JP7638491B2 - Information processing device, information processing system, information processing method, and computer program - Google Patents
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Description
本明細書に開示される技術は、栽培中の植物のサイズを推定する情報処理装置等に関する。 The technology disclosed in this specification relates to an information processing device that estimates the size of a plant under cultivation.
近年、植物(葉物野菜、果樹、花き類等)の栽培の効率化や最適化のための技術が種々提案されている。例えば、篤農家が行った果樹栽培において、果樹を撮影した画像から果実のサイズおよび葉面積の積算値を求め、果実のサイズおよび葉面積の積算値に基づき果実の生育状態を近似した生育曲線を決定し、該生育曲線を用いて栽培の果実の生育状態を評価し、該評価結果に基づき果実の収穫日を予測する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, various technologies have been proposed to improve the efficiency and optimization of plant cultivation (leafy vegetables, fruit trees, ornamental plants, etc.). For example, a technology is known in which, in fruit cultivation carried out by dedicated farmers, the size of the fruit and the integrated value of the leaf area are calculated from images of the fruit trees, a growth curve is determined that approximates the growth state of the fruit based on the integrated value of the fruit size and leaf area, the growth curve is used to evaluate the growth state of the cultivated fruit, and the harvest date of the fruit is predicted based on the evaluation results (see, for example, Patent Document 1).
上記従来の技術では、画像に写った個々の果実について手作業でサイズを測定しているため、果実のサイズの特定に大きな労力と時間がかかる、という課題がある。なお、このような課題は、収穫日予測のための果実のサイズの特定に限らず、栽培中の植物のサイズの特定(推定)の際に共通の課題である。 In the conventional technology described above, the size of each fruit in the image is measured manually, which means that it takes a lot of time and effort to determine the size of the fruit. This problem is not limited to determining the size of fruit to predict the harvest date, but is a common problem when determining (estimating) the size of plants under cultivation.
本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。 This specification discloses a technology that can solve the above-mentioned problems.
本明細書に開示される技術は、例えば、以下の形態として実現することが可能である。 The technology disclosed in this specification can be realized, for example, in the following forms:
(1)本明細書に開示される情報処理装置は、対象データ取得部と、平均サイズ推定部とを備える。対象データ取得部は、特定種類の植物である対象植物が複数栽培された栽培区画を撮影することにより生成された画像データである対象画像データを取得する。平均サイズ推定部は、前記対象画像データの色情報を含む画像データと、所定の機械学習により作成されたモデルとを用いて、前記栽培区画において栽培されている各前記対象植物のサイズの平均値である平均サイズを推定する。このように、本情報処理装置は、栽培区画を撮影することにより生成された対象画像データを取得し、対象画像データの色情報を含む画像データと機械学習により作成されたモデルとを用いて、対象植物の平均サイズを推定することができる。そのため、本情報処理装置によれば、対象画像データを取得するだけで対象植物の平均サイズを推定することができ、対象植物の平均サイズの推定に要する労力および時間を低減することができる。 (1) The information processing device disclosed in this specification includes a target data acquisition unit and an average size estimation unit. The target data acquisition unit acquires target image data, which is image data generated by photographing a cultivation area in which a plurality of target plants, which are specific types of plants, are cultivated. The average size estimation unit estimates an average size, which is the average value of the sizes of the target plants cultivated in the cultivation area, using image data including color information of the target image data and a model created by a predetermined machine learning. In this way, the information processing device acquires target image data generated by photographing a cultivation area, and can estimate the average size of the target plants using image data including color information of the target image data and a model created by machine learning. Therefore, according to the information processing device, the average size of the target plants can be estimated simply by acquiring the target image data, and the effort and time required for estimating the average size of the target plants can be reduced.
(2)上記情報処理装置において、さらに、前記対象植物が複数栽培された栽培区画を複数の日時に撮影することにより生成された画像データである複数の訓練用画像データと、前記訓練用画像データにより表される前記栽培区画における前記対象植物の平均サイズを示す平均サイズデータと、が関連付けられた訓練データを取得する訓練データ取得部と、前記訓練データを用いた前記機械学習により、前記モデルを取得するモデル取得部と、を備える構成としてもよい。本情報処理装置によれば、他の装置を用いずとも、対象植物の平均サイズを推定するためのモデルを取得することができ、該モデルを用いて対象植物の平均サイズを推定することができ、対象植物の平均サイズの推定に要する労力および時間をさらに低減することができる。 (2) The information processing device may further include a training data acquisition unit that acquires training data that associates a plurality of training image data, which is image data generated by photographing a cultivation area in which a plurality of target plants are cultivated, at a plurality of dates and times, with average size data that indicates the average size of the target plants in the cultivation area represented by the training image data, and a model acquisition unit that acquires the model by the machine learning using the training data. According to this information processing device, it is possible to acquire a model for estimating the average size of the target plants without using another device, and to estimate the average size of the target plants using the model, thereby further reducing the effort and time required to estimate the average size of the target plants.
(3)上記情報処理装置において、前記訓練用画像データおよび前記対象画像データは、レンズの光軸と水平面とのなす角が20度以上である撮影装置により前記栽培区画を撮影することにより生成された画像データである俯瞰画像データを含む構成としてもよい。本情報処理装置によれば、栽培区画が比較的広い画像領域に表された画像を用いて平均サイズを推定することができ、対象植物の平均サイズの推定の精度を向上させることができる。 (3) In the above information processing device, the training image data and the target image data may be configured to include overhead image data, which is image data generated by photographing the cultivation area with a photographing device in which the angle between the optical axis of the lens and the horizontal plane is 20 degrees or more. According to this information processing device, the average size can be estimated using an image in which the cultivation area is represented in a relatively wide image area, and the accuracy of estimating the average size of the target plant can be improved.
(4)上記情報処理装置において、前記訓練用画像データおよび前記対象画像データは、前記俯瞰画像データに加えて、レンズの光軸と水平面とのなす角が20度未満である撮影装置により前記栽培区画を撮影することにより生成された画像データである水平画像データを含み、前記モデル取得部は、前記俯瞰画像データについての前記訓練データを用いた前記機械学習により、第1の前記モデルを取得すると共に、前記水平画像データについての前記訓練データを用いた前記機械学習により、第2の前記モデルを取得し、前記平均サイズ推定部は、前記俯瞰画像データである前記対象画像データについては、前記第1のモデルを用いて前記平均サイズを推定し、前記水平画像データである前記対象画像データについては、前記第2のモデルを用いて前記平均サイズを推定する構成としてもよい。本情報処理装置によれば、画像の撮影角度に応じて最適化されたモデルを用いて平均サイズを推定することができ、対象植物の平均サイズの推定の精度をさらに向上させることができる。 (4) In the above information processing device, the training image data and the target image data include, in addition to the overhead image data, horizontal image data, which is image data generated by photographing the cultivation area with a photographing device in which the angle between the optical axis of the lens and the horizontal plane is less than 20 degrees, and the model acquisition unit acquires the first model by machine learning using the training data for the overhead image data and acquires the second model by machine learning using the training data for the horizontal image data, and the average size estimation unit estimates the average size using the first model for the target image data that is the overhead image data and estimates the average size using the second model for the target image data that is the horizontal image data. According to this information processing device, the average size can be estimated using a model optimized according to the photographing angle of the image, and the accuracy of estimating the average size of the target plant can be further improved.
(5)上記情報処理装置において、前記訓練用画像データおよび前記対象画像データは、前記栽培区画を、予め設定された昼間時間内に撮影することにより生成された画像データである構成としてもよい。本情報処理装置によれば、栽培区画において栽培されている対象植物の色が比較的忠実に表された画像を用いて平均サイズを推定することができ、対象植物の平均サイズの推定の精度を向上させることができる。 (5) In the above information processing device, the training image data and the target image data may be image data generated by photographing the cultivation area during a preset daytime period. According to this information processing device, the average size can be estimated using an image in which the color of the target plant cultivated in the cultivation area is relatively faithfully represented, and the accuracy of estimating the average size of the target plant can be improved.
(6)上記情報処理装置において、前記訓練用画像データおよび前記対象画像データは、複数の前記栽培区画を含む範囲を撮影し、前記栽培区画毎にトリミングすることにより生成された画像データである構成としてもよい。本情報処理装置によれば、栽培区画毎に対象植物の生育状況に差異がある場合であっても、各栽培区画において栽培されている対象植物の平均サイズを高精度に推定することができる。 (6) In the above information processing device, the training image data and the target image data may be image data generated by photographing an area including a plurality of the cultivation sections and cropping each of the cultivation sections. According to this information processing device, even if the growth conditions of the target plants differ among the cultivation sections, the average size of the target plants cultivated in each cultivation section can be estimated with high accuracy.
(7)上記情報処理装置において、前記トリミングは、一の前記栽培区画についてトリミングされた画像が、他の前記栽培区画において栽培されている前記対象植物を表す画素を含まないように実行される構成としてもよい。本情報処理装置によれば、他の栽培区画の対象植物を表す画素の影響を排除することができ、各栽培区画において栽培されている対象植物の平均サイズをさらに高精度に推定することができる。 (7) In the above information processing device, the trimming may be configured to be performed so that the trimmed image for one of the cultivation sections does not include pixels representing the target plants being cultivated in the other cultivation sections. According to this information processing device, it is possible to eliminate the influence of pixels representing target plants in the other cultivation sections, and to estimate the average size of the target plants being cultivated in each cultivation section with even higher accuracy.
