JP2022077604A - Pest control system - Google Patents

Abstract

To provide a pest control system for solving a problem in which a damage by the apple snail being naturalized species is recently enlarged in the farmhouse, and the apple snail is recognized as damaging rice by the characteristic eating habit and fertility, and yet a classic technique such as natural enemy is given off or medicament is used is taken in order to exterminate the apple snail, however, still there is no effective means for identifying the position of the apple snail and its egg and exterminating them, and therefore such a technical establishment is considered to be connected in reducing the damage by the apple snail.SOLUTION: A system is constructed in which a biotope of the apple snail can easily be grasped and exterminated on electronic equipment including a smartphone or a personal computer, by photographing the apple snail with equipment such as a camera mounted on a drone 5, developing a technology for identifying an existing place from a color and a shape, and mapping the identified place. By these, a user of the application can identify and exterminate a harmful animal and its egg from information of points being set on a map.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明はスクミリンゴガイなどの害虫とその卵をドローンによる撮影とAIを用いた画像認識によって検出しWebアプリケーション、デスクトップアプリケーション、モバイルアプリケーション、組み込みアプリケーションなどを用いてマッピング表示する方法に関する。また前記のような害虫を駆除する仕組みを有するドローンに関する。 The present invention relates to a method of detecting pests such as apple snails and their eggs by shooting with a drone and image recognition using AI, and mapping and displaying them using a Web application, a desktop application, a mobile application, an embedded application, or the like. It also relates to a drone having a mechanism for exterminating pests as described above.

水路や水田の岸部壁面を見ると、長さ数ｃｍ程度のピンク色の塊が付着していることがある。この塊は、スクミリンゴガイ（いわゆるジャンボタニシ）という外来種の巻貝の卵塊である。スクミリンゴガイの卵塊は、見た目がピンクで目立つことに加えて、その産卵期には、岸部壁面に大量に産みつけられることもあり肉眼で容易に発見が可能である。また、卵から孵ったスクミリンゴガイは凄まじい繁殖力と旺盛な食欲で水田の稲の苗を食べることが知られている。農作物への被害を抑えるという観点から、スクミリンゴガイの駆除は近年重要な課題となっている。 Looking at the walls of the shores of waterways and paddy fields, pink lumps with a length of several centimeters may be attached. This mass is an egg mass of an exotic snail called the apple snail (so-called jumbo snail). The apple snail's egg mass is pink and conspicuous, and in addition, it can be easily found with the naked eye because it is laid in large quantities on the shore wall during the spawning season. It is also known that apple snails hatched from eggs eat rice seedlings in paddy fields due to their tremendous fertility and strong appetite. From the viewpoint of controlling damage to crops, the extermination of apple snails has become an important issue in recent years.

いままでカルガモやスッポンやコイなど、スクミリンゴガイを捕食する天敵を水田に放つことにより駆除する方法が試みられた。しかし、この駆除方法では、天敵がスクミリンゴガイを捕食するスピードに限りがあり、周囲の生物への影響が大きいため人力でスクミリンゴとその卵塊を駆除するなどしなければならないのが実情であった。 Until now, attempts have been made to exterminate natural enemies that prey on apple snails, such as eastern spot-Billed turtles, soft-shelled turtles, and carp, by releasing them into paddy fields. However, with this extermination method, the speed at which natural enemies prey on apple snails is limited, and since it has a large effect on surrounding organisms, it was necessary to manually exterminate apple snails and their egg masses.

これまでに、農業用の水路から水田へと水を引き込む取水口を網で覆うことにより、スクミリンゴガイの水田への侵入を防止する方法も提案されている（特許文献１，２）。しかしスクミリンゴは水中だけではなく地上も移動し、農機具に付着した泥とともに取り込まれるため侵入を防ぐに至っていない。 So far, a method of preventing the apple snail from invading the paddy field has been proposed by covering the intake port for drawing water from the agricultural waterway into the paddy field with a net (Patent Documents 1 and 2). However, apple snails move not only in water but also on the ground and are taken in with mud adhering to agricultural tools, so they have not been prevented from invading.

