WO2023132288A1

WO2023132288A1 - 情報処理装置、情報処理方法及び情報処理プログラム

Info

Publication number: WO2023132288A1
Application number: PCT/JP2022/047893
Authority: WO
Inventors: 峻裕大石; 憲人三保田; 幸生飯田
Original assignee: ソニーグループ株式会社
Priority date: 2022-01-05
Filing date: 2022-12-26
Publication date: 2023-07-13

Abstract

【課題】物体の影響が発生しない位置にセンサ装置を設置して測定精度を上げることにある。【解決手段】情報処理装置は、各々アンテナを有する一対のプローブの一方へ入射波を含む電気信号を送信する送信機から送信された前記入射波のうち、前記第１の範囲の媒質を透過した透過波を受信する受信機が受信した前記透過波の時間波形から透過係数を算出する透過係数算出部と、前記透過係数に基づき、前記一対のプローブに対して前記媒質中の所定範囲に物体が存在するか否かを判定する判定部と、を具備する。水分センサの測定結果に応じて、作物への潅水制御を行うことも可能とする。これにより、農業における水使用の効率化に貢献しうる。

Description

情報処理装置、情報処理方法及び情報処理プログラム

　本開示は、土壌等の媒質に関する判定を行う情報処理装置、情報処理方法及び情報処理プログラムに関する。

　土壌水分センサは、土壌などの媒質中の水分量を測定する装置であり、農業や土壌環境調査の分野において利用されている。例えば、農業分野では、土壌水分センサを利用することで、作物への最適な灌水を行うことができ、商品の付加価値向上に利用されている。

国際公開第２０１８／２２１０５１号特開２０２０－１８７１２０号公報米国特許出願公開第２０１８／０２２４３８２号明細書特開２０１４－７４６０１号公報

　土壌水分センサを使うにあたり、適切な設置位置を知りたい（例えば、異物の影響が無い位置か、代表的な値が取れる位置か等）、また、土壌内における深さ方向の水分分布を測定したい、というニーズがある。特許文献１－３の土壌水分センサの設置時にアンテナ周囲に障害物（物体）がある場合は、測定精度が劣化する可能性がある。従来センサではアンテナ間の電波の伝搬遅延時間を測定するが、アンテナ周囲に障害物（物体）がある場合は、不要な伝搬パスが生じ、伝搬遅延時間に誤差が生じる可能性がある。しかしながら、ユーザは正しくセンサを設置できているか判断できない。典型的な水分センサはロッド周辺を全体的に測定しているため空間解像度が低いので、媒質の深さ方向の水分分布を測定することが難しい。また、空間解像度が低いため平均的な測定を行うことで異物の影響を減らすことを図れるものの、異物が存在する場所に水分センサが設置された場合には、異物の影響を完全に取り除くことが難しい。

　以上のような事情に鑑み、本開示の目的は、土壌水分センサ装置の測定精度を上げることにある。より具体的には、本開示の目的は、障害物（物体）の影響が発生しない位置にセンサ装置を設置して測定精度を上げ、また、媒質の深さ方向の水分分布を測定して測定精度を上げることにある。

　本開示の一形態に係る情報処理装置は、
　各々アンテナを有する一対のプローブの一方へ入射波を含む電気信号を送信する送信機から送信された前記入射波のうち、前記一対のプローブの間の媒質を透過した透過波を受信する受信機が受信した前記透過波の時間波形から透過係数を算出する透過係数算出部と、
　前記透過係数に基づき、前記一対のプローブに対して前記媒質中の所定範囲に物体が存在するか否かを判定する判定部と、
　を具備する。

　設置時にアンテナ周囲に存在する物体の有無を判定することが出来る。障害物の存在の判定のみならず、有益な物体を積極的に検出するときにも使用可能である。

　情報処理装置は、
　前記判定部の判定結果を、表示装置に出力する判定結果出力部
　をさらに具備してもよい。

　これにより、ユーザは測定結果における障害物（物体）の影響の有無を知ることができる。

　前記判定結果出力部は、前記一対のプローブに対して前記媒質中の所定範囲に物体が存在すると判定されると、前記一対のプローブの前記媒質中での設置位置が否であることを示す情報を、表示装置に出力してもよい。

　これにより、ユーザは一対のプローブを異なる位置に設置し直すことができる。

　前記判定結果出力部は、前記一対のプローブに対して前記媒質中の所定範囲に物体が存在すると判定されると、前記物体が存在すると判定された前記所定範囲を示す情報を、表示装置に出力してもよい。

　これにより、ユーザは容易に、所定範囲の外に一対のプローブを設置し直すことができる。

　前記判定結果出力部は、前記一対のプローブに対して前記媒質中の所定範囲に物体が存在すると判定されると、前記一対のプローブを前記媒質中の前記所定範囲の外に設置することをリコメンドすることを示す情報を、表示装置に出力してもよい。

　これにより、ユーザは容易に、リコメンドされる範囲に一対のプローブを設置し直すことができる。

　前記所定範囲を示す情報は、前記所定範囲を示す画像を含んでもよい。

　所定範囲を示す画像を見ることで、ユーザは容易に、所定範囲の外に一対のプローブを設置し直すことができる。

　情報処理装置は、
　所定のトリガが発生すると、前記送信機が前記電気信号を送信するための命令を、前記送信機に出力する電気信号送信制御部
　をさらに具備してもよい。

　これにより、適切なタイミングで送信機が電気信号を送信することができる。

　前記所定のトリガは、前記一対のプローブの設置時、不変の周期的なタイミング、可変の周期的なタイミング及び／又は天候の変化、を含んでもよい。

　不変の周期的なタイミングは、例えば、１日毎、１週毎、１か月毎等のタイミングを意味する。可変の周期的なタイミングは、例えば、悪天候時や、植物の根が成長しやすい季節等に周期を上げる（タイミングが頻繁に発生する）ことを意味する。天候の変化は、悪天候時や雨天時、悪天候や雨天の後、等、土壌中の石や岩が移動しやすい状態を意味する。

　前記判定部は、２組以上の前記一対のプローブに対して前記媒質中の所定位置に物体が存在するか否かを判定してもよい。

　物体の存在する位置を幅のある範囲ではなく１点に特定することが出来る。

　前記判定部は、前記媒質に含まれる第１の媒質の伝搬時間をｔＡとし、前記媒質に含まれる前記第１の媒質と異なる第２の媒質の伝搬時間をｔＢとしたとき、伝搬時間の範囲ｔＡ～ｔＢの間において、ｔ＝０に最も近い前記透過係数のピークの信号強度が最大値となる場合は、前記一対のプローブの間である第１の範囲に物体が存在しないと判定し、最大値とならない場合は、前記第１の範囲に物体が存在すると判定する、第１の判定部を有してもよい。

　一対のプローブの間に物体が存在すると判定することができる。

　情報処理装置は、
　前記透過波の伝搬時間及び信号強度を算出し、所望波のピークの信号強度Ａ及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}を算出する、伝搬時間算出部をさらに具備し、
　前記判定部は、
　　前記所望波のピークの信号強度Ａ未満の所定の信号強度となるときの波の時間幅Ｆを算出する時間幅算出部と、
　　前記時間幅Ｆが第１の閾値以上である場合、前記一対のプローブから第２の範囲に物体が存在すると判定し、前記時間幅Ｆが前記第１の閾値未満である場合、前記一対のプローブから前記第２の範囲に物体が存在しないすると判定する、第２の判定部と、
　を有してもよい。

　一対のプローブから極近傍の第２の範囲に物体が存在するか否かを判定することが出来る。

　情報処理装置は、
　前記透過波の伝搬時間及び信号強度を算出し、所望波のピークの信号強度Ａ及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}を算出する、伝搬時間算出部をさらに具備し、
　前記判定部は、
　　前記所望波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}と、前記所望波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}の後に発生した次のピークである不要波のピークの時間ｔ_{２ｍ＿Ｓ２１}、との時間差Δｔ＝ｔ_{２ｍ＿Ｓ２１}－ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}を算出する、不要波算出部と、
　　Δｔが第２の閾値以上である場合、前記第２の範囲より広い第３の範囲に物体が存在しないと判定し、Δｔが前記第２の閾値未満である場合、前記第３の範囲に物体が存在すると判定する、第３の判定部と、
　を有してもよい。

　一対のプローブから遠方の第３の範囲に物体が存在するか否かを判定することが出来る。

　前記不要波算出部は、前記不要波のピークの時間ｔ_{２ｍ＿Ｓ２１}から＋Δｔ時間経過したときの信号強度Ｂを算出し、
　前記第３の判定部は、Ａ－Ｂが第３の閾値以上である場合、前記第３の範囲に物体が存在しないと判定し、Ａ－Ｂが前記第３の閾値未満である場合、前記第３の範囲に物体が存在すると判定してもよい。

　情報処理装置は、
　前記受信機が受信した前記一対のプローブの前記一方で前記入射波が反射した反射波の時間波形から反射係数を算出する反射係数算出部と、
　前記反射波の往復時間及び信号強度を算出し、前記反射波のピークの信号強度及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出する、往復時間算出部と、
　前記所望波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}と前記反射波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}との差分である伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１＝ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}－ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出する伝搬遅延時間算出部と、
　前記第３の判定部が前記第３の範囲に物体が存在すると判定すると、前記時間差Δｔ、前記一対のアンテナの位置、前記媒質の比誘電率、光速、前記一対のプローブ間の距離及び伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１に基づき、前記物体が存在する可能性がある位置情報の集合を算出する位置算出部と、
　をさらに具備してもよい。

　一対のプローブから遠方の第３の範囲に物体が存在する場合、物体が存在する可能性がある位置情報の集合を算出することが出来る。

　前記透過波の伝搬時間及び信号強度を算出し、所望波のピークの信号強度Ａ及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}を算出する、伝搬時間算出部と、
　前記受信機が受信した前記一対のプローブの前記一方で前記入射波が反射した反射波の時間波形から反射係数を算出する反射係数算出部と、
　前記反射波の往復時間及び信号強度を算出し、前記反射波のピークの信号強度及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出する、往復時間算出部と、
　前記所望波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}と前記反射波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}との差分である伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１＝ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}－ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出する伝搬遅延時間算出部と、
　水分量と前記伝搬遅延時間との間の関係を示す係数を用いて、前記伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１を前記媒質の水分量に変換し、得られた前記水分量をメモリに時系列的に記録する水分量変換部と、
　前記メモリに時系列的に記録された前記水分量の履歴を、表示装置に時系列的に表示する水分量出力部と、
　をさらに具備してもよい。

　本実施形態によれば、媒質の水分分布を測定し、ユーザに提示することができる。

　前記一対のプローブは、それぞれ、前記送信機又は前記受信機と接続する第１の端部と、一対の前記アンテナの離間方向に直交する方向である軸方向において前記第１の端部から離間する第２の端部と、を有し、
　前記アンテナは、前記プローブの、前記軸方向において前記第１の端部から離間した位置に設けられてもよい。

　アンテナは、プローブの軸方向に亘って広く設けられるのではなく、軸方向のピンポイントに設けられる。このため、アンテナは、軸方向の水分量測定エリアが狭く、空間分解能が高い。即ち、本実施形態に係るアンテナは、媒質の軸方向の全体的な水分量ではなく、軸方向のピンポイントなエリアの水分量を測定することができる。

　前記アンテナは、前記プローブの前記第２の端部に設けられてもよい。

　アンテナがプローブの挿入先端である第２の端部に設けられることで、プローブを媒質中に挿抜するときに、軸方向のさらに広範囲に亘って、媒質の水分量を測定することができる。

　前記水分量変換部は、前記一対のプローブが前記第２の端部から前記軸方向に前記媒質に挿抜されて前記アンテナの前記媒質内での深さが動的に変化し続ける挿抜期間内の、前記媒質の水分量を継続的に得て、前記挿抜期間内の前記水分量を前記メモリに時系列的に記録し、
　前記水分量出力部は、前記メモリに時系列的に記録された前記挿抜期間内の前記水分量を、前記表示装置に時系列的に表示してもよい。

　これにより、アンテナが媒質中の深さ方向の異なる位置にある場合の、深さ方向の異なる位置の水分量を継続的に測定することができる。これにより、継続的に測定した深さ方向の異なる位置の水分量を、媒質の深さ方向の水分分布としてユーザに提示することができる。

　前記水分量出力部は、前記メモリに時系列的に記録された前記水分量の履歴と、前記時系列に対応する経過時間又は前記時系列的に変化する深さとを２軸とするグラフを、前記表示装置に表示してもよい。

　これにより、プローブの挿抜時の経過時間又は経過時間に略比例したアンテナの深さに対応する媒質の水分量を、ユーザにとって直感的に表示することが出来る。

　前記媒質の表面に対する距離を測定する測距センサにより測定される前記一対のプローブの挿入量に応じて動的に変化する距離を、前記アンテナの前記媒質内での深さに変換する挿入量変換部をさらに具備し、
　前記水分量出力部は、前記メモリに時系列的に記録された前記水分量の履歴と、前記時系列的に変化する深さとを２軸とするグラフを、前記表示装置に表示してもよい。

　測距センサを使うことで、さらに正確に媒質の深さを求めることが可能になる。

　前記水分量出力部は、前記深さに対する前記水分量の変化に基づき推定される、前記媒質中に存在する物体の深さを示す情報を、前記表示装置に表示してもよい。

　ユーザは、物体の影響を受けないように、プローブを別の地点に挿入したり、プローブを全て挿入せずに媒質Ｍからややはみ出た状態で設置するなどの対応を取ることが可能となる。

　前記水分量出力部は、前記水分量の履歴に代えて、前記水分量に対応する、所望波の伝搬遅延時間である所望波伝搬遅延時間の履歴を、前記グラフに表示してもよい。

　前記水分量出力部は、前記グラフに、不要波の伝搬遅延時間の履歴をさらに表示してもよい。

　所望波伝搬遅延時間に加えて不要波の伝搬遅延時間が表示されれば、物体が所定範囲に存在するため設置場所を変更した方がよいとユーザは直感的に理解できる。

　前記水分量出力部は、前記グラフに、前記所望波伝搬遅延時間を基準として、前記一対のプローブに対して前記媒質中の所定範囲に物体が存在し所望波伝搬遅延時間の算出に影響する可能性のある範囲をさらに表示してもよい。

　不要波の伝搬遅延時間の少なくとも一部が、前記所望波伝搬遅延時間の算出に影響する可能性のある範囲に含まれるとき、一対のプローブに対して媒質中の所定範囲に物体が存在する可能性があることを意味する。不要波の伝搬遅延時間の少なくとも一部が、所望波伝搬遅延時間の算出に影響する可能性のある範囲に含まれれば、物体が所定範囲に存在するため設置場所を変更した方がよいとユーザは直感的に理解できる。

　前記水分量変換部は、前記一対のプローブの挿抜中は、前記水分量を高頻度で測定し、前記一対のプローブが非動的であるときは、前記水分量を前記高頻度よりも低頻度で測定してもよい。

　これにより、プローブの動的又は非動的な状況に応じて、最適な測定が行える。

　情報処理装置は、
　前記メモリに時系列的に記録された前記水分量や前記伝搬遅延時間の履歴に基づき、前記一対のプローブに対して前記媒質中の所定範囲に物体が存在するか否かを判定し、存在する場合、前記物体の深さを判定する第４の判定部と、
　前記第４の判定部により前記一対のプローブに対して前記媒質中の所定範囲に物体が存在すると判定されると、前記一対のプローブの前記媒質中での設置位置が否であることを示す情報を、前記表示装置に出力する判定結果出力部と、
　をさらに具備してもよい。

　情報処理装置は、
　前記媒質の表面に対する距離を測定する測距センサと、
　前記一対のプローブの挿入量に応じて動的に変化する前記測距センサが測定する距離を、前記アンテナの前記媒質内での深さに変換する挿入量変換部と、をさらに具備し、
　前記判定結果出力部は、前記第４の判定部により判定された前記物体の深さと、前記挿入量変換部により変換された前記アンテナの前記媒質内での深さとに基づき、前記プローブの前記媒質への挿入量をリコメンドすることを示す情報を、前記表示装置に出力してもよい。

　例えば、挿入量と設置良否の関係が分かることから、判定結果出力部は、判定結果を基に、「もっと浅く」、「もっと深く」等のメッセージを出力することで、挿入量をユーザにリコメンドすることができる。

