特開 2022-180932 推定装置、および推定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022180932

(43)【公開日】2022-12-07

(54)【発明の名称】推定装置、および推定方法

(51)【国際特許分類】

   A01G 7/00 20060101AFI20221130BHJP

【ＦＩ】

A01G7/00 603

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021087697

(22)【出願日】2021-05-25

(71)【出願人】

【識別番号】308036402

【氏名又は名称】株式会社ＪＶＣケンウッド

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山地 隆生

(72)【発明者】

【氏名】奥富 忠相

(72)【発明者】

【氏名】吉田 朝明

(72)【発明者】

【氏名】長瀬 瑞穂

(57)【要約】

【課題】地中の農作物の生育状況を把握すること。
【解決手段】推定装置は、一端が地中に埋め込まれ、測定用マーカが付された他端が地上に露出し、根菜の周囲に設置された複数の測定用マーカを所定時間ごとに撮像するカメラ部と、カメラ部で撮像された映像データに基づき、それぞれの測定用マーカの位置を測定し、マーカ位置データとして取得するマーカ位置データ取得部と、測定用マーカの位置の測定時刻とマーカ位置データから測定用マーカそれぞれの時間の経過に伴う測定用マーカの位置の変化である複数の変位ベクトルを求める変位ベクトル算出部と、複数の変位ベクトルの変化に基づいて根菜の地中部分の成長を推定する成長推定部と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一端が地中に埋め込まれ、測定用マーカが付された他端が地上に露出し、根菜の周囲に設置された複数の前記測定用マーカを所定時間ごとに撮像するカメラ部と、
前記カメラ部で撮像された映像データに基づき、それぞれの前記測定用マーカの位置を測定し、マーカ位置データとして取得するマーカ位置データ取得部と、
前記測定用マーカの位置の測定時刻と前記マーカ位置データから前記測定用マーカそれぞれの時間の経過に伴う前記測定用マーカの位置の変化である複数の変位ベクトルを求める変位ベクトル算出部と、
複数の前記変位ベクトルの変化に基づいて前記根菜の地中部分の成長を推定する成長推定部と、
を備える、推定装置。

【請求項2】

前記カメラ部を複数備え、
前記マーカ位置データ取得部は、複数の前記カメラ部で撮像された映像データに基づき、前記測定用マーカの３次元空間での位置を測定し、
前記変位ベクトル算出部は、前記マーカ位置データ取得部が取得した前記マーカ位置データから前記測定用マーカそれぞれの３次元空間での変位ベクトルを求める、
請求項１に記載の推定装置。

【請求項3】

前記成長推定部は、前記変位ベクトルの単位時間当たりのベクトル量の変化が予め設定された第１閾値以上で、予め設定された第１期間以上連続する第１状態を成長期と推定し、前記第１状態の後に前記ベクトル量の変化が予め設定された第２閾値以下で、予め設定された第２期間以上連続する第２状態を収穫期として推定する、
請求項１または２に記載の推定装置。

【請求項4】

前記根菜周辺の気候に関する気候データをセンサ部から取得するセンサデータ取得部と、
日照時間を測定する天候測定部をさらに備え、
前記成長推定部は、前記日照時間と前記気候データとが根菜の成長を阻害する予め設定された値の範囲であった場合に、前記変位ベクトル算出部で求めた変位ベクトルを推定に使用しない、
請求項１から３のいずれか１項に記載の推定装置。

【請求項5】

一端が地中に埋め込まれ、測定用マーカが付された他端が地上に露出し、根菜の周囲に設置された複数の前記測定用マーカを所定時間ごとに撮像するステップと、
撮像された映像データに基づき、それぞれの前記測定用マーカの位置を測定し、マーカ位置データとして取得するステップと、
前記測定用マーカの位置の測定時刻と前記マーカ位置データから前記測定用マーカそれぞれの時間の経過に伴う前記測定用マーカの位置の変化である複数の変位ベクトルを求めるステップと、
複数の前記変位ベクトルの変化に基づいて前記根菜の地中部分の成長を推定するステップと、
を含む、推定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、推定装置、および推定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