(8)上記情報処理装置において、さらに、前記対象画像データについて推定された前記対象植物の平均サイズに基づき、前記対象植物の収穫日時を予測する収穫日時予測部を備える構成としてもよい。本情報処理装置によれば、対象画像データを取得するだけで対象植物の収穫日時を予測することができ、植物栽培の効率化や最適化を効果的に実現することができる。 (8) The information processing device may further include a harvest date and time prediction unit that predicts a harvest date and time of the target plant based on the average size of the target plant estimated from the target image data. According to this information processing device, it is possible to predict the harvest date and time of the target plant simply by acquiring the target image data, and it is possible to effectively realize the efficiency and optimization of plant cultivation.
(9)上記情報処理装置において、前記対象データ取得部は、前記栽培区画を複数の日時に撮影することにより生成された複数の前記対象画像データを取得し、前記平均サイズ推定部は、複数の前記対象画像データについて前記対象植物の平均サイズを推定し、前記収穫日時予測部は、一の前記対象画像データについての前記対象植物の収穫日時を、前記一の対象画像データについて推定された前記対象植物の平均サイズと、前記一の対象画像データの撮影日時より前に撮影された各前記対象画像データについて推定された前記対象植物の平均サイズと、に基づき予測する構成としてもよい。本情報処理装置によれば、対象植物の収穫日時を精度良く予測することができ、植物栽培の効率化や最適化をさらに効果的に実現することができる。 (9) In the above information processing device, the target data acquisition unit may acquire a plurality of sets of target image data generated by photographing the cultivation area at a plurality of dates and times, the average size estimation unit may estimate an average size of the target plant for the plurality of sets of target image data, and the harvest date and time prediction unit may predict a harvest date and time of the target plant for one set of target image data based on the average size of the target plant estimated for the one set of target image data and the average size of the target plant estimated for each set of target image data photographed before the photographing date and time of the one set of target image data. According to this information processing device, the harvest date and time of the target plant can be predicted with high accuracy, and the efficiency and optimization of plant cultivation can be more effectively achieved.
(10)上記情報処理装置において、前記対象植物は、葉物野菜であり、前記平均サイズは、前記対象植物の平均草丈である構成としてもよい。本情報処理装置によれば、葉物野菜の平均草丈の推定に要する労力および時間を低減することができる。 (10) In the above information processing device, the target plant may be a leafy vegetable, and the average size may be the average plant height of the target plant. According to this information processing device, it is possible to reduce the effort and time required to estimate the average plant height of a leafy vegetable.
(11)本明細書に開示される情報処理システムは、上記情報処理装置と、前記情報処理装置との間で通信ネットワークを介して通信可能な端末装置と、を備える。前記情報処理装置は、さらに、推定された前記対象植物の平均サイズを示す情報を、前記通信ネットワークを介して前記端末装置に向けて送信する情報送信部を備える。本情報処理システムによれば、情報処理装置の情報送信部が、推定された対象植物の平均サイズを示す情報を端末装置に向けて送信するため、端末装置を保持する者は、圃場以外の地点に居ても対象植物の平均サイズを把握することができ、植物栽培の効率化や最適化をさらに効果的に実現することができる。 (11) The information processing system disclosed in this specification includes the information processing device and a terminal device capable of communicating with the information processing device via a communication network. The information processing device further includes an information transmission unit that transmits information indicating the estimated average size of the target plant to the terminal device via the communication network. According to this information processing system, the information transmission unit of the information processing device transmits information indicating the estimated average size of the target plant to the terminal device, so that a person holding the terminal device can grasp the average size of the target plant even if he or she is in a location other than the field, and the efficiency and optimization of plant cultivation can be more effectively achieved.
(12)上記情報処理システムにおいて、さらに、前記対象植物が栽培されている圃場に設置され、前記情報処理装置との間で通信ネットワークを介して通信可能な撮影装置を備え、前記対象データ取得部は、前記撮影装置が前記栽培区画を撮影することにより生成された前記対象画像データを、前記通信ネットワークを介して取得する構成としてもよい。本情報処理システムによれば、撮影者(例えば、農作業者)が圃場に出向くことなく対象画像データを取得することができ、取得された対象画像データを用いて対象植物の平均サイズを推定することができるため、植物栽培の効率化や最適化を極めて効果的に実現することができる。 (12) The above information processing system may further include a photographing device that is installed in the field where the target plant is cultivated and is capable of communicating with the information processing device via a communication network, and the target data acquisition unit may be configured to acquire the target image data generated by the photographing device photographing the cultivation area via the communication network. According to this information processing system, the photographer (e.g., a farm worker) can acquire the target image data without going to the field, and the average size of the target plant can be estimated using the acquired target image data, thereby making it possible to extremely effectively realize efficiency and optimization of plant cultivation.
なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、情報処理装置、情報処理システム、情報処理方法、それらの方法を実現するコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。 The technology disclosed in this specification can be realized in various forms, such as an information processing device, an information processing system, an information processing method, a computer program that realizes these methods, and a non-transitory recording medium on which the computer program is recorded.
A.実施形態:
A-1.植物栽培管理システム10の構成:
図1は、本実施形態における植物栽培管理システム10の概略構成を示す説明図である。植物栽培管理システム10は、圃場における植物の栽培の管理を行うためのシステムである。より具体的には、植物栽培管理システム10は、特定種類の植物(以下、「対象植物OP」という。)が複数栽培された栽培区画PLを撮影することにより生成された画像データIを利用して、該栽培区画PLにおいて栽培されている各対象植物OPのサイズの平均値である平均サイズを推定することを可能とし、植物栽培の効率化や最適化を図るシステムである。本実施形態において、圃場は、半開放型(太陽光利用型)の植物工場PFである。ここで、半開放型の植物工場PFとは、例えばビニールハウスのように、太陽光を遮断しない材料によって囲われた圃場である。ただし、植物栽培管理システム10は、他の種類の圃場(例えば、閉鎖型や開放型といった他のタイプの植物工場、露地栽培用の圃場等)にも適用可能である。なお、図1には、1つの植物工場PFのみが示されているが、植物栽培管理システム10は、複数の植物工場PFのそれぞれにおける植物栽培の管理にも適用可能である。また、本実施形態において、対象植物OPは、葉物野菜の1つであるホウレンソウであり、平均サイズは、平均草丈である。ただし、植物栽培管理システム10は、他の植物(ホウレンソウ以外の葉物野菜、果樹、花き類等)についての、他の平均サイズ(例えば、果実の平均径)の推定にも適用可能である。植物栽培管理システム10は、特許請求の範囲における情報処理システムの一例である。
A. Embodiments:
A-1. Configuration of the plant cultivation management system 10:
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a plant
植物栽培管理システム10は、植物栽培管理サーバ100と、端末装置200と、植物工場PFに設置された撮影装置300とを備える。植物栽培管理システム10を構成する各装置は、通信ネットワークNETを介して互いに通信可能に接続されている。
The plant
