JP7169022B2 - 収穫量予測システム、収穫量予測方法、および収穫量予測プログラム、ならびに収穫時期予測システム - Google Patents
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Description
前記収穫量予測部は、前記作物長、前記曲率、および前記茎の太さに基づいて前記収穫量を予測するものとしてもよい。
なお、コンピュータプログラムは、インターネット等のネットワークを介したダウンロードによって提供したり、CD-ROMなどのコンピュータ読取可能な各種の記録媒体に記録して提供したりすることができる。
図10に示すように、収穫量予測システム500は、主にドローン100および収穫量予測装置300により構成される。ドローン100および収穫量予測装置300は無線又は有線により接続され、情報を送受信可能になっていて、ネットワークを通じて接続されていてもよい。なお、収穫量予測装置300の構成がドローン100に組み込まれていてもよい。
ドローン100は、飛行制御部21、撮影部22、強風検知部23、再撮影部24を有する。
D=L×tanθ (1)
ドローン100が等速移動中又はホバリング中において、空気抵抗による抗力Fdと、対気速度vaとは、以下の式が成り立つ。
Fd=(1/2) × ρva 2 S×Cd (2)
なお、空気密度ρ、空気抵抗係数Cdである。前方投影面積等の代表面積Sは、ドローン100の大きさおよび形状に基づいてあらかじめ求められる値である。
また、姿勢角θは、抗力Fdとの間に、以下の式が成り立つ。
Fd=mg tanθ (3)
なお、mはドローン100の重量である。ドローン100が等速移動中又はホバリング中において、対気速度vaは、式(1)および(2)を解くことで、以下の式により求めることができる。
(4)
gは、重力加速度である。このように、ドローン100の姿勢角θおよび重量mに基づいて、ドローン100の対気速度vaを求めることができる。
収穫量予測装置300は、作物形状取得部31および収穫量予測部32を備える。
図11に示すように、まず、ドローン100が圃場403内を飛行し、作物を撮影する(S11)。次いで、撮影される画像に基づいて、作物の長さおよび曲率を算出する(S12)。次いで、作物の長さおよび曲率に基づいて、収穫量を予測する(S13)。
図12に示すように、まず、ドローン100が圃場403内を飛行し、作物を撮影する(S21)。次いで、籾の数を計数して、第2収穫量を算出する(S22)。第2収穫量に基づいて、想定される作物長および曲率の範囲を計算する(S23)。この計算は、例えば、あらかじめ保持されている第2収穫量と作物長および曲率の想定範囲とのテーブルを参照して行う。また、画像に映り込んでいる茎の様子から、作物長および曲率を算出する(S24)。ステップS22およびS23と、ステップS24は順不同であり、同時に行われてもよい。
図13に示すように、まず、ドローン100が圃場403内を飛行し、作物を撮影する(S31)。次いで、長さおよび曲率を取得して第1収穫量を算出する(S32)。籾の数を計数して第2収穫量を算出する(S33)。なお、ステップS32およびS33は順不同であり、同時に行われてもよい。第1収穫量と第2収穫量の差が所定以上か否か判定する(S34)。第1収穫量と第2収穫量の差が所定未満であるとき、第2収穫量を予測結果に採用する(S35)。第1収穫量と第2収穫量の差が所定以上である場合であって、第1収穫量が第2収穫量より大きい場合は、第1収穫量を予測結果に採用する(S37)。第2収穫量が第1収穫量より大きい場合は、第2収穫量を予測結果に採用する(S38)。
図14に示すように、まず、ドローン100は、圃場403を飛行し、圃場内を撮影する(S41)。圃場403の飛行中に強風を検知すると(S42)、強風の検知地点を記憶する(S43)。強風検知部23は、継続的に又は定期的に強風の有無を検知し、強風が停止を判定する(S44)。強風の停止が判定されるとき、検知地点を再飛行し、再撮影を行う(S45)。ステップS44は、圃場403内の飛行中に随時行ってもよいし、圃場403内の飛行が完了した後に行ってもよい。
なお、作物長、曲率、および茎の太さの少なくともいずれかに基づいて当該作物が収穫される収穫時期を予測する収穫時期予測部を備え、撮影部211および作物形状取得部31とともに収穫時期予測システムを構成してもよい。作物長、曲率、および茎の太さなどの成長の程度を分析することで、収穫できる時期が予測できる。例えば、収穫時期予測部は、作物長、曲率、又は茎の太さと、予測される収穫時期と、が対応付けられるテーブルを参照し、収穫時期を予測してもよい。
