特表 2024-531692 超音波樹木測定システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-08-29

(54)【発明の名称】超音波樹木測定システム

(51)【国際特許分類】

   A01G 7/00 20060101AFI20240822BHJP

【ＦＩ】

A01G7/00 603

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024515890

(86)(22)【出願日】2022-09-13

(85)【翻訳文提出日】2024-05-10

(86)【国際出願番号】 US2022076381

(87)【国際公開番号】W WO2023044311

(87)【国際公開日】2023-03-23

(31)【優先権主張番号】63/261,197

(32)【優先日】2021-09-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】505315742

【氏名又は名称】トプコン ポジショニング システムズ， インク．

(74)【代理人】

【識別番号】110003937

【氏名又は名称】弁理士法人前川知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】ケビン エス クロウ

(72)【発明者】

【氏名】ユイジョ ソロモン オウイアン

(72)【発明者】

【氏名】ジェームズ シュナイダー

(57)【要約】

植生の植物広さと、植物密度とを計算するシステムと方法が提供される。超音波信号は、一以上の変換器により植生に向けて送信される。複数のエコー信号は、一以上の変換器により超音波信号の反射として受信される。複数のエコー信号のうちの最初のエコー信号と、複数のエコー信号のうちの最後のエコー信号とに基づいて、植生の植物広さが計算される。植物密度は、複数のエコー信号に基づいて計算される。植生の植物広さと、植物密度とが出力される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一以上の変換器により、超音波信号を植生に向けて送信することと、
前記一以上の変換器により、複数のエコー信号を前記超音波信号の反射として受信することと、
前記複数のエコー信号に基づいて前記植生の植物密度を計算することと、
を含む、コンピュータ実装方法。

【請求項2】

前記一以上の変換器により、複数のエコー信号を前記超音波信号の反射として受信することは、前記複数のエコー信号をタイムウィンドウ内で受信することを含み、
前記複数のエコー信号に基づいて前記植生の植物密度を計算することは、前記タイムウィンドウ中に受信された前記複数のエコー信号の数量に基づいて前記植生の植物密度を計算することを含む、
請求項１に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項3】

前記一以上の変換器により、複数のエコー信号を前記超音波信号の反射として受信することは、前記複数のエコー信号をタイムウィンドウ内で受信することを含み、
前記複数のエコー信号に基づいて前記植生の植物密度を計算することは、前記タイムウィンドウ中に受信された前記複数のエコー信号の強度に基づいて前記植生の植物密度を計算することを含む、
請求項１に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項4】

前記一以上の変換器により、複数のエコー信号を前記超音波信号の反射として受信することは、前記複数のエコー信号をタイムウィンドウ内で受信することを含み、
前記タイムウィンドウ中に受信された前記複数のエコー信号のうちの最初のエコー信号と、前記タイムウィンドウ中に受信された前記複数のエコー信号のうちの最後のエコー信号とに基づいて、前記植生の植物広さを計算することをさらに含む、
請求項１に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項5】

前記複数のエコー信号のうちの最初のエコー信号と、前記複数のエコー信号のうちの最後のエコー信号とに基づいて、前記植生の植物広さを計算することは、
前記最初のエコー信号に基づいて、前記一以上の変換器と、前記植生との間の第１距離を計算することと、
前記最後のエコー信号に基づいて、前記一以上の変換器と、前記植生との間の第２距離を計算することと、
前記植物広さを前記第１距離と、前記第２距離との間の差として決定することと、
を含む、請求項４に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項6】

ＧＰＳ（global positioning system）データを使用し、前記植物広さ、又は前記植物密度のうちの少なくとも一つに基づいて、前記植生の地図を生成することをさらに含む、
請求項４に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項7】

前記植物広さ、又は前記植物密度の少なくとも一つに基づいて、実質的にリアルタイムに決定される可変量で、前記植生に物質を散布することをさらに含む、
請求項４に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項8】

