特許 7454898 防霜ファンシステムおよび送風方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-14

(45)【発行日】2024-03-25

(54)【発明の名称】防霜ファンシステムおよび送風方法

(51)【国際特許分類】

   A01G 13/08 20060101AFI20240315BHJP

【ＦＩ】

A01G13/08

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2023199619

(22)【出願日】2023-11-27

【審査請求日】2023-11-27

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】391008294

【氏名又は名称】フルタ電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100165489

【弁理士】

【氏名又は名称】榊原 靖

(74)【代理人】

【識別番号】100181593

【弁理士】

【氏名又は名称】庄野 寿晃

(74)【代理人】

【識別番号】100083068

【弁理士】

【氏名又は名称】竹中 一宣

(72)【発明者】

【氏名】古田 成広

(72)【発明者】

【氏名】土屋 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】鰐部 幸政

【審査官】星野 浩一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２３－１２７８９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－００００１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０１６１８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１３１８７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０４３２７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ０１Ｇ １３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圃場に送風する防霜ファンと、
少なくとも気温を測定する温度センサを備え、自律飛行するドローンと、
前記ドローンおよび前記防霜ファンを制御する制御装置と、を備え、
前記ドローンは、前記圃場の上空を飛行しながら、前記圃場の上空の気温を測定し、測定した前記気温を示す温度データを前記制御装置に送信し、
前記制御装置は、前記温度データに基づいて、前記圃場の温度分布を示す温度分布データを作成し、前記圃場における温度の低い低温領域を特定し、特定した前記低温領域に送風するように、前記防霜ファンの送風方向を調整する、
ことを特徴とする防霜ファンシステム。

【請求項2】

前記ドローンは、自装置の位置を検出する位置センサをさらに備え、前記圃場の上空に設定された飛行経路を飛行しながら測定した前記気温を示す前記温度データを、前記気温を測定した位置を示す位置データと共に、前記制御装置に送信する、
ことを特徴とする請求項１に記載の防霜ファンシステム。

【請求項3】

前記ドローンは、前記圃場の上空において、高さの異なる複数の測定ポイントにおいて、それぞれ気温を測定し、ぞれぞれの前記測定ポイントで測定した前記気温を示す温度データを、前記気温を測定した位置を示す前記位置データと共に、前記制御装置に送信し、
前記制御装置は、複数の前記測定ポイントで測定された前記気温に基づいて、前記圃場の上空に逆転層があると判定すると、前記防霜ファンを稼働する、
ことを特徴とする請求項２に記載の防霜ファンシステム。

【請求項4】

前記測定ポイントのうち少なくとも１つは、前記防霜ファンの高さの３分の１以下の第１の高さであり、
前記測定ポイントのうち少なくとも１つは、前記防霜ファンの高さの３分の２以上３分の４以下の第２の高さである、
ことを特徴とする請求項３に記載の防霜ファンシステム。

【請求項5】

前記第１の高さは、地面近傍の高さであり、
前記第２の高さは、前記防霜ファンと同じ高さである、
ことを特徴とする請求項４に記載の防霜ファンシステム。

【請求項6】

前記第１の高さにおいて、複数の前記測定ポイントが設定され、
前記制御装置は、前記第１の高さの温度分布を示す温度分布データを作成し、前記第１の高さにおける温度の低い低温領域を特定し、特定した低温領域に送風するように、前記防霜ファンの送風方向を調整する、
ことを特徴とする請求項４または５に記載の防霜ファンシステム。

【請求項7】

前記制御装置は、前記第２の高さで測定した温度と前記第１の高さで測定した温度との差温が基準値以上であると、逆転層があると判定して、前記防霜ファンを稼働する、
ことを特徴とする請求項４または５に記載の防霜ファンシステム。

【請求項8】

前記制御装置は、最も低い位置にある前記測定ポイントで測定した気温が基準温度以上である場合、降霜の危険性がないと判定し、前記防霜ファンを停止する、
ことを特徴とする請求項３または４に記載の防霜ファンシステム。

【請求項9】

前記制御装置は、前記圃場の風速を示す風速データを受信し、前記風速が基準風速以上であると判定すると、前記防霜ファンを停止する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の防霜ファンシステム。

