WO2022209418A1 - 情報処理装置、情報処理方法、プログラム - Google Patents

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WO2022209418A1
WO2022209418A1 PCT/JP2022/006905 JP2022006905W WO2022209418A1 WO 2022209418 A1 WO2022209418 A1 WO 2022209418A1 JP 2022006905 W JP2022006905 W JP 2022006905W WO 2022209418 A1 WO2022209418 A1 WO 2022209418A1
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macro
unit
area
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哲 小川
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ソニーグループ株式会社
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G25/00Watering gardens, fields, sports grounds or the like
    • A01G25/16Control of watering
    • A01G25/165Cyclic operations, timing systems, timing valves, impulse operations
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00Botany in general
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/04Helicopters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/27Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/10Terrestrial scenes
    • G06V20/17Terrestrial scenes taken from planes or by drones
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/10Terrestrial scenes
    • G06V20/188Vegetation

Definitions

  • the present technology relates to an information processing device, an information processing method, and a program, and more particularly to a technology for measuring a predetermined measurement target such as a field where plants are cultivated.
  • Patent Document 1 in a satellite system including a transmitting device installed on the earth and an artificial satellite having an imaging device, the transmitting device responds to a predetermined event detected by a sensor installed on the earth. Then, a technology is disclosed in which an imaging instruction is transmitted to an artificial satellite passing through the sky, and the artificial satellite performs imaging based on the imaging instruction.
  • a macro measurement unit as an imaging device provided on an artificial satellite starts measurement in response to detection of an event based on the measurement result of the micro measurement unit on the earth. In other words, it is something that is done.
  • This technology has been made in view of the above circumstances, and for a measurement system that performs micro measurement and macro measurement on a measurement object, it is possible to improve the accuracy of macro analysis of the measurement object based on macro measurement and improve the efficiency of macro measurement.
  • the purpose is to achieve
  • An information processing apparatus includes an event determination unit that determines whether an event has occurred based on a measurement result of a micro measurement unit that measures a micro measurement area that is an area of a first size in a measurement target; When the event determination unit determines that the event has occurred, the macro measurement unit measures a macro measurement area that is an area larger than the first size in the measurement target, and determines that the event has occurred. and a control unit that performs control so as to perform measurement targeting the macro measurement area that is related to the micro measurement area determined to be present. In the measurement of the macro measurement unit, since the target area is large, the spatial resolution of the measurement tends to be low, and the accuracy of determining whether an event has occurred tends to be low.
  • the micro measurement unit for example, a device form as a flying object such as a drone, a device form as a stationary device that is fixedly arranged with respect to the measurement target, and the like are conceivable.
  • the frequency is easier to increase than the frequency of macro measurement (if it is a flying object, it will be at a lower altitude, and if it is stationary, the flight itself will not be necessary), so it is advantageous in terms of the temporal resolution of measurement. can be improved.
  • An information processing method determines whether or not an event has occurred based on a measurement result by a micro measurement unit that measures a micro measurement area that is an area of a first size in a measurement target, and determines whether the event has occurred. If it is determined that the event has occurred, a macro measurement unit that measures a macro measurement area that is an area larger than the first size in the measurement target is determined to have the event occur in the micro measurement area.
  • an information processing apparatus executes a process of performing control to perform measurement on the macro measurement area having a relationship with .
  • a program according to the present technology is a program that causes an information processing apparatus to execute the processing of the above method. With these information processing methods and programs, the information processing apparatus according to the present technology described above can be realized.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of a macro measurement unit and a micro measurement unit in a measurement system as a first embodiment according to the present technology
  • FIG. It is explanatory drawing of the example of the remote sensing with respect to the agricultural field of 1st embodiment. It is the figure which showed the internal structural example of the micro measurement part in 1st embodiment, and a macro measurement part.
  • 1 is a diagram showing a hardware configuration example of an information processing apparatus as an embodiment
  • FIG. FIG. 2 is a functional block diagram showing functions of the information processing apparatus as the first embodiment
  • FIG. 10 is a diagram exemplifying an area in which an event has been determined;
  • FIG. 10 is a diagram for considering how to determine execution timing of macro measurement;
  • 4 is a flow chart showing scheduling processing for micro-measurement in the first embodiment.
  • 4 is a flowchart of processing for realizing event determination and macro measurement in the first embodiment;
  • 4 is a flowchart of macro measurement scheduling processing in the first embodiment. It is explanatory drawing of the macro measurement part and the micro measurement part in 2nd embodiment. It is the figure which showed the internal structural example of the macro measurement part in 2nd embodiment. It is the figure which showed the internal structural example of the micro measurement part in 2nd embodiment.
  • FIG. 5 is a functional block diagram showing functions of the information processing apparatus as a second embodiment;
  • FIG. 5 is a functional block diagram showing functions of the information processing apparatus as a second embodiment;
  • FIG. 5 is a functional block diagram showing functions of the information processing apparatus as a second embodiment;
  • FIG. 5 is a functional block diagram showing functions of the
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a BRF table
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of incident angles, reflection angles, and relative azimuth angles handled by BRF
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a method of correcting spectral reflectance
  • 9 is a flow chart of scheduling processing for micro-measurement in the second embodiment.
  • 9 is a flowchart of processing for implementing event determination, macro measurement, and evaluation value correction in the second embodiment. It is explanatory drawing of the micro-measurement method as a modification.
  • First Embodiment> (1-1. System configuration of the first embodiment) (1-2. Configurations of Micro Measurement Unit and Macro Measurement Unit of First Embodiment) (1-3. Configuration of information processing device) (1-4. Measurement method as the first embodiment) (1-5. Processing procedure) ⁇ 2.
  • Second Embodiment> (2-1. Micro measurement unit and macro measurement unit of the second embodiment) (2-2. Measurement method as second embodiment) (2-3. Processing procedure) ⁇ 3.
  • FIG. 1 shows a micro measurement section 2 and a macro measurement section 3 that constitute a measurement system as the first embodiment.
  • the micro measurement unit 2 performs measurement at a position relatively close to the object 4 to be measured.
  • the measurement range in which the micro measurement unit 2 measures one unit is a relatively narrow range indicated as a micro measurement range RZ2. Note that one unit depends on the type of measurement, but for example, in the case of a camera, it is a range in which one frame of image pickup is performed.
  • the macro measurement unit 3 measures the measurement object 4 from a position farther than the micro measurement unit 2 .
  • the measurement range in which the macro measurement unit 3 performs one unit of measurement is a range wider than the micro measurement range RZ2 indicated as the macro measurement range RZ3.
  • the area of the micro measurement range RZ2 on the measurement target 4 can be covered by the macro measurement range RZ3.
  • the macro measurement range RZ3 may not overlap with the micro measurement range RZ2.
  • a system that measures the vegetation state of a field 300 as shown in FIG. 2 can be cited.
  • FIG. 2 shows a state of a field 300.
  • an imaging device 250 mounted on a small flying object 200 such as a drone.
  • the flying object 200 can move over the field 300 by, for example, radio control by an operator or automatic control.
  • An image pickup device 250 is set on the flying object 200 so as to pick up an image, for example, below.
  • the imaging device 250 periodically captures still images, for example.
  • such a flying object 200 and imaging device 250 serve as both the micro measurement unit 2 and the macro measurement unit 3 shown in FIG. That is, the flying object 200 and the imaging device 250 function as the micro measurement unit 2 when imaging at low altitudes, and function as the macro measurement unit 3 when imaging at high altitudes.
  • the imaging device 250 constituting the micro measurement unit 2 and the macro measurement unit 3, that is, as specific sensors used for micro measurement and macro measurement, visible light image sensors (R (red), G ( green), B (blue) visible light image sensor), stereo camera, Lidar (laser image detection and ranging sensor), polarization camera, ToF (Time of Flight) sensor, NIR (Near Infra Red) Infrared region)
  • a camera for imaging is assumed.
  • a multi-spectrum camera that captures images in a plurality of wavelength bands can be used. For example, an NIR image and an R (red) image can be captured, and an NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) can be calculated from the obtained images. NDVI is an index indicating the distribution and activity of vegetation.
  • the multi-spectrum camera a camera capable of calculating various physical property values such as information on photosynthesis can also be used.
  • multi-spectrum camera referred to in this specification is a general term for cameras capable of imaging multiple wavelength bands, and in addition to what is generally called a multi-spectrum camera, there are also those called hyper spectrum cameras. include.
  • a trait is a static shape or characteristic of an object to be measured.
  • Environmental response is the dynamic shape and characteristics of the object to be measured.
  • the environmental state is the state of the environment in which the object to be measured exists, such as the range and distribution of the object to be measured, or the characteristics of the environment. For example, plants show changes in stomatal opening and photosynthetic state (environmental response) in a relatively short period of time in response to changes in temperature, intensity of sunlight, and soil moisture environment.
  • the imaging device 250 serves as a sensor for both the micro measurement section 2 and the macro measurement section 3, so that the micro measurement section 2 has a higher spatial resolution than the macro measurement section 3 does. It is not essential that the common flying object 200 and imaging device 250 serve as both the micro measurement unit 2 and the macro measurement unit 3, and the micro measurement unit 2 and the macro measurement unit 3 can be configured separately. Even in that case, the spatial resolution of measurement by the micro measurement unit 2 can be made higher than that of the macro measurement unit 3 .
  • the micro measurement unit 2 can perform measurements at a higher frequency.
  • the frequency of measurement by the micro measurement unit 2 is set higher than the frequency of measurement by the macro measurement unit 3, and the temporal resolution of measurement is higher in the micro measurement unit 2 than in the macro measurement unit. 3 is higher.
  • tag information can be added to an image obtained by imaging with the imaging device 250 .
  • Tag information includes shooting date and time information, location information (latitude, longitude, and altitude information) as GNSS (Global Navigation Satellite System) data, imaging device information (camera individual identification information and model information, etc.), each image Data information (information such as image size, wavelength, imaging parameters, etc.) is included.
  • the position information and the imaging date/time information also function as information for identifying whether the measurement result of the micro measurement unit 2 or the macro measurement unit 3 is obtained.
  • Image data and tag information obtained by the imaging device 250 mounted on the flying object 200 are sent to the information processing device 1 .
  • the information processing device 1 generates analysis information with the field 300 as the measurement target 4 using image data and tag information. It also performs a process of presenting the analysis result as an image to the user.
  • the information processing device 1 is implemented as, for example, a PC (Personal Computer), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), or a terminal device such as a smart phone or a tablet.
  • the information processing device 1 is separate from the imaging device 250, but it is also possible to provide an arithmetic device (such as a microcomputer) serving as the information processing device 1 in a unit including the imaging device 250, for example. be.
  • FIG. 3 shows an internal configuration example of the micro measurement unit 2 and the macro measurement unit 3 in the first embodiment.
  • the micro measurement unit 2 and the macro measurement unit 3 can be expressed as comprising a sensor unit 20, a flight driving unit 21, a control unit 22, and a communication unit 23 as shown.
  • the sensor unit 20 comprehensively represents a sensor that performs sensing for measurement, and includes at least the imaging device 250 shown in FIG.
  • the sensors included in the sensor unit 20 include, for example, a position sensor that detects position information such as GNSS information, a solar light spectrum sensor that performs wavelength spectral detection of sunlight, and the like. can be done.
  • the multi-spectrum camera as the imaging device 250 in the sensor unit 20 is configured to be able to calculate at least the PRI as the evaluation value for the plant included in the measurement target 4 .
  • PRI is an index of spectral reflectance that changes with deepoxidation of the xanthophyll cycle.
  • the xanthophyll cycle is a mechanism that releases excess light energy, which cannot be fully photosynthesised, as heat, such as stomatal closure due to strong light or water stress.
  • the flight drive section 21 comprehensively represents a drive section for driving the flight mechanism of the aircraft 200 .
  • the mechanism for flight is, for example, a propeller
  • the drive unit is an actuator such as a motor that rotates the propeller.
  • the control unit 22 includes a microcomputer having, for example, a CPU (Central Processing Unit) 51, a ROM (Read Only Memory) 52, and a RAM (Random Access Memory).
  • the sensor unit 20 and the flight driving unit 21 are controlled by executing processing based on the above.
  • the control unit 22 controls the imaging operation of the imaging device 250 as control of the sensor unit 20 .
  • the control unit 22 performs various instructions to the flight driving unit 21 to control the flight of the aircraft 200 .
  • the communication unit 23 performs, for example, communication processing via a network including the Internet, and wired or wireless communication (for example, short-range wireless communication, etc.) with peripheral devices.
  • the control unit 22 can exchange various data with an external device via the communication unit 23 .
  • FIG. 4 shows a hardware configuration example of the information processing device 1 .
  • the information processing apparatus 1 has a CPU 11 , a ROM (Read Only Memory) 12 and a RAM (Random Access Memory) 13 .
  • the CPU 11 executes various processes according to programs stored in the ROM 12 or programs loaded from the storage unit 19 to the RAM 13 to be described later.
  • the RAM 13 also stores data necessary for the CPU 11 to execute various processes.
  • the CPU 11 , ROM 12 and RAM 13 are interconnected via a bus 33 .
  • the input/output interface 15 is also connected to this bus 33 .
  • the input/output interface 15 includes an input unit 16 for a user to perform an input operation, a display unit 17 such as a liquid crystal panel or an organic EL (Electroluminescence) panel, an audio output unit 18 such as a speaker, a storage unit 19, and a communication unit. 30 can be connected.
  • a display unit 17 such as a liquid crystal panel or an organic EL (Electroluminescence) panel
  • an audio output unit 18 such as a speaker
  • storage unit 19 such as a storage unit 19
  • a communication unit. 30 can be connected.
  • the input unit 16 means an input device used by a user who uses the information processing apparatus 1 .
  • various operators and operating devices such as a keyboard, mouse, key, dial, touch panel, touch pad, remote controller, etc. are assumed.
  • a user's operation is detected by the input unit 16 , and a signal corresponding to the input operation is interpreted by the CPU 11 .
  • the display unit 17 may be integrated with the information processing apparatus 1 or may be a separate device.
  • the display unit 17 displays various analysis results and the like on the display screen based on instructions from the CPU 11 . Further, the display unit 17 displays various operation menus, icons, messages, etc., that is, as a GUI (Graphical User Interface) based on instructions from the CPU 11 .
  • GUI Graphic User Interface
  • the storage unit 19 is composed of a storage medium such as an HDD (Hard Disk Drive) or solid-state memory.
  • the storage unit 19 stores, for example, data indicating measurement results by the micro measurement unit 2 and macro measurement unit 3, data indicating results of various analyzes performed based on the measurement results, and various other data.
  • the storage unit 19 is also used for storing program data for analysis processing and the like.
  • the communication unit 30 performs communication processing via a network including the Internet, and wired or wireless communication (for example, short-range wireless communication, etc.) with peripheral devices.
  • the communication unit 30 may be a communication device that communicates with the micro measurement unit 2 and the macro measurement unit 3, for example.
  • a drive 31 is also connected to the input/output interface 15 as necessary, and a removable storage medium 32 such as a memory card is attached to write and read data.
  • a removable storage medium 32 such as a memory card
  • a computer program read from the removable storage medium 32 is installed in the storage unit 19 as necessary, or data processed by the CPU 11 is stored.
  • the drive 31 may be a recording/reproducing drive for a removable storage medium 32 other than a memory card, such as a magnetic disk, an optical disk, or a magneto-optical disk.
  • the functions of the information processing apparatus 1 as the embodiment are not limited to the configuration of a single information processing apparatus (computer device) having the hardware configuration as shown in FIG. may be configured
  • the plurality of computer devices may be systematized by a LAN (Local Area Network) or the like, or may be remotely located by a VPN (Virtual Private Network) or the like using the Internet or the like.
  • the plurality of computing devices may include computing devices made available by a cloud computing service.
  • FIG. 5 is a functional block diagram showing functions of the CPU 11 in the information processing apparatus 1 as the first embodiment. As shown, the CPU 11 has a micro measurement scheduling section F1, an arithmetic processing section F2, an event determination section F3, and a macro measurement scheduling section F4.
  • FIG. 6 shows the distribution of cultivars indicated by the field map for the field 300 as the measurement object 4, and the candidate areas CAmi (indicated by square marks in the figure) of the micro measurement areas Ami determined for the field 300.
  • the farm field map is a map showing the variety distribution of cultivated plants in the farm field, and in the drawing, the boundary lines between areas where cultivated plants differ are represented by dotted lines.
  • each area divided according to the cultivar is referred to as a "cultivar area”.
  • micro measurement area Ami means an area where the micro measurement unit 2 performs one unit measurement.
  • the range (size) of the micro-measurement area Ami is the same as the micro-measurement range RZ2 explained in FIG.
  • a plurality of candidate areas CAmi for the micro-measurement area Ami are determined in advance for the field 300 .
  • the drawing shows an example in which one or a plurality of candidate areas CAmi are determined for each product area.
  • the candidate area CAmi determined by scheduling from among the plurality of candidate areas CAmi determined in the field 300 is set as the micro measurement area Ami, and the micro measurement unit 2 performs measurement.
  • a micro-measurement scheduling unit F1 shown in FIG. 5 schedules measurements by the micro-measurement unit 2 .
  • Scheduling is a concept that includes not only determination of time elements of the schedule such as execution timing of the schedule, but also determination of location elements of the schedule such as an area for execution of the schedule.
  • the micro-measurement scheduling unit F1 of this example sets a micro-measurement area Ami from the candidate area CAmi for the micro-measurement performed by the micro-measurement unit 2, and sets a time for performing measurement on the set micro-measurement area Ami. Set the band and the execution interval of micro measurement.
  • measurement is performed for a plurality of micro measurement areas Ami during one flight of the flying object 200 .
  • the setting of the micro measurement areas Ami is performed by selecting and setting a plurality of micro measurement areas Ami from among the candidate areas CAmi.
  • the execution interval of the series of measurement operations is set.
  • the setting of the micro-measurement area Ami is automatically set from the field map, or is automatically set based on the diversity of each location in the field 300 from the soil map or the like.
  • the soil map means a map showing the distribution of soil properties in a field.