　情報処理装置は、
　前記一対のプローブの前記媒質中での設置位置が否であることを示す情報及び／又は前記プローブの前記媒質への挿入量をリコメンドすることを示す情報を示す音声を、音声出力装置に出力するガイド部
　をさらに具備してもよい。

　ガイド部は、判定状況や判定結果を基に音声や表示によるガイダンスを行っても良い。例えば、判定速度に対して挿入速度が速過ぎる場合はより遅い速度で挿入することを指示、物体が近くにある場合は設置場所を変えるように指示、モード変更のアナウンス、モードに沿った指示（例えば、通常モードに移行した際は動かさないように指示、高速モードに移行した際はゆっくり動かすように指示）等が挙げられる。

　本開示の一形態に係る情報処理装置は、
　各々アンテナを有する一対のプローブの一方へ入射波を含む電気信号を送信する送信機から送信された前記入射波のうち、前記一対のプローブの間の媒質を透過した透過波を受信する受信機が受信した前記透過波の時間波形から透過係数を算出する透過係数算出部と、
　前記透過波の伝搬時間及び信号強度を算出し、所望波のピークの信号強度Ａ及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}を算出する、伝搬時間算出部と、
　前記受信機が受信した前記一対のプローブの前記一方で前記入射波が反射した反射波の時間波形から反射係数を算出する反射係数算出部と、
　前記反射波の往復時間及び信号強度を算出し、前記反射波のピークの信号強度及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出する、往復時間算出部と、
　前記所望波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}と前記反射波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}との差分である伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１＝ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}－ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出する伝搬遅延時間算出部と、
　水分量と前記伝搬遅延時間との間の関係を示す係数を用いて、前記伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１を前記媒質の水分量に変換し、得られた前記水分量をメモリに時系列的に記録する水分量変換部と、
　前記メモリに時系列的に記録された前記水分量の履歴を、表示装置に時系列的に表示する水分量出力部と、
　を具備する。

　本開示の一形態に係る情報処理方法は、
　各々アンテナを有する一対のプローブの一方へ入射波を含む電気信号を送信する送信機から送信された前記入射波のうち、前記一対のプローブの間の媒質を透過した透過波を受信する受信機が受信した前記透過波の時間波形から透過係数を算出し、
　前記透過係数に基づき、前記一対のプローブに対して前記媒質中の所定範囲に物体が存在するか否かを判定する。

　本開示の一形態に係る情報処理方法は、
　各々アンテナを有する一対のプローブの一方へ入射波を含む電気信号を送信する送信機から送信された前記入射波のうち、前記一対のプローブの間の媒質を透過した透過波を受信する受信機が受信した前記透過波の時間波形から透過係数を算出し、
　前記透過波の伝搬時間及び信号強度を算出し、所望波のピークの信号強度Ａ及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}を算出し、
　前記受信機が受信した前記一対のプローブの前記一方で前記入射波が反射した反射波の時間波形から反射係数を算出し、
　前記反射波の往復時間及び信号強度を算出し、前記反射波のピークの信号強度及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出し、
　前記所望波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}と前記反射波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}との差分である伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１＝ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}－ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出し、
　水分量と前記伝搬遅延時間との間の関係を示す係数を用いて、前記伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１を前記媒質の水分量に変換し、得られた前記水分量をメモリに時系列的に記録し、
　前記メモリに時系列的に記録された前記水分量の履歴を、表示装置に時系列的に表示する。

　本開示の一形態に係る情報処理プログラムは、
　情報処理装置のプロセッサを、
　各々アンテナを有する一対のプローブの一方へ入射波を含む電気信号を送信する送信機から送信された前記入射波のうち、前記一対のプローブの間の媒質を透過した透過波を受信する受信機が受信した前記透過波の時間波形から透過係数を算出する透過係数算出部と、
　前記透過係数に基づき、前記一対のプローブに対して前記媒質中の所定範囲に物体が存在するか否かを判定する判定部
　として動作させる。

　本開示の一形態に係る情報処理プログラムは、
　情報処理装置のプロセッサを、
　各々アンテナを有する一対のプローブの一方へ入射波を含む電気信号を送信する送信機から送信された前記入射波のうち、前記一対のプローブの間の媒質を透過した透過波を受信する受信機が受信した前記透過波の時間波形から透過係数を算出する透過係数算出部と、
　前記透過波の伝搬時間及び信号強度を算出し、所望波のピークの信号強度Ａ及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}を算出する、伝搬時間算出部と、
　前記受信機が受信した前記一対のプローブの前記一方で前記入射波が反射した反射波の時間波形から反射係数を算出する反射係数算出部と、
　前記反射波の往復時間及び信号強度を算出し、前記反射波のピークの信号強度及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出する、往復時間算出部と、
　前記所望波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}と前記反射波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}との差分である伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１＝ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}－ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出する伝搬遅延時間算出部と、
　水分量と前記伝搬遅延時間との間の関係を示す係数を用いて、前記伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１を前記媒質の水分量に変換し、得られた前記水分量をメモリに時系列的に記録する水分量変換部と、
　前記メモリに時系列的に記録された前記水分量の履歴を、表示装置に時系列的に表示する水分量出力部
　として動作させる。

測定装置の一構成例を示す。測定ユニットの一構成例を示す。第１の実施形態に係る情報処理装置の機能的構成を示す。情報処理装置の動作フローを示す。マルチパスの発生を説明するための図である。所望波のピークの時間及び反射波のピークの時間を説明するための図である。不要波算出部の処理を説明するための図である。所望波のピークの時間及び不要波のピークの時間を説明するための図である。Ｘの例１－９ＧＨｚ、カイザー窓β＝６．０のグラフである。一対のアンテナの中点を原点とするｘｙｚ座標系を示す。物体が存在する可能性がある位置情報の集合である３次元の楕円の表面の一例を示す。物体が存在すると判定された所定範囲を示す画像の一例を示す。第１の変形例に係る情報処理装置の機能的構成を示す。第２の変形例に係る情報処理装置の機能的構成を示す。第３の変形例に係る情報処理装置の機能的構成を示す。第４の変形例に係る情報処理装置の機能的構成を示す。第５の変形例に係る情報処理装置の機能的構成を示す。第６の変形例に係る情報処理装置の機能的構成を示す。本実施形態に係る測定装置及び比較例を模式的に示す。第２の実施形態に係る情報処理装置の機能的構成を示す。情報処理装置の動作フローを示す。水分量出力部による表示例を示す。第１の例に係る、水分量のグラフと、水分量のグラフに対するアンテナの深さの変位の関係とを模式的に示す。第２の例に係る、水分量のグラフと、水分量のグラフに対するアンテナの深さの変位の関係とを模式的に示す。第３の例に係る、水分量のグラフと、水分量のグラフに対するアンテナの深さの変位の関係とを模式的に示す。第４の例に係る、水分量のグラフと、水分量のグラフに対するアンテナの深さの変位の関係とを模式的に示す。比較例に係る水分センサを示す。第８の変形例に係る情報処理装置の機能的構成を示す。情報処理装置の動作フローを示す。水分量のグラフと、水分量のグラフに対するアンテナの深さの変位の関係とを模式的に示す。第９の変形例を示す。第１０の変形例を示す。第１１の変形例の動作フローを示す。第１２の変形例を示す。第１３の変形例に係る情報処理装置の機能的構成を示す。情報処理装置の動作フローを示す。第１４の変形例に係る情報処理装置の機能的構成を示す。第１５の変形例に係る情報処理装置の機能的構成を示す。第１６の変形例に係る情報処理装置の機能的構成を示す。情報処理装置の動作フローを示す。

　以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。

　Ｉ．第１の実施形態
　１．測定装置の構成例

　図１は、測定装置の一構成例を示す。

　測定装置１００は、媒質Ｍに含まれる水分量を測定するものであり、センサ装置１１０を有する。媒質Ｍとしては、例えば、農作物を育成するための土壌が想定される。

　センサ装置１１０は、水分量の測定に必要なデータを測定データとして取得する。センサ装置１１０は、測定データを信号４０９を介して情報処理装置４００へ送信する。

　情報処理装置４００は、センサ装置１１０と通信可能であり、例えば、エンドユーザ（農作業者、農作業管理者等）が使用する端末装置（例えば、スマートフォン、タブレットコンピュータ、パーソナルコンピュータ等）である。この場合、センサ装置１１０から情報処理装置４００への信号４０９は、無線通信により伝送される。あるいは、情報処理装置４００は、センサ装置１１０の本体に内蔵されてもよい。この場合、センサ装置１１０から情報処理装置４００への信号４０９は、有線通信により伝送されてもよいし、無線通信により伝送されてもよい。情報処理装置４００は、測定データを用いて水分量を測定する。

　センサ装置１１０は、センサヘッド２００と測定ユニット３００とを有する。センサヘッド２００は、一対のプローブ２０１及び２０２からなる部品である。これらのプローブ２０１及び２０２は、ケーブル及び／又は基板上の配線３０８及び３０９を介して測定ユニット３００に接続される。ケーブル及び／又は基板上の配線３０８及び３０９として、例えば、同軸ケーブルが用いられる。これらのケーブル及び／又は基板上の配線３０８及び３０９は、それぞれの先端をプローブ２０１及び２０２の内部に埋め込むことにより、プローブ２０１及び２０２に接続されている。測定ユニット３００は、プローブ２０１及び２０２の一方に電磁波ＥＷを送信させ、その電磁波ＥＷを他方に受信させて測定データを生成する。

　センサヘッド２００は、プローブ２０１及び２０２を有する。プローブ２０１及び２０２のそれぞれの長さは、例えば、７５乃至１５０ミリメートル（ｍｍ）である。プローブ２０１及び２０２のそれぞれの太さ（直径、あるいは、プローブ断面の幅）は、例えば、３乃至３０ミリメートル（ｍｍ）である。これらのプローブ２０１及び２０２は、土壌等の媒質の中に配置され、プローブ２０１及び２０２の間で所定周波数の電磁波を送受信することが可能なアンテナ２１０をそれぞれ有する。一対のプローブ２０１及び２０２は、細長いロッド状であり、それぞれ、第１の端部２０３、２０３と、第２の端部２０４、２０４とを有する。プローブ２０１及び２０２の第１の端部２０３、２０３は、測定ユニット３００の送信機３２０又は透過波受信機３５０（図２）と接続する。プローブ２０１及び２０２の第２の端部２０４、２０４は、プローブ２０１及び２０２の軸方向Ｚにおいて第１の端部２０３、２０３から離間し、媒質Ｍに対する挿入先端である。即ち、プローブ２０１及び２０２の軸方向Ｚは、媒質Ｍへの挿入方向である。プローブ２０１及び２０２の軸方向Ｚは、一対のアンテナ２１０、２１０の離間方向Ｘに直交する方向である。アンテナ２１０、２１０は、プローブ２０１及び２０２の、軸方向Ｚにおいて第１の端部２０３、２０３から離間した位置に設けられる。具体的には、アンテナ２１０、２１０は、プローブ２０１及び２０２の第２の端部２０４、２０４に設けられる。言い換えれば、アンテナ２１０、２１０は、プローブ２０１及び２０２の軸方向Ｚに亘って広く設けられるのではなく、軸方向Ｚのピンポイントに設けられる。このため、アンテナがプローブの軸方向Ｚに亘って広く設けられるケースに比べて、アンテナ２１０、２１０は、軸方向Ｚの水分量測定エリアが狭く、軸方向Ｚの空間分解能が高い。

　プローブ２０１及び２０２は、それぞれのアンテナ２１０の間の離間方向Ｘの距離が所定値Ｄとなるように媒質中に軸方向Ｚに埋め込まれる。例えば、これらのプローブ２０１及び２０２は、媒質Ｍ中に概ね垂直な姿勢で軸方向Ｚに埋め込まれる。なお、アンテナ２１０の間の距離がＤとなるのであれば、それらの姿勢は、垂直な姿勢に限定されない。また、果樹園等において、ショベル等の掘削機で媒質Ｍに縦穴を掘り、縦穴の内周壁面からプローブ２０１及び２０２を媒質Ｍに挿入するケースも考えられる。この場合には、プローブ２０１及び２０２の軸方向Ｚ（即ち、挿入の深さ方向）は垂直方向（縦方向）ではなく水平方向（横方向）となる。本実施形態はこの様なユースケースにも適用可能である。

　アンテナ２１０の間の距離Ｄの大きさは特に限定されない。距離Ｄが大きすぎると、媒質Ｍを伝搬する電磁波ＥＷの減衰が大きくなり、十分な受信強度が得られなくなるおそれがある。一方、距離Ｄが小さすぎると、技術的に観測が難しくなるおそれがある。これらを考慮して、距離Ｄは適切な値に設定される。例えば、距離Ｄは、２５乃至７５ミリメートル（ｍｍ）である。

　２．測定ユニット

　図２は、測定ユニットの一構成例を示す。

　測定ユニット３００は、方向性結合器３１０、送信機３２０、通信部３６０、入射波受信機３３０、反射波受信機３４０及び透過波受信機３５０を有する。測定ユニット３００として、例えば、ベクトルネットワークアナライザが用いられる。

　方向性結合器３１０は、ケーブル及び／又は基板上の配線３０８を伝送する電気信号を入射波と反射波とに分離する。入射波は、送信機３２０により送信された電気信号の波であり、反射波は、プローブ２０１の終端で入射波が反射した波である。この方向性結合器３１０は、入射波を入射波受信機３３０に供給し、反射波を反射波受信機３４０に供給する。

　送信機３２０は、所定周波数の電気信号を電気信号として方向性結合器３１０及びケーブル及び／又は基板上の配線３０８を介して、プローブ２０１に送信する。電気信号内の入射波として、例えば、ＣＷ（Continuous Wave）波が用いられる。この送信機３２０は、例えば、１乃至９ギガヘルツ（ＧＨｚ）の周波数帯域内において、５０メガヘルツ（ＭＨｚ）のステップで周波数を順に切り替えて電気信号を送信する。

　入射波受信機３３０は、方向性結合器３１０からの入射波を受信する。反射波受信機３４０は、方向性結合器３１０からの反射波を受信する。透過波受信機３５０は、プローブ２０２からの透過波を受信する。ここで、透過波は、プローブ２０１及び２０２の間の媒質を透過した電磁波をプローブ２０２が電気信号に変換したものである。

　入射波受信機３３０、反射波受信機３４０及び透過波受信機３５０は、受信した入射波、反射波及び透過波に対して、直交検波とＡＤ（Analog to Digital）変換とを行って測定データとして信号４０９を介して情報処理装置４００に送信する。

　３．情報処理装置の機能的構成

　図３は、第１の実施形態に係る情報処理装置の機能的構成を示す。

　情報処理装置４００は、ＲＯＭが記憶する情報処理プログラムをＣＰＵ等のプロセッサがＲＡＭにロードして実行することにより、電気信号送信制御部４１３、透過係数算出部４０１、第１の判定部４０２、反射係数算出部４０３、伝搬時間算出部４０４、往復時間算出部４０５、伝搬遅延時間算出部４０６、時間幅算出部４０７、第２の判定部４０８、不要波算出部４１４、第３の判定部４１０、位置算出部４１１及び判定結果出力部４１２として動作する。

　第１の判定部４０２、時間幅算出部４０７、第２の判定部４０８、不要波算出部４１４、第３の判定部４１０は、判定部４１５を構成する。判定部４１５は、一対のプローブ２０１及び２０２に対して媒質中の所定範囲に物体が存在するか否かを判定する。

　情報処理装置４００は、さらに、水分量変換部（第２の実施形態で説明）を有する。水分量変換部は、往復時間（後述）、伝搬時間（後述）及び伝搬遅延時間（後述）に基づいて水分量を測定する。水分量変換部は、まず、往復時間及び伝搬時間から伝搬遅延時間を算出する。水分量変換部は、水分量と伝搬遅延時間との間の関係を示す係数を読み出す。水分量変換部は、係数を用いて、算出した伝搬遅延時間を水分量に変換する。水分量変換部は、得られた水分量を、必要に応じた外部の装置や機器へ出力する。