また、これまでには、銅粉を添加した樹脂からなる忌避剤を水路の岸部壁面における気中部分に塗布することにより、スクミリンゴガイを忌避する方法も提案されている（例えば特許文献３）。これらの方法は環境への負荷と人体への影響が懸念される上、コストも非常に高い。さらに樹脂や銅が太陽光によって失活することも考えられ、それを手作業で塗布するのは非常に作業効率が悪い。 Further, a method of repelling apple snails by applying a repellent made of a resin to which copper powder is added to an aerial portion of a wall surface of a waterway has been proposed (for example, Patent Document 3). These methods are concerned about the burden on the environment and the impact on the human body, and are also extremely costly. Furthermore, it is possible that resin and copper are inactivated by sunlight, and applying them manually is extremely inefficient.

ドローンを用いて地形を把握して先述のような忌避剤や農薬などの薬剤を散布する技術が提案されている（例えば特許文献４）。ドローンを用いた地形の把握や薬剤の散布は手動で行うよりも効率的であり、飛行機やヘリコプターを用いて空撮することに比べて農地などの狭い範囲では小回りが利くため非常に優れている。本発明では先述のドローンの性質を利用することとした。 A technique for grasping the topography using a drone and spraying a drug such as a repellent or a pesticide as described above has been proposed (for example, Patent Document 4). Grasping the terrain using a drone and spraying chemicals is more efficient than manual shooting, and it is very superior to aerial photography using an airplane or helicopter because it has a small turn in a narrow area such as agricultural land. .. In the present invention, it is decided to utilize the above-mentioned properties of the drone.

特開２００３－２３８３１２号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-238312 特開２００８－１３７９５９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-137959 特開２０２０－１０５２２６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2020-105226 特開２０１９－１２３４１５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-123415

スクミリンゴガイは、その高い繁殖能力と旺盛な食欲で日本の稲作やその他水田を使う農作業にとって莫大な被害をもたらし非常に大きな問題となっている。スクミリンゴガイは冬の期間でさえ気温が低くなりすぎない地域では越冬することが知られている。また土中で約６ヶ月間の乾燥にも耐えることもスクミリンゴガイの特性の一つである。そして、春季に水入れが始まると、スクミリンゴガイは土中から土中表面に出て活動を始める。現在日本の稲作では種子をある程度育てて、定植する方法（田植え）が一般的であるが、この田植えをした直後の稲の苗がスクミリンゴガイのエサとなり食害が発生する。 Apple snails have become a huge problem due to their high fertility and strong appetite, causing enormous damage to Japanese rice cultivation and other agricultural operations using paddy fields. Apple snails are known to overwinter in areas where temperatures do not get too cold even during the winter months. It is also one of the characteristics of apple snails that it can withstand drying in the soil for about 6 months. Then, when the water filling starts in the spring, the apple snail goes out from the soil to the surface of the soil and starts its activity. Currently, in Japanese rice cultivation, the method of growing seeds to some extent and planting them (rice planting) is common, but the rice seedlings immediately after this rice planting become food for apple snails and cause feeding damage.

現在このスクリミンゴガイによる被害を抑える手段として、手動でスクリミンゴガイを発見して物理的に駆除する方法、薬物を散布する方法などが一般的である。手動で発見し駆除するのは非常に効率が悪くスクリミンゴガイの繁殖力に追いつかない。また薬物の散布は人体に影響を及ぼす可能性があるなど、スクリミンゴガイの食害に対する有効な手段は確立していない。 Currently, as a means of suppressing the damage caused by this scrimingo mussel, a method of manually finding and physically exterminating the scrimingo mussel, a method of spraying a drug, etc. are common. It is very inefficient to find and remove manually and cannot keep up with the fertility of the scrimingo mussel. In addition, effective means for feeding damage of scrimingo mussels have not been established, as spraying of drugs may affect the human body.