  • schedule elements specifically, locational schedule elements as setting of micro measurement area Ami where micro measurement is performed, time period such as measurement execution time zone and measurement execution interval It is also possible to define some or all of the schedule elements based on the user's operational input.
  • the micro measurement area Ami to be actually measured by the micro measurement unit 2 is selected from among the predetermined candidate areas CAmi.
  • the micro measurement area Ami is also possible to set the micro measurement area Ami at an arbitrary location in the farm field 300 without setting it.
  • the calculation processing unit F2 performs calculations for obtaining an evaluation value for the measurement object 4 based on the measurement results obtained by the micro measurement unit 2 and the macro measurement unit 3.
  • PRI ( ⁇ 531 ⁇ 570 )/( ⁇ 531 + ⁇ 570 )
  • the evaluation value of the plant obtained by the arithmetic processing unit F2 is not limited to the PRI.
  • the above-mentioned NDVI or the like can be used.
  • the evaluation value calculated by the arithmetic processing unit F2 based on the measurement result of the macro measurement unit 3 is used in the macro analysis processing of the measurement object 4 executed by the CPU 11, for example.
  • the evaluation value calculated by the arithmetic processing unit F2 based on the measurement results of the micro measurement unit 2, specifically the PRI described above, is used in the determination process by the event determination unit F3.
  • the event determination unit F3 determines whether or not an event has occurred based on the measurement results obtained by the micro measurement unit 2.
  • the event is assumed to be an abnormal state related to the water content of the plant.
  • water stress state such an abnormal state related to the water content of plants.
  • PRI is known as an index capable of measuring the reaction of plants in this case.
  • PRI can be regarded as an optical measurement of the degree of epoxidation/de-epoxidation of the xanthophyll cycle in plants.
  • the event determination unit F3 in this example determines whether or not the PRI value is equal to or less than a predetermined threshold as a determination of whether or not a water stress state has occurred. That is, if the PRI value is equal to or less than the threshold value, it is determined that the water stress state has occurred, and if not, it is determined that the water stress state has not occurred.
  • the event determination unit F3 determines whether or not an event (water stress state) has occurred for each micro measurement area Ami, because measurement is performed for a plurality of micro measurement areas Ami by the micro measurement scheduling described above. .
  • the macro measurement scheduling unit F4 schedules the measurement by the macro measurement unit 3 when the event determination unit F3 determines that an event has occurred.
  • the micro-measurement scheduling unit F1 schedules and the micro-measurement unit 2 performs measurement using all of the candidate areas CAmi in the product type area indicated by the thick line in FIG. 6 as the micro-measurement area Ami.
  • the event determination unit F3 has obtained a determination result that a water stress state has occurred as an event in one micro measurement area Ami in the product area.
  • the macro measurement scheduling unit F4 causes the macro measurement unit 3 to perform measurement as the macro measurement area Amc, which is related to the micro measurement area Ami in which the event is determined to occur.
  • FIG. 8 shows an example in which the variety area including the micro measurement area Ami in which the event is determined to occur is set as the macro measurement area Amc in the field 300 as the measurement target 4 .
  • the micro measurement area Ami in which it is determined that an event has occurred will be referred to as an "event occurrence micro area".
  • the area having relevance to the event occurrence micro-area is not limited to the product type area including the event occurrence micro-area as described above.
  • the area having relevance to the event occurrence micro-area is not limited to the product type area including the event occurrence micro-area as described above.
  • the area of the variety area that has the same soil properties as the event occurrence micro-area from the soil map may be set as the macro measurement area Amc.
  • not the entire farm field 300 but a part of the specific area related to the event occurrence micro-area within the farm field 300 is set as the macro measurement area Amc.
  • the macro measurement scheduling unit F4 also performs temporal scheduling of macro measurement as scheduling for macro measurement.
  • macro measurement is assumed to be performed at the timing when the water stress state occurs in the macro measurement area Amc.
  • the water stress state tends to occur immediately before watering the plants. Therefore, even if the flight for the macro measurement is started immediately after it is determined that the water stress state has occurred in the micro measurement area Ami, when the macro measurement area Amc is reached, it is the timing after watering. There is a possibility that macroscopic analysis of water stress conditions cannot be performed appropriately. Therefore, the execution timing of the macro measurement is set in accordance with the timing of watering after the watering when the occurrence of the water stress state is determined.
  • FIG. 9 shows the observation results of weather conditions, plants, and soil conditions when a water stress state occurred. Specifically, several days (day 1 Schematic representation of sunshine duration, temperature, humidity, precipitation, transpiration (moisture transpiration in plants), evaporation (soil moisture evaporation), soil moisture content, and whether or not watering is performed on day 7). .
  • a water stress state basically tends to occur as a result of a decrease in the amount of water in the soil, such as a succession of days with little precipitation and plenty of sunshine.
  • water stress tends to occur immediately before watering because the amount of water in the soil decreases as time elapses after watering.
  • the macro measurement scheduling unit F4 in this example performs time scheduling for macro measurement, for example, weather forecast information obtained from the Internet, and watering schedule information stored in a storage device such as the storage unit 19 that can be read by the CPU 11. Based on the above, a process of predicting the timing at which the next water stress state will occur in the macro measurement area Amc is performed, and the scheduled measurement timing for the macro measurement area Amc is set based on the predicted timing.
  • the CPU 11 causes the macro measurement unit 3 to execute the measurement operation according to the schedule information determined by the scheduling processing of the macro measurement scheduling unit F4 as described above. Specifically, in this example, at the scheduled measurement timing determined by the scheduling process, the controller shown in FIG. 22.
  • the information processing device 1 receives the measurement result for the macro measurement area Amc from the macro measurement unit 3 .
  • the CPU 11 performs analysis processing for the macro measurement area Amc based on the measurement result information for the macro measurement area Amc thus received.
  • the CPU 11 performs a process of calculating an evaluation value such as PRI using the function of the arithmetic processing unit F2 described above, and analyzes the macro measurement area Amc based on the calculated evaluation value.
  • an evaluation value such as PRI using the function of the arithmetic processing unit F2 described above
  • the user increases the amount of watering (increasing the amount of watering per watering, or increasing the frequency of watering, etc.) for areas where the water stress state has occurred, for example. It is possible to take countermeasures such as keeping the amount of irrigation unchanged for the areas where no irrigation occurs.
  • the analysis result by the information processing apparatus 1 is referred to by the user when reviewing or improving the plant cultivation method.
  • FIG. 10 is a flow chart of scheduling processing for micro-measurement, that is, processing corresponding to the above-described micro-measurement scheduling unit F1.
  • the above-described candidate area CAmi is set for micro measurement.
  • the candidate area CAmi is assumed to be an area manually defined by the user.
  • the CPU 11 reads the farm field map in step S101, and then reads the cultivation plan information in step S102.
  • the cultivation plan information is information indicating a plant cultivation plan for each area of the farm field 300, such as information indicating the plant cultivation schedule period for each variety area described above.
  • the CPU 11 performs a process of reading spec information (for example, information on flight time, etc.) of the drone as the flying object 200 as drone spec information reading process. As user input acceptance processing, operation input information from the user is accepted.
  • step S105 the CPU 11 generates schedule information for micro measurement.
  • the CPU 11 performs a process of selecting the micro measurement area Ami from among the candidate areas CAmi based on the read field map and cultivation plan information. Basically, for example, a candidate area CAmi in a variety area in which a specific type of plant is cultivated and a candidate area CAmi in which the plant is being cultivated is selected as the micro measurement area Ami. As described above, in this example, a plurality of micro-measurement areas Ami are selected in micro-measurement scheduling.
  • the CPU 11 also selects the candidate area CAmi as the micro-measurement area Ami when there is an operation input for designating a specific candidate area CAmi from the user in step S104.
  • the CPU 11 determines whether or not all of the selected micro measurement areas Ami can be measured in a single flight in terms of the specs of the flying object 200. If it is determined that it is not, processing is performed to adjust the number of selected micro measurement areas Ami so that measurement is possible.
  • step S105 the CPU 11 also performs a process of setting a measurement execution interval, that is, a measurement operation interval for measuring all of the selected micro measurement areas Ami in one flight.
  • This execution interval may be set based on the user's operation input. Alternatively, it is conceivable that the CPU 11 automatically sets according to the purpose of measurement or the like.
  • the micro measurement execution period is also set for the micro measurement schedule information.
  • execution period means a repetition period of micro-measurement, that is, a period during which micro-measurement continues to be repeated according to the execution interval.
  • the CPU 11 ends the series of processes shown in FIG. 10 in response to executing the process of step S105.
  • FIG. 11 is a flowchart of processing for realizing event determination and macro measurement.
  • the CPU 11 issues a micro-measurement execution instruction according to the micro-measurement schedule information. That is, according to the schedule information generated in step S105 of FIG. 10, the control unit 22 mounted on the flying object 200 as a drone is instructed to execute the measurement operation as the micro measurement unit 2.
  • FIG. This instruction is an instruction to execute an operation for measuring a plurality of selected micro measurement areas Ami in one flight.
  • step S202 following step S201 the CPU 11 waits for reception of micro measurement results. That is, it waits until the measurement result of each micro measurement area Ami obtained by one measurement operation instructed in step S201 is received.
  • This calculation process is a process of calculating an evaluation value for determining whether or not an event has occurred. Specifically, in this example, it is a process of calculating the PRI described above.
  • step S204 following step S203 the CPU 11 performs processing for determining whether or not a water stress state has occurred as event determination processing. Specifically, in this example, it is determined whether or not a water stress state has occurred, that is, whether or not the PRI calculated in step S203 is equal to or less than a predetermined threshold for each micro measurement area Ami for which the micro measurement results have been received. make a judgment.
  • step S205 the CPU 11 performs determination processing as to whether or not an event has occurred. That is, a process of determining whether or not there is a micro measurement area Ami in which occurrence of a water stress state is recognized as a result of the determination process of step S204 is performed.
  • step S205 If it is determined in step S205 that there is no micro-measurement area Ami in which water stress has occurred and no event has occurred, the CPU 11 advances the process to step S211 to schedule the next micro-measurement. Determine whether or not This process is a process of determining whether or not the above-described execution period (see S105) of micro measurement has expired. If it is determined in step S211 that the next micro measurement is scheduled, the CPU 11 returns to step S201. In this way, when there is no occurrence of an event as a water stress state, macro measurement scheduling and macro measurement are not performed.
  • step S205 if it is determined in step S205 that there is a micro measurement area Ami in which water stress has occurred and that an event has occurred, the CPU 11 advances the process to step S206 to execute macro measurement scheduling processing. do.
  • FIG. 12 is a flowchart of macro measurement scheduling processing in step S206.
  • the CPU 11 sets the planned measurement area in step S250. That is, the above-described micro measurement area Ami is set.
  • the CPU 11 refers to the field map and determines the macro measurement area Amc (measurement planned area) based on the information of the cultivar in the event occurrence micro area.
  • the variety area including the event occurrence micro-area as the macro measurement area Amc among the variety areas in which the same variety of plants as the event occurrence micro-area are grown.
  • the CPU 11 refers to the soil map and determines the macro measurement area Amc based on the soil property information of the event occurrence micro area.
  • an area including the event occurrence micro-area as the macro measurement area Amc among the areas having the same soil properties as the event occurrence micro-area.
  • the macro measurement area Amc instead of the entire variety area including the event occurrence micro-area, only the area of the variety area that has the same soil properties as the event occurrence micro-area from the soil map is set as the macro measurement area Amc.
  • step S251 following step S250 the CPU 11 reads watering schedule information, and in step S252 that follows, reads weather forecast information. Then, in step S253 following step S252, the CPU 11 performs a process of calculating the scheduled measurement timing based on the watering schedule information and the weather forecast information.
  • the scheduled measurement timing for macro measurement should be determined as the timing at which the occurrence of the next water stress state is predicted. Avoid explanations.
  • step S207 the CPU 11 advances the process to step S207 after executing the macro measurement scheduling process in step S206 as described above.
  • the CPU 11 waits until macro measurement execution timing comes. That is, it waits for the scheduled measurement timing indicated by the macro measurement schedule information generated in step S206.
  • the CPU 11 advances to step S208 and instructs the control unit 22 to perform a measurement operation targeting the measurement planned area (macro measurement area Amc) indicated by the macro measurement schedule information as a macro measurement execution instruction. give instructions.
  • step S209 following step S208 the CPU 11 waits for reception of the measurement result of the macro measurement executed in response to the instruction in step S208, as a process of waiting for reception of the macro measurement result. Then, when the macro measurement result is received, the CPU 11 performs analysis processing in step S210. That is, in this example, a process of calculating an evaluation value such as PRI is performed, and analysis of the macro measurement area Amc is performed based on the calculated evaluation value.
  • PRI an evaluation value
  • Amc analysis of the macro measurement area Amc
  • step S210 Upon executing the analysis process in step S210, the CPU 11 advances the process to step S211 described above and determines whether or not there is a plan for the next micro-measurement. As described above, if there is a next micro-measurement schedule, the CPU 11 returns to step S201. This enables repeat measurements for micro measurements.
  • step S211 When it is determined in step S211 that there is no plan for the next micro-measurement, the CPU 11 finishes the series of processes shown in FIG.
  • a water stress state is basically likely to occur immediately before watering.
  • Various methods may be adopted to improve the accuracy of the measurement.
  • the prediction of the timing of the occurrence of the next water stress state is based on observation data when the water stress state actually occurs (for example, observation data related to weather, soil moisture content, and irrigation as illustrated in FIG. 9). It is conceivable to use machine-learned AI (artificial intelligence) as input data for learning.
  • prediction of the timing of the occurrence of the next water stress state can be done by estimating the conditions under which water stress will occur on a rule basis based on the observation data when the water stress state actually occurs, and then predicting the weather and irrigation based on forecast information. , by predicting the timing at which the estimated condition is likely to occur.
  • Prediction of the next occurrence of the water stress state can also be performed by regression prediction, that is, prediction based on the occurrence cycle of the water stress state obtained from past measurement results.
  • whether or not the water stress state has occurred is determined based on the PRI, but it is also possible to determine whether or not the water stress state has occurred based on the temperature information of the plant.
  • a thermal image infrared image
  • plants close their stomata in a water stress state to prevent transpiration of water.
  • the temperature drop due to the heat of vaporization also decreases, and the temperature of the plant tends to rise. Therefore, if the temperature of the plant is equal to or higher than a predetermined threshold, it can be determined that the plant is in a water stress state.
  • the micro measurement unit 2 is in the form of the flying object 200 such as a drone
  • the micro measurement unit 2 may be in the form of a self-propelled robot other than the flying object 200, which can move by itself. It is conceivable that it is in the form of an apparatus.
  • the micro measurement may be manual cyclic measurement (manual cyclic measurement using a portable sensor).
  • each processing element described above specifically, micro measurement scheduling processing, evaluation value calculation processing based on measurement results of micro measurement and macro measurement, macro measurement scheduling processing, and analysis based on macro measurement results
  • micro measurement scheduling processing evaluation value calculation processing based on measurement results of micro measurement and macro measurement
  • macro measurement scheduling processing evaluation value calculation processing based on measurement results of micro measurement and macro measurement
  • analysis based on macro measurement results Some or all of the processes may be configured to be performed by a device having a sensor (sensor unit 20) for measurement.
  • Second Embodiment> (2-1. Micro measurement unit and macro measurement unit of the second embodiment) Next, a second embodiment will be described.
  • the second embodiment is an embodiment based on the premise that the micro measurement unit 2 is configured as a fixed point measurement unit fixedly installed in the field 300 instead of a mobile body.
  • the same reference numerals and the same step numbers are assigned to the same parts as those already explained, and the explanation thereof is omitted.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram of the micro measurement section 2 and the macro measurement section 3 in the second embodiment.
  • the micro measurement units 2 as fixed point measurement units are installed at a plurality of locations in the measurement target 4 as the farm field 300 .
  • these micro measurement units 2 as fixed point measurement units are installed at predetermined positions in the farm field 300 so that the candidate area CAmi as illustrated in FIG. 6 is the measurement target range.
  • the relationship between the micro measurement range RZ2 and the macro measurement range RZ3 is the same as in the case of the first embodiment.
  • the micro measuring unit 2 in this case can easily increase the frequency of measurement, that is, the temporal resolution of measurement, compared to the case of using the flight measuring unit as in the first embodiment (flight measurement unit 2). (because there is no need for the time associated with
  • the spectral reflectance is obtained by determining the reflectance of a plant with respect to the irradiation light from the light source (the sun in this case) with respect to the target wavelength ( ⁇ ).
  • FIG. 14 is a diagram showing an internal configuration example of the macro measurement unit 3 in the second embodiment.
  • the macro measurement unit 3 is provided with a sensor unit 20A instead of the sensor unit 20.
  • the sensor unit 20A includes a multi-spectrum camera as an imaging device 250 and a light source spectral sensor that receives light from a light source (here, the sun) for each wavelength and performs wavelength spectral detection of the light source.
  • FIG. 15 is a diagram showing an internal configuration example of the micro measurement unit 2 in the second embodiment.
  • the micro measurement unit 2 in the second embodiment includes a sensor unit 25, a control unit 26, and a communication unit 27.
  • FIG. 15 is a diagram showing an internal configuration example of the micro measurement unit 2 in the second embodiment.
  • the micro measurement unit 2 in the second embodiment includes a sensor unit 25, a control unit 26, and a communication unit 27.
  • FIG. 15 is a diagram showing an internal configuration example of the micro measurement unit 2 in the second embodiment.
  • the micro measurement unit 2 in the second embodiment includes a sensor unit 25, a control unit 26, and a communication unit 27.
  • the sensor unit 25 is equipped with a multi-spectrum camera as an imaging device 250, and is also equipped with a light source spectral sensor that receives light from a light source (here, the sun) for each wavelength and performs wavelength spectroscopic measurement of the light source. This is to enable measurement of the spectral reflectance R( ⁇ ) even in micro measurement.
  • a light source here, the sun
  • the spectral reflectance R( ⁇ ) has different calculated values depending on the angle of light incident on the plant from the light source and the angle of the reflected light from the plant. That is, when the sun is the light source, the value calculated as the spectral reflectance R( ⁇ ) will also differ if the measurement time period differs in one day. This means that the spectral reflectances R( ⁇ ) measured in different time zones cannot be properly compared even though they have the same evaluation value.
