(57)【要約】      （修正有）【課題】畑縁部の植物の状態を正確に把握し、農機具の移動方向に沿った領域における植物の状態を正確に把握する。【解決手段】植物情報作成システム１は、クラウドサーバ５０において、第１の植物位置情報データを、第２の植物位置情報データに変換する座標変換手段１０と、第２の植物位置情報データを用いて、第２の区分データを作成する区分データ作成手段２０と、植物状態情報データと第２の区分データとから、第２の植物平均状態データを算出する平均植物状態算出手段３０と、第２の区分データおよび第２の植物平均状態データを、所定の区分の位置を示す第１の区分データおよびその区分内にある植物の平均的な状態を示す第１の植物平均状態データに変換する座標逆変換手段４０とを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
座標１における所定の領域内にある植物の位置を示す第１の植物位置情報データと、当該植物の状態に関する植物状態情報データとから、農機具等に入力される農機具用入力データを作成する植物情報作成システムであって、
前記第１の植物位置情報データを、座標２における植物の位置を示す第２の植物位置情報データに変換する座標変換手段と、
前記第２の植物位置情報データを用いて、前記所定の領域を、座標２における所定の区分に分割し、当該区分の位置を示す第２の区分データを作成する区分データ作成手段と、
前記植物状態情報データと前記第２の区分データとから、当該第２の区分内にある植物の平均的な状態を示す第２の植物平均状態データを算出する平均植物状態算出手段と、
前記第２の区分データおよび前記第２の植物平均状態データを、前記座標１における前記所定の区分の位置を示す第１の区分データおよび当該区分内にある植物の平均的な状態を示す第１の植物平均状態データに変換する座標逆変換手段と、を具備し、
前記農機具用入力データは、第１の区分データと第１の植物平均状態データとを含むことを特徴とする植物情報作成システム。
【請求項２】
前記座標２が、農機具の進行方向と、当該農機具の進行方向と直交する方向とで構成されることを特徴とする請求項１に記載の植物情報作成システム。
【請求項３】
前記所定の区分の形状が、所定の幅を有する矩形であることを特徴とする請求項１または２に記載の植物情報作成システム。
【請求項４】
前記所定の幅は、前記農機具が肥料や農薬等を散布できる距離の０．１〜１．１倍の範囲にあることを特徴とする請求項３に記載の植物情報作成システム。
【請求項５】
ネットワークを介して外部端末と接続されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の植物情報作成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星写真、ドローンから撮影した写真、航空写真等の画像データから、所定の領域内の植物に散布する肥料や農薬等の量、さらには所定の領域内の播種密度を最適化するための植物情報を作成する植物情報作成システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
農業では、高品質および安定多収穫な農作物の植物を育てるために、例えば追肥時期および追肥量や、農薬散布時期および農薬量、さらには地力に応じた播種密度の管理を適切に実施する必要がある。そのためには、現状の植物の状態を把握し、その状態に合わせて農機具を使った追肥や農薬散布、播種作業を行う必要がある。
【０００３】
このような植物の状態を把握する方法として、管理対象圃場が含まれる地域を撮影した衛星画像データの波長成分に基づき管理対象圃場における作物品種の生育状態を認識する第１のステップと、作物品種の生育状態に応じた作業条件及び作業内容を格納したデータベースから、第１のステップで認識した作物品種の生育状態に対応する作業条件が格納されているかを検索し、格納されていた場合には、その作業条件に関連付けて格納されている作業内容を読み出し、その作業内容を管理対象圃場毎に出力する第２のステップとを実行し、管理対象圃場における農作業を支援する圃場管理支援方法が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３１０４６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した圃場管理支援方法には、圃場の形状が考慮されていないため、圃場縁部の植物の状態を正確に把握することができないという問題点があった。また、圃場における農機具の実際の移動方向も考慮されていないため、農機具の移動方向に沿った場所における植物の状態を正確に把握することができないという問題点があった。