【請求項10】

前記防霜ファンは、第１の送風領域に送風する第１の防霜ファンと、第２の送風領域に送風する第２の防霜ファンと、を備え、
前記ドローンは、複数の高さで、前記第１の送風領域と前記第２の送風領域をそれぞれ飛行して、前記第１の送風領域と前記第２の送風領域との温度を、複数の高さで測定し、
前記制御装置は、前記ドローンにより測定された温度を示す温度データに基づいて、逆転層が形成されている領域を特定し、前記第１の送風領域と前記第２の送風領域のうち逆転層が形成されている領域に送風するように、前記第１の防霜ファンまたは前記第２の防霜ファンを稼働する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の防霜ファンシステム。

【請求項11】

圃場に送風する防霜ファンと、
少なくとも気温を測定する温度センサを備え、自律飛行するドローンと、
前記ドローンおよび前記防霜ファンを制御する制御装置と、を備える防霜ファンシステムを用いて送風する送風方法であり、
前記ドローンにより、前記圃場の上空を飛行しながら、前記圃場の上空の気温を測定し、測定した前記気温を示す温度データを制御装置に送信し、
前記制御装置により、前記温度データに基づいて、前記圃場の温度分布を示す温度分布データを作成し、前記圃場における温度の低い低温領域を特定し、特定した前記低温領域に送風するように、前記防霜ファンの送風方向を調整する、
ことを特徴とする送風方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、防霜ファンシステムおよび送風方法に関する。

【背景技術】

【0002】

圃場では、農作物の凍霜害を防ぐために防霜ファンが用いられている。防霜ファンは、圃場上空の逆転層の空気を農作物に送風することで防霜を行う。

【0003】

特許文献１は、ドローン等の無人航空機を用いて農作物全体の防霜を行う防霜システムを開示する。この防霜システムは、ドローンの飛行制御等を行う管理サーバと、茶畑等の農作物の防霜飛行を実行するドローンと、を含む。管理サーバは外部から気象情報を取得し、この気象情報に基づいて、ドローンを制御し、ドローンを動作させた際の気流を利用して、農作物の防霜を行い、特に茶畑における防霜を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－００００１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の防霜システムでは、外部から取得した気象情報に基づいて、ドローンを動作させた際の気流を利用して防霜を行う。外部から取得した気象情報では、圃場上空の気温と地面付近の気温が把握できない場合、圃場上空に逆転層があるか否か不明であり、適切な防霜を行うことが困難である。

【0006】

本発明は、上述の事情の下になされたものであり、適切に圃場の防霜を行う防霜ファンシステムおよび送風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】

【0007】

上記目的を達成するため、本発明に係る防霜ファンシステムは、
圃場に送風する防霜ファンと、
少なくとも気温を測定する温度センサを備え、自律飛行するドローンと、
前記ドローンおよび前記防霜ファンを制御する制御装置と、を備え、
前記ドローンは、前記圃場の上空を飛行しながら、前記圃場の上空の気温を測定し、測定した前記気温を示す温度データを前記制御装置に送信し、
前記制御装置は、前記温度データに基づいて、前記圃場の温度分布を示す温度分布データを作成し、前記圃場における温度の低い低温領域を特定し、特定した前記低温領域に送風するように、前記防霜ファンの送風方向を調整する、
ことを特徴とする。

【0008】

前記ドローンは、自装置の位置を検出する位置センサをさらに備え、前記圃場の上空に設定された飛行経路を飛行しながら測定した前記気温を示す前記温度データを、前記気温を測定した位置を示す位置データと共に、前記制御装置に送信するとよい。

【0009】

前記ドローンは、前記圃場の上空において、高さの異なる複数の測定ポイントにおいて、それぞれ気温を測定し、ぞれぞれの前記測定ポイントで測定した前記気温を示す温度データを、前記気温を測定した位置を示す前記位置データと共に、前記制御装置に送信し、
前記制御装置は、複数の前記測定ポイントで測定された前記気温に基づいて、前記圃場の上空に逆転層があると判定すると、前記防霜ファンを稼働するとよい。

【0010】

前記測定ポイントのうち少なくとも１つは、前記防霜ファンの高さの３分の１以下の第１の高さであり、
前記測定ポイントのうち少なくとも１つは、前記防霜ファンの高さの３分の２以上３分の４以下の第２の高さであるとよい。

【0011】

前記第１の高さは、地面近傍の高さであり、
前記第２の高さは、前記防霜ファンと同じ高さであるとよい。

【0012】

前記第１の高さにおいて、複数の前記測定ポイントが設定され、
前記制御装置は、前記第１の高さの温度分布を示す温度分布データを作成し、前記第１の高さにおける温度の低い低温領域を特定し、特定した低温領域に送風するように、前記防霜ファンの送風方向を調整するとよい。

