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JP-2026076394-A - 特定装置、特定方法およびプログラム

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Abstract

【課題】より的確に圃場を管理することが可能な特定装置、特定方法および特定プログラムを提供する。 【解決手段】情報処理装置は、所定の圃場を撮影した画像に関する画像情報を取得する取得部２１１と、取得された画像情報に基づいて、前記画像内で前記圃場に対応する画像領域を決定する決定部２１２と、前記画像領域のうち、前記圃場を管理するための管理指標の評価に適した第１評価領域を特定する特定部２１３とを含む。 【選択図】図４

Inventors

  • 逢坂 良樹
  • 本多 泰啓
  • 岩本 剛志

Assignees

  • コニカミノルタ株式会社

Dates

Publication Date
20260512
Application Date
20230313

Claims (16)

  1. 所定の圃場を撮影した画像に関する画像情報を取得する取得部と、 取得された前記画像情報に基づいて、前記画像内で前記圃場に対応する画像領域を決定する決定部と、 前記画像領域のうち、前記圃場を管理するための管理指標の評価に適した第１評価領域を特定する特定部と を備える特定装置。
  2. 前記取得部は、前記圃場に関する圃場情報をさらに取得し、 前記決定部は、前記画像情報および前記圃場情報に基づいて、前記画像領域を決定する請求項１に記載の特定装置。
  3. 前記特定部は、前記画像情報および前記圃場情報の少なくとも一方に基づいて、前記第１評価領域を特定する請求項２に記載の特定装置。
  4. 前記圃場情報は、前記圃場の位置に関する情報および前記圃場の形状に関する情報の少なくとも一方を含む請求項２に記載の特定装置。
  5. 取得された前記画像情報に基づいて、前記管理指標を算出する算出部をさらに有する請求項１に記載の特定装置。
  6. 前記算出部は、特定された前記第１評価領域における前記画像情報に基づいて、前記管理指標を算出する請求項５に記載の特定装置。
  7. 前記算出部は、前記第１評価領域を複数の単位領域に区分した前記単位領域毎に求めた前記管理指標の代表値を算出する請求項６に記載の特定装置。
  8. 前記算出部は、前記画像領域を複数の単位領域に区分した前記単位領域毎に前記管理指標を算出し、 前記特定部は、算出された前記単位領域毎の前記管理指標に基づいて、前記第１評価領域を特定する請求項５に記載の特定装置。
  9. 前記特定部は、前記画像領域のうち、前記管理指標の評価に適さない第２評価領域を特定し、前記第２評価領域以外の前記画像領域を前記第１評価領域に特定する請求項１に記載の特定装置。
  10. 前記第２評価領域は、前記圃場の周縁部に対応する前記画像領域である請求項９に記載の特定装置。
  11. 前記周縁部は、前記圃場の縁から所定の距離以下の部分である請求項１０に記載の特定装置。
  12. 前記周縁部は、前記圃場の面積の所定の割合の部分である請求項１０に記載の特定装置。
  13. 前記第２評価領域は、前記圃場の異質部に対応する前記画像領域である請求項９に記載の特定装置。
  14. 前記異質部は、前記圃場に存在する水口部、水尻部、畦畔部、出入口および構造物の少なくともいずれか一つを含む請求項１３に記載の特定装置。
  15. 所定の圃場を撮影した画像に関する画像情報を取得することと、 取得された前記画像情報に基づいて、前記画像内で前記圃場に対応する画像領域を決定することと、 前記画像領域のうち、前記圃場を管理するための管理指標の評価に適した第１評価領域を特定することと を含む特定方法。
  16. コンピューターを請求項１～１４のいずれかに記載の特定装置として機能させるプログラム。