撮影装置300は、植物工場PF内に設置され、対象植物OPが複数栽培された栽培区画PLを撮影することによって、画像データI(例えば、RGBデータ)を生成する装置である。本実施形態では、撮影装置300は、植物工場PF内における予め設定された範囲、具体的には、1つまたは複数の栽培区画PLをカバーする範囲を被写体として、定期的に(例えば、1時間毎に)または連続的に撮影を行うwebカメラである。また、撮影装置300は、図示しない通信インターフェースを有しており、撮影の都度、撮影により生成された画像データIを、通信ネットワークNETを介して植物栽培管理サーバ100に送信する。なお、植物栽培管理システム10の管理対象の植物工場PFが複数ある場合には、各植物工場PFに撮影装置300が設置される。
The photographing
また、本実施形態では、俯瞰撮影装置300Aと水平撮影装置300Bとの2種類の撮影装置300が用いられる。俯瞰撮影装置300Aは、レンズの光軸と水平面とのなす角が20度以上となる位置に設置された撮影装置300であり、栽培区画PLを俯瞰で捉えた画像データI(以下、「俯瞰画像データIo」という。)を生成する。一方、水平撮影装置300Bは、レンズの光軸と水平面とのなす角が20度未満となる位置に設置された撮影装置300であり、栽培区画PLを水平に近い方向から捉えた画像データI(以下、「水平画像データIh」という。)を生成する。各植物工場PFに、俯瞰撮影装置300Aと水平撮影装置300Bとの両方が設置されていてもよいし、俯瞰撮影装置300Aと水平撮影装置300Bとのいずれか一方が設置されていてもよい。
In addition, in this embodiment, two types of
端末装置200は、例えば、スマートフォンやタブレット型端末である。端末装置200は、例えば液晶ディスプレイ等により構成された表示部210を備える(図9,11参照)。また、端末装置200には、植物栽培管理のためのアプリケーションプログラムがインストールされている。詳しくは後述するが、端末装置200の使用者(農作業者)は、該アプリケーションプログラムを用いることにより、植物工場PFにおいて栽培中の対象植物OPの平均サイズや予測される収穫日時を把握することができる。
The
植物栽培管理サーバ100は、植物工場PFにおける植物の栽培の管理を行うためのサーバ装置である。図2は、植物栽培管理サーバ100の構成を概略的に示すブロック図である。植物栽培管理サーバ100は、制御部110と、記憶部120と、表示部130と、操作入力部140と、インターフェース部150とを備える。これらの各部は、バス190を介して互いに通信可能に接続されている。なお、植物栽培管理サーバ100は、特許請求の範囲における情報処理装置の一例である。
The plant
植物栽培管理サーバ100の表示部130は、例えば液晶ディスプレイ等により構成され、各種の画像や情報を表示する。また、操作入力部140は、例えばキーボードやマウス、ボタン、マイク等により構成され、管理者の操作や指示を受け付ける。なお、表示部130がタッチパネルを備えることにより、操作入力部140として機能するとしてもよい。また、インターフェース部150は、例えばLANインターフェースやUSBインターフェース等により構成され、有線または無線により他の装置との通信を行う。
The
植物栽培管理サーバ100の記憶部120は、例えばROMやRAM、ハードディスクドライブ(HDD)等により構成され、各種のプログラムやデータを記憶したり、各種のプログラムを実行する際の作業領域やデータの一時的な記憶領域として利用されたりする。例えば、記憶部120には、後述する平均サイズ推定モデル作成処理や植物栽培支援処理を実行するためのコンピュータプログラムである植物栽培管理プログラムCPが格納されている。植物栽培管理プログラムCPは、例えば、CD-ROMやDVD-ROM、USBメモリ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体(不図示)に格納された状態で提供され、植物栽培管理サーバ100にインストールすることにより記憶部120に格納される。
The
また、植物栽培管理サーバ100の記憶部120には、後述する平均サイズ推定モデル作成処理および植物栽培支援処理の実行中に、訓練データTDと、平均サイズ推定モデルMOと、対象画像データI(o)と、推定平均サイズデータGDと、予測収穫日時データPDとが格納される。これらの情報の内容については、後述する平均サイズ推定モデル作成処理および植物栽培支援処理の説明に合わせて説明する。
In addition, the
植物栽培管理サーバ100の制御部110は、例えばCPU等により構成され、記憶部120から読み出したコンピュータプログラムを実行することにより、植物栽培管理サーバ100の動作を制御する。例えば、制御部110は、記憶部120から植物栽培管理プログラムCPを読み出して実行することにより、後述の平均サイズ推定モデル作成処理および植物栽培支援処理を実行する植物栽培管理部111として機能する。植物栽培管理部111は、訓練データ取得部112と、モデル取得部114と、対象データ取得部115と、平均サイズ推定部116と、収穫日時予測部117と、情報送信部118とを含む。これら各部の機能については、後述の平均サイズ推定モデル作成処理および植物栽培支援処理の説明に合わせて説明する。
The
A-2.平均サイズ推定モデル作成処理:
次に、本実施形態の植物栽培管理サーバ100により実行される平均サイズ推定モデル作成処理について説明する。図3は、本実施形態における平均サイズ推定モデル作成処理の内容を示すフローチャートである。平均サイズ推定モデル作成処理は、所定の機械学習を用いて、対象植物OPが複数栽培された栽培区画PLを撮影することにより生成された画像データIから、該栽培区画PLにおいて栽培されている各対象植物OP(本実施形態では、ホウレンソウ)のサイズの平均値である平均サイズ(本実施形態では、平均草丈)を推定するための平均サイズ推定モデルMOを作成する処理である。平均サイズ推定モデル作成処理は、管理者が、植物栽培管理サーバ100の操作入力部140を操作して開始指示を入力したことに応じて開始される。
A-2. Average size estimation model creation process:
Next, an average size estimation model creation process executed by the plant
はじめに、植物栽培管理サーバ100の訓練データ取得部112(図2)が、訓練データTDを取得する(S110)。訓練データTDは、植物工場PFにおいて撮影装置300により栽培区画PLを撮影することにより生成された複数の訓練用画像データI(t)と、各訓練用画像データI(t)により表される栽培区画PLにおける対象植物OPの平均サイズを示す平均サイズデータと、が対応付けられたデータである。取得された訓練データTDは、植物栽培管理サーバ100の記憶部120に格納される。
First, the training data acquisition unit 112 (FIG. 2) of the plant
図4および図5は、訓練データTDの一例を概念的に示す説明図である。図4には、俯瞰画像データIoを用いた訓練データTDの一例が示されており、図5には、水平画像データIhを用いた訓練データTDの一例が示されている。上述したように、植物工場PFに設置された撮影装置300(俯瞰撮影装置300Aおよび水平撮影装置300B)は、定期的に撮影を行っており、撮影の都度、撮影により生成された画像データI(俯瞰画像データIoおよび水平画像データIh)を通信ネットワークNETを介して植物栽培管理サーバ100に送信している。植物栽培管理サーバ100の訓練データ取得部112は、撮影装置300から送信された画像データIを、インターフェース部150を介して取得し、訓練用画像データI(t)として記憶部120に格納する。
4 and 5 are explanatory diagrams conceptually illustrating an example of training data TD. FIG. 4 shows an example of training data TD using overhead image data Io, and FIG. 5 shows an example of training data TD using horizontal image data Ih. As described above, the photographing devices 300 (overhead photographing
なお、上述したように、本実施形態では、撮影装置300は、1つまたは複数の栽培区画PLをカバーする範囲を被写体として撮影を行っている。そのため、訓練データ取得部112は、撮影装置300から送信された画像データIに対して、栽培区画PL毎にトリミングを実行し、トリミング後の画像データIを訓練用画像データI(t)として記憶部120に格納する。図6は、画像データIに対するトリミングの際の条件(以下、「トリミング条件」という。)を示す説明図である。本実施形態では、3つのトリミング条件(トリミング条件1~3)が設定されている。図6のA欄には、トリミング条件1に従い俯瞰画像データIoのトリミングを行った際の各栽培区画PL(PL1~3)に対応するトリミング枠TFの例が示されており、図6のB欄には、トリミング条件2に従い俯瞰画像データIoのトリミングを行った際の各栽培区画PLに対応するトリミング枠TFの例が示されており、図6のC欄には、トリミング条件3に従い俯瞰画像データIoのトリミングを行った際の各栽培区画PLに対応するトリミング枠TFの例が示されている。
As described above, in this embodiment, the photographing
トリミング条件1(図6のA欄参照)は、各栽培区画PLについて、栽培区画PLで栽培されている対象植物OPが写った画素のうち、画像の上端、下端、左端、右端のそれぞれに最も近い画素が、トリミング後の画像の上端、下端、左端、右端になるように、トリミングを行う条件である。すなわち、トリミング条件1に従ったトリミングによれば、各栽培区画PLについて、栽培されている複数の対象植物OPの全体が写った画像データIが得られる。 Cropping condition 1 (see column A in Figure 6) is a condition for performing cropping such that, for each cultivation section PL, among the pixels depicting the target plants OP being cultivated in the cultivation section PL, the pixels closest to the top, bottom, left and right edges of the image become the top, bottom, left and right edges of the cropped image. In other words, cropping according to cropping condition 1 results in image data I that depicts the entirety of multiple target plants OP being cultivated for each cultivation section PL.
また、トリミング条件2(図6のB欄参照)は、トリミング条件1をベースに、他の栽培区画PLで栽培されている対象植物OPが写った画素が含まれないように、かつ、可能な限り多くの画素を含むように、トリミングを行う条件である。すなわち、トリミング条件2に従ったトリミングによれば、各栽培区画PLについて、他の栽培区画PLで栽培されている対象植物OPが写っていない画像データIが得られる。 Moreover, trimming condition 2 (see column B in Figure 6) is a condition for trimming based on trimming condition 1 so as to include as many pixels as possible and not include pixels that show target plants OP cultivated in other cultivation sections PL. In other words, by trimming according to trimming condition 2, image data I is obtained for each cultivation section PL that does not show target plants OP cultivated in other cultivation sections PL.
また、トリミング条件3(図6のC欄参照)は、トリミング条件2をベースに、画像の縦横のサイズが同じになるように長辺の両端をカットするような、トリミングを行う条件である。すなわち、トリミング条件3に従ったトリミングによれば、学習のために画像データIを縦横比1対1のデータに変換する際に画像の歪みが防止される画像データIが得られる。 Cropping condition 3 (see column C in Figure 6) is a cropping condition based on cropping condition 2, in which both ends of the long side of the image are cut so that the vertical and horizontal sizes of the image are the same. In other words, cropping according to cropping condition 3 results in image data I that is free from image distortion when the image data I is converted to data with an aspect ratio of 1:1 for learning purposes.
