(57)【要約】【課題】安価なバンドパスフィルタを用い、カラー画像も撮影が可能な作物生育状況検知機能を有する農業用監視カメラを提供する。【解決手段】農業用監視カメラは、５５０ｎｍバンドパスフィルタと、８５０ｎｍバンドパスフィルタと、赤外カットフィルタと、透明フィルタと、５５０ｎｍバンドパスフィルタ、８５０ｎｍバンドパスフィルタ、赤外カットフィルタ、及び透明フィルタを切り換えるフィルタ切替機構と、撮像を行う撮像素子と、を備え、通常は、赤外カットフィルタを入れてカラー画像を撮影し、作物の生育状況を検知するときは、５５０ｎｍバンドパスフィルタ又は８５０ｎｍバンドパスフィルタを入れて白黒画像を撮影する。【選択図】図２
2015210124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
５５０ｎｍバンドパスフィルタと、
８５０ｎｍバンドパスフィルタと、
赤外カットフィルタと、
透明フィルタと、
前記５５０ｎｍバンドパスフィルタ、前記８５０ｎｍバンドパスフィルタ、前記赤外カットフィルタ、及び前記透明フィルタを切り換えるフィルタ切替機構と、
撮像を行う撮像素子と、
を備え、
通常は、前記赤外カットフィルタを入れてカラー画像を撮影し、作物の生育状況を検知するときは、前記５５０ｎｍバンドパスフィルタ又は前記８５０ｎｍバンドパスフィルタを入れて白黒画像を撮影する、農業用監視カメラ。
【請求項２】
前記５５０ｎｍバンドパスフィルタの中心周波数範囲と、前記８５０ｎｍバンドパスフィルタの中心波長範囲と、を±５０ｎｍとした、
請求項１に記載の農業用監視カメラ。
【請求項３】
前記５５０ｎｍバンドパスフィルタで撮影した白黒画像と、前記８５０ｎｍバンドパスフィルタで撮影した白黒画像と、において画素毎に映像レベルの比を取り、その比率が小さい方から大きい方へ、青、緑、黄、橙、赤と色付けを行い、分布図として１つの画像を作成し、カラー画像と共に２ストリームで伝送する、
請求項２に記載の農業用監視カメラ。
【請求項４】
前記５５０ｎｍバンドパスフィルタで撮影した白黒画像と、前記８５０ｎｍバンドパスフィルタで撮影した白黒画像と、において画素毎に映像レベルの比を取る一連の動作を、デイナイト機能のデイ時（昼間）に行う、
請求項２に記載の農業用監視カメラ。
【請求項５】
前記５５０ｎｍバンドパスフィルタで撮影した白黒画像と、前記８５０ｎｍバンドパスフィルタで撮影した白黒画像と、において画素毎に映像レベルの比を取り、その比率が小さい方から大きい方へ、透明、薄い赤、濃い赤と色付けを行い、分布図としてカラー画像に重畳させた画像を、カラー画像と共に２ストリームで伝送する、
請求項２に記載の農業用監視カメラ。
【請求項６】
前記カラー画像の任意位置に対するマウスによるクリックを受け付けると、５５０ｎｍバンドパスフィルタで撮影した白黒画像と、８５０ｎｍバンドパスフィルタで撮影した白黒画像と、において画素毎に映像レベルの比を取り、その比率の数値をデジタル値として読めるようにした、
請求項２に記載の農業用監視カメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、農業用監視カメラに関する。例えば、作物生育状況の検知ができる監視カメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、作物生育状況検知装置には反射率スペクトル測定器が用いられており、そのバンドパスフィルタには連続的に波長を変えられる透過型回折格子が使用されている。また、反射率スペクトルを測定するために、波長毎に１００％ラインの校正が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２５０８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の作物生育状況検知装置は、透過型回折格子が使用されているため、数百万円という非常に高価になってしまう。