【０００６】
具体的には、例えば図６に示すように、経度（Ｘ軸）・緯度（Ｙ軸）の座標において、ひし形状の農地Ｓ内を農機具がＶ方向に移動しながら追肥を行うという場合に、農機具が存在している区分（グリッド）内の植物の状況に応じて、適した肥料の量を算出する必要がある。
【０００７】
例えばポイントＲ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４で囲まれたグリッドＧ１に散布すべき肥料の量を計算する場合には、従来の方法では、グリッドＧ１内にある植物の状態を示すデータから算出することになる。
【０００８】
一方、ポイントｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４で囲まれたグリッドＧ２に散布すべき肥料の量は、農機具に対して、ポイントＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４とは相対的な位置（距離・方向）が異なるポイントｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４で囲まれたグリッドＧ２内にある植物の状態を示すデータから算出されることになる。すなわち、農機具に対して相対的な位置（距離・方向）が異なるグリッド内の植物の状態を示すデータを用いて、各区分（グリッド）内の植物の状態を算出することになるので、農機具の移動方向に沿った区分における植物の状態を正確に算出することができない。その結果、農機具の移動方向に沿って散布すべき肥料や農薬等の適切な量を正確に算出することができないという問題点があった。
【０００９】
また、従来の方法では、施肥機等の農機具の散布幅（肥料等を散布できる農機具からの距離）を考慮していないため、散布すべき肥料や農薬等の量を計算する際に、設定によっては農機具から肥料等を散布できない距離（領域）の植物の状態をも考慮してしまっていた。その結果、各区分において散布すべき肥料や農薬等の量を正確に算出することができないという問題点があった。
【００１０】
特に、従来の衛星写真等のデータから得られる植物の状態に関する情報は、施肥機等の農機具の大きさ（幅）程度の分解能（解像度）しかなく、そもそも上述したような区分に含まれる植物の状態に応じて散布すべき肥料や農薬の量を検討したり、地力に応じた播種密度を検討するという考えが存在しなかった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の発明者は、上述した問題点に関して鋭意研究・開発を続けた結果、以下のような画期的な植物情報作成システムを見出した。
【００１２】
上記課題を解決するための本発明の第１の態様は、座標１における所定の領域内にある植物の位置を示す第１の植物位置情報データと、植物の状態に関する植物状態情報データとから、農機具等に入力される農機具用入力データを作成する植物情報作成システムであって、第１の植物位置情報データを、座標２における植物の位置を示す第２の植物位置情報データに変換する座標変換手段と、第２の植物位置情報データを用いて、所定の領域を、座標２における所定の区分に分割し、区分の位置を示す第２の区分データを作成する区分データ作成手段と、植物状態情報データと第２の区分データとから、第２の区分内にある植物の平均的な状態を示す第２の植物平均状態データを算出する平均植物状態算出手段と、第２の区分データおよび第２の植物平均状態データを、座標１における所定の区分の位置を示す第１の区分データおよび区分内にある植物の平均的な状態を示す第１の植物平均状態データに変換する座標逆変換手段と、を具備し、農機具用入力データは、第１の区分データと第１の植物平均状態データとを少なくとも含むことを特徴とする植物情報作成システムにある。
【００１３】
ここで、「農機具」とは、農業用の機械・器具をいい、特に限定されないが、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）等のように、その農機具の位置を測定でき、測定した位置に応じて散布する肥料の量や農薬の量、播種の量を制御できる機能を有するものが好ましい。
【００１４】
かかる１の態様では、農場等の所定の領域の形状を考慮することができるので、各区分の植物平均状態データをより正確に算出することができる。その結果、各区分において散布すべき肥料や農薬等の適切な量、さらには翌年以降の播種量を正確に算出することができる。