【0013】

前記制御装置は、前記第２の高さで測定した温度と前記第１の高さで測定した温度との差温が基準値以上であると、逆転層があると判定して、前記防霜ファンを稼働するとよい。

【0014】

前記制御装置は、最も低い位置にある前記測定ポイントで測定した気温が基準温度以上である場合、降霜の危険性がないと判定し、前記防霜ファンを停止するとよい。

【0015】

前記制御装置は、前記圃場の風速を示す風速データを受信し、前記風速が基準風速以上であると判定すると、前記防霜ファンを停止するとよい。

【0016】

前記防霜ファンは、第１の送風領域に送風する第１の防霜ファンと、第２の送風領域に送風する第２の防霜ファンと、を備え、
前記ドローンは、複数の高さで、前記第１の送風領域と前記第２の送風領域をそれぞれ飛行して、前記第１の送風領域と前記第２の送風領域との温度を、複数の高さで測定し、
前記制御装置は、前記ドローンにより測定された温度を示す温度データに基づいて、逆転層が形成されている領域を特定し、前記第１の送風領域と前記第２の送風領域のうち逆転層が形成されている領域に送風するように、前記第１の防霜ファンまたは前記第２の防霜ファンを稼働するとよい。

【0017】

上記目的を達成するため、本発明に係る送風方法は、
圃場に送風する防霜ファンと、
少なくとも気温を測定する温度センサを備え、自律飛行するドローンと、
前記ドローンおよび前記防霜ファンを制御する制御装置と、を備える防霜ファンシステムを用いて送風する送風方法であり、
前記ドローンにより、前記圃場の上空を飛行しながら、前記圃場の上空の気温を測定し、測定した前記気温を示す温度データを制御装置に送信し、
前記制御装置により、前記温度データに基づいて、前記圃場の温度分布を示す温度分布データを作成し、前記圃場における温度の低い低温領域を特定し、特定した前記低温領域に送風するように、前記防霜ファンの送風方向を調整する、
ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、適切に圃場の防霜を行う防霜ファンシステムおよび送風方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】実施の形態に係る防霜システムを示す図である。

【図2】実施の形態に係るドローンを示す図である。

【図3】実施の形態に係るドローンを示すブロック図である。

【図4】実施の形態に係るドローンの飛行経路を示す図である。

【図5】実施の形態に係るドローンの飛行する高さを示す図である。

【図6】実施の形態に係る制御装置を示すブロック図である。

【図7】（Ａ）は、実施の形態に係る測定温度ＤＢを示す図であり、（Ｂ）は、温度分布ＤＢを示す図である。

【図8】実施の形態に係る温度分布測定処理を示すフローチャートである。

【図9】実施の形態に係る送風処理を示すフローチャートである。

【図10】変形例に係る防霜システムを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明を実施するための形態に係る防霜ファンシステムおよび送風方法を、図面を参照しながら説明する。

【0021】

本実施の形態に係る防霜ファンシステム１は、図１に示すように、圃場で作物Ｒが被害を受けないように防霜を行うために用いられるものである。防霜ファンシステム１は、圃場に送風する防霜ファン１０と、圃場の風速を測定する風速計３０と、自律飛行するドローン２００と、防霜ファン１０およびドローン２００を制御する制御装置１００と、を備える。圃場は、例えば茶畑であり、作物Ｒは、例えば、茶である。

【0022】

防霜ファン１０は、圃場に立設された支柱１１に配置され、ファン１２を備える。ファン１２は、図示しないモータにより回転する。また、ファン１２は、図示しない首振り部により、首振りすることにより、圃場全体に送風することができる。また、防霜ファン１０の風量は、防霜ファン１０が有するインバータによって、制御装置１００に制御される。また、防霜ファン１０は、地面から６ｍ以上１０ｍ以下の高さに配置され、例えば、地上から８ｍの位置に配置される。

【0023】

風速計３０は、圃場の風速を測定するものであり、測定した風速を示す風速データを制御装置１００に送信する。

【0024】

ドローン２００は、図２に示すように、プロペラ２１と、センサ部２２と、カメラ２３と、を備える。プロペラ２１は、図示しないモータにより回転する。カメラ２３は、少なくとも可視光または赤外線のいずれかの画像を撮像する。カメラ２３は、撮像方向を調整する調整部によりドローン２００の本体に取り付けられている。これにより、カメラ２３の撮像方向を調整することができる。

【0025】

また、ドローン２００は、機能的な構成として、図３に示すように、制御部２１０と、通信部２２０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）２３０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）２４０と、をさらに備える。