なお、図4および図5に示すように、以下では、日時Tiに撮影・生成された画像データI(俯瞰画像データIoおよび水平画像データIh)を、画像データIi(俯瞰画像データIoiおよび水平画像データIhi)と表す。定植日時Tsに撮影された画像データIは画像データIs(俯瞰画像データIosおよび水平画像データIhs)であり、収穫日時Teに撮影された画像データIは画像データIe(俯瞰画像データIoeおよび水平画像データIhe)である。訓練データ取得部112は、公知の画像認識処理により、記憶部120に格納された複数の画像データの中から、定植日時Tsに撮影された画像データIsと、収穫日時Teに撮影された画像データIeを特定する。また、訓練データ取得部112は、記憶部120に格納された複数の画像データIの中から、撮影日時が定植日時Tsから収穫日時Teまでの期間内である画像データIを選択する。ただし、本実施形態では、太陽光を利用して栽培を行う半開放型の植物工場PFを対象としており、予め設定された昼間時間(例えば、7時~17時)内に撮影することにより生成された画像データIのみが用いられ、それ以外の時間帯に撮影された画像データIには植物の姿が鮮明に写らないおそれがあるため、該時間帯に撮影された画像データIは除外される。このようにして、訓練データ取得部112は、定植日時Tsから収穫日時Teまでの期間内の複数の日時Ti(Ts,T1,T2,・・・,Te)に撮影・生成された複数の画像データIi(Is,I1,I2,・・・,Ie)を、訓練用画像データI(t)として選択する。
As shown in FIG. 4 and FIG. 5, hereinafter, image data I (overhead image data Io and horizontal image data Ih) photographed and generated at date and time Ti will be represented as image data Ii (overhead image data Ioi and horizontal image data Ihi). Image data I photographed at planting date and time Ts is image data Is (overhead image data Ios and horizontal image data Ihs), and image data I photographed at harvest date and time Te is image data Ie (overhead image data Ioe and horizontal image data Ihe). The training
また、訓練データ取得部112は、記憶部120に格納された複数の画像データIのそれぞれについて、対象植物OPの平均サイズAS(平均草丈)の値を取得する。対象植物OPの平均サイズASは、例えば、画像データIにおいて対象植物OPと共に写った定規の画像を参照して測定することができる。また、対象植物OPの平均サイズASは、植物工場PFの現地において農作業者が測定し、日時と共に記録した実測値を示す資料を参照して取得されてもよい。訓練データ取得部112は、取得された平均サイズASの値を訓練用画像データI(t)に関連付けることにより、ラベル付きデータとしての訓練データTDを作成する。例えば、図4に示すように、ある日時Tmに撮影された俯瞰画像データIomについて、対象植物OPの平均サイズASが7cmであった場合には、俯瞰画像データIomに平均サイズASmとして7cmという値が関連付けられたデータが、訓練データTDとして作成される。他の画像データIiについても同様である。
The training
なお、訓練データ取得部112は、対象植物OPの1作分の訓練データTDを取得するとしてもよいし、平均サイズ推定モデルMOの精度向上のために、対象植物OPの複数作分の訓練データTDを取得してもよい。また、訓練データ取得部112は、1つの植物工場PFに複数の撮影装置300が設置されている場合には、複数の撮影装置300から取得された画像データに基づき訓練データTDを取得するとしてもよい。また、訓練データ取得部112は、複数の植物工場PFのそれぞれに設置された撮影装置300から取得された画像データに基づき訓練データTDを取得するとしてもよい。また、撮影装置300から取得された画像データに対して、回転、シフト、明るさ調整等によるデータオーギュメンテーション(データ拡張)を行うことによって、訓練用画像データI(t)を生成するとしてもよい。
The training
次に、植物栽培管理サーバ100のモデル取得部114(図2)が、訓練データTDを用いた所定の機械学習により、平均サイズ推定モデルMOを作成する(図3のS120)。図7は、平均サイズ推定モデルMOの一例を概念的に示す説明図である。図7に示すように、平均サイズ推定モデルMOは、対象植物OPの栽培区画PLを撮影することにより生成された画像データIの色情報(例えば、RGB値)を含む画像データから、該画像データIにより表される栽培区画PLにおいて栽培されている対象植物OPの平均サイズAS(すなわち、撮影日時における平均サイズAS)を推定するためのモデルである。なお、本実施形態では、平均サイズ推定モデルMOとして、俯瞰画像データIoから対象植物OPの平均サイズASを推定するための俯瞰用平均サイズ推定モデルMOoと、水平画像データIhから対象植物OPの平均サイズASを推定するための水平用平均サイズ推定モデルMOhとが作成される。
Next, the model acquisition unit 114 (FIG. 2) of the plant
モデル取得部114は、俯瞰用と水平用とのそれぞれについて、訓練データTDに含まれる訓練用画像データI(t)を入力データとし、各訓練用画像データI(t)に関連付けられた平均サイズASを目的変数とし、評価指標として平均二乗平方根誤差(RMSE)、平均絶対誤差(MAE)、決定係数(R2)の少なくとも1つを用いた公知の機械学習を実行することにより、平均サイズ推定モデルMO(俯瞰用平均サイズ推定モデルMOoおよび水平用平均サイズ推定モデルMOh)を作成する。作成された平均サイズ推定モデルMOは、植物栽培管理サーバ100の記憶部120に格納される。なお、平均サイズ推定モデルMOの作成には、例えば、重回帰分析、Random Forest、XGBoost、畳み込みニューラルネットワーク(CNN)等の種々の公知の機械学習のアルゴリムを利用可能である。平均サイズ推定モデルMOは、特許請求の範囲におけるモデルの一例であり、俯瞰用平均サイズ推定モデルMOoは、特許請求の範囲における第1のモデルの一例であり、水平用平均サイズ推定モデルMOhは、特許請求の範囲における第2のモデルの一例である。以上の工程により、平均サイズ推定モデルMOを作成する生育率推定モデル作成処理が完了する。
The
なお、本実施形態では、俯瞰画像データIoについての訓練データTDを用いて俯瞰用平均サイズ推定モデルMOoが作成され、水平画像データIhについての訓練データTDを用いて水平用平均サイズ推定モデルMOhが作成されるとしているが、俯瞰用と水平用とを区別せず、俯瞰画像データIoと水平画像データIhとが混在した訓練データTDを用いて1つの共通の平均サイズ推定モデルMOが作成されるとしてもよい。 In this embodiment, the overhead average size estimation model MOo is created using training data TD for the overhead image data Io, and the horizontal average size estimation model MOh is created using training data TD for the horizontal image data Ih, but it is also possible to create a single common average size estimation model MO using training data TD that is a mixture of overhead image data Io and horizontal image data Ih without distinguishing between overhead and horizontal use.
A-3.植物栽培支援処理:
次に、本実施形態の植物栽培管理サーバ100により実行される植物栽培支援処理について説明する。図8は、本実施形態における植物栽培支援処理の内容を示すフローチャートである。また、図9および図11は、本実施形態における植物栽培支援処理中に端末装置200の表示部210に表示される画面の一例を示す説明図であり、図10は、本実施形態における平均サイズASに基づく収穫日時Teの予測方法の一例を示す説明図である。
A-3. Plant cultivation support treatment:
Next, a plant cultivation support process executed by the plant
植物栽培支援処理は、農作業者による対象植物OPの栽培を支援するための処理である。より具体的には、植物栽培支援処理は、対象植物OPが複数栽培された栽培区画PLを撮影することにより生成された画像データIである対象画像データI(o)の色情報を含む画像データと、上述した平均サイズ推定モデルMOとを用いて、対象画像データI(o)により表される栽培区画PLにおいて栽培されている対象植物OPの平均サイズAS(すなわち、対象画像データI(o)の撮影日時における平均サイズAS)を推定する処理である。さらに、植物栽培支援処理は、推定された平均サイズASに基づき対象植物OPの収穫日時Teを予測し、平均サイズASや収穫日時Teを示す情報を農作業者の端末装置200に表示させる処理である。植物栽培支援処理は、農作業者が端末装置200を操作したり植物栽培管理サーバ100の管理者が操作入力部140を操作したりして開始指示を入力したことに応じて開始される。
The plant cultivation support process is a process for supporting the cultivation of a target plant OP by a farm worker. More specifically, the plant cultivation support process is a process for estimating the average size AS (i.e., the average size AS at the photographing date and time of the target image data I(o)) of the target plant OP cultivated in the cultivation section PL represented by the target image data I(o) using image data including color information of the target image data I(o), which is image data I generated by photographing the cultivation section PL in which multiple target plants OP are cultivated, and the above-mentioned average size estimation model MO. Furthermore, the plant cultivation support process is a process for predicting the harvest date and time Te of the target plant OP based on the estimated average size AS, and displaying information indicating the average size AS and the harvest date and time Te on the farm worker's
植物栽培支援処理では、はじめに、植物栽培管理サーバ100の対象データ取得部115(図2)が、対象画像データI(o)を取得する(S210)。上述したように、植物工場PFに設置された撮影装置300は、定期的に撮影を行っており、撮影の都度、撮影により生成された画像データIを通信ネットワークNETを介して植物栽培管理サーバ100に送信している。植物栽培管理サーバ100の対象データ取得部115は、撮影装置300から送信された画像データIを、インターフェース部150を介して取得し、対象画像データI(o)として記憶部120に格納する。なお、上述した訓練データTDと同様に、対象データ取得部115は、撮影装置300から送信された画像データIに対して、栽培区画PL毎にトリミングを実行し、トリミング後の画像データIを対象画像データI(o)として記憶部120に格納する。
In the plant cultivation support process, first, the target data acquisition unit 115 (FIG. 2) of the plant
次に、植物栽培管理サーバ100の平均サイズ推定部116(図2)は、直前のS210において取得された対象画像データI(o)と、上述した平均サイズ推定モデルMOとを用いて、対象画像データI(o)により表される栽培区画PLにおいて栽培されている対象植物OPの平均サイズAS(すなわち、対象画像データI(o)の撮影日時における平均サイズAS)を推定する(S220)。平均サイズ推定部116は、図7に示すように、平均サイズ推定モデルMOに対象画像データI(o)の色情報を含む画像データを入力し、平均サイズ推定モデルMOから出力される平均サイズASを取得することにより、平均サイズASを推定する。例えば図7に示す例では、対象植物OPの平均サイズASは「10cm」であると推定される。平均サイズ推定部116は、推定された平均サイズASを示す情報である推定平均サイズデータSDを生成し、植物栽培管理サーバ100の記憶部120に格納する。