  • the spectral reflectance R( ⁇ ) used for macroscopic analysis is corrected to absorb variations that occur depending on the measurement time zone as described above. Specifically, this correction is performed by micro-measurements that are performed at high frequency, in other words, micro-measurements that are performed with high temporal resolution.
  • the ratio R( ⁇ ) is measured in advance, a correction coefficient for absorbing the above variation is obtained from the spectral reflectance R( ⁇ ) for each time period, and the macro-measured spectral reflectance is obtained based on the correction coefficient This is done by a method of correcting R( ⁇ ). Details of the correction will be explained later.
  • the sensor unit 25 provided in the micro measurement unit 2 in this case is capable of measuring the spectral reflectance R( ⁇ ).
  • a multi-spectrum camera and a light source spectral sensor are provided for.
  • the sensor unit 25 can also be provided with a sensor of the type that is buried in the soil.
  • a soil moisture content sensor or the like for measuring the soil moisture content.
  • the communication unit 27 includes, for example, a microcomputer having a CPU, ROM, RAM, etc., and performs operation control of the sensor unit 25 and data communication with an external device via the communication unit 27.
  • the communication unit 27 performs communication processing via a network including the Internet, and wired or wireless communication (for example, short-range wireless communication, etc.) with peripheral devices.
  • wired or wireless communication for example, short-range wireless communication, etc.
  • the micro measurement unit 2 in this case is fixedly installed, it is conceivable to use a communication unit 27 that performs wired communication.
  • the communication unit 27 in this case may be adapted to LPWA (Low Power Wide Area) communication.
  • micro measurement unit 2 in this case may be configured to receive power supply by wire from the outside, and it is possible to adopt a configuration without a battery.
  • the hardware configuration of the information processing device 1 is the same as that described with reference to FIG.
  • FIG. 16 is a functional block diagram showing functions of the second embodiment of the CPU 11 of the information processing apparatus 1 according to the second embodiment. As can be seen from the comparison with FIG. 5, the CPU 11 in this case differs from the CPU 11 in the first embodiment in that it has an arithmetic processing unit F2A instead of the arithmetic processing unit F2.
  • the arithmetic processing unit F2A has a function of calculating the PRI based on the measurement results of the micro measurement unit 2 and the macro measurement unit 3, similarly to the arithmetic processing unit F2. , in that it has a function of calculating the spectral reflectance R( ⁇ ) described above.
  • the arithmetic processing unit F2A performs temporal analysis processing on the spectral reflectance R( ⁇ ) calculated based on the measurement result by the micro measurement unit 2 .
  • This temporal analysis process is performed as a process of generating direction-dependent reflection mode information.
  • the direction-dependent reflection mode information means information indicating changes in reflection with respect to changes in the incident angle ⁇ i of the light from the light source with respect to the object of measurement and the reflection angle ⁇ r of the light from the object.
  • a process of generating a BRF (Bidirectional Reflectance Factor) table is performed as the temporal analysis process.
  • FIG. 17 is an explanatory diagram of the BRF table.
  • the BRF table contains the incident angle ⁇ i of light from the light source with respect to the target object, the reflection angle ⁇ r of the light from the target object, and the relative azimuth angle (the difference between the incident azimuth angle ⁇ i and the reflection azimuth angle ⁇ r: ⁇ i ⁇ r).
  • This is table information in which the spectral reflectance R( ⁇ ) is associated with each combination.
  • the incident angle ⁇ i and the reflection angle ⁇ r are angles based on the normal angle of the target object.
  • the incident angle .theta.i and the reflection angle .theta.r are obtained as angles of inclination from the normal angle as shown in FIG.
  • the incident azimuth angle ⁇ i represents the azimuth angle in which the light source exists relative to the target object
  • the reflection azimuth angle ⁇ r represents the azimuth angle in which the reflected light observation point exists relative to the target object.
  • the arithmetic processing unit F2A also performs a process of correcting the spectral reflectance R( ⁇ ) calculated based on the measurement result of the macro measurement unit 3 based on the BRF table generated in the temporal analysis process described above.
  • the lower part of the drawing illustrates the spectral reflectance R( ⁇ ) measured by the macro measurement, that is, the spectral reflectance R( ⁇ ) calculated based on the measurement result of the macro measurement unit 3 .
  • the macro measurement unit 3 does not perform the measurement related to the spectral reflectance R( ⁇ ) at a fixed time every time, and the time period of the measurement usually varies.
  • the spectral reflectance R( ⁇ ) is set at a certain reference time Correction is made so that the value is measured in a band (for example, at noon at noon), so that accurate values are obtained among a plurality of spectral reflectances R ( ⁇ ) calculated from measurement results at different timings. Make it possible to make comparisons.
  • the spectral reflectance R( ⁇ ) for which the combination of the incident angle ⁇ i and the reflection angle ⁇ r is the “measurement combination” is defined as “b”. Also, in the BRF table, the spectral reflectance R( ⁇ ) for which the combination of the incident angle ⁇ i and the reflection angle ⁇ r is the “reference combination” is defined as “c”.
  • Correction of the macro-measured spectral reflectance R( ⁇ ) is performed by calculating a correction coefficient k represented by “c/b” as shown in the figure, and applying this correction coefficient k to the macro-measured spectral reflectance This is done by multiplying R( ⁇ ). That is, the correction in this case can be expressed as "a ⁇ k”.
  • the spectral reflectance R( ⁇ ) obtained by macro measurement performed in a certain time period of the day is the spectral reflectance R( ⁇ ) value.
  • the micro measurement scheduling unit F1 in this case shown in FIG. 16 the micro measurement is scheduled so that the frequency of measurement by the micro measurement unit 2 is increased. Specifically, scheduling is performed so that the measurement for the plurality of micro-measurement areas Ami selected by scheduling is performed at least multiple times in one day.
  • the micro-measurement scheduling unit F1 determines execution intervals and execution periods of micro-measurements according to the specification information of the micro-measurement unit 2 configured as a fixed-point measurement unit instead of the flying object 200 .
  • the operable period is about several days. Determine the execution period of
  • hot-swap WiFi WiFi is a registered trademark
  • the power required for the communication proxy from another sensor may also be taken into consideration when determining the execution interval of measurement.
  • FIG. 20 is a flowchart of scheduling processing for micro-measurement in the second embodiment.
  • the difference from the processing in the case of the first embodiment shown in FIG. 10 is that the processing of step S301 is executed instead of step S103.
  • the CPU 11 performs a process of reading specification information of the micro measurement section 2 configured as a fixed point measurement section as a process of reading specification information of the micro measurement section.
  • step S105 the micro measurement execution interval and execution period are determined based on the specification information read in step S301. For example, it is conceivable to determine these execution intervals and execution periods based on the battery capacity of the micro-measurement unit 2 or the like.
  • FIG. 21 is a flowchart of processing for realizing event determination, macro measurement, and evaluation value correction in the second embodiment.
  • the micro measurement unit 2 performs measurement according to the micro measurement schedule information and waits for the reception of the measurement result (S201, S202, S211). , determination of the presence or absence of an event based on the results of micro measurement (S204, S205), and scheduling of macro measurement when it is determined that an event has occurred, causing the macro measurement unit 3 to perform measurement according to the schedule (S206 to S208). ) is the same as in the first embodiment.
  • the CPU 11 performs the evaluation value calculation process of step S401 instead of the evaluation value calculation process of step S203 in FIG. Specifically, a calculation is performed to obtain the spectral reflectance R( ⁇ ) along with the PRI for event determination.
  • the CPU 11 performs temporal analysis processing in step S402 in response to executing the arithmetic processing in step S401. That is, the processing for generating the BRF table described above is performed. Specifically, the information of the spectral reflectance R( ⁇ ) calculated in step S401, the incident angle ⁇ i corresponding to the measurement time period of the micro measurement result used for the calculation of the spectral reflectance R( ⁇ ), and the reflection angle By accumulating combination information of ⁇ r and relative azimuth angle each time micro measurement is performed, a BRF table as illustrated in FIG. 17 is generated.
  • the CPU 11 in this case performs the analysis process of step S403 instead of the analysis process of step S210 shown in FIG.
  • analysis processing in step S403 analysis using PRI calculated based on the macro measurement results and analysis using the spectral reflectance R( ⁇ ) similarly calculated based on the macro measurement results are performed.
  • the spectral reflectance R( ⁇ ) calculated based on the macro measurement result is corrected using the correction coefficient k described above.
  • a correction coefficient k is calculated from the BRF table by the method described with reference to FIG. 19, and the spectral reflectance R( ⁇ ) calculated based on the macro measurement result is multiplied by this correction coefficient k.
  • the spectral reflectance R( ⁇ ) is an evaluation value for each wavelength, the calculation of the correction coefficient k and the correction of the spectral reflectance R( ⁇ ) are performed for each wavelength. .
  • an example of generating a BRF table was given as an example of the "direction-dependent reflection mode information" used for correcting the macro-measured spectral reflectance R( ⁇ ).
  • BRDF Bidirectional Reflectance Distribution Function
  • the communication unit 27 of the micro measurement unit 2 adopts a communication method disadvantageous in terms of communication band such as LPWA (Low Power Wide Area) communication, in order to reduce the amount of transmission data, It is also possible to calculate the evaluation value on the micro measurement unit 2 side.
  • LPWA Low Power Wide Area
  • a charging station for the drone, and a scheduled flight is performed. It is also possible for a drone to land and charge at the charging station during the flight.
  • a charging station is installed in, for example, a micro measurement area Ami indicated by a bold frame among a plurality of micro measurement areas Ami to be patrolled.
  • the micro-measurement unit 2 that has landed may measure the landed micro-measurement area Ami during charging.
  • the charging station includes a communication section so that the micro measurement section 2 can transmit the measurement result to an external device such as the information processing device 1 via the communication section.
  • the micro measurement unit 2 has an event determination unit F3
  • at least one of the fixed point measurement units such as the micro measurement unit 2 of the second embodiment may be a charging station. can also be considered.
  • the example in which the measurement method according to the present technology is applied to the field of agriculture has been described above, it can also be applied to fields other than agriculture.
  • the micro measurement area may be the entrance or exit of the stadium. If it is determined that an event (for example, a crowd of people) has occurred at the entrance, it is conceivable that the inside of the stadium will be measured as a macro measurement area.
  • an event for example, a crowd of people
  • a portion beyond the exit for example, the road to the nearest station
  • this technology to monitoring red tides. For example, a plurality of predetermined areas on the ocean are defined as micro measurement areas. If it is determined that a red tide event has occurred in any of the micro measurement areas, predict where the red tide area is likely to expand from the flow of the tide, set the predicted area as the macro measurement area, and perform macro measurement. can be considered.
  • the information processing apparatus (same 1) of the embodiment determines whether an event has occurred based on the measurement results of the micro measurement unit that performs measurement on the micro measurement area, which is the area of the first size in the measurement target. and a macro measurement unit that measures a macro measurement area, which is an area larger than the first size in the measurement target, when the event determination unit determines that an event has occurred.
  • a control unit CPU 11: macro measurement scheduling unit F4 that performs control so that measurement is performed on a macro measurement area that is related to the micro measurement area determined to have an event occurrence. be.
  • the micro measurement unit for example, a device form as a flying object such as a drone, a device form as a stationary device that is fixedly arranged with respect to the measurement target, and the like are conceivable.
  • the frequency is easier to increase than the frequency of macro measurement (if it is a flying object, it will be at a lower altitude, and if it is stationary, the flight itself will not be necessary), so it is advantageous in terms of the temporal resolution of measurement. can be improved.
  • macroscopic analysis of the measurement target can be performed at the timing intended by the user, and the macroscopic analysis can be performed as intended by the user. As a result, the accuracy of analysis can be improved. Further, according to the above configuration, when an event occurs in the micro measurement area, as macro measurement, measurement targeting the macro measurement area having relevance to the micro measurement area in which the event has occurred is performed.
  • the relationship between the micro measurement area where the event occurred and the micro measurement area where the event occurred such as an area where the same type of plant is cultivated as the micro measurement area where the event occurred, or an area with the same soil properties as the micro measurement area where the event occurred. It becomes possible to perform macro analysis by using the area having the macro measurement area as the macro measurement area. In other words, rather than performing macro-analysis targeting a wide area, efficient macro-measurement for macro-analysis is limited to areas related to the micro-measurement area where the event occurred. becomes possible. Therefore, in a measurement system that performs micro-measurement and macro-measurement on a measurement object, it is possible to improve the accuracy of the macro-analysis of the measurement object based on the macro-measurement and to improve the efficiency of the macro-measurement.
  • the micro measurement unit performs measurement more frequently than the macro measurement unit. As a result, whether or not an event has occurred is determined based on the measurement results obtained by the micro measurement unit, which has a higher time resolution for measurement than the macro measurement unit. Therefore, it is possible to improve the accuracy of determining whether an event has occurred, and to improve the accuracy of the macroscopic analysis of the measurement target that is performed based on the measurement results of the macroscopic measurement unit.
  • the spatial resolution of measurement of the micro measurement unit is higher than that of the macro measurement unit. As a result, whether or not an event has occurred is determined based on the measurement results obtained by the micro measurement unit, which has a higher spatial resolution for measurement than the macro measurement unit. Therefore, it is possible to improve the accuracy of determining whether an event has occurred, and to improve the accuracy of the macroscopic analysis of the measurement target that is performed based on the measurement results of the macroscopic measurement unit.
  • the object to be measured is a field where plants are cultivated, and the event determination unit determines whether an abnormal state related to the water content of the plant has occurred as the occurrence of an event.
  • macro measurement is performed for the macro measurement area related to the micro measurement area in response to the occurrence of an abnormality in the micro measurement area.
  • control unit schedules measurement by the macro measurement unit when the event determination unit determines that an event has occurred.
  • Proper macro analysis may not be possible if macro measurement is performed immediately at the timing of the occurrence of an event. Therefore, the macro measurement is scheduled so that the macro measurement is performed according to the schedule. Therefore, macro analysis can be performed at appropriate timing, and the accuracy of macro analysis can be improved.
  • the measurement target is a field where plants are cultivated
  • the control unit refers to a field map showing the variety distribution of cultivated plants in the field, and determines that an event has occurred.
  • the planned measurement area by the macro measurement unit is determined.
  • an area where plants of the same variety as the micro measurement area where the event occurred is defined as a planned macro measurement area. It becomes possible to determine based on the relationship. Therefore, local scheduling of macro measurements can be appropriately performed based on cultivars.
  • the measurement target is a field where plants are grown
  • the control unit refers to a soil map showing the distribution of soil properties in the field and determines that an event has occurred.
  • An area to be measured by the macro measurement unit is determined based on information on soil properties in the micro measurement area.
  • an area where the soil properties are the same as the micro measurement area where the event occurred is defined as the planned area for macro measurement. It is possible to determine based on Therefore, local scheduling of macro measurements can be appropriately performed based on soil quality.
  • the measurement target is a field where plants are cultivated
  • the event determination unit determines whether an abnormal state related to the water content of the plant has occurred as the occurrence of an event, and controls The section determines the scheduled measurement timing by the macro measurement section based on the watering schedule information indicating the watering schedule for the field. Abnormalities in plant water content tend to occur immediately before watering. Therefore, according to the above configuration, it is possible to perform macro measurement at a timing when there is a high possibility that an abnormality related to the water content of the plant has occurred, and is performed based on the result of macro measurement. Accuracy of macroscopic analysis can be improved.
  • the measurement target is a field where plants are cultivated
  • the event determination unit determines whether an abnormal state related to the water content of the plant has occurred as the occurrence of an event, and controls The section determines the scheduled measurement timing by the macro measurement section based on the weather forecast information.
  • Abnormalities in the water content of plants are likely to occur when predetermined weather conditions are met, such as consecutive sunny days. Therefore, according to the above configuration, it is possible to perform macro measurement at a timing when there is a high possibility that an abnormality related to the water content of the plant has occurred, and is performed based on the result of macro measurement. Accuracy of macroscopic analysis can be improved.
  • the information processing apparatus of the embodiment includes a calculation unit (calculation processing unit F2A) that calculates the evaluation value of the measurement target based on the measurement result of the macro measurement unit.
  • the evaluation value is corrected based on the measurement result of the measurement performed by the micro measurement unit during a time period different from the execution time period.
  • the evaluation value of the object to be measured there are some whose calculated values vary depending on the measurement time period.
  • the calculated value differs depending on the angle of the sunlight with respect to the measurement target. According to the above configuration, such an evaluation value can be appropriately corrected using the measurement results of different time periods by micro measurement (that is, measurement with high temporal resolution), and a macro measurement based on the evaluation value can be performed. Accuracy of analysis can be improved.
  • control unit schedules the measurement by the micro measurement unit.
  • the control unit schedules the measurement by the micro measurement unit.
  • the measurement target is a field where plants are cultivated
  • the control unit schedules the measurement by the micro measurement unit based on a field map showing the variety distribution of cultivated plants in the field. Is going. This makes it possible to perform locational scheduling of micromeasurements from the viewpoint of plant variety distribution. Therefore, it is possible to improve the local efficiency of micro-measurement, for example, by performing micro-measurement limited to a plant cultivation area where anomalies related to moisture content are likely to occur.
  • the measurement target is a field where plants are cultivated
  • the control unit schedules the measurement by the micro measurement unit based on plant cultivation plan information in the field.
  • the micro measurement unit is in the form of an aircraft, and the control unit schedules the measurement by the micro measurement unit based on the specification information related to the flight of the micro measurement unit. .
  • This makes it possible to schedule micro measurement based on information such as flight time and flight altitude of the aircraft. Therefore, it is possible to perform appropriate micro-measurement scheduling based on the capabilities of the flying object, and to appropriately determine whether an event has occurred.
  • the information processing method of the embodiment determines whether or not an event has occurred based on the measurement result of the micro measurement unit that measures the micro measurement area, which is the area of the first size in the measurement target. If it is determined that there is an event, the macro measurement unit that measures the macro measurement area, which is an area larger than the first size in the measurement target, determines the relevance with the micro measurement area determined to have the occurrence of the event.