農作物の成長と環境条件との因果関係を把握するために、農作物の成長に伴う変化の情報を取得する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－２０２０５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

農作物の地上での生育状況は、農作物を撮像した映像データに基づいて判定することができる。しかしながら、根菜などの地中の農作物を撮像して、根菜の生育状況を判定することは困難である。

【0005】

本発明は、地中の農作物の生育状況を把握することのできる推定装置、および推定方法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】

本発明に係る推定装置は、一端が地中に埋め込まれ、測定用マーカが付された他端が地上に露出し、根菜の周囲に設置された複数の前記測定用マーカを所定時間ごとに撮像するカメラ部と、前記カメラ部で撮像された映像データに基づき、それぞれの前記測定用マーカの位置を測定し、マーカ位置データとして取得するマーカ位置データ取得部と、前記測定用マーカの位置の測定時刻と前記マーカ位置データから前記測定用マーカそれぞれの時間の経過に伴う前記測定用マーカの位置の変化である複数の変位ベクトルを求める変位ベクトル算出部と、複数の前記変位ベクトルの変化に基づいて前記根菜の地中部分の成長を推定する成長推定部と、を備える。

【0007】

本発明に係る推定方法は、一端が地中に埋め込まれ、測定用マーカが付された他端が地上に露出し、根菜の周囲に設置された複数の前記測定用マーカを所定時間ごとに撮像するステップと、撮像された映像データに基づき、それぞれの前記測定用マーカの位置を測定し、マーカ位置データとして取得するステップと、前記測定用マーカの位置の測定時刻と前記マーカ位置データから前記測定用マーカそれぞれの時間の経過に伴う前記測定用マーカの位置の変化である複数の変位ベクトルを求めるステップと、複数の前記変位ベクトルの変化に基づいて前記根菜の地中部分の成長を推定するステップと、を含む。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、地中の農作物の生育状況を把握することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、第１実施形態に係る推定システムの構成性を示すブロック図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係るマーカの設置例を示す図である。

【図3】図３は、第１実施形態に係るマーカの測定用マーカの変位を説明するための図である。

【図4】図４は、第１実施形態に係るマーカの測定用マーカの変位を説明するための図である。

【図5】図５は、第１実施形態に係る位置に関する情報の構成を示す図である。

【図6】図６は、第１実施形態に係る推定処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図7】図７は、第２実施形態に係る推定処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照して、本発明に係る実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、以下の実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。

【0011】

［第１実施形態］
（推定システム）
図１を用いて、第１実施形態に係る推定システムの構成例について説明する。図１は、第１実施形態に係る推定システムの構成性を示すブロック図である。

【0012】

図１に示すように、推定システム１は、カメラ部１０と、センサ部１２と、推定装置１４と、を備える。推定システム１は、根菜を地中から抜くことなく、地中の根菜の成長度合いを推定することのできるシステムである。以降の説明では、植物の全体を根菜食物と表現し、地中に埋まっている部分を根菜と表現する。

【0013】

カメラ部１０は、対象物を撮像する。カメラ部１０は、根菜の周囲に設置されたマーカを撮像する。図２は、第１実施形態に係るマーカの設置例を示す図である。図２に示すように、根菜食物１００の周囲には、例えば、マーカＭ１と、マーカＭ２と、マーカＭ３と、マーカＭ４とが設置されている。根菜食物１００は、例えば、大根、人参、および芋などが例示されるが、これらに限定されない。具体的には、マーカＭ１からマーカＭ４は、測定用マーカが付された他端が地上に露出し、根菜食物１００の根菜１１０の周囲に設置されている。測定用マーカは、地上に露出した他端部に付された印であってもよいし、頂点部を測定用マーカとしてもよい。マーカＭ１からマーカＭ４は、棒状に構成されていてもよいし、Ｔ字状に構成されていてもよいし、Ｌ字状に構成されていてもよい。すなわち、マーカＭ１からマーカＭ４の形状は任意であってよい。図２に示す例では、根菜食物１００の根菜１１０の周囲には、４つのマーカが設置されているが、本発明はこれに限定されない。根菜食物１００の根菜１１０の周囲には、複数のマーカが設置されていてもよい。