【0026】

センサ部２２は、気温を計測する温度センサ２４と、ドローン２００の位置を計測する位置センサ２５と、を含む。

【0027】

温度センサ２４は、ドローン２００近傍の気温を測定するものであり、例えば白金測温抵抗体を含む。また、温度センサ２４は、測定した温度を示す温度データを制御部２１０に出力する。

【0028】

位置センサ２５は、ドローン２００の位置を計測するものであり、図４に示す高さ方向と、高さ方向に垂直な第１の方向と、高さ方向および第１の方向に垂直な第２の方向と、における位置を計測する。例えば、第１の方向は、畝方向であり、第２の方向は、畝方向に垂直な方向である。また、位置センサ２５は、ドローン２００の位置を計測し、位置を示す位置データを制御部２１０に出力する。具体的には、位置センサ２５は、ＧＰＳ（Global Positioning System）センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、磁気方位センサ、または超音波センサのうち１または２以上を含む。ＧＰＳセンサは、高度、緯度および経度を示すデータを取得する。加速度センサおよびジャイロセンサは、ドローン２００の移動速度および姿勢を計測する。磁気方位センサは、ドローン２００の磁方位を示すデータを取得する。超音波センサは、地面からドローン２００までの高さを計測する。

【0029】

通信部２２０は、温度センサ２４および位置センサ２５で計測された温度データおよび位置データを制御装置１００に送信する。また、通信部２２０は、制御装置１００から送信されたデータを受信する。通信部２２０は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線通信モジュールから構成される。

【0030】

ＲＯＭ２３０は、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリから構成され、上述したように制御部２１０が各種機能を実現するためのプログラムを記憶する。ＲＡＭ２４０は、揮発性メモリから構成され、制御部２１０が各種処理を行うためのプログラムを実行するための作業領域として用いられる。

【0031】

制御部２１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等から構成される。制御部２１０は、ＲＯＭ２３０に記憶したプログラムを実行することにより、ドローン制御部２１１と、温度測定部２１２として機能する。

【0032】

ドローン制御部２１１は、位置センサ２５により計測されたドローン２００の位置と、予め定められた飛行経路を示す飛行経路データ、または制御装置１００から送信された飛行経路を示す飛行経路データと、に基づいて、プロペラ２１を回転するモータを制御し、ドローン２００を飛行させる。ドローン制御部２１１は、図４に示すように、ドローン２００を測定ポイントＤ１から第１の方向である畝方向に沿って飛行を開始し、予め定められた飛行経路で測定ポイントＤＮまで飛行する。測定ポイントＤｎ（ｎ＝１～Ｎ）を示すデータは、飛行経路データに含まれる。また、測定ポイントＤｎ（ｎ＝１～Ｎ）は、図５に示すように、第１の高さＨ１と、第２の高さＨ２と、第３の高さＨ３と、にそれぞれ１つ以上設定される。好ましくは、測定ポイントＤｎ（ｎ＝１～Ｎ）は、第１の高さＨ１、第２の高さＨ２または第３の高さＨ３において、複数設定される。例えば、第１の高さＨ１に、測定ポイントＤｎ（ｎ＝１～Ｎ）が複数設定されると、圃場の近傍付近の高さの温度分布を測定することができる。第１の高さＨ１は、圃場の地面近傍の高さであり、例えば、防霜ファン１０の高さの３分の１以下であり、具体的には、１ｍ以上３ｍ以下である。第２の高さＨ２は、例えば、防霜ファン１０の高さの３分の２以上３分の４以下であり、具体的には、防霜ファン１０の高さと同じであり、詳細には、６ｍ以上１０ｍ以下である。第３の高さＨ３は、防霜ファン１０より高い高さであり、例えば、防霜ファン１０の高さの３分の４以上であり、具体的には、１５ｍ以上２０ｍ以下である。

【0033】

温度測定部２１２は、測定ポイントＤｎ（ｎ＝１～Ｎ）において、温度センサ２４により温度を計測する。計測した温度を示す温度データは、それぞれの測定ポイントＤｎ（ｎ＝１～Ｎ）の高さ方向と、第１の方向と、第２の方向とにおける位置を示す位置データと共にＲＡＭ２４０に記憶する。また、温度測定部１１２は、通信部２２０を介して、温度センサ２４および位置センサ２５で計測された温度データおよび位置データを制御装置１００に送信する。

【0034】

制御装置１００は、図６に示すように、制御部１１０と、通信部１２０と、ＲＯＭ１３０と、ＲＡＭ１４０と、防霜ファンＤＢ（Data Base）１５０を備える。

【0035】

通信部１２０は、ドローン２００を制御するデータを送信し、ドローン２００から送信された温度データおよび位置データを受信する。通信部１２０は、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線通信モジュールから構成される。