　４．情報処理装置

　図４は、情報処理装置の動作フローを示す。

　電気信号送信制御部４１３は、所定のトリガが発生すると、測定ユニット３００の送信機３２０が入射波を含む電気信号を送信するための命令を、送信機３２０に出力する（ステップＳ４００）。所定のトリガは、一対のプローブ２０１及び２０２の設置時、不変の周期的なタイミング、可変の周期的なタイミング及び／又は天候の変化、を含む。不変の周期的なタイミングは、例えば、１日毎、１週毎、１か月毎等のタイミングを意味する。可変の周期的なタイミングは、例えば、悪天候時や、植物の根が成長しやすい季節等に周期を上げる（タイミングが頻繁に発生する）ことを意味する。天候の変化は、悪天候時や雨天時、悪天候や雨天の後、等、土壌中の石や岩が移動しやすい状態を意味する。送信機３２０は、命令を受けて入射波を含む電気信号を送信する。

　透過係数算出部４０１は、透過波受信機３５０が受信した透過波の時間波形から透過係数を算出する（ステップＳ４０１）。

　第１の判定部４０２は、伝搬時間の範囲ｔＡ～ｔＢの間において、ｔ＝０に最も近い透過係数のピークの信号強度を判定する（ステップＳ４０２）。ｔＡは、媒質に含まれる第１の媒質（例えば、空気）の伝搬時間である。ｔＢは、媒質に含まれる第１の媒質と異なる第２の媒質（例えば、水）の伝搬時間である。第１の判定部４０２は、ｔＡ～ｔＢの間において、ｔ＝０に最も近い透過係数のピークの信号強度が最大値となる場合は、このピークを所望波と判定し、一対のプローブ２０１及び２０２の間である第１の範囲に物体が存在しないと判定する（ステップＳ４０２、ＮＯ）。一方、第１の判定部４０２は、ｔＡ～ｔＢの間において、ｔ＝０に最も近い透過係数のピークの信号強度が最大値とならない場合は、一対のプローブ２０１及び２０２の間である第１の範囲に障害物（物体）が存在する可能性があるため、一対のプローブ２０１及び２０２の設置場所が否と判定する（ステップＳ４０２、ＹＥＳ）。障害物（物体）は、例えば、植物の根や枝、石や岩等である。

　図５は、マルチパス（所望波及び不要波の２つのパス）の発生を説明するための図である。

　（Ａ）の様に一対のプローブ２０１及び２０２の間である第１の範囲に障害物（物体）が存在しない場合（ステップＳ４０２、ＮＯ）、時間軸波形には一対のプローブ２０１及び２０２の間の伝搬時間を表す所望波が存在する（Ｂ）。

　一方、（Ｃ）の様に一対のプローブ２０１及び２０２の間である第１の範囲に障害物（物体）が存在する場合（ステップＳ４０２、ＹＥＳ）、障害物（物体）に反射した波が不要なパスとなり（マルチパスが発生し）、時間軸波形に不要波が発生する（Ｄ）。具体的には、時間ｔＡ~ｔＢの、ｔ＝０に最も近いピークが最大にならない。

　一方、反射係数算出部４０３は、反射波受信機３４０が受信した反射波（プローブ２０１で入射波が反射した反射波）の時間波形から反射係数を算出する（ステップＳ４０３）。

　図６は、所望波のピークの時間及び反射波のピークの時間を説明するための図である。

　第１の判定部４０２が一対のプローブ２０１及び２０２の間である第１の範囲に物体が存在しないと判定すると（ステップＳ４０２、ＮＯ）、伝搬時間算出部４０４は、透過波の伝搬時間及び信号強度を算出し、所望波のピークの信号強度Ａ及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}を算出する（ステップＳ４０４）。図６の（Ａ）に示す様に、伝搬時間とその信号強度を与える所望波のピークは、強度の最大値を与える時間をｔ_{１＿Ｓ２１}とし、その前後の時間の数ポイントの信号強度から求める。例えば、二次関数でフィッティグしてその最大値の点をｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}とする。二次関数以外でフィッティングしてもよい。また、フィッティングせずｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}　＝ｔ_{１＿Ｓ２１}としてもよい。

　往復時間算出部４０５は、反射波の往復時間及び信号強度を算出し、反射波のピークの信号強度及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出する（ステップＳ４０５）。図６の（Ｂ）に示す様に、往復時間とその信号強度を与える所望波のピークは、強度の最大値を与える時間をｔ_{１＿Ｓ１１}とし、その前後の時間の数ポイントの信号強度から求める。例えば、二次関数でフィッティグしてその最大値の点をｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}とする。二次関数以外でフィッティングしてもよい。また、フィッティングせずｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}＝ｔ_{１＿Ｓ１１}としてもよい。

　伝搬遅延時間算出部４０６は、所望波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}と反射波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}との差分である伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１＝ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}－ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出する（ステップＳ４０６）。伝搬遅延時間は、プローブ２０１及び２０２の間の媒質を電磁波が伝搬する時間である。

　時間幅算出部４０７は、所望波のピークの信号強度Ａ（ステップＳ４０４の信号強度Ａ）未満の所定の信号強度となるときの波の時間幅Ｆを算出する（ステップＳ４０７）。所望波のピークの信号強度Ａ未満の所定の信号強度とは、例えば、所望波のピークの信号強度Ａの半分以下の信号強度、である。この所定の信号強度となるときの波の時間幅Ｆを、以下、半値幅Ｆと称することがある。例えば、所望波のピークの信号強度Ａが６ｄＢである場合、信号強度Ａの半分以下の信号強度は、３ｄＢ以下である。Ｆは必ずしも半値幅である必要はなく、所望波のピークの信号強度のＸｄＢ以下の時間幅としてもよい。

　第２の判定部４０８は、時間幅Ｆが第１の閾値以上であるか否かを判定することにより、第２の範囲に物体が存在するか否かを判定する（ステップＳ４０８）。図５の（Ｅ）に示す様に、第２の範囲とは、具体的には、一対のプローブ２０１及び２０２の少なくともいずれか一方の極近傍範囲である。第２の判定部４０８は、時間幅Ｆが第１の閾値以上である場合、一対のプローブ２０１及び２０２から第２の範囲に物体が存在する可能性があるため、一対のプローブ２０１及び２０２の設置場所が否と判定する（ステップＳ４０８、ＹＥＳ）。図５の（Ｆ）に示す様に、「時間幅Ｆが第１の閾値以上である」とは、２個のピークが重なり半値幅が太いことを意味する。一方、第２の判定部４０８は、時間幅Ｆが第１の閾値未満である場合、一対のプローブ２０１及び２０２から第２の範囲に物体が存在しないすると判定する（ステップＳ４０８、ＮＯ）。

　図７は、不要波算出部の処理を説明するための図である。

　不要波算出部４１４は、所望波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}と、所望波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}の後に発生した次のピークである不要波のピークの時間ｔ_{２ｍ＿Ｓ２１}、との時間差Δｔ＝ｔ_{２ｍ＿Ｓ２１}－ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}を算出する。さらに、不要波算出部４１４は、不要波のピークの時間ｔ_{２ｍ＿Ｓ２１}から＋Δｔ時間経過したときの信号強度Ｂを算出する（ステップＳ４０９）。

　図８は、所望波のピークの時間及び不要波のピークの時間を説明するための図である。

　具体的には、不要波算出部４１４は、所望波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}から＋の時間軸方向の信号強度（即ち、時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}より時間的に後の、透過波の信号強度）を確認する。不要波算出部４１４は、前の振幅から増加し減少に転じた個所の振幅を２つ目の最大値を与える時間を、不要波のピークの時間ｔ_{２ｍ＿Ｓ２１}とする。このときの信号強度Ａ'とする。

　例えば、ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}と同様に、二次関数でフィッティングしてその最大値をｔ_{２ｍ＿Ｓ２１}とする。二次関数以外でフィッティングしてもよい。また、フィッティングせずｔ_{２ｍ＿Ｓ２１}＝ｔ_{２＿Ｓ２１}としてもよい。

　次に、不要波算出部４１４は、不要波ピークから＋Δｔ時間経過したときの不要波の信号強度Ｂを算出する。信号強度Ｂは、不要波の包絡線の関数ｇ（Ｔ）（Ｔは時間）を用いて算出する。ｇ（Δｔ）が既知であれば、Ｂは求まる。この関数ｇ（Ｔ，ｗｉｎ，Ｆｒ）は窓関数や、掃引周波数範囲によって異なる。例えば、ある掃引周波数範囲Ｆｒ、窓関数をｗｉｎ、この周波数範囲Ｆｒにおける逆高速フーリエ変換をＩＦＦＴとすると、
　ｇ（Ｔ）＝Ｘ（Ｔ），Ｘ＝｜ＩＦＦＴ（ｗｉｎ）｜
　の関係がある。ｇ（Ｔ）は窓関数、掃引周波数範囲に依存する。窓関数は例えばカイザー窓や、ハミング窓がある。窓関数が無くてもよい。

　図９は、Ｘの例１－９ＧＨｚ、カイザー窓β＝６．０のグラフである。

　よって、信号強度Ｂ［ｄＢ］は下記式で表される。

　Ｂ＝Ａ'＋ｇ（Δｔ）［ｄＢ］

　第３の判定部４１０は、Ａ－ＢとΔｔを用いて不要波の影響を判定することにより、第３の範囲に物体が存在するか否かを判定する（ステップＳ４１０）。図５の（Ｇ）に示す様に、第３の範囲とは、具体的には、一対のプローブ２０１及び２０２から遠方の範囲であり、第２の範囲より広い。

　一例として、第３の判定部４１０は、Δｔが第２の閾値（例えば、５００ｐｓ）以上である場合、第３の範囲に物体が存在しないと判定し、一対のプローブ２０１及び２０２の設置位置が良好であると判定する（ステップＳ４１０、ＮＯ）。一方、第３の判定部４１０は、Δｔが第２の閾値未満である場合、第３の範囲に物体が存在する可能性があるため、一対のプローブ２０１及び２０２の設置場所が否と判定する（ステップＳ４１０、ＹＥＳ）。図５の（Ｈ）に示す様に、「Δｔが第２の閾値未満である」とは、不要波が所望波に時間的に近い場合、所望波の形状が崩れ、ピーク位置がシフトして測定精度が劣化することを意味する。

　別の例として、第３の判定部４１０は、Ａ－Ｂが第３の閾値（例えば、２０ｄＢ）以上である場合、第３の範囲に物体が存在しないと判定し、一対のプローブ２０１及び２０２の設置位置が良好であると判定する（ステップＳ４１０、ＮＯ）。一方、第３の判定部４１０は、Ａ－Ｂが第３の閾値未満である場合、第３の範囲に物体が存在すると判定する可能性があるため、一対のプローブ２０１及び２０２の設置場所が否と判定する（ステップＳ４１０、ＹＥＳ）。

　第３の判定部４１０が第３の範囲に物体が存在すると判定すると（ステップＳ４１０、ＹＥＳ）、位置算出部４１１は、時間差Δｔ、一対のアンテナ２１０及び２１０の位置、媒質の比誘電率、光速、一対のプローブ２０１及び２０２の間の距離及び伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１に基づき、物体が存在する可能性がある位置情報の集合を算出することにより、障害物（物体）の位置を推定する（ステップＳ４１１）。物体が存在する可能性がある位置情報の集合とは、具体的には、一対のアンテナ２１０及び２１０の中点を中心とした３次元の楕円の表面、である。

　図１０は、一対のアンテナの中点を原点とするｘｙｚ座標系を示す。

　具体的には、位置算出部４１１は、一対のアンテナ２１０及び２１０の中点を原点として、図１０のようなｘｙｚ座標系を生成する。障害物（物体）の位置座標を（ｘ，ｙ，ｚ）とし、一対のアンテナ２１０及び２１０の位置座標をＦ（ｐ，０，０），Ｆ'（－ｐ，０，０）とする。

　不要なパスの距離ｌは、図中矢印Ａ及びＢであり、数１の式で示される。

　まず、媒質の比誘電率εｒ，光速ｃ，プローブ間距離Ｌ，伝搬遅延時間をｔ_ｐｄ１＝ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}－ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}とすると、√εｒは、数２の式で示される。

　ｌは、不要なパスの伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ２＝ｔ_{２ｍ＿Ｓ２１}－ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を用いると、数３の式で示される。

　ここで、Δｔ＝ｔ_{２ｍ＿Ｓ２１}－ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}であるから、ｔ_ｐｄ２＝Δｔ＋ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}－ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}＝Δｔ＋ｔ_ｐｄ１であり、数４の式になる。

　よって、数５の式を満たす３次元の楕円関数上に、障害物（物体）の位置を与える解が存在する。

　ここで、数６に示す様に、数５の式をαとする。

　この場合、数７の式を満たす３次元の楕円関数上に、障害物（物体）の位置を与える解が存在する。

　図１１は、物体が存在する可能性がある位置情報の集合である３次元の楕円の表面の一例を示す。

　図中、２個のドットは、一対のアンテナ２１０及び２１０の位置（－ｐ，０，０），（ｐ，０，０）を示す。プローブ間距離Ｌ＝３０ｅ－３［ｍ］、Δｔ＝２０００ｅ－１２［ｓ］、伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１＝４００ｅ－１２［ｓ］、ｐ＝Ｌ／２［ｍ］である。Δｔは、所望波のピークの時間と、所望波のピークの時間の後に発生した次のピークである不要波のピークの時間との時間差である。

　第３の判定部４１０が、第３の範囲に物体が存在しないと判定し、一対のプローブ２０１及び２０２の設置位置が良好であると判定する（ステップＳ４１０、ＮＯ）と、判定結果出力部４１２は、一対のプローブ２０１及び２０２の媒質中での設置位置が良好であることを示す情報を、表示装置５００に出力する（ステップＳ４１２）。表示装置５００は、例えば、情報処理装置４００のディスプレイやＬＥＤライト等である。情報処理装置４００は、音声出力装置や振動装置をさらに有してもよい。表示装置５００、音声出力装置及び振動装置は、情報処理装置４００と通信可能な、情報処理装置４００とは別個の装置でもよい。例えば、表示装置５００は、透過型ヘッドマウントディスプレイでもよい。その場合、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やＬＴＥ（登録商標）などの通信方式により、通信してもよい。

　一方、一対のプローブ２０１及び２０２の間である第１の範囲に障害物（物体）が存在する可能性があり（ステップＳ４０２、ＹＥＳ）、極近傍の第２の範囲に物体が存在する可能性があり（ステップＳ４０８、ＹＥＳ）、及び、遠方の第３の範囲に物体が存在する可能性がある（ステップＳ４１０、ＹＥＳ）ため、一対のプローブ２０１及び２０２の設置場所が否と判定された場合を説明する。この場合、判定結果出力部４１２は、一対のプローブ２０１及び２０２の媒質中での現在の設置位置が否であることを示す情報（例えば、メッセージ）を、表示装置５００に出力する（ステップＳ４１３）。

　さらに、判定結果出力部４１２は、物体が存在すると判定された所定範囲やおおよその距離を示す情報を、表示装置５００に出力してもよい。これにより、ユーザは容易に、所定範囲の外に一対のプローブ２０１及び２０２を設置し直すことができる。所定範囲を示す情報は、所定範囲（一対のプローブの間である第１の範囲、極近傍である第２の範囲、３次元の楕円）を示す画像を含んでもよい。

　図１２は、物体が存在すると判定された所定範囲を示す画像の一例を示す。

　同図に示す様に、所定範囲を示す画像は、水平方向から見た一対のプローブ２０１及び２０２と、水平方向から見た所定範囲（本例では３次元の楕円の軌跡。一対のプローブの間である第１の範囲、極近傍である第２の範囲でもよい）と、を表現するオブジェクトを含んでもよい。あるいは、所定範囲を示す画像は、垂直方向から見た一対のプローブ２０１及び２０２と、水平方向から見た所定範囲（一対のプローブの間である第１の範囲、極近傍である第２の範囲、３次元の楕円）と、を表現するオブジェクトを含んでもよい。所定範囲を示す画像は、一対のプローブ２０１及び２０２の設置地点のマップ上に重畳表示されてもよい。マップは、例えば、情報処理装置４００がＧＰＳ受信ユニットを用いて取得した情報処理装置４００の位置情報に基づきインターネットを介して取得されたものでよい。マップは、２次元でもよいし３次元でもよい。あるいは、表示装置５００が透過型ヘッドマウントディスプレイである場合、所定範囲を示す画像を拡張現実（ＡＲ）や仮想現実（ＶＲ）として重畳表示してもよい。これにより、ユーザは容易に、所定範囲の外に一対のプローブ２０１及び２０２を設置し直すことができる。