【００１５】
本発明の第２の態様は、座標２が、農機具の進行方向と、農機具の進行方向と直交する方向とで構成されることを特徴とする第１の態様に記載の植物情報作成システムにある。
【００１６】
かかる第２の態様では、農機具の進行方向に沿った各区分の植物平均状態データを正確に算出することができる。その結果、実際の農作業（農機具の移動や動作）に合わせて植物平均状態データを活用することができる。
【００１７】
すなわち、従来の方法では、実際の農作業とは関係なく、各区分の植物の状態を検出（算出）していたために実際の農作業と整合を図ることができなかったが、本態様ではその整合を図ることができる。
【００１８】
例えば、実際の農作業では、畝の間隔や株の間隔等に合わせて作業を行っていく必要があるが、農機具の移動方向と畝の方向等が異なるため、従来の方法ではそれらを考慮することはできなかった。しかし、本態様によれば、農機具の移動方向と畝の方向等とを一致させることができるので、畝の間隔や株の間隔等に合わせて実際の農作業を行うことができる。
【００１９】
また、畝の間隔や株の間隔等は毎年ほとんど変わることがないので、得られた植物平均状態データを蓄積し、それらを分析することにより、植物の生育状態の異常検知や地力データとしても活用することができる。
【００２０】
本発明に係る第３の態様は、所定の区分の形状が、所定の幅を有する矩形であることを特徴とする第１または第２の態様に記載の植物情報作成システムにある。
【００２１】
かかる第３の態様では、各区分の植物平均状態データをさらに正確に算出することができる。
【００２２】
本発明の第４の態様は、所定の幅は、農機具が肥料や農薬等を散布できる距離の０．１〜１．１倍の範囲にあることを特徴とする第３の態様に記載の植物情報作成システムにある。
【００２３】
ここで、「農機具が肥料や農薬等を散布できる距離」としては、農機具を実際に稼働させ、実際に肥料や農薬等を散布できる距離でもよいし、農機具メーカーが定めた農機具の説明書等に記載されているものを用いてもよい。
【００２４】
かかる第４の態様では、農機具が肥料や農薬等を散布できる距離を考慮して区分を定めることができるので、各区分の植物平均状態データをより正確に算出することができる。
【００２５】
本発明の第５の態様は、ネットワークを介して外部端末と接続されていることを特徴とする第１〜第４の態様の何れか１つに記載の植物情報作成システムにある。
【００２６】
かかる第５の態様では、第１の植物位置情報データを容易に指定することができると共に、各区分の植物平均状態データを容易に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は実施形態１に係る植物情報作成システムの概念図である。
【図２】図２は実施形態１に係る植物情報作成システムの動作を示すフローチャートである。
【図３】図３は座標１における実施例１の区分を示した写真である。
【図４】図４は座標２における実施例１の区分を示した写真である。
【図５】図５は図４に示す区分に散布する肥料の量を示した図である。
【図６】図６は従来の方法による区分の例を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る植物情報作成システムの実施形態を説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
（実施形態１）
【００２９】
図１は、本実施形態に係る植物情報作成システムの概略図である。図１に示すように、本実施形態に係る植物情報作成システム１は、クラウドサーバ５０と、それにネットワーク８０を介して接続された外部端末１００とで構成されており、ネットワーク８０を介して外部端末１００から入力された情報に基づいて、クラウドサーバ５０は座標１における所定の領域内の植物の位置を示す第１の植物位置情報データとその植物の状態を示す植物状態情報データとから、農機具に入力される農機具用入力データを作成することができるようになっている。
【００３０】
まず、クラウドサーバ５０について説明する。図１に示すように、クラウドサーバ５０は、座標変換手段１０、区分データ作成手段２０、平均植物状態算出手段３０および座標逆変換手段４０を具備している。
【００３１】