【0036】

ＲＯＭ１３０は、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリから構成され、制御部１１０が各種機能を実現するためのプログラムを記憶する。ＲＡＭ１４０は、揮発性メモリから構成され、制御部１１０が各種処理を行うためのプログラムを実行するための作業領域として用いられる。

【0037】

制御部１１０は、ＣＰＵ等から構成される。制御部１１０は、ＲＯＭ１３０に記憶したプログラムを実行することにより、温度分布計測部１１１と、防霜ファン制御部１１２として機能する。

【0038】

温度分布計測部１１１は、ドローン２００から送信された、図４に示す測定ポイントＤｎ（ｎ＝１～Ｎ）を示す位置データと、測定ポイントＤｎ（ｎ＝１～Ｎ）において測定した温度データと、を受信する。また、温度分布計測部１１１は、受信した位置データと温度データを測定温度ＤＢ１５１に記憶する。つぎに、温度分布計測部１１１は、測定温度ＤＢ１５１に記憶した位置データおよび温度データに基づいて、圃場上空の温度分布を示す温度分布データを作成する。作成した温度分布データは、測定ポイントＤｎ（ｎ＝１～Ｎ）毎の測定した温度データを含み、温度分布ＤＢ１５２に記憶される。つぎに、温度分布計測部１１１は、風速計３０で測定された圃場の風速を示す風速データを受信する。測定された風速を示すデータは、温度分布ＤＢ１５２に記憶される。

【0039】

防霜ファン制御部１１２は、温度分布ＤＢ１５２に記憶された圃場上空の温度分布を示す温度分布データと圃場の風速を示す風速データとに基づいて、防霜ファン１０を制御する。まず、防霜ファン制御部１１２は、風速計３０で測定された圃場の風速が基準風速未満か否かを判定する。風速計３０で測定された圃場の風速が基準風速以上であると判定されると、防霜ファン１０を停止する。風速計３０で測定された風速が基準風速未満であると判定されると、防霜ファン制御部１１２は、圃場上空に逆転層があるか否かを判定する。防霜ファン制御部１１２は、差温が基準値以上であると、逆転層があると判定する。差温は、第２の高さＨ２にある測定ポイントＤｎで測定された気温から第１の高さＨ１にある測定ポイントＤｎで測定された気温を引いた値である。基準値は、例えば、２℃である。具体的には、図４および図５に示すように、防霜ファン制御部１１２は、温度分布ＤＢ１５２に記憶された温度分布データに基づいて、第１の高さＨ１の測定ポイントＤｎで測定された気温より、第２の高さＨ２の測定ポイントＤｎで測定された気温が、基準値以上高い場合、圃場上空に逆転層があると判定する。例えば、第１の高さＨ１にある測定ポイントＤｎで測定された気温は、３℃であり、第２の高さＨ２にある測定ポイントＤｎで測定された気温は、５℃である場合、差温は２℃であり逆転層があると判定される。逆転層がないと判定されると、防霜ファン１０を停止する。逆転層があると判定されると、防霜ファン制御部１１２は、降霜の危険性があるか否かを判定する。降霜の危険性は、ドローン２００で測定された温度データのうち、第１の高さＨ１の測定ポイントＤｎで測定された気温が基準温度以下であるか否かを判定し、基準温度以下である場合、降霜の危険性があると判定する。基準温度は、例えば、５℃である。降霜の危険性がないと判定されると、防霜ファン１０を停止する。降霜の危険性があると判定されると、防霜ファン制御部１１２は、防霜ファン１０を稼働する。

【0040】

防霜ファンＤＢ１５０は、防霜ファンシステム１を制御するデータを記憶するものであり、測定温度ＤＢ１５１と、温度分布ＤＢ１５２と、を備える。

【0041】

測定温度ＤＢ１５１は、図７（Ａ）に示すように、通し番号である「Ｎｏ．」と、測定した「日時」と、温度センサ２４により測定された温度データと、測定ポイントＤｎ（１～Ｎ）の位置データと、を対応させて記憶する。

【0042】

温度分布ＤＢ１５２は、図７（Ｂ）に示すように、防霜ファン１０を制御したデータを記憶するものであり、通し番号である「Ｎｏ．」と、測定した「日時」と、圃場上空の温度分布を示す温度分布データと、圃場の風速を示すデータとを対応させて記憶する。温度分布ＤＢ１５２に記憶された「日時」は、測定温度ＤＢ１５１に記憶された測定した「日時」と対応している。