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、安価なバンドパスフィルタを用い、カラー画像も撮影が可能な作物生育状況検知機能を有する農業用監視カメラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の監視カメラは、５５０ｎｍバンドパスフィルタと、８５０ｎｍバンドパスフィルタと、赤外カットフィルタと、透明フィルタと、上記５５０ｎｍバンドパスフィルタ、上記８５０ｎｍバンドパスフィルタ、上記赤外カットフィルタ、及び上記透明フィルタを切り換えるフィルタ切替機構と、撮像を行う撮像素子と、を備え、通常は、前記赤外カットフィルタを入れてカラー画像を撮影し、作物の生育状況を検知するときは、前記５５０ｎｍバンドパスフィルタ又は前記８５０ｎｍバンドパスフィルタを入れて白黒画像を撮影する。
この構成によれば、安価な作物生育状況検知機能を有する農業用監視カメラを提供することが可能となる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、５５０ｎｍの映像レベルと８５０ｎｍの映像レベルとの比を利用して、安価な作物生育状況検知機能付き監視カメラを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態における農業用監視カメラのフィルタ分光特性を示す模式図
【図２】本発明の実施形態における農業用監視カメラの構造図
【図３】本発明の実施形態における作物の違いによる反射率スペクトルを示す模式図
【図４】本発明の実施形態における作物生育状況の表示例を示す模式図
【図５】従来の分光カメラ（静止画）の構造図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
（本発明の一形態を得るに至った経緯）
大規模農業において、場所によって作物の生育度合いが異なっている状況を監視することができれば、収穫の順番に優先順位を付けることが可能になり、効率的に、かつ、最も売値が高い状態で収穫ができるが、従来のカメラでは作物の生育状況が育ち足りないのか育ち過ぎなのかの判別が付かない。そこで、作物の生育状況検知機能を持った監視カメラを提供する。
【００１１】
（実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る作物生育状況検知機能を有する監視カメラ１０のフィルタ分光特性を示すものであり、図２は、本発明の実施形態に係る作物生育状況検知機能を有する監視カメラ１０の構造図を示すものである。
【００１２】
監視カメラ１０は、５５０ｎｍバンドパスフィルタ１と、８５０ｎｍバンドパスフィルタ２と、赤外カットフィルタ３と、透明フィルタ７と、を設け、それら（上記の各フィルタ）を切り換えるフィルタ切替機構４を備える。監視カメラ１０は、通常、赤外カットフィルタ３を入れてカラー画像を撮影する。監視カメラ１０は、定期的に、５５０ｎｍバンドパスフィルタ１又は８５０ｎｍバンドパスフィルタ２に切り換えて、白黒画像を撮影する。
【００１３】
作物の違いによる反射率スペクトルは、５５０ｎｍではほとんど同じで、８５０ｎｍで変化する特徴がある。監視カメラ１０は、画素毎に５５０ｎｍの映像レベルと８５０ｎｍの映像レベルとの比を取り、その比率を分布図として表示すれば、作物生育状況の検知が可能である（図３参照）。
【００１４】
監視カメラ１０は、撮像した２枚の白黒画像について、画素毎に５５０ｎｍの映像レベルと８５０ｎｍの映像レベルとの比を取り、その比率を分布図として記録する（式１参照）。
育成状況分布画像レベル（ｘ，ｙ）＝Ａ×［（映像レベル（ｘ，ｙ）＠８５０ｎｍ）／映像レベル（ｘ，ｙ）＠５５０ｎｍ）］      ・・・（式１）
【００１５】
但し、Ａは、１００ＩＲＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｒａｄｉｏ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）を超えないように設定される。尚、図４のように、表示において、例えば模様付け又は色付けを行うと分かり易い。図４では、符号２１の範囲には、作物（例えば稲）が存在する。