本発明ではスクリミンゴガイなどの有害動物及び／又はその卵をドローンを用いて自動で空撮しAIなどを用いて識別することでより効率的に存在位置を特定することが可能であると考えた。またドローンにスクミリンゴガイを駆除する仕組みを搭載することで更に容易にスクミリンゴガイなどの有害動物の位置を特定し駆除すること可能となるため、ドローンを用いたスクミリンゴガイなどの有害動物及び／又はその卵の位置の特定と駆除を目的とした。 In the present invention, it is considered that it is possible to more efficiently identify the existence position by automatically taking aerial photographs of harmful animals such as scrimingo mussels and / or their eggs using a drone and identifying them using AI or the like. rice field. In addition, by equipping the drone with a mechanism for exterminating apple snails, it becomes possible to more easily identify and exterminate harmful animals such as apple snails, so that the positions of pests such as apple snails and / or their eggs using a drone can be identified. The purpose was to identify and disinfect.

本発明は農作物又は園芸作物の栽培地における有害生物及び／又はその卵の分布情報を提供し駆除する方法であり、前記方法は、移動体により前記栽培地の画像及び／又は動画を撮影する撮影工程と、前記画像及び／又は動画から前記有害生物及び／又はその卵を識別する識別工程と、前記識別工程により得られる前記有害生物及び／又はその卵の存在情報と前記撮影工程における移動体の位置情報とから前記分布情報を得るマッピング工程と、移動体に積載した駆除具による前記有害生物の駆除工程を含む、前記有害生物及び／又はその卵の識別及び駆除方法である。 The present invention is a method for providing and exterminating pests and / or their eggs in a cultivated area of agricultural or horticultural crops, and the method is a method of photographing an image and / or a moving image of the cultivated area by a moving body. The step, the identification step of identifying the pest and / or its egg from the image and / or the moving image, the existence information of the pest and / or its egg obtained by the identification step, and the moving body in the photographing step. It is a method for identifying and exterminating the pest and / or its egg, which comprises a mapping step of obtaining the distribution information from the position information and a step of exterminating the pest by an extermination tool loaded on a moving body.

前記撮影工程、識別工程、マッピング工程、及び、駆除工程は別々に行うものであっても同時に行うものでも良い。 The photographing step, the identification step, the mapping step, and the extermination step may be performed separately or simultaneously.

前記有害生物及び／又はその卵はスクミリンゴガイ、イナゴ、ウンカ、イモムシ、アオムシ、チャドクガ、ヨトウガ、ハスモンヨトウ、タバコガ、コナジラミ、アザミウマ、カメムシ、コガネムシ、アブラムシ、ナメクジであり、前記撮影工程は手動又はドローンを使用する前記有害生物及び／又はその卵の識別及び駆除方法である。 The pests and / or their eggs are apple snails, locusts, planthoppers, hornworms, hornworms, tea tussock moths, cabbage moths, Spodoptera litura, tobacco moths, stink bugs, stink bugs, stink bugs, hornworms, aphids, and drones. It is a method for identifying and exterminating the pest and / or its egg.

前記識別工程はAIによる画像認識でありサンプル画像から認識対象の特徴を機械学習アルゴリズムで認識モデルに学習データとして蓄積する. 蓄積した認識モデルを用いて認識対象物体を認識対象物体の位置を取得する. 機械学習アルゴリズムにはサポートベクターマシン, ブースティング, ディープラーニング のうち少なくとも1つを含む。また検出対象画像のカラー画像を2値化画像に変換し認識対象の位置を取得する. 値化画像に変換する際に認識対象のみを分離するように閾値を決定する手法を用いる前記有害生物及び／又はその卵の識別及び駆除方法である。 The identification process is image recognition by AI, and the features of the recognition target are accumulated as learning data in the recognition model by a machine learning algorithm from the sample image. The recognition target object is acquired as the position of the recognition target object by using the accumulated recognition model. Machine learning algorithms include at least one of support vector machines, boosting, and deep learning. In addition, the color image of the detection target image is converted into a binarized image and the position of the recognition target is acquired. / Or a method of identifying and exterminating the egg.