ここで、座標１は、植物の位置を特定することができる座標であれば特に限定されない。座標１としては、例えば、緯度および経度で表現される地理座標、デカルト座標や平面座標（直交座標）であってもよく、平面座標において、一方の軸（横軸等）と他方の軸（縦軸等）とが直角に交わっていないような座標でもよいが、一方の軸と他方の軸とが直角に交わっている座標の方が、得られた農機具用入力データを用いて農機具を容易に操作することができるので好ましい。
【００３２】
また、所定の領域は、農地等を示し、座標１において特定できる領域であれば、形状・大きさ等は特に限定されない。
【００３３】
さらに、第１の植物位置情報は、座標１において植物の位置を特定することができるものであれば特に限定されず、例えば第１座標が地理座標（高度を無視）である場合には、緯度および経度となる。
【００３４】
植物状態情報データとは、植物の状態を示す情報であれば特に限定されず、例えば人工衛星、ドローンや飛行機等が取得したデータ等を元に算出した正規化植生指数（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ  Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ  Ｉｎｄｅｘ）、比植生指標（Ｒａｔｉｏ  Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ  Ｉｎｄｅｘ）、差植生指標（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ  Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ  Ｉｎｄｅｘ）、土壌補正植生指数（Ｓｏｉｌ  Ａｄｊｕｓｔｅｄ  Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ  Ｉｎｄｅｘ）、大気補正植生指数（Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃａｌｌｙ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ  Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ  Ｉｎｄｅｘ）、改良植生指数（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ  Ｉｎｄｅｘ）等が挙げられる。
【００３５】
座標変換手段１０は、第１の植物位置情報データを、座標２における第２の植物位置情報データに変換できるものであれば特に限定されない。座標変換手段１０としては、例えばこのような機能を有するプログラム等が挙げられる。
【００３６】
具体的には、例えば、第１の植物位置情報データが経度・緯度（高度を無視）で表された場合に、ある位置を中心として、所定の角度を回転させた座標（座標２）における植物位置データ（第２の植物位置情報データ）に変換するプログラムや、第１の植物位置情報データを、所定の領域の一辺に合わせた直交座標（座標２）における植物位置情報データ（第２の植物位置情報データ）に変換するプログラム等が挙げられる。
【００３７】
ここで、座標２とは、座標１と同様に、植物の位置を特定することができる座標であれば特に限定されない。座標２としては、例えば緯度および経度で表現される地理座標、デカルト座標や平面座標（直交座標）であってもよいが、農機具の移動方向とそれに直交する方向からなる座標が好ましい。座標２をこのように設定することにより、農機具の進行方向に沿って、後述する各区分の第２の植物平均状態データをより正確に算出することができる。
【００３８】
また、第２の植物位置情報データも、第１の植物位置情報データと同様に、座標２において植物の位置を特定することができるものであれば特に限定されず、例えばＸ軸およびＹ軸で表される平面座標（直交座標）であれば、この座標で特定される位置（場所）となる。
【００３９】
なお、植物状態情報データは、座標変換された後も第２の植物位置情報データと関連付けられており、座標２における第２の植物位置情報データに基づいて抽出することができるようになっている。
【００４０】
区分データ作成手段２０は、第２の座標における上述した所定の領域を所定の区分に分割し、その区分の位置を示す第２の区分データを作成することができるものであれば特に限定されず、例えばこのような機能を有するプログラム等が挙げられる。
【００４１】
ここで、所定の区分は、その大きさ・形状等は特に限定されず、第２の区分データもその区分を特定できるものであればその形式は特に限定されない。
【００４２】