【0014】

図２に示す例では、カメラ部１０は、マーカＭ１からマーカＭ４を撮像する。カメラ部１０は、マーカＭ１からマーカＭ４を撮像することで、根菜１１０が成長に伴うマーカＭ１からマーカＭ４の位置を測定する。カメラ部１０は、可視光を検出するカメラから構成されていてもよいし、赤外光を検出するカメラから構成されていてもよい。カメラ部１０は、例えば、複数のカメラから構成されていてもよい。カメラ部１０が複数のカメラから構成されている場合には、例えば、マーカＭ１からＭ４の３次元方向の位置の動きを測定できるように、マーカＭ１からＭ４を囲むように設置されているとよい。

【0015】

センサ部１２は、根菜食物１００の周辺の各種の気候を検出する。センサ部１２は、例えば、根菜食物１００の周辺の温度を検出する温度センサ、根菜食物１００の周辺の湿度を検出する湿度センサなどを含む。センサ部１２は、その他のセンサを含んでいてもよい。

【0016】

（推定装置）
図１に示すように、推定装置１４は、入力部２０と、表示部２２と、記憶部２４と、通信部２６と、制御部２８と、を備える。推定装置１４は、カメラ部１０が撮像することで測定したマーカＭ１からマーカＭ４の位置の測定結果に基づいて、地中の根菜の成長を推定する。

【0017】

入力部２０は、推定装置１４に対する各種の入力操作を受け付ける入力装置である。入力部２０は、例えば、ボタン、タッチパネル等を含む。

【0018】

表示部２２は、各種映像を表示する。表示部２２は、例えば、根菜食物１００の根菜１１０の成長度合いの推定結果を表示する。表示部２２は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）または有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ等を含むディスプレイを含む。なお、タッチパネル等を用いて、入力部２０と、表示部２２とを一体に構成してもよい。

【0019】

記憶部２４は、各種の情報を記憶するメモリである。記憶部２４は、例えば、制御部２８の演算内容、およびプログラム等の情報を記憶する。記憶部２４は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）のような主記憶装置、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の外部記憶装置とのうち、少なくとも１つ含む。記憶部２４は、変位量記憶部２４ａを有する。

【0020】

変位量記憶部２４ａは、マーカＭ１からマーカＭ４に関する情報を記憶する。変位量記憶部２４ａは、マーカＭ１からマーカＭ４の測定用マーカの初期位置と、マーカＭ１からマーカＭ４の測定用マーカの位置に関する情報と、マーカＭ１からマーカＭ４の測定用マーカ測定時刻とを関連付けて記憶している。変位量記憶部２４ａが記憶している情報の詳細は、後述する。

【0021】

通信部２６は、推定装置１４と、外部装置との間で各種の情報を送受信する通信装置である。通信部２６は、カメラ部１０と、推定装置１４との間で情報の送受信を実行する。通信部２６は、例えば、カメラ部１０からマーカＭ１からマーカＭ４の測定用マーカを撮像した映像データを受信する。通信部２６は、例えば、センサ部１２から根菜食物１００の周辺の温度や湿度の測定結果に関する情報を受信する。

【0022】

制御部２８は、推定装置１４の各部の動作を制御する。制御部２８は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等によって、記憶部２４等に記憶されたプログラムがＲＡＭ等を作業領域として実行されることにより実現される。制御部２８は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路により実現されてもよい。制御部２８は、ハードウェアと、ソフトウェアとの組み合わせで実現されてもよい。

【0023】

制御部２８は、マーカ位置データ取得部３０と、センサデータ取得部３２と、記憶制御部３４と、変位ベクトル算出部３６と、変位量判定部３８と、成長推定部４０と、天候測定部４２と、を備える。