　さらに、判定結果出力部４１２は、一対のプローブ２０１及び２０２を媒質中の所定範囲（一対のプローブの間である第１の範囲、極近傍である第２の範囲、３次元の楕円）の外に設置することをリコメンドすることを示す情報を、表示装置５００に出力してもよい。リコメンドすることを示す情報は、メッセージ及び／又は画像でよい。画像は、一対のプローブ２０１及び２０２と、リコメンドする設置位置とを表現するオブジェクトを含んでよい。これらのオブジェクトは、上記と同様に、マップに重畳されてもよいし、透過型ヘッドマウントディスプレイに拡張現実（ＡＲ）や仮想現実（ＶＲ）として重畳表示してもよい。これにより、ユーザは容易に、リコメンドされる範囲に一対のプローブ２０１及び２０２を設置し直すことができる。

　さらに、判定結果出力部４１２は、複数の異なる設置地点に一対のプローブ２０１及び２０２を設置した場合には、複数の異なる設置地点を基準として、物体が存在すると判定された所定範囲を示す情報（画像）や、リコメンドする設置位置（画像）を、同時に表示してもよい。これらのオブジェクトは、上記と同様に、マップに重畳されてもよいし、透過型ヘッドマウントディスプレイに拡張現実（ＡＲ）や仮想現実（ＶＲ）として重畳表示してもよい。これにより、ユーザは容易に、所定範囲の外に一対のプローブ２０１及び２０２を設置し直すことができる。

　５．変形例

　図１３は、第１の変形例に係る情報処理装置の機能的構成を示す。

　第１の変形例に係る情報処理装置４００Ａは、第１の実施形態に係る情報処理装置４００から、不要波算出部４１４、第３の判定部４１０及び位置算出部４１１を除いた構成である。第１の実施形態に比べて判定確度は下がるが、計算量を削減可能である。

　図１４は、第２の変形例に係る情報処理装置の機能的構成を示す。

　第２の変形例に係る情報処理装置４００Ｂは、第１の実施形態に係る情報処理装置４００から、位置算出部４１１を除いた構成である。第１の実施形態に比べて判定確度は下がるが、計算量を削減可能である。

　図１５は、第３の変形例に係る情報処理装置の機能的構成を示す。

　第３の変形例に係る情報処理装置４００Ｃは、第１の実施形態に係る情報処理装置４００から、時間幅算出部４０７及び第２の判定部４０８と、不要波算出部４１４及び第３の判定部４１０との処理の順序を逆にした構成である。第１の実施形態と同様の判定確度及び計算量である。

　図１６は、第４の変形例に係る情報処理装置の機能的構成を示す。

　第４の変形例に係る情報処理装置４００Ｄは、第３の変形例に係る情報処理装置４００Ｃから、位置算出部４１１を除いた構成である。第３の変形例に比べて判定確度は下がるが、計算量を削減可能である。

　図１７は、第５の変形例に係る情報処理装置の機能的構成を示す。

　第５の変形例に係る情報処理装置４００Ｅは、第１の実施形態に係る情報処理装置４００から、時間幅算出部４０７及び第２の判定部４０８を除いた構成である。第１の実施形態に比べて判定確度は下がるが、計算量を削減可能である。

　図１８は、第６の変形例に係る情報処理装置の機能的構成を示す。

　第６の変形例に係る情報処理装置４００Ｆは、第５の変形例に係る情報処理装置４００Ｅから、位置算出部４１１を除いた構成である。第５の変形例に比べて判定確度は下がるが、計算量を削減可能である。

　第７の変形例（不図示）によれば、一対のプローブが１組ではなく、２組設けられてもよい。この場合、判定部４１５は、２組の一対のプローブ２０１及び２０２に対して媒質中の所定位置に物体が存在するか否かを判定することで、物体の存在する位置を幅のある範囲ではなく線上に特定することが出来る。また、一対のプローブが１組ではなく、３組設けられてもよい。この場合、判定部４１５は、３組の一対のプローブ２０１及び２０２に対して媒質中の所定位置に物体が存在するか否かを判定することで、物体の存在する位置を幅のある範囲ではなく１点に特定することが出来る。なお、一対のプローブが４組以上設けられてもよい。

　表示装置５００は、センサ装置１１０に設置してもよい。例えば、ＬＥＤやディスプレイ、音及び／又は振動によって、設置結果を表示及び表現してもよい。設置結果によって、ＬＥＤの色などを変えてもよい。判定結果出力部４１２は、有線で、他のデバイスである他の表示装置５００に判定結果を送信してもよい。

　判定結果の保存及び活用のため、判定部４１５での判定結果をメモリなどに保存してもよい。マイコンなどの信号処理装置に送信してもよい。判定結果を所望ピークの補正に用いてもよい。判定結果を設置の信頼性情報として活用しもよい。複数回の設置良否判定結果とＧＰＳ等による位置測位を組み合わせて、センサ設置の条件が良い／悪い場所を地図上に表示してもよい。

　不要波算出部４１４は、不要波の影響を補正してもよい。不要波の関数の形は既知であるため、不要波が所望波に及ぼす影響を除去することもできる。例えば、判定部４１５は、不要波の影響を除去したうえで、設置良を判定してもよい。

　第１の実施形態は、土壌中の障害物の存在の判定のみならず、土壌中の有益な物体を積極的に検出するときにも使用可能である。

　６．小括

　土壌水分センサの設置時にアンテナ周囲に障害物（物体）がある場合は、測定精度が劣化する可能性がある。従来センサではアンテナ間の電波の伝搬遅延時間を測定するが、アンテナ周囲に障害物（物体）がある場合は、不要な伝搬パスが生じ、伝搬遅延時間に誤差が生じる可能性がある。しかしながら、ユーザは正しくセンサを設置できているか判断できない。

　これに対して、第１の実施形態によれば、判定部４１５は、測定結果における障害物の影響を判定する。位置算出部４１１は、障害物（物体）の位置を計算する。判定結果出力部４１２は、表示装置５００に、設置の良否判定結果を表示する。

　これにより、ユーザは測定結果における障害物（物体）の影響の有無を知ることができる。表示装置５００に障害物の位置を表示することで、ユーザは障害物（物体）を推定し、設置位置を除外できる。障害物によるマルチパス（所望波及び不要波の２つのパス）の影響を低減して、センサを設置できるため、測定精度を担保できる。

　ＩＩ．第２の実施形態

　１．概要

　第１の実施形態では、情報処理装置４００は、媒質中の所定範囲に物体が存在するか否かを判定し、設置の良否を判定し、ユーザに提示する。一方、第２の実施形態では、土壌等の媒質の特に深さ方向の水分分布を測定し、ユーザに提示することを図る。以下の説明において、既に説明した実施形態及び変形例と同様の構成及び動作は図示及び説明を省略し差異点を主に図示及び説明する。

　図１９は、本実施形態に係る測定装置及び比較例を模式的に示す。

　（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、アンテナがプローブの軸方向Ｚに亘って広く設けられる比較例では、軸方向Ｚの水分量測定エリアＡ２、Ａ３が広く、空間分解能が低い。一方、（Ａ）に示すように、アンテナ２１０、２１０は、プローブ２０１及び２０２の、媒質Ｍに対する挿入先端である第２の端部２０４、２０４に設けられる（図２）。言い換えれば、アンテナ２１０、２１０は、プローブ２０１及び２０２の軸方向Ｚに亘って広く設けられるのではなく、軸方向Ｚのピンポイントに設けられる。このため、アンテナ２１０、２１０は、軸方向Ｚの水分量測定エリアＡ１が狭く、空間分解能が高い。即ち、本実施形態に係るアンテナ２１０、２１０は、媒質Ｍの軸方向Ｚの全体的な水分量ではなく、軸方向Ｚのピンポイントなエリアの水分量を測定することができる。

　そこで、第２の実施形態では、本実施形態に係るプローブ２０１及び２０２を媒質Ｍ中に挿抜するときに、アンテナ２１０、２１０の媒質Ｍ内での深さが動的に変化し続ける挿抜期間内の、媒質Ｍの水分量を継続的に測定する。これにより、アンテナ２１０、２１０が媒質Ｍ中の深さ方向の異なる位置にある場合の、深さ方向の異なる位置の水分量を継続的に測定することができる。これにより、継続的に測定した深さ方向の異なる位置の水分量を、媒質Ｍの深さ方向の水分分布としてユーザに提示することができる。特に、アンテナ２１０、２１０がプローブ２０１及び２０２の挿入先端である第２の端部２０４、２０４に設けられることで、プローブ２０１及び２０２を媒質Ｍ中に挿抜するときに、軸方向Ｚのさらに広範囲に亘って、媒質Ｍの水分量を測定することができる。なお、本実施形態において「挿抜」とは、プローブ２０１及び２０２を媒質Ｍ中に深さ方向に挿入し続ける動き、又は、媒質Ｍ中に埋め込まれたプローブ２０１及び２０２を媒質Ｍから引き抜き続ける動き、の何れかを意味する。

　２．情報処理装置の機能的構成

　図２０は、第２の実施形態に係る情報処理装置の機能的構成を示す。

　第２の実施形態に係る情報処理装置４００Ｇは、第１の実施形態に係る情報処理装置４００の機能的構成（図３）に加えて、水分量変換部４１６と、メモリ４１７と、水分量出力部４１８とを有する。なお、第２の実施形態に係る情報処理装置４００Ｇは、時間幅算出部４０７、第２の判定部４０８、不要波算出部４１４、第３の判定部４１０、位置算出部４１１及び判定結果出力部４１２は使用しないため、これらの機能部４１９を有さなくてもよい。

　３．情報処理装置の動作フロー

　図２１は、情報処理装置の動作フローを示す。

　前提として、ユーザは、一対のプローブ２０１及び２０２を、第２の端部２０４，２０４に設けられたアンテナ２１０，２１０から、軸方向Ｚに媒質Ｍに挿入する。これにより、アンテナ２１０，２１０の媒質Ｍ内での軸方向Ｚの深さが動的に変化し続ける。プローブ２０１及び２０２が媒質Ｍに対して挿抜されてアンテナ２１０，２１０の媒質Ｍ内での軸方向Ｚの深さが動的に変化し続ける期間を、「挿抜期間」と称する。

　情報処理装置４００Ｇは、伝搬遅延時間算出ルーチンを実行する（ステップＳ４２０）。伝搬遅延時間算出ルーチンは、第１の実施形態の動作（ステップＳ４００、Ｓ４０１、Ｓ４０３、Ｓ４０４、Ｓ４０５及びＳ４０６）と同様である。具体的には、電気信号送信制御部４１３は、所定のトリガが発生すると（例えば一定時間毎に）、測定ユニット３００の送信機３２０が入射波を含む電気信号を送信するための命令を、送信機３２０に出力する（ステップＳ４００）。透過係数算出部４０１は、透過波受信機３５０が受信した透過波の時間波形から透過係数を算出する（ステップＳ４０１）。反射係数算出部４０３は、反射波受信機３４０が受信した反射波（プローブ２０１で入射波が反射した反射波）の時間波形から反射係数を算出する（ステップＳ４０３）。伝搬時間算出部４０４は、透過波の伝搬時間及び信号強度を算出し、所望波のピークの信号強度Ａ及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}を算出する（ステップＳ４０４）。往復時間算出部４０５は、反射波の往復時間及び信号強度を算出し、反射波のピークの信号強度及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出する（ステップＳ４０５）。伝搬遅延時間算出部４０６は、所望波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}と反射波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}との差分である伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１＝ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}－ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出する（ステップＳ４０６）。伝搬遅延時間は、プローブ２０１及び２０２の間の媒質を電磁波が伝搬する時間である。

　水分量変換部４１６は、水分量と伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１（ステップＳ４０６）との間の関係を示す係数を用いて、伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１を媒質の水分量に変換する（ステップＳ４２１）。水分量変換部４１６は、挿抜期間内の媒質Ｍの水分量を一定時間毎に継続的に得続ける。水分量変換部４１６は、挿抜期間内の水分量を、メモリ４１７に時系列的にＦＩＦＯ（First In, First Out）で記録する（ステップＳ４２２）。

　図２２は、水分量出力部による表示例を示す。

　水分量出力部４１８は、メモリ４１７に時系列的に記録された挿抜期間内の水分量の履歴を、例えばグラフの形式で、表示装置５００に時系列的に表示する（ステップＳ４２３）。具体的には、（Ａ）に示す様に、水分量出力部４１８は、メモリ４１７に時系列的に記録された水分量（volume water content、体積含水率）の履歴と、時系列に対応する経過時間とを２軸とするグラフを、表示装置５００に表示する。なお、水分量は、メモリ４１７に時系列的にＦＩＦＯ（First In, First Out）で記録されるため、メモリ４１７に記憶されている直近の水分量の履歴のみがグラフに表示される。これにより、プローブ２０１及び２０２の挿抜時の経過時間に略比例したアンテナ２１０、２１０の深さに対応する媒質の水分量を、ユーザにとって直感的に表示することが出来る。

　変形例として、水分量出力部４１８は、メモリ４１７に時系列的に記録された前記水分量の履歴と、時系列に対応する経過時間に代えて、時系列的に変化する深さとを２軸とするグラフを、表示装置５００に表示してもよい。例えば、水分量出力部４１８は、プローブ２０１及び２０２の全長（即ち、最大の挿入深さ）と、挿抜期間の開始から終了までの経過時間とに基づき、各経過時間測定点における、アンテナ２１０、２１０が時系列的に変位する各深さ地点を推定すればよい。言い換えれば、水分量出力部４１８は、挿抜期間の開始からの経過時間に略比例して、挿抜期間内に時系列的に変位する各深さ地点を推定すればよい。

　変形例として、（Ｂ）に示す様に、水分量出力部４１８は、水分量の履歴に代えて、水分量に対応する伝搬遅延時間の履歴をグラフに表示してもよい。水分量は、係数を用いて伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１から算出されるので、伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１のグラフは水分量のグラフと類似の特徴を有する。従って、水分量に代えて伝搬遅延時間をグラフに表示しても、ユーザは深さ方向の水分分布の特徴を把握することが可能である。なお、水分量の履歴に代えて伝搬遅延時間の履歴をグラフに表示する場合、ステップＳ４２１の処理は省略してもよい。

　あるいは、（Ｃ）に示す様に、（Ａ）のグラフの縦軸と横軸を逆にして、横軸に水分量の履歴、縦軸に経過時間を表示するグラフを、表示装置５００に表示してもよい。また、（Ｄ）に示す様に、（Ｂ）のグラフの縦軸と横軸を逆にして、横軸に伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１の履歴、縦軸に経過時間を表示するグラフを、表示装置５００に表示してもよい。これらのグラフの様に、縦軸に経過時間を表示することで、経過時間に略比例したアンテナ２１０、２１０の深さをユーザにとって直感的に表示することが出来る。

　４．実施例

　図２３は、第１の例に係る、水分量のグラフと、水分量のグラフに対するアンテナの深さの変位の関係とを模式的に示す。

　本例では、水分量出力部４１８は、メモリ４１７に時系列的に記録された水分量の履歴と、挿抜期間内に時系列的に変位する各深さ地点とを２軸とするグラフ６０１を、表示装置５００に表示する。同図によれば、プローブ２０１及び２０２を媒質Ｍに挿入される最中にプローブ２０１及び２０２の挿入先端に設けられたアンテナ２１０、２１０が位置する深さ地点の媒質Ｍの水分量がピンポイントにグラフで表示される。水分量出力部４１８は、グラフ６０１に加えて、プローブ２０１及び２０２を媒質Ｍに挿入する経過を示す時系列的なＧＵＩ６０２や、プローブ２０１及び２０２を媒質Ｍに完全に挿入したときのＧＵＩ６０３を、さらに表示してもよい。このとき、水分量出力部４１８は、グラフ６０１の縦軸（深さ）と、ＧＵＩ６０２又は６０３のアンテナ２１０、２１０の挿入深さとを視覚的に対応可能に横並びにしたＧＵＩ６０５を表示するのがよい。これにより、挿抜期間内のアンテナ２１０、２１０の媒質Ｍ中での深さ地点と、アンテナ２１０、２１０の深さ地点に対する水分量をユーザが直感的に理解できる。なお、第１の例のグラフ６０１は、媒質Ｍが深くなるに従って水分量が多いという水分分布を示す。