Next, the average size estimation unit 116 (FIG. 2) of the plant
なお、本実施形態では、俯瞰用平均サイズ推定モデルMOoと水平用平均サイズ推定モデルMOhとの2つの平均サイズ推定モデルMOが作成されている。平均サイズ推定部116は、対象画像データI(o)が俯瞰画像データIoであるか水平画像データIhであるかを判別し、俯瞰画像データIoである場合には俯瞰用平均サイズ推定モデルMOoを用いて平均サイズASを推定し、水平画像データIhである場合には水平用平均サイズ推定モデルMOhを用いて平均サイズASを推定する。対象画像データI(o)が俯瞰画像データIoであるか水平画像データIhであるかの判別は、例えば、対象画像データI(o)の画像内容を解析することにより、あるいは、対象画像データI(o)の付属情報を参照することにより、実現することができる。また、機械学習によって該判別のためのモデルを作成し、該モデルを用いた分類を行うことによって該判別を実現してもよい。
In this embodiment, two average size estimation models MO are created: an average size estimation model MOo for bird's-eye view and an average size estimation model MOh for horizontal view. The average
次に、植物栽培管理サーバ100の植物栽培管理部111(図2)は、平均サイズASが推定された対象画像データI(o)の個数Nが所定の閾値Th(例えば、30個)以上であるか否かを判定する(S230)。S230の判定において、平均サイズASが推定された対象画像データI(o)の個数Nが閾値Th未満であると判定された場合には(S230:NO)、定式化が難しいために後述する収穫日時Teの予測(S240)は実行されない。この場合には、植物栽培管理サーバ100の情報送信部118(図2)が、直前のS210において取得された対象画像データI(o)と、直前のS220において推定された平均サイズASを示す推定平均サイズデータSDとを、インターフェース部150および通信ネットワークNETを介して、農作業者の端末装置200に向けて送信する(S250)。その結果、図9に示すように、端末装置200の表示部210に、植物工場PFで栽培されている対象植物OP(本実施形態では、ホウレンソウ)について、現時点(正確には、対象画像データI(o)の撮影時点)での写真および推定された平均サイズASが表示される。これにより、農作業者は、植物工場PFに出向かなくても、現時点での対象植物OPの平均サイズASを把握することができる。なお、上述したように、S230の判定において平均サイズASが推定された対象画像データI(o)の個数Nが閾値Th未満であると判定された場合には、収穫日時Teの予測(S240)は実行されていないため、予測される収穫日時Teの欄には、予測不能を示す記号「-」が表示されている。
Next, the plant cultivation management unit 111 (FIG. 2) of the plant
S250の処理の後には、植物栽培管理サーバ100の植物栽培管理部111(図2)は、栽培が終了したか(植物が収穫されたか)否かを判定する(S270)。S270の判定において、栽培はまだ終了していないと判定された場合には(S270:NO)、S210以降の処理が繰り返し実行される。
After the process of S250, the plant cultivation management unit 111 (FIG. 2) of the plant
S210以降の処理が繰り返し実行され、S230の判定において平均サイズASが推定された対象画像データI(o)の個数Nが閾値Th以上であると判定された場合には(S230:YES)、植物栽培管理サーバ100の収穫日時予測部117(図2)が、各対象画像データI(o)について推定された平均サイズASに基づき、対象植物の収穫日時Teを予測する(S240)。図10に示すように、本実施形態では、平均サイズASiを目的変数とし、定植日時Tsからの経過時間ΔTi(=Ti-Ts)を説明変数として単回帰分析による回帰式を立て、該回帰式において平均サイズASが所定の収穫平均サイズASe(例えば、ASe=20cm)となる経過時間ΔTiを逆算することにより、収穫日時Teを予測している。例えば、図10には、日時Tkに撮影された対象画像データI(o)についての平均サイズASの推定が完了した時点において、これまでに平均サイズASが推定されたデータを示す(k+1)個の点(ΔTi,ASi)がプロットされている。収穫日時予測部117は、これら(k+1)個のデータを用いて、単回帰式RL:ASi=a×ΔTi+bを導出する。そして、収穫日時予測部117は、この単回帰式RLにおいてASi=ASe(例えば20cm)となるΔTi(=ΔTe)の値を算出し、定植日時Tsからこの経過時間ΔTeが経過した日時(=Ts+ΔTe)を、予測される収穫日時Teとして算出する。収穫日時予測部117は、予測された収穫日時Teを示す情報である予測収穫日時データPDを生成し、植物栽培管理サーバ100の記憶部120に格納する。
The process from S210 onwards is repeatedly executed, and if it is determined in S230 that the number N of the target image data I(o) for which the average size AS was estimated is equal to or greater than the threshold value Th (S230: YES), the harvest date and time prediction unit 117 (FIG. 2) of the plant
収穫日時Teの予測(S240)が行われた場合には、植物栽培管理サーバ100の情報送信部118(図2)が、直前のS210において取得された対象画像データI(o)と、直前のS220において推定された平均サイズASを示す推定平均サイズデータSDと、直前のS240において予測された収穫日時Teを示す予測収穫日時データPDとを、インターフェース部150および通信ネットワークNETを介して、農作業者の端末装置200に向けて送信する(S260)。その結果、図11に示すように、端末装置200の表示部210に、植物工場PFで栽培されている対象植物OP(本実施形態では、ホウレンソウ)について、現時点(正確には、対象画像データI(o)の撮影時点)での写真と、推定された平均サイズASと、予測された収穫日時Teとが表示される。これにより、農作業者は、植物工場PFに出向かなくても、現時点での対象植物の平均サイズASや予測される収穫日時Teを把握することができる。
When the harvest date and time Te is predicted (S240), the information transmission unit 118 (FIG. 2) of the plant
S260の処理の後には、植物栽培管理サーバ100の植物栽培管理部111(図2)は、栽培が終了したか(植物が収穫されたか)否かを判定する(S270)。S270の判定において、栽培はまだ終了していないと判定された場合には(S270:NO)、S210以降の処理が繰り返し実行される。上述した処理が繰り返し実行され、S270の判定において、栽培は終了したと判定された場合には(S270:YES)、物栽培支援処理は終了される。
After the process of S260, the plant cultivation management unit 111 (FIG. 2) of the plant
A-4.本実施形態の効果:
以上説明したように、本実施形態の植物栽培管理サーバ100は、対象データ取得部115と、平均サイズ推定部116とを備える。対象データ取得部115は、対象植物OPが複数栽培された栽培区画PLを撮影することにより生成された画像データである対象画像データI(o)を取得する。平均サイズ推定部116は、対象画像データI(o)の色情報を含む画像データと、所定の機械学習により作成された平均サイズ推定モデルMOとを用いて、栽培区画PLにおいて栽培されている各対象植物OPのサイズの平均値である平均サイズASを推定する。
A-4. Advantages of this embodiment:
As described above, the plant
このように、本実施形態の植物栽培管理サーバ100は、栽培区画PLを撮影することにより生成された対象画像データI(o)を取得し、対象画像データI(o)の色情報を含む画像データと平均サイズ推定モデルMOとを用いて、対象植物OPの平均サイズASを推定することができる。そのため、本実施形態の植物栽培管理サーバ100によれば、対象画像データI(o)を取得するだけで対象植物OPの平均サイズASを推定することができ、対象植物OPの平均サイズASの推定に要する労力および時間を低減することができる。
In this way, the plant
また、本実施形態の植物栽培管理サーバ100は、さらに、対象植物OPが複数栽培された栽培区画PLを複数の日時に撮影することにより生成された画像データである複数の訓練用画像データI(t)と、訓練用画像データI(t)により表される栽培区画PLにおける対象植物OPの植物の平均サイズASを示す平均サイズデータと、が関連付けられた訓練データTDを取得する訓練データ取得部112と、訓練データTDを用いた機械学習により、平均サイズ推定モデルMOを取得するモデル取得部114とを備える。そのため、本実施形態の植物栽培管理サーバ100によれば、他の装置を用いずとも、平均サイズ推定モデルMOを取得することができ、平均サイズ推定モデルMOを用いて対象植物OPの平均サイズASを推定することができ、対象植物OPの平均サイズASの推定に要する労力および時間をさらに低減することができる。
The plant
また、本実施形態の植物栽培管理サーバ100では、訓練用画像データI(t)および対象画像データI(o)は、レンズの光軸と水平面とのなす角が20度以上である撮影装置300(俯瞰撮影装置300A)により栽培区画PLを撮影することにより生成された画像データである俯瞰画像データIoを含む。そのため、本実施形態の植物栽培管理サーバ100によれば、栽培区画PLが比較的広い画像領域に表された画像を用いて平均サイズASを推定することができ、対象植物OPの平均サイズASの推定の精度を向上させることができる。
In addition, in the plant
また、本実施形態の植物栽培管理サーバ100では、訓練用画像データI(t)および対象画像データI(o)は、俯瞰画像データIoに加えて、レンズの光軸と水平面とのなす角が20度未満である撮影装置300(水平撮影装置300B)により栽培区画PLを撮影することにより生成された画像データである水平画像データIhを含む。また、モデル取得部114は、俯瞰画像データIoについての訓練データTDを用いた機械学習により、俯瞰用平均サイズ推定モデルMOoを取得すると共に、水平画像データIhについての訓練データTDを用いた機械学習により、水平用平均サイズ推定モデルMOhを取得する。平均サイズ推定部116は、俯瞰画像データIoである対象画像データI(o)については、俯瞰用平均サイズ推定モデルMOoを用いて平均サイズASを推定し、水平画像データIhである対象画像データI(o)については、水平用平均サイズ推定モデルMOhを用いて平均サイズASを推定する。そのため、本実施形態の植物栽培管理サーバ100によれば、画像の撮影角度に応じて最適化されたモデルを用いて平均サイズASを推定することができ、対象植物OPの平均サイズASの推定の精度をさらに向上させることができる。
In addition, in the plant
また、本実施形態の植物栽培管理サーバ100では、訓練用画像データI(t)および対象画像データI(o)は、栽培区画PLを、予め設定された昼間時間内に撮影することにより生成された画像データIである。そのため、本実施形態の植物栽培管理サーバ100によれば、栽培区画PLにおいて栽培されている対象植物OPの色が比較的忠実に表された画像を用いて平均サイズASを推定することができ、対象植物OPの平均サイズASの推定の精度を向上させることができる。
In addition, in the plant
また、本実施形態の植物栽培管理サーバ100では、訓練用画像データI(t)および対象画像データI(o)は、複数の栽培区画PLを含む範囲を撮影し、栽培区画PL毎にトリミングすることにより生成された画像データIである。そのため、本実施形態の植物栽培管理サーバ100によれば、栽培区画PL毎に対象植物OPの生育状況に差異がある場合であっても、各栽培区画PLにおいて栽培されている対象植物OPの平均サイズASを高精度に推定することができる。なお、このときのトリミングは、上述したトリミング条件2,3のように、一の栽培区画PLについてトリミングされた画像が、他の栽培区画PLにおいて栽培されている対象植物OPを表す画素を含まないように実行されてもよい。このようにすれば、他の栽培区画PLの対象植物OPを表す画素の影響を排除することができ、各栽培区画PLにおいて栽培されている対象植物OPの平均サイズASをさらに高精度に推定することができる。
In addition, in the plant
また、本実施形態の植物栽培管理サーバ100は、さらに、収穫日時予測部117を備える。収穫日時予測部117は、対象画像データI(o)について推定された平均サイズASに基づき、対象植物OPの収穫日時Teを予測する。そのため、本実施形態の植物栽培管理サーバ100によれば、対象画像データI(o)を取得するだけで対象植物OPの収穫日時Teを予測することができ、植物栽培の効率化や最適化を効果的に実現することができる。
The plant