【００１６】
０〜２０ＩＲＥ：例えば青色（色付けは図示略）（図４では存在せず）
２０〜４０ＩＲＥ：符号２３、例えば緑色（色付けは図示略）
４０〜６０ＩＲＥ：符号２４、例えば黄色（色付けは図示略）
６０〜８０ＩＲＥ：符号２５、例えば橙色（色付けは図示略）
８０〜１００ＩＲＥ：符号２６、例えば赤色（色付けは図示略）
【００１７】
監視カメラ１０は、比率が小さい方から大きい方へ、例えば青、緑、黄、橙、赤と色付けを行い、分布図として１つの画像を作成するようにして、例えばカラー画像と共に２ストリームで伝送するようにしている。
【００１８】
または、監視カメラ１０は、例えば、比率が小さい方から大きい方へ、例えば透明、薄い赤、濃い赤と色付けを行い、分布図としてカラー画像に重畳させた画像を、カラー画像と共に２ストリームで伝送するようにしてもよい。
【００１９】
また、監視カメラ１０は、カラー画像の任意位置に対するマウスによるクリックを受け付けた場合に、画素毎に５５０ｎｍの映像レベルと８５０ｎｍの映像レベルとの比を取った比率のデジタル値（例えば図４の「５１」）を読めるようにしてもよい。この場合、どの部分がどの程度育成しているかが客観的に分かるので、収穫の順番や収穫の期日を正確に決定することができる（図４参照）。
【００２０】
なお、９４０ｎｍ付近の波長帯域は水分吸収による透過率劣化があるので、雨の日と晴れの日とでデータが大きく変わってしまう。また、８００ｎｍ以下の波長帯域では、植物の反射率が急激に落ちてしまう。特に、８５０ｎｍバンドパスフィルタ２は中心波長範囲を±５０ｎｍとする必要がある。
【００２１】
また、画素毎に５５０ｎｍの映像レベルと８５０ｎｍの映像レベルとの比を取った比率は、夜間や照度が暗い条件下では、精度が悪くなる。そのため、監視カメラ１０は、定期的に、５５０ｎｍバンドパスフィルタ１又は８５０ｎｍバンドパスフィルタ２に切り換えて、白黒画像を撮影する動作を、デイナイト機能のデイ時（昼間で照度が明るい条件下）に行う必要がある。
【００２２】
なお、図５は、従来の分光カメラ（測定装置）の構造図である。分光カメラ５０は、撮像レンズ５１、スリット５２、コリメータレンズ５３、回折格子５４、結像レンズ５５、撮像素子５６、及び走査機構５７を備える。
【００２３】
このように、監視カメラ１０は、例えば、５５０ｎｍバンドパスフィルタ１と８５０ｎｍバンドパスフィルタ２と赤外カットフィルタ３と透明フィルタ７とを内蔵して、それらを切り換えるフィルタ切替機構４を備える。監視カメラ１０は、５５０ｎｍバンドパスフィルタ１で撮影した画像と、８５０ｎｍバンドパスフィルタ２で撮影した画像と、の輝度レベル相対比を画素毎に計算し、その比率が低い方から高い方へ、青、緑、黄、橙、赤と色付けを行う。これにより、どの部分が５５０ｎｍと８５０ｎｍの差が大きいかが分かるようにした。また、監視カメラ１０は、その相対比画像とカラー撮影画像とを２ストリームで伝送できるようにした。また、監視カメラ１０は、相対比画像とカラー撮影画像を重畳して伝送することも可能とした。
【００２４】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られるものではなく、特許請求の範囲で示した機能、または本実施形態の構成が持つ機能が達成できる構成であればどのようなものであっても適用可能である。
【００２５】
（本発明の一態様の概要）
本発明の一態様の農業用監視カメラは、５５０ｎｍバンドパスフィルタと、８５０ｎｍバンドパスフィルタと、赤外カットフィルタと、透明フィルタと、前記５５０ｎｍバンドパスフィルタ、前記８５０ｎｍバンドパスフィルタ、前記赤外カットフィルタ、及び前記透明フィルタを切り換えるフィルタ切替機構と、撮像を行う撮像素子と、を備え、通常は、前記赤外カットフィルタを入れてカラー画像を撮影し、作物の生育状況を検知するときは、前記５５０ｎｍバンドパスフィルタ又は前記８５０ｎｍバンドパスフィルタを入れて白黒画像を撮影する。
