WO2021152797A1 - 農作物育成システム - Google Patents

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WO2021152797A1
WO2021152797A1 PCT/JP2020/003546 JP2020003546W WO2021152797A1 WO 2021152797 A1 WO2021152797 A1 WO 2021152797A1 JP 2020003546 W JP2020003546 W JP 2020003546W WO 2021152797 A1 WO2021152797 A1 WO 2021152797A1
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WO
WIPO (PCT)
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flight
crop
data
disease
unmanned aerial
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/003546
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
圭一 黒川
千大 和氣
鈴木　大介
宏記 加藤
Original Assignee
株式会社ナイルワークス
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社ナイルワークス filed Critical 株式会社ナイルワークス
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Priority to JP2021574384A priority patent/JP7359464B2/ja
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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00—Botany in general

Definitions

  • the present invention relates to a crop growing system that remotely monitors crops and sprays pesticides, fertilizers, etc. on the crops based on the monitoring results.
  • drones multicopters
  • spraying chemicals such as pesticides and liquid fertilizers on agricultural land (fields).
  • fields Especially in relatively small farmlands, it is often appropriate to use drones instead of manned airplanes and helicopters.
  • Patent Document 1 an aerial photograph of agricultural land is taken with a drone, an area and amount of pesticide to be sprayed are specified based on the obtained image, and a flight for efficiently spraying the specified amount of pesticide to the specified area.
  • a pesticide spraying method has been proposed in which a route, etc. is planned and pesticides are sprayed by a drone according to the plan.
  • the pathological diagnosis system that photographs agricultural products by aerial photography of a drone and diagnoses the morbidity of the agricultural products based on the images obtained by the photography, the agricultural products that the system diagnoses as having the disease are engaged in agriculture. There is a need for a person to make a self-diagnosis of whether the crop is really affected by the disease and to what extent the disease is progressing, and to confirm the validity of the diagnosis of the system. be.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a user such as an agricultural worker with a means for determining the morbidity of a crop.
  • the crop growing system is a moving body of one or more unmanned aerial vehicles including one or more unmanned aerial vehicles, each of which is equipped with one or more photographing means for taking an image of a crop.
  • the farmland is based on the imaging data generated by the instruction means for instructing the route and the imaging means mounted on at least one of the one or more unmanned aerial vehicles that flew over the farmland in accordance with the instructions of the instruction means.
  • the crop is provided with a diagnostic means for diagnosing whether or not the crops planted in the plant are sick, and the instruction means is sick for at least one of the one or more unmanned moving objects.
  • a recording means that records the imaging data generated by the imaging means mounted on at least one of the moved one or more unmanned moving objects as additional data in association with the crop identification data that identifies the crop. To be equipped.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a crop growing system according to an embodiment of the present invention.
  • the field 403 is an agricultural land such as a rice field or a field where crops are cultivated.
  • the base station 404 has both a function as a master unit for Wi-Fi communication and a function as an RTK-GPS base station.
  • the user terminal 401 is a terminal operated by the agricultural worker 402 who is a user, and communicates with the drone 100 or the server 405 via the base station 404 and the network.
  • the user terminal 401 may be realized by a portable information device such as a general tablet terminal that executes a computer program.
  • the user terminal 401 has a touch panel as a user interface.
  • Drone 100 is an unmanned aerial vehicle equipped with an autonomous flight function.
  • the drone 100 has the following main functions.
  • the first function is to take a picture of each crop while flying over several tens of centimeters of the crop so as to scan the entire area of the field 403 according to the flight photography plan given in advance, and image of each crop. It is a flight photography function that diagnoses the morbidity of crops based on the above.
  • the second function is to fly while passing through a specific position in the field 403 according to a pre-given flight re-photographing plan, and suffer from a disease in the crop at the specific position, specifically in the flight imaging.
  • This is a flight re-photographing function that photographs crops that have been diagnosed to that effect and makes a diagnosis regarding the morbidity of the crops based on the images of each crop.
  • the third function is a flight spraying function that flies while passing through a specific position in the field 403 and sprays pesticides on the crops at the specific position according to the flight spraying plan given in advance. Normally, the drone 100 takes off from the departure / arrival point 406 outside the field 403 and returns to the departure / arrival point 406 after spraying the pesticide on the field 403 or when pesticide replenishment, charging, or the like is required.
  • the server 405 is typically a group of computers and related software operated on a cloud service.
  • This server 405 has the following main functions.
  • the first function is a function of acquiring information indicating a crop planting position, an image and a diagnosis result from the drone 100 and saving it as a crop map in the process of taking a flight image of the drone 100.
  • the second function is a function of acquiring information indicating a crop planting position, an image, and a diagnosis result from the drone 100 and adding it to the crop map in the process of the drone 100 performing flight rephotographing.
  • the third function is the editing function of the crop map.
  • an image showing the crop map, an image of the crops constituting the crop map, and a diagnosis result regarding the crop are provided to the user terminal 401. Further, according to the instruction from the user terminal 401, various instructions such as the conditions for spraying the pesticide on the crop are written in the crop map.
  • the fourth function is to generate a flight re-shooting plan for re-shooting crops diagnosed as having a disease based on the crop map obtained by flight shooting, and provide it to the drone 100. It is a function to do.
  • the fifth function is a function of comprehensively diagnosing the morbidity of crops based on the information obtained by flight photography and the information obtained by flight re-photographing.
  • the sixth function is a function of generating a flight spraying plan for spraying pesticides on a diseased crop based on a crop map and providing it to the drone 100 when a spraying instruction is given.
  • the seventh function is a function of relaying a flight re-photographing instruction or a flight spraying instruction transmitted from the user terminal 401 to the drone 100.
  • the drone 100 will be described.
  • the drone is regardless of the power means (electric power, prime mover, etc.) and the maneuvering method (wireless or wired, autonomous flight type, manual maneuvering type, etc.). It refers to all unmanned aerial vehicles with multiple rotors.
  • the rotor blades 101-1a, 101-1b, 101-2a, 101-2b, 101-3a, 101-3b, 101-4a, 101-4b are It is a means for flying the drone 100, and is equipped with eight aircraft (four sets of two-stage rotor blades) in consideration of the balance between flight stability, aircraft size, and battery consumption.
  • the motors 102-1a, 102-1b, 102-2a, 102-2b, 102-3a, 102-3b, 102-4a, 102-4b are the rotary blades 101-1a, 101-1b, 101-2a, 101-. It is a means for rotating 2b, 101-3a, 101-3b, 101-4a, 101-4b (typically, it is an electric motor, but it may be a motor, etc.), and one machine is provided for one rotary blade. Has been done.
  • the motor 102 is an example of a propulsion device.
  • the upper and lower rotors (eg, 101-1a and 101-1b) in one set and the corresponding motors (eg, 102-1a and 102-1b) are used for drone flight stability and the like.
  • the axes are on the same straight line and rotate in opposite directions. Although some rotor blades 101-3b and motor 102-3b are not shown, their positions are self-explanatory and are in the positions shown if there is a left side view. As shown in FIGS. 3 and 4, the radial members for supporting the propeller guards provided so that the rotor does not interfere with foreign matter have a rather wobbling structure rather than a horizontal one. This is to encourage the member to buckle outside the rotor in the event of a collision and prevent it from interfering with the rotor.
  • the drug nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4 are means for spraying the drug downward, and are provided with four machines.
  • the term "pharmaceutical” generally refers to a liquid or powder sprayed on a field such as a pesticide, a herbicide, a liquid fertilizer, an insecticide, a seed, and water.
  • the drug tank 104 is a tank for storing the sprayed drug, and is provided at a position close to the center of gravity of the drone 100 and at a position lower than the center of gravity from the viewpoint of weight balance.
  • the drug hoses 105-1, 105-2, 105-3, 105-4 are means for connecting the drug tank 104 and the drug nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4, and are rigid. It may be made of the above material and also serve to support the drug nozzle.
  • the pump 106 is a means for discharging the drug from the nozzle.
  • FIG. 7 shows a block diagram showing the control function of the drone 100.
  • the data processing device 501 is a component that controls the entire drone, and may be an embedded computer including a CPU, memory, related software, and the like.
  • the data processing device 501 uses the motors 102-1a, 102-1b, 102-2a, 102-2b, 102-3a, 102-3b, 104-a, 104 via a control means such as ESC (Electronic Speed Control).
  • the flight of the drone 100 is controlled by controlling the rotation speed of ⁇ b.
  • the actual rotation speeds of the motors 102-1a, 102-1b, 102-2a, 102-2b, 102-3a, 102-3b, 104-a, 104-b are fed back to the data processing device 501, and the normal rotation is achieved. It is configured to monitor whether it is being performed.
  • the rotary blade 101 may be provided with an optical sensor or the like so that the rotation of the rotary blade 101 is fed back to the data processing device 501.
  • the software used by the data processing device 501 can be rewritten through a storage medium or the like for function expansion / change, problem correction, etc., or through communication means such as Wi-Fi communication or USB. In this case, protection is performed by encryption, checksum, electronic signature, virus check software, etc. so that rewriting by malicious software is not performed. Further, a part of the calculation process used by the data processing device 501 for control may be executed by another computer existing on the user terminal 401, the server 405, or somewhere else. Since the data processing device 501 is of high importance, some or all of its components may be duplicated.
  • the battery 502 is a means for supplying electric power to the data processing device 501 and other components of the drone, and may be rechargeable.
  • the battery 502 is connected to the data processing device 501 via a fuse, a power supply unit including a circuit breaker, or the like.
  • the battery 502 may be a smart battery having a function of transmitting its internal state (storage amount, integrated usage time, etc.) to the data processing device 501 in addition to the power supply function.
  • the data processing device 501 can communicate with the user terminal 401 and the server 405 via the Wi-Fi slave unit 503 and further via the base station 404.
  • the communication may be encrypted so as to prevent fraudulent acts such as interception, spoofing, and device hijacking.
  • the base station 404 also has a Wi-Fi communication function and a function as an RTK-GPS base station. Therefore, by combining the signal of the RTK base station and the signal from the GPS positioning satellite, the GPS module 504 can measure the absolute position of the drone 100 with an accuracy of about 2 cm. Since the GPS module 504 is so important, it may be duplicated / multiplexed, and each redundant GPS module 504 should use a different satellite in order to cope with the failure of a specific GPS satellite. It may be controlled.
  • the 6-axis gyro sensor 505 is a means for measuring the acceleration of the drone body in three directions orthogonal to each other (furthermore, a means for calculating the velocity by integrating the acceleration).
  • the 6-axis gyro sensor 505 is a means for measuring the change in the attitude angle of the drone body in the above-mentioned three directions, that is, the angular velocity.
  • the geomagnetic sensor 506 is a means for measuring the direction of the drone body by measuring the geomagnetism.
  • the barometric pressure sensor 507 is a means for measuring barometric 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 by utilizing the reflection of the laser beam, and may be an IR (infrared) laser.
  • the sonar 509 is a means for measuring the distance between the drone body and the ground surface by utilizing the reflection of sound waves such as ultrasonic waves. These sensors may be selected according to the cost target and performance requirements of the drone. Further, a gyro sensor (angular velocity sensor) for measuring the inclination of the aircraft, a wind force sensor for measuring the wind force, and the like may be added. Further, these sensors may be duplicated or multiplexed.
  • the data processing device 501 may use only one of them, and when it fails, it may be switched to an alternative sensor for use.
  • a plurality of sensors may be used at the same time, and if the measurement results do not match, it may be considered that a failure has occurred.
  • the flow rate sensor 510 is a means for measuring the flow rate of the drug, and is provided at a plurality of locations on the path from the drug tank 104 to the drug nozzle 103.
  • the liquid drainage sensor 511 is a sensor that detects that the amount of the drug has fallen below a predetermined amount.
  • the visible light camera 512a, the first spectrum camera 512b, and the second spectrum camera 512c are cameras for photographing crops, respectively, and capture images of the crops planted on the farmland, and capture data representing the images of the crops. It functions as a shooting means to generate.
  • the visible light camera 512a captures the entire wavelength band of visible light of sunlight reflected by agricultural products.
  • the first spectrum camera 512b disperses and photographs red light, for example, a component in a wavelength band near 680 nm in the sunlight reflected by the agricultural product.
  • the second spectrum camera 512c disperses and photographs near-infrared light, for example, a component in a wavelength band near 780 nm in the sunlight reflected by the agricultural crop.
  • the morbidity of crops is diagnosed based on the images obtained from the first spectrum camera 512b and the second spectrum camera 512c.
  • Obstacle detection camera 513 is a camera for detecting drone obstacles.
  • the switch 514 is a means for the agricultural worker 402 using the drone 100 to make various settings.
  • the obstacle contact sensor 515 is a sensor for detecting that the drone 100, particularly its rotor or propeller guard portion, has come into contact with an obstacle such as an electric wire, a building, a human body, a standing tree, a bird, or another drone. ..
  • the cover sensor 516 is a sensor that detects that the operation panel of the drone 100 and the cover for internal maintenance are in the open state.
  • the drug injection port sensor 517 is a sensor that detects that the injection port of the drug tank 104 is in an open state.
  • sensors may be selected according to the cost target and performance requirements of the drone, and may be duplicated or multiplexed.
  • a sensor may be provided at the base station 404 outside the drone 100, the user terminal 401, or some other place, and the read information may be transmitted to the drone.
  • a wind power sensor may be provided in the base station 404 to transmit information on the wind power and the wind direction to the drone 100 via Wi-Fi communication.
  • the data processing device 501 transmits a control signal to the pump 106 to adjust the drug discharge amount and stop the drug discharge.
  • the current state of the pump 106 (for example, the number of revolutions) is fed back to the data processing device 501.
  • the data processing device 501 is a position measuring means for measuring the three-dimensional position of the drone 100 by using the Wi-Fi slave unit 503, the GPS module 504, the geomagnetic sensor 506, the pressure sensor 507, the laser sensor 508 and the sonar 509. It has the function as.