前記複数のエコー信号のうちの一以上の非植生構造物と関連する、特定のエコー信号を、１）前記特定のエコー信号に基づいて決定される距離、又は２）前記特定のエコー信号の強度、の少なくとも一つに基づいて検出することと、
前記複数のエコー信号から前記特定のエコー信号を削除することと、
をさらに含む、請求項１に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項9】

前記一以上の変換器と、前記植生との間の距離に基づいて、前記複数のエコー信号を標準化することをさらに含む、
請求項１に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項10】

前記一以上の変換器は、農業機械に取り付けられる、請求項１に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項11】

コンピュータプログラム命令を記憶する非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、前記コンピュータプログラム命令は、プロセッサにより実行されると、前記プロセッサに動作を実施させ、
前記動作は、
一以上の変換器により、超音波信号を植生に向けて送信することと、
前記一以上の変換器により、複数のエコー信号を前記超音波信号の反射として受信することと、
前記複数のエコー信号に基づいて前記植生の植物密度を計算することと、
を含む、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。

【請求項12】

前記一以上の変換器により、複数のエコー信号を前記超音波信号の反射として受信することは、前記複数のエコー信号をタイムウィンドウ内で受信することを含み、
前記複数のエコー信号に基づいて前記植生の植物密度を計算することは、前記タイムウィンドウ中に受信された前記複数のエコー信号の数量に基づいて前記植生の植物密度を計算することを含む、
請求項１１に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。

【請求項13】

前記一以上の変換器により、複数のエコー信号を前記超音波信号の反射として受信することは、前記複数のエコー信号をタイムウィンドウ内で受信することを含み、
前記複数のエコー信号に基づいて前記植生の植物密度を計算することは、前記タイムウィンドウ中に受信された前記複数のエコー信号の強度に基づいて前記植生の植物密度を計算することを含む、
請求項１１に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。

【請求項14】

前記一以上の変換器により、複数のエコー信号を前記超音波信号の反射として受信することは、前記複数のエコー信号をタイムウィンドウ内で受信することを含み、
前記動作は、前記タイムウィンドウ中に受信された前記複数のエコー信号のうちの最初のエコー信号と、前記タイムウィンドウ中に受信された前記複数のエコー信号のうちの最後のエコー信号とに基づいて、前記植生の植物広さを計算することをさらに含む、
請求項１１に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。

【請求項15】

前記複数のエコー信号のうちの最初のエコー信号と、前記複数のエコー信号のうちの最後のエコー信号とに基づいて、前記植生の植物広さを計算することは、
前記最初のエコー信号に基づいて、前記一以上の変換器と、前記植生との間の第１距離を計算することと、
前記最後のエコー信号に基づいて、前記一以上の変換器と、前記植生との間の第２距離を計算することと、
前記植物広さを前記第１距離と、前記第２距離との間の差として決定することと、
を含む、請求項１４に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。

【請求項16】

超音波信号を植生に向けて送信し、複数のエコー信号を前記超音波信号の反射として受信する、一以上の変換器と、
プロセッサと、
コンピュータプログラム命令を記憶するメモリと、
を備え、
前記コンピュータプログラム命令は、前記プロセッサにより実行されると、前記プロセッサに動作を実施させ、
前記動作は、前記複数のエコー信号に基づいて前記植生の植物密度を計算することを含む、
装置。

【請求項17】

複数のエコー信号を前記超音波信号の反射として受信することは、前記複数のエコー信号をタイムウィンドウ内で受信することを含み、
前記動作は、前記タイムウィンドウ中に受信された前記複数のエコー信号のうちの最初のエコー信号と、前記タイムウィンドウ中に受信された前記複数のエコー信号のうちの最後のエコー信号とに基づいて、前記植生の植物広さを計算することをさらに含む、
請求項１６に記載の装置。

【請求項18】

前記動作は、ＧＰＳ（global positioning system）データを使用し、前記植物広さ、又は前記植物密度のうちの少なくとも一つに基づいて、前記植生の地図を生成することをさらに含む、
請求項１７に記載の装置。

【請求項19】

前記植物広さ、又は前記植物密度の少なくとも一つに基づいて、実質的にリアルタイムに決定される可変量で、前記植生に物質を散布する可変噴霧量制御システムをさらに備える、
請求項１７に記載の装置。