【0043】

つぎに、ドローン２００および制御装置１００を含む防霜ファンシステム１が実行する温度分布測定処理および送風処理について説明する。

【0044】

ユーザによる温度分布測定処理を開始させる指示、または制御装置１００から温度分布測定処理を開始させる指示を示すデータの受信に応答し、ドローン２００は、図８に示す温度分布測定処理を開始する。

【0045】

温度分布測定処理が開始されると、図３に示すドローン制御部２１１は、引数ｎ＝１を設定する（ステップＳ１０１）。

【0046】

つぎに、ドローン制御部２１１は、ドローン２００を制御して、図４に示す測定ポイントＤ１まで飛行する（ステップＳ１０２）。測定ポイントＤ１を示す位置データは、予めドローン２００のＲＡＭ２４０に記憶していてもよく、測定毎に制御装置１００から送信されてもよい。

【0047】

つぎに、温度測定部２１２は、温度センサ２４により測定ポイントＤ１の気温を測定する（ステップＳ１０３）。また、温度測定部２１２は、測定した気温を示す温度データをＲＡＭ２４０に記憶する。

【0048】

つぎに、温度測定部２１２は、測定ポイントＤ１を示す位置データと共に、測定した温度データを制御装置１００に送信する（ステップＳ１０４）。

【0049】

つぎに、ドローン制御部２１１は、引数ｎ＝Ｎであるか否か判定する（ステップＳ１０５）。Ｎは、測定ポイントＤｎの総数である。

【0050】

引数ｎ＝Ｎでないと判定されると（ステップＳ１０５；ＮＯ）、ｎをインクリメントし（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０２からステップＳ１０６を繰り返す。これにより、温度測定部２１２は、測定ポイントＤｎ（１～Ｎ）を示す位置データと共に、測定ポイントＤｎ（１～Ｎ）において測定した温度データを制御装置１００に送信することができる。測定ポイントＤｎ（１～Ｎ）は、図５に示すように、第１の高さＨ１と、第２の高さＨ２と、第３の高さＨ３と、にそれぞれ１つ以上設定される。第１の高さＨ１は、圃場の地面近傍の高さであり、例えば、防霜ファン１０の高さの３分の１以下である。第２の高さＨ２は、例えば、防霜ファン１０の高さの３分の２以上３分の４以下であり、具体的には、防霜ファン１０の高さと同じである。第３の高さＨ３は、防霜ファン１０より高い高さであり、例えば、防霜ファン１０の高さの３分の４以上である。

【0051】

引数ｎ＝Ｎであると判定されると（ステップＳ１０５；ＮＯ）、温度分布測定処理を終了する。その後、ドローン２００は、所定の位置まで飛行する。

【0052】

また、制御装置１００は、ユーザによる送風処理を開始させる指示に応答し、図９に示す送風処理を開始する。

【0053】

まず、温度分布計測部１１１は、ドローン２００から送信された、測定ポイントＤｎ（ｎ＝１～Ｎ）を示す位置データと、測定ポイントＤｎ（ｎ＝１～Ｎ）において測定した温度データと、を受信する（ステップＳ２０１）。また、温度分布計測部１１１は、受信した位置データと温度データを測定温度ＤＢ１５１に記憶する。

【0054】

つぎに、温度分布計測部１１１は、測定温度ＤＢ１５１に記憶した位置データおよび温度データに基づいて、圃場上空の温度分布を示す温度分布データを作成する（ステップＳ２０２）。作成した温度分布データは、測定ポイントＤｎ（ｎ＝１～Ｎ）毎の測定した温度データを含み、温度分布ＤＢ１５２に記憶される。

【0055】

つぎに、温度分布計測部１１１は、風速計３０で測定された圃場の風速を示す風速データを受信する（ステップＳ２０３）。測定された風速を示すデータは、温度分布ＤＢ１５２に記憶される。

【0056】

つぎに、防霜ファン制御部１１２は、風速計３０で測定された圃場の風速が基準風速未満か否かを判定する（ステップＳ２０４）。

【0057】

風速計３０で測定された圃場の風速が基準風速以上であると判定されると（ステップＳ２０４；ＮＯ）、防霜ファン１０を停止する（ステップＳ２０９）。その後、送風処理を終了する。