  • the data processing device 501 is based on the three-dimensional position of the drone 100 measured by the position measuring means and the posture of the drone 100 measured by the 6-axis gyro sensor 505, and the visible light camera 512a and the first spectrum camera 512b. It also has a function as a planting position specifying means for specifying a planting position (or region) of an agricultural product photographed by each of the second spectrum cameras 512c.
  • the LED107 is a display means for notifying the drone operator of the state of the drone.
  • a display means such as a liquid crystal display may be used instead of the LED or in addition to the LED.
  • the buzzer 518 is an output means for notifying the state of the drone (particularly the error state) by an audio signal.
  • the Wi-Fi slave unit function 519 is an optional component for communicating with an external computer or the like for transferring software, for example, in addition to the user terminal 401. In place of or in addition to the Wi-Fi slave function, other wireless communication means such as infrared communication, Bluetooth®, ZigBee®, NFC, or wired communication means such as USB connection. You may use it.
  • the speaker 520 is an output means for notifying the state of the drone (particularly the error state) by means of a recorded human voice, synthetic voice, or the like. Depending on the weather conditions, it may be difficult to see the visual display of the drone 100 in flight. In such a case, it is effective to convey the situation by voice.
  • the warning light 521 is a display means such as a strobe light for notifying the state of the drone (particularly the error state).
  • FIG. 8 is a block diagram showing a functional configuration of the data processing device 501.
  • the data processing device 501 includes a CPU 710 and a storage unit 720 including a non-volatile memory and a volatile memory.
  • a communication processing unit 711 In the box showing the CPU 710, a communication processing unit 711, a diagnosis unit 712, a flight imaging control unit 713, a flight re-imaging control unit 714, and a flight spray control unit 715 are shown. These are the functions realized by the CPU 710 executing the program in the storage unit 720.
  • the flight shooting plan 721, the flight reshooting plan 722, and the flight spraying plan 723 are stored in the storage unit 720. These are given by the server 405 and stored in the storage unit 720.
  • the flight photography plan 721 includes information indicating a first flight route (an example of a first flight route) on the field 403 to which the drone 100 should fly for flight photography.
  • the flight re-shooting plan 722 includes information indicating a second flight route (an example of a second flight route) on the field 403 to which the drone 100 should fly for flight re-shooting, and on this second flight route.
  • the flight spraying plan 723 includes information indicating the route on the field 403 to which the drone 100 should fly for flight spraying, information indicating the position on which the pesticide should be sprayed (position of the drone 100), and the information. It includes information indicating the planting position of crops to which pesticides should be sprayed on the route and information indicating the amount of pesticide sprayed.
  • the communication processing unit 711 is a means for communicating with the server 405 or the user terminal 401.
  • the diagnostic unit 712 is a means for generating diagnostic result data for the agricultural product by analyzing the image of the agricultural product, specifically, the image of the agricultural product taken by the first spectrum camera 512b and the second spectrum camera 512c. This diagnostic result data indicates whether or not the crop is affected by the disease, the type of the disease affected, and the degree of morbidity such as mild or severe.
  • the flight shooting control unit 713 When the flight shooting control unit 713 receives the flight shooting instruction from the user terminal 401 via the server 405, the flight shooting control unit 713 controls the drone 100 to perform the flight shooting according to the flight shooting plan 721 in the storage unit 720. ..
  • the flight imaging control unit 713 has motors 102-1a, 102-1b, 102-2a, 102-2b, 102 for flying the drone 100 according to the first flight route defined in the flight imaging plan 721.
  • the rotation speeds of -3a, 102-3b, 104-a, and 104-b are controlled.
  • the flight imaging control unit 713 measures the three-dimensional position of the drone 100 measured by a position measuring means such as the GPS module 504 and the drone measured by the 6-axis gyro sensor 505 while the drone 100 is performing flight imaging. Based on the postures of 100, the shooting positions (positions of the shooting subjects) of the visible light camera 512a, the first spectrum camera 512b, and the second spectrum camera 512c are calculated.
  • each image obtained from the visible light camera 512a, the first spectrum camera 512b, and the second spectrum camera 512c is associated with each shooting position, and images having the same shooting position and reflecting the same agricultural product are associated with each other. And hand it over to the diagnostic unit 712. At this time, the flight imaging control unit 713 records the image delivered to the diagnosis unit 712 in the temporary storage area of the storage unit 720.
  • the diagnostic unit 712 generates diagnostic result data regarding the morbidity of agricultural crops based on the images obtained from the first spectrum camera 512b and the second spectrum camera 512c among the handed over data, and sends the flight imaging control unit 713. return.
  • the flight imaging control unit 713 causes the agricultural product to become sick among the images of the visible light camera 512a, the first spectrum camera 512b, and the second spectrum camera 512c recorded in the temporary storage area of the storage unit 720 and handed over to the diagnosis unit 712.
  • the image of the agricultural product for which the diagnosis result data indicating that the patient has been affected is returned is handed over to the communication processing unit 711 together with the identification data and the diagnosis result data of the agricultural product.
  • the communication processing unit 711 transmits the delivered data to the server 405.
  • the identification data is data for identifying the crop, specifically, data indicating the planting position of the diseased crop in the field 403.
  • the flight imaging control unit 713 discards the imaging data in the storage unit 720 after the imaging data of the agricultural product is transmitted to the server 405 together with the identification data and the diagnosis result data. Further, when the flight imaging control unit 713 receives the diagnosis result data indicating that the crop does not suffer from a disease, the flight imaging control unit 713 promptly deletes the imaging data of each camera corresponding to the crop in the storage unit 720.
  • the flight re-shooting control unit 714 When the flight re-shooting control unit 714 receives the flight re-shooting instruction from the user terminal 401 via the server 405, the flight re-shooting control unit 714 causes the drone 100 to perform the flight re-shooting according to the flight re-shooting plan 722 in the storage unit 720. To control.
  • the flight re-shooting control unit 714 controls to fly the drone 100 according to the route defined in the flight re-shooting plan 722.
  • the flight spray control unit 715 When the flight spray control unit 715 receives the flight spray instruction from the user terminal 401 via the server 405, the flight spray control unit 715 controls the drone 100 to perform the flight spray according to the flight spray plan 723 in the storage unit 720. ..
  • the flight spray control unit 715 controls to fly the drone 100 according to the route defined in the flight spray plan 723. Further, the flight re-imaging control unit 714 stops the drone 100 at a position where spraying to the spraying position specified in the flight spraying plan 723 is possible, and causes the pump 106 to spray the pesticide to the spraying position. At that time, the flight spray control unit 715 controls the pump 106 so that the pesticide in the spray amount specified in the flight spray plan 723 is sprayed.
  • FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the server 405.
  • FIG. 9 shows the user terminal 401, the drone 100, the solar radiation amount sensor 601 and the rainfall sensor 602 together with the server 405.
  • the server 405 communicates with a CPU 810 that controls the whole, a storage unit 820 that stores programs and data, and a communication partner such as a user terminal 401, a drone 100, an insolation sensor 601 and a rainfall sensor 602.
  • the communication unit 830 and the communication unit 830 are included.
  • the CPU 810 is an aggregate of CPUs of a plurality of computers provided by a cloud service.
  • the storage unit 820 is an aggregate of storage devices owned by a plurality of computers provided by the cloud service.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a functional configuration of the CPU 810.
  • various data stored in the storage unit 820 are shown together with the CPU 810 in order to make the functional configuration of the CPU 810 easy to understand.
  • a communication processing unit 811 a communication processing unit 811, a recording unit 812, a map editing unit 813, a flight rephotographing plan generation unit 814, a flight spraying plan generation unit 815, and a comprehensive diagnosis unit 816 are shown in the box showing the CPU 810. .. These are functions realized by the CPU 810 executing a program (not shown) in the storage unit 820.
  • the communication processing unit 811 is a means for controlling communication with a communication partner such as the user terminal 401, the drone 100, the solar radiation amount sensor 601 and the rainfall sensor 602 shown in FIG.
  • the recording unit 812 is a means for receiving the data transmitted from the drone 100 in the process of the drone 100 performing flight photographing or flight re-imaging, forming the crop map 821, and storing it in the storage unit 820.
  • the map editing department 813 is a means for editing the crop map 821.
  • the map editing unit 813 provides the user terminal 401 with an image showing the crop map 821 according to the instruction from the user terminal 401. This image shows the location of crops diagnosed as suffering from a disease in a two-dimensional plane showing field 403. Further, when a desired crop is instructed by the user terminal 401 in the image of the crop map 821, the map editing unit 813 reads out the photographing data and the diagnosis result data corresponding to the crop from the crop map 821 and reads the photographed data and the diagnosis result data corresponding to the crop from the user terminal. Provided to 401. Further, when the map editing unit 813 receives an instruction regarding rephotographing or spraying of a desired crop from the user terminal 401, the map editorial unit 813 reflects the instruction on the crop map 821.
  • the flight re-shooting plan generation unit 814 generates a flight re-shooting plan 822 for re-shooting the crops diagnosed as having a disease based on the crop map 821 according to the instruction from the user terminal 401. And provide it to Drone 100.
  • the flight spraying plan generation unit 815 generates a flight spraying plan for spraying pesticides on the crops diagnosed as having a disease based on the crop map 821 according to the instruction from the user terminal 401. And provide it to Drone 100.
  • the comprehensive diagnosis unit 816 is a means for making a comprehensive diagnosis regarding the morbidity of crops based on the information obtained by flight photography and the information obtained by flight re-photographing among the information constituting the crop map 821. be. Based on the additional data (information obtained by flight re-imaging), the comprehensive diagnosis unit 816 determines whether or not the diagnosis result by the diagnostic means (diagnosis result of the diagnosis unit 712 based on the information obtained by flight imaging) is correct or not. It also serves as a judgment means.
  • the CPU 810 relays the flight re-shooting instruction or the flight spraying instruction transmitted from the user terminal 401 to the drone 100.
  • the CPU 810 When the condition for performing this re-shooting is satisfied, the CPU 810 sends a flight re-shooting instruction to the drone 100. On the other hand, if the conditions for re-shooting are not satisfied, the CPU 810 returns a response to the user terminal 401 to reject the instruction for re-shooting the flight.
  • FIG. 11 is a flowchart showing an outline of the operation of the present embodiment. Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described according to this flowchart.
  • the agricultural worker 402 transmits an instruction for flight photography to the server 405 via the user terminal 401.
  • This flight shooting instruction is relayed by the server 405 and transmitted to the drone 100.
  • the flight shooting control unit 713 of the drone 100 causes the drone 100 to perform flight shooting according to the flight shooting plan stored in advance in the storage unit 720 by the server 405.
  • This flight photography plan includes information indicating a first flight route for flight photography.
  • the server 405 that gives the flight photographing plan to the drone 100 functions as an instruction means for instructing the drone 100 on the movement route (flight route).
  • the drone 100 scans the entire area of the field 403, flies over several tens of centimeters of the crop, and photographs the crop with the visible light camera 512a, the first spectrum camera 512b, and the second spectrum camera 512c. Then, in the drone 100, the diagnostic unit 712 generates diagnostic result data regarding the morbidity of the disease based on the images taken by the first spectrum camera 512b and the second spectrum camera 512c. In this way, the diagnostic unit 712 of the drone 100 causes the crops planted on the farmland to become sick based on the imaging data generated by the imaging means mounted on the drone 100 that flew over the farmland in accordance with the instructions of the instruction means. It functions as a diagnostic means for diagnosing whether or not it is affected.
  • the flight imaging control unit 713 uses the visible light camera 512a, or the visible light camera 512a, or the identification data indicating the planting position of the agricultural product, the diagnostic result data of the agricultural product, and the visible light camera 512a, or the third A plurality of spectrum cameras such as the one spectrum camera 512b and the second spectrum camera 512c, or the visible light camera 512a and the photographed data of the agricultural product photographed by the spectrum camera are associated with each other and transmitted to the server 405.
  • the recording unit 812 records the data received from the flight photographing control unit 713 of the drone 100 in the storage unit 820 as the crop map 821 (the above is step S1).
  • FIG. 12 is a diagram showing a crop map 821 obtained by flight photography.
  • the data corresponding to one crop includes identification data, diagnosis result data, and photographing data.
  • the identification data is data that identifies the crop, specifically data that indicates the cropping position (for example, latitude and longitude) of the crop.
  • the diagnosis result data is data indicating whether or not the crop is affected by a disease, the type of the disease affected, and the degree of progression of the disease.
  • identification data, diagnosis result data and photography data are transmitted from the drone 100 to the server 405 only for the crops suffering from the disease.
  • the diagnostic result data constituting the crop map 821 does not include the diagnostic result data indicating no morbidity, and all the diagnostic result data show the morbidity of the disease.
  • the shooting data includes the visible light camera 512a, or a plurality of spectrum cameras including the first spectrum camera 512b and the second spectrum camera 512c, or the shooting data taken by the visible light camera 512a and the plurality of spectrum cameras. .. Of these, each of the photographed data photographed by the first spectrum camera 512b and the second spectrum camera 512c is the photographed data used for diagnosing the disease of the agricultural product (the above is step S1).
  • the screen shown in FIG. 13 is displayed on the touch panel of the user terminal 401.
  • the map editing unit 813 of the server 405 generates an image showing the crop map 821 and transmits it to the user terminal 401.
  • the screen illustrated in FIG. 14 is displayed on the touch panel of the user terminal 401.
  • the horizontal axis is, for example, longitude, and the vertical axis is latitude.
  • the black circle plot shows the location of the diseased crop in the field 403. The position of the black circle plot in this screen corresponds to the planting position indicated by the identification data in the crop map 821.