【0024】

マーカ位置データ取得部３０は、カメラ部１０が撮像した映像データからマーカＭ１からマーカＭ４の測定用マーカの位置の測定結果に関する情報を取得する。マーカ位置データ取得部３０は、例えば、カメラ部１０が撮像した映像データからマーカＭ１からマーカＭ４の測定用マーカの初期位置に関する情報を取得する。マーカ位置データ取得部３０は、例えば、所定時間間隔ごとにマーカＭ１からマーカＭ４の測定用マーカの位置に関する情報を取得する。所定時間間隔は、例えば、１日であるが、これに限定されない。

【0025】

図３と、図４とを用いて、第１実施形態に係るマーカの測定用マーカの変位について説明する。図３と、図４とは、第１実施形態に係るマーカの測定用マーカの変位を説明するための図である。

【0026】

図３は、根菜食物１００の中期の成長段階を示す図である。図３に示すように、根菜１１０が成長すると、根菜１１０の周囲の土が移動することで、マーカＭ２と、マーカＭ３との位置が変位する。一方、マーカＭ２と、マーカＭ３との外側に設置されたマーカＭ１と、マーカＭ４の位置はほとんど変位しない。マーカ位置データ取得部３０は、マーカＭ１からマーカＭ４の測定用マーカの位置に関する情報をカメラ部１０が撮像した映像データから取得する。

【0027】

図４は、根菜食物１００の後期の成長段階を示す図である。図４に示すように、根菜１１０が図３に示す状態から更に成長すると、根菜１１０の周囲の土が更に移動することで、マーカＭ２と、マーカＭ３との位置が更に変位する。根菜１１０の周囲の土が更に移動することで、マーカＭ２と、マーカＭ３との外側に設置されたマーカＭ１と、マーカＭ４も位置が変位する。この場合、マーカ位置データ取得部３０は、マーカＭ１からマーカＭ４の測定用マーカの位置に関する情報をカメラ部１０が撮像した映像データから取得する。

【0028】

図１に戻る。センサデータ取得部３２は、センサ部１２から根菜食物１００の周辺の温度や湿度の測定結果に関する情報を取得する。

【0029】

変位ベクトル算出部３６は、マーカＭ１からマーカＭ４の測定用マーカの予め設定された単位時間の変位の量と方向とを示す変位ベクトルを算出する。予め設定された単位時間は、例えば１日であるが、これに限定されない。変位ベクトル算出部３６は、例えば、マーカ位置データ取得部３０が今回取得した位置に関する情報と、マーカ位置データ取得部３０が前回取得した位置に関する情報とに基づいて、変位ベクトルを算出する。変位ベクトルは、例えば、今回取得した位置に関する情報と前回取得した位置に関する情報の差分である。位置に関する情報は、例えば、マーカＭ１からマーカＭ４の測定用マーカの高さ、マーカＭ１からマーカＭ４の地表面に対する傾き、マーカ間の距離を含む。位置に関する情報は、例えば、３次元空間における座標値であってもよく、これに限定されない。

【0030】

記憶制御部３４は、各種情報を記憶部２４に記憶させる。記憶制御部３４は、例えば、マーカＭ１からマーカＭ４の初期位置データと、位置に関する情報と、測定時刻とを対応付けて変位量記憶部２４ａに記憶させる。記憶制御部３４は、例えば、センサデータ取得部３２が取得した根菜食物１００の周辺の温度および湿度などを関連付けて変位量記憶部２４ａに記憶させる。

【0031】

変位量判定部３８は、マーカＭ１からマーカＭ４の状態が正常であるか否かを判定する。変位量判定部３８は、マーカＭ１からマーカＭ４の測定用マーカの高さ、マーカＭ１からマーカＭ４の地表面に対する傾き、およびマーカ間の距離などが正常であるか否かを判定する。変位量判定部３８は、例えば、変位量記憶部２４ａに記憶されたデータに基づいて、マーカＭ１からマーカＭ４の測定用マーカの高さ、マーカＭ１からマーカＭ４の地表面に対する傾き、およびマーカ間の距離などが正常であるか否かを判定する。