【請求項20】

前記動作は、
前記複数のエコー信号のうちの一以上の非植生構造物と関連する、特定のエコー信号を、１）前記特定のエコー信号に基づいて決定される距離、又は２）前記特定のエコー信号の強度、の少なくとも一つに基づいて検出することと、
前記複数のエコー信号から前記特定のエコー信号を削除することと、
をさらに含む、請求項１６に記載の装置。

【請求項21】

前記動作は、前記一以上の変換器と、前記植生との間の距離に基づいて、前記複数のエコー信号を標準化することをさらに含む、
請求項１６に記載の装置。

【請求項22】

前記一以上の変換器は、農業機械に取り付けられる、請求項１６に記載の装置。

【請求項23】

農業機械に取り付けられ、超音波信号を植生に向けて送信し、複数のエコー信号を前記超音波信号の反射として受信する変換器と、
前記複数のエコー信号に基づいて前記植生の植物密度を計算する、樹木測定システムと、
を備える、農業機械。

【請求項24】

複数のエコー信号を前記超音波信号の反射として受信することは、前記複数のエコー信号をタイムウィンドウ内で受信することを含み、
前記樹木測定システムは、前記タイムウィンドウ中に受信された前記複数のエコー信号のうちの最初のエコー信号と、前記タイムウィンドウ中に受信された前記複数のエコー信号のうちの最後のエコー信号とに基づいて、前記植生の植物広さを計算する、
請求項２３に記載の農業機械。

【請求項25】

前記植物広さ、又は前記植物密度の少なくとも一つに基づいて、実質的にリアルタイムに決定される可変量で、前記植生に物質を散布するための可変噴霧量制御システムをさらに備える、
請求項２４に記載の農業機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、２０２１年９月１４日に出願された米国仮出願第６３／２６１，１９７号に基づく優先権を主張するものであり、その開示全体を参照により本明細書に組み込む。

【0002】

本発明は、一般に樹木測定システムに関し、特に、植生の植物広さと、植物密度とを測定するための超音波樹木測定システムに関する。

【背景技術】

【0003】

噴霧器は、例えば、除草剤、殺虫剤、肥料、及び水などの液体を植生へ散布するために使用される農業機械である。一例として、ブドウ園では、噴霧器は、そのような液体をブドウの樹に散布するために利用される。ブドウの樹に最適量の液体を供給するためには、ブドウの樹の広がりと、密度とを決定する必要がある。

【0004】

ブドウの樹の従来の測定は、一般的に、ＬＩＤＡＲ（light detection and ranging）センサ、又は基本的な超音波センサを使用する、樹の覆い（キャノピ）の測定に限られていた。しかしながら、ブドウの樹の内部構造、又は深さを表す測定値は、そのような従来の測定では捉えられない。

【0005】

ブドウの樹の全体積を測定する他の方法が存在するが、樹の列の両側からセンサで測定する必要があり、より時間がかかり、効率が低いプロセスである。両側からスキャンするには、ブドウの樹の両側を走る、又はブドウの樹の両側でセンサを支持する必要がある。ブドウの樹の両側からの測定値が樹の幅を計算するために使用される場合、高精度なＧＰＳ（global positioning system）の測位（誤差が生じることがある）などの位置の共通基準系が必要である。

【発明の概要】

【0006】

一以上の実施形態に係る、植生の植物広さと、植物密度とを計算するためのシステム、及び方法が提供される。超音波信号は、一以上の変換器により植生に向けて送信される。複数のエコー信号は、一以上の変換器により超音波信号の反射として受信される。植生の植物広さは、複数のエコー信号のうちの最初のエコー信号と、複数のエコー信号のうちの最後のエコー信号とに基づいて計算される。植生の植物密度は、複数のエコー信号に基づいて計算される。植生の植物広さと、植物の密度とが出力される。