　図２４は、第２の例に係る、水分量のグラフと、水分量のグラフに対するアンテナの深さの変位の関係とを模式的に示す。

　第２の例のグラフ６１１は、第１の例と同様に、媒質Ｍが深くなるに従って水分量が多いという水分分布を示す。一方、プローブ２０１及び２０２を媒質Ｍに完全に挿入したとき（ＧＵＩ６１３）のアンテナ２１０、２１０が位置する深さ地点付近で、水分量が大きく減少する。これは、プローブ２０１及び２０２を媒質Ｍに完全に挿入したとき（ＧＵＩ６１３）のアンテナ２１０、２１０が位置する深さ地点付近に、石などの障害物（物体）が存在する可能性を意味する。水分量出力部４１８は、グラフ６１１に加えて、プローブ２０１及び２０２を媒質Ｍに挿入する経過を示す時系列的なＧＵＩ６１２や、プローブ２０１及び２０２を媒質Ｍに完全に挿入したときのＧＵＩ６１３を、さらに表示してもよい。このとき、水分量出力部４１８は、深さに対する水分量の変化に基づき推定される、媒質Ｍ中に存在する物体の深さを示す情報を、表示装置５００に表示してもよい。具体的には、このとき、水分量出力部４１８は、グラフ６１１の縦軸（深さ）と、ＧＵＩ６１２又は６１３のアンテナ２１０、２１０の挿入深さと、物体６１４が存在する可能性のある深さ地点とを視覚的に対応可能に横並びにしたＧＵＩ６１５を表示するのがよい。これにより、挿抜期間内のアンテナ２１０、２１０の媒質Ｍ中での深さ地点と、物体６１４が存在する可能性のある深さ地点と、アンテナ２１０、２１０の深さ地点に対する水分量をユーザが直感的に理解できる。また、ユーザは、物体６１４の影響を受けないように、プローブ２０１及び２０２を別の地点に挿入したり、プローブ２０１及び２０２を全て挿入せずに媒質Ｍからややはみ出た状態で設置するなどの対応を取ることが可能となる。

　図２５は、第３の例に係る、水分量のグラフと、水分量のグラフに対するアンテナの深さの変位の関係とを模式的に示す。

　第３の例のグラフ６２１は、第１の例と同様に、媒質Ｍが深くなるに従って水分量が多いという水分分布を示す。一方、プローブ２０１及び２０２を媒質Ｍに約２／５の深さまで挿入したときのアンテナ２１０、２１０が位置する深さ地点付近で、水分量が大きく増加する。これは、プローブ２０１及び２０２を媒質Ｍに約２／５の深さまで挿入したときのアンテナ２１０、２１０が位置する深さ地点付近に、水分量が著しく多い不均一な媒質６２４が存在する可能性を意味する。水分量出力部４１８は、グラフ６２１に加えて、プローブ２０１及び２０２を媒質Ｍに挿入する経過を示す時系列的なＧＵＩ６２２や、プローブ２０１及び２０２を媒質Ｍに完全に挿入したときのＧＵＩ６２３を、さらに表示してもよい。このとき、水分量出力部４１８は、グラフ６２１の縦軸（深さ）と、ＧＵＩ６２２又は６２３のアンテナ２１０、２１０の挿入深さと、不均一な媒質６２４が存在する可能性のある深さ地点とを視覚的に対応可能に横並びにしたＧＵＩ６２５を表示するのがよい。これにより、挿抜期間内のアンテナ２１０、２１０の媒質Ｍ中での深さ地点と、不均一な媒質６２４が存在する可能性のある深さ地点と、アンテナ２１０、２１０の深さ地点に対する水分量をユーザが直感的に理解できる。また、ユーザは、不均一な媒質６２４の影響を受けないように、プローブ２０１及び２０２を別の地点に挿入したり、プローブ２０１及び２０２を全て挿入せずに媒質Ｍに約１／５の深さまで挿入した状態で設置するなどの対応を取ることが可能となる。

　図２６は、第４の例に係る、水分量のグラフと、水分量のグラフに対するアンテナの深さの変位の関係とを模式的に示す。

　第４の例のグラフ６３１は、第１の例と同様に、媒質Ｍが深くなるに従って水分量が多いという水分分布を示す。一方、プローブ２０１及び２０２を媒質Ｍに完全に挿入したとき（ＧＵＩ６３３）のアンテナ２１０、２１０が位置する深さ地点付近で、水分量が大きく増加する。これは、プローブ２０１及び２０２を媒質Ｍに完全に挿入したとき（ＧＵＩ６３３）のアンテナ２１０、２１０が位置する深さ地点付近に、水分量が著しく多い不均一な媒質６３４が存在する可能性を意味する。水分量出力部４１８は、グラフ６３１に加えて、プローブ２０１及び２０２を媒質Ｍに挿入する経過を示す時系列的なＧＵＩ６３２や、プローブ２０１及び２０２を媒質Ｍに完全に挿入したときのＧＵＩ６３３を、さらに表示してもよい。このとき、水分量出力部４１８は、グラフ６３１の縦軸（深さ）と、ＧＵＩ６３２又は６３３のアンテナ２１０、２１０の挿入深さと、不均一な媒質６３４が存在する可能性のある深さ地点とを視覚的に対応可能に横並びにしたＧＵＩ６３５を表示するのがよい。これにより、挿抜期間内のアンテナ２１０、２１０の媒質Ｍ中での深さ地点と、不均一な媒質６３４が存在する可能性のある深さ地点と、アンテナ２１０、２１０の深さ地点に対する水分量をユーザが直感的に理解できる。また、ユーザは、不均一な媒質６３４の影響を受けないように、プローブ２０１及び２０２を別の地点に挿入したり、プローブ２０１及び２０２を全て挿入せずに媒質Ｍからややはみ出た状態で設置するなどの対応を取ることが可能となる。

　５．小括

　アンテナ２１０、２１０は、プローブ２０１及び２０２の軸方向Ｚに亘って広く設けられるのではなく、軸方向Ｚのピンポイントに設けられる。このため、アンテナがプローブの軸方向Ｚに亘って広く設けられるケースに比べて、本実施形態に係るアンテナ２１０、２１０は、軸方向Ｚの水分量測定エリアが狭く、空間分解能が高い。言い換えれば、本実施形態に係るアンテナ２１０、２１０は、媒質の軸方向Ｚの全体的な水分量ではなく、軸方向Ｚのピンポイントなエリアの水分量を測定することができる。そこで、第２の実施形態では、本実施形態に係るプローブ２０１及び２０２を媒質中に挿抜するときに、アンテナ２１０、２１０の媒質内での深さが動的に変化し続ける挿抜期間内の、媒質の水分量を継続的に測定する。これにより、アンテナ２１０、２１０が媒質中の深さ方向の異なる位置にある場合の、深さ方向の異なる位置の水分量を継続的に測定することができる。これにより、継続的に測定した深さ方向の異なる位置の水分量を、媒質の深さ方向の水分分布としてユーザに提示することができる。

　図２７は、比較例に係る水分センサを示す。

　これに対して、典型的な水分センサは、アンテナがプローブの軸方向Ｚに亘って広く設けられる。このため、ロッド状のプローブ周辺をまとめて測定しているため空間解像度が低い。そのため平均的な測定を行うことから異物等の物体の影響は比較的少なく、逆に言えば、異物等の物体を検知することができない。また、軸方向Ｚの空間解像度が低いので、深さ方向の水分分布を正確に取得することができない。アンテナがプローブの軸方向Ｚに亘って広く設けられるケースでは、軸方向Ｚの測定範囲が大きいため、仮に挿抜期間内の媒質の水分量を継続的に測定しても、深さ方向の異なる位置の水分量を測定することができず、このため、媒質の深さ方向の水分分布を測定することができない。そのため、アンテナがプローブの軸方向Ｚに亘って広く設けられるセンサでは、センサを媒質に挿入する過程で、高速に水分測定を行い時系列に表示する必要性が低い。

　６．変形例

　６－１．第８の変形例

　図２８は、第８の変形例に係る情報処理装置の機能的構成を示す。

　第８の変形例に係る情報処理装置４００Ｈは、第２の実施形態に係る情報処理装置４００Ｇに、挿入量変換部４２０を付加した構成である。さらに、測定ユニット３００に測距センサ３７０が設けられる。

　測距センサ３７０は、測定ユニット３００から媒質の表面に対する距離を測定する。測距センサ３７０は、レーザー測位計、ＴｏＦセンサ、ステレオカメラ、超音波センサ、レーダー等の非接触センサ、接触式変位計等の機械式センサでよい。測距センサ３７０を使うことで、第２の実施形態よりさらに正確に媒質の深さを求めることが可能になる。

　図２９は、情報処理装置の動作フローを示す。

　前提として、ユーザは、一対のプローブ２０１及び２０２を、第２の端部２０４，２０４に設けられたアンテナ２１０，２１０から、軸方向Ｚに媒質Ｍに挿入する。これにより、アンテナ２１０，２１０の媒質Ｍ内での軸方向Ｚの深さが動的に変化し続ける。言い換えれば、測定ユニット３００から媒質Ｍの表面に対する距離が動的に変化し続ける。測距センサ３７０は、測定ユニット３００から媒質Ｍの表面に対する距離を測定する（ステップＳ４２４）。

　挿入量変換部４２０は、一対のプローブ２０１及び２０２の挿入量に応じて動的に変化する測距センサ３７０が測定する距離を、アンテナ２１０、２１０の媒質Ｍ内での深さ（プローブ２０１及び２０２の挿入量）に変換する（ステップＳ４２５）。

　一方、情報処理装置４００Ｈは、伝搬遅延時間算出ルーチンを実行する（ステップＳ４２０）。伝搬遅延時間算出ルーチンは、第２の実施形態の動作（ステップＳ４００、Ｓ４０１、Ｓ４０３、Ｓ４０４、Ｓ４０５及びＳ４０６）と同様である。水分量変換部４１６は、水分量と伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１（ステップＳ４０６）との間の関係を示す係数を用いて、伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１を媒質の水分量に変換する（ステップＳ４２１）。水分量変換部４１６は、挿抜期間内の媒質Ｍの水分量を一定時間毎に継続的に得続ける。水分量変換部４１６は、挿抜期間内の水分量を、アンテナ２１０、２１０の媒質Ｍ内での深さ（ステップＳ４２５）と対応付けて、メモリ４１７に時系列的にＦＩＦＯ（First In, First Out）で記録する（ステップＳ４２２）。

　図３０は、水分量のグラフと、水分量のグラフに対するアンテナの深さの変位の関係とを模式的に示す。

　水分量出力部４１８は、メモリ４１７に時系列的に記録された挿抜期間内の水分量の履歴を、例えばグラフの形式で、表示装置５００に時系列的に表示する（ステップＳ４２３）。具体的には、水分量出力部４１８は、メモリ４１７に時系列的に記録された水分量（volume water content、体積含水率）の履歴と、時系列的に変化する深さとを２軸とするグラフ６５１を、表示装置５００に表示する。同図によれば、プローブ２０１及び２０２を媒質Ｍに挿入される最中にプローブ２０１及び２０２の挿入先端に設けられたアンテナ２１０、２１０が位置する深さ地点の媒質Ｍの水分量がピンポイントにグラフで表示される。水分量出力部４１８は、グラフ６５１に加えて、プローブ２０１及び２０２を媒質Ｍに挿入する経過を示す時系列的なＧＵＩ６５２や、プローブ２０１及び２０２を媒質Ｍに完全に挿入したときのＧＵＩ６５３を、さらに表示してもよい。プローブ２０１及び２０２を媒質Ｍに挿入する経過を示す時系列的なＧＵＩ６５２は、測距センサ３７０と、測距センサ３７０がレーザー測位計である場合のレーザー３７１をさらに含んでもよい。このとき、水分量出力部４１８は、グラフ６５１の縦軸（深さ）と、ＧＵＩ６５２又は６５３のアンテナ２１０、２１０の挿入深さとを視覚的に対応可能に横並びにしたＧＵＩ６５５を表示するのがよい。これにより、挿抜期間内のアンテナ２１０、２１０の媒質Ｍ中での深さ地点と、アンテナ２１０、２１０の深さ地点に対する水分量をユーザが直感的に理解できる。なお、グラフ６５１は、媒質Ｍが深くなるに従って水分量が多いという水分分布を示す。

　６－２．第９の変形例

　図３１は、第９の変形例を示す。

　上述の様に、水分量出力部４１８は、水分量の履歴に代えて、水分量に対応する、所望波の時系列的に変化する伝搬遅延時間である所望波伝搬遅延時間の履歴を、グラフに表示してもよい。このとき、水分量出力部４１８は、グラフに、不要波の伝搬遅延時間の履歴をさらに表示してもよい。

　伝搬遅延時間とは、透過波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}と反射波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}との差分である。物体が所定範囲に存在しない場合は不要波が発生しないため、所望波のピークだけが検出される。このため、物体が所定範囲に存在しない場合は、（Ａ）に示す様に、所望波（直接波）の伝搬遅延時間である所望波伝搬遅延時間６０６のみが表示される。

　一方、物体が所定範囲に存在する場合は不要波が検出されるため、所望波のピーク及び不要波のピークが検出される。不要波の伝搬遅延時間は、所望波の伝搬遅延時間である所望波伝搬遅延時間６０６とは異なる。この場合、情報処理装置４００Ｇ又は４００Ｈは、所望波及び不要波の複数ピークに対応して、ステップＳ４２０乃至ステップＳ４２３、ステップＳ４０４及びステップＳ４０６を実行する。（Ｂ）及び（Ｃ）に示す様に、水分量出力部４１８は、所望波伝搬遅延時間６０６に加えて、不要波の伝搬遅延時間６０７をさらにグラフに表示する。伝搬遅延時間６０７が表示されず所望波伝搬遅延時間６０６のみ表示されれば、物体が所定範囲に存在しないため望ましい設置場所であるとユーザは直感的に理解できる。一方、所望波伝搬遅延時間６０６に加えて伝搬遅延時間６０７が表示されれば、物体が所定範囲に存在するため設置場所を変更した方がよいとユーザは直感的に理解できる。

　本変形例でも、図２４等と同様に、水分量出力部４１８は、グラフ６６１に加えて、プローブ２０１及び２０２を媒質Ｍに挿入する経過を示す時系列的なＧＵＩ６６２や、プローブ２０１及び２０２を媒質Ｍに完全に挿入したときのＧＵＩ６６３を、さらに表示してもよい。このとき、水分量出力部４１８は、深さに対する水分量の変化に基づき推定される、媒質Ｍ中に存在する物体の深さを示す情報を、表示装置５００に表示してもよい。具体的には、このとき、水分量出力部４１８は、グラフ６６１の縦軸（深さ）と、ＧＵＩ６６２又は６６３のアンテナ２１０、２１０の挿入深さと、物体６６４が存在する可能性のある深さ地点とを視覚的に対応可能に横並びにしたＧＵＩ６６５を表示するのがよい。これにより、挿抜期間内のアンテナ２１０、２１０の媒質Ｍ中での深さ地点と、物体６６４が存在する可能性のある深さ地点と、アンテナ２１０、２１０の深さ地点に対する水分量をユーザが直感的に理解できる。また、ユーザは、物体６６４の影響を受けないように、プローブ２０１及び２０２を別の地点に挿入したり、プローブ２０１及び２０２を全て挿入せずに媒質Ｍからややはみ出た状態で設置するなどの対応を取ることが可能となる。