【0032】

図５を用いて、第１実施形態に係るマーカの位置に関する情報に基づいた根菜の成長を推定する方法について説明する。図５は、第１実施形態に係る変位量記憶部２４ａに記憶されたマーカＭ１からマーカＭ４の位置に関する情報の構成を示す図である。

【0033】

図５に示すように、マーカデータ５０は、「日付」と、「マーカの高さ」、「マーカの傾き」、「マーカ間の距離」、「日照時間」、「気温」、「湿度」、および「判定」といった項目を含む。

【0034】

「日付」は、各項目を、測定した日時を示す。図５に示す例では、「２０２１年４月１日」、「２０２１年４月２日」など１日ごとの日付が示されているが、これに限定されない。

【0035】

「マーカの高さ」は、マーカＭ１からマーカＭ４の地表面からの高さ（ｍｍ）を示す。図５に示す例では、例えば、２０２１年４月１日のマーカＭ１からマーカＭ４の高さは、それぞれ、ｈ１１、ｈ２１、ｈ３１、ｈ４１と概念的に示されているが、実際には、具体的な数値で示される。

【0036】

「マーカの傾き」は、マーカＭ１からマーカＭ４の地表面に対する角度（度）を示す。図５に示す例では、例えば、２０２１年４月１日のマーカＭ１からマーカＭ４の角度は、それぞれ、θ１１、θ２１、θ３１、θ４１と概念的に示されているが、実際には、具体的な数値で示される。

【0037】

「マーカ間の距離」は、マーカ間の距離（ｍｍ）を示す。図５に示す例では、例えば、２０２１年４月１日のマーカＭ１と、マーカＭ２との間の距離は、Ｌ１１と示されている。マーカＭ２と、マーカＭ３との間の距離は、Ｌ２１と示されている。マーカＭ３と、マーカＭ４との間の距離は、Ｌ３１と示されている。マーカＭ４と、マーカＭ１との間の距離は、Ｌ４１と示されている。図５に示す例では、マーカ間の距離は、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４と概念的に示されているが、実際には、具体的な数値で示される。

【0038】

「日照時間」は、太陽の日に照らされていた時間（ｈ）を示す。図５に示す例では、例えば、２０２１年４月１日の日照時間は、ｔ１のように概念的に示されているが、実際には、具体的な数値で示される。

【0039】

「気温」は、一日の平均気温（℃）を示す。図５に示す例では、例えば、２０２１年４月１日の気温は、Ｔ１のように概念的に示されているが、実際には、具体的な数値で示される。

【0040】

「湿度」は、一日の平均湿度（％）を示す。図５に示す例では、例えば、２０２１年４月１日に湿度は、Ｈ１のように概念的に示されているが、実際には、具体的な数値で示される。

【0041】

変位量判定部３８は、マーカデータ５０のマーカの高さと、マーカの傾きと、マーカ間の距離とに基づいて、マーカの状態を判定する。変位量判定部３８は、例えば、２０２１年４月１日のデータが最初のデータである場合には、２０２１年４月１日のデータを「初期データ」と判定する。

【0042】

変位量判定部３８は、今回記憶時のマーカの高さと、マーカの傾きと、マーカ間の距離とが、前回記憶時のマーカの高さと、マーカの傾きと、マーカ間の距離とからの変化量がそれぞれの閾値以内である場合に、「正常」と判定する。具体的には、変位量判定部３８は、２０２１年４月２日のマーカの高さと、マーカの傾きと、マーカ間の距離と、２０２１年４月１日のマーカの高さと、マーカの傾きと、マーカ間の距離との差が通常の根菜の成長に伴うそれぞれの変化量の範囲として予め設定された閾値以内の場合に、「正常」と判定する。

【0043】

変位量判定部３８は、今回記憶時のマーカの高さと、マーカの傾きと、マーカ間の距離とが、前回記憶時のマーカの高さと、マーカの傾きと、マーカ間の距離とからの変化量がそれぞれの閾値以上である場合に、「マーカ倒れ」と判定する。具体的には、変位量判定部３８は、２０２１年４月３日のマーカの高さと、マーカの傾きと、マーカ間の距離と、２０２１年４月２日のマーカの高さと、マーカの傾きと、マーカ間の距離との差が通常の根菜の成長に伴うそれぞれの変化量の範囲として予め設定された閾値以上である場合に、「マーカ倒れ」と判定する。