収穫時期予測システムは、作物長および茎の太さ、茎の太さおよび曲率、作物長および曲率、のいずれかの組み合わせに基づいて収穫時期を予測してもよい。また、収穫時期予測システムは、作物長、曲率、および茎の太さに基づいて収穫時期を予測してもよい。
本発明にかかるドローンにおいては、農作物の収穫量を精度良く予測することができる。
Claims (21)
- 生育する作物の画像を取得する撮影部と、
前記画像に基づいて前記作物の作物長および前記作物の長さ方向における曲率を取得する作物形状取得部と、
前記作物長および前記曲率に基づいて前記作物からの収穫量を予測する収穫量予測部と、
前記作物に吹き付ける風を検知する強風検知部と、
を備え、
前記収穫量予測部は、前記強風検知部が強風を検知しているか否かで、前記収穫量の予測結果を異ならせる、
収穫量予測システム。 - 前記収穫量予測部は、前記作物長が長く、かつ前記曲率が大きいほど、前記収穫量が多いと予測する、
請求項1記載の収穫量予測システム。 - 前記作物形状取得部は、前記画像に基づいて前記作物の茎の太さをさらに取得し、
前記収穫量予測部は、前記作物長、前記曲率、および前記茎の太さに基づいて前記収穫量を予測する、
請求項1又は2記載の収穫量予測システム。 - 前記収穫量予測部は、前記強風検知部により強風が検知されている時点の予測値を、下方へ補正する、
請求項1乃至3のいずれかに記載の収穫量予測システム。 - 前記収穫量予測部は、前記強風検知部により強風が検知されているとき、当該強風が検知される地点における前記収穫量の予測を中止する、
請求項1乃至4のいずれかに記載の収穫量予測システム。 - 前記強風が検知された履歴がある場合において、前記強風を検知しないときに、当該強風が検知される地点の前記作物の画像を再取得する再撮影部をさらに備える、
請求項1乃至5のいずれかに記載の収穫量予測システム。 - 前記作物は前記長さ方向上部に籾が結実する稲であり、
籾の数を計数する籾計数部をさらに備え、
前記収穫量予測部は、前記作物長、前記曲率、および前記籾の数に基づいて、前記収穫量を予測する、
請求項1乃至6のいずれかに記載の収穫量予測システム。 - 前記収穫量予測部は、前記籾の数に基づいて予測される前記収穫量から、前記収穫量が収穫される前記作物長および前記曲率の少なくともいずれかの想定範囲を算出し、前記作物形状取得部により取得される前記作物長および前記曲率の少なくともいずれかの取得値が前記想定範囲に含まれていないとき、前記取得値に基づいて前記収穫量を補正する、
請求項7記載の収穫量予測システム。 - 生育する作物の画像を取得する撮影部と、
前記画像に基づいて前記作物の作物長および前記作物の長さ方向における曲率を取得する作物形状取得部と、
前記作物に結実する籾の数を計数する籾計数部と、
前記籾の数に基づいて前記作物からの収穫量を予測する収穫量予測部と、
を備え、
前記収穫量予測部は、前記籾の数に基づいて予測される前記収穫量から、前記収穫量が収穫される前記作物長および前記曲率の少なくともいずれかの想定範囲を算出し、前記作物形状取得部により取得される前記作物長および前記曲率の少なくともいずれかの取得値が前記想定範囲に含まれていないとき、前記取得値に基づいて前記収穫量を補正する、
収穫量予測システム。 - 前記作物長又は前記曲率の取得値が前記想定範囲よりも大きいとき、前記収穫量を上方に補正する、
請求項8又は9記載の収穫量予測システム。 - 前記作物長又は前記曲率の取得値が前記想定範囲よりも小さいとき、前記収穫量を下方に補正する、
請求項8乃至10のいずれかに記載の収穫量予測システム。 - 前記収穫量予測部は、前記作物長および前記曲率に基づいて予測される第1収穫量と、前記籾の数に基づいて予測される第2収穫量とを算出し、前記第2収穫量の値に基づいて、前記第1収穫量を予測結果として採用するか否かを決定する、
請求項8乃至11のいずれかに記載の収穫量予測システム。 - 生育する作物の画像を取得する撮影部と、
前記画像に基づいて前記作物の作物長および前記作物の長さ方向における曲率を取得する作物形状取得部と、
前記作物長および前記曲率に基づいて前記作物からの収穫量を予測する収穫量予測部と、
前記作物に結実する籾の数を計数する籾計数部と、
を備え、
前記収穫量予測部は、前記作物長および前記曲率に基づいて予測される第1収穫量と、前記籾の数に基づいて予測される第2収穫量とを算出し、前記第2収穫量の値に基づいて、前記第1収穫量を予測結果として採用するか否かを決定する、