前記マッピング工程とは、Webアプリケーション、デスクトップアプリケーション、モバイルアプリケーション、組み込みアプリケーションのうち少なくとも1つを使用した前記請有害生物及び／又はその卵の識別及び駆除方法である。 The mapping step is a method for identifying and exterminating the pest and / or its eggs using at least one of a web application, a desktop application, a mobile application, and an embedded application.

農作物又は園芸作物の栽培地における有害生物及び／又はその卵を駆除する方法であり、前記記載の方法により得られる栽培地における有害生物及び／又はその卵の分布情報を用いて、前記有害生物及び／又はその卵の存在位置に移動体を移動させる工程と、前記移動体から前記有害生物及び／又はその卵に殺虫剤、有機溶媒、水、水溶液を噴射する工程と物理的に打撃を加える工程を含む前記有害生物及び／又はその卵の識別及び駆除方法である。 A method for exterminating pests and / or their eggs in the cultivated area of agricultural or horticultural crops, the pests and / or their eggs are distributed using the distribution information of the pests and / or their eggs in the cultivated area obtained by the method described above. / Or a step of moving the moving body to the position where the egg is present, a step of spraying the pest, an organic solvent, water, and an aqueous solution from the moving body to the pest and / or the egg, and a step of physically hitting the pest. A method for identifying and exterminating the pest and / or its eggs.

本発明の有害動物及び／又はその卵の識別及び駆除方法を用いることで水田や農地における被害を抑えることができる。薬物を使わずに有害動物を検知し場所を特定することによって環境や人体への悪影響を無くすことができる。また今まで有害動物に検知は目視で行っていたがドローンを用いた空撮やAIを用いた画像認識、アプリケーションを使用したマッピング手法などを複合的に組み合わせることで半自動または自動的に対象の有害動物を検知し場所を特定することができる。 By using the method for identifying and exterminating harmful animals and / or their eggs of the present invention, damage to paddy fields and agricultural lands can be suppressed. By detecting harmful animals and identifying their locations without using drugs, it is possible to eliminate adverse effects on the environment and the human body. Until now, harmful animals have been detected visually, but by combining aerial photography using drones, image recognition using AI, mapping methods using applications, etc., the target is semi-automatically or automatically. It can detect animals and identify their location.

本発明に係る害虫駆除システム全体の概要を示す。The outline of the whole pest control system which concerns on this invention is shown.

図1は本発明に係る害虫駆除システムの実施形態を示す。ドローンによって映像を撮影し、端末上で害虫の位置を認識、マッピングを行い、その場所に対し駆除装置を作動させ、駆除を行うものである。
FIG. 1 shows an embodiment of a pest control system according to the present invention. An image is taken by a drone, the position of the pest is recognized on the terminal, mapping is performed, and the extermination device is operated for the location to exterminate the pest.

１ 端末
２ 識別工程
３ マッピング工程
４ 駆除工程
５ ドローン
６ 田 1 Terminal 2 Identification process 3 Mapping process 4 Extermination process 5 Drone 6 Rice fields

Claims (6)