【0058】

風速計３０で測定された風速が基準風速未満であると判定されると（ステップＳ２０４；ＹＥＳ）、防霜ファン制御部１１２は、圃場上空に逆転層があるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。具体的には、防霜ファン制御部１１２は、温度分布ＤＢ１５２に記憶された温度分布データに基づいて、防霜ファン１０より低い位置にある第１の高さＨ１の測定ポイントＤｎで測定された気温より、防霜ファン１０より高い位置にある第２の高さＨ２の測定ポイントＤｎで測定された気温が、基準値以上高い場合、圃場上空に逆転層があると判定する。例えば、基準値は、２℃である。この場合、第１の高さＨ１にある測定ポイントＤｎで測定された気温は、３℃であり、第２の高さＨ２にある測定ポイントＤｎで測定された気温は、５℃である場合、差温が２℃であり、逆転層があると判定される。

【0059】

逆転層がないと判定されると（ステップＳ２０５；ＮＯ）、防霜ファン１０を停止する（ステップＳ２０９）。その後、送風処理を終了する。

【0060】

逆転層があると判定されると（ステップＳ２０５；ＹＥＳ）、防霜ファン制御部１１２は、降霜の危険性があるか否かを判定する（ステップＳ２０６）。降霜の危険性は、ドローン２００で測定された温度データのうち、第１の高さＨ１の測定ポイントＤｎで測定された気温が基準温度以下であるか否かを判定し、基準温度以下である場合、降霜の危険性があると判定する。基準温度は、例えば、５℃である。

【0061】

降霜の危険性がないと判定されると（ステップＳ２０６；ＮＯ）、防霜ファン１０を停止する（ステップＳ２０９）。その後、送風処理を停止する。

【0062】

降霜の危険性があると判定されると（ステップＳ２０６；ＹＥＳ）、防霜ファン制御部１１２は、防霜ファン１０を稼働する（ステップＳ２０７）。

【0063】

つぎに、温度分布計測部１１１は、ドローン２００に圃場の上空の気温を再測定させる（ステップＳ２０８）。なお、再測定は、前回の測定から基準期間経後に実施する。温度分布計測部１１１は、通信部１２０を介して、ドローン２００に温度分布測定処理を開始させる指示を示すデータを送信する。ドローン２００は、制御装置１００から送信された温度分布測定処理を開始させる指示を示すデータを受信すると、温度分布測定処理を再度実施する。その後、ステップＳ２０１～ステップＳ２０８を繰り返す。

【0064】

以上のように、本実施の形態の防霜ファンシステム１によれば、ドローン２００により圃場上空の温度分布を計測することで、制御装置１００は、圃場上空に逆転層が形成されているか否かを判定できる。制御装置１００は、圃場上空に逆転層が形成されている場合、防霜ファン１０を稼働することができる。これにより、圃場の農作物の凍霜害を防ぐために適切に圃場の防霜を行うことができる。

【0065】

（変形例）
上述の実施の形態の防霜ファンシステム１では、圃場上空に逆転層が形成されている場合、防霜ファン１０を稼働する例について説明した。制御装置１００は、第１の高さＨ１に設定された複数の測定ポイントＤｎ（ｎ＝１～Ｎ）において、温度センサ２４により計測された温度データにより、第１の高さＨ１の温度分布を示す温度分布データを作成し、第１の高さＨ１における温度の低い低温領域を特定し、特定した低温領域に送風するように、防霜ファン１０の送風方向を調整してもよい。このようにすることで、霜が発生しやすい領域に送風することが可能である。この場合、防霜ファン１０は、送風方向の俯角を調整する俯角調整部と、送風方向の水平角を調整する水平角調整部と、を備える。送風方向の調整は、制御装置１００が、防霜ファン１０の俯角調整部および水平角調整部を制御することで実現される。この場合、防霜ファン１０は、制御装置１００に制御され、圃場の温度の低い部分に重点的に送風することが可能である。また、防霜ファン１０は、圃場の温度の低い部分に重点的に送風しつつ、圃場の温度の低い部分以外の圃場全体に、ファン１２の首振りおよび複数の防霜ファン１０により送風するようにしてもよい。