　６－３．第１０の変形例

　図３２は、第１０の変形例を示す。

　第１０の変形例は、第９の変形例の応用である。水分量出力部４１８は、グラフに、所望波伝搬遅延時間６０６を基準として、一対のプローブ２０１及び２０２に対して媒質中の所定範囲に物体が存在し所望波伝搬遅延時間の算出に影響する可能性のある範囲をさらに表示してもよい。図３２の各グラフ（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、図３１の各グラフ（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）において、所望波伝搬遅延時間６０６を基準として、所望波伝搬遅延時間６０６に影響が及び得る範囲（ＮＧエリア）を示す線６０８、６０９をさらに表示する。線６０８、６０９は、所望波伝搬遅延時間６０６を基準として、所望波伝搬遅延時間６０６を中心に持つ伝搬遅延時間の値の範囲を表現する。不要波の伝搬遅延時間６０７の少なくとも一部が、線６０８、６０９の間の範囲（ＮＧエリア）に含まれるとき、一対のプローブ２０１及び２０２に対して媒質中の所定範囲に物体が存在する可能性があることを意味する。伝搬遅延時間６０７の少なくとも一部が、線６０８、６０９の間の範囲（ＮＧエリア）に含まれれば、物体が所定範囲に存在するため設置場所を変更した方がよいとユーザは直感的に理解できる。

　本変形例でも、図２４と同様に、水分量出力部４１８は、グラフ６７１に加えて、プローブ２０１及び２０２を媒質Ｍに挿入する経過を示す時系列的なＧＵＩ６７２や、プローブ２０１及び２０２を媒質Ｍに完全に挿入したときのＧＵＩ６７３を、さらに表示してもよい。このとき、水分量出力部４１８は、深さに対する水分量の変化に基づき推定される、媒質Ｍ中に存在する物体の深さを示す情報を、表示装置５００に表示してもよい。具体的には、このとき、水分量出力部４１８は、グラフ６７１の縦軸（深さ）と、ＧＵＩ６７２又は６７３のアンテナ２１０、２１０の挿入深さと、物体６７４が存在する可能性のある深さ地点とを視覚的に対応可能に横並びにしたＧＵＩ６７５を表示するのがよい。これにより、挿抜期間内のアンテナ２１０、２１０の媒質Ｍ中での深さ地点と、物体６７４が存在する可能性のある深さ地点と、アンテナ２１０、２１０の深さ地点に対する水分量をユーザが直感的に理解できる。また、ユーザは、物体６７４の影響を受けないように、プローブ２０１及び２０２を別の地点に挿入したり、プローブ２０１及び２０２を全て挿入せずに媒質Ｍからややはみ出た状態で設置するなどの対応を取ることが可能となる。

　６－４．第１１の変形例

　図３３は、第１１の変形例の動作フローを示す。

　情報処理装置４００Ｇは、一対のプローブ２０１及び２０２の挿抜中は、水分量を高頻度で測定し（高速モード）、一対のプローブ２０１及び２０２が非動的であるときは、水分量を高頻度よりも低頻度で測定してもよい（通常モード）。通常モードは、精度重視の通常測定用であり、動的な位置変化の少ない安定時に使用し、より多くの測定結果を基に水分量を算出する（平均化数が多い）モードである。高速モードは、速度重視の挿抜期間内の測定用であり、過渡的な特性を見るために使用し、多少精度を犠牲にして、少ない測定結果を基に水分量を算出する（平均化数が少ない）モードである。情報処理装置４００Ｇは、モード切替部（不図示）を有する。モード切替部は、測距センサ３７０の出力や、測定ユニット３００に設けた加速度センサ（不図示）等の出力を基に自動でモードを切り替えても良い。あるいは、ユーザが手動でモード切替のための操作を行い、モード切替部はその操作を検出してモードを切り替えてもよい。モードを切り替えることにより、プローブ２０１及び２０２の動的又は非動的な状況に応じて、最適な測定が行える。挿抜時は、高速に高頻度で結果を表示しないと、変化に追従できない。逆に設置時は、変化が少ないので低速に低頻度の表示で十分である。一般に測定精度を上げるために平均化処理をしているが、高速時は平均化するサンプル数を減らすことで、高頻度に結果を表示する。低速時は、平均化するサンプル数を増やすことで、低頻度に結果を表示する。

　情報処理装置４００Ｇは、測距センサ３７０の出力、加速度センサ等の出力又はユーザ操作等に基づき、一対のプローブ２０１及び２０２の挿抜期間内であるか否かを判定する（ステップＳ４２６）。挿抜期間内であれば（ステップＳ４２６、ＹＥＳ）、情報処理装置４００Ｇは、高速モードを開始する（ステップＳ４２７）。高速モードにおいて、情報処理装置４００Ｇは、水分量を高頻度で測定して、挿抜期間内内の水分量の履歴を、例えばグラフの形式で、表示装置５００に時系列的に表示し続ける（ステップＳ４２０乃至ステップＳ４２３）。情報処理装置４００Ｇは、モード切替部が挿抜期間内でなく安定的な設置状態であると判断するまで（ステップＳ４３０、ＮＯ）、水分量を高頻度で測定して、挿抜期間内の水分量の履歴を時系列的に表示し続ける。

　一方、挿抜期間内でなく安定的な設置状態であれば（ステップＳ４２６、ＮＯ）、情報処理装置４００Ｇは、所定時間毎に（ステップＳ４２８、ＹＥＳ）伝搬遅延時間算出ルーチンを実行し（ステップＳ４２０）、伝搬遅延時間を水分量に変換し（ステップＳ４２１）、水分量を表示装置５００に表示又はサーバ（不図示）に送信する（ステップＳ４２９）。なお、安定的な設置状態の水分量を測定する場合、挿抜期間の様に水分量をメモリ４１７に時系列的に記録し（ステップＳ４２２）、水分量の履歴を表示装置５００に時系列的にグラフ表示（ステップＳ４２３）しなくてもよい。

　６－５．第１２の変形例

　図３４は、第１２の変形例を示す。

　果樹園等において、ショベル等の掘削機で媒質Ｍに縦穴を掘り、縦穴の内周壁面からプローブ２０１及び２０２を媒質Ｍに挿入するケースも考えられる。この場合には、プローブ２０１及び２０２の軸方向Ｚ（即ち、挿入の深さ方向）は垂直方向（縦方向）ではなく水平方向（横方向）となる。この場合、縦軸に水分量の履歴、横軸に挿入量（アンテナの深さ）を表示するグラフを、表示装置５００に表示してもよい。プローブ２０１及び２０２の軸方向Ｚ（即ち、挿入の深さ方向）及びグラフの挿入量（アンテナの深さ）が、水平方向（横方向）及び横軸で一致するため、ユーザは、水平方向（横方向）の水分分布を直感的に理解しやすい。

　６－６．第１３の変形例

　図３５は、第１３の変形例に係る情報処理装置の機能的構成を示す。

　第１３の変形例に係る情報処理装置４００Ｉは、第２の実施形態に係る情報処理装置４００Ｇに、第４の判定部４２１を付加した構成である。

　図３６は、情報処理装置の動作フローを示す。

　伝搬遅延時間算出ルーチン（ステップＳ４２０）、伝搬遅延時間を媒質の水分量に変換（ステップＳ４２１）水分量をメモリ４１７に時系列的に記録（ステップＳ４２２）及び水分量の履歴を時系列的に表示（ステップＳ４２３）は第２の実施形態と同様である。第４の判定部４２１は、メモリ４１７に時系列的に記録された水分量の履歴に基づき、一対のプローブ２０１及び２０２に対して媒質中の所定範囲に物体が存在するか否かを判定する（ステップＳ４２４）。例えば、第４の判定部４２１は、水分量や伝搬遅延時間の変化の様子を基に設置良否を判定すればよい。具体的には、第４の判定部４２１は、急激な変化がある場合や、想定から大きく外れている場合、あるいは不要波の伝搬遅延時間が所望波伝搬遅延時間に近づいてる（ＮＧエリア）場合、一対のプローブ２０１及び２０２に対して媒質中の所定範囲に物体が存在すると判定すればよい。判定結果出力部４１２は、第４の判定部４２１の判定結果を出力する（ステップＳ４３２）。例えば、判定結果出力部４１２は、第４の判定部４２１により一対のプローブ２０１及び２０２に対して媒質中の所定範囲に物体が存在すると判定されると、一対のプローブ２０１及び２０２の媒質中での設置位置が否であることを示す情報（例えば、メッセージ）を、表示装置５００に出力する。一方、判定結果出力部４１２は、第４の判定部４２１により一対のプローブ２０１及び２０２に対して媒質中の所定範囲に物体が存在しないと判定されると、一対のプローブ２０１及び２０２の媒質中での設置位置が良好であることを示す情報（例えば、メッセージ）を、表示装置５００に出力する。第４の判定部４２１は、少なくとも判定結果を出力すれば、メモリ４１７に時系列的に記録された水分量を表示してもしなくてもよい。

　６－７．第１４の変形例

　図３７は、第１４の変形例に係る情報処理装置の機能的構成を示す。

　第１３の変形例に係る情報処理装置４００Ｊは、第８の変形例に係る情報処理装置４００Ｈに、第４の判定部４２１を付加した構成である。第４の判定部４２１の動作は第１３の変形例と同様である。加えて、第４の判定部４２１は、媒質中の所定範囲に存在する物体の深さを、挿入量変換部４２０が得た深さに基づき判定する。判定結果出力部４１２は、第４の判定部４２１により判定された物体の深さと、挿入量変換部４２０により変換されたアンテナ２１０、２１０の媒質内での深さとに基づき、プローブ２０１及び２０２の媒質への挿入量をリコメンドすることを示す情報を、表示装置に出力してもよい。例えば、挿入量と設置良否の関係が分かることから、判定結果出力部４１２は、判定結果を基に、「もっと浅く」、「もっと深く」等のメッセージを出力することで、挿入量をユーザにリコメンドしてもよい。

　６－８．第１５の変形例

　図３８は、第１５の変形例に係る情報処理装置の機能的構成を示す。

　第１５の変形例に係る情報処理装置４００Ｋは、第１３の変形例に係る情報処理装置４００Ｉに、ガイド部４２２を付加した構成である。ガイド部４２２は、一対のプローブ２０１及び２０２の媒質中での設置位置が否であることを示す情報や、より良い設置をリコメンドすることを示す音声や情報を、音声出力装置６００や表示装置５００に出力する。音声出力装置６００は、典型的には、スマートフォン等の情報処理装置４００Ｉに内蔵された又は情報処理装置４００Ｉに接続されたスピーカ等である。ガイド部４２２は、判定状況や判定結果を基に音声や表示によるガイダンスを行っても良い。例えば、判定速度に対して挿入速度が速過ぎる場合はより遅い速度で挿入することを指示、物体が近くにある場合は設置場所を変えるように指示、モード変更のアナウンス、モードに沿った指示（例えば、通常モードに移行した際は動かさないように指示、高速モードに移行した際はゆっくり動かすように指示）等が挙げられる。

　６－９．第１６の変形例

　図３９は、第１６の変形例に係る情報処理装置の機能的構成を示す。

　第１６の変形例に係る情報処理装置４００Ｌは、第１３の変形例に係る情報処理装置４００Ｊに、ガイド部４２２を付加した構成である。即ち、第１６の変形例に係る情報処理装置４００Ｌは、第１１の変形例の複数モード（図３３）、第８の変形例の挿入量変換部４２０及び測距センサ３７０（図２８）、第１４の変形例の第４の判定部４２１（図３７）及び第１５の変形例のガイド部４２２（図３８）を全て含む。ガイド部４２２の動作は第１５の変形例と同様である。加えて、ガイド部４２２は、プローブ２０１及び２０２の媒質への挿入量をガイドやリコメンドする音声や情報を、音声出力装置６００や表示装置５００に出力してもよい。

　図４０は、情報処理装置の動作フローを示す。

　図４０の動作フローは、第８の変形例の動作フロー（図２９）、第１１の変形例の動作フロー（図３３）及び第１４の変形例の動作フロー（図３６）の組み合わせにステップＳ４３３－Ｓ４３６を付加した構成を有する。ガイド部４２２は、高速モードが開始されると（ステップＳ４２７）、高速モードが開始されたことを示すガイダンスを出力する（ステップＳ４３３）。ガイド部４２２は、アンテナ２１０、２１０の媒質Ｍ内での深さ（プローブ２０１及び２０２の挿入量）（ステップＳ４２５）が大きく変化した場合、測定速度に対して挿入速度が速過ぎる場合はより遅い速度で挿入することを指示するためのガイダンスを出力する（ステップＳ４３４）。ガイド部４２２は、第４の判定部４２１の物体の有無の判定結果（ステップＳ４３２）に応じたガイダンス、即ち、物体が近くにある場合は設置場所を変えるように指示するためのガイダンスを出力する（ステップＳ４３５）。ガイド部４２２は、挿抜期間内でなく安定的な設置状態であると判断されると（ステップＳ４３０、ＮＯ）、高速モードから通常モードに戻ったことを示すガイダンスを出力する（ステップＳ４３６）。

　７．結語

　第２の実施形態及び各変形例によれば、空間分解能の高い水分センサを使用し、媒質に対して挿抜する際、水分量（誘電率、遅延時間）を連続的に測定し、測定結果を連続的に表示する。これにより、過渡的な特性を基に、設置位置が適切かどうか分かり、また、挿入方向の水分分布が分かる。さらに、測距センサを用いて挿入量を測定することにより、水分分布測定において、挿入量（深さ）と水分量の関係をより正確に表すことができる。さらに、所望波（直接波）だけではなく、他のピーク（不要波）の伝搬遅延時間を同時に求めて表示することにより、設置良否判定において、より具体的に設置位置の適切さ（物体の影響など）を知ることが出来る。さらに、複数の測定モードを持つことにより、例えば挿抜時の測定は高速モードで測定するなど、状況に応じて、最適な測定を行うことができ、１種のセンサで複数の状況に対応できる。さらに、挿入方向は深さ方向に限定されず水平方向等であっても良いので、水平方向の水分分布を知ることが出来る。さらに、設置良否判定において、水分変化や水分分布を基に設置良否を判定したり、挿入指示をユーザに与えることにより、ユーザが主観的でなく客観的に判断することが可能になる。さらに、測定状況や測定結果を基にガイダンスを与えることにより、ユーザが状況を認識しやすくなる。

　なお本発明は2015年に国連サミットで採択されたSDGs（Sustainable Development Goals）のゴール２「Zero Hunger」およびゴール6「Clean Water and Sanitation」に関連しうる。