農作物又は園芸作物の栽培地における有害生物及び／又はその卵の分布情報を提供し駆除する方法であって、前記方法は、移動体により前記栽培地の画像及び／又は動画を撮影する撮影工程と、前記画像及び／又は動画から前記有害生物及び／又はその卵を識別する識別工程と、前記識別工程により得られる前記有害生物及び／又はその卵の存在情報と前記撮影工程における移動体の位置情報とから前記分布情報を得るマッピング工程と、移動体に積載した駆除具による前記有害生物の駆除工程を含む、前記有害生物及び／又はその卵の識別及び駆除方法。
A method of providing and exterminating information on the distribution of pests and / or their eggs in the cultivated area of agricultural or horticultural crops, wherein the method is a photographing step of capturing an image and / or a moving image of the cultivated area by a moving body. , The identification step of identifying the pest and / or its egg from the image and / or the moving image, the existence information of the pest and / or its egg obtained by the identification step, and the position information of the moving body in the photographing step. A method for identifying and exterminating the pest and / or its egg, which comprises a mapping step of obtaining the distribution information from the above and a step of exterminating the pest by an extermination tool loaded on a moving body.
前記請求項1記載の撮影工程、識別工程、マッピング工程、及び、駆除工程は別々に行われても同時に行われても良い。
The photographing step, the identification step, the mapping step, and the extermination step according to claim 1 may be performed separately or simultaneously.
前記有害生物及び／又はその卵はスクミリンゴガイ、イナゴ、ウンカ、イモムシ、アオムシ、チャドクガ、ヨトウガ、ハスモンヨトウ、タバコガ、コナジラミ、アザミウマ、カメムシ、コガネムシ、アブラムシ、ナメクジであって前記撮影工程は手動又はドローンを使用する前記請求項1記載の有害生物及び／又はその卵の識別及び駆除方法。
The pests and / or their eggs are spider apple mussels, locusts, planthoppers, caterpillars, cabbage moths, tea tussock moths, cabbage moths, Spodoptera litura, tobacco moths, scorpionfish, horse mackerel, aphids, aphids, aphids, and drones. The method for identifying and exterminating a pest and / or its egg according to claim 1.
前記識別工程はAIによる画像認識でありサンプル画像から認識対象の特徴を機械学習アルゴリズムで認識モデルに学習データとして蓄積する. 蓄積した認識モデルを用いて認識対象物体を認識対象物体の位置を取得する. 機械学習アルゴリズムにはサポートベクターマシン, ブースティング, ディープラーニング のうち少なくとも1つを含む。また検出対象画像のカラー画像を2値化画像に変換し認識対象の位置を取得する. 値化画像に変換する際に認識対象のみを分離するように閾値を決定する手法を使用する前記請求項1記載の有害生物及び／又はその卵の識別及び駆除方法。
The identification process is image recognition by AI, and the features of the recognition target are accumulated as learning data in the recognition model by a machine learning algorithm from the sample image. The recognition target object is acquired as the position of the recognition target object by using the accumulated recognition model. Machine learning algorithms include at least one of support vector machines, boosting, and deep learning. Further, the color image of the detection target image is converted into a binarized image to acquire the position of the recognition target. The above-mentioned claim using a method of determining a threshold value so as to separate only the recognition target when converting to a digitized image. 1 The method for identifying and exterminating pests and / or their eggs according to the description.
前記マッピング工程は、Webアプリケーション、デスクトップアプリケーション、モバイルアプリケーション、組み込みアプリケーションのうち少なくとも1つを使用した前記請求項1記載の有害生物及び／又はその卵の識別及び駆除方法。
The mapping step is the method for identifying and exterminating a pest and / or its egg according to claim 1, using at least one of a web application, a desktop application, a mobile application, and an embedded application.
農作物又は園芸作物の栽培地における有害生物及び／又はその卵を駆除する方法であって、請求項１に記載の方法により得られる栽培地における有害生物及び／又はその卵の分布情報を用いて、前記有害生物及び／又はその卵の存在位置に移動体を移動させる工程と、
前記移動体から前記有害生物及び／又はその卵に殺虫剤、有機溶媒、水、水溶液を噴射する工程と物理的に打撃を加える工程を含む前記請求項1記載の有害生物及び／又はその卵の識別及び駆除方法。 A method for exterminating pests and / or their eggs in the cultivated area of agricultural or horticultural crops, using the distribution information of the pests and / or their eggs in the cultivated area obtained by the method according to claim 1. The step of moving the moving body to the position where the pest and / or its egg is present, and
The pest and / or its egg according to claim 1, which comprises a step of injecting an insecticide, an organic solvent, water, or an aqueous solution from the moving body onto the pest and / or its egg, and a step of physically damaging the pest. Identification and disinfection methods.

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