Description

本発明は、特定装置、特定方法およびプログラムに関する。 農業では、高品質および安定多収穫な作物等の植物を育てるために、追肥時期、追肥量および倒伏軽減措置等の適切な圃場の管理が必要となる。植物の生産者等は、植物の生育の度合いを確認しながら圃場の管理を行う（たとえば、特許文献１参照）。 また、近年では、カメラを用いて圃場の撮影を行うことにより、圃場の画像から、ＮＤＶＩ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ）等の植生指標を求める技術の開発が進められている。 特開２０２１－５６２３６号公報 一実施形態に係る管理システムの構成の一例を表すブロック図である。図１に示した撮像装置の使用状態の一例を表す図である。図１に示した情報処理装置の構成の一例を表すブロック図である。図３に示した情報処理装置の機能構成の一例を表すブロック図である。図４に示した情報処理装置が決定する画像領域の一例を表す図である。図４に示した情報処理装置が特定する第１評価領域および第２評価領域の一例を表す図である。図１等に示した情報処理装置が実行する処理の一例を表すフローチャートである。変形例１に係る情報処理装置が特定する第１評価領域および第２評価領域の一例を表す図である。変形例２に係る情報処理装置が実行する処理の一例を表すフローチャートである。 以下、添付した図面を参照して本発明の特定装置、特定方法およびプログラムの実施形態を説明する。なお、図中、同一の部材には同一の符号を用いた。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。 ［実施形態］ ＜管理システム１の全体構成＞ 図１は、本発明の一実施形態に係る管理システム１の構成の一例を表している。管理システム１は、いわゆるリモートセンシングを用いた圃場（たとえば、後述の図２の圃場ＦＤ）の管理に使用される。管理システム１のユーザーは、たとえば、圃場の管理者であり、農業従事者、圃場の経営者または圃場の所有者等である。管理システム１は、たとえば、撮像装置１０および情報処理装置２０を含んでいる。撮像装置１０および情報処理装置２０は、たとえば、ネットワークを介して接続されている。ここでは、情報処理装置２０が、本発明の特定装置の一具体例に対応する。 撮像装置１０は、たとえばマルチスペクトルカメラまたはハイパースペクトルカメラ等のカメラを含んでおり、情報処理装置２０の制御にしたがって、複数の波長帯域で圃場を撮影し、画像を生成する。撮像装置１０は、たとえば、可視光測定部１０Ａおよび赤外光測定部１０Ｂを含んでおり、可視光（たとえば、波長４００ｎｍ～７００ｎｍ）の画像および赤外光（たとえば、波長８００ｎｍ～１ｍｍ）の画像を生成する。可視光測定部１０Ａは、たとえば、赤色波長域（６１０ｎｍ付近）、緑色波長域（５５０ｎｍ付近）および青色波長域（４７０ｎｍ付近）のいずれかの画像を生成する。赤外光測定部１０Ｂは、たとえば、近赤外波長域（８５０ｎｍ付近）の画像を生成する。撮像装置１０が撮影した圃場の画像に関する画像情報は、情報処理装置２０に送られる。 撮像装置１０は、たとえば、バンドパスフィルタ、結像光学系、イメージセンサーおよびデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）等を含んでいる。バンドパスフィルタは、所定波長域（可視光域および赤外光域）の光を選択的に透過させる。結像光学系は、バンドパスフィルタを透過した光の光学像を所定の結像面上に結像する。イメージセンサーは、結像光学系の結像面と同じ位置に受光面を有しており、所定波長域の光学像を電気信号に変換する。デジタルシグナルプロセッサは、イメージセンサーから出力された電気信号に処理を施し、圃場の画像に関する画像情報を生成する。 図２は、撮像装置１０を用いた圃場ＦＤの撮影状況の一例を表している。撮像装置１０は、たとえば、ドローン等の自律飛行可能な無人航空機Ａに搭載されて、上空から圃場ＦＤおよび圃場ＦＤに生育する植物Ｐを撮影する。このように、上空から圃場ＦＤを撮影することにより、圃場ＦＤ全体を短時間で簡便に撮影することが可能となる。撮像装置１０は、１つの圃場ＦＤを部分的に撮影してもよく、これらの画像がつなぎ合わされて１つの圃場ＦＤの画像を形成していてもよい。撮像装置１０が撮影した圃場ＦＤの画像に関する画像情報は、たとえば、撮影された位置に関する撮影位置情報を含んでいる。撮影位置情報は、たとえば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等を利用することにより、画像情報に含ませることができる。撮影位置情報は、たとえば、撮像装置１０が圃場ＦＤの画像を撮影した位置の経度、緯度および高度に関する情報を含んでいる。画像情報は、たとえば、ＴＩＦＦ形式で埋め込まれた撮影位置情報を含んでいる。 情報処理装置２０は、たとえばＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）およびタブレット端末等のコンピューターである。この情報処理装置２０は、たとえば、撮像装置１０による圃場ＦＤの撮像を制御するとともに、撮像装置１０によって撮影された圃場ＦＤの画像に関する画像情報に基づいて、圃場ＦＤを管理するための管理指標を評価する。 管理指標は、圃場ＦＤの画像情報から算出可能な指標であり、たとえば、圃場ＦＤの植生状態を表す植生指標を含んでいる。植生指標は、植物Ｐによる光の反射の特徴を生かして、簡易な計算式で植生の状況を把握することを目的として考案された指標で、植物Ｐの量や活力を表す。