所定の区分としては、例えば直交座標における所定の領域を、所定の幅（長さ）ＬでＸ軸およびＹ軸とにそれぞれ平行な４つの線分で囲まれた正方形や長方形で分割されたもの等が挙げられる。そして、この場合における第２の区分データとしては、例えば正方形や長方形の各角の位置を示す４つの第２の植物位置情報データで各区分データが構成されることになる。
【００４３】
ここで、所定の幅Ｌは、特に限定されないが、各区分に肥料や農薬等の量を正確に散布することができるように、農機具が肥料や農薬等を散布できる距離の０．１〜１．１倍の範囲にあることが望ましく、０．９〜１．１倍の範囲にあることがより望ましく、１倍であることが特に望ましい。
【００４４】
なお、所定の区分に関するデータ（例えば幅Ｌ等）は、予め決められていてもよいし、外部端末１００からその都度入力されるようにしてもよい。
【００４５】
平均植物状態算出手段３０は、第２の区分データと植物状態情報データとから、各区分内の植物の平均的な状態を示す第２の植物平均状態データを算出できるものであれば特に限定されず、例えばこのような機能を有するプログラム等が挙げられる。
【００４６】
ここで、区分内の第２の植物平均状態データは、植物の平均的な状態を示すデータであれば特に限定されず、例えば区分内にある植物の植物状態情報データを曲面補間した後に面積平均法で算出したものでもよく、単純な算術平均（相加平均）でもよいし、中央値や最頻値等であってもよい。そして、第２の植物平均状態データとしては、実際の地面の状態を反映させることができるので、第２の植物位置情報データ（高度も考慮したもの）および植物状態情報データから最小二乗法等を用いて曲面補間したものが最も好ましい。
【００４７】
座標逆変換手段４０は、第２の区分データおよび第２の植物平均状態データを、座標１における第１の区分データおよびその区分内にある植物の平均的な状態を示す第１の植物平均状態データに変換することができるものであれば特に限定されず、例えばこのような機能を有するプログラム等が挙げられる。
【００４８】
第１の区分データとは、第２の区分データを座標１に変換した場合の区分のデータである。例えば、上述したように、座標１および座標２が共に直交座標で、第２の区分データが正方形の場合には、第１の区分データは、第１の座標においても正方形の区分を示すデータとなる。第１の区分データとしては、例えば正方形の各角の位置を示す４つの第１の植物位置情報データで各区分データが構成されるもの等が挙げられる。
【００４９】
なお、クラウドサーバ５０は、上記の機能を有するものであれば特に限定されず、例えば市販されているパーソナルコンピュータ等の電子計算機であってもよい。
【００５０】
次に、ネットワーク８０は、クラウドサーバ５０と外部端末１００とを接続することができるものであれば、有線・無線を含めて特に限定されず、例えばインターネットやイントラネット等が挙げられる。
【００５１】
そして、外部端末１００は、ネットワーク８０を介してクラウドサーバ５０とデータのやり取りを行うことができるものであれば特に限定されず、例えばパーソナルコンピュータ、スマートフォンやタブレット型端末等が挙げられる。
【００５２】
このように植物情報作成システム１を構成することにより、農場等の所定の領域の形状および農機具の進行方向を考慮することができるので、農機具の進行方向に沿って各区分の植物平均状態データをより正確に算出することができる。その結果、農機具の進行方向に沿って散布すべき肥料や農薬、播種等の最適な量を正確に算出することができる。
【００５３】
次に、本実施形態に係る植物情報作成システム１の動作について説明する。図２は、本実施形態に係る植物情報作成システム１の動作を示すフローチャートである。
【００５４】
図２に示すように、まず外部端末１００によって入力されたデータに基づいて、第１の植物位置情報データが植物情報作成システム１に入力される（Ｓ１）。すると、第１の植物位置情報データは、座標変換手段１０によって第２の植物位置情報データに変換される（Ｓ２）。変換された第２の植物位置情報データは、区分データ作成手段２０によって区分され、第２の区分データが作成される（Ｓ３）。
【００５５】
次に、第２の区分データおよび植物状態情報データから、平均植物状態算出手段３０によって第２の植物平均状態データが算出される（Ｓ４）。その後、座標逆変換手段４０によって第２の区分データおよび第２の植物平均状態データから、第１の区分データおよび第１の植物平均状態データに変換される（Ｓ５）。そして、第１の区分データと第１の植物平均状態データとを少なくとも含む農機具用入力データが最終的に作成される（Ｓ６）。