【００２６】
この構成によれば、高価な作物生育状況検知装置を使用せずに、作物生育状況の検知ができる。
【００２７】
本発明の一態様の農業用監視カメラは、前記５５０ｎｍバンドパスフィルタの中心周波数範囲と、前記８５０ｎｍバンドパスフィルタの中心波長範囲と、を±５０ｎｍとした。
【００２８】
この構成によれば、水分吸収による透過率劣化がある９４０ｎｍ付近の波長帯域、及び植物の反射率が急激に低下する８００ｎｍ以下の波長帯域を使用しない為、精度の高い作物生育状況の検知ができる。
【００２９】
本発明の一態様の農業用監視カメラは、前記５５０ｎｍバンドパスフィルタで撮影した白黒画像と、前記８５０ｎｍバンドパスフィルタで撮影した白黒画像と、において画素毎に映像レベルの比を取り、その比率が小さい方から大きい方へ、青、緑、黄、橙、赤と色付けを行い、分布図として１つの画像を作成し、カラー画像と共に２ストリームで伝送する。
【００３０】
この構成によれば、どの部分が５５０ｎｍと８５０ｎｍの差が大きいかを容易に分かるようにすることができる。また、通常は監視カメラとして活用し、生育状況を確認する場合に相対比画像を映せばよい為、監視カメラの機能と作物生育状況検知機能とを持たせることができる。
【００３１】
本発明の一態様の農業用監視カメラは、前記５５０ｎｍバンドパスフィルタで撮影した白黒画像と、前記８５０ｎｍバンドパスフィルタで撮影した白黒画像と、において画素毎に映像レベルの比を取る一連の動作を、デイナイト機能のデイ時（昼間）に行う。
【００３２】
この構成によれば、夜間や照度が暗い条件下で作物生育状況検知機能は動作せずに、昼間や照度が明るい条件下で作物育成状況検知機能を動作させる為、精度の高い作物育成状況の検知ができる。
【００３３】
本発明の一態様の農業用監視カメラは、前記５５０ｎｍバンドパスフィルタで撮影した白黒画像と、前記８５０ｎｍバンドパスフィルタで撮影した白黒画像と、において画素毎に映像レベルの比を取り、その比率が小さい方から大きい方へ、透明、薄い赤、濃い赤と色付けを行い、分布図としてカラー画像に重畳させた画像を、カラー画像と共に２ストリームで伝送する。
【００３４】
この構成によれば、どの程度育成しているかが一目で（感覚的に）分かるので、作物育成状況を容易に把握することができる。
【００３５】
本発明の一態様の農業用監視カメラは、前記カラー画像の任意位置に対するマウスによるクリックを受け付けると、５５０ｎｍバンドパスフィルタで撮影した白黒画像と、８５０ｎｍバンドパスフィルタで撮影した白黒画像と、において画素毎に映像レベルの比を取り、その比率の数値を、デジタル値として読めるようにした。
【００３６】
この構成によれば、どの程度育成しているかが客観的に分かるので、収穫の順序や収穫の期日を正確に決定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の作物生育状況検知機能付き監視カメラは、作物生育状況の分布図とカラー画像の両方で監視することができ、水稲などの作物生育状況を監視する監視カメラに有用である。これにより、大規模農業において、場所によって作物の生育度合いが異なっている状況を監視することができ、収穫の順番に優先順位を付けることが可能になり、効率的に、かつ、最も売値が高い状態で収穫ができる。
【符号の説明】
【００３８】
１  ５５０ｎｍバンドパスフィルタ
２  ８５０ｎｍバンドパスフィルタ
３  赤外カットフィルタ
４  フィルタ切替機構
５  シリコン系撮像素子
６  レンズ
７  透明フィルタ
１０  監視カメラ
【図１】
2015210124.tif 000003
【図２】
2015210124.tif 000004
【図３】
2015210124.tif 000005
【図４】
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【図５】
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