  • the map editing unit 813 of the server 405 specifies the crop planting position corresponding to the designated position. Then, the map editing unit 813 reads out the diagnosis result data and the photographing data associated with the identification data indicating the planting position of the specified crop from the crop map 821 and transmits them to the user terminal 401. As a result, the screen illustrated in FIG. 15 is displayed on the touch panel of the user terminal 401. That is, with respect to the agricultural product corresponding to the black circle plot indicated on the screen shown in FIG.
  • the image Pa1 taken by the visible light camera 512a, the image Pb1 taken by the first spectrum camera 512b, and the second spectrum camera 512c The captured image Pc1 and the diagnosis result data Dg1 are displayed on the left side of the screen of the touch panel, and the soft button B10 on which "Back" is displayed is displayed on the right side of the screen.
  • the agricultural worker 402 instructs a desired image Pa1, Pb1 and Pc1
  • an enlarged image of the instructed image is displayed on the touch panel.
  • a plurality of shooting data are acquired by the plurality of cameras
  • a three-dimensional image obtained by synthesizing the plurality of shooting data may be displayed as the image displayed on the screen shown in FIG. ..
  • the touch panel screen is displayed on the crop (the crop corresponding to the designated black circle plot) in the flight reshooting.
  • the screen switches to the screen that indicates the shooting conditions to be performed.
  • Agricultural worker 402 can input shooting conditions individually applied to the crop, such as the number of cuts at the time of re-shooting, by instructing the screen. If there is no input of the shooting conditions to be applied individually, the default shooting conditions are applied to the crop as the shooting conditions for flight reshooting. That is, it is a condition that one cut is taken by each of the visible light camera 512a, the first spectrum camera 512b, and the second spectrum camera 512c.
  • the map editing unit 813 of the server 405 reflects the shooting conditions in the flight re-photographing determined for each crop in the crop map 821 (above, step S2).
  • the flight re-imaging plan generation unit 814 of the server 405 stores the agricultural product map 821 stored in the storage unit 820. Based on the above, the flight re-shooting plan 822 is generated, stored in the storage unit 820, and transmitted to the drone 100 by the communication processing unit 811.
  • This flight re-shooting plan 822 indicates a second flight route in which the drone 100 that has taken off from the departure / arrival point 406 passes through each cropping position (position indicated by the identification data) of each crop on the crop map 821 and returns to the departure / arrival point 406. Contains information.
  • the flight re-imaging plan generation unit 814 of the server 405 provides a movement route for measuring the physical quantity indicating the state of the crop that the diagnostic means (diagnosis unit 712 of the drone 100) has diagnosed as having a disease. It functions as an instruction means for instructing.
  • FIG. 16 is a plan view of the first flight route (broken line) through which the drone 100 passes in flight photography and the second flight route (solid line) through which the drone 100 passes in flight re-imaging as viewed from above.
  • the black circle plot shows the crops diagnosed with the disease.
  • the drone 100 is different from the direction when the drone 100 flies over the crop diagnosed as having a disease in the flight re-imaging, and the drone 100 flies over the crop in the flight imaging. Fly in the direction.
  • the second flight route in the flight recapture is orthogonal to the first flight route in the flight capture over the crop diagnosed as suffering from the disease. The reason for using the first flight route and the second flight route in such a relationship is to photograph the crops from different angles in the flight shooting and the flight reshooting, and to obtain detailed information from the crops as a whole.
  • FIG. 17 is a horizontal view of the second flight route on which the drone 100 flies during flight re-shooting.
  • the drone 100 flies horizontally at an altitude (several tens of centimeters above the crop) similar to that in the case of flight shooting at a place away from the crop FP to be photographed, but above the crop FP.
  • the altitude is lowered and hovering is performed at a position close to the crop FP.
  • the drone 100 photographs the lower part of the crop FP that has been knocked down by the downwash caused by the rotor blade 101, and when the photography is completed, the altitude is restored and the next shooting target. Proceed to the location of the crop.
  • the reason why the drone 100 is made to fly in this way is that diseases such as blight and blast are more likely to occur on the leaves below the plant than on the leaves above the plant.
  • the flight re-shooting plan 822 includes information on the second flight route as well as information such as the planting position of the crop to be photographed located along the second flight route.
  • the flight recapture plan 822 includes information on flight speed. According to the flight re-shooting plan 822, the flight speed when the drone 100 flies over the crop FP in the flight re-shooting is lower than the flight speed when the drone 100 flies over the crop FP in the flight shooting. There is.
  • the flight re-shooting plan generation unit 814 When the flight re-shooting plan generation unit 814 transmits the flight re-shooting plan 822 to the drone 100, the flight re-shooting plan generation unit 814 displays a message inquiring whether to execute the flight re-shooting on the touch panel of the user terminal 401.
  • the flight re-shooting plan generation unit 814 communicates with the solar radiation amount sensor 601 and the rainfall sensor 602 to determine whether or not the conditions for the flight re-shooting are satisfied. to decide. When this condition is satisfied, the flight re-shooting plan generation unit 814 transmits a flight re-shooting instruction to the drone 100.
  • the flight re-shooting plan 822 received from the flight re-shooting plan generation unit 814 of the server 405 is stored in the storage unit 720 as the flight re-shooting plan 722.
  • the flight re-shooting control unit 714 of the drone 100 receives the flight re-shooting instruction from the server 405, the flight re-shooting control unit 714 causes the drone 100 to perform the flight re-shooting according to the flight re-shooting plan 722 in the storage unit 720.
  • the flight re-imaging control unit 714 of the drone 100 transmits the imaging data (additional data) obtained by the imaging to the server 405 together with the crop identification data and the diagnosis result data.
  • the recording unit 812 adds the data received from the flight rephotographing control unit 714 of the drone 100 to the crop map 821 in the storage unit 820.
  • the flight re-imaging control unit 714 of the drone 100 and the recording unit 812 of the server 405 are data on the agricultural products for which the diagnostic means (diagnosis unit 712) has been diagnosed as having a disease, and are the instruction means (flight re-shooting).
  • Shooting data (visible light camera 512a, first spectrum camera 512b, second spectrum camera 512c) mounted on an unmanned moving object (drone 100) that has moved according to the instructions of the shooting plan generation unit 814). It functions as a recording means for recording the image obtained by the flight re-imaging) as additional data in association with the crop identification data for identifying the crop (above, step S3).
  • FIG. 18 is a diagram showing a crop map 821 at the time when the flight re-photographing is completed.
  • the data related to one crop includes the imaging condition data in the flight re-imaging, the second diagnosis result data and the imaging data obtained by the flight re-imaging, and the comprehensive diagnosis.
  • Data and spray condition data have been added.
  • the comprehensive diagnostic data and the spraying condition data are blank at the stage immediately after the flight re-imaging is completed.
  • the touch panel screen of the user terminal 401 becomes the screen shown in FIG.
  • the screen shown in FIG. 14 is displayed as in the case of flight photography.
  • the map editing unit 813 of the server 405 specifies the crop planting position corresponding to the designated position. Then, the map editorial unit 813 outputs the diagnosis result data and the photographed data in the flight photography and the diagnosis result data and the photographed data (additional data) in the flight re-imaging associated with the identification data indicating the planting position of the specified crop. It is read from the map 821 and transmitted to the user terminal 401. In this way, the map editing unit 813 functions as a transmission means for transmitting the additional data to the terminal device used by the user.
  • the screen illustrated in FIG. 19 is displayed on the touch panel of the user terminal 401. That is, for the agricultural products corresponding to the indicated black circle plots, the image Pa1 of the visible light camera 512a, the image Pb1 of the first spectrum camera 512b, the image Pc1 of the second spectrum camera 512c, and the diagnosis result data Dg1 obtained by flight photography.
  • the image Pa2 of the visible light camera 512a obtained for the flight re-photographing, the image Pb2 of the first spectrum camera 512b, the image Pc2 of the second spectrum camera 512c, and the diagnosis result data Dg2 are displayed on the left side of the screen of the touch panel.
  • the soft button B10 displaying “Back”, the soft button B21 displaying “Comprehensive diagnosis”, and the soft button B22 displaying “Spraying conditions” are displayed on the right side of the screen.
  • the touch panel of the user terminal 401 functions as a notification means for notifying the user of the information indicated by the additional data.
  • the map editorial unit 813 of the server 405 displays the black circle instructed by the agricultural worker 402 in the crop map 821.
  • the cropping position corresponding to the plot is specified, and the images Pa1, Pb1 and Pc1 at the time of flight photography and the images Pa2, Pb2 and Pc2 at the time of flight re-shooting corresponding to the crop at this planting position are read out and the comprehensive diagnosis unit 816.
  • the comprehensive diagnosis unit 816 makes a comprehensive diagnosis regarding the morbidity of the crop corresponding to the indicated black circle plot.
  • the comprehensive diagnosis unit 816 functions as a pass / fail determination means for determining the validity of the diagnosis result by the diagnostic means (diagnosis unit 712 of the drone 100).
  • the map editorial department 813 provides the result of the comprehensive diagnosis, that is, information indicating whether or not the crop is affected by the disease, the type of the disease when the crop is affected, and the degree of progression of the disease. It is reflected in the comprehensive diagnostic data of 821.
  • the comprehensive diagnosis unit 816 determines the amount of pesticide to be sprayed on the crop based on the comprehensive diagnosis data.
  • the map editorial unit 813 reflects this spraying amount in the spraying condition data of the crop map 821.
  • the map editing unit 813 on the server 405 displays the screen illustrated in FIG. 20 on the touch panel of the user terminal 401. Let me. On this screen, a fader F1 for instructing the amount of pesticide to be sprayed and a soft button B31 with a display of "no spraying required" are displayed.
  • the designated position of the fader F1 is the position instructing the spray amount determined by the comprehensive diagnosis unit 816. Further, when the comprehensive diagnosis is not performed by the comprehensive diagnosis unit 816, the indicated position of the fader F1 is a predetermined default value. The agricultural worker 402 determines whether or not the amount of spraying indicated by the fader F1 is appropriate for the degree of morbidity determined from the image displayed on the touch panel, and if not, the instruction of the fader F1. Correct the position to the indicated position indicating the appropriate amount of spray. If the indicated position of the fader F1 is appropriate, the farmer 402 does not operate the fader F1.
  • the map editing unit 813 on the server 405 returns the display screen of the touch panel of the user terminal 401 to the state illustrated in FIG. At this time, the map editing unit 813 in the server 405 reflects the spraying amount corresponding to the designated position of the fader F1 in the spraying condition data of the crop corresponding to the designated black circle plot in the crop map 821.
  • the agricultural worker 402 sets an appropriate spray amount in the spray condition data corresponding to each crop suffering from the disease in the crop map 821. This completes the editing of the crop map 821 (above, step S4).
  • the agricultural worker 402 can instruct the flight spraying by the drone 100 by instructing the soft button B03 displayed as "spraying instruction" in the state where the screen shown in FIG. 13 is displayed on the touch panel of the user terminal 401. can.
  • the flight spraying plan generation unit 815 of the server 405 generates the flight spraying plan 823 based on the crop map 821, stores it in the storage unit 820, and transmits it to the drone 100.
  • the drone 100 that took off from the departure / arrival point 406 passes each position (position indicated by the identification data) of each crop whose spray amount indicated by the spraying condition data is not 0 in the crop map 821 in the shortest distance.
  • the flight spraying plan 823 includes information indicating the planting position of the crop to be sprayed on the flight route of the flight spraying and the amount of pesticide sprayed. This information is generated from the above flight route, each position (position indicated by the identification data) of the crop whose spray amount is not 0 indicated by the spray condition data in the crop map 821, and the spray condition data.
  • the flight spray plan 823 received from the flight spray plan generation unit 815 of the server 405 is stored in the storage unit 820 as the flight spray plan 723.
  • the flight spraying plan generation unit 815 that has transmitted the flight spraying plan 823 displays a message inquiring whether or not the flight spraying may be executed on the touch panel of the user terminal 401. At that time, the flight spraying plan generation unit 815 may display an image showing the flight route of the flight spraying on the touch panel.
  • the agricultural worker 402 transmits an instruction to execute the flight spraying to the server 405 via the user terminal 401
  • the flight spraying plan generation unit 815 transmits the flight spraying instruction to the drone 100.
  • the flight spray control unit 715 of the drone 100 causes the drone 100 to perform flight spray according to the flight spray plan 723 stored in the storage unit 720 (the above is step S5).
  • the additional data obtained by the flight re-photographing is recorded in the server 405, so that the farmer 402 can access the additional data recorded in the server 405. It is possible to confirm whether or not the crop is affected by the disease, and if so, the type of the disease and the degree of the symptom without visiting the field 403.
  • the unmanned aerial vehicle that performs flight photography and the unmanned aerial vehicle that performs flight re-imaging may be different aircraft. For example, if a diseased crop is found while the first unmanned aerial vehicle is in flight, the first unmanned aerial vehicle will continue to shoot the flight. At the same time, the second unmanned aerial vehicle may take off from, for example, the departure / arrival point 406, and the camera mounted on the second unmanned aerial vehicle may take a picture of the diseased crop. In addition, the two aircraft flew side by side, the rear unmanned aerial vehicle flew lower than the front unmanned aerial vehicle, and the camera mounted on the rear unmanned aerial vehicle was knocked down by the downwash of the front unmanned aerial vehicle. You may photograph the origin of the agricultural product.
  • the unmanned aerial vehicle that performs flight reshooting does not spray chemicals during the entire flight stroke.
  • a drug that is not sprayed may be loaded in order to increase the weight of the own device. This is to stabilize the unmanned aerial vehicle over the crops when downwashing the crops.
  • the unmanned aerial vehicle that moves to the planting position of the crop diagnosed as suffering from the disease for re-imaging is not limited to the unmanned aerial vehicle.
  • an unmanned floating body may move for rephotographing.
  • an unmanned land-based vehicle may move for re-photographing. In this case, an image of the root of the crop is taken without downwashing.