また、本実施形態の植物栽培管理サーバ100では、対象データ取得部115は、対象植物OPを複数の日時に撮影することにより生成された複数の対象画像データI(o)を取得し、平均サイズ推定部116は、複数の対象画像データI(o)について平均サイズASを推定する。また、収穫日時予測部117は、一の対象画像データI(o)についての対象植物OPの収穫日時Teを、該一の対象画像データI(o)について推定された平均サイズASと、該一の対象画像データI(o)の撮影日時より前に撮影された各対象画像データI(o)について推定された平均サイズASと、に基づき予測する。そのため、本実施形態の植物栽培管理サーバ100によれば、対象植物の収穫日時Teを精度良く予測することができ、植物栽培の効率化や最適化をさらに効果的に実現することができる。
In addition, in the plant
また、本実施形態の植物栽培管理サーバ100では、対象植物OPは、葉物野菜であり、平均サイズASは、対象植物OPの平均草丈である。そのため、本実施形態の植物栽培管理サーバ100によれば、葉物野菜の平均草丈の推定に要する労力および時間を低減することができる。
In addition, in the plant
また、本実施形態の植物栽培管理システム10は、植物栽培管理サーバ100と、植物栽培管理サーバ100との間で通信ネットワークNETを介して通信可能な端末装置200とを備える。また、植物栽培管理サーバ100は、さらに、推定された対象植物OPの平均サイズASを示す推定平均サイズデータSDを、通信ネットワークNETを介して端末装置200に向けて送信する情報送信部118を備える。このように、本実施形態の植物栽培管理システム10では、植物栽培管理サーバ100の情報送信部118が、推定された対象植物OPの平均サイズASを示す推定平均サイズデータSDを端末装置200に向けて送信するため、端末装置200を保持する農作業者は、植物工場PF以外の地点に居ても対象植物OPの平均サイズASを把握することができ、植物栽培の効率化や最適化をさらに効果的に実現することができる。
The plant
また、本実施形態の植物栽培管理システム10は、さらに、対象植物OPが栽培されている圃場(例えば、植物工場PF)に設置され、植物栽培管理システム10との間で通信ネットワークNETを介して通信可能な撮影装置300を備える。また、植物栽培管理システム10の対象データ取得部115は、撮影装置300が栽培区画PLを撮影することにより生成された画像データIである対象画像データI(o)を、通信ネットワークNETを介して取得する。そのため、本実施形態の植物栽培管理システム10では、撮影者(例えば、農作業者)が圃場に出向くことなく対象画像データI(o)を取得することができ、取得された対象画像データI(o)を用いて対象植物OPの平均サイズASを推定することができるため、植物栽培の効率化や最適化を極めて効果的に実現することができる。
The plant
A-5.実施例:
上述した本実施形態の植物栽培管理サーバ100による平均サイズASの推定の精度を検証するために行った実施例について、以下説明する。図12は、各平均サイズ推定モデルMOについての平均サイズASの予測精度を示す説明図である。図12には、平均サイズASの推定に用いる各平均サイズ推定モデルMOについて、平均サイズASの予測精度の指標としての決定係数(R2)の値が示されている。実施例E1は、俯瞰画像データIoのみを対象として俯瞰用平均サイズ推定モデルMOoを用いて平均サイズASを推定した例であり、実施例E2は、水平画像データIhのみを対象として水平用平均サイズ推定モデルMOhを用いて平均サイズASを推定した例であり、実施例E3は、俯瞰画像データIoについては俯瞰用平均サイズ推定モデルMOoを用いて平均サイズASを推定し、水平画像データIhについては水平用平均サイズ推定モデルMOhを用いて平均サイズASを推定した例である。また、実施例E4は、俯瞰用と水平用とを区別せず、俯瞰画像データIoと水平画像データIhとが混在した訓練データTDを用いて作成された共通の平均サイズ推定モデルMOを用いて、俯瞰画像データIoと水平画像データIhとが混在した対象画像データI(o)についての平均サイズASを推定した例である。なお、各実施例では、7時~17時の時間帯に撮影された画像データIのみを対象とし、上述したトリミング条件1に従ってトリミングした画像を用いた。また、平均サイズ推定モデルMOの作成のための機械学習は、VGG16を用い、並列アンサンブル法に従い5個の基本学習器の予測結果を単純平均した。
A-5. Example:
An example performed to verify the accuracy of the estimation of the average size AS by the plant
実施例E3と実施例E4とを比較すると、実施例E3の方が平均サイズASの推定精度が高い。そのため、俯瞰画像データIoと水平画像データIhとが混在した訓練データTDを用いて作成された共通の平均サイズ推定モデルMOを用いて、俯瞰画像データIoと水平画像データIhとが混在した対象画像データI(o)についての平均サイズASを推定するより、俯瞰画像データIoについては俯瞰用平均サイズ推定モデルMOoを用いて平均サイズASを推定し、水平画像データIhについては水平用平均サイズ推定モデルMOhを用いて平均サイズASを推定した方が好ましいと言える。この理由は、俯瞰画像データIoのみを用いて俯瞰用平均サイズ推定モデルMOoを作成すれば、該モデルは俯瞰画像データIoに特化したモデルとなり、俯瞰画像データIoからの平均サイズASの推定の精度が向上するため(水平画像データIhについても同様)であると考えられる。 Comparing Example E3 and Example E4, Example E3 has a higher estimation accuracy of the average size AS. Therefore, it is preferable to estimate the average size AS for the overhead image data Io using the overhead average size estimation model MOo and to estimate the average size AS for the horizontal image data Ih using the horizontal average size estimation model MOh, rather than estimating the average size AS for the target image data I(o) in which overhead image data Io and horizontal image data Ih are mixed using a common average size estimation model MO created using training data TD in which overhead image data Io and horizontal image data Ih are mixed. The reason for this is that if the overhead average size estimation model MOo is created using only the overhead image data Io, the model becomes a model specialized for the overhead image data Io, and the accuracy of estimating the average size AS from the overhead image data Io improves (the same applies to the horizontal image data Ih).
また、実施例E1と実施例E2とを比較すると、実施例E1の方が平均サイズASの推定精度が高い。そのため、水平画像データIhを用いるより、俯瞰画像データIoを用いて平均サイズ推定モデルMOの作成や平均サイズASの推定を行う方が好ましいと言える。この理由は、俯瞰画像データIoは、栽培区画PLが比較的広い画像領域に表された画像であり、栽培区画PLにおいて栽培されている対象植物OPのサイズに関する特徴がよく表れた画像となるためであると考えられる。 Furthermore, comparing Example E1 and Example E2, Example E1 has a higher estimation accuracy for the average size AS. Therefore, it can be said that it is preferable to create the average size estimation model MO and estimate the average size AS using the overhead image data Io rather than using the horizontal image data Ih. The reason for this is thought to be that the overhead image data Io is an image in which the cultivation section PL is shown in a relatively wide image area, and is an image that clearly shows the characteristics related to the size of the target plant OP being cultivated in the cultivation section PL.
図12は、各トリミング条件についての平均サイズASの予測精度を示す説明図である。図13には、画像データIに対する各トリミング条件について、平均サイズASの予測精度の指標としての決定係数(R2)の値が示されている。実施例E11は、上述したトリミング条件1に従ってトリミングを行った画像データIを用いて平均サイズ推定モデルMOの作成および平均サイズASの推定を行った例であり、実施例E12は、上述したトリミング条件2に従ってトリミングを行った画像データIを用いて平均サイズ推定モデルMOの作成および平均サイズASの推定を行った例であり、実施例E13は、上述したトリミング条件3に従ってトリミングを行った画像データIを用いて平均サイズ推定モデルMOの作成および平均サイズASの推定を行った例である。なお、各実施例では、7時~17時の時間帯に撮影された画像データIのみを対象とした。また、平均サイズ推定モデルMOの作成のための機械学習は、VGG16を用い、並列アンサンブル法に従い5個の基本学習器の予測結果を単純平均した。また、俯瞰画像データIoについては俯瞰用平均サイズ推定モデルMOoを用いて平均サイズASを推定し、水平画像データIhについては水平用平均サイズ推定モデルMOhを用いて平均サイズASを推定した。 FIG. 12 is an explanatory diagram showing the prediction accuracy of the average size AS for each trimming condition. FIG. 13 shows the value of the coefficient of determination (R 2 ) as an index of the prediction accuracy of the average size AS for each trimming condition for the image data I. Example E11 is an example in which the average size estimation model MO is created and the average size AS is estimated using image data I that has been trimmed according to the above-mentioned trimming condition 1, Example E12 is an example in which the average size estimation model MO is created and the average size AS is estimated using image data I that has been trimmed according to the above-mentioned trimming condition 2, and Example E13 is an example in which the average size estimation model MO is created and the average size AS is estimated using image data I that has been trimmed according to the above-mentioned trimming condition 3. In each example, only image data I taken during the time period from 7:00 to 17:00 was targeted. In addition, machine learning for creating the average size estimation model MO used VGG16, and the prediction results of five basic learners were simply averaged according to the parallel ensemble method. In addition, for the overhead image data Io, the average size AS is estimated using the overhead average size estimation model MOo, and for the horizontal image data Ih, the average size AS is estimated using the horizontal average size estimation model MOh.