【0044】

変位量判定部３８は、今回記憶時のマーカの高さと、マーカの傾きと、マーカ間の距離とが、前回記憶時のマーカの高さと、マーカの傾きと、マーカ間の距離とからの変化量が通常の根菜の成長に伴うそれぞれの変化量の範囲として予め設定された閾値以内であっても、前回の判定結果が「マーカ倒れ」である場合に、「マーカ倒れ」と判定する。具体的には、変位量判定部３８は、２０２１年４月４日のマーカの高さと、マーカの傾きと、マーカ間の距離と、２０２１年４月３日のマーカの高さと、マーカの傾きと、マーカ間の距離との差が閾値以内であっても２０２１年４月３日の判定結果が「マーカ倒れ」である場合には、２０２１年４月４日も「マーカ倒れ」と判定する。

【0045】

変位量判定部３８が「マーカ倒れ」と判定した場合に、測定者がマーカを手修正した場合には、入力部２０を用いて、「マーカ倒れ」を「手修正」に修正することができる。２０２１年４月４日の判定結果は「手修正」となり、以降通常の判定を行う。

【0046】

成長推定部４０は、根菜食物１００の根菜１１０の成長の度合いを推定する。成長推定部４０は、例えば、図５に示すマーカデータ５０に基づいて、根菜食物１００の根菜１１０の成長の度合いを推定する。成長推定部４０は、例えば、今回の判定結果が「正常」のマーカの高さと、マーカの傾きと、マーカ間の距離と、前回の判定結果が「正常」のマーカの高さと、マーカの傾きと、マーカ間の距離とに基づいて、根菜食物１００の根菜１１０の成長の判定結果を推定する。

【0047】

天候測定部４２は、根菜食物１００周辺の日照時間を測定する。天候測定部４２は、例えば、カメラ部１０が撮像した映像データの根菜食物１００周辺の状況に基づいて、根菜食物１００周辺の日照時間を測定する。

【0048】

（推定処理）
図６を用いて、第１実施形態に係る推定処理の流れについて説明する。図６は、第１実施形態に係る推定処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【0049】

マーカ位置データ取得部３０は、各マーカの位置に関する情報を取得する（ステップＳ１０）。具体的には、マーカ位置データ取得部３０は、通信部２６を介して取得されるカメラ部１０が撮像した映像データから各マーカの位置に関する情報を取得する。そして、ステップＳ１２に進む。

【0050】

記憶制御部３４は、位置に関する情報を記憶させる（ステップＳ１２）。具体的には、記憶制御部３４は、マーカ位置データ取得部３０が取得した位置に関する情報と、測定日時とを対応付けて変位量記憶部２４ａに記憶させる。そして、ステップＳ１４に進む。

【0051】

変位ベクトル算出部３６は、変位ベクトルを算出する（ステップＳ１４）。具体的には、変位ベクトル算出部３６は、変位量記憶部２４ａに記憶されているデータに基づいて、各マーカの地表面からの高さと、地表面に対する角度と、隣接するマーカ間の距離とについて、測定日時間の変化量を示す変位ベクトルを算出する。そして、ステップＳ１６に進む。

【0052】

成長推定部４０は、根菜１１０の成長を推定する（ステップＳ１６）。具体的には、成長推定部４０は、変位ベクトル算出部３６が算出した変位ベクトルの算出結果に基づいて、地中の根菜の成長を推定する。成長推定部４０は、変位量判定部３８が「正常」と判定した変位量のデータに基づいて、根菜１１０の成長の度合いを推定する。より具体的には、成長推定部４０は、前回および今回の変位量判定部３８による判定結果が「正常」と判定されたデータ間の変位ベクトルに基づいて、成長推定部４０の成長の度合いを推定する。そして、ステップＳ１８に進む。