  • the drone 100 may perform an operation as a flight re-shooting in the flight shooting. For example, if Drone 100 diagnoses a strain as having a disease during flight photography, it will turn back to the sky above the strain and, for example, fly in a circular motion over the strain with a camera. After taking a picture of the strain from a different direction or taking a picture while flying in the direction opposite to the normal direction of flight, the flight returns to a point on the interrupted flight shooting path and the flight shooting is resumed.
  • the instruction means realized in the server 405 instructs the drone 100 to fly according to the first flight route for flight photographing, and is mounted on the drone 100 during the flight following the first flight route.
  • the flight following the first flight route is interrupted and additional data related to the crop is generated. 2 Instruct to fly according to the flight route, and after finishing the flight following the second flight route, instruct to return to the flight following the second flight route.
  • a plurality of flights for rephotographing may be performed after a predetermined time.
  • the crops suffering from the disease are photographed more frequently than other crops, so that the agricultural worker can know the progress rate of the disease and the like.
  • Flight photography may involve, for example, spraying chemicals such as fertilizers and pesticides on the entire farmland.
  • Flight re-imaging may also involve the application of pesticides to crops diagnosed with the disease.
  • the drone 100 is lowered in altitude for hovering, the crops that have been knocked down by the airflow blown down from the rotor 101 are photographed, and the diagnosis is made based on the images of the crops to diagnose that the drone is suffering from a disease.
  • pesticides are sprayed on the crop.
  • the drone 100 is returned to the memorized position, and then flight photography is resumed while spraying the chemical.
  • the diagnostic unit 712 may be realized in a device other than the data processing device 501 mounted on the drone 100.
  • the data processing device 501 mounted on the drone 100 may not perform the pathological diagnosis, and the server 405 may perform the pathological diagnosis.
  • the data processing device 501 mounted on the drone 100 may include data representing images taken by a first spectrum camera, a second spectrum camera, a visible light camera, or feature points extracted from those images. The data indicating the above is transmitted to the server 405, and the diagnostic means realized in the server 405 performs a pathological diagnosis based on the data received from the data processing device 501.
  • the diagnostic unit 712 may be arranged in each of the two or more devices.
  • the data processing device 501 mounted on the drone 100 realizes the first diagnostic means
  • the server 405 realizes the second diagnostic means.
  • the first diagnostic means diagnoses the possibility of having a disease.
  • the second diagnostic means diagnoses whether or not the strain has a disease, and if so, the type of the disease. Diagnose the degree of progression.
  • the drone 100 continuously shoots during the flight shooting, and all the data representing the shot images are temporarily stored.
  • the server 405 may record data representing the photographed image only for the strains diagnosed as suffering from the disease by the diagnostic means.
  • the camera of the drone 100 starts and stops shooting according to the diagnosis result of the diagnostic means of the server 405.
  • the mechanism for identifying the three-dimensional position of the drone 100 on the earth is not limited to the RTK-GPS method.
  • the DGPS method may be adopted.
  • distance measurement using sound waves may be performed.
  • the first photographing means may be composed only of the first spectrum camera 512b that photographs red light. Further, the first photographing means may be composed of three or more spectrum cameras.
  • the diagnostic unit 712 generates diagnostic result data regarding the morbidity of crops based on both the images obtained from each of the first spectrum camera 512b and the second spectrum camera 512c. Instead, the diagnostic unit 712 diagnoses the morbidity of the crop based solely on the images obtained from the first spectrum camera 512b or only based on the images obtained from the second spectrum camera 512c. Result data may be generated. Further, when the first photographing means is composed of three or more spectrum cameras, the diagnostic unit 712 obtains the diagnosis result data regarding the morbidity of the crop disease based on the images obtained from the three or more spectrum cameras. It may be generated.
  • the flight re-shooting plan generation unit 814 realized by the CPU 810 communicates with the solar radiation sensor 601 and the rainfall sensor 602 to instruct the flight re-shooting, and the solar radiation sensor 601 and the rainfall sensor 602. Based on the information obtained from, it is judged whether or not the conditions for re-shooting are satisfied. Instead, the CPU 810 may communicate with a known weather forecast system and determine whether or not the re-photographing condition is satisfied based on the weather forecast information obtained from the weather forecast system.
  • the frequency band of light used by the first spectrum camera 512b as the first photographing means for generating an image is red light (for example, a frequency band near 680 nm), and another first photographing.
  • the frequency band of light used by the second spectrum camera 512c as a means for generating an image is near-infrared light (for example, a frequency band near 780 nm).
  • the frequency band of light used by the visible light camera 512a as the second photographing means for generating an image is the entire wavelength band of visible light.
  • the frequency band of light used by the first photographing means for generating an image and the frequency band of light used by the second photographing means for generating an image are limited to those adopted in the embodiment as long as they are different. do not have.
  • different frequency bands means that at least one of the upper limit and the lower limit of the two frequency bands is different. Therefore, the frequency band of light used by the first photographing means for generating an image and the frequency band of light used by the second photographing means for generating an image do not have to have a completely overlapping band, or a partially overlapping band. Or one may contain all of the other.
  • a method of identifying a crop planting position (an example of a crop planting position or region) diagnosed as suffering from a disease by the diagnostic unit 712 (an example of diagnostic means).
  • the planting position of the crop may be specified by the following method.
  • the flight photographing control unit 713 (an example of the planting position specifying means) is photographed by the first spectrum camera 512b and the second spectrum camera 512c (an example of the photographing means), and the image of the agricultural product (data used by the diagnostic means for diagnosis).
  • the planting position of the photographed agricultural product is specified based on the imaging direction of the first spectrum camera 512b and the second spectrum camera 512c as reference.