  • This is an information processing method in which an information processing apparatus executes a process of controlling measurement to be performed on a macro measurement area. With such an information processing method, the information processing apparatus as the embodiment described above can be realized.
  • a program that causes a computer device such as a CPU to execute the processes described with reference to FIGS. That is, the program of the embodiment is a program readable by a computer device, and generates an event based on a measurement result by a micro measurement unit that measures a micro measurement area that is an area of a first size in a measurement target. A function to determine whether an event has occurred, and a macro measurement unit that measures a macro measurement area that is an area larger than the first size in the measurement target when it is determined that an event has occurred.
  • This program causes a computer device to implement a function of performing control so as to perform measurement on a macro measurement area having relevance to the micro measurement area determined as a target. With such a program, the functions of the above-described embodiment can be realized in the device as the information processing device 1 .
  • the program as described above can be recorded in advance in an HDD as a recording medium built in a device such as a computer device, or in a ROM or the like in a microcomputer having a CPU.
  • a flexible disc a CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), an MO (Magneto Optical) disc, a DVD (Digital Versatile Disc), a Blu-ray disc (Blu-ray Disc (registered trademark)), a magnetic disc, a semiconductor memory
  • a removable recording medium such as a memory card.
  • Such removable recording media can be provided as so-called package software.
  • it can also be downloaded from a download site via a network such as a LAN (Local Area Network) or the Internet.
  • LAN Local Area Network
  • the present technology can also adopt the following configuration.
  • an event determination unit that determines whether an event has occurred based on the measurement result of the micro measurement unit that measures the micro measurement area that is the area of the first size in the measurement target; When the event determination unit determines that the event has occurred, the macro measurement unit measures a macro measurement area that is an area larger than the first size in the measurement target, and determines that the event has occurred.
  • an information processing apparatus comprising: a control unit that performs control so as to perform measurement targeting the macro measurement area having relevance to the micro measurement area determined to have the macro measurement area.
  • the information processing apparatus according to (1) or (2), wherein the micro measurement unit has a higher spatial resolution for measurement than the macro measurement unit.
  • the measurement target is a field where plants are cultivated, The information processing apparatus according to any one of (1) to (3), wherein the event determination unit determines whether or not an abnormal state related to the water content of the plant has occurred as whether or not the event has occurred.
  • the information processing device according to any one of (1) to (4), wherein the control unit schedules measurement by the macro measurement unit when the event determination unit determines that the event has occurred. .
  • the measurement target is a field where plants are cultivated
  • the control unit refers to a farm field map showing the distribution of varieties of cultivated plants in the farm field, and plans measurement by the macro measurement unit based on information on cultivated varieties in the micro measurement area in which the event is determined to occur.
  • the information processing apparatus according to (5), wherein an area is defined.
  • the measurement target is a field where plants are cultivated
  • the control unit refers to a soil map indicating the distribution of soil properties in the farm field, and determines an area to be measured by the macro measurement unit based on the soil property information of the micro measurement area determined to have the occurrence of the event.
  • the information processing apparatus according to (5) above.
  • the measurement target is a field where plants are cultivated, The event determination unit determines whether an abnormal state related to the water content of the plant has occurred as the occurrence of the event, The information processing apparatus according to any one of (5) to (7), wherein the control unit determines scheduled measurement timing by the macro measurement unit based on watering schedule information indicating a watering schedule for the farm field.
  • the measurement target is a field where plants are cultivated, The event determination unit determines whether an abnormal state related to the water content of the plant has occurred as the occurrence of the event, The information processing apparatus according to any one of (5) to (8), wherein the control unit determines scheduled measurement timing by the macro measurement unit based on weather forecast information.
  • a computing unit that computes an evaluation value of the measurement object based on the measurement result of the macro measurement unit; The information according to (2) above, wherein the calculation unit corrects the evaluation value based on the measurement result of the measurement performed by the micro measurement unit in a time period different from the execution time period of the measurement by the macro measurement unit. processing equipment.
  • the information processing apparatus according to any one of (1) to (10), wherein the control unit schedules measurement by the micro measurement unit.
  • the measurement target is a field where plants are cultivated, The information processing apparatus according to (11), wherein the control unit schedules the measurement by the micro measurement unit based on a farm field map showing a variety distribution of cultivated plants in the farm field.
  • the measurement target is a field where plants are cultivated, The information processing apparatus according to (11) or (12), wherein the control unit schedules measurement by the micro measurement unit based on plant cultivation plan information in the field.
  • the micro measurement unit is in the form of an aircraft, The information processing apparatus according to any one of (11) to (13), wherein the control unit schedules measurement by the micro measurement unit based on flight specification information of the micro measurement unit.
  • An information processing method wherein an information processing apparatus executes a process of controlling to perform measurement on the macro measurement area having a relationship with the micro measurement area.
  • a program readable by a computer device a function of determining whether an event has occurred based on the measurement results of a micro measurement unit that measures a micro measurement area, which is an area of a first size in a measurement target; When it is determined that the event has occurred, a macro measurement unit that measures a macro measurement area that is an area larger than the first size in the measurement object is determined that the event has occurred. and a control function to perform measurement on the macro measurement area that is related to the micro measurement area.
  • Information processing device 2 Micro measurement unit 3 Macro measurement unit 4 Measurement target 200 Flying object 250 Imaging device 300 Field RZ2 Micro measurement range RZ3 Macro measurement range 20 Sensor unit 21 Flight drive unit 22 Control unit 23 Communication unit 11 CPU 12 ROMs 13 RAM 14 nonvolatile memory unit 15 input/output interface 16 input unit 17 display unit 18 audio output unit 19 storage unit 20 communication unit 21 drive 22 removable storage medium 23 bus 25 sensor unit 26 control unit 27 communication unit F1 micro measurement scheduling unit F2, F2A Arithmetic processing unit F3 Event determination unit F4 Macro measurement scheduling unit CAmi Candidate area Ami Micro measurement area

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Abstract

本技術に係る情報処理装置は、計測対象における第一のサイズによるエリアであるミクロ計測エリアについて計測を行うミクロ計測部による計測結果に基づいて、イベントの発生有無を判定するイベント判定部と、イベント判定部がイベントの発生があると判定した場合に、計測対象における第一のサイズよりも大サイズのエリアであるマクロ計測エリアについて計測を行うマクロ計測部が、イベントの発生があると判定されたミクロ計測エリアと関連性を有するマクロ計測エリアを対象として計測を行うように制御する制御部とを備えている。

Description

情報処理装置、情報処理方法、プログラム
  本技術は情報処理装置、情報処理方法、及びプログラムに関し、特には、例えば植物が栽培される圃場等としての所定の計測対象について計測を行うための技術に関する。
  例えばドローン(Drone)等の小型の飛行体に撮像装置を搭載し、圃場の上空を移動しながら植物の植生状態を撮像していくことで、植生状態をリモートセンシングする取り組みがある。
 このようなリモートセンシングとしては、圃場の比較的広範囲をマクロ的に分析するために、高空で計測対象を計測するマクロ計測を行う場合と、マクロ計測では実現が困難な高い空間分解能での分析を可能とするために低空で計測対象を計測するミクロ計測を行う場合とが考えられる。
 下記特許文献1には、地球上に設置された送信装置と、撮像装置を有する人工衛星とを含む衛星システムにおいて、送信装置が、地球上に設置されたセンサで検出された所定のイベントに応じて、上空を通過する人工衛星に対して撮像指示を送信し、人工衛星が、該撮像指示に基づいて撮像を行う技術が開示されている。
国際公開第2020/250707号公報
 ここで、上記特許文献1の技術は、地球上におけるミクロ計測部の計測結果に基づきイベントの発生が検出されたことに応じて、人工衛星に設けられた撮像装置としてのマクロ計測部が計測を行うものであると換言できる。
 しかしながら、このような特許文献1に記載の技術では、イベントの検出に応じて、人工衛星の撮像装置により徒に広範囲な計測が行われてしまう虞があり、マクロ計測についての効率化を図ることが困難となる虞がある。
  本技術は上記事情に鑑み為されたものであり、計測対象についてミクロ計測とマクロ計測を行う計測システムについて、マクロ計測に基づき行われる計測対象のマクロ的分析の正確性向上と、マクロ計測の効率化とを図ることを目的とする。
