリス
やシャッタースピードなどを制御したり、撮影後の画像
を修正する制御装置を設けるようにした。気象等による
光の当り方の変化の影響を受けにくくなり、より正確な
認識ができるようになった。
Since the photographing device described above is installed outdoors for photographing rice in a paddy field, a control device for controlling the iris and shutter speed of the photographing device and correcting the image after photographing is provided. I made it. This makes it less susceptible to changes in the way light hits due to weather, etc., allowing more accurate recognition.

【0035】大区画水田では、各圃場は均等に整備され
ており、また水稲の生育に影響のある気温、湿度、風速
等の気象条件は同一地域内であるのでどの圃場でもほぼ
等しいと言える。従って、大区画水田の全圃場に撮影装
置を設置するのではなく、代表的な圃場のみに撮影装置
を置き、その他の圃場の生育状況もほぼ同じであると推
定する。これにより、撮影装置の数を減らすことがで
き、コストを抑えることができるようになった。
In a large paddy field, each field is evenly maintained, and weather conditions such as temperature, humidity, wind speed and the like which affect the growth of rice are in the same area. Therefore, it is presumed that the imaging devices are not installed in all the fields of the large paddy field, but are installed only in the representative fields, and the growth conditions in the other fields are almost the same. As a result, the number of photographing devices can be reduced, and the cost can be reduced.

【0036】大区画水田は、各圃場が約1ha規模のも
のが多く、給水側と排水側の距離が離れている。したが
って、給水施設側と排水施設側では水温の差が発生する
ので、生育速度も異なってくる。圃場全体の生育状況を
把握するために、給水側と排水側にそれぞれ撮影装置を
配置するようにしたので、生育速度の差を把握でき、よ
り正確に生育状況を把握することができるようになっ
た。
Many large-scale paddy fields have a size of about 1 ha in each field, and the distance between the water supply side and the drainage side is large. Therefore, a difference in water temperature occurs between the water supply facility side and the drainage facility side, so that the growth rate also differs. In order to grasp the growth situation of the whole field, the photographing devices are arranged on the water supply side and the drainage side, respectively, so that the difference in growth speed can be grasped, and the growth situation can be grasped more accurately. Was.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】水稲の生育監視装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a rice growth monitoring apparatus.

【図2】水稲の生育推定装置の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a rice growth estimation apparatus.

【図3】大区画水田における本発明の適用例である。FIG. 3 is an application example of the present invention in a large-area paddy field.

【図4】大圃場のにおける本発明の適用例である。FIG. 4 is an application example of the present invention in a large field.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

01…撮影装置、02…伝送装置、03…受信装置、04…表示
装置、05…撮影装置制御装置、 06…処理装置、20
…大区画水田、21…圃場、 22…給水路、 23…排水
路、 30…給水口、31…排水口。
01: photographing device, 02: transmitting device, 03: receiving device, 04: display device, 05: photographing device control device, 06: processing device, 20
… Large paddy field, 21… Field, 22… Water supply channel, 23… Drainage channel, 30… Water inlet, 31… Drain outlet.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 健司 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地 株 式会社日立製作所システム開発研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Kenji Fujii 1099 Ozenji Temple, Aso-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture, Hitachi, Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】水田の稲を撮影する撮影装置と、撮影され
た画像を伝送する装置と、伝送された画像を受信する受
信装置と、画像を表示する表示装置とからなる水稲の生
育監視装置。
An apparatus for monitoring the growth of paddy rice, comprising: a photographing device for photographing rice in a paddy field; a device for transmitting the photographed image; a receiving device for receiving the transmitted image; and a display device for displaying the image. .
【請求項2】水田の稲を撮影する撮影装置と、撮影装置
を制御する制御装置と、撮影された画像を伝送する装置
と、伝送された画像を受信する受信装置と、受信画像を
画像処理し生育状況を推定する処理装置とからなる水稲
の生育推定装置。
2. A photographing device for photographing rice in a paddy field, a control device for controlling the photographing device, a device for transmitting a photographed image, a receiving device for receiving the transmitted image, and image processing for the received image. An apparatus for estimating the growth of paddy rice, comprising a processing apparatus for estimating the growth status of rice.
【請求項3】請求項2の水稲の生育推定装置において、
撮影画像から稲の色の部分を抽出し、稲の高さと葉面積
を推定することにより、稲の生育状況を推定することを
特徴とする水稲の生育推定方法。
3. The apparatus for estimating the growth of rice plant according to claim 2,
A method for estimating the growth of a paddy rice, comprising extracting a color portion of the rice from a photographed image and estimating a height and a leaf area of the rice to estimate a growth state of the rice.
【請求項4】請求項1、2において、撮影装置の撮影画
像が常に同じ条件で入力できるように、環境条件に対応
して撮影装置を制御する撮影装置制御手段を持つことを
特徴とした水稲の生育監視装置。
4. A rice plant according to claim 1, further comprising photographing device control means for controlling the photographing device in accordance with environmental conditions so that a photographed image of the photographing device can always be inputted under the same conditions. Growth monitoring device.
【請求項5】請求項2において、大区画水田の中の1枚
以上の圃場にのみ撮影装置をとりつけ、該撮影装置設置
圃場の生育状況から他圃場の生育状況を推測することを
特徴とする水稲の生育推定方法。
5. The method according to claim 2, wherein the photographing device is attached to only one or more fields in the large paddy field, and the growing condition of the other field is estimated from the growing condition of the field where the photographing device is installed. Estimation method of rice growth.
【請求項6】請求項1において、大区画水田の1圃場の
給水装置側と排水装置側にそれぞれ撮影装置をとりつ
け、生育状況の差異を比較することを特徴とする水稲の
生育推定方法。
6. A method for estimating growth of a rice plant according to claim 1, wherein photographing devices are attached to a water supply device side and a drainage device side of one field of a large paddy field, respectively, and differences in growth status are compared.
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