  • Obstacle Object contact sensor 516 ... cover sensor, 517 ... drug inlet sensor, 102 ... motor, 106 ... pump, 107 ... LED, 518 ... buzzer, 520 ... speaker, 521 ... warning light, 710 , 810 ... CPU, 720, 820 ... Storage unit, 711,811 ... Communication processing unit, 712 ... Diagnosis unit, 713 ... Flight imaging control unit, 714 ... Flight reimaging control unit, 715 ... Flight Spray control unit, 721 ... Flight shooting plan, 722,822 ... Flight reshooting plan, 723,823 ... Flight spraying plan, 830 ... Communication department, 821 ... Agricultural crop map, 812 ...

Landscapes

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Abstract

農作物の病気への罹患に関する判断を行うための手段を農業従事者等のユーザに提供する。　ドローン１００は、圃場４０３の上空を飛行しつつ、圃場４０３に作付けされている農作物を撮影する。ドローン１００は、撮影した画像に基づき、作付けされている農作物が病気に罹患しているか否かを診断する。サーバ４０５は、ドローン１００により病気に罹患していると診断された各農作物の再撮影を行うための第２飛行ルートを生成し、この第２飛行ルートに従った農作物の再撮影をドローン１００に指示する。

Description

農作物育成システム
　この発明は、農作物を遠隔監視し、監視結果に基づいて農作物への農薬の散布、施肥等を行う農作物育成システムに関する。
　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薬剤散布が挙げられる。特に比較的面積が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。
　特許文献１には、ドローンにより農地を空撮し、得られた画像に基づき農薬を散布すべき領域及び量を特定し、特定した領域に特定した量の農薬を効率的に散布するための飛行ルート等を計画し、計画に従いドローンによる農薬の散布を行う農薬散布方法が提案されている。
特開２０１８－１１１４２９号公報
　ドローンの空撮により農作物を撮影し、撮影により得られた画像に基づき、農作物の病気への罹患の診断を行う病理診断システムでは、病気に罹患しているとシステムが診断した農作物に関し、農業従事者は本当にその農作物が病気に罹患しているのか、また、どの程度、罹患している病気が進行しているのか、といったことを自ら診断し、システムの診断の当否を確認したい、というニーズがある。
　しかし、農業従事者が、病理診断システムにより病気に罹患していると判定された農作物が作付けされている農地における位置（又は領域）まで行くのは手間である。特に、病気に罹患していると判定された農作物が作付けされている位置（又は領域）が水田の中央付近であるような場合、農業従事者がその位置（又は領域）に行くのは容易ではない。
　この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、農作物の病気への罹患に関する判断を行うための手段を農業従事者等のユーザに提供することを目的とする。
　この発明による農作物育成システムは、１以上の無人航空機を含む１以上の無人移動体であって、各々が農作物の画像を撮影する１以上の撮影手段を搭載している無人移動体に、移動の経路を指示する指示手段と、前記指示手段の指示に従い農地の上空を飛行した前記１以上の無人航空機のうちの少なくとも１つに搭載されている撮影手段により生成される撮影データに基づき、前記農地に作付けされている農作物が病気に罹患しているか否かを診断する診断手段とを備え、前記指示手段は、前記１以上の無人移動体のうちの少なくとも１つに対し、前記診断手段が病気に罹患していると診断した農作物の画像を撮影するための移動の経路を指示し、前記診断手段が病気に罹患していると診断した農作物に関する撮影データであって、前記指示手段の指示に従い移動した前記１以上の無人移動体のうちの少なくとも１つに搭載されている撮影手段により生成される撮影データを付加データとして、当該農作物を識別する農作物識別データと対応付けて記録する記録手段とを備える。
この発明の一実施形態である農作物育成システムの構成を示す図である。 同実施形態におけるドローンの構成を示す図である。 同ドローンの構成を示す図である。 同ドローンの構成を示す図である。 同ドローンの構成を示す図である。 同ドローンの構成を示す図である。 同ドローンの構成を示すブロック図である。 同ドローンにおけるデータ処理装置の機能構成を示すブロック図である。 同実施形態におけるサーバの構成を示すブロック図である。 同サーバのＣＰＵの機能構成を示すブロック図である。 同実施形態の動作の概略を示すフローチャートである。 同実施形態において飛行撮影により得られる農作物マップを示す図である。 同実施形態においてユーザ端末に表示される画面を例示する図である。 同実施形態においてユーザ端末に表示される画面を例示する図である。 同実施形態においてユーザ端末に表示される画面を例示する図である。 同実施形態において飛行撮影を行う第１飛行ルートと飛行再撮影を行う第２飛行ルートを例示する図である。 同第２飛行ルートを水平方向から見た形状を示す図である。 同実施形態において飛行再撮影により得られる農作物マップを示す図である。 同実施形態においてユーザ端末に表示される画面を例示する図である。 同実施形態においてユーザ端末に表示される画面を例示する図である。
　以下、図を参照しながら、この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。
　図１はこの発明の一実施形態である農作物育成システムの構成を示す図である。圃場４０３は、農作物が作付けされる田圃や畑等の農地である。基地局４０４は、Ｗｉ－Ｆｉ通信の親機としての機能と、ＲＴＫ－ＧＰＳ基地局としての機能を併有している。ユーザ端末４０１は、ユーザである農業従事者４０２により操作される端末であり、基地局４０４及びネットワークを介してドローン１００またはサーバ４０５と通信を行う。このユーザ端末４０１は、コンピュータ・プログラムを実行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。本実施形態において、ユーザ端末４０１は、ユーザインタフェースとして、タッチパネルを有する。
　ドローン１００は、自律飛行機能を備えた無人航空機である。このドローン１００には、次のような主要な機能がある。第１の機能は、予め与えられた飛行撮影計画に従って、圃場４０３の全域を走査するように、農作物の数十センチメートル上空を飛行しつつ一株一株の農作物を撮影し、各農作物の画像に基づき、農作物の病気への罹患に関する診断を行う飛行撮影機能である。第２の機能は、予め与えられた飛行再撮影計画に従って、圃場４０３内の特定の位置を通過しつつ飛行し、特定の位置にある農作物、具体的には飛行撮影において病気に罹患している旨の診断がなされた農作物を撮影し、各農作物の画像に基づき、農作物の病気への罹患に関する診断を行う飛行再撮影機能である。第３の機能は、予め与えられた飛行散布計画に従って、圃場４０３内の特定の位置を通過しつつ飛行し、特定の位置にある農作物に農薬を散布する飛行散布機能である。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に農薬を散布した後に、あるいは、農薬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。
　サーバ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る。このサーバ４０５には次のような主要な機能がある。第１の機能は、ドローン１００が飛行撮影を行う過程において、ドローン１００から農作物の作付位置、画像及び診断結果を示す情報を取得し、農作物マップとして保存する機能である。また、第２の機能は、ドローン１００が飛行再撮影を行う過程において、ドローン１００から農作物の作付位置、画像及び診断結果を示す情報を取得し、農作物マップに追加する機能である。第３の機能は、農作物マップの編集機能である。この編集機能では、ユーザ端末４０１からの指示に従って、農作物マップを示す画像、農作物マップを構成する農作物の画像、農作物に関する診断結果をユーザ端末４０１に提供する。また、ユーザ端末４０１からの指示に従い、農作物への農薬の散布の条件等、各種の指示を農作物マップに書き込む。第４の機能は、飛行撮影により得られた農作物マップに基づき、病気に罹患している旨の診断がなされた農作物についての再撮影を行うための飛行再撮影計画を生成し、ドローン１００に提供する機能である。第５の機能は、飛行撮影により得られた情報及び飛行再撮影により得られた情報に基づき、農作物の病気への罹患に関する総合的な診断を行う機能である。第６の機能は、散布指示がなされた場合に、農作物マップに基づき、病気に罹患している農作物について農薬散布を行うための飛行散布計画を生成し、ドローン１００に提供する機能である。第７の機能は、ユーザ端末４０１から送信される飛行再撮影の指示または飛行散布の指示をドローン１００に中継する機能である。
　次にドローン１００について説明する。この明細書において、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無人航空機全般を指すこととする。
　図２乃至図６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、バッテリ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。
　モータ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（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。なお、一部の回転翼１０１－３ｂ、および、モータ１０２－３ｂが図示されていないが、その位置は自明であり、もし左側面図があったならば示される位置にある。図３、および、図４に示されるように、ローターが異物と干渉しないよう設けられたプロペラガード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。
　薬剤ノズル１０３－１、１０３－２、１０３－３、１０３－４は、薬剤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、薬剤とは、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。
　薬剤タンク１０４は散布される薬剤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。薬剤ホース１０５－１、１０５－２、１０５－３、１０５－４は、薬剤タンク１０４と各薬剤ノズル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、当該薬剤ノズルを支持する役割を兼ねていてもよい。ポンプ１０６は、薬剤をノズルから吐出するための手段である。
　図７にドローン１００の制御機能を表したブロック図を示す。データ処理装置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、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。データ処理装置５０１は、ＥＳＣ（Electronic Speed Control）等の制御手段を介して、モータ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１０２－１ａ、１０２－１ｂ、１０２－２ａ、１０２－２ｂ、１０２－３ａ、１０２－３ｂ、１０４－ａ、１０４－ｂの実際の回転数はデータ処理装置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に光学センサ等を設けて回転翼１０１の回転がデータ処理装置５０１にフィードバックされる構成でもよい。
　データ処理装置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、データ処理装置５０１が制御に使用する計算処理の一部が、ユーザ端末４０１上、または、サーバ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。データ処理装置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。
　バッテリ５０２は、データ処理装置５０１、および、ドローンのその他の構成要素に電力を供給する手段であり、充電式であってもよい。バッテリ５０２はヒューズ、または、サーキットブレーカー等を含む電源ユニットを介してデータ処理装置５０１に接続されている。バッテリ５０２は電力供給機能に加えて、その内部状態（蓄電量、積算使用時間等）をデータ処理装置５０１に伝達する機能を有するスマートバッテリであってもよい。
　データ処理装置５０１は、Ｗｉ－Ｆｉ子機５０３を介して、さらに、基地局４０４を介してユーザ端末４０１及びサーバ４０５と通信を行うことができる。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。上述したように基地局４０４は、Ｗｉ－Ｆｉによる通信機能と、ＲＴＫ－ＧＰＳ基地局としての機能も併有する。従って、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、ＧＰＳモジュール５０４により、ドローン１００の絶対位置を２センチメートル程度の精度で測定可能となる。ＧＰＳモジュール５０４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ＧＰＳモジュール５０４は別の衛星を使用するよう制御されていてもよい。
　６軸ジャイロセンサ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（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。レーザセンサ５０８は、レーザ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（角速度センサ）、風力を測定するための風力センサなどが追加されていてもよい。また、これらのセンサ類は、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が存在する場合には、データ処理装置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。
　流量センサ５１０は薬剤の流量を測定するための手段であり、薬剤タンク１０４から薬剤ノズル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５１１は薬剤の量が所定の量以下になったことを検知するセンサである。
　可視光カメラ５１２ａ、第１スペクトルカメラ５１２ｂ及び第２スペクトルカメラ５１２ｃは、各々農作物を撮影するためのカメラであり、農地に作付けされている農作物の画像を撮影し、農作物の画像を表す撮影データを生成する撮影手段として機能する。ここで、可視光カメラ５１２ａは、農作物によって反射された太陽光の可視光の全波長帯域を撮影対象とする。また、第１スペクトルカメラ５１２ｂは、農作物によって反射された太陽光のうち赤色光、例えば６８０ｎｍ付近の波長帯域の成分を分光して撮影する。また、第２スペクトルカメラ５１２ｃは、農作物によって反射された太陽光のうち近赤外光、例えば７８０ｎｍ付近の波長帯域の成分を分光して撮影する。ドローン１００では、第１スペクトルカメラ５１２ｂ及び第２スペクトルカメラ５１２ｃから得られる画像に基づいて、農作物の病気への罹患に関する診断が行われる。
　障害物検知カメラ５１３はドローン障害物を検知するためのカメラである。スイッチ５１４はドローン１００を使用する農業従事者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、他のドローン等の障害物に接触したことを検知するためのセンサである。カバーセンサ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である。薬剤注入口センサ５１７は薬剤タンク１０４の注入口が開放状態であることを検知するセンサである。これらのセンサ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、ユーザ端末４０１、または、その他の場所にセンサを設けて、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。