【0053】

成長推定部４０は、根菜１１０の成長の度合いの推定結果を表示部２２に表示させる（ステップＳ１８）。具体的には、成長推定部４０は、根菜１１０の成長の度合いの推定結果をグラフィカルに表示部２２に表示する。より具体的には、成長推定部４０は、根菜１１０の根菜１１０の成長の度合いが視覚的または直感的に把握できるように根菜１１０の成長の度合いをグラフィカルに表示する。そして、ステップＳ２０に進む。

【0054】

制御部２８は、処理を終了するか否かを判定する（ステップＳ２０）。具体的には、制御部２８は、電源をオフにする操作を受け付けた場合や、処理を終了する操作を受け付けた場合に、処理を終了すると判定する。処理を終了すると判定された場合（ステップＳ２０；Ｙｅｓ）、図６の処理を終了する。処理を終了すると判定されなかった場合（ステップＳ２０；Ｎｏ）、ステップＳ１０に進む。

【0055】

上述のとおり、第１実施形態は、根菜の周囲にマーカを設置し、地中の根菜が成長したことによるマーカの変化量に基づいて、根菜の成長度合いを推定する。これにより、第１実施形態は、根菜を地中から抜くことなく、根菜の成長度合いを把握することができる。

【0056】

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る推定システムの構成は、図１に示す推定システム１の構成と同一なので説明を省略する。

【0057】

（推定処理）
図７を用いて、第２実施形態に係る推定処理の流れについて説明する。図７は、第２実施形態に係る推定処理の流れの一例を示すフローチャートである。第２実施形態では、根菜の収穫期を判定する処理を実行する点で、第１実施形態とは異なる。

【0058】

ステップＳ３０は、図６に示すステップＳ１０と同一の処理なので、説明を省略する。

【0059】

ステップＳ３０の後、制御部２８は、根菜食物１００の周辺の環境情報を取得する（ステップＳ３２）。具体的には、センサデータ取得部３２は、例えば、根菜食物１００の周辺に設置されたセンサ部１２から、根菜食物１００の周辺の温度情報および湿度情報などを取得する。天候測定部４２は、例えば、カメラ部１０から根菜食物１００の周辺を撮像した映像データに基づいて、日照時間を測定する。センサデータ取得部３２は、例えば、通信部２６を介して、外部のサーバ装置などから根菜食物１００が植えられている地域の温度情報および湿度情報を取得してもよい。天候測定部４２は、例えば、通信部２６を介して、外部のサーバ装置などから根菜食物１００が植えられている地域の日照時間に関する情報を取得してもよい。環境情報には、気温、湿度、日照時間以外の情報が含まれていてもよい。

【0060】

記憶制御部３４は、位置に関する情報を記憶させる（ステップＳ３４）。具体的には、記憶制御部３４は、マーカ位置データ取得部３０が取得した位置に関する情報と、センサデータ取得部３２および天候測定部４２が取得した環境情報と、測定日時とを対応付けて変位量記憶部２４ａに記憶させる。そして、ステップＳ３６に進む。