 本技術に係る情報処理装置は、計測対象における第一のサイズによるエリアであるミクロ計測エリアについて計測を行うミクロ計測部による計測結果に基づいて、イベントの発生有無を判定するイベント判定部と、前記イベント判定部が前記イベントの発生があると判定した場合に、前記計測対象における前記第一のサイズよりも大サイズのエリアであるマクロ計測エリアについて計測を行うマクロ計測部が、前記イベントの発生があると判定された前記ミクロ計測エリアと関連性を有する前記マクロ計測エリアを対象として計測を行うように制御する制御部と、を備えたものである。
 マクロ計測部の計測では、対象エリアが大サイズであるため、計測の空間的分解能が低い傾向となり、イベントの発生有無の判定精度も低い傾向となる。上記のようにマクロ計測エリアよりも小サイズのミクロ計測エリアについての計測結果に基づきイベントの発生有無を判定することで、イベント発生有無の判定精度向上が図られる。
 また、ミクロ計測部としては、例えばドローン等の飛行体としての装置形態や、計測対象に対し固定的に配置された据え置き型としての装置形態等が考えられるが、何れの場合でも、ミクロ計測の頻度はマクロ計測の頻度よりも高め易い(飛行体であればより低空、据え置きであれば飛行自体が不要となる)ため、計測の時間的分解能の面で有利であり、この点でもイベント発生有無の判定精度向上が図られる。
 また、上記構成によれば、ミクロ計測エリアでイベントが発生した場合は、マクロ計測として、該イベントが発生したミクロ計測エリアと関連性を有するマクロ計測エリアを対象とした計測が行われる。これにより、例えばイベントが発生したミクロ計測エリアと同種の植物を栽培しているエリアや、イベントが発生したミクロ計測エリアと土壌性質が同等のエリア等、イベントが発生したミクロ計測エリアと関連性を有するエリアをマクロ計測エリアとしてマクロ的な分析を行うことが可能となる。すなわち、徒に広いエリアを対象としたマクロ的分析を行うのではなく、イベントが発生したミクロ計測エリアと関連性のあるエリアに限定して、マクロ的分析のためのマクロ計測を効率的に行うことが可能となる。
 本技術に係る情報処理方法は、計測対象における第一のサイズによるエリアであるミクロ計測エリアについて計測を行うミクロ計測部による計測結果に基づいて、イベントの発生有無を判定し、前記イベントの発生があると判定した場合に、前記計測対象における前記第一のサイズよりも大サイズのエリアであるマクロ計測エリアについて計測を行うマクロ計測部が、前記イベントの発生があると判定された前記ミクロ計測エリアと関連性を有する前記マクロ計測エリアを対象として計測を行うように制御する処理を、情報処理装置が実行する情報処理方法である。
 また、本技術に係るプログラムは、上記方法の処理を情報処理装置に実行させるプログラムである。
 これらの情報処理方法やプログラムにより、上記した本技術に係る情報処理装置を実現することができる。
本技術に係る第一実施形態としての計測システムにおけるマクロ計測部とミクロ計測部の説明図である。 第一実施形態の圃場に対するリモートセンシングの例の説明図である。 第一実施形態におけるミクロ計測部及びマクロ計測部の内部構成例を示した図である。 実施形態としての情報処理装置のハードウエア構成例を示した図である。 情報処理装置が有する第一実施形態としての機能を示した機能ブロック図である。 圃場マップが示す栽培品種の分布と圃場に対して定められたミクロ計測エリアの候補エリアとを例示した図である。 ミクロ計測が行われたエリアを例示した図である。 イベント発生と判定されたエリアを例示した図である。 マクロ計測の実行タイミングの定め方について考察するための図である。 第一実施形態におけるミクロ計測についてのスケジューリング処理を示したフローチャートである。 第一実施形態におけるイベント判定やマクロ計測を実現するための処理のフローチャートである。 第一実施形態におけるマクロ計測スケジューリング処理のフローチャートである。 第二実施形態におけるマクロ計測部とミクロ計測部の説明図である。 第二実施形態におけるマクロ計測部の内部構成例を示した図である。 第二実施形態におけるミクロ計測部の内部構成例を示した図である。 情報処理装置が有する第二実施形態としての機能を示した機能ブロック図である。 BRFテーブルの説明図である。 BRFで扱う入射角、反射角、及び相対方位角についての説明図である。 分光反射率の補正手法についての説明図である。 第二実施形態におけるミクロ計測についてのスケジューリング処理のフローチャートである。 第二実施形態におけるイベント判定やマクロ計測、及び評価値の補正を実現するための処理のフローチャートである。 変形例としてのミクロ計測手法の説明図である。
 以下、実施形態を次の順序で説明する。
<1.第一実施形態>
(1-1.第一実施形態のシステム構成)
(1-2.第一実施形態のミクロ計測部、マクロ計測部の構成)
(1-3.情報処理装置の構成)
(1-4.第一実施形態としての計測手法)
(1-5.処理手順)
<2.第二実施形態>
(2-1.第二実施形態のミクロ計測部、マクロ計測部)
(2-2.第二実施形態としての計測手法)
(2-3.処理手順)
<3.変形例>
<4.実施形態のまとめ>
<5.本技術>
<1.第一実施形態>
(1-1.第一実施形態のシステム構成)
  図1は、第一実施形態としての計測システムを構成するミクロ計測部2とマクロ計測部3を示している。
  ミクロ計測部2は、計測対象4に対して比較的近い位置で計測を行う。ミクロ計測部2が一単位の計測を行う計測範囲は、ミクロ計測範囲RZ2として示す比較的狭い範囲とされる。なお、一単位とは計測の種別にもよるが、例えばカメラであれば1フレームの画像撮像を行う範囲などとされる。
 これに対してマクロ計測部3は、計測対象4に対してミクロ計測部2よりも遠い位置から計測を行う。マクロ計測部3が一単位の計測を行う計測範囲は、マクロ計測範囲RZ3として示すミクロ計測範囲RZ2よりも広い範囲とされる。
 このことで、計測対象4におけるミクロ計測範囲RZ2のエリアは、マクロ計測範囲RZ3によってカバーすることが可能とされる。なお、マクロ計測範囲RZ3は、ミクロ計測範囲RZ2に対して重複しない範囲となる場合もあり得る。
 上記のようなミクロ計測部2とマクロ計測部3を用いる計測システムとしては、例えば、図2に示すような圃場300の植生状態についての計測を行うシステムが例に挙げられる。
 図2は、圃場300の様子を示している。昨今、図2のように例えばドローン(Drone)のような小型の飛行体200に搭載された撮像装置250を用いて、植生状態をリモートセンシングする取り組みが行われている。
 飛行体200は、例えば操作者の無線操縦、或いは自動操縦等により、圃場300の上空を移動することができる。
 飛行体200には撮像装置250が例えば下方を撮像するようにセットされている。飛行体200が所定の経路で圃場300の上空を移動する際に、撮像装置250は例えば定期的に静止画撮像を行う。
 第一実施形態では、このような飛行体200及び撮像装置250が、図1に示したミクロ計測部2とマクロ計測部3とを兼ねるものとされている。すなわち、飛行体200及び撮像装置250が低空で撮像を行えばミクロ計測部2として機能し、高空で撮像を行えばマクロ計測部3として機能する。
 ここで、ミクロ計測部2やマクロ計測部3を構成することになる撮像装置250、すなわち、ミクロ計測、マクロ計測に用いる具体的なセンサとしては、可視光イメージセンサ(R(赤)、G(緑)、B(青)の可視光を撮像するイメージセンサ)、ステレオカメラ、Lidar(レーザ画像検出及び測距のセンサ)、偏光カメラ、ToF(Time of Flight)センサ、NIR(Near Infra Red:近赤外域)画像撮像用のカメラなどが想定される。
 また、撮像装置250としては、複数の波長帯の画像撮像を行うマルチスペクトラムカメラを用いることができる。例えば、NIR画像とR(赤)画像の撮像を行うもので、得られる画像からNDVI(Normalized Difference Vegetation Index)が算出できるもの等を用いることが考えられる。なお、NDVIとは、植生の分布状況や活性度を示す指標である。また、マルチスペクトラムカメラとしては、例えば光合成に関する情報など、各種の物性値を算出できるものを用いることもできる。
 なお、本明細書でいうマルチスペクトラムカメラは、複数の波長帯の撮像ができるカメラを総称しており、一般にマルチスペクトラムカメラと言われるもののほか、ハイパースペクトラムカメラ(Hyper Spectrum Camera)と呼ばれるものなども含む。
 ミクロ計測部2のセンサとしては、例えば計測対象の形質、環境応答、環境状態(範囲、分布等)などの分析に適したセンサとすることが望ましい。なお形質とは計測対象の静的な形や特性である。環境応答とは計測対象の動的な形や特性である。環境状態とは計測対象の存在する環境の状態であり、計測対象の存在する範囲や分布、或いは環境の特性などである。
 例えば植物は、温度・日照の強さ・土壌の水分環境の変動に対し比較的短時間で気孔開口度や光合成状態の変動(環境応答)が見られる。これらの環境応答は、植物から発せられるクロロフィル蛍光の観測や、植物の環境応答の手段として分子構造の変化に伴い分光特性が変化するケースでは、葉の分光反射率の変動を測定することで植物の外部から光学的に観測し得るものである。
 ここで、本実施形態では撮像装置250がミクロ計測部2とマクロ計測部3のセンサを兼ねるため、計測の空間分解能は、ミクロ計測部2の方がマクロ計測部3よりも高くなる。
 なお、共通の飛行体200及び撮像装置250がミクロ計測部2とマクロ計測部3を兼ねることは必須ではなく、ミクロ計測部2とマクロ計測部3を別体に構成することも可能である。その場合においても、ミクロ計測部2の計測の空間分解能は、マクロ計測部3よりも高くすることが可能である。
 また、本実施形態では、マクロ計測部3はミクロ計測部2よりも高空(高高度)での計測を行うため、計測の頻度としては、ミクロ計測部2の方が高くすることができる。
 後述するように、本実施形態では、ミクロ計測部2による計測の頻度はマクロ計測部3による計測の頻度よりも高くされており、計測の時間的分解能はミクロ計測部2の方がマクロ計測部3よりも高くされている。
 なお、撮像装置250で撮像されて得られる画像には、タグ情報を付加することができる。タグ情報には、撮像日時情報や、GNSS(Global Navigation Satellite System)データとしての位置情報(緯度、経度、及び高度の情報)、撮像装置情報(カメラの個体識別情報や機種情報等)、各画像データの情報(画サイズ、波長、撮像パラメータ等の情報)などが含まれている。
  なお、位置情報や撮像日時情報は、ミクロ計測部2、マクロ計測部3の何れの計測結果であるかを識別する情報としても機能する。
 飛行体200に搭載された撮像装置250によって得られる画像データやタグ情報は、情報処理装置1に送られる。情報処理装置1は、画像データやタグ情報を用いて、圃場300を計測対象4とした分析情報を生成する。また分析結果をユーザに対して、画像として提示する処理を行う。
  情報処理装置1は、例えばPC(Personal Computer)やFPGA(Field-Programmable Gate Array)、或いはスマートフォンやタブレットなどの端末装置などとして実現される。
  なお、図2では情報処理装置1を撮像装置250と別体のものとしているが、例えば撮像装置250を含むユニット内に情報処理装置1となる演算装置(マイクロコンピュータ等)を設けることも可能である。
(1-2.第一実施形態のミクロ計測部、マクロ計測部の構成)
 図3は、第一実施形態におけるミクロ計測部2及びマクロ計測部3の内部構成例を示している。
 第一実施形態において、ミクロ計測部2及びマクロ計測部3は、図示のようにセンサ部20、飛行駆動部21、制御部22、及び通信部23を備えるものとして表すことができる。
 センサ部20は、計測のためのセンシングを行うセンサを包括的に表したものであり、少なくとも図2で示した撮像装置250を備える。
 ここで、センサ部20が有するセンサとしては、撮像装置250の他に、例えばGNSS情報等の位置情報を検出する位置センサや、太陽光についての波長分光検出を行う太陽光分光センサ等を挙げることができる。
 本例において、センサ部20における撮像装置250としてのマルチスペクトラムカメラは、計測対象4に含まれる植物についての評価値として、少なくともPRIを算出できるように構成されたものを用いる。なお、PRIは、キサントフィルサイクルの脱エポキシ化に伴い変化する分光反射率をインデックス化したものである。キサントフィルサイクルは、強光や水ストレスに伴う気孔閉塞といった、光合成しきれない過剰な光エネルギーを熱として放出する機構である。
 具体的に、撮像装置250は、少なくとも波長λ=531nm、波長λ=570nmの2波長の撮像画像を得ることが可能に構成されている。
 飛行駆動部21は、飛行体200における飛行のための機構を駆動するための駆動部を包括的に表したものである。例えば、飛行体200がドローンである場合、飛行のための機構とは例えばプロペラ等であり、駆動部は該プロペラを回転駆動するモータ等のアクチュエータとなる。
 制御部22は、例えばCPU(Central Processing Unit)51、ROM(Read Only Memory)52、及びRAM(Random Access Memory)等を有するマイクロコンピュータを備えて構成され、CPUが例えばROMに格納されたプログラムに基づく処理を実行することで、センサ部20や飛行駆動部21の制御を行う。
 例えば、センサ部20の制御として制御部22は、撮像装置250による撮像動作の制御を行う。また、制御部22は、飛行駆動部21に対する各種指示を行って飛行体200の飛行制御を行う。
 通信部23は、例えばインターネットを含むネットワークを介しての通信処理や、周辺機器との間の有線又は無線による通信(例えば、近距離無線通信等)を行う。
 制御部22は、通信部23を介して外部装置との間で各種データをやりとりすることができる。
(1-3.情報処理装置の構成)
 図4は、情報処理装置1のハードウエア構成例を示している。
 図示のように情報処理装置1は、CPU11、ROM(Read Only Memory)12、RAM(Random Access Memory)13を有している。
 CPU11は、ROM12に記憶されているプログラム、又は後述する記憶部19からRAM13にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM13にはまた、CPU11が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
 CPU11、ROM12、及びRAM13は、バス33を介して相互に接続されている。このバス33にはまた、入出力インタフェース15も接続されている。
 入出力インタフェース15には、ユーザが入力操作を行うための入力部16、液晶パネル或いは有機EL(Electroluminescence)パネルなどよりなる表示部17、スピーカなどよりなる音声出力部18、記憶部19、通信部30などが接続可能である。
 入力部16は、情報処理装置1を使用するユーザが用いる入力デバイスを意味する。
 例えば入力部16としては、キーボード、マウス、キー、ダイヤル、タッチパネル、タッチパッド、リモートコントローラ等の各種の操作子や操作デバイスが想定される。入力部16によりユーザの操作が検知され、入力された操作に応じた信号はCPU11によって解釈される。
 表示部17は、情報処理装置1と一体でも良いし別体の機器でもよい。表示部17では、CPU11の指示に基づいて表示画面上に各種の分析結果等の表示が行われる。また、表示部17はCPU11の指示に基づいて、各種操作メニュー、アイコン、メッセージ等、即ちGUI(Graphical User Interface)としての表示を行う。
 記憶部19は、例えばHDD(Hard Disk Drive)や固体メモリなどの記憶媒体より構成される。記憶部19には、例えばミクロ計測部2やマクロ計測部3による計測結果を示すデータや、該計測結果に基づき行われる各種分析の結果を示すデータ、その他各種のデータが記憶される。また分析処理等のためのプログラムデータの格納にも記憶部19は用いられる。
 通信部30は、インターネットを含むネットワークを介しての通信処理や、周辺機器との間の有線又は無線による通信(例えば、近距離無線通信等)を行う。
  この通信部30は、例えばミクロ計測部2やマクロ計測部3との通信を行う通信デバイスとされる場合もある。
 入出力インタフェース15にはまた、必要に応じてドライブ31が接続され、メモリカード等のリムーバブル記憶媒体32が装着され、データの書き込みや読み出しが行われる。
 例えばリムーバブル記憶媒体32から読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて記憶部19にインストールされたり、CPU11で処理したデータが記憶されたりする。もちろんドライブ31は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク等、メモリカード以外のリムーバブル記憶媒体32に対する記録再生ドライブとされてもよい。
 なお、実施形態としての情報処理装置1の機能は、図4のようなハードウエア構成の情報処理装置(コンピュータ装置)が単一で構成されることに限らず、複数のコンピュータ装置がシステム化されて構成されてもよい。複数のコンピュータ装置は、LAN(Local Area Network)等によりシステム化されていてもよいし、インターネット等を利用したVPN(Virtual Private Network)等により遠隔地に配置されたものでもよい。複数のコンピュータ装置には、クラウドコンピューティングサービスによって利用可能なコンピュータ装置が含まれてもよい。
(1-4.第一実施形態としての計測手法)
 図5は、情報処理装置1におけるCPU11が有する第一実施形態としての機能を示した機能ブロック図である。
 図示のようにCPU11は、ミクロ計測スケジューリング部F1、演算処理部F2、イベント判定部F3、及びマクロ計測スケジューリング部F4を有する。
 以下、CPU11が有するこれらの機能を、図6から図8を参照しながら説明する。
 図6は、計測対象4としての圃場300についての圃場マップが示す栽培品種の分布と、圃場300に対して定められたミクロ計測エリアAmiの候補エリアCAmi(図中、四角マークで示す)とを例示している。
 ここで、圃場マップとは、圃場における栽培植物の品種分布を示すマップであり、図中では栽培植物が異なるエリア間の境界線を点線により表している。
 以下では、このように栽培品種の別により区切られた各エリアのことを「品種エリア」と表記する。
 また、ミクロ計測エリアAmiとは、ミクロ計測部2が一単位の計測を行うエリアを意味する。ミクロ計測エリアAmiの範囲(サイズ)は、図1で説明したミクロ計測範囲RZ2と同じである。
 本例においては、圃場300に対し、予めミクロ計測エリアAmiの候補エリアCAmiが複数定められている。図中では、候補エリアCAmiは、品種エリアごとにそれぞれ一又は複数が定められた例を示している。
 本例の計測システムでは、このように圃場300において複数定められた候補エリアCAmiのうちからスケジューリングにより定められた候補エリアCAmiをミクロ計測エリアAmiとして、ミクロ計測部2による計測を実行する。
 図5に示すミクロ計測スケジューリング部F1は、ミクロ計測部2による計測についてのスケジューリングを行う。ここでのスケジューリングとは、予定の実行タイミング等、予定の時間的な要素を定めることのみでなく、予定の実行対象とするエリア等、予定の場所的な要素を定めることも含む概念である。
 具体的に、本例のミクロ計測スケジューリング部F1は、ミクロ計測部2が実行するミクロ計測について、候補エリアCAmiからのミクロ計測エリアAmiの設定、及び設定したミクロ計測エリアAmiについて計測を実行する時間帯の設定、及びミクロ計測の実行間隔の設定を行う。
 本例では、ミクロ計測としては、飛行体200の一度の飛行により複数のミクロ計測エリアAmiについての計測を行う。このため、ミクロ計測エリアAmiの設定としては、候補エリアCAmiのうちから複数のミクロ計測エリアAmiを選択して設定する処理となり、また、ミクロ計測の実行間隔の設定は、飛行体200の一度の飛行により行われる複数のミクロ計測エリアAmiについての一連の計測動作を一まとまりとしたときの、該一連の計測動作の実行間隔を設定する処理となる。
 ここで、ミクロ計測スケジューリング部F1によるスケジューリングについて、ミクロ計測エリアAmiの設定は、圃場マップから自動的に設定したり、土壌マップ等から圃場300における場所ごとの多様性に基づいて自動的に設定したりすることが考えられる。
 ここで、土壌マップとは、圃場における土壌性質の分布を示すマップを意味するものである。
 また、ミクロ計測スケジューリング部F1によるスケジューリングにおいて、ドローン等としての飛行体200の飛行可能時間等を考慮して、ミクロ計測エリアAmiの設定数を定めることもできる。
 なお、ミクロ計測スケジューリングについては、スケジュールの要素、具体的には、ミクロ計測を行うミクロ計測エリアAmiの設定としての場所的なスケジュール要素、計測の実行時間帯や計測の実行間隔等の時間的なスケジュール要素の一部又は全部をユーザの操作入力に基づき定めることも可能である。