【００５６】
なお、第１の植物位置情報データおよび植物状態情報データは、外部端末１００に格納されていてもよいし、クラウドサーバ５０に予め格納されていてもよい。クラウドサーバ５０に予め格納されている場合には、外部端末１００から入力されたデータに基づいて、第１の植物位置情報データおよび植物状態情報データが呼び出され、Ｓ２以降の工程が行われる。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態に係る植物情報作成システム１によれば、農機具の移動方向に沿って区分された第１の区分データと第１の植物平均状態データとを少なくとも含む農機具用入力データを容易に作成することができる。その結果、この農機具用入力データが入力された農機具は、この農機具用入力データに基づいて、農機具の移動方向に沿って区分された各区分に対して、適切な量の肥料や農薬等を散布したり、地力に応じた播種密度で種を播くことができる。
（実施例１）
【００５８】
本発明の効果を確認するために、ある畑にまく肥料の計算を行った。図３は、衛星写真より得た畑の写真に緯度・経度からなる区分（グリッド）を設定したものである。
【００５９】
この図から分かるように、この区分は、畑の形状や農機具の進行方向を考慮していない。したがって、各区分における植物の平均的な状態を示すデータを算出したとしても、農機具がこの区分に沿って移動しないため、この区分に含まれる植物に対して、適切な量の肥料や農薬等を散布することができない。
【００６０】
次に、図４は、座標変換手段によって、畑の形状と農機具の進行方向を考慮した座標に変換し、その座標に沿って区分（幅等も考慮）を設定したものである。
【００６１】
この図から分かるように、畑の辺（上側および右側）に合わせて座標の軸が設定されていることが分かる。また、この軸に沿って農機具が移動できるようになっていることも分かる。
【００６２】
そして、図４に示す各区分における第１の植物平均状態データを算出し、図５にそのデータに基づいて算出した肥料の量を表示した図を示す。なお、この図では、色が濃くなるにつれて、追肥の量が多くなることを示している。
【００６３】
図５から分かるように、各区分内に散布すべき肥料の量が農機具の移動方向ｄに沿って算出されていることが分かる。
【００６４】
このように、本発明によれば、農機具の進行方向ｄに沿って散布すべき肥料や農薬等の最適な量を正確に算出できることが分かった。
（実施形態２）
【００６５】
実施形態１では、座標変換手段を用いて、第１の植物位置情報データを第２の植物位置情報データに変換しているが、この際に植物状態情報データを第２の植物位置情報データに関連付けたり、座標変換手段を用いて第１の植物位置情報データと共に変換するようにしてもよい。
【００６６】
すなわち、植物状態情報データを第２の植物位置情報データと共に管理するようにしてもよいし、植物状態情報データを別の名称のデータに変換した後、そのデータを第２の植物位置情報データと共に管理するようにしてもよい。
【００６７】
このように植物情報作成システムを構成しても実施形態１に係る植物情報作成システムと同様の効果が得られるのは言うまでもない。
（他の実施形態）
【００６８】
また、実施形態１では、１つのクラウドサーバ（電子計算機）が、座標変換手段、区分データ作成手段、平均植物状態算出手段および座標逆変換手段を具備するように植物情報作成システムを構成したが、本発明はこれに限定されない。植物情報作成システムが複数の電子計算機で構成され、それらの計算機が上記の手段の１つ以上を具備するようにしてもよい。このように構成しても、実施形態１に係る植物情報作成システムと同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００６９】
１    植物情報作成システム
１０    座標変換手段
２０    区分データ作成手段
３０    平均植物状態算出手段
４０    座標逆変換手段
５０    クラウドサーバ
【図１】
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【図２】
2019135623.tif 000004
【図３】
2019135623.tif 000005
【図４】
2019135623.tif 000006
【図５】
2019135623.tif 000007
【図６】
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