実施例E11,E12,E13を比較すると、実施例E11と比較して、実施例E12,E13では平均サイズASの推定精度が高い。トリミング条件1に従ってトリミングを行った画像データIを用いて平均サイズ推定モデルMOの作成および平均サイズASの推定を行うより、トリミング条件2またはトリミング条件3に従ってトリミングを行った画像データIを用いて平均サイズ推定モデルMOの作成および平均サイズASの推定を行う方が好ましいと言える。トリミング条件2およびトリミング条件3は、一の栽培区画PLについてトリミングされた画像が、他の栽培区画PLにおいて栽培されている対象植物OPを表す画素を含まないように実行されるトリミング条件である。そのため、一の栽培区画PLについてトリミングされた画像が、他の栽培区画PLにおいて栽培されている対象植物OPを表す画素を含まないように実行されるトリミング条件を採用すれば、各栽培区画PLにおいて栽培されている対象植物OPの平均サイズASをさらに高精度に推定することができると言える。 Comparing Examples E11, E12, and E13, the average size AS is more accurately estimated in Examples E12 and E13 than in Example E11. It can be said that it is more preferable to create an average size estimation model MO and estimate an average size AS using image data I cropped according to cropping condition 2 or cropping condition 3 than to create an average size estimation model MO and estimate an average size AS using image data I cropped according to cropping condition 1. Cropping condition 2 and cropping condition 3 are cropping conditions that are executed so that an image cropped for one cultivation section PL does not include pixels representing target plants OP cultivated in other cultivation sections PL. Therefore, if cropping conditions that are executed so that an image cropped for one cultivation section PL does not include pixels representing target plants OP cultivated in other cultivation sections PL are adopted, it can be said that the average size AS of the target plants OP cultivated in each cultivation section PL can be estimated with even higher accuracy.
B.変形例:
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。
B. Variations:
The technology disclosed in this specification is not limited to the above-described embodiments, and can be modified in various forms without departing from the spirit of the invention. For example, the following modifications are also possible.
上記実施形態における植物栽培管理システム10の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、植物栽培管理システム10が撮影装置300を備えているが、植物栽培管理システム10が撮影装置300を備えていなくてもよい。植物栽培管理システム10が撮影装置300を備えていない場合であっても、例えば、農作業者が撮影装置(例えば、端末装置200に搭載されているカメラ)を用いて植物工場PF内で栽培されている植物を撮影することにより画像データを生成し、該画像データを植物栽培管理サーバ100に送信することにより、植物栽培管理サーバ100は植物の画像データを取得することができる。
The configuration of the plant
また、上記実施形態では、撮影装置300は、撮影の都度、撮影により生成された画像データを植物栽培管理サーバ100に送信するとしているが、他のタイミング(例えば、植物栽培管理サーバ100からの要求があったタイミング)で画像データを植物栽培管理サーバ100に送信するとしてもよい。
In addition, in the above embodiment, the photographing
また、上記実施形態では、植物栽培管理サーバ100が、平均サイズ推定モデルMOを作成するための平均サイズ推定モデル作成処理を実行しているが、平均サイズ推定モデル作成処理が、植物栽培管理サーバ100以外の他の装置により実行され、植物栽培管理サーバ100のモデル取得部114が、該他の装置から平均サイズ推定モデルMOを取得するものとしてもよい。あるいは、植物栽培管理サーバ100が、該他の装置に対象画像データI(o)を送信し、該他の装置において平均サイズ推定モデルMOを用いて推定された平均サイズASを植物栽培管理サーバ100が取得するとしてもよい。
In the above embodiment, the plant
また、上記実施形態における植物栽培支援処理の内容は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態における植物栽培支援処理では、平均サイズASの推定(S220)と収穫日時Teの予測(S240)とが実行されているが、平均サイズASの推定のみが実行され、収穫日時Teの予測は実行されないとしてもよい。 The contents of the plant cultivation support process in the above embodiment are merely examples and can be modified in various ways. For example, in the plant cultivation support process in the above embodiment, estimation of the average size AS (S220) and prediction of the harvest date and time Te (S240) are performed, but it is also possible to only estimate the average size AS and not predict the harvest date and time Te.
上記実施形態では、平均サイズASからの収穫日時Teの予測が単回帰により実行されているが、収穫日時Teの予測が他の手法(例えば重回帰)により実行されてもよい。 In the above embodiment, the prediction of the harvest date and time Te from the average size AS is performed by simple regression, but the prediction of the harvest date and time Te may also be performed by other methods (e.g., multiple regression).
また、上記各実施形態において、ハードウェアによって実現されている構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、反対に、ソフトウェアによって実現されている構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。 In addition, in each of the above embodiments, some of the configurations realized by hardware may be replaced by software, and conversely, some of the configurations realized by software may be replaced by hardware.
10:植物栽培管理システム 100:植物栽培管理サーバ 110:制御部 111:植物栽培管理部 112:訓練データ取得部 114:モデル取得部 115:対象データ取得部 116:平均サイズ推定部 117:収穫日時予測部 118:情報送信部 120:記憶部 130:表示部 140:操作入力部 150:インターフェース部 190:バス 200:端末装置 210:表示部 300:撮影装置 300A:俯瞰撮影装置 300B:水平撮影装置 CP:植物栽培管理プログラム GD:推定平均サイズデータ MO:平均サイズ推定モデル MOh:水平用平均サイズ推定モデル MOo:俯瞰用平均サイズ推定モデル NET:通信ネットワーク OP:対象植物 PD:予測収穫日時データ PF:植物工場 PL:栽培区画 SD:推定平均サイズデータ TD:訓練データ TF:トリミング枠
10: Plant cultivation management system 100: Plant cultivation management server 110: Control unit 111: Plant cultivation management unit 112: Training data acquisition unit 114: Model acquisition unit 115: Target data acquisition unit 116: Average size estimation unit 117: Harvest date and time prediction unit 118: Information transmission unit 120: Memory unit 130: Display unit 140: Operation input unit 150: Interface unit 190: Bus 200: Terminal device 210: Display unit 300: Photographing
Claims (11)
特定種類の植物である対象植物が複数栽培された栽培区画を撮影することにより生成された画像データである対象画像データを取得する対象データ取得部と、
前記対象画像データの色情報を含む画像データと、所定の機械学習により作成されたモデルとを用いて、前記栽培区画において栽培されている各前記対象植物のサイズの平均値である平均サイズを推定する平均サイズ推定部と、
前記対象植物が複数栽培された栽培区画を複数の日時に撮影することにより生成された画像データである複数の訓練用画像データと、前記訓練用画像データにより表される前記栽培区画における前記対象植物の平均サイズを示す平均サイズデータと、が関連付けられた訓練データを取得する訓練データ取得部と、
前記訓練データを用いた前記機械学習により、前記モデルを取得するモデル取得部と、
を備え、
前記訓練用画像データおよび前記対象画像データは、レンズの光軸と水平面とのなす角が20度以上である撮影装置により前記栽培区画を撮影することにより生成された画像データである俯瞰画像データを含み、
前記訓練用画像データおよび前記対象画像データは、前記俯瞰画像データに加えて、レンズの光軸と水平面とのなす角が20度未満である撮影装置により前記栽培区画を撮影することにより生成された画像データである水平画像データを含み、
前記モデル取得部は、前記俯瞰画像データについての前記訓練データを用いた前記機械学習により、第1の前記モデルを取得すると共に、前記水平画像データについての前記訓練データを用いた前記機械学習により、第2の前記モデルを取得し、
前記平均サイズ推定部は、前記俯瞰画像データである前記対象画像データについては、前記第1のモデルを用いて前記平均サイズを推定し、前記水平画像データである前記対象画像データについては、前記第2のモデルを用いて前記平均サイズを推定する、
情報処理装置。 An information processing device,
a target data acquisition unit that acquires target image data, which is image data generated by photographing a cultivation section in which a plurality of target plants, which are a specific type of plant, are cultivated;
an average size estimation unit that estimates an average size, which is an average value of the sizes of the target plants cultivated in the cultivation area, by using image data including color information of the target image data and a model created by a predetermined machine learning method;
a training data acquisition unit that acquires training data in which a plurality of training image data, which is image data generated by photographing a cultivation section in which a plurality of target plants are cultivated at a plurality of dates and times, and average size data indicating an average size of the target plants in the cultivation section represented by the training image data are associated with each other;
a model acquisition unit that acquires the model by the machine learning using the training data;
Equipped with
The training image data and the target image data include overhead image data, which is image data generated by photographing the cultivation area with a photographing device having an angle between the optical axis of a lens and a horizontal plane of 20 degrees or more,
The training image data and the target image data include, in addition to the overhead image data, horizontal image data, which is image data generated by photographing the cultivation area with a photographing device in which the angle between the optical axis of the lens and the horizontal plane is less than 20 degrees,
the model acquisition unit acquires a first model by the machine learning using the training data for the overhead image data, and acquires a second model by the machine learning using the training data for the horizontal image data;
the average size estimation unit estimates the average size of the target image data, which is the overhead image data, using the first model, and estimates the average size of the target image data, which is the horizontal image data, using the second model .
Information processing device.
前記訓練用画像データおよび前記対象画像データは、前記栽培区画を、予め設定された昼間時間内に撮影することにより生成された画像データである、
情報処理装置。 2. The information processing device according to claim 1 ,
The training image data and the target image data are image data generated by photographing the cultivation area during a preset daytime time.
Information processing device.
前記訓練用画像データおよび前記対象画像データは、複数の前記栽培区画を含む範囲を撮影し、前記栽培区画毎にトリミングすることにより生成された画像データである、
情報処理装置。 3. The information processing device according to claim 1 ,
The training image data and the target image data are image data generated by photographing an area including a plurality of the cultivation sections and trimming each of the cultivation sections.