【0061】

ステップＳ３６およびステップＳ３８の処理は、それぞれ、ステップＳ１４およびステップＳ１６の処理と同一なので、説明を省略する。

【0062】

ステップＳ３８の後、成長推定部４０は、根菜１１０が収穫期であるか否かを判定する（ステップＳ４０）。具体的には、成長推定部４０は、例えば、変位ベクトルの単位時間当たりのベクトル量の変化が、予め設定されたベクトル量である第１閾値以上で、予め設定された第１期間以上連続する第１状態を成長期として推定する。成長推定部４０は、例えば、第１状態の後にベクトル量の変化が予め設定されたベクトル量である第２閾値以下で、予め設定された第２期間以上連続する第２状態を収穫期として推定する。これは、成長期では根菜１１０は日々成長するため変位ベクトルの変化が大きくなり、収穫が近づくと根菜１１０の成長速度が遅くなり変位ベクトルの変化が小さくなるためである。第１閾値、第１期間、第１状態、第２閾値、第２期間、および第２状態は、それぞれ、根菜１１０の種類に応じて設定してよい。例えば、成長推定部４０は、日付（ｎ）のマーカ間の距離（Ｍ２－Ｍ３）＝Ｘ（ｎ）と、マーカ間の距離（Ｍ４－Ｍ１）＝Ｙ（ｎ）とで構成される２次元の値Ｌ＝（Ｘ（ｎ），Ｙ（ｎ））について、前日からの差分を変位ベクトルΔＬ＝（Ｘ（ｎ）－Ｘ（ｎ－１），Ｙ（ｎ）－Ｙ（ｎ－１））として、変位ベクトルの長さ｜ΔＬ｜について、第１閾値＝０．５として｜ΔＬ｜≧０．５が第１期間である３０日間以上であった第１状態の成長期の後に、第２閾値＝０．５として｜ΔＬ｜≦０．５が第２期間である５日間以上であった第２状態を収穫期とする。また、根菜１１０の成長の度合いについて、例えば、成長推定部４０は、マーカＭ１からマーカＭ４のそれぞれが５０ｍｍ間隔で設置されている場合、４つのマーカの全てにおいて初期データから閾値を超す変化を観測した場合、根菜１１０の横幅は２００ｍｍ程度に成長していると推定する。例えば、成長推定部４０は、マーカＭ１からマーカＭ４のそれぞれが５０ｍｍ間隔で設置された４つのマーカについて初期データの高さからの変化量がそれぞれ２０ｍｍ、３０ｍｍ、３０ｍｍ、および２０ｍｍとなった場合、根菜１１０は円形または楕円形で、高さは３０ｍｍ程度に成長していると推定する。収穫期であると判定された場合（ステップＳ４０；Ｙｅｓ）、ステップＳ４２に進む。収穫期であると判定されなかった場合（ステップＳ４０；Ｎｏ）、ステップＳ４４に進む。

【0063】

なお、ステップＳ４０において、成長推定部４０は、根菜食物１００の周辺の環境情報を加味して根菜１１０が収穫期であるか否かを判定してもよい。例えば、成長推定部４０は、変位ベクトルのベクトル量の変化が小さく、かつ日照時間が所定時間よりも少ないまたは気温が適温ではない場合には、変位ベクトルの変化量が小さいのは収穫期が近いからではなく、環境が悪いためであると推定してもよい。言い換えれば、成長推定部４０は、根菜周辺の日照時間や気候（気温、湿度）などの環境情報に基づいて、根菜１１０の成長の度合いを推定するために使用する変位ベクトルと、使用しない変位ベクトルとを選別してもよい。

【0064】

ステップＳ４０でＹｅｓと判定された場合、成長推定部４０は、根菜１１０が収穫期であることを通知する（ステップＳ４２）。具体的には、成長推定部４０は、根菜１１０が収穫期である旨の情報を表示部２２に表示させるとともに、根菜１１０の成長の度合いの推定結果をグラフィカルに表示部２２に表示させる。そして、ステップＳ４６に進む。

【0065】

ステップＳ４４およびステップＳ４６の処理は、それぞれ、図６に示すステップＳ１８およびステップＳ２０の処理と同一なので、説明を省略する。

【0066】

上述のとおり、第２実施形態では、根菜の周囲にマーカを設置し、地中の根菜が成長したことによるマーカの位置の変位に基づいて、根菜が収穫期であるか否かを判定する。これにより、第２実施形態は、根菜を地中から抜くことなく、根菜が収穫期であるか否かを判定することができる。

【0067】

以上、本発明の実施形態を説明したが、これら実施形態の内容により本発明が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

【符号の説明】

【0068】

１ 推定システム
１０ カメラ部
１２ センサ部
１４ 推定装置
２０ 入力部
２２ 表示部
２４ 記憶部
２４ａ 変位量記憶部
２６ 通信部
２８ 制御部
３０ マーカ位置データ取得部
３２ センサデータ取得部
３４ 記憶制御部
３６ 変位ベクトル算出部
３８ 変位量判定部
４０ 成長推定部
４２ 天候測定部
１００ 根菜食物
１１０ 根菜

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】