　データ処理装置５０１はポンプ１０６に対して制御信号を送信し、薬剤吐出量の調整や薬剤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、データ処理装置５０１にフィードバックされる構成となっている。また、データ処理装置５０１は、Ｗｉ－Ｆｉ子機５０３、ＧＰＳモジュール５０４、地磁気センサ５０６、気圧センサ５０７、レーザセンサ５０８及びソナー５０９を利用して、ドローン１００の３次元位置を測定する位置測定手段としての機能を備えている。また、データ処理装置５０１は、この位置測定手段により測定されるドローン１００の３次元位置と、６軸ジャイロセンサ５０５により測定されるドローン１００の姿勢に基づき、可視光カメラ５１２ａ、第１スペクトルカメラ５１２ｂ及び第２スペクトルカメラ５１２ｃの各々により撮影される農作物の作付位置（又は領域）を特定する作付位置特定手段としての機能を備えている。
　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。表示手段は、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５１８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はユーザ端末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。スピーカ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。
　図８はデータ処理装置５０１の機能構成を示すブロック図である。図８に示すように、データ処理装置５０１は、ＣＰＵ７１０と、不揮発性メモリ及び揮発性メモリからなる記憶部７２０とを有する。ＣＰＵ７１０を示すボックス内には、通信処理部７１１、診断部７１２、飛行撮影制御部７１３、飛行再撮影制御部７１４及び飛行散布制御部７１５が示されている。これらはＣＰＵ７１０が記憶部７２０内のプログラムを実行することにより実現される機能である。
　記憶部７２０には、飛行撮影計画７２１、飛行再撮影計画７２２及び飛行散布計画７２３が格納される。これらはサーバ４０５から与えられ、記憶部７２０に格納される。飛行撮影計画７２１は、飛行撮影のためにドローン１００が飛行すべき圃場４０３上の第１飛行ルート（第１の飛行の経路の一例）を示す情報を含む。また、飛行再撮影計画７２２は、飛行再撮影のためにドローン１００が飛行すべき圃場４０３上の第２飛行ルート（第２の飛行の経路の一例）を示す情報と、この第２飛行ルート上において農作物の再撮影を行うべき位置（ドローン１００の位置）を示す情報と、再撮影対象である農作物の作付位置を示す情報と、再撮影の条件を示す情報とを含む。飛行散布計画７２３は、飛行散布のためにドローン１００が飛行すべき圃場４０３上のルートを示す情報と、このルート上において農薬の散布を行うべき位置（ドローン１００の位置）を示す情報と、このルート上において農薬の散布を行うべき農作物の作付位置を示す情報と、散布量を示す情報とを含む。
　ＣＰＵ７１０において、通信処理部７１１は、サーバ４０５またはユーザ端末４０１と通信を行うための手段である。診断部７１２は、農作物の画像、具体的には第１スペクトルカメラ５１２ｂ及び第２スペクトルカメラ５１２ｃにより撮影された農作物の画像を解析することにより農作物についての診断結果データを生成する手段である。この診断結果データは、農作物が病気に罹患しているか否か、罹患している病気の種類及び軽症、重症といった罹患の進行度を示す。
　飛行撮影制御部７１３は、サーバ４０５を介してユーザ端末４０１から飛行撮影の指示を受け取った場合に、記憶部７２０内の飛行撮影計画７２１に従い、ドローン１００に飛行撮影を行わせるための制御を行う。
　具体的には、飛行撮影制御部７１３は、飛行撮影計画７２１において定められた第１飛行ルートに従ってドローン１００を飛行させるためのモータ１０２－１ａ、１０２－１ｂ、１０２－２ａ、１０２－２ｂ、１０２－３ａ、１０２－３ｂ、１０４－ａ、１０４－ｂの回転数の制御を行う。また、飛行撮影制御部７１３は、ドローン１００が飛行撮影を行っている間に、ＧＰＳモジュール５０４等の位置測定手段により測定されるドローン１００の３次元位置と６軸ジャイロセンサ５０５により測定されるドローン１００の姿勢に基づいて、可視光カメラ５１２ａ、第１スペクトルカメラ５１２ｂ及び第２スペクトルカメラ５１２ｃの各々の撮影位置（撮影の被写体の位置）を算出する。そして、可視光カメラ５１２ａ、第１スペクトルカメラ５１２ｂ及び第２スペクトルカメラ５１２ｃから得られる各画像に各々の撮影位置を対応付け、撮影位置が同じであり、同じ農作物を映している画像同士を対応付けて診断部７１２へ引き渡す。このとき飛行撮影制御部７１３は、診断部７１２に引き渡した画像を記憶部７２０の一時記憶領域に記録する。
　診断部７１２は、引き渡されたデータのうち第１スペクトルカメラ５１２ｂ及び第２スペクトルカメラ５１２ｃから得られた画像に基づいて農作物の病気への罹患に関する診断結果データを生成し、飛行撮影制御部７１３に返す。
　飛行撮影制御部７１３は、記憶部７２０の一時記憶領域に記録された、診断部７１２に引き渡した可視光カメラ５１２ａ、第１スペクトルカメラ５１２ｂ及び第２スペクトルカメラ５１２ｃの各画像のうち農作物が病気に罹患した旨の診断結果データが返ってきた農作物の画像を当該農作物の識別データ及び診断結果データとともに通信処理部７１１に引き渡す。通信処理部７１１は、この引き渡されたデータをサーバ４０５に送信する。ここで、識別データは、農作物を特定するデータ、具体的には病気に罹患した農作物の圃場４０３内における作付位置を示すデータである。飛行撮影制御部７１３は、農作物の撮影データが識別データ及び診断結果データとともにサーバ４０５に送信された後、記憶部７２０内のその撮影データを廃棄する。また、飛行撮影制御部７１３は、農作物が病気に罹患しない旨の診断結果データを受け取った場合、記憶部７２０内のその農作物に対応した各カメラの撮影データを速やかに削除する。
　飛行再撮影制御部７１４は、サーバ４０５を介してユーザ端末４０１から飛行再撮影の指示を受け取った場合に、記憶部７２０内の飛行再撮影計画７２２に従い、ドローン１００に飛行再撮影を行わせるための制御を行う。
　具体的には、飛行再撮影制御部７１４は、飛行再撮影計画７２２において定められたルートに従ってドローン１００を飛行させるための制御を行う。また、飛行再撮影制御部７１４は、飛行再撮影計画７２２において定められた位置においてドローン１００をホバリングさせ、回転翼１０１が生じる吹き下ろしの気流によってなぎ倒された農作物を可視光カメラ５１２ａ、第１スペクトルカメラ５１２ｂ及び第２スペクトルカメラ５１３ｃのいずれか、もしくは各カメラにより撮影し、撮影される画像を通信処理部７１１によりサーバ４０５に送信する。
　飛行散布制御部７１５は、サーバ４０５を介してユーザ端末４０１から飛行散布の指示を受け取った場合に、記憶部７２０内の飛行散布計画７２３に従い、ドローン１００に飛行散布を行わせるための制御を行う。
　具体的には、飛行散布制御部７１５は、飛行散布計画７２３において定められたルートに従ってドローン１００を飛行させるための制御を行う。また、飛行再撮影制御部７１４は、飛行散布計画７２３において定められた散布位置への散布が可能になる位置にドローン１００を止め、ポンプ１０６にその散布位置への農薬の散布を行わせる。その際、飛行散布制御部７１５は、飛行散布計画７２３において定められた散布量の農薬が散布されるようにポンプ１０６の制御を行う。
　図９はサーバ４０５の構成を示すブロック図である。なお、図９にはサーバ４０５の機能を分かり易くするため、サーバ４０５とともに、ユーザ端末４０１、ドローン１００、日射量センサ６０１及び降雨センサ６０２が示されている。
　図９に示すように、サーバ４０５は、全体を制御するＣＰＵ８１０と、プログラムやデータを記憶する記憶部８２０と、ユーザ端末４０１、ドローン１００、日射量センサ６０１及び降雨センサ６０２等の通信相手と通信を行う通信部８３０とを含む。ＣＰＵ８１０は、クラウドサービスが提供する複数のコンピュータのＣＰＵの集合体である。また、記憶部８２０は、クラウドサービスが提供する複数のコンピュータが保有する記憶装置の集合体である。
　図１０はＣＰＵ８１０の機能構成を示すブロック図である。なお、この図１０にはＣＰＵ８１０の機能構成を分かり易くするため、記憶部８２０に記憶された各種のデータがＣＰＵ８１０とともに示されている。
　図１０において、ＣＰＵ８１０を示すボックス内には、通信処理部８１１、記録部８１２、マップ編集部８１３、飛行再撮影計画生成部８１４、飛行散布計画生成部８１５及び総合診断部８１６が示されている。これらはＣＰＵ８１０が記憶部８２０内のプログラム（図示略）を実行することにより実現される機能である。
　通信処理部８１１は、図９に示すユーザ端末４０１、ドローン１００、日射量センサ６０１及び降雨センサ６０２等の通信相手との通信を制御する手段である。記録部８１２は、ドローン１００が飛行撮影または飛行再撮影を行っている過程において、ドローン１００から送信されるデータを受信し、農作物マップ８２１を構成して記憶部８２０に保存する手段である。
　マップ編集部８１３は、農作物マップ８２１の編集を行う手段である。このマップ編集部８１３は、ユーザ端末４０１からの指示に従って、農作物マップ８２１を示す画像をユーザ端末４０１に提供する。この画像は、圃場４０３を示す２次元平面内において、病気に罹患しているとの診断がなされた農作物の所在位置を示すものである。また、マップ編集部８１３は、この農作物マップ８２１の画像において、ユーザ端末４０１によって所望の農作物が指示された場合に、その農作物に対応した撮影データと診断結果データを農作物マップ８２１から読み出し、ユーザ端末４０１に提供する。また、マップ編集部８１３は、ユーザ端末４０１から所望の農作物についての再撮影または散布に関する指示を受け取った場合、農作物マップ８２１に当該指示を反映させる。
　飛行再撮影計画生成部８１４は、ユーザ端末４０１からの指示に従い、農作物マップ８２１に基づき、病気に罹患している旨の診断がなされた農作物について再撮影を行うための飛行再撮影計画８２２を生成し、ドローン１００に提供する。
　飛行散布計画生成部８１５は、ユーザ端末４０１からの指示に従い、農作物マップ８２１に基づいて、病気に罹患している旨の診断がなされた農作物に対し、農薬を散布するための飛行散布計画を生成し、ドローン１００に提供する。
　総合診断部８１６は、農作物マップ８２１を構成する情報のうち飛行撮影により得られた情報及び飛行再撮影により得られた情報に基づいて、農作物の病気への罹患に関する総合的な診断を行う手段である。この総合診断部８１６は、付加データ（飛行再撮影により得られた情報）に基づき、診断手段による診断結果（飛行撮影により得られた情報に基づく診断部７１２の診断結果）の当否を判定する当否判定手段としての役割をも果たす。
　さらにＣＰＵ８１０は、ユーザ端末４０１から送信される飛行再撮影の指示または飛行散布の指示をドローン１００に中継する。飛行再撮影を指示するに当たっては条件がある。すなわち、再撮影は、日射量が所定値以上であり、かつ、降雨がない昼の時間帯において行うべきである。そこで、ＣＰＵ８１０は、ユーザ端末４０１から再撮影の指示が与えられた場合、圃場４０３若しくはその近くに配置された日射量センサ６０１及び降雨センサ６０２と通信を行い、再撮影を行うための条件が満たされているか否かの判断を行う。この再撮影を行うための条件が満たされている場合、ＣＰＵ８１０はドローン１００に飛行再撮影の指示を送る。一方、再撮影を行うための条件が満たされていない場合、ＣＰＵ８１０は、ユーザ端末４０１に対し、飛行再撮影の指示を拒否する旨の応答を返す。
　図１１は、本実施形態の動作の概略を示すフローチャートである。以下、このフローチャートに従い、本実施形態の動作を説明する。
　農作物が病気に罹患し易い時期になると、農業従事者４０２は、ユーザ端末４０１を介してサーバ４０５に飛行撮影の指示を送信する。この飛行撮影の指示はサーバ４０５によって中継され、ドローン１００に送信される。これによりドローン１００の飛行撮影制御部７１３は、サーバ４０５によって記憶部７２０に予め記憶された飛行撮影計画に従い、ドローン１００に飛行撮影を行わせる。この飛行撮影計画は、飛行撮影のための第１飛行ルートを示す情報を含む。このように飛行撮影計画をドローン１００に与えるサーバ４０５は、移動経路（飛行ルート）をドローン１００に指示する指示手段として機能する。
　この飛行撮影において、ドローン１００は、圃場４０３の全域を走査し、農作物の数十センチメートル上空を飛行し、可視光カメラ５１２ａ、第１スペクトルカメラ５１２ｂ及び第２スペクトルカメラ５１２ｃに農作物を撮影する。そして、ドローン１００では、第１スペクトルカメラ５１２ｂ及び第２スペクトルカメラ５１２ｃにより撮影された画像に基づいて、診断部７１２が病気への罹患に関する診断結果データを生成する。このようにドローン１００の診断部７１２は、指示手段の指示に従い農地の上空を飛行したドローン１００に搭載されている撮影手段により生成される撮影データに基づき、農地に作付けされている農作物が病気に罹患しているか否かを診断する診断手段として機能する。
　飛行撮影制御部７１３は、病気への罹患を示す診断結果データの得られた農産物について、その農産物の作付位置を示す識別データと、その農産物についての診断結果データと、可視光カメラ５１２ａ、又は第１スペクトルカメラ５１２ｂ及び第２スペクトルカメラ５１２ｃ等の複数のスペクトルカメラ、もしくは可視光カメラ５１２ａとスペクトルカメラにより撮影された農産物の撮影データを対応付け、サーバ４０５に送信する。サーバ４０５では、このドローン１００の飛行撮影制御部７１３から受信されるデータを、記録部８１２が農作物マップ８２１として記憶部８２０に記録する（以上、ステップＳ１）。
　図１２は飛行撮影により得られる農作物マップ８２１を示す図である。この農作物マップ８２１において、１個の農作物に対応したデータは、識別データ、診断結果データ、撮影データを含む。ここで、識別データは、当該農作物を特定するデータ、具体的には農作物の作付位置（例えば緯度、経度）を示すデータである。診断結果データは、当該農作物が病気に罹患しているか否か、罹患している病気の種類及び罹患の進行度を示すデータである。上述したように飛行撮影の過程では、病気に罹患している農作物のみについて識別データ、診断結果データ及び撮影データがドローン１００からサーバ４０５に送信される。従って、飛行撮影の終了後において、農作物マップ８２１を構成する診断結果データには、罹患なしを示す診断結果データは含まれず、いずれの診断結果データも病気への罹患を示す内容となっている。撮影データには、可視光カメラ５１２ａ、もしくは第１スペクトルカメラ５１２ｂ及び第２スペクトルカメラ５１２ｃを含む複数台のスペクトルカメラ、又は可視光カメラ５１２ａと複数台のスペクトルカメラにより撮影された撮影データが含まれる。これらのうち第１スペクトルカメラ５１２ｂや第２スペクトルカメラ５１２ｃにより撮影された各撮影データは、当該農作物の病気への罹患の診断に用いられた撮影データである（以上、ステップＳ１）。
　飛行撮影が終了した段階において、ユーザ端末４０１のタッチパネルには、図１３に示す画面が表示される。農業従事者４０２が「マップ確認」と表示されたソフトボタンＢ０１を指示すると、サーバ４０５のマップ編集部８１３は、農作物マップ８２１を示す画像を生成し、ユーザ端末４０１に送信する。この結果、図１４に例示する画面がユーザ端末４０１のタッチパネルに表示される。
　この図１４の左側の画像において、横軸は例えば経度であり、縦軸は緯度である。この画面において、黒丸プロットは、病気に罹患している農作物の圃場４０３内における所在位置を示している。この画面内における黒丸プロットの位置は、農作物マップ８２１における識別データが示す作付位置に対応している。
　図１４に示す表示状態において、農業従事者４０２が所望の黒丸プロットを指示すると、サーバ４０５のマップ編集部８１３は、指示位置に対応した農作物の作付位置を特定する。そして、マップ編集部８１３は、この特定した農作物の作付位置を示す識別データに対応付けられた診断結果データ及び撮影データを農作物マップ８２１から読み出し、ユーザ端末４０１に送信する。この結果、図１５に例示する画面がユーザ端末４０１のタッチパネルに表示される。すなわち、図１４に示す画面において指示された黒丸プロットに対応した農作物について、可視光カメラ５１２ａにより撮影された画像Ｐａ１と、第１スペクトルカメラ５１２ｂにより撮影された画像Ｐｂ１と、第２スペクトルカメラ５１２ｃにより撮影された画像Ｐｃ１と、診断結果データＤｇ１とがタッチパネルの画面左側に表示され、「戻る」が表示されたソフトボタンＢ１０が画面右側に表示される。この状態において、農業従事者４０２が画像Ｐａ１、Ｐｂ１及びＰｃ１のうち所望のものを指示すると、その指示された画像の拡大画像がタッチパネルに表示される。ここで、複数カメラにより複数の撮影データが取得される場合には、図１４に示す画面に表示される画像として、当該複数の撮影データを合成した３次元画像が表示されるようにしてもよい。