【0007】

一実施形態では、複数のエコー信号は、タイムウィンドウ内で受信される。植生の植物密度は、タイムウィンドウ内で受信された複数のエコー信号の数量に基づいて、又はタイムウィンドウ内で受信された複数のエコー信号の強度に基づいて、計算されてもよい。植物広さは、最初のエコー信号に基づいて変換器と植生との間の第１距離を計算し、最後のエコー信号に基づいて変換器と植生との間の第２距離を計算することによって、計算されてもよい。植物広さは、第１距離と、第２の距離との間の差として決定される。

【0008】

一実施形態では、１）特定のエコー信号に基づいて決定された距離、又は２）特定のエコー信号の強度、のうちの少なくとも一つに基づいて、複数のエコー信号のうちの一以上の非植生構造物と関連する、特定のエコー信号が検出される。特定のエコー信号は、複数のエコー信号から除去される。

【0009】

一実施形態では、植生の地図は、ＧＰＳ（global positioning system）データを使用し、植物広さ、又は植物密度のうちの少なくとも一つに基づいて生成される。

【0010】

一実施形態では、物質は、植物広さ、又は植物の密度の少なくとも一つに基づいて実質的にリアルタイムに決定される可変量で、植生に散布される。

【0011】

一実施形態では、複数のエコー信号は、一以上の変換器と、植生との間の距離に基づいて標準化される。

【0012】

一実施形態では、一以上の変換器は、農業機械に取り付けられる。

【0013】

本発明のこれら、及び他の利点は、以下の詳細な説明、及び添付の図面を参照することにより、当業者にとって明らかとなろう。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、一以上の実施形態に係る、樹木測定システムが植生の植物広さと、植物密度とを測定することができる例示的な農業用地を示す。

【図2】図２は、一以上の実施形態に係る、樹木測定システムが植物広さと、植物密度とを測定することができる植生を示す。

【図3】図３は、一以上の実施形態に係る、例示的な農業機械の概略図を示す。

【図4】図４は、一以上の実施形態に係る、植生の植物広さと、植物の密度とを決定するための方法を示す。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本明細書に記載される実施形態は、農業用地における植生(vegetation)（例えば、ブドウの樹の列）の植物広さと、植物密度との一方、又は両方を推定するための一以上の超音波センサを備える、樹木測定システムを提供する。農業用地の一例を図１に示す。

【0016】

図１は、一以上の実施形態に係る、樹木測定システムが植生の植物広さと、植物の密度とを測定することができる農業用地１００を示す。図１に示すように、農業用地１００は、ブドウの樹の列１０２を備えるブドウ園である。しかしながら、農業用地１００は、任意の適切な種類の植生（例えば、林檎の樹、トマトの苗など）を備える任意の農業用地であってもよい。一実施形態に係る、樹木測定システムは、ブドウの樹の列１０２の植物広さ、及び／又は植物密度を測定するために構成されてもよい。

【0017】

図２は、一以上の実施形態に係る、樹木測定システムが植物広さ、及び植物密度を測定することができる植生２００を示す。植物広さは、植生の横幅の大きさを意味する。例えば、図２に示すように、植物広さは、植生２００の横幅の距離２０２を表すことができる。植物の密度は、植物広さ間の植物体（例えば、葉、枝、果実）の量の大きさを意味する。例えば、植物密度は、距離２０２内の植物体２０４の量を表すことができる。

【0018】

樹木測定システムは、植生の列の植物広さと、植物密度とを決定するために、特定の植生の列に超音波信号を送信し、超音波信号から反射される複数のエコー信号を受信するための一以上の超音波センサ、又は変換器を備える。各エコー信号の到着時間と、信号強度との情報は記録される。エコー信号は、例えば、植生の列の葉、枝、及び他の樹木体（及び潜在的な非樹木体）からの超音波信号の反射である。超音波センサにより収集される情報は、例えば（これに限定されないが）、植物広さと、植物密度とだけでなく、例えば、樹の覆いまでの距離など、他の適切な指標を表すのに使用されてもよい。植物広さは、タイムウィンドウ中に受信された最初のエコー信号と、最後のエコー信号とに基づいて定量化されてもよい。植物密度は、タイムウィンドウ中に受信された反射エコー信号の数、又はタイムウィンドウ中に受信された反射信号のエネルギーの量、若しくは強度に基づいて、定量化されてもよい。