植生指標は、たとえば、ＮＤＶＩ、ＧＮＤＶＩ（Ｇｒｅｅｎ Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ）、ｍＮＤＶＩ（ｍｏｄｉｆｉｅｄ ＮＤＶＩ）、ＲＶＩ（Ｒａｔｉｏ Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ）、ＤＶＩ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ）、ＴＶＩ（Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄ Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ）、ＩＰＶＩ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ）、ＳＲ（Ｓｉｍｐｌｅ Ｒａｔｉｏ）、ＳＧＲ（Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｇｒｏｗｔｈ Ｒａｔｅ）、ＰＲＩ（Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ Ｉｎｄｅｘ）、ＲＧＲ（Ｒｅｌａｔｉｖｅ Ｇｒｏｗｔｈ Ｒａｔｅ）、ＮＰＣＩ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ Ｉｎｄｅｘ）、ＳＲＰＩ（Ｓｉｍｐｌｅ Ｒａｔｉｏ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｉｎｄｅｘ）、ＮＰＱＩ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｐｈａｅｏｐｈｙｔｉｎｉｚａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ）、ＳＩＰＩ（Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ－Ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｉｎｄｅｘ）、ＰＩ１、ＰＩ２、ＰＩ３またはＰＩ４等である。管理指標は、植物Ｐの状態、具体的には、植物Ｐの葉の大きさ、葉の数、葉の重なり具合または茎の大きさ等を表す指標であってもよい。たとえば、管理指標は、植被率、葉面積、葉齢または草丈等である。管理指標は、圃場ＦＤの状態に応じて、圃場ＦＤに施される作業に関する指標であってもよく、たとえば、圃場ＦＤへの施肥量、施肥時期、倒伏リスク、倒伏軽減剤の使用量および使用時期等を表す指標であってもよい。管理指標は、圃場ＦＤの地力に関する指標であってもよい。 図３は、情報処理装置２０の概略構成の一例を示すブロック図である。情報処理装置２０は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２３、ストレージ２４、通信インターフェース２５および操作表示部２６を有している。各構成は、バス２７を介して相互に通信可能に接続されている。 ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２およびストレージ２４に記録されているプログラムにしたがって、上記各構成の制御や各種の演算処理を行う。ＣＰＵ２１の具体的な機能については後述する。 ＲＯＭ２２は、各種プログラムや各種データを格納する。 ＲＡＭ２３は、作業領域として一時的にプログラムやデータを記憶する。 ストレージ２４は、オペレーティングシステムを含む各種プログラムや、各種データを格納する。ストレージ２４には、たとえば、圃場ＦＤに関する圃場情報が記憶されている。圃場情報は、たとえば、圃場ＦＤの位置に関する情報および圃場ＦＤの形状に関する情報の少なくとも一方を含んでいる。圃場情報は、たとえば、圃場ＦＤの輪郭に沿った複数の位置の緯度経度に関する情報を含んでいる。たとえば、圃場ＦＤが、四角形の平面形状を有するとき、圃場情報は、少なくとも、この四角形の４つの頂点の緯度経度に関する情報を含んでいる。圃場情報は、たとえば、地図情報システムまたはスマート農業システム等を利用して登録した情報であってもよく、地図情報システムまたはスマート農業システム等から加工された情報であってもよい。あるいは、圃場情報は、測量によって得られた情報であってもよい。圃場情報は、圃場ＦＤの大きさに関する情報、圃場ＦＤに生育する植物Ｐに関する情報、または、圃場ＦＤの管理者に関する情報等を含んでいてもよい。 ストレージ２４には、圃場ＦＤの画像情報から管理指標を算出するためのアプリケーションがインストールされていてもよい。また、ストレージ２４には、撮像装置１０により過去に撮影された圃場ＦＤの画像に関する画像情報が記憶されてもよい。 通信インターフェース２５は、他の装置と通信するためのインターフェースである。通信インターフェース２５としては、有線または無線の各種規格による通信インターフェースが用いられる。通信インターフェース２５は、たとえば、撮像装置１０または外部の装置から圃場ＦＤの画像情報および圃場情報を受信したり、撮影条件を撮像装置１０に送信したりする際に用いられる。 操作表示部２６は、たとえば、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）または有機ＥＬディスプレイ等の表示部とタッチセンサーとを含むタッチパネルにより構成されている。各種情報を表示する表示部と、ユーザーの各種操作を受け付ける操作部とを別に設けるようにしてもよい。このとき表示部は、上記ディスプレイの他、ビューワーソフトまたはプリンター等により構成されていてもよく、操作部は、タッチセンサーおよびマウス等のポインティングデバイスまたはキーボード等により構成されていてもよい。 ＜情報処理装置２０の機能＞ 図４は、情報処理装置２０の機能構成を示すブロック図である。情報処理装置２０は、ＣＰＵ２１がストレージ２４に記憶されたプログラムを読み込んで処理を実行することによって、取得部２１１、決定部２１２、特定部２１３、算出部２１４および出力部２１５として機能する。 取得部２１１は、所定の圃場（たとえば、圃場ＦＤ）を撮影した画像に関する画像情報を取得する。取得部２１１は、たとえば、撮像装置１０から画像情報を取得する。取得部２１１は、ストレージ２４または外部の記憶装置から、画像情報を取得してもよい。取得部２１１が取得する画像情報には、たとえば、圃場ＦＤが撮影された位置に関する撮影位置情報が含まれている。 取得部２１１は、圃場ＦＤに関する圃場情報をさらに取得する。取得部２１１は、たとえば、ストレージ２４から圃場情報を取得する。圃場情報は、上述のように、たとえば、圃場ＦＤの位置に関する情報および所定の圃場の形状に関する情報の少なくとも一方を含んでいる。取得部２１１は、地図情報システムまたはスマート農業システム等の外部のシステムから圃場情報を取得してもよい。 決定部２１２は、取得部２１１により取得された画像情報に基づいて、圃場ＦＤが撮影された画像内で圃場ＦＤに対応する画像領域を決定する。決定部２１２は、たとえば、画像情報に加えて、取得部２１１により取得された圃場情報に基づいて、画像領域を