Information processing device.
前記トリミングは、一の前記栽培区画についてトリミングされた画像が、他の前記栽培区画において栽培されている前記対象植物を表す画素を含まないように実行される、
情報処理装置。 4. The information processing device according to claim 3 ,
The cropping is performed such that a cropped image of one of the cultivation sections does not include pixels representing the target plants being cultivated in another of the cultivation sections.
Information processing device.
前記対象画像データについて推定された前記対象植物の平均サイズに基づき、前記対象植物の収穫日時を予測する収穫日時予測部を備える、
情報処理装置。 The information processing device according to any one of claims 1 to 4 , further comprising:
a harvest date prediction unit that predicts a harvest date and time of the target plant based on an average size of the target plant estimated for the target image data;
Information processing device.
前記対象データ取得部は、前記栽培区画を複数の日時に撮影することにより生成された複数の前記対象画像データを取得し、
前記平均サイズ推定部は、複数の前記対象画像データについて前記対象植物の平均サイズを推定し、
前記収穫日時予測部は、一の前記対象画像データについての前記対象植物の収穫日時を、前記一の対象画像データについて推定された前記対象植物の平均サイズと、前記一の対象画像データの撮影日時より前に撮影された各前記対象画像データについて推定された前記対象植物の平均サイズと、に基づき予測する、
情報処理装置。 6. The information processing device according to claim 5 ,
The target data acquisition unit acquires a plurality of target image data generated by photographing the cultivation area at a plurality of dates and times,
The average size estimation unit estimates an average size of the target plant for a plurality of the target image data;
the harvest date and time prediction unit predicts a harvest date and time of the target plant for one of the target image data based on an average size of the target plant estimated for the one of the target image data and an average size of the target plant estimated for each of the target image data photographed before the photographing date and time of the one of the target image data;
Information processing device.
前記対象植物は、葉物野菜であり、
前記平均サイズは、前記対象植物の平均草丈である、
情報処理装置。 The information processing device according to any one of claims 1 to 6 ,
The target plant is a leafy vegetable,
The average size is the average plant height of the target plant;
Information processing device.
前記情報処理装置との間で通信ネットワークを介して通信可能な端末装置と、
を備える情報処理システムであって、
前記情報処理装置は、さらに、推定された前記対象植物の平均サイズを示す情報を、前記通信ネットワークを介して前記端末装置に向けて送信する情報送信部を備える、
情報処理システム。 An information processing device according to any one of claims 1 to 7 ;
a terminal device capable of communicating with the information processing device via a communication network;
An information processing system comprising:
The information processing device further includes an information transmitting unit that transmits information indicating the estimated average size of the target plant to the terminal device via the communication network.
Information processing system.
前記対象植物が栽培されている圃場に設置され、前記情報処理装置との間で通信ネットワークを介して通信可能な撮影装置を備え、
前記対象データ取得部は、前記撮影装置が前記栽培区画を撮影することにより生成された前記対象画像データを、前記通信ネットワークを介して取得する、
情報処理システム。 The information processing system according to claim 8 , further comprising:
a photographing device that is installed in a field where the target plant is cultivated and is capable of communicating with the information processing device via a communication network;
The target data acquisition unit acquires the target image data generated by the photographing device photographing the cultivation area via the communication network.
Information processing system.
特定種類の植物である対象植物が複数栽培された栽培区画を撮影することにより生成された画像データである対象画像データを取得する工程と、
前記対象画像データの色情報を含む画像データと、所定の機械学習により作成されたモデルとを用いて、前記栽培区画において栽培されている各前記対象植物のサイズの平均値である平均サイズを推定する工程と、
前記対象植物が複数栽培された栽培区画を複数の日時に撮影することにより生成された画像データである複数の訓練用画像データと、前記訓練用画像データにより表される前記栽培区画における前記対象植物の平均サイズを示す平均サイズデータと、が関連付けられた訓練データを取得する工程と、
前記訓練データを用いた前記機械学習により、前記モデルを取得する工程と、
を備え、
前記訓練用画像データおよび前記対象画像データは、レンズの光軸と水平面とのなす角が20度以上である撮影装置により前記栽培区画を撮影することにより生成された画像データである俯瞰画像データを含み、
前記訓練用画像データおよび前記対象画像データは、前記俯瞰画像データに加えて、レンズの光軸と水平面とのなす角が20度未満である撮影装置により前記栽培区画を撮影することにより生成された画像データである水平画像データを含み、
前記モデルを取得する工程は、前記俯瞰画像データについての前記訓練データを用いた前記機械学習により、第1の前記モデルを取得すると共に、前記水平画像データについての前記訓練データを用いた前記機械学習により、第2の前記モデルを取得する工程であり、
前記平均サイズを推定する工程は、前記俯瞰画像データである前記対象画像データについては、前記第1のモデルを用いて前記平均サイズを推定し、前記水平画像データである前記対象画像データについては、前記第2のモデルを用いて前記平均サイズを推定する工程である、
情報処理方法。 1. An information processing method, comprising:
acquiring target image data, the target image data being image data generated by photographing a cultivation plot in which a plurality of target plants of a particular type are cultivated;
A step of estimating an average size, which is an average value of the sizes of each of the target plants cultivated in the cultivation area, using image data including color information of the target image data and a model created by a predetermined machine learning method;
acquiring training data in which a plurality of training image data, which is image data generated by photographing a cultivation section in which a plurality of target plants are cultivated, at a plurality of dates and times, is associated with average size data indicating an average size of the target plants in the cultivation section represented by the training image data;
obtaining the model by the machine learning using the training data;
Equipped with
The training image data and the target image data include overhead image data, which is image data generated by photographing the cultivation area with a photographing device having an angle between the optical axis of a lens and a horizontal plane of 20 degrees or more,
The training image data and the target image data include, in addition to the overhead image data, horizontal image data, which is image data generated by photographing the cultivation area with a photographing device in which the angle between the optical axis of the lens and the horizontal plane is less than 20 degrees,
the step of acquiring the model includes a step of acquiring a first model by the machine learning using the training data for the overhead image data, and acquiring a second model by the machine learning using the training data for the horizontal image data;
the step of estimating the average size is a step of estimating the average size of the target image data, which is the overhead image data, using the first model, and estimating the average size of the target image data, which is the horizontal image data, using the second model;
Information processing methods.
コンピュータに、
特定種類の植物である対象植物が複数栽培された栽培区画を撮影することにより生成された画像データである対象画像データを取得する処理と、
前記対象画像データの色情報を含む画像データと、所定の機械学習により作成されたモデルとを用いて、前記栽培区画において栽培されている各前記対象植物のサイズの平均値である平均サイズを推定する処理と、
前記対象植物が複数栽培された栽培区画を複数の日時に撮影することにより生成された画像データである複数の訓練用画像データと、前記訓練用画像データにより表される前記栽培区画における前記対象植物の平均サイズを示す平均サイズデータと、が関連付けられた訓練データを取得する処理と、
前記訓練データを用いた前記機械学習により、前記モデルを取得する処理と、
を実行させ、
前記訓練用画像データおよび前記対象画像データは、レンズの光軸と水平面とのなす角が20度以上である撮影装置により前記栽培区画を撮影することにより生成された画像データである俯瞰画像データを含み、
前記訓練用画像データおよび前記対象画像データは、前記俯瞰画像データに加えて、レンズの光軸と水平面とのなす角が20度未満である撮影装置により前記栽培区画を撮影することにより生成された画像データである水平画像データを含み、
前記モデルを取得する処理は、前記俯瞰画像データについての前記訓練データを用いた前記機械学習により、第1の前記モデルを取得すると共に、前記水平画像データについての前記訓練データを用いた前記機械学習により、第2の前記モデルを取得する処理であり、
前記平均サイズを推定する処理は、前記俯瞰画像データである前記対象画像データについては、前記第1のモデルを用いて前記平均サイズを推定し、前記水平画像データである前記対象画像データについては、前記第2のモデルを用いて前記平均サイズを推定する処理である、
コンピュータプログラム。 A computer program comprising:
On the computer,
acquiring target image data, the target image data being image data generated by photographing a cultivation plot in which a plurality of target plants of a particular type are cultivated;
A process of estimating an average size, which is an average value of the sizes of each of the target plants cultivated in the cultivation area, using image data including color information of the target image data and a model created by a predetermined machine learning method;
A process of acquiring training data in which a plurality of training image data, which is image data generated by photographing a cultivation section in which a plurality of target plants are cultivated, at a plurality of dates and times, and average size data indicating an average size of the target plants in the cultivation section represented by the training image data are associated with each other;
obtaining the model by the machine learning using the training data;
Run the command ,
The training image data and the target image data include overhead image data, which is image data generated by photographing the cultivation area with a photographing device having an angle between the optical axis of a lens and a horizontal plane of 20 degrees or more,
The training image data and the target image data include, in addition to the overhead image data, horizontal image data, which is image data generated by photographing the cultivation area with a photographing device in which the angle between the optical axis of the lens and the horizontal plane is less than 20 degrees,
the process of acquiring the model is a process of acquiring a first model by the machine learning using the training data for the overhead image data, and acquiring a second model by the machine learning using the training data for the horizontal image data,
The process of estimating the average size is a process of estimating the average size of the target image data, which is the overhead image data, using the first model, and estimating the average size of the target image data, which is the horizontal image data, using the second model .
Computer program.
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| Title |
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| 田中圭,近藤 昭彦,小型マルチコプターを用いた近接リモートセンシングによる水稲生育マップの作成,日本リモートセンシング学会誌,日本リモートセンシング学会,2016年09月20日,第36巻、第4号,p.373-387 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022147292A (en) | 2022-10-06 |
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