　図１５の表示状態において、農業従事者４０２が「撮影条件」と表示されたソフトボタンＢ１１を指示すると、タッチパネルの画面は、飛行再撮影において当該農作物（指示された黒丸プロットに対応した農作物）に対して行うべき撮影の条件を指示する画面に切り換わる。農業従事者４０２は、この画面に対しての指示により、例えば再撮影の際のカット数等、当該農作物に個別に適用する撮影条件を入力することができる。この個別に適用する撮影条件の入力がない場合には、飛行再撮影の撮影条件としてデフォルトの撮影条件が当該農作物に適用される。すなわち、可視光カメラ５１２ａ、第１スペクトルカメラ５１２ｂ及び第２スペクトルカメラ５１２ｃにより各々１カットの撮影を行うという条件である。
　図１５の画面において、農業従事者４０２が「戻る」と表示されたソフトボタンＢ１０を指示すると、タッチパネルの画面は、図１４に示す画面となる。この図１４に示す画面において、農業従事者４０２が「戻る」と表示されたソフトボタンＢ１０を指示すると、タッチパネルの画面は図１３に示す画面に戻る。このとき、サーバ４０５のマップ編集部８１３は、各農作物について決定された飛行再撮影における撮影条件を農作物マップ８２１に反映させる（以上、ステップＳ２）。
　図１３に示す画面において、農業従事者４０２が「再撮影指示」と表示されたソフトボタンＢ０２を指示すると、サーバ４０５の飛行再撮影計画生成部８１４は、記憶部８２０に記憶された農作物マップ８２１に基づいて、飛行再撮影計画８２２を生成し、記憶部８２０に格納するとともに、通信処理部８１１によりドローン１００に送信する。この飛行再撮影計画８２２は、発着地点４０６を離陸したドローン１００が、農作物マップ８２１において各農作物の各作付位置（識別データが示す位置）を通過して発着地点４０６に戻る第２飛行ルートを示す情報を含む。このようにサーバ４０５の飛行再撮影計画生成部８１４は、診断手段（ドローン１００の診断部７１２）が病気に罹患していると診断した農作物の状態を示す物理量を測定するための移動の経路を指示する指示手段として機能する。
　図１６は、飛行撮影においてドローン１００が通過する第１飛行ルート（破線）と、飛行再撮影においてドローン１００が通過する第２飛行ルート（実線）とを上方から見た平面図である。図１６において、黒丸プロットは、病気に罹患していると診断された農作物を示す。本実施形態において、ドローン１００は、飛行再撮影を行う際、病気に罹患していると診断された農作物の上空を、飛行撮影においてドローン１００が当該農作物の上空を飛行した際の方向とは異なる方向に飛行する。図１６に示す例では、飛行再撮影における第２飛行ルートは、病気に罹患していると診断された農作物の上空において、飛行撮影における第１飛行ルートと直交する。このような関係の第１飛行ルートと第２飛行ルートとを利用するのは、飛行撮影と飛行再撮影とで異なる角度から農作物を撮影し、全体として詳細な情報を農作物から得るためである。
　図１７は飛行再撮影においてドローン１００が飛行する第２飛行ルートを水平方向から見た図である。図１７に示すように、ドローン１００は、撮影対象である農作物ＦＰから離れた所では飛行撮影の場合と同様な高度（農作物の数十センチメートル上空）を水平に飛行するが、農作物ＦＰの上空において高度を下げ、農作物ＦＰに接近した位置においてホバリングを行う。ドローン１００は、このホバリングした状態において、回転翼１０１が生じる吹き下ろしの気流（ダウンウォッシュ）によりなぎ倒された農作物ＦＰの下部を撮影し、撮影が終わると、高度を元に戻し、次の撮影対象の農作物の位置に進む。ドローン１００にこのような飛行を行わせるのは、紋枯病、いもち病等の病気は、農作物の株上部の葉よりも株下の葉に発生し易いからである。
　飛行再撮影計画８２２は、このような第２飛行ルートに関する情報の他、第２飛行ルートに沿って所在する撮影対象の農作物の作付位置等の情報を含む。さらに飛行再撮影計画８２２は、飛行速度に関する情報を含む。飛行再撮影計画８２２によると、飛行再撮影においてドローン１００が農作物ＦＰの上空を飛行する際の飛行速度は、飛行撮影においてドローン１００が農作物ＦＰの上空を飛行する際の飛行速度よりも低くなっている。
　飛行再撮影計画生成部８１４は、飛行再撮影計画８２２をドローン１００に送信すると、ユーザ端末４０１のタッチパネルに飛行再撮影を実行するか否かを問い合わせるメッセージを表示させる。農業従事者４０２が飛行再撮影の実行を指示した場合、飛行再撮影計画生成部８１４は、日射量センサ６０１及び降雨センサ６０２と通信を行い、飛行再撮影の条件が満たされているか否かを判断する。この条件が満たされている場合、飛行再撮影計画生成部８１４は、飛行再撮影の指示をドローン１００に対して送信する。
　ドローン１００では、サーバ４０５の飛行再撮影計画生成部８１４から受信された飛行再撮影計画８２２が飛行再撮影計画７２２として記憶部７２０に格納される。ドローン１００の飛行再撮影制御部７１４は、飛行再撮影の指示がサーバ４０５から受信されることにより、記憶部７２０内の飛行再撮影計画７２２に従って、ドローン１００に飛行再撮影を行わせる。
　この飛行再撮影において、ドローン１００の飛行再撮影制御部７１４は、撮影により得られた撮影データ（付加データ）を、農作物の識別データ及び診断結果データとともにサーバ４０５に送信する。サーバ４０５では、このドローン１００の飛行再撮影制御部７１４から受信されるデータを、記録部８１２が記憶部８２０内の農作物マップ８２１に追加する。このようにドローン１００の飛行再撮影制御部７１４及びサーバ４０５の記録部８１２は、診断手段（診断部７１２）が病気に罹患していると診断した農作物に関するデータであって、指示手段（飛行再撮影計画生成部８１４）の指示に従い移動した無人移動体（ドローン１００）に搭載されている撮影手段（可視光カメラ５１２ａ、第１スペクトルカメラ５１２ｂ及び第２スペクトルカメラ５１２ｃ）により生成される撮影データ（飛行再撮影により得られた画像を表す）を付加データとして、当該農作物を識別する農作物識別データと対応付けて記録する記録手段として機能する（以上、ステップＳ３）。
　図１８は飛行再撮影が終了した時点における農作物マップ８２１を示す図である。図１８に示すように、農作物マップ８２１において、１個の農作物に関するデータには、飛行再撮影における撮影条件データと、飛行再撮影により得られた２回目の診断結果データ及び撮影データと、総合診断データと、散布条件データとが追加されている。ここで、総合診断データ及び散布条件データは、飛行再撮影が終了した直後の段階では空欄となっている。
　飛行再撮影が終了すると、ユーザ端末４０１のタッチパネルの画面は、図１３に示す画面となる。この図１３に示す画面において、農業従事者がソフトボタンＢ０１を指示すると、飛行撮影の場合と同様、図１４に示す画面が表示される。
　図１４に示す画面において、農業従事者４０２が所望の黒丸プロットを指示すると、サーバ４０５のマップ編集部８１３は、指示位置に対応した農作物の作付位置を特定する。そして、マップ編集部８１３は、この特定した農作物の作付位置を示す識別データに対応付けられた飛行撮影における診断結果データ及び撮影データと飛行再撮影における診断結果データ及び撮影データ（付加データ）を農作物マップ８２１から読み出し、ユーザ端末４０１に送信する。このようにマップ編集部８１３は、付加データをユーザが使用する端末装置に送信する送信手段として機能する。
　この結果、図１９に例示する画面がユーザ端末４０１のタッチパネルに表示される。すなわち、指示された黒丸プロットに対応した農作物について、飛行撮影により得られた可視光カメラ５１２ａの画像Ｐａ１、第１スペクトルカメラ５１２ｂの画像Ｐｂ１及び第２スペクトルカメラ５１２ｃの画像Ｐｃ１並びに診断結果データＤｇ１と、飛行再撮影に得られた可視光カメラ５１２ａの画像Ｐａ２、第１スペクトルカメラ５１２ｂの画像Ｐｂ２及び第２スペクトルカメラ５１２ｃの画像Ｐｃ２並びに診断結果データＤｇ２とがタッチパネルの画面左側に表示される。また、「戻る」が表示されたソフトボタンＢ１０と、「総合診断」が表示されたソフトボタンＢ２１と、「散布条件」が表示されたソフトボタンＢ２２が画面右側に表示される。この状態において、農業従事者４０２が画像Ｐａ１、Ｐｂ１、Ｐｃ１、Ｐａ２、Ｐｂ２及びＰｃ２のうち所望のものを指示すると、その指示された画像の拡大画像がタッチパネルに表示される。このようにユーザ端末４０１のタッチパネルは、付加データが示す情報をユーザに通知する通知手段として機能する。
　図１９に示す画面において、農業従事者４０２が「総合診断」と表示されたソフトボタンＢ２１を指示すると、サーバ４０５のマップ編集部８１３は、農作物マップ８２１において、農業従事者４０２によって指示された黒丸プロットに対応した農作物の作付位置を特定し、この作付位置にある農作物に対応した飛行撮影時の画像Ｐａ１、Ｐｂ１及びＰｃ１と飛行再撮影時の画像Ｐａ２、Ｐｂ２及びＰｃ２を読み出して総合診断部８１６に与える。総合診断部８１６は、この画像Ｐａ１、Ｐｂ１、Ｐｃ１、Ｐａ２、Ｐｂ２及びＰｃ２に基づいて、指示された黒丸プロットに対応した農作物の病気への罹患に関する総合的な診断を行う。このように総合診断部８１６は、診断手段（ドローン１００の診断部７１２）による診断結果の当否を判定する当否判定手段として機能する。そして、マップ編集部８１３は、総合的な診断の結果、すなわち、当該農作物が病気に罹患しているか否か、罹患している場合の病気の種類と罹患の進行の程度を示す情報を農作物マップ８２１の総合診断データに反映させる。また、総合診断部８１６は、総合診断データに基づいて、当該農作物に散布すべき農薬の散布量を決定する。マップ編集部８１３は、この散布量を農作物マップ８２１の散布条件データに反映させる。
　図１９に示す画面において、農業従事者４０２が「散布条件」と表示されたソフトボタンＢ２２を指示すると、サーバ４０５におけるマップ編集部８１３は、図２０に例示する画面をユーザ端末４０１のタッチパネルに表示させる。この画面には農薬の散布量を指示するフェーダＦ１と、「散布不要」という表示を伴うソフトボタンＢ３１が表示される。
　総合診断部８１６による総合診断が行われた場合、フェーダＦ１の指示位置は、総合診断部８１６が決定した散布量を指示する位置となっている。また、総合診断部８１６による総合診断が行われていない場合、フェーダＦ１の指示位置は所定のデフォルト値となっている。農業従事者４０２は、タッチパネルに表示された画像から判断される罹患の程度に対し、フェーダＦ１が指示する散布量が適切であるか否かを判断し、不適切であれば、フェーダＦ１の指示位置を適切な散布量を示す指示位置に修正する。フェーダＦ１の指示位置が適切である場合、農業従事者４０２はフェーダＦ１の操作を行わない。
　農業従事者４０２が「戻る」の表示がなされたソフトボタンＢ１０を指示すると、サーバ４０５におけるマップ編集部８１３は、ユーザ端末４０１のタッチパネルの表示画面を図１４に例示するような状態に戻す。このときサーバ４０５におけるマップ編集部８１３は、農作物マップ８２１において、指示された黒丸プロットに対応した農作物の散布条件データに上記フェーダＦ１の指示位置に対応した散布量を反映させる。
　図２０に示す画面において、農業従事者４０２がソフトボタンＢ３１を指示した場合には、農作物マップ８２１において、指示された黒丸プロットに対応した農作物の散布条件データに散布量として０を設定する。
　以上のような操作の繰り返しにより、農業従事者４０２は、農作物マップ８２１において、病気に罹患している各農作物に対応した散布条件データに適切な散布量を設定する。これにより農作物マップ８２１の編集が終了する（以上、ステップＳ４）。
　農業従事者４０２は、ユーザ端末４０１のタッチパネルに図１３に示す画面を表示させた状態において、「散布指示」と表示されたソフトボタンＢ０３を指示することによりドローン１００による飛行散布を指示することができる。飛行散布が指示されると、サーバ４０５の飛行散布計画生成部８１５は、農作物マップ８２１に基づいて、飛行散布計画８２３を生成して記憶部８２０に格納し、ドローン１００に送信する。この飛行散布計画８２３は、発着地点４０６を離陸したドローン１００が、農作物マップ８２１において散布条件データの示す散布量が０でない各農作物の各位置（識別データが示す位置）を最短距離で通過して発着地点４０６に戻る飛行ルートを示す情報を含む。また、飛行散布計画８２３では、飛行散布の飛行ルート上において散布を行う農作物の作付位置と、農薬の散布量を示す情報を含む。この情報は、上記飛行ルートと、農作物マップ８２１において散布条件データの示す散布量が０でない農作物の各位置（識別データが示す位置）と、同散布条件データとから生成される。
　ドローン１００では、サーバ４０５の飛行散布計画生成部８１５から受信された飛行散布計画８２３を飛行散布計画７２３として記憶部８２０に格納する。飛行散布計画８２３を送信した飛行散布計画生成部８１５は、ユーザ端末４０１のタッチパネルに飛行散布を実行してよいか否かを問い合わせるメッセージを表示させる。その際、飛行散布計画生成部８１５は、飛行散布の飛行ルートを示す画像をタッチパネルに表示させてもよい。農業従事者４０２が飛行散布の実行の指示を、ユーザ端末４０１を介してサーバ４０５に送信すると、飛行散布計画生成部８１５は、この飛行散布の指示をドローン１００に送信する。これによりドローン１００の飛行散布制御部７１５は、記憶部７２０に記憶された飛行散布計画７２３に従って、ドローン１００に飛行散布を行わせる（以上、ステップＳ５）。
　以上説明したように、本実施形態によれば、飛行再撮影により得られた付加データがサーバ４０５に記録されるので、農業従事者４０２は、サーバ４０５に記録された付加データにアクセスすることにより、圃場４０３に足を運ぶことなく、農作物が病気に罹患しているか否か、また、罹患している場合の病気の種類や症状の程度を、確認することができる。
［変形例］
　上記実施形態には次のような変形例が考えられる。
（１）飛行撮影を行う無人航空機と、飛行再撮影を行う無人航空機は別の航空機であってもよい。例えば、第１の無人航空機が飛行中に、病気に罹患している農作物が発見された場合、第１の無人航空機は飛行撮影をそのまま継続する。同時に、第２の無人航空機が、例えば発着地点４０６から飛び立ち、第２の無人航空機に搭載されているカメラによって、病気に罹患している農作物の撮影が行われてもよい。また、２台が前後に並んで飛行し、後方の無人航空機は前方の無人航空機より低空飛行をし、後方の無人航空機に搭載されているカメラで、前方の無人航空機のダウンウォッシュによりなぎ倒された農作物の株元を撮影してもよい。
（２）飛行再撮影を行う無人航空機と、飛行再撮影を行う無人航空機とを別の航空機にする場合において、飛行再撮影を行う無人航空機は、飛行の全航程において薬剤の散布を行わないが、自装置の重量を増加するために散布しない薬剤を搭載させてもよい。ダウンウォッシュにより農作物をなぎ倒す際に無人航空機を農作物の上空で安定化させるためである。
（３）再撮影のために、病気に罹患していると診断された農作物の作付位置まで移動する無人移動体は、無人航空機に限られない。例えば、農地が水田の場合、無人の水上移動体が再撮影のために移動してもよい。また、農地が畑の場合、無人の陸上移動体が再撮影のために移動してもよい。この場合、ダウンウォッシュによるなぎ倒しを行うことなく、農作物の株元の画像が撮影される。
（４）ドローン１００は、飛行撮影において、飛行再撮影としての動作を行うようにしてもよい。例えば、ドローン１００は、飛行撮影中、或る株が病気に罹患していると診断した場合、その株の上空まで引き返し、例えば、その株の上空で円を描くように飛行しながらカメラで様々な方向からその株の撮影し、または通常の撮影飛行の進行方向とは逆方向に飛行しながら撮影を行った後、中断した飛行撮影の経路上の点まで戻り、飛行撮影を再開する。この場合、サーバ４０５において実現される指示手段は、ドローン１００に対し、飛行撮影のための第１飛行ルートに従い飛行するように指示し、第１飛行ルートに従う飛行中に当該ドローン１００に搭載されている撮影手段により生成される撮影データに基づき診断手段が病気に罹患していると判断した農作物があった場合、第１飛行ルートに従う飛行を中断し、当該農作物に関する付加データを生成するための第２飛行ルートに従い飛行するように指示し、第２飛行ルートに従う飛行を終了後に、第２飛行ルートに従う飛行に戻るように指示する。
（５）病気に罹患していると診断された農作物に関し、例えば所定時間を空けて、再撮影のための飛行が複数回、行われてもよい。その結果、病気に罹患している農作物に関しては、その他の農作物と比較し、高い頻度で撮影が行われるので、農業従事者は病気の進行速度等を知ることができる。
（６）飛行撮影が、例えば、農地全体に対する肥料や農薬等の薬剤の散布を伴ってもよい。また、飛行再撮影が、病気に罹患していると診断された農作物に対する農薬の散布を伴ってもよい。例えば飛行撮影では、病気に罹患した農作物を発見しない間、薬剤を散布しながら農作物の撮影及び診断を行って飛行し、病気に罹患した農作物を発見した場合には、薬剤の散布を中断し、その位置を記憶しておき、飛行再撮影としての動作をする。すなわち、ドローン１００の高度を下げてホバリングを行い、回転翼１０１からの吹き下ろしの気流によりなぎ倒された農作物を撮影し、農作物の画像に基づいて診断を行い、病気に罹患しているとの診断が得られた場合に当該農作物に農薬を散布する。そして、農薬の散布後、記憶した位置にドローン１００を戻し、その後、薬剤を散布しながらの飛行撮影を再開する。