　本発明により、高精度な土壌水分量測定が可能となり、水分センサの測定結果に応じて、作物への潅水制御を行うことで、より効率の良い水の使用が可能となる。

　また、本発明を農業分野に活用することで、農業における水の無駄な使用や廃水を減らすことが可能となり、環境に優しくエネルギー効率の高い農業が実現可能となる。

本開示は、以下の各構成を有してもよい。

　（１）
　各々アンテナを有する一対のプローブの一方へ入射波を含む電気信号を送信する送信機から送信された前記入射波のうち、前記一対のプローブの間の媒質を透過した透過波を受信する受信機が受信した前記透過波の時間波形から透過係数を算出する透過係数算出部と、
　前記透過係数に基づき、前記一対のプローブに対して前記媒質中の所定範囲に物体が存在するか否かを判定する判定部と、
　を具備する情報処理装置。
　（２）
　上記（１）に記載の情報処理装置であって、
　前記判定部の判定結果を、表示装置に出力する判定結果出力部
　をさらに具備する情報処理装置。
　（３）
　上記（２）に記載の情報処理装置であって、
　前記判定結果出力部は、前記一対のプローブに対して前記媒質中の所定範囲に物体が存在すると判定されると、前記一対のプローブの前記媒質中での設置位置が否であることを示す情報を、表示装置に出力する
　情報処理装置。
　（４）
　上記（２）又は（３）に記載の情報処理装置であって、
　前記判定結果出力部は、前記一対のプローブに対して前記媒質中の所定範囲に物体が存在すると判定されると、前記物体が存在すると判定された前記所定範囲を示す情報を、表示装置に出力する
　情報処理装置。
　（５）
　上記（２）乃至（４）の何れか一項に記載の情報処理装置であって、
　前記判定結果出力部は、前記一対のプローブに対して前記媒質中の所定範囲に物体が存在すると判定されると、前記一対のプローブを前記媒質中の前記所定範囲の外に設置することをリコメンドすることを示す情報を、表示装置に出力する
　情報処理装置。
　（６）
　上記（４）又は（５）に記載の情報処理装置であって、
　前記所定範囲を示す情報は、前記所定範囲を示す画像を含む
　情報処理装置。
　（７）
　上記（１）乃至（６）の何れか一項に記載の情報処理装置であって、
　所定のトリガが発生すると、前記送信機が前記電気信号を送信するための命令を、前記送信機に出力する電気信号送信制御部
　をさらに具備する情報処理装置。
　（８）
　上記（７）に記載の情報処理装置であって、
　前記所定のトリガは、前記一対のプローブの設置時、不変の周期的なタイミング、可変の周期的なタイミング及び／又は天候の変化、を含む
　情報処理装置。
　（９）
　上記（１）乃至（８）の何れか一項に記載の情報処理装置であって、
　前記判定部は、２組以上の前記一対のプローブに対して前記媒質中の所定位置に物体が存在するか否かを判定する
　を具備する情報処理装置。
　（１０）
　上記（１）乃至（９）の何れか一項に記載の情報処理装置であって、
　前記判定部は、前記媒質に含まれる第１の媒質の伝搬時間をｔＡとし、前記媒質に含まれる前記第１の媒質と異なる第２の媒質の伝搬時間をｔＢとしたとき、伝搬時間の範囲ｔＡ～ｔＢの間において、ｔ＝０に最も近い前記透過係数のピークの信号強度が最大値となる場合は、前記一対のプローブの間である第１の範囲に物体が存在しないと判定し、最大値とならない場合は、前記第１の範囲に物体が存在すると判定する、第１の判定部を有する
　情報処理装置。
　（１１）
　上記（１）乃至（１０）の何れか一項に記載の情報処理装置であって、
　前記透過波の伝搬時間及び信号強度を算出し、所望波のピークの信号強度Ａ及び時間ｔ１ｍ＿Ｓ２１を算出する、伝搬時間算出部をさらに具備し、
　前記判定部は、
　　前記所望波のピークの信号強度Ａ未満の所定の信号強度となるときの波の時間幅Ｆを算出する時間幅算出部と、
　　前記時間幅Ｆが第１の閾値以上である場合、前記一対のプローブから第２の範囲に物体が存在すると判定し、前記時間幅Ｆが前記第１の閾値未満である場合、前記一対のプローブから前記第２の範囲に物体が存在しないすると判定する、第２の判定部と、
　を有する
　情報処理装置。
　（１２）
　上記（１）乃至（１１）の何れか一項に記載の情報処理装置であって、
　前記透過波の伝搬時間及び信号強度を算出し、所望波のピークの信号強度Ａ及び時間ｔ１ｍ＿Ｓ２１を算出する、伝搬時間算出部をさらに具備し、
　前記判定部は、
　　前記所望波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}と、前記所望波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}の後に発生した次のピークである不要波のピークの時間ｔ_{２ｍ＿Ｓ２１}、との時間差Δｔ＝ｔ_{２ｍ＿Ｓ２１}－ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}を算出する、不要波算出部と、
　　Δｔが第２の閾値以上である場合、前記第２の範囲より広い第３の範囲に物体が存在しないと判定し、Δｔが前記第２の閾値未満である場合、前記第３の範囲に物体が存在すると判定する、第３の判定部と、
　を有する
　情報処理装置。
　（１３）
　上記（１２）に記載の情報処理装置であって、
　前記不要波算出部は、前記不要波のピークの時間ｔ_{２ｍ＿Ｓ２１}から＋Δｔ時間経過したときの信号強度Ｂを算出し、
　前記第３の判定部は、Ａ－Ｂが第３の閾値以上である場合、前記第３の範囲に物体が存在しないと判定し、Ａ－Ｂが前記第３の閾値未満である場合、前記第３の範囲に物体が存在すると判定する
　情報処理装置。
　（１４）
　上記（１２）又は（１３）に記載の情報処理装置であって、
　前記受信機が受信した前記一対のプローブの前記一方で前記入射波が反射した反射波の時間波形から反射係数を算出する反射係数算出部と、
　前記反射波の往復時間及び信号強度を算出し、前記反射波のピークの信号強度及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出する、往復時間算出部と、
　前記所望波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}と前記反射波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}との差分である伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１＝ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}－ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出する伝搬遅延時間算出部と、
　前記第３の判定部が前記第３の範囲に物体が存在すると判定すると、前記時間差Δｔ、前記一対のアンテナの位置、前記媒質の比誘電率、光速、前記一対のプローブ間の距離及び伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１に基づき、前記物体が存在する可能性がある位置情報の集合を算出する位置算出部と、
　をさらに具備する情報処理装置。
　（１５）
　上記（１）乃至（１４）の何れか一項に記載の情報処理装置であって、
　前記透過波の伝搬時間及び信号強度を算出し、所望波のピークの信号強度Ａ及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}を算出する、伝搬時間算出部と、
　前記受信機が受信した前記一対のプローブの前記一方で前記入射波が反射した反射波の時間波形から反射係数を算出する反射係数算出部と、
　前記反射波の往復時間及び信号強度を算出し、前記反射波のピークの信号強度及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出する、往復時間算出部と、
　前記所望波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}と前記反射波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}との差分である伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１＝ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}－ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出する伝搬遅延時間算出部と、
　水分量と前記伝搬遅延時間との間の関係を示す係数を用いて、前記伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１を前記媒質の水分量に変換し、得られた前記水分量をメモリに時系列的に記録する水分量変換部と、
　前記メモリに時系列的に記録された前記水分量の履歴を、表示装置に時系列的に表示する水分量出力部と、
　をさらに具備する情報処理装置。
　（１６）
　上記（１５）に記載の情報処理装置であって、
　前記一対のプローブは、それぞれ、前記送信機又は前記受信機と接続する第１の端部と、一対の前記アンテナの離間方向に直交する方向である軸方向において前記第１の端部から離間する第２の端部と、を有し、
　前記アンテナは、前記プローブの、前記軸方向において前記第１の端部から離間した位置に設けられる
　情報処理装置。
　（１７）
　上記（１６）に記載の情報処理装置であって、
　前記アンテナは、前記プローブの前記第２の端部に設けられる
　情報処理装置。
　（１８）
　上記（１６）又は（１７）に記載の情報処理装置であって、
　前記水分量変換部は、前記一対のプローブが前記第２の端部から前記軸方向に前記媒質に挿抜されて前記アンテナの前記媒質内での深さが動的に変化し続ける挿抜期間内の、前記媒質の水分量を継続的に得て、前記挿抜期間内の前記水分量を前記メモリに時系列的に記録し、
　前記水分量出力部は、前記メモリに時系列的に記録された前記挿抜期間内の前記水分量を、前記表示装置に時系列的に表示する
　情報処理装置。
　（１９）
　上記（１８）に記載の情報処理装置であって、
　前記水分量出力部は、前記メモリに時系列的に記録された前記水分量の履歴と、前記時系列に対応する経過時間又は前記時系列的に変化する深さとを２軸とするグラフを、前記表示装置に表示する
　情報処理装置。
　（２０）
　上記（１８）又は（１９）に記載の情報処理装置であって、
　前記媒質の表面に対する距離を測定する測距センサにより測定される前記一対のプローブの挿入量に応じて動的に変化する距離を、前記アンテナの前記媒質内での深さに変換する挿入量変換部をさらに具備し、
　前記水分量出力部は、前記メモリに時系列的に記録された前記水分量の履歴と、前記時系列的に変化する深さとを２軸とするグラフを、前記表示装置に表示する
　情報処理装置。
　（２１）
　上記（１８）乃至（２０）の何れか一項に記載の情報処理装置であって、
　前記水分量出力部は、前記深さに対する前記水分量の変化に基づき推定される、前記媒質中に存在する物体の深さを示す情報を、前記表示装置に表示する
　情報処理装置。
　（２２）
　上記（１９）又は（２０）に記載の情報処理装置であって、
　前記水分量出力部は、前記水分量の履歴に代えて、前記水分量に対応する、所望波の時系列的に変化する伝搬遅延時間である所望波伝搬遅延時間の履歴を、前記グラフに表示する
　情報処理装置。
　（２３）
　上記（２２）に記載の情報処理装置であって、
　前記水分量出力部は、前記グラフに、不要波の伝搬遅延時間の履歴をさらに表示する
　情報処理装置。
　（２４）
　上記（２３）に記載の情報処理装置であって、
　前記水分量出力部は、前記グラフに、前記所望波伝搬遅延時間を基準として、前記一対のプローブに対して前記媒質中の所定範囲に物体が存在し所望波伝搬遅延時間の算出に影響する可能性のある範囲をさらに表示する
　情報処理装置。
　（２５）
　上記（１５）乃至（２４）の何れか一項に記載の情報処理装置であって、
　前記水分量変換部は、前記一対のプローブの挿抜中は、前記水分量を高頻度で測定し、前記一対のプローブが非動的であるときは、前記水分量を前記高頻度よりも低頻度で測定する
　情報処理装置。
　（２６）
　上記（１５）乃至（２５）の何れか一項に記載の情報処理装置であって、
　前記メモリに時系列的に記録された前記水分量や前記伝搬遅延時間の履歴に基づき、前記一対のプローブに対して前記媒質中の所定範囲に物体が存在するか否かを判定し、存在する場合、前記物体の深さを判定する第４の判定部と、
　前記第４の判定部により前記一対のプローブに対して前記媒質中の所定範囲に物体が存在すると判定されると、前記一対のプローブの前記媒質中での設置位置が否であることを示す情報を、前記表示装置に出力する判定結果出力部と、
　をさらに具備する情報処理装置。
　（２７）
　上記（２６）に記載の情報処理装置であって、
　前記媒質の表面に対する距離を測定する測距センサと、
　前記一対のプローブの挿入量に応じて動的に変化する前記測距センサが測定する距離を、前記アンテナの前記媒質内での深さに変換する挿入量変換部と、をさらに具備し、
　前記判定結果出力部は、前記第４の判定部により判定された前記物体の深さと、前記挿入量変換部により変換された前記アンテナの前記媒質内での深さとに基づき、前記プローブの前記媒質への挿入量をリコメンドすることを示す情報を、前記表示装置に出力する
　情報処理装置。
　（２８）
　上記（２７）に記載の情報処理装置であって、
　前記一対のプローブの前記媒質中での設置位置が否であることを示す情報及び／又は前記プローブの前記媒質への挿入量をリコメンドすることを示す情報を示す音声を、音声出力装置に出力するガイド部
　をさらに具備する情報処理装置。
　（２９）
　各々アンテナを有する一対のプローブの一方へ入射波を含む電気信号を送信する送信機から送信された前記入射波のうち、前記一対のプローブの間の媒質を透過した透過波を受信する受信機が受信した前記透過波の時間波形から透過係数を算出する透過係数算出部と、
　前記透過波の伝搬時間及び信号強度を算出し、所望波のピークの信号強度Ａ及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}を算出する、伝搬時間算出部と、
　前記受信機が受信した前記一対のプローブの前記一方で前記入射波が反射した反射波の時間波形から反射係数を算出する反射係数算出部と、
　前記反射波の往復時間及び信号強度を算出し、前記反射波のピークの信号強度及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出する、往復時間算出部と、
　前記所望波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}と前記反射波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}との差分である伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１＝ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}－ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出する伝搬遅延時間算出部と、
　水分量と前記伝搬遅延時間との間の関係を示す係数を用いて、前記伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１を前記媒質の水分量に変換し、得られた前記水分量をメモリに時系列的に記録する水分量変換部と、
　前記メモリに時系列的に記録された前記水分量の履歴を、表示装置に時系列的に表示する水分量出力部と、
　を具備する情報処理装置。
　（３０）
　各々アンテナを有する一対のプローブの一方へ入射波を含む電気信号を送信する送信機から送信された前記入射波のうち、前記一対のプローブの間の媒質を透過した透過波を受信する受信機が受信した前記透過波の時間波形から透過係数を算出し、
　前記透過係数に基づき、前記一対のプローブに対して前記媒質中の所定範囲に物体が存在するか否かを判定する
　情報処理方法。
　（３１）
　各々アンテナを有する一対のプローブの一方へ入射波を含む電気信号を送信する送信機から送信された前記入射波のうち、前記一対のプローブの間の媒質を透過した透過波を受信する受信機が受信した前記透過波の時間波形から透過係数を算出し、
　前記透過波の伝搬時間及び信号強度を算出し、所望波のピークの信号強度Ａ及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}を算出し、
　前記受信機が受信した前記一対のプローブの前記一方で前記入射波が反射した反射波の時間波形から反射係数を算出し、
　前記反射波の往復時間及び信号強度を算出し、前記反射波のピークの信号強度及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出し、
　前記所望波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}と前記反射波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}との差分である伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１＝ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}－ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出し、
　水分量と前記伝搬遅延時間との間の関係を示す係数を用いて、前記伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１を前記媒質の水分量に変換し、得られた前記水分量をメモリに時系列的に記録し、
　前記メモリに時系列的に記録された前記水分量の履歴を、表示装置に時系列的に表示する
　情報処理方法。
　（３２）
　情報処理装置のプロセッサを、
　各々アンテナを有する一対のプローブの一方へ入射波を含む電気信号を送信する送信機から送信された前記入射波のうち、前記一対のプローブの間の媒質を透過した透過波を受信する受信機が受信した前記透過波の時間波形から透過係数を算出する透過係数算出部と、
　前記透過係数に基づき、前記一対のプローブに対して前記媒質中の所定範囲に物体が存在するか否かを判定する判定部
　として動作させる情報処理プログラム。
　（３３）
　情報処理装置のプロセッサを、
　各々アンテナを有する一対のプローブの一方へ入射波を含む電気信号を送信する送信機から送信された前記入射波のうち、前記一対のプローブの間の媒質を透過した透過波を受信する受信機が受信した前記透過波の時間波形から透過係数を算出する透過係数算出部と、
　前記透過波の伝搬時間及び信号強度を算出し、所望波のピークの信号強度Ａ及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}を算出する、伝搬時間算出部と、
　前記受信機が受信した前記一対のプローブの前記一方で前記入射波が反射した反射波の時間波形から反射係数を算出する反射係数算出部と、
　前記反射波の往復時間及び信号強度を算出し、前記反射波のピークの信号強度及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出する、往復時間算出部と、
　前記所望波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}と前記反射波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}との差分である伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１＝ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}－ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出する伝搬遅延時間算出部と、
　水分量と前記伝搬遅延時間との間の関係を示す係数を用いて、前記伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１を前記媒質の水分量に変換し、得られた前記水分量をメモリに時系列的に記録する水分量変換部と、
　前記メモリに時系列的に記録された前記水分量の履歴を、表示装置に時系列的に表示する水分量出力部
　として動作させる情報処理プログラム。
　（３４）
　情報処理装置のプロセッサを、
　各々アンテナを有する一対のプローブの一方へ入射波を含む電気信号を送信する送信機から送信された前記入射波のうち、前記一対のプローブの間の媒質を透過した透過波を受信する受信機が受信した前記透過波の時間波形から透過係数を算出する透過係数算出部と、
　前記透過係数に基づき、前記一対のプローブに対して前記媒質中の所定範囲に物体が存在するか否かを判定する判定部
　として動作させる情報処理プログラム
　を記録する非一過性のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
　（３５）
　情報処理装置のプロセッサを、
　各々アンテナを有する一対のプローブの一方へ入射波を含む電気信号を送信する送信機から送信された前記入射波のうち、前記一対のプローブの間の媒質を透過した透過波を受信する受信機が受信した前記透過波の時間波形から透過係数を算出する透過係数算出部と、
　前記透過波の伝搬時間及び信号強度を算出し、所望波のピークの信号強度Ａ及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}を算出する、伝搬時間算出部と、
　前記受信機が受信した前記一対のプローブの前記一方で前記入射波が反射した反射波の時間波形から反射係数を算出する反射係数算出部と、
　前記反射波の往復時間及び信号強度を算出し、前記反射波のピークの信号強度及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出する、往復時間算出部と、
　前記所望波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}と前記反射波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}との差分である伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１＝ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}－ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出する伝搬遅延時間算出部と、
　水分量と前記伝搬遅延時間との間の関係を示す係数を用いて、前記伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１を前記媒質の水分量に変換し、得られた前記水分量をメモリに時系列的に記録する水分量変換部と、
　前記メモリに時系列的に記録された前記水分量の履歴を、表示装置に時系列的に表示する水分量出力部
　として動作させる情報処理プログラム
　を記録する非一過性のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

本技術の各実施形態及び各変形例について上に説明したが、本技術は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