【0066】

上述の実施の形態の防霜ファンシステム１では、１つの防霜ファン１０を備える例について説明したが、防霜ファンシステム１は、図１０に示すように複数の防霜ファン１０を備えてもよい。この例では、防霜ファンシステム１は、第１の送風領域Ａ１に送風する第１の防霜ファン１０Ａと、第２の送風領域Ａ２に送風する第２の防霜ファン１０Ｂと、第３の送風領域Ａ３に送風する第３の防霜ファン１０Ｃと、を備える。ドローン２００は、複数の高さで、第１の送風領域Ａ１から第３の送風領域Ａ３をそれぞれ飛行して、第１の送風領域Ａ１から第３の送風領域Ａ３の温度を、それぞれ第１の高さＨ１と第２の高さＨ２とにおいて測定する。制御装置１００は、ドローン２００により測定された温度を示す温度データに基づいて、逆転層が形成されている領域を特定し、第１の送風領域Ａ１から第３の送風領域Ａ３のうち逆転層が形成されている領域に送風するように、第１から３の防霜ファン１０Ａ～１０Ｃを稼働する。これにより、第１から３の防霜ファン１０Ａ～１０Ｃより送風された第１の送風領域Ａ１から第３の送風領域Ａ３の圃場Ｂ１～Ｂ３において、農作物の凍霜害を防ぐことができる。このようにすることで、１台のドローン２００で、複数の防霜ファン１０を制御するために圃場の上空の温度を測定することができる。これにより、複数の防霜ファン１０を用いたとしても、制御装置１００は、第１の送風領域Ａ１から第３の送風領域Ａ３それぞれにおいて、圃場の上空に逆転層があるか否かを効率的に判定でき、逆転層が発生している送風領域Ａ１～Ａ３の防霜ファン１０Ａ～１０Ｃを稼働することができる。

【0067】

また、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等から構成される制御装置１００およびドローン２００が実行する温度分布測定処理および送風処理を行う中心となる部分は、専用のシステムによらず、通常の情報携帯端末（スマートフォン、タブレットＰＣ）、パーソナルコンピュータなどを用いて実行可能である。たとえば、上述の動作を実行するためのコンピュータプログラムを、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）等）に格納して配布し、このコンピュータプログラムを情報携帯端末などにインストールすることにより、上述の処理を実行する情報端末を構成してもよい。また、インターネット等の通信ネットワーク上のサーバ装置が有する記憶装置にこのコンピュータプログラムを格納しておき、通常の情報処理端末などがダウンロード等することで情報処理装置を構成してもよい。

【0068】

また、温度分布測定処理および送風処理の機能を、ＯＳ（Operating System）とアプリケーションプログラムとの分担、またはＯＳとアプリケーションプログラムとの協働により実現する場合などには、アプリケーションプログラム部分のみを記録媒体や記憶装置に格納してもよい。

【0069】

また、搬送波にコンピュータプログラムを重畳し、通信ネットワークを介して配信することも可能である。例えば、通信ネットワーク上の掲示板（ＢＢＳ：Bulletin Board System）にこのコンピュータプログラムを掲示し、ネットワークを介してこのコンピュータプログラムを配信してもよい。そして、このコンピュータプログラムを起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、上述の処理を実行できるように構成してもよい。

【0070】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明には、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲とが含まれる。

【符号の説明】

【0071】

１…防霜ファンシステム
１０…防霜ファン
１０Ａ…第１の防霜ファン
１０Ｂ…第２の防霜ファン
１０Ｃ…第３の防霜ファン
１１…支柱
１２…ファン
２１…プロペラ
２２…センサ部
２３…カメラ
２４…温度センサ
２５…位置センサ
３０…風速計
１００…制御装置
１１０、２１０…制御部
１２０、２２０…通信部
１３０、２３０…ＲＯＭ
１４０、２４０…ＲＡＭ
１５０…防霜ファンＤＢ
１５１…測定温度ＤＢ
１５２…温度分布ＤＢ
１１１…温度分布計測部
１１２…防霜ファン制御部
２００…ドローン
２１１…ドローン制御部
２１２…温度測定部
Ｒ…作物
Ｈ１…第１の高さ
Ｈ２…第２の高さ
Ｈ３…第３の高さ
Ｄｎ、Ｄ１、Ｄ２、ＤＮ…測定ポイント
Ａ１…第１の送風領域
Ａ２…第２の送風領域
Ａ３…第３の送風領域
Ｂ１～Ｂ３…圃場

【要約】

【課題】適切に圃場の防霜を行う防霜ファンシステムおよび送風方法を提供する。
【解決手段】防霜ファンシステム１は、圃場に送風する防霜ファン１０と、少なくとも気温を測定する温度センサを備え、自律飛行するドローン２００と、ドローン２００および防霜ファン１０を制御する制御装置１００と、を備える。ドローン２００は、圃場の上空を飛行しながら、圃場の上空の気温を測定し、測定した気温を示す温度データを制御装置１００に送信する。制御装置１００は、温度データに基づいて、防霜ファン１０の送風を制御する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】