 ここで、上記では、実際にミクロ計測部2による計測を行うミクロ計測エリアAmiを、予め定められた候補エリアCAmiのうちから選択する例としたが、これはあくまで一例であり、候補エリアCAmiは定めず、ミクロ計測エリアAmiを圃場300における任意の場所に定めることも勿論可能である。
 図5において、演算処理部F2は、ミクロ計測部2やマクロ計測部3によって得られる計測結果に基づいて、計測対象4についての評価値を求める演算を行う。
 具体的に、本例における演算処理部F2は、計測対象4としての圃場300で栽培される植物についての評価値として、少なくともPRIを求める演算を行う。
 ここで、PRIは、撮像装置250としてのマルチスペクトラムカメラで得られる波長λ=531nm、波長λ=570nmの2波長の撮像画像(それぞれλ531、λ570とする)に基づき、以下のように求められる。

 PRI=(λ531-λ570)/(λ531+λ570

 演算処理部F2で求める植物についての評価値はPRIに限定されない。例えば、前述したNDVI等を挙げることができる。
 演算処理部F2がマクロ計測部3の計測結果に基づき算出した評価値は、例えばCPU11が実行する、計測対象4についてのマクロ的な分析処理において用いられることになる。
 また、本例では、演算処理部F2がミクロ計測部2の計測結果に基づき算出した評価値、具体的には上記したPRIは、イベント判定部F3による判定処理に用いられる。
 イベント判定部F3は、ミクロ計測部2による計測結果に基づいてイベントの発生有無を判定する。具体的には、演算処理部F2がミクロ計測部2の計測結果に基づき算出したPRIに基づき、ミクロ計測エリアAmiにおけるイベントの発生有無を判定する。
 ここではイベントは、植物の水分量に係る異常状態であるとする。
 以下では、このような植物の水分量に係る異常状態のことを「水ストレス状態」と表記する。
 植物は、水分量が不足すると、水分の蒸散を防ぐため気孔が閉塞する。気孔が閉塞すると、光合成に必要な二酸化炭素を取り込むことができなくなる。上記したPRIは、この際の植物の反応を測ることのできる指標として知られている。具体的にPRIは、植物におけるキサントフィルサイクルのエポキシ化/デエポキシ化の度合いを光学的に測定したものと捉えることができるものである。
 植物において水ストレスの度合いが高まると、これに応じてPRIの値が低下する傾向となる。このため、本例におけるイベント判定部F3は、PRIの値が所定の閾値以下であるか否かの判定を、水ストレス状態の発生有無の判定として行う。すなわち、PRIの値が閾値以下であれば水ストレス状態が発生があるとの判定結果を得、そうでない場合は水ストレス状態の発生がないとの判定結果を得る。
 本例では、上述したミクロ計測のスケジューリングにより複数のミクロ計測エリアAmiについて計測を行う関係から、イベント判定部F3は、ミクロ計測エリアAmiごとに、イベント(水ストレス状態)の発生有無の判定を行う。
 マクロ計測スケジューリング部F4は、イベント判定部F3がイベントの発生があると判定した場合に、マクロ計測部3による計測についてのスケジューリングを行う。
 ここで、ミクロ計測スケジューリング部F1によるスケジューリングにより、ミクロ計測部2による計測として、図6に太線で示す品種エリア内の候補エリアCAmiの全てをミクロ計測エリアAmiとした計測が行われたとする。
 そして、図7に示すように、イベント判定部F3により、当該品種エリア内の一つのミクロ計測エリアAmiにおいて、イベントとしての水ストレス状態の発生があるとの判定結果が得られたとする。
 この場合、マクロ計測スケジューリング部F4は、イベントの発生があると判定されたミクロ計測エリアAmiと関連性を有するエリアをマクロ計測エリアAmcとしてマクロ計測部3が計測を行うように、マクロ計測部3による計測についてのスケジューリングを行う。
 具体的に、図8では、計測対象4としての圃場300のうち、イベントの発生があると判定されたミクロ計測エリアAmiを含む品種エリアをマクロ計測エリアAmcとして設定した例を示している。
 なお以下、イベントの発生があると判定されたミクロ計測エリアAmiのことを「イベント発生ミクロエリア」と表記する。
 ここで、イベント発生ミクロエリアと関連性を有するエリアとしては、上記のようにイベント発生ミクロエリアを含む品種エリアに限定されるものではない。
 例えば、イベント発生ミクロエリアを含む品種エリア全域ではなく、当該品種エリアのうち、土壌マップからイベント発生ミクロエリアと同等の土壌性質を有するエリアのみをマクロ計測エリアAmcに設定することが考えられる。
 或いは、当該品種エリア内に限定せずに、イベント発生ミクロエリアと同等の土壌性質を有するエリアをマクロ計測エリアとして設定することも考えられる。
 このように本実施形態では、圃場300全体ではなく、圃場300内におけるイベント発生ミクロエリアと関連性を有する一部の特定エリアをマクロ計測エリアAmcとして設定する。
 また、マクロ計測スケジューリング部F4は、マクロ計測についてのスケジューリングとして、マクロ計測の時間的なスケジューリングも行う。本実施形態では、水ストレス状態についてのマクロ的な分析を行うことを目的としているため、マクロ計測としては、マクロ計測エリアAmcにおいて水ストレス状態が生じているタイミングで行うことが想定される。
 ここで、水ストレス状態は、植物に対する潅水が行われる直前において生じやすい傾向にある。このため、ミクロ計測エリアAmiで水ストレス状態の発生が判定されたことに応じて直ちにマクロ計測のための飛行を開始しても、マクロ計測エリアAmcに到達した際には潅水後のタイミングとなっている可能性があり、水ストレス状態についてのマクロ的な分析を適切に行うことができない虞がある。
 このため、マクロ計測の実行タイミングとしては、水ストレス状態の発生が判定された際の潅水よりも後の潅水のタイミングに合わせて設定する。
 図9を参照し、マクロ計測の実行タイミングの定め方について考察する。
 図9は、水ストレス状態が発生した際の気象条件や植物、土壌の状態についての観測結果を示しており、具体的には、水ストレス状態が発生した日(day5)の前後数日間(day1~day7)における日照時間、温度、湿度、降水量、蒸散量(植物における水分蒸散量)、蒸発量(土壌水分の蒸発量)、土壌水分量、及び潅水の有無をそれぞれ模式的に示している。
 水ストレス状態は、基本的には、降水量が少なく日照の多い日が連続する等して、土壌の水分量が減少することに伴い生じる傾向となる。また、潅水から時間が経過すれば土壌の水分量は減少していくことから、水ストレス状態は潅水の直前に生じやすい傾向となる。
 これらの点より、マクロ計測を実行すべきタイミング、すなわち次に水ストレス状態が発生するタイミングは、気象予報情報や潅水スケジュールを示す潅水スケジュール情報に基づいて予測可能であることが分かる。
 図9では、破線の丸印で示すタイミングで、次に水ストレス状態が発生すると予測された例を示している。
 本例におけるマクロ計測スケジューリング部F4は、マクロ計測についての時間的なスケジューリングとして、例えばインターネット上から取得した気象予報情報と、記憶部19等のCPU11が読み出し可能な記憶装置に記憶された潅水スケジュール情報とに基づき、マクロ計測エリアAmcにおいて次に水ストレス状態が発生するタイミングを予測する処理を行い、予測したタイミングに基づき、マクロ計測エリアAmcについての計測予定タイミングを設定する。
 本例において、CPU11は、上記のようなマクロ計測スケジューリング部F4のスケジューリング処理で定まったスケジュール情報に従ってマクロ計測部3に計測動作を実行させる。具体的に、本例では、該スケジューリング処理により定められた計測予定タイミングにおいて、該スケジューリング処理により定められたマクロ計測エリアAmcを対象とした計測を実行させるための指示を図3に示した制御部22に対して行う。
 この指示に応じてマクロ計測部3がマクロ計測エリアAmcを対象とした計測を行うと、情報処理装置1においては、マクロ計測エリアAmcについての計測結果がマクロ計測部3より受信される。
 CPU11は、このように受信されたマクロ計測エリアAmcについての計測結果の情報に基づき、マクロ計測エリアAmcについての分析処理を行う。この分析処理においてCPU11は、前述した演算処理部F2としての機能により、例えばPRI等の評価値を算出する処理を行い、算出した評価値に基づきマクロ計測エリアAmcについての分析を行う。
 なお、ここでの分析としては、マクロ計測エリアAmcにおいて水ストレス状態が発生している場所とそうでない場所とを検出する処理等を行うことが考えられる。
このような検出結果に基づき、ユーザは、例えば、水ストレス状態が発生したエリアについては潅水量を増やし(1回の潅水における潅水量を増やす、或いは潅水の頻度を高める等)、水ストレス状態が発生していないエリアについては潅水量を不変とする等の対策を講じることが可能となる。
このように情報処理装置1による分析結果は、植物の栽培手法の見直しや改善等を図る上でユーザにより参照されるものである。
(1-5.処理手順)
 続いて、図10から図12のフローチャートを参照し、上記により説明した第一実施形態としての計測手法を実現するための具体的な処理手順例について説明する。
 なお、これら図10から図12に示す処理は、CPU11がROM12や記憶部19に記憶されたプログラムに従って実行するものである。
 図10は、ミクロ計測についてのスケジューリング処理、すなわち前述したミクロ計測スケジューリング部F1に対応した処理のフローチャートである。
 ここでは、ミクロ計測について、前述した候補エリアCAmiが設定されている例とする。本例において候補エリアCAmiは、ユーザが手動で定めたエリアであるとする。
 先ず、CPU11はステップS101で、圃場マップの読み込みを行い、続くステップS102で栽培計画情報の読み込みを行う。栽培計画情報は、例えば前述した品種エリアごとの植物の栽培予定期間を示す情報等、圃場300のエリアごとの植物の栽培計画を示す情報である。
 またステップS102に続くステップS103でCPU11は、ドローンスペック情報の読み込み処理として、飛行体200としてのドローンのスペック情報(例えば、飛行可能時間の情報等)を読み込む処理を行い、さらに続くステップS104で、ユーザ入力受け付け処理として、ユーザからの操作入力情報の受け付けを行う。
そして、ステップS104に続くステップS105でCPU11は、ミクロ計測のスケジュール情報を生成する。
 ステップS105でCPU11は、読み込んだ圃場マップや栽培計画情報に基づき、候補エリアCAmiのうちからミクロ計測エリアAmiを選択する処理を行う。基本的には、例えば特定の種類の植物を栽培する品種エリアにおける候補エリアCAmiであって、植物を栽培中である候補エリアCAmiをミクロ計測エリアAmiとして選択する。前述のように本例では、ミクロ計測のスケジューリングにおいて複数のミクロ計測エリアAmiを選択する。
 このとき、CPU11は、ステップS104でユーザから特定の候補エリアCAmiを指定する操作入力があった場合には、該候補エリアCAmiもミクロ計測エリアAmiとして選択する。
 また、CPU11は、ステップS103で取得したドローンスペック情報に基づき、飛行体200のスペック的に、選択したミクロ計測エリアAmiの全てを一度の飛行で計測可能であるか否かを判定し、計測可能でないと判定した場合は、計測可能となるようにミクロ計測エリアAmiの選択数を調整する処理を行う。
 また、ステップS105でCPU11は、計測の実行間隔、すなわち選択したミクロ計測エリアAmiの全てを一度の飛行で計測するという計測動作についての実行間隔を設定する処理も行う。この実行間隔については、ユーザの操作入力に基づき設定することが考えられる。或いは、計測の目的等に応じてCPU11が自動的に設定することも考えられる。
 また、本例では、ミクロ計測のスケジュール情報については、ミクロ計測の実行期間の設定も行う。ここでの実行期間とは、ミクロ計測の繰り返し期間、すなわち、上記の実行間隔に従ったミクロ計測の繰り返しを継続する期間を意味する。
CPU11は、ステップS105の処理を実行したことに応じて図10に示す一連の処理を終える。
 なお、ミクロ計測のスケジューリングとしては、品種エリアごとの収穫量実績情報に基づいて行うことも考えられる。
 図11は、イベント判定やマクロ計測を実現するための処理のフローチャートである。
 図11において、CPU11はステップS201で、ミクロ計測のスケジュール情報に従ってミクロ計測実行指示を行う。すなわち、図10のステップS105で生成したスケジュール情報に従って、ドローンとしての飛行体200に搭載された制御部22に対しミクロ計測部2としての計測動作の実行指示を行う。この指示は、選択した複数のミクロ計測エリアAmiを1度の飛行で計測する動作の実行指示である。
 ステップS201に続くステップS202でCPU11は、ミクロ計測結果の受信を待機する。すなわち、ステップS201で指示した1回分の計測動作で得られる各ミクロ計測エリアAmiの計測結果が受信されるまで待機する。
 ミクロ計測結果が受信された場合、CPU11はステップS203で評価値の演算処理を行う。この演算処理は、イベント発生有無の判定を行うための評価値を演算する処理であり、具体的に本例では前述したPRIを求める演算を行う処理となる。
 ステップS203に続くステップS204でCPU11は、イベント判定処理として、水ストレス状態の発生有無を判定する処理を行う。具体的に本例では、ミクロ計測結果が受信されたミクロ計測エリアAmiごとに、水ストレス状態の発生有無の判定、つまりは、ステップS203で算出したPRIが所定の閾値以下であるか否かの判定を行う。
 ステップS204に続くステップS205でCPU11は、イベント発生か否かの判定処理を行う。すなわち、ステップS204の判定処理の結果、水ストレス状態の発生が認められたミクロ計測エリアAmiがあったか否かを判定する処理を行う。
 ステップS205において、水ストレス状態の発生が認められたミクロ計測エリアAmiがなく、イベント発生ではないとの判定結果を得た場合、CPU11はステップS211に処理を進めて、次のミクロ計測予定があるか否かを判定する。この処理は、ミクロ計測についての上述した実行期間(S105参照)が未満了の状態であるか否かを判定する処理となる。
 ステップS211において、次のミクロ計測予定があると判定した場合、CPU11はステップS201に戻る。
 このように水ストレス状態としてのイベントの発生がなかった場合は、マクロ計測のスケジューリングやマクロ計測は行われない。
 一方、ステップS205において、水ストレス状態の発生が認められたミクロ計測エリアAmiがあり、イベント発生であるとの判定結果を得た場合、CPU11はステップS206に処理を進めてマクロ計測スケジューリング処理を実行する。
 図12は、ステップS206のマクロ計測スケジューリング処理のフローチャートである。
 図12において、CPU11はステップS250で、計測予定エリアの設定を行う。すなわち、前述したミクロ計測エリアAmiの設定を行うものである。
 前述のように、本実施形態では、イベントの発生があった場合は、圃場300全体ではなく、圃場300内におけるイベント発生ミクロエリアと関連性を有する一部の特定エリアをマクロ計測エリアAmcとして設定する。具体的に、CPU11は、圃場マップを参照し、イベント発生ミクロエリアでの栽培品種の情報に基づいてマクロ計測エリアAmc(計測予定エリア)を定める。例えば、イベント発生ミクロエリアと同品種の植物を栽培する品種エリアのうち、当該イベント発生ミクロエリアを含む品種エリアをマクロ計測エリアAmcとして定めることが考えられる。
 或いは、CPU11は、土壌マップを参照し、イベント発生ミクロエリアの土壌性質の情報に基づいてマクロ計測エリアAmcを定める。例えば、イベント発生ミクロエリアと土壌性質が同等であるエリアのうち、当該イベント発生ミクロエリアを含むエリアをマクロ計測エリアAmcとして定めることが考えられる。
 なお、先に例示したように、イベント発生ミクロエリアを含む品種エリア全域ではなく、当該品種エリアのうち、土壌マップからイベント発生ミクロエリアと同等の土壌性質を有するエリアのみをマクロ計測エリアAmcに設定する等、マクロ計測の計測予定エリアの設定手法については多様に考えられるものである。
 ステップS250に続くステップS251でCPU11は、潅水スケジュール情報を読み込み、さらに続くステップS252では気象予報情報を読み込む。
 そして、ステップS252に続くステップS253でCPU11は、潅水スケジュール情報と気象予報情報とに基づき計測予定タイミングを算出する処理を行う。なお、マクロ計測についての計測予定タイミングについては、先に述べたように次の水ストレス状態の発生が予測されるタイミングとして定めればよく、該タイミングの予測手法については既に説明済みであるため重複説明は避ける。
 図11において、CPU11は、上記のようなステップS206のマクロ計測スケジューリング処理を行ったことに応じ、ステップS207に処理を進める。
 ステップS207でCPU11は、マクロ計測実行タイミングとなるまで待機する。すなわち、ステップS206で生成したマクロ計測のスケジュール情報が示す計測予定タイミングの到来を待機する。
 マクロ計測実行タイミングであれば、CPU11はステップS208に進み、マクロ計測実行指示として、制御部22に対しマクロ計測のスケジュール情報が示す計測予定エリア(マクロ計測エリアAmc)を対象とした計測動作を行うように指示を行う。
 ステップS208に続くステップS209でCPU11は、マクロ計測結果の受信待機処理として、ステップS208の指示に応じて実行されたマクロ計測についての計測結果の受信を待機する。
 そして、マクロ計測結果を受信した場合、CPU11はステップS210で分析処理を行う。すなわち、本例ではPRI等の評価値を算出する処理を行い、算出した評価値に基づきマクロ計測エリアAmcについての分析を行う。なお、分析の具体例については既に説明済みであるため重複説明は避ける。
 ステップS210の分析処理を実行したことに応じ、CPU11は先に説明したステップS211に処理を進めて次のミクロ計測予定があるか否かを判定する。前述のように次のミクロ計測予定があれば、CPU11はステップS201に戻る。これにより、ミクロ計測についての繰り返し計測が可能とされる。
 ステップS211において、次のミクロ計測予定がないと判定した場合、CPU11は図11に示す一連の処理を終える。
 なお、図12で説明したマクロ計測スケジューリングについて、水ストレス状態は、基本的には、潅水直前に生じ易いものであるが、実際には、様々な条件が重なったときに生じるものであり、予測の精度向上を図る上で種々の手法を採ることが考えられる。例えば、次に水ストレス状態が発生するタイミングの予測は、実際に水ストレス状態が発生したときの観測データ(例えば、図9で例示したような気象や土壌水分量、潅水に係る観測データとすることが考えられる)を学習用入力データとして機械学習されたAI(人工知能)を用いて行うことが考えられる。
 或いは、次に水ストレス状態が発生するタイミングの予測は、実際に水ストレス状態が発生したときの観測データに基づきルールベースで水ストレスの起きる条件を推定し、気象や潅水についての予報情報に基づき、該推定した条件となりそうなタイミングを予測することで行うことも考えられる。
 また、次に水ストレス状態が発生するタイミングの予測は、回帰予測、つまり過去の計測結果から求めた水ストレス状態の発生周期に基づく予測として行うこともできる。
また、上記では、水ストレス状態の発生有無の判定をPRIに基づき行う例としたが、水ストレス状態の発生有無の判定は植物の温度情報に基づいて行うことも可能である。その場合、計測としてはサーマル画像(赤外線画像)の撮像を行う。
 前述のように植物は、水ストレス状態においては気孔を閉塞して水分の蒸散を防ぐ。このとき、葉からの蒸散量が減少することに伴い気化熱による温度低下も減少することになり、植物の温度が上昇する傾向となる。従って、植物の温度が所定の閾値以上であれば、水ストレス状態にあるとの判定を行うことができる。
また、上記では、ミクロ計測部2がドローン等の飛行体200の形態とされる例を挙げたが、ミクロ計測部2の形態としては自走型ロボット等、飛行体200以外の自力移動可能な装置形態とすることが考えられる。或いは、ミクロ計測は、人手による巡回計測(可搬センサを用いた人手による巡回計測)でもよい。
 また、上記で説明した各処理要素、具体的には、ミクロ計測スケジューリングの処理、ミクロ計測やマクロ計測の計測結果に基づく評価値の演算処理、マクロ計測スケジューリングの処理、及びマクロ計測結果に基づく分析処理については、それらのうち一部又は全部を計測のためのセンサ(センサ部20)を有する装置側で行う構成とすることも可能である。
<2.第二実施形態>
(2-1.第二実施形態のミクロ計測部、マクロ計測部)
 続いて、第二実施形態について説明する。
 第二実施形態は、ミクロ計測部2が移動体ではなく圃場300に固定的に設置された定点計測部として構成されたことを前提とする実施形態である。
 なお以下の説明において、既に説明済みとなった部分と同様となる部分については同一符号や同一ステップ番号を付して説明を省略する。