　１００　測定装置
　１１０　センサ装置
　２００　センサヘッド
　２０１　プローブ
　２０２　プローブ
　２１０　アンテナ
　３００　測定ユニット
　３０８　ケーブル及び／又は基板上の配線
　３１０　方向性結合器
　３２０　送信機
　３３０　入射波受信機
　３４０　反射波受信機
　３５０　透過波受信機
　３６０　通信部
　４００　情報処理装置
　４０１　透過係数算出部
　４０２　第１の判定部
　４０３　反射係数算出部
　４０４　伝搬時間算出部
　４０５　往復時間算出部
　４０６　伝搬遅延時間算出部
　４０７　時間幅算出部
　４０８　第２の判定部
　４０９　信号
　４１０　第３の判定部
　４１１　位置算出部
　４１２　判定結果出力部
　４１３　電気信号送信制御部
　４１４　不要波算出部
　４１５　判定部
　５００　表示装置

Claims

　各々アンテナを有する一対のプローブの一方へ入射波を含む電気信号を送信する送信機から送信された前記入射波のうち、前記一対のプローブの間の媒質を透過した透過波を受信する受信機が受信した前記透過波の時間波形から透過係数を算出する透過係数算出部と、
　前記透過係数に基づき、前記一対のプローブに対して前記媒質中の所定範囲に物体が存在するか否かを判定する判定部と、
　を具備する情報処理装置。
　請求項１に記載の情報処理装置であって、
　前記判定部の判定結果を、表示装置に出力する判定結果出力部
　をさらに具備する情報処理装置。
　請求項２に記載の情報処理装置であって、
　前記判定結果出力部は、前記一対のプローブに対して前記媒質中の所定範囲に物体が存在すると判定されると、前記一対のプローブの前記媒質中での設置位置が否であることを示す情報を、表示装置に出力する
　情報処理装置。
　請求項２に記載の情報処理装置であって、
　前記判定結果出力部は、前記一対のプローブに対して前記媒質中の所定範囲に物体が存在すると判定されると、前記物体が存在すると判定された前記所定範囲を示す情報を、表示装置に出力する
　情報処理装置。
　請求項２に記載の情報処理装置であって、
　前記判定結果出力部は、前記一対のプローブに対して前記媒質中の所定範囲に物体が存在すると判定されると、前記一対のプローブを前記媒質中の前記所定範囲の外に設置することをリコメンドすることを示す情報を、表示装置に出力する
　情報処理装置。
　請求項４に記載の情報処理装置であって、
　前記所定範囲を示す情報は、前記所定範囲を示す画像を含む
　情報処理装置。
　請求項１に記載の情報処理装置であって、
　所定のトリガが発生すると、前記送信機が前記電気信号を送信するための命令を、前記送信機に出力する電気信号送信制御部
　をさらに具備する情報処理装置。
　請求項７に記載の情報処理装置であって、
　前記所定のトリガは、前記一対のプローブの設置時、不変の周期的なタイミング、可変の周期的なタイミング及び／又は天候の変化、を含む
　情報処理装置。
　請求項１に記載の情報処理装置であって、
　前記判定部は、２組以上の前記一対のプローブに対して前記媒質中の所定位置に物体が存在するか否かを判定する
　情報処理装置。
　請求項１に記載の情報処理装置であって、
　前記判定部は、前記媒質に含まれる第１の媒質の伝搬時間をｔＡとし、前記媒質に含まれる前記第１の媒質と異なる第２の媒質の伝搬時間をｔＢとしたとき、伝搬時間の範囲ｔＡ～ｔＢの間において、ｔ＝０に最も近い前記透過係数のピークの信号強度が最大値となる場合は、前記一対のプローブの間である第１の範囲に物体が存在しないと判定し、最大値とならない場合は、前記第１の範囲に物体が存在すると判定する、第１の判定部を有する
　情報処理装置。
　請求項１に記載の情報処理装置であって、
　前記透過波の伝搬時間及び信号強度を算出し、所望波のピークの信号強度Ａ及び時間ｔ１ｍ＿Ｓ２１を算出する、伝搬時間算出部をさらに具備し、
　前記判定部は、
　　前記所望波のピークの信号強度Ａ未満の所定の信号強度となるときの波の時間幅Ｆを算出する時間幅算出部と、
　　前記時間幅Ｆが第１の閾値以上である場合、前記一対のプローブから第２の範囲に物体が存在すると判定し、前記時間幅Ｆが前記第１の閾値未満である場合、前記一対のプローブから前記第２の範囲に物体が存在しないすると判定する、第２の判定部と、
　を有する
　情報処理装置。
　請求項１に記載の情報処理装置であって、
　前記透過波の伝搬時間及び信号強度を算出し、所望波のピークの信号強度Ａ及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}を算出する、伝搬時間算出部をさらに具備し、
　前記判定部は、
　　前記所望波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}と、前記所望波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}の後に発生した次のピークである不要波のピークの時間ｔ_{２ｍ＿Ｓ２１}、との時間差Δｔ＝ｔ_{２ｍ＿Ｓ２１}－ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}を算出する、不要波算出部と、
　　Δｔが第２の閾値以上である場合、前記第２の範囲より広い第３の範囲に物体が存在しないと判定し、Δｔが前記第２の閾値未満である場合、前記第３の範囲に物体が存在すると判定する、第３の判定部と、
　を有する
　情報処理装置。
　請求項１２に記載の情報処理装置であって、
　前記不要波算出部は、前記不要波のピークの時間ｔ_{２ｍ＿Ｓ２１}から＋Δｔ時間経過したときの信号強度Ｂを算出し、
　前記第３の判定部は、Ａ－Ｂが第３の閾値以上である場合、前記第３の範囲に物体が存在しないと判定し、Ａ－Ｂが前記第３の閾値未満である場合、前記第３の範囲に物体が存在すると判定する
　情報処理装置。
　請求項１２に記載の情報処理装置であって、
　前記受信機が受信した前記一対のプローブの前記一方で前記入射波が反射した反射波の時間波形から反射係数を算出する反射係数算出部と、
　前記反射波の往復時間及び信号強度を算出し、前記反射波のピークの信号強度及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出する、往復時間算出部と、
　前記所望波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}と前記反射波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}との差分である伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１＝ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}－ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出する伝搬遅延時間算出部と、
　前記第３の判定部が前記第３の範囲に物体が存在すると判定すると、前記時間差Δｔ、前記一対のアンテナの位置、前記媒質の比誘電率、光速、前記一対のプローブ間の距離及び伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１に基づき、前記物体が存在する可能性がある位置情報の集合を算出する位置算出部と、
　をさらに具備する情報処理装置。
　請求項１に記載の情報処理装置であって、
　前記透過波の伝搬時間及び信号強度を算出し、所望波のピークの信号強度Ａ及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}を算出する、伝搬時間算出部と、
　前記受信機が受信した前記一対のプローブの前記一方で前記入射波が反射した反射波の時間波形から反射係数を算出する反射係数算出部と、
　前記反射波の往復時間及び信号強度を算出し、前記反射波のピークの信号強度及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出する、往復時間算出部と、
　前記所望波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}と前記反射波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}との差分である伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１＝ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}－ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出する伝搬遅延時間算出部と、
　水分量と前記伝搬遅延時間との間の関係を示す係数を用いて、前記伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１を前記媒質の水分量に変換し、得られた前記水分量をメモリに時系列的に記録する水分量変換部と、
　前記メモリに時系列的に記録された前記水分量の履歴を、表示装置に時系列的に表示する水分量出力部と、
　をさらに具備する情報処理装置。
　請求項１５に記載の情報処理装置であって、
　前記一対のプローブは、それぞれ、前記送信機又は前記受信機と接続する第１の端部と、一対の前記アンテナの離間方向に直交する方向である軸方向において前記第１の端部から離間する第２の端部と、を有し、
　前記アンテナは、前記プローブの、前記軸方向において前記第１の端部から離間した位置に設けられる
　情報処理装置。
　請求項１６に記載の情報処理装置であって、
　前記アンテナは、前記プローブの前記第２の端部に設けられる
　情報処理装置。
　請求項１６に記載の情報処理装置であって、
　前記水分量変換部は、前記一対のプローブが前記第２の端部から前記軸方向に前記媒質に挿抜されて前記アンテナの前記媒質内での深さが動的に変化し続ける挿抜期間内の、前記媒質の水分量を継続的に得て、前記挿抜期間内の前記水分量を前記メモリに時系列的に記録し、
　前記水分量出力部は、前記メモリに時系列的に記録された前記挿抜期間内の前記水分量を、前記表示装置に時系列的に表示する
　情報処理装置。
　請求項１８に記載の情報処理装置であって、
　前記水分量出力部は、前記メモリに時系列的に記録された前記水分量の履歴と、前記時系列に対応する経過時間又は前記時系列的に変化する深さとを２軸とするグラフを、前記表示装置に表示する
　情報処理装置。
　請求項１８に記載の情報処理装置であって、
　前記媒質の表面に対する距離を測定する測距センサにより測定される前記一対のプローブの挿入量に応じて動的に変化する距離を、前記アンテナの前記媒質内での深さに変換する挿入量変換部をさらに具備し、
　前記水分量出力部は、前記メモリに時系列的に記録された前記水分量の履歴と、前記時系列的に変化する深さとを２軸とするグラフを、前記表示装置に表示する
　情報処理装置。
　請求項１８に記載の情報処理装置であって、
　前記水分量出力部は、前記深さに対する前記水分量の変化に基づき推定される、前記媒質中に存在する物体の深さを示す情報を、前記表示装置に表示する
　情報処理装置。
　請求項１９に記載の情報処理装置であって、
　前記水分量出力部は、前記水分量の履歴に代えて、前記水分量に対応する、所望波の時系列的に変化する伝搬遅延時間である所望波伝搬遅延時間の履歴を、前記グラフに表示する
　情報処理装置。
　請求項２２に記載の情報処理装置であって、
　前記水分量出力部は、前記グラフに、不要波の伝搬遅延時間の履歴をさらに表示する
　情報処理装置。
　請求項２３に記載の情報処理装置であって、
　前記水分量出力部は、前記グラフに、前記所望波伝搬遅延時間を基準として、前記一対のプローブに対して前記媒質中の所定範囲に物体が存在し所望波伝搬遅延時間の算出に影響する可能性のある範囲をさらに表示する
　情報処理装置。
　請求項１５に記載の情報処理装置であって、
　前記水分量変換部は、前記一対のプローブの挿抜中は、前記水分量を高頻度で測定し、前記一対のプローブが非動的であるときは、前記水分量を前記高頻度よりも低頻度で測定する
　情報処理装置。
　請求項１５に記載の情報処理装置であって、
　前記メモリに時系列的に記録された前記水分量や前記伝搬遅延時間の履歴に基づき、前記一対のプローブに対して前記媒質中の所定範囲に物体が存在するか否かを判定し、存在する場合、前記物体の深さを判定する第４の判定部と、
　前記第４の判定部により前記一対のプローブに対して前記媒質中の所定範囲に物体が存在すると判定されると、前記一対のプローブの前記媒質中での設置位置が否であることを示す情報を、前記表示装置に出力する判定結果出力部と、
　をさらに具備する情報処理装置。
　請求項２６に記載の情報処理装置であって、
　前記媒質の表面に対する距離を測定する測距センサと、
　前記一対のプローブの挿入量に応じて動的に変化する前記測距センサが測定する距離を、前記アンテナの前記媒質内での深さに変換する挿入量変換部と、をさらに具備し、
　前記判定結果出力部は、前記第４の判定部により判定された前記物体の深さと、前記挿入量変換部により変換された前記アンテナの前記媒質内での深さとに基づき、前記プローブの前記媒質への挿入量をリコメンドすることを示す情報を、前記表示装置に出力する
　情報処理装置。
　請求項２７に記載の情報処理装置であって、
　前記一対のプローブの前記媒質中での設置位置が否であることを示す情報及び／又は前記プローブの前記媒質への挿入量をリコメンドすることを示す情報を示す音声を、音声出力装置に出力するガイド部
　をさらに具備する情報処理装置。
　各々アンテナを有する一対のプローブの一方へ入射波を含む電気信号を送信する送信機から送信された前記入射波のうち、前記一対のプローブの間の媒質を透過した透過波を受信する受信機が受信した前記透過波の時間波形から透過係数を算出する透過係数算出部と、
　前記透過波の伝搬時間及び信号強度を算出し、所望波のピークの信号強度Ａ及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}を算出する、伝搬時間算出部と、
　前記受信機が受信した前記一対のプローブの前記一方で前記入射波が反射した反射波の時間波形から反射係数を算出する反射係数算出部と、
　前記反射波の往復時間及び信号強度を算出し、前記反射波のピークの信号強度及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出する、往復時間算出部と、
　前記所望波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}と前記反射波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}との差分である伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１＝ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}－ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出する伝搬遅延時間算出部と、
　水分量と前記伝搬遅延時間との間の関係を示す係数を用いて、前記伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１を前記媒質の水分量に変換し、得られた前記水分量をメモリに時系列的に記録する水分量変換部と、
　前記メモリに時系列的に記録された前記水分量の履歴を、表示装置に時系列的に表示する水分量出力部と、
　を具備する情報処理装置。
　各々アンテナを有する一対のプローブの一方へ入射波を含む電気信号を送信する送信機から送信された前記入射波のうち、前記一対のプローブの間の媒質を透過した透過波を受信する受信機が受信した前記透過波の時間波形から透過係数を算出し、
　前記透過係数に基づき、前記一対のプローブに対して前記媒質中の所定範囲に物体が存在するか否かを判定する
　情報処理方法。
　各々アンテナを有する一対のプローブの一方へ入射波を含む電気信号を送信する送信機から送信された前記入射波のうち、前記一対のプローブの間の媒質を透過した透過波を受信する受信機が受信した前記透過波の時間波形から透過係数を算出し、
　前記透過波の伝搬時間及び信号強度を算出し、所望波のピークの信号強度Ａ及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}を算出し、
　前記受信機が受信した前記一対のプローブの前記一方で前記入射波が反射した反射波の時間波形から反射係数を算出し、
　前記反射波の往復時間及び信号強度を算出し、前記反射波のピークの信号強度及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出し、
　前記所望波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}と前記反射波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}との差分である伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１＝ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}－ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出し、
　水分量と前記伝搬遅延時間との間の関係を示す係数を用いて、前記伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１を前記媒質の水分量に変換し、得られた前記水分量をメモリに時系列的に記録し、
　前記メモリに時系列的に記録された前記水分量の履歴を、表示装置に時系列的に表示する
　情報処理方法。
　情報処理装置のプロセッサを、
　各々アンテナを有する一対のプローブの一方へ入射波を含む電気信号を送信する送信機から送信された前記入射波のうち、前記一対のプローブの間の媒質を透過した透過波を受信する受信機が受信した前記透過波の時間波形から透過係数を算出する透過係数算出部と、
　前記透過係数に基づき、前記一対のプローブに対して前記媒質中の所定範囲に物体が存在するか否かを判定する判定部
　として動作させる情報処理プログラム。
　情報処理装置のプロセッサを、
　各々アンテナを有する一対のプローブの一方へ入射波を含む電気信号を送信する送信機から送信された前記入射波のうち、前記一対のプローブの間の媒質を透過した透過波を受信する受信機が受信した前記透過波の時間波形から透過係数を算出する透過係数算出部と、
　前記透過波の伝搬時間及び信号強度を算出し、所望波のピークの信号強度Ａ及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}を算出する、伝搬時間算出部と、
　前記受信機が受信した前記一対のプローブの前記一方で前記入射波が反射した反射波の時間波形から反射係数を算出する反射係数算出部と、
　前記反射波の往復時間及び信号強度を算出し、前記反射波のピークの信号強度及び時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出する、往復時間算出部と、
　前記所望波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}と前記反射波のピークの時間ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}との差分である伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１＝ｔ_{１ｍ＿Ｓ２１}－ｔ_{１ｍ＿Ｓ１１}を算出する伝搬遅延時間算出部と、
　水分量と前記伝搬遅延時間との間の関係を示す係数を用いて、前記伝搬遅延時間ｔ_ｐｄ１を前記媒質の水分量に変換し、得られた前記水分量をメモリに時系列的に記録する水分量変換部と、
　前記メモリに時系列的に記録された前記水分量の履歴を、表示装置に時系列的に表示する水分量出力部
　として動作させる情報処理プログラム。