収穫量予測システム。 - 前記収穫量予測部は、前記第2収穫量が、前記第1収穫量より所定以上大きい場合、前記第2収穫量を予測結果として採用する、
請求項12又は13記載の収穫量予測システム。 - 少なくとも前記撮影部は飛行体に搭載されている、
請求項1乃至14のいずれかに記載の収穫量予測システム。 - 生育する作物の画像を取得するステップと、
前記画像に基づいて前記作物の作物長および前記作物の長さ方向における曲率を取得する作物形状取得ステップと、
前記作物長および前記曲率に基づいて前記作物からの収穫量を予測するステップと、
前記作物に吹き付ける風を検知する強風検知ステップと、
を備え、
前記収穫量を予測するステップでは、前記強風検知ステップで強風を検知しているか否かで、前記収穫量の予測結果を異ならせる、
収穫量予測方法。 - 生育する作物の画像を取得する撮影ステップと、
前記画像に基づいて前記作物の作物長および前記作物の長さ方向における曲率を取得する作物形状取得ステップと、
前記作物に結実する籾の数を計数する籾計数ステップと、
前記籾の数に基づいて前記作物からの収穫量を予測する収穫量予測ステップと、
を備え、
前記収穫量予測ステップでは、前記籾の数に基づいて予測される前記収穫量から、前記収穫量が収穫される前記作物長および前記曲率の少なくともいずれかの想定範囲を算出し、前記作物形状取得ステップにより取得される前記作物長および前記曲率の少なくともいずれかの取得値が前記想定範囲に含まれていないとき、前記取得値に基づいて前記収穫量を補正する、
収穫量予測方法。 - 生育する作物の画像を取得する撮影ステップと、
前記画像に基づいて前記作物の作物長および前記作物の長さ方向における曲率を取得する作物形状取得ステップと、
前記作物長および前記曲率に基づいて前記作物からの収穫量を予測する収穫量予測ステップと、
前記作物に結実する籾の数を計数する籾計数ステップと、
を備え、
前記収穫量予測ステップは、前記作物長および前記曲率に基づいて予測される第1収穫量と、前記籾の数に基づいて予測される第2収穫量とを算出し、前記第2収穫量の値に基づいて、前記第1収穫量を予測結果として採用するか否かを決定する、
収穫量予測方法。 - 生育する作物の画像を取得する命令と、
前記画像に基づいて前記作物の作物長および前記作物の長さ方向における曲率を取得する命令と、
前記作物長および前記曲率に基づいて前記作物からの収穫量を予測する命令と、
前記作物に吹き付ける風を検知する強風検知命令と、
をコンピュータに実行させ、
前記収穫量を予測する命令では、前記強風検知命令により強風を検知しているか否かで、前記収穫量の予測結果を異ならせる、
収穫量予測プログラム。 - 生育する作物の画像を取得する撮影命令と、
前記画像に基づいて前記作物の作物長および前記作物の長さ方向における曲率を取得する作物形状取得命令と、
前記作物に結実する籾の数を計数する籾計数命令と、
前記籾の数に基づいて前記作物からの収穫量を予測する収穫量予測命令と、
をコンピュータに実行させ、
前記収穫量予測命令では、前記籾の数に基づいて予測される前記収穫量から、前記収穫量が収穫される前記作物長および前記曲率の少なくともいずれかの想定範囲を算出し、前記作物形状取得命令により取得される前記作物長および前記曲率の少なくともいずれかの取得値が前記想定範囲に含まれていないとき、前記取得値に基づいて前記収穫量を補正する、
収穫量予測プログラム。 - 生育する作物の画像を取得する撮影命令と、
前記画像に基づいて前記作物の作物長および前記作物の長さ方向における曲率を取得する作物形状取得命令と、
前記作物長および前記曲率に基づいて前記作物からの収穫量を予測する収穫量予測命令と、
前記作物に結実する籾の数を計数する籾計数命令と、
をコンピュータに実行させ、
前記収穫量予測命令は、前記作物長および前記曲率に基づいて予測される第1収穫量と、前記籾の数に基づいて予測される第2収穫量とを算出し、前記第2収穫量の値に基づいて、前記第1収穫量を予測結果として採用するか否かを決定する、
収穫量予測プログラム。
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Non-Patent Citations (1)
Title |
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平井康丸 ほか,稲稈の収穫時初期姿勢に関する力学的考察,農業機械学会誌,2003年04月01日,第65巻,Supplement号,p. 285-286,ISSN 1884-6025 |
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