 図13は、第二実施形態におけるミクロ計測部2とマクロ計測部3の説明図である。
 図示のように定点測定部としてのミクロ計測部2は、圃場300としての計測対象4における複数箇所に設置されている。例えば、これらの定点測定部としてのミクロ計測部2は、図6で例示したような候補エリアCAmiをそれぞれ計測対象範囲とするように、圃場300におけるそれぞれ所定の位置に設置される。
 なお、この場合もミクロ計測範囲RZ2とマクロ計測範囲RZ3の関係性については第一実施形態の場合と同様である。
 定点計測部とされることで、この場合のミクロ計測部2は、第一実施形態のように飛行計測部とされる場合よりも計測の頻度、すなわち計測の時間的分解能を高め易くなる(飛行に係る時間が不要であるため)。
 ここで、第二実施形態では、マクロ計測結果に基づく分析処理、すなわち計測対象4のマクロ的な分析処理として、第一実施形態で説明したPRIに基づく分析のみでなく、分光反射率に基づく分析が行われる。
 分光反射率とは、対象とする波長(λ)について、光源(この場合は太陽)からの照射光に対する植物の反射率を求めたものである。具体的に、対象とする波長(λ)についての分光反射率R(λ)は、光源からの照射光I(λ)と、植物(例えば葉)からの反射光E(λ)とを検出し、反射光E(λ)を照射光I(λ)で割り戻すことで求められる。すなわち、「R(λ)=I-1(λ)E(λ)」である。
 上記のような分光反射率R(λ)の計測を可能とするため、この場合のマクロ計測部3には、対応するセンサが設けられる。
 図14は、第二実施形態におけるマクロ計測部3の内部構成例を示した図である。
 この場合のマクロ計測部3においては、センサ部20に代えてセンサ部20Aが設けられる。センサ部20Aには、撮像装置250としてのマルチスペクトラムカメラが備えられると共に、光源(ここでは太陽)からの光を波長ごとに受光し、光源についての波長分光検出を行う光源分光センサが備えられる。
 図15は、第二実施形態におけるミクロ計測部2の内部構成例を示した図である。
 図示のように第二実施形態におけるミクロ計測部2は、センサ部25、制御部26、及び通信部27を備える。
 センサ部25には、撮像装置250としてのマルチスペクトラムカメラが備えられると共に、光源(ここでは太陽)からの光を波長ごとに受光し、光源についての波長分光計測を行う光源分光センサが備えられる。これは、ミクロ計測においても、分光反射率R(λ)の計測を可能とするためである。
 ここで、分光反射率R(λ)は、植物に対する光源からの入射光の角度、植物からの反射光の角度に依存して、計算される値が異なるものとなる。すなわち、太陽が光源である場合、1日の中で計測する時間帯が異なると、分光反射率R(λ)として計算される値も異なってしまう。このことは、計測した時間帯が異なる分光反射率R(λ)については、同じ評価値であるにも拘わらずそれらの値を適切に比較することができないことを意味する
 このため、第二実施形態では、マクロ的分析に用いる分光反射率R(λ)について、上記のように計測時間帯に依存して生じるばらつきを吸収するための補正を行う。具体的に、この補正は、高頻度で行われるミクロ計測、換言すれば、時間的に高分解能で行われるミクロ計測によって所定の時間帯ごと(つまり太陽からの入射光の角度ごと)に分光反射率R(λ)を計測しておき、それら時間帯ごとの分光反射率R(λ)から上記のばらつきを吸収するための補正係数を求め、該補正係数に基づいてマクロ計測された分光反射率R(λ)を補正するという手法で行われる。なお、該補正の詳細については後に改めて説明する。
 このようなマクロ計測された分光反射率R(λ)の補正を可能とするため、この場合のミクロ計測部2が備えるセンサ部25には、分光反射率R(λ)の計測を可能とするためのマルチスペクトラムカメラと光源分光センサとが設けられる。
 なお、この場合のミクロ計測部2は定点計測部であるため、センサ部25には、土壌に埋設されるタイプのセンサを設けることもできる。例えば、土壌水分量を計測する土壌水分量センサ等を設けることが考えられる。
 通信部27は、例えばCPU、ROM、RAM等を有するマイクロコンピュータを備えて構成され、センサ部25の動作制御や通信部27を介した外部装置との間のデータ通信等を行う。
 通信部27は、例えばインターネットを含むネットワークを介しての通信処理や、周辺機器との間の有線又は無線による通信(例えば、近距離無線通信等)を行う。
 ここで、この場合のミクロ計測部2は固定設置であるため、通信部27としては有線通信を行うものを用いることが考えられる。或いは、この場合の通信部27については、LPWA(Low Power Wide Area)通信に対応したもの等とすることも考えられる。
 なお、この場合のミクロ計測部2については、外部から有線による電源供給を受ける構成とすることも考えられ、バッテリレスの構成を採ることも可能である。
 ここで、第二実施形態の計測システムにおいて、情報処理装置1のハードウエア構成については図4で説明したものと同様となることから改めての図示による説明は省略する。
(2-2.第二実施形態としての計測手法)
 図16は、第二実施形態における情報処理装置1のCPU11が有する第二実施形態としての機能を示した機能ブロック図である。
 先の図5と比較して分かるように、この場合のCPU11は、第一実施形態の場合のCPU11と比較して、演算処理部F2に代えて演算処理部F2Aを有する点が異なる。
 演算処理部F2Aは、演算処理部F2と同様にミクロ計測部2やマクロ計測部3による計測結果に基づきPRIを算出する機能を有するが、さらに、ミクロ計測部2やマクロ計測部3による計測結果に基づき上述した分光反射率R(λ)を算出する機能を有している点が異なる。
 また、演算処理部F2Aは、ミクロ計測部2による計測結果に基づき算出した分光反射率R(λ)について、経時分析処理を行う。
 この経時分析処理としては、方向依存性反射態様情報を生成する処理として行う。
 ここで、方向依存性反射態様情報とは、計測の対象物体に対する光源からの光の入射角θiと、該対象物体からの光の反射角θrの変化に対する反射の変化を示す情報を意味する。
 本例において、経時分析処理としては、BRF(Bidrectional Reflectance Factor:双方向反射率因子)テーブルを生成する処理を行う。
 図17は、BRFテーブルの説明図である。
 BRFテーブルは、対象物体に対する光源からの光の入射角θiと、対象物体からの光の反射角θrと、相対方位角(入射方位角φiと反射方位角φrとの差:φi-φr)の組み合わせごとに分光反射率R(λ)を対応づけたテーブル情報である。
 ここで、図18に示すように、入射角θi、反射角θrは、それぞれ対象物体の法線角を基準とした角度とされる。具体的に、入射角θi、反射角θrは、図18のように法線角からの傾斜角度としてそれぞれ求められる。
 また、入射方位角φiは、対象物体を基準として光源が存在する方位の方位角を表すものであり、反射方位角φrは、対象物体を基準として反射光の観測点が存在する方位の方位角を表すものである。
 また、演算処理部F2Aは、マクロ計測部3の計測結果に基づき算出した分光反射率R(λ)を、上記の経時分析処理で生成したBRFテーブルに基づいて補正する処理も行う。
 図19を参照し、マクロ計測された分光反射率R(λ)の補正手法について説明する。
 先ず、図中の下段では、マクロ計測された分光反射率R(λ)、すなわちマクロ計測部3の計測結果に基づき算出された分光反射率R(λ)を例示している。
 このとき、マクロ計測部3は、分光反射率R(λ)に係る計測を毎回定時に行うものではなく、計測の時間帯はばらつくことが通常である。このため、マクロ分析として、或るタイミングで計測された分光反射率R(λ)と別のタイミングで計測された分光反射率R(λ)とを比較しようとしても、それらの分光反射率R(λ)は、それぞれ異なる入射角θi、反射角θr、及び相対方位角の組み合わせの下で計測されたものであることから、正確な比較を行うことは困難である。
 そこで、マクロ的な分析処理において、分光反射率R(λ)としては、実際の計測時間帯(つまり入射角θi、反射角θr、相対方位角の組み合わせ)に拘わらず、或る基準とする時間帯(例えば正午であれば正午)に計測された値となるように補正するものとし、これにより、異なるタイミングの計測結果から算出された複数の分光反射率R(λ)間で値の正確な比較を行うことが可能となるようにする。
 具体的に、この場合の補正は、下記のようにして行う。
 先ず、図19の下段に示すように、マクロ計測された分光反射率R(λ)を「a」とおく。このマクロ計測された分光反射率R(λ)は、或る日における或る時間帯のマクロ計測結果から算出されたものであり、図中では、該或る時間帯での入射角θiと反射角θrの組み合わせが「θi=15deg、θr=15deg」であった例としている。マクロ分析では、この或る時間帯で計測された分光反射率R(λ)をそのまま用いるのではなく、1日の期間内での基準となる時間帯の分光反射率R(λ)に補正を行う。具体的に、ここでの「基準となる時間帯」に対応した入射角θiと反射角θrの組み合わせは「θi=0deg、θr=30deg」であるとする。
 なお以下、この「θi=0deg、θr=30deg」としての、基準となる時間帯における入射角θiと反射角θrの組み合わせのことを「基準組み合わせ」と表記する。
 また、マクロ計測された分光反射率R(λ)における入射角θiと反射角θrの組み合わせ(つまり本例では「θi=15deg、θr=15deg」)のことを「計測時組み合わせ」と表記する。
 ここで、図19の上段に示すBRFテーブルにおいて、入射角θiと反射角θrの組み合わせが「計測時組み合わせ」である分光反射率R(λ)を「b」とおく。また、BRFテーブルにおいて、入射角θiと反射角θrの組み合わせが「基準組み合わせ」である分光反射率R(λ)を「c」とおく。
 マクロ計測された分光反射率R(λ)の補正は、図中に示すように、「c/b」で表される補正係数kを算出し、この補正係数kをマクロ計測された分光反射率R(λ)に乗じることで行う。すなわち、この場合の補正は「a×k」と表すことができる。
 これにより、1日の或る時間帯で行われたマクロ計測により得られた分光反射率R(λ)は、基準となる時間帯で行われたマクロ計測により得られた分光反射率R(λ)の値として補正される。
 なお、上記のようなBRFテーブルを用いた分光反射率R(λ)の補正の手法は、次のような手法であると換言することができる。すなわち、マクロ計測部3による計測の実行時間帯とは異なる時間帯にミクロ計測部2が行った計測による計測結果に基づき、マクロ計測部3の計測結果に基づき算出された分光反射率R(λ)を補正する、というものである。
 ここで、上記のようなBRFテーブルを用いた補正を適切に行う上では、BRFテーブルにおいて多くの入射角θi、反射角θrの組み合わせの情報が格納されることが望ましい。
 このため、図16に示すこの場合のミクロ計測スケジューリング部F1では、ミクロ計測部2による計測頻度が高くなるようにミクロ計測のスケジューリングを行う。具体的には、スケジューリングで選択した複数のミクロ計測エリアAmiについての計測が、少なくとも1日の中で複数回行われるようにスケジューリングを行う。
 ここで、この場合のミクロ計測スケジューリング部F1では、飛行体200ではなく定点計測部として構成されたミクロ計測部2の仕様情報に従ってミクロ計測の実行間隔を及び実行期間を定める。
 例えば、ミクロ計測部2の電源が太陽電池である場合には動作可能期間は数日間程度、超低消費電力でライフまで電池交換をしないIoTセンサの場合はライフ全体の期間を考慮し、ミクロ計測の実行期間を定める。また、通信にホットスワップWiFi(WiFiは登録商標)を用いる場合は、別のセンサからの通信プロキシに要する電力も加味して計測の実行間隔を定めてもよい。
(2-3.処理手順)
 図20及び図21のフローチャートを参照し、上記により説明した第二実施形態としての計測手法を実現するための具体的な処理手順例について説明する。
 図20は、第二実施形態におけるミクロ計測についてのスケジューリング処理のフローチャートである。
 先の図10に示した第一実施形態の場合の処理との違いは、ステップS103に代えてステップS301の処理を実行する点である。ステップS301でCPU11は、ミクロ計測部仕様情報の読み込み処理として、定点計測部として構成されたミクロ計測部2の仕様情報を読み込む処理を行う。
 この場合のステップS105の処理では、上記のステップS301で読み込んだ仕様情報に基づいて、ミクロ計測の実行間隔や実行期間を定める。例えば、ミクロ計測部2の電池容量等に基づいてこれら実行間隔や実行期間を定めること等が考えられる。
 図21は、第二実施形態におけるイベント判定やマクロ計測、及び評価値の補正を実現するための処理のフローチャートである。
 先の図11と比較して分かるように、第二実施形態においても、ミクロ計測のスケジュール情報に従ってミクロ計測部2に計測を実行させて計測結果の受信を待機する点(S201、S202、S211)や、ミクロ計測結果に基づくイベント有無の判定を行う点(S204、S205)、イベントが発生したと判定した場合にマクロ計測スケジューリングを行いスケジュールに従ってマクロ計測部3に計測を実行させる点(S206からS208)については第一実施形態の場合と同様である。
 この場合のCPU11は、図11におけるステップS203の評価値演算処理に代えて、ステップS401の評価値演算処理を行う。具体的には、イベント判定のためのPRIと共に、分光反射率R(λ)を求める演算を行う。
 そして、この場合のCPU11は、ステップS401の演算処理を実行したことに応じ、ステップS402で経時分析処理を行う。すなわち、上述したBRFテーブルを生成するための処理を行う。具体的には、ステップS401で算出した分光反射率R(λ)の情報と、該分光反射率R(λ)の演算に用いたミクロ計測結果の計測時間帯に対応する入射角θi、反射角θr、及び相対方位角の組み合わせ情報とを、ミクロ計測が行われるごとに蓄積していくことで、図17に例示したようなBRFテーブルを生成する。
 さらに、この場合のCPU11は、図11に示したステップS210の分析処理に代えて、ステップS403の分析処理を行う。このステップS403の分析処理では、マクロ計測結果に基づき算出したPRIを用いた分析と、同じくマクロ計測結果に基づき算出した分光反射率R(λ)を用いた分析とを行う。
 このとき、マクロ計測結果に基づき算出した分光反射率R(λ)については、上述した補正係数kを用いた補正を行う。具体的には、マクロ計測が行われた時間帯に対応する入射角θi及び反射角θrの組み合わせ情報と、基準とする時間帯に対応する入射角θi及び反射角θrの組み合わせ情報とに基づき、BRFテーブルから、先の図19で説明した手法により補正係数kを算出し、マクロ計測結果に基づき算出した分光反射率R(λ)にこの補正係数kを乗じる。
 確認のため述べておくと、分光反射率R(λ)は波長ごとの評価値であるため、上記した補正係数kの算出や分光反射率R(λ)の補正は波長ごとに行うものである。
 なお、上記では、マクロ計測された分光反射率R(λ)の補正に用いる「方向依存性反射態様情報」の例として、BRFテーブルを生成する例を挙げたが、方向依存性反射態様情報としては、BRDF(Bidrectional Reflectance Distribution Function:双方向反射率分布関数)としての関数情報を生成することもできる。
 BRDFを用いることで、仮に、分光反射率R(λ)を計算できない入射角θi・反射角θrの組があったとしても、関数の計算によりその組についての分光反射率R(λ)を補間することができる。
 また、第二実施形態において、ミクロ計測部2の通信部27がLPWA(Low Power Wide Area)通信等の通信帯域の面で不利な通信方式を採用する場合には、伝送データ量削減のため、ミクロ計測部2側で評価値の演算を行うようにすることも可能である。
<3.変形例>
 実施形態としては上記した具体例に限定されるものではなく、多様な変形例としての構成を採り得る。
 例えば、第一実施形態のようにミクロ計測を飛行計測として行う場合において、1度に巡回すべき複数のミクロ計測エリアAmiのうち少なくとも一つにドローンの充電ステーションを設けておき、スケジュールされた飛行中にドローンが該充電ステーションに着陸して充電を行うようにすることもできる。
 例えば、図22に例示するように、巡回すべき複数のミクロ計測エリアAmiのうち、例えば太枠で示すミクロ計測エリアAmiに充電ステーションを設置しておく。
 このとき、着陸したミクロ計測部2は、充電中に該着陸したミクロ計測エリアAmiについての計測を行ってもよい。
 また、充電ステーションは通信部を備え、ミクロ計測部2が該通信部を介して計測結果を情報処理装置1等の外部装置に送信できるようにすることも考えられる。
 さらには、ミクロ計測部2にイベント判定部F3がある場合には、イベント発生が充電中等に判定されたときに、他のドローン(計測部)にマクロ計測の実行指示を行うことも考えられる。
 また、第二実施形態のミクロ計測部2のような定点計測部のうちの少なくとも一つが、充電ステーションであってもよく、その場合、ドローンが該充電ステーションに立ち寄って、そこで一定時間のミクロ計測を行うことも考えられる。
 また、上記では本技術に係る計測手法を農業の分野に適用した例を挙げたが、農業以外への適用も可能である。
 例えば、セキュリティ関連の用途として、スタジアム等でのイベント監視に本技術を適用することが考えられる。この場合、例えばミクロ計測のエリアはスタジアムの入口部や出口部とすることが考えられる。入口部でイベント(例えば人の混雑)の発生が判定されたら、スタジアム内部をマクロ計測エリアとして計測を行うといったことが考えられる。或いは、出口部でイベント(例えば人の混雑)の発生が判定されたら出口部から先の部分(例えば最寄り駅までの道路)をマクロ計測エリアとして計測を行うといったことが考えられる。
 或いは、海洋関連の用途として、赤潮の監視に本技術を適用することも考えられる。例えば、海洋上の所定複数のエリアをミクロ計測エリアとして定める。何れかのミクロ計測エリアで赤潮としてのイベントの発生が判定された場合は、潮の流れから赤潮のエリアがどこに拡大しそうかの予測を行い、予測したエリアをマクロ計測エリアとして設定してマクロ計測を行うことが考えられる。
<4.実施形態のまとめ>
 上記のように実施形態の情報処理装置(同1)は、計測対象における第一のサイズによるエリアであるミクロ計測エリアについて計測を行うミクロ計測部による計測結果に基づいて、イベントの発生有無を判定するイベント判定部(同F3)と、イベント判定部がイベントの発生があると判定した場合に、計測対象における第一のサイズよりも大サイズのエリアであるマクロ計測エリアについて計測を行うマクロ計測部が、イベントの発生があると判定されたミクロ計測エリアと関連性を有するマクロ計測エリアを対象として計測を行うように制御する制御部(CPU11:マクロ計測スケジューリング部F4)と、を備えたものである。
 マクロ計測部の計測では、対象エリアが大サイズであるため、計測の空間的分解能が低い傾向となり、イベントの発生有無の判定精度も低い傾向となる。上記のようにマクロ計測エリアよりも小サイズのミクロ計測エリアについての計測結果に基づきイベントの発生有無を判定することで、イベント発生有無の判定精度向上が図られる。
 また、ミクロ計測部としては、例えばドローン等の飛行体としての装置形態や、計測対象に対し固定的に配置された据え置き型としての装置形態等が考えられるが、何れの場合でも、ミクロ計測の頻度はマクロ計測の頻度よりも高め易い(飛行体であればより低空、据え置きであれば飛行自体が不要となる)ため、計測の時間的分解能の面で有利であり、この点でもイベント発生有無の判定精度向上が図られる。
 イベント発生有無の判定精度向上が図られることで、計測対象のマクロ的な分析をユーザが意図したタイミングで行うことができるようになり、該マクロ的な分析としてユーザの意図する分析を行うことが可能となって分析の正確性向上を図ることができる。
 また、上記構成によれば、ミクロ計測エリアでイベントが発生した場合は、マクロ計測として、該イベントが発生したミクロ計測エリアと関連性を有するマクロ計測エリアを対象とした計測が行われる。これにより、例えばイベントが発生したミクロ計測エリアと同種の植物を栽培しているエリアや、イベントが発生したミクロ計測エリアと土壌性質が同等のエリア等、イベントが発生したミクロ計測エリアと関連性を有するエリアをマクロ計測エリアとしてマクロ的な分析を行うことが可能となる。すなわち、徒に広いエリアを対象としたマクロ的分析を行うのではなく、イベントが発生したミクロ計測エリアと関連性のあるエリアに限定して、マクロ的分析のためのマクロ計測を効率的に行うことが可能となる。
 従って、計測対象についてミクロ計測とマクロ計測を行う計測システムについて、マクロ計測に基づき行われる計測対象のマクロ的分析の正確性向上と、マクロ計測の効率化とを図ることができる。
 また、実施形態の情報処理装置においては、ミクロ計測部は、前記マクロ計測部よりも計測の実行頻度が高くされている。
 これにより、マクロ計測部よりも計測の時間的分解能が高いミクロ計測部による計測結果に基づいてイベントの発生有無の判定が行われる。
 従って、イベントの発生有無の判定精度向上を図ることができ、マクロ計測部の計測結果に基づき行われる計測対象のマクロ的な分析について正確性向上を図ることができる。