（７）診断部７１２が、ドローン１００に搭載されたデータ処理装置５０１以外の装置において実現されてもよい。例えば、ドローン１００に搭載されたデータ処理装置５０１は病理診断を行わず、サーバ４０５が病理診断を行ってもよい。その場合、例えば、ドローン１００に搭載されたデータ処理装置５０１は、第１スペクトルカメラ、第２スペクトルカメラ、可視光カメラが撮影した画像を表すデータ、もしくは、それらの画像から抽出された特徴点等を示すデータをサーバ４０５に送信し、サーバ４０５において実現される診断手段が、データ処理装置５０１から受信したデータに基づき病理診断を行う。
（８）診断部７１２が、２以上の装置の各々に配置されてもよい。例えば、ドローン１００に搭載されたデータ処理装置５０１が第１の診断手段を実現し、サーバ４０５が第２の診断手段を実現する。第１の診断手段において病気に罹患している可能性の有無を診断する。そして、病気に罹患している可能性があると診断された株に関し、第２の診断手段が病気に罹患しているか否かを診断し、また、罹患している場合はその病気の種類と進行度を診断する。
（９）実施形態では、飛行撮影中、ドローン１００は継続的に撮影を行い、撮影された画像を表すデータは全て、一時的に記憶される。これに代えて、診断手段により、病気に罹患している、と診断された株に関してのみ、撮影を行い、撮影した画像を表すデータをサーバ４０５が記録してもよい。この場合、ドローン１００のカメラはサーバ４０５の診断手段の診断結果に応じて、撮影の開始及び停止を行う。
（１０）ドローン１００の地球における３次元位置を特定するための仕組みはRTK-GPS方式に限られない。例えば、DGPS方式が採用されてもよい。また、ドローン１００の地球における３次元位置の測定結果の精度を高めるために、例えば音波を用いた測距等が行われてもよい。
（１１）実施形態では、第１の撮影手段として第１スペクトルカメラ５１２ｂ及び第２スペクトルカメラ５１２ｃの複数のスペクトルカメラを用いる。これに代えて、第１の撮影手段を、赤色光を撮影する第１スペクトルカメラ５１２ｂのみで構成してもよい。また、第１の撮影手段を３台以上のスペクトルカメラで構成してもよい。
（１２）実施形態では、診断部７１２は第１スペクトルカメラ５１２ｂと第２スペクトルカメラ５１２ｃの各々から得られた画像の両方に基づいて農作物の病気への罹患に関する診断結果データを生成する。これに代えて、診断部７１２が、第１スペクトルカメラ５１２ｂから得られた画像のみに基づいて、又は、第２スペクトルカメラ５１２ｃから得られた画像のみに基づいて、農作物の病気への罹患に関する診断結果データを生成してもよい。また、第１の撮影手段が３台以上のスペクトルカメラで構成される場合、診断部７１２がこれら３台以上のスペクトルカメラから得られた画像に基づいて農作物の病気への罹患に関する診断結果データを生成してもよい。
（１３）実施形態では、ＣＰＵ８１０により実現される飛行再撮影計画生成部８１４は、飛行再撮影を指示するに当たって、日射量センサ６０１及び降雨センサ６０２と通信を行い、日射量センサ６０１及び降雨センサ６０２から得られた情報に基づき、再撮影の条件が満たされているか否かの判断を行う。これに代えて、ＣＰＵ８１０が既知の気象予報システムと通信を行い、気象予報システムから得られた気象予報情報に基づき、再撮影の条件が満たされているか否かの判断を行ってもよい。
（１４）実施形態では、第１の撮影手段とした第１スペクトルカメラ５１２ｂが画像の生成に用いる光の周波数帯は赤色光（例えば６８０ｎｍ付近の周波数帯）であり、もう一つの第１の撮影手段とした第２スペクトルカメラ５１２ｃが画像の生成に用いる光の周波数帯は近赤外光（例えば７８０ｎｍ付近の周波数帯）である。また、第２の撮影手段とした可視光カメラ５１２ａが画像の生成に用いる光の周波数帯は可視光の全波長帯域である。第１の撮影手段が画像の生成に用いる光の周波数帯と第２の撮影手段が画像の生成に用いる光の周波数帯は、それらが異なっている限り、実施形態で採用されたものに限られない。なお、本願において、「周波数帯が異なる」とは、２つの周波数帯の上限及び下限の少なくとも一方が異なっていることを意味する。従って、第１の撮影手段が画像の生成に用いる光の周波数帯と第２の撮影手段が画像の生成に用いる光の周波数帯は、全く重なる帯域を持たなくてもよいし、一部重なる帯域を持ってもよいし、一方が他方の全てを含んでもよい。
（１５）上述した実施形態の説明において、診断部７１２（診断手段の一例）により病気に罹患されていると診断された農作物の作付位置（農作物の作付けの位置又は領域の一例）を特定する方法について言及しなかったが、例えば以下の方法により農作物の作付位置の特定が行われてもよい。
　例えば、飛行撮影制御部７１３（作付位置特定手段の一例）は、第１スペクトルカメラ５１２ｂ及び第２スペクトルカメラ５１２ｃ（撮影手段の一例）が撮影を行い、農作物の画像（診断手段が診断に用いるデータの一例）を生成したタイミングにおいて、ＧＰＳモジュール５０４等の位置測定手段が測定した無人航空機の３次元位置と、６軸ジャイロセンサ５０５等の姿勢測定手段が測定した無人航空機の姿勢と、無人航空機を基準とする第１スペクトルカメラ５１２ｂ及び第２スペクトルカメラ５１２ｃの撮影方向とに基づき、撮影された農作物の作付位置を特定する。
４０１……ユーザ端末、４０２……農業従事者、４０３……圃場、４０４……基地局、４０５……サーバ、４０６……発着地点、１００……ドローン、１０１……回転翼、５０１……データ処理装置、５１９……ＷｉＦｉ子機、５０４……ＧＰＳモジュール、５０５……６軸ジャイロセンサ、５０６……地磁気センサ、５０７……気圧センサ、５０８……レーザセンサ、５０９……ソナー、５１０……流量センサ、５１１……液切れセンサ、５１２ａ……可視光カメラ、５１２ｂ……第１スペクトルカメラ、５１２ｃ……第２スペクトルカメラ、５１３……障害物検知カメラ、５１４……スイッチ、５１５……障害物接触センサ、５１６……カバーセンサ、５１７……薬剤注入口センサ、１０２……モータ、１０６……ポンプ、１０７……ＬＥＤ、５１８……ブザー、５２０……スピーカ、５２１……警告灯、７１０，８１０……ＣＰＵ、７２０，８２０……記憶部、７１１，８１１……通信処理部、７１２……診断部、７１３……飛行撮影制御部、７１４……飛行再撮影制御部、７１５……飛行散布制御部、７２１……飛行撮影計画、７２２，８２２……飛行再撮影計画、７２３，８２３……飛行散布計画、８３０……通信部、８２１……農作物マップ、８１２……記録部、８１３……マップ編集部、８１４……飛行再撮影計画生成部、８１５……飛行散布計画生成部、８１６……総合診断部、Ｂ０１～Ｂ０３，Ｂ１０，Ｂ２１，Ｂ２２，Ｂ３１……ソフトボタン、ＦＰ……農作物、Ｐａ１，Ｐｂ１，Ｐｃ１，Ｐａ２，Ｐｂ２，Ｐｃ２……農作物の画像、Ｄｇ１，Ｄｇ２……診断結果、Ｆ１……フェーダ。

Claims (16)

  1. 　１以上の無人航空機を含む１以上の無人移動体であって、各々が農作物の画像を撮影する１以上の撮影手段を搭載している無人移動体に、移動の経路を指示する指示手段と、
    　前記指示手段の指示に従い農地の上空を飛行した前記１以上の無人航空機のうちの少なくとも１つに搭載されている撮影手段により生成される撮影データに基づき、前記農地に作付けされている農作物が病気に罹患しているか否かを診断する診断手段と
    　を備え、
    　前記指示手段は、前記１以上の無人移動体のうちの少なくとも１つに対し、前記診断手段が病気に罹患していると診断した農作物の画像を撮影するための移動の経路を指示し、
    　前記診断手段が病気に罹患していると診断した農作物に関する撮影データであって、前記指示手段の指示に従い移動した前記１以上の無人移動体のうちの少なくとも１つに搭載されている撮影手段により生成される撮影データを付加データとして、当該農作物を識別する農作物識別データと対応付けて記録する記録手段と
    　を備える農作物育成システム。
  2. 　前記付加データをユーザが使用する端末装置に送信する送信手段
    　を備える請求項１に記載の農作物育成システム。
  3. 　前記付加データが示す前記診断手段が病気に罹患していると診断した農作物の画像をユーザに通知する通知手段
    　を備える請求項１又は２に記載の農作物育成システム。
  4. 　前記付加データに基づき、前記診断手段による診断結果の当否を判定する当否判定手段
    　を備える請求項１乃至３のいずれか１項に記載の農作物育成システム。
  5. 　前記付加データを生成する撮影手段を搭載している無人移動体は無人航空機であり、
    　前記指示手段は前記付加データを生成するために飛行する無人航空機に対し、前記診断手段が病気に罹患していると診断した農作物の上空を、前記診断手段が診断に用いるデータを生成するために飛行した無人移動体が当該農作物の上空を飛行した際の高度よりも低い高度で飛行するように指示する
    　請求項１乃至４のいずれか１項に記載の農作物育成システム。
  6. 　前記付加データを生成する撮影手段を搭載している無人移動体は無人航空機であり、
    　前記指示手段は前記付加データを生成するために飛行する無人航空機に対し、前記診断手段が病気に罹患していると診断した農作物の上空を、前記診断手段が診断に用いるデータを生成するために飛行した無人移動体が当該農作物の上空を飛行した際の速度よりも低い速度で飛行するように指示する
    　請求項１乃至５のいずれか１項に記載の農作物育成システム。
  7. 　前記指示手段は、前記付加データを生成するために飛行する無人航空機に対し、前記診断手段が病気に罹患していると診断した農作物に当該無人航空機の回転翼が生じる吹き下ろしの気流が当たる飛行経路を飛行するように指示し、
    　前記撮影手段は、前記吹き下ろしの気流により露出した前記農作物の株元の画像を撮影する
    　請求項１乃至６のいずれか１項に記載の農作物育成システム。
  8. 　前記指示手段は、前記付加データを生成するために飛行する無人航空機に対し、前記診断手段が病気に罹患していると診断した農作物に当該無人航空機の回転翼が生じる吹き下ろしの気流が当たるように、当該農作物の上空でホバリングするように指示する
    　請求項７に記載の農作物育成システム。
  9. 　前記付加データを生成するために飛行する無人航空機であって、前記付加データを生成するための飛行の全航程において薬剤の散布は行わないが、自装置の重量を増加するために散布しない薬剤を搭載している無人航空機を備える
    　請求項７または請求項８に記載の農作物育成システム。
  10. 　前記付加データを生成する撮影手段を搭載している無人移動体は無人航空機であり、
    　前記指示手段は前記付加データを生成するために飛行する無人航空機に対し、前記診断手段が病気に罹患していると診断した農作物の上空を、前記診断手段が診断に用いるデータを生成するために飛行した無人移動体が当該農作物の上空を飛行した際の方向とは異なる方向に飛行するように指示する
    　請求項１乃至９のいずれか１項に記載の農作物育成システム。
  11. 　前記付加データを生成する撮影手段を搭載している無人移動体は、前記診断手段による診断に用いられるデータを生成する撮影手段を搭載している無人航空機であり、
    　前記指示手段は、前記１以上の無人航空機のうちの１つに対し、前記診断手段が診断に用いるデータを生成するための第１の飛行の経路に従い飛行するように指示し、前記第１の飛行の経路に従う飛行中に当該無人航空機に搭載されている撮影手段により生成される撮影データに基づき前記診断手段が病気に罹患していると判断した農作物があった場合、前記第１の飛行の経路に従う飛行を中断し、当該農作物に関する付加データを生成するための第２の飛行の経路に従い飛行するように指示し、前記第２の飛行の経路に従う飛行を終了後に、前記第１の飛行の経路に従う飛行に戻るように指示する
    　請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の農作物育成システム。
  12. 　前記診断手段は、農作物が罹患している病気の種類と、農作物が罹患している病気の進行度の少なくとも一方を判定し、
    　前記記録手段は、前記診断手段により病気に罹患していると診断された農作物に関し前記農作物識別データに対応付けて前記診断手段により判定された病気の種類及び病気の進行度の少なくとも一方を示す診断結果データを記録する
    　請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の農作物育成システム。
  13. 　前記診断手段による診断に用いられるデータの生成のために飛行する無人航空機の位置を測定する位置測定手段と、
    　前記診断手段が診断に用いたデータを前記１以上の撮影手段が生成したタイミングにおける前記位置測定手段が測定した前記無人航空機の位置に基づき、前記診断手段により病気に罹患されていると診断された農作物の作付けの位置又は領域を特定する作付位置特定手段と
    　を備え、
    　前記記録手段は、前記作付位置特定手段により特定された位置又は領域を示すデータを農作物識別データとして記録する
    　請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の農作物育成システム。
  14. 　前記１以上の撮影手段の少なくとも１つにより生成される撮影データを、前記無人航空機に搭載されていないデータ処理装置に送信する送信手段
    　を備え、
    　前記診断手段は、前記無人航空機に搭載され、農作物が病気に罹患している可能性の有無を診断する第１の診断手段と、前記データ処理装置に配置され、前記第１の診断手段により病気に罹患している可能性が有ると診断された農作物が病気に罹患しているか否かを診断する第２の診断手段とを有する
    　請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の農作物育成システム。
  15. 　前記記録手段は、前記１以上の撮影手段により生成される撮影データを記録し、記録した当該撮影データのうち、前記診断手段により病気に罹患していないと診断された農作物に関する撮影データを削除する
    　請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の農作物育成システム。
  16. 　前記１以上の撮影手段は、前記診断手段により病気に罹患していると診断された農作物に関して前記付加データを生成する
    　請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の農作物育成システム。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114402995A (zh) * 2022-01-19 2022-04-29 北京市农林科学院智能装备技术研究中心 空地协同的玉米去雄方法、系统及空中无人去雄机
CN115225870A (zh) * 2022-09-21 2022-10-21 北京瞭望神州科技有限公司 基于数据处理的耕地智保远程监控方法及监控系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017090130A (ja) * 2015-11-05 2017-05-25 株式会社Ｚｍｐ モニタリングシステム
WO2018003082A1 (ja) * 2016-06-30 2018-01-04 株式会社オプティム 移動体制御アプリケーション及び移動体制御方法
JP2018000015A (ja) * 2016-06-28 2018-01-11 日本ユニシス株式会社 ドローンを用いた自動防霜システム
JP2019046149A (ja) * 2017-09-01 2019-03-22 コニカミノルタ株式会社 作物栽培支援装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017090130A (ja) * 2015-11-05 2017-05-25 株式会社Ｚｍｐ モニタリングシステム
JP2018000015A (ja) * 2016-06-28 2018-01-11 日本ユニシス株式会社 ドローンを用いた自動防霜システム
WO2018003082A1 (ja) * 2016-06-30 2018-01-04 株式会社オプティム 移動体制御アプリケーション及び移動体制御方法
JP2019046149A (ja) * 2017-09-01 2019-03-22 コニカミノルタ株式会社 作物栽培支援装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114402995A (zh) * 2022-01-19 2022-04-29 北京市农林科学院智能装备技术研究中心 空地协同的玉米去雄方法、系统及空中无人去雄机
CN115225870A (zh) * 2022-09-21 2022-10-21 北京瞭望神州科技有限公司 基于数据处理的耕地智保远程监控方法及监控系统
CN115225870B (zh) * 2022-09-21 2022-11-22 北京瞭望神州科技有限公司 基于数据处理的耕地智保远程监控方法及监控系统

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