 さらに、実施形態の情報処理装置においては、ミクロ計測部は、前記マクロ計測部よりも計測の空間分解能が高くされている。
 これにより、マクロ計測部よりも計測の空間的分解能が高いミクロ計測部による計測結果に基づいてイベントの発生有無の判定が行われる。
 従って、イベントの発生有無の判定精度向上を図ることができ、マクロ計測部の計測結果に基づき行われる計測対象のマクロ的な分析について正確性向上を図ることができる。
 さらにまた、実施形態の情報処理装置においては、計測対象は植物が栽培される圃場であり、イベント判定部は、イベントの発生有無として、植物の水分量に係る異常状態の発生有無を判定している。
 これにより、植物の水分量について、ミクロ計測エリアでの異常発生に応じて、該ミクロ計測エリアに関連するマクロ計測エリアを対象としたマクロ計測が行われる。
 植物の水分量についてマクロ計測を行うことで、マクロ的な視点で、植物の水分量の異常の発生態様を分析することが可能となり、該分析の結果に基づき、植物に対する潅水の量やタイミングについての最適化を図ることができる。
 また、実施形態の情報処理装置においては、制御部は、イベント判定部がイベントの発生があると判定した場合に、マクロ計測部による計測についてのスケジューリングを行っている。
 イベントの発生タイミングで直ちにマクロ計測を行ったのでは、適切なマクロ分析ができない場合もある。そこで、マクロ計測についてのスケジューリングを行い、スケジュールに従ってマクロ計測が行われるようにする。
 従って、適切なタイミングでマクロ分析が行われるように図ることができ、マクロ分析の正確性向上を図ることができる。
 さらに、実施形態の情報処理装置においては、計測対象は植物が栽培される圃場であり、制御部は、圃場における栽培植物の品種分布を示す圃場マップを参照し、イベントの発生があると判定したミクロ計測エリアでの栽培品種の情報に基づいてマクロ計測部による計測予定エリアを定めている。
 これにより、例えばイベントが発生したミクロ計測エリアと同品種の植物が栽培されるエリアをマクロ計測の予定エリアとして定める等、マクロ計測の予定エリアを、イベントが発生したミクロ計測エリアとの栽培品種の関係に基づき定めることが可能となる。
 従って、マクロ計測についての場所的なスケジューリングを、栽培品種に基づいて適切に行うことができる。
 さらにまた、実施形態の情報処理装置においては、計測対象は植物が栽培される圃場であり、制御部は、圃場における土壌性質の分布を示す土壌マップを参照し、イベントの発生があると判定したミクロ計測エリアの土壌性質の情報に基づいてマクロ計測部による計測予定エリアを定めている。
 これにより、例えばイベントが発生したミクロ計測エリアと土壌性質が同等のであるエリアをマクロ計測の予定エリアとして定める等、マクロ計測の予定エリアを、イベントが発生したミクロ計測エリアとの土壌性質の関係に基づいて定めることが可能となる。
 従って、マクロ計測についての場所的なスケジューリングを、土壌品質に基づいて適切に行うことができる。
 また、実施形態の情報処理装置においては、計測対象は植物が栽培される圃場であり、イベント判定部は、イベントの発生有無として、植物の水分量に係る異常状態の発生有無を判定し、制御部は、圃場に対する潅水スケジュールを示す潅水スケジュール情報に基づいてマクロ計測部による計測予定タイミングを定めている。
 植物の水分量に係る異常は、潅水の直前に生じ易い傾向にある。
 従って、上記構成によれば、マクロ計測として、植物の水分量に係る異常が発生している可能性の高いタイミングでの計測が行われるように図ることができ、マクロ計測の結果に基づき行われるマクロ的な分析の正確性向上を図ることができる。
 さらに、実施形態の情報処理装置においては、計測対象は植物が栽培される圃場であり、イベント判定部は、イベントの発生有無として、植物の水分量に係る異常状態の発生有無を判定し、制御部は、気象予報情報に基づいてマクロ計測部による計測予定タイミングを定めている。
 植物の水分量に係る異常は、例えば晴天の日が連続する等、所定の気象条件が成立した場合に生じ易い。
 従って、上記構成によれば、マクロ計測として、植物の水分量に係る異常が発生している可能性の高いタイミングでの計測が行われるように図ることができ、マクロ計測の結果に基づき行われるマクロ的な分析の正確性向上を図ることができる。
 さらにまた、実施形態の情報処理装置においては、マクロ計測部による計測結果に基づいて計測対象の評価値を演算する演算部(演算処理部F2A)を備え、演算部は、マクロ計測部による計測の実行時間帯とは異なる時間帯にミクロ計測部が行った計測による計測結果に基づき、評価値の補正を行っている。
 計測対象の評価値としては、算出される値が計測の時間帯によって異なってしまうものも存在する。例えば、計測対象に対する太陽光の角度によって算出される値が異なってしまうもの等が挙げられる。
 上記構成によれば、そのような評価値について、ミクロ計測(つまり時間的分解能が高い計測)による異なる時間帯の計測結果を用いた適切な補正を行うことができ、評価値に基づくマクロ的な分析の正確性向上を図ることができる。
 また、実施形態の情報処理装置においては、制御部は、ミクロ計測部による計測についてのスケジューリングを行っている。
 これにより、イベントの発生有無の判定が効率的かつ適切に行われるようにミクロ計測についての時間的、場所的なスケジューリングを行うことが可能となる。
 従って、上記構成によれば、イベントの発生有無の判定精度向上を図ることができ、計測対象についてのマクロ的な分析の正確性向上を図ることができる。
 さらに、実施形態の情報処理装置においては、計測対象は植物が栽培される圃場であり、制御部は、圃場における栽培植物の品種分布を示す圃場マップに基づいてミクロ計測部による計測についてのスケジューリングを行っている。
 これにより、植物の品種分布の観点からミクロ計測についての場所的なスケジューリングを行うことが可能となる。
 従って、例えば水分量に係る異常が生じやすい植物の栽培エリアに限定したミクロ計測を行う等、ミクロ計測についての場所的な効率化を図ることができる。
 さらにまた、実施形態の情報処理装置においては、計測対象は植物が栽培される圃場であり、制御部は、圃場における植物の栽培計画情報に基づいてミクロ計測部による計測についてのスケジューリングを行っている。
 これにより、植物の栽培計画の観点からミクロ計測についての時間的なスケジューリングを行うことが可能となる。
 従って、例えば栽培時期でないエリアが無駄に計測されないようにする等、ミクロ計測についての時間的な効率化を図ることができる。
 また、実施形態の情報処理装置においては、ミクロ計測部は飛行体の形態とされ、制御部は、ミクロ計測部の飛行に係るスペック情報に基づいてミクロ計測部による計測についてのスケジューリングを行っている。
 これにより、飛行体の飛行可能時間や飛行高度等の情報に基づいてミクロ計測についてのスケジューリングを行うことが可能となる。
 従って、飛行体の有する能力に基づいた適切なミクロ計測のスケジューリングを行うことができ、イベントの発生有無の判定が適切に行われるようにすることができる。
 また、実施形態の情報処理方法は、計測対象における第一のサイズによるエリアであるミクロ計測エリアについて計測を行うミクロ計測部による計測結果に基づいて、イベントの発生有無を判定し、イベントの発生があると判定した場合に、計測対象における第一のサイズよりも大サイズのエリアであるマクロ計測エリアについて計測を行うマクロ計測部が、イベントの発生があると判定されたミクロ計測エリアと関連性を有するマクロ計測エリアを対象として計測を行うように制御する処理を、情報処理装置が実行する情報処理方法である。
 このような情報処理方法により、上記した実施形態としての情報処理装置を実現することができる。
 ここで、実施形態としては、図10から図12、図20、図21等で説明した処理を、例えばCPU等のコンピュータ装置に実行させるプログラムを考えることができる。
 すなわち、実施形態のプログラムは、コンピュータ装置が読み取り可能なプログラムであって、計測対象における第一のサイズによるエリアであるミクロ計測エリアについて計測を行うミクロ計測部による計測結果に基づいて、イベントの発生有無を判定する機能と、イベントの発生があると判定した場合に、計測対象における第一のサイズよりも大サイズのエリアであるマクロ計測エリアについて計測を行うマクロ計測部が、イベントの発生があると判定されたミクロ計測エリアと関連性を有するマクロ計測エリアを対象として計測を行うように制御する機能をコンピュータ装置に実現させるプログラムである。
 このようなプログラムにより、上述した実施形態としての機能を情報処理装置1としての機器において実現できる。
 上記のようなプログラムは、コンピュータ装置等の機器に内蔵されている記録媒体としてのHDDや、CPUを有するマイクロコンピュータ内のROM等に予め記録しておくことができる。
 あるいはまた、フレキシブルディスク、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)、MO(Magneto Optical)ディスク、DVD(Digital Versatile Disc)、ブルーレイディスク(Blu-ray Disc(登録商標))、磁気ディスク、半導体メモリ、メモリカードなどのリムーバブル記録媒体に、一時的あるいは永続的に格納(記録)しておくことができる。このようなリムーバブル記録媒体は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することができる。
 また、このようなプログラムは、リムーバブル記録媒体からパーソナルコンピュータ等にインストールする他、ダウンロードサイトから、LAN(Local Area Network)、インターネットなどのネットワークを介してダウンロードすることもできる。
 なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。
<7.本技術>

 なお本技術は以下のような構成も採ることができる。
(1)
 計測対象における第一のサイズによるエリアであるミクロ計測エリアについて計測を行うミクロ計測部による計測結果に基づいて、イベントの発生有無を判定するイベント判定部と、
 前記イベント判定部が前記イベントの発生があると判定した場合に、前記計測対象における前記第一のサイズよりも大サイズのエリアであるマクロ計測エリアについて計測を行うマクロ計測部が、前記イベントの発生があると判定された前記ミクロ計測エリアと関連性を有する前記マクロ計測エリアを対象として計測を行うように制御する制御部と、を備えた
 情報処理装置。
(2)
 前記ミクロ計測部は、前記マクロ計測部よりも計測の実行頻度が高い
 前記(1)に記載の情報処理装置。
(3)
 前記ミクロ計測部は、前記マクロ計測部よりも計測の空間分解能が高い
 前記(1)又は(2)に記載の情報処理装置。
(4)
 前記計測対象は植物が栽培される圃場であり、
 前記イベント判定部は、前記イベントの発生有無として、前記植物の水分量に係る異常状態の発生有無を判定する
 前記(1)から(3)の何れかに記載の情報処理装置。
(5)
 前記制御部は、前記イベント判定部が前記イベントの発生があると判定した場合に、前記マクロ計測部による計測についてのスケジューリングを行う
 前記(1)から(4)の何れかに記載の情報処理装置。
(6)
 前記計測対象は植物が栽培される圃場であり、
 前記制御部は、前記圃場における栽培植物の品種分布を示す圃場マップを参照し、前記イベントの発生があると判定した前記ミクロ計測エリアでの栽培品種の情報に基づいて前記マクロ計測部による計測予定エリアを定める
 前記(5)に記載の情報処理装置。
(7)
 前記計測対象は植物が栽培される圃場であり、
 前記制御部は、前記圃場における土壌性質の分布を示す土壌マップを参照し、前記イベントの発生があると判定した前記ミクロ計測エリアの土壌性質の情報に基づいて前記マクロ計測部による計測予定エリアを定める
 前記(5)に記載の情報処理装置。
(8)
 前記計測対象は植物が栽培される圃場であり、
 前記イベント判定部は、前記イベントの発生有無として、前記植物の水分量に係る異常状態の発生有無を判定し、
 前記制御部は、前記圃場に対する潅水スケジュールを示す潅水スケジュール情報に基づいて前記マクロ計測部による計測予定タイミングを定める
 前記(5)から(7)の何れかに記載の情報処理装置。
(9)
 前記計測対象は植物が栽培される圃場であり、
 前記イベント判定部は、前記イベントの発生有無として、前記植物の水分量に係る異常状態の発生有無を判定し、
 前記制御部は、気象予報情報に基づいて前記マクロ計測部による計測予定タイミングを定める
 前記(5)から(8)の何れかに記載の情報処理装置。
(10)
 前記マクロ計測部による計測結果に基づいて前記計測対象の評価値を演算する演算部を備え、
 前記演算部は、前記マクロ計測部による計測の実行時間帯とは異なる時間帯に前記ミクロ計測部が行った計測による計測結果に基づき、前記評価値の補正を行う
 前記(2)に記載の情報処理装置。
(11)
 前記制御部は、前記ミクロ計測部による計測についてのスケジューリングを行う
 前記(1)から(10)の何れかに記載の情報処理装置。
(12)
 前記計測対象は植物が栽培される圃場であり、
 前記制御部は、前記圃場における栽培植物の品種分布を示す圃場マップに基づいて前記ミクロ計測部による計測についてのスケジューリングを行う
 前記(11)に記載の情報処理装置。
(13)
 前記計測対象は植物が栽培される圃場であり、
 前記制御部は、前記圃場における植物の栽培計画情報に基づいて前記ミクロ計測部による計測についてのスケジューリングを行う
 前記(11)又は(12)に記載の情報処理装置。
(14)
 前記ミクロ計測部は飛行体の形態とされ、
 前記制御部は、前記ミクロ計測部の飛行に係るスペック情報に基づいて前記ミクロ計測部による計測についてのスケジューリングを行う
 前記(11)から(13)の何れかに記載の情報処理装置。
(15)
 計測対象における第一のサイズによるエリアであるミクロ計測エリアについて計測を行うミクロ計測部による計測結果に基づいて、イベントの発生有無を判定し、
 前記イベントの発生があると判定した場合に、前記計測対象における前記第一のサイズよりも大サイズのエリアであるマクロ計測エリアについて計測を行うマクロ計測部が、前記イベントの発生があると判定された前記ミクロ計測エリアと関連性を有する前記マクロ計測エリアを対象として計測を行うように制御する処理を、情報処理装置が実行する
 情報処理方法。
(16)
 コンピュータ装置が読み取り可能なプログラムであって、
 計測対象における第一のサイズによるエリアであるミクロ計測エリアについて計測を行うミクロ計測部による計測結果に基づいて、イベントの発生有無を判定する機能と、
 前記イベントの発生があると判定した場合に、前記計測対象における前記第一のサイズよりも大サイズのエリアであるマクロ計測エリアについて計測を行うマクロ計測部が、前記イベントの発生があると判定された前記ミクロ計測エリアと関連性を有する前記マクロ計測エリアを対象として計測を行うように制御する機能と、を前記コンピュータ装置に実現させる
 プログラム。
1 情報処理装置
2 ミクロ計測部
3 マクロ計測部
4 計測対象
200 飛行体
250 撮像装置
300 圃場
RZ2 ミクロ計測範囲
RZ3 マクロ計測範囲
20 センサ部
21 飛行駆動部
22 制御部
23 通信部
11 CPU
12 ROM
13 RAM
14 不揮発性メモリ部
15 入出力インタフェース
16 入力部
17 表示部
18 音声出力部
19 記憶部
20 通信部
21 ドライブ
22 リムーバブル記憶媒体
23 バス
25 センサ部
26 制御部
27 通信部
F1 ミクロ計測スケジューリング部
F2,F2A 演算処理部
F3 イベント判定部
F4 マクロ計測スケジューリング部
CAmi 候補エリア
Ami ミクロ計測エリア

Claims (16)

  1.  計測対象における第一のサイズによるエリアであるミクロ計測エリアについて計測を行うミクロ計測部による計測結果に基づいて、イベントの発生有無を判定するイベント判定部と、
     前記イベント判定部が前記イベントの発生があると判定した場合に、前記計測対象における前記第一のサイズよりも大サイズのエリアであるマクロ計測エリアについて計測を行うマクロ計測部が、前記イベントの発生があると判定された前記ミクロ計測エリアと関連性を有する前記マクロ計測エリアを対象として計測を行うように制御する制御部と、を備えた
     情報処理装置。
  2.  前記ミクロ計測部は、前記マクロ計測部よりも計測の実行頻度が高い
     請求項1に記載の情報処理装置。
  3.  前記ミクロ計測部は、前記マクロ計測部よりも計測の空間分解能が高い
     請求項1に記載の情報処理装置。
  4.  前記計測対象は植物が栽培される圃場であり、
     前記イベント判定部は、前記イベントの発生有無として、前記植物の水分量に係る異常状態の発生有無を判定する
     請求項1に記載の情報処理装置。
  5.  前記制御部は、前記イベント判定部が前記イベントの発生があると判定した場合に、前記マクロ計測部による計測についてのスケジューリングを行う
     請求項1に記載の情報処理装置。
  6.  前記計測対象は植物が栽培される圃場であり、
     前記制御部は、前記圃場における栽培植物の品種分布を示す圃場マップを参照し、前記イベントの発生があると判定した前記ミクロ計測エリアでの栽培品種の情報に基づいて前記マクロ計測部による計測予定エリアを定める
     請求項5に記載の情報処理装置。
  7.  前記計測対象は植物が栽培される圃場であり、
     前記制御部は、前記圃場における土壌性質の分布を示す土壌マップを参照し、前記イベントの発生があると判定した前記ミクロ計測エリアの土壌性質の情報に基づいて前記マクロ計測部による計測予定エリアを定める
     請求項5に記載の情報処理装置。
  8.  前記計測対象は植物が栽培される圃場であり、
     前記イベント判定部は、前記イベントの発生有無として、前記植物の水分量に係る異常状態の発生有無を判定し、
     前記制御部は、前記圃場に対する潅水スケジュールを示す潅水スケジュール情報に基づいて前記マクロ計測部による計測予定タイミングを定める
     請求項5に記載の情報処理装置。
  9.  前記計測対象は植物が栽培される圃場であり、
     前記イベント判定部は、前記イベントの発生有無として、前記植物の水分量に係る異常状態の発生有無を判定し、
     前記制御部は、気象予報情報に基づいて前記マクロ計測部による計測予定タイミングを定める
     請求項5に記載の情報処理装置。
  10.  前記マクロ計測部による計測結果に基づいて前記計測対象の評価値を演算する演算部を備え、
     前記演算部は、前記マクロ計測部による計測の実行時間帯とは異なる時間帯に前記ミクロ計測部が行った計測による計測結果に基づき、前記評価値の補正を行う
     請求項2に記載の情報処理装置。
  11.  前記制御部は、前記ミクロ計測部による計測についてのスケジューリングを行う
     請求項1に記載の情報処理装置。
  12.  前記計測対象は植物が栽培される圃場であり、
     前記制御部は、前記圃場における栽培植物の品種分布を示す圃場マップに基づいて前記ミクロ計測部による計測についてのスケジューリングを行う
     請求項11に記載の情報処理装置。
  13.  前記計測対象は植物が栽培される圃場であり、
     前記制御部は、前記圃場における植物の栽培計画情報に基づいて前記ミクロ計測部による計測についてのスケジューリングを行う
     請求項11に記載の情報処理装置。
  14.  前記ミクロ計測部は飛行体の形態とされ、
     前記制御部は、前記ミクロ計測部の飛行に係るスペック情報に基づいて前記ミクロ計測部による計測についてのスケジューリングを行う
     請求項11に記載の情報処理装置。
  15.  計測対象における第一のサイズによるエリアであるミクロ計測エリアについて計測を行うミクロ計測部による計測結果に基づいて、イベントの発生有無を判定し、
     前記イベントの発生があると判定した場合に、前記計測対象における前記第一のサイズよりも大サイズのエリアであるマクロ計測エリアについて計測を行うマクロ計測部が、前記イベントの発生があると判定された前記ミクロ計測エリアと関連性を有する前記マクロ計測エリアを対象として計測を行うように制御する処理を、情報処理装置が実行する
     情報処理方法。
  16.  コンピュータ装置が読み取り可能なプログラムであって、
     計測対象における第一のサイズによるエリアであるミクロ計測エリアについて計測を行うミクロ計測部による計測結果に基づいて、イベントの発生有無を判定する機能と、
     前記イベントの発生があると判定した場合に、前記計測対象における前記第一のサイズよりも大サイズのエリアであるマクロ計測エリアについて計測を行うマクロ計測部が、前記イベントの発生があると判定された前記ミクロ計測エリアと関連性を有する前記マクロ計測エリアを対象として計測を行うように制御する機能と、を前記コンピュータ装置に実現させる
     プログラム。
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