【0019】

一実施形態では、樹木測定システムは、農業機械に実装されてもよい。例えば、樹木測定システムは、検出された樹木体の量に基づいて液体のリアルタイム散布量を変更するための可変噴霧量制御システムへ情報を提供するために、噴霧器に実装されてもよい。例示的な農業機械を図３に示す。

【0020】

図３は、一以上の実施形態に係る、植生３２４の植物広さと、植物密度とを測定するための樹木測定システム３０２を備える例示的な農業機械３２２の概略図を示す。一実施形態では、農業機械３２２は、噴霧器である。しかしながら、農業機械３２２は、他の適切な農業機械であってもよい。一例では、植生３２４は、図１のブドウの樹の列１０２、又は図２の植生２００を備える。しかしながら、植生３２４は、他の種類の植生を備えることができる。

【0021】

測定システム３０２は、メモリ３１４、記憶装置３０４、表示装置３０８、及び入出力装置３１０に通信可能に接続された一以上のプロセッサ３０６を含むことができる。記憶装置３０４は、樹木測定システム３０２の機能を表す複数のモジュールを記憶することができる。一実施形態では、記憶装置３０４は、植生３２４の植物広さ、植物密度、及び他の指標を測定するための測定モジュール３１６を記憶する。各モジュールは、記憶装置３０４に記憶されるコンピュータプログラム命令（例えば、コード）として実装されてもよく、コンピュータプログラム命令の実行が望まれているとき、メモリ３１４にロードされ、プロセッサ３０６によって実行されてもよい。

【0022】

動作中、測定モジュール３１６は、送信と、受信とのサイクルで動作する。送信フェーズ中、プロセッサ３０６はパルス発生器３１８に電気信号を生成するよう命令し、この電気信号は単一の超音波信号３２６（植生体の処理を説明するために個別の信号として表されている）に変換され、一以上の変換器３１２により植生３２４に向けて送信される。一実施形態では、変換器３１２は、植生３２４の側面（例えば、ブドウの樹の側面）に向けて超音波信号３２６を送信する。この実施形態では、植生３２４の頂部に向けて上から下に超音波信号３２６を送信しないため、追加の処理が必要となる。別の実施形態では、植生３２４の側面に向けて超音波信号３２６を送信する変換器３１２に加えて、植生３２４の頂部に向けて上から下に超音波信号３２６を送信するための追加の変換器が使用されてもよく、反射された信号は、植物密度を決定するため、又は他の関心のある測定基準（例えば、樹木の高さ）を計算するために使用されてもよい。本明細書で使用される、変換器は、信号を送信、及び受信するための単一の機器を意味するが、信号を送信するための一方の機器と、信号を受信するための他方の機器との一対の個別器機も意味する。一実施形態では、超音波信号３２６は、例えば、約７０ミリ秒～３２０マイクロ秒のデュレーションを有する超音波パルスである。超音波信号の放射パターンは円錐形であり、変換器３１２を中心とし、超音波信号が変換器３１２から伝搬するにつれて、放射状に外側に広がる。超音波信号３２６は、一以上の物体（例えば、植生３２４）にぶつかり、超音波信号３２６の複数のエコー信号３２８として戻る。

【0023】

受信フェーズ中、超音波信号３２６の複数のエコー信号３２８が変換器３１２によって受信されると予想される一定の期間、予め定義された受信ウィンドウが開かれる。受信ウィンドウは、超音波信号のエコー信号が変換器３１２によって受信されることを許容する、任意の適切な時間長とされてもよい。例えば、受信ウィンドウは、１０ミリ秒のデュレーションとすることができる。変換器３１２は、超音波エコー信号３２８を受信し、超音波エコー信号３２８を電気信号に変換する。電気信号は増幅回路３２０に渡され、その電気信号はプロセッサ３０６による処理のために増幅される。複数のエコー信号３２８は、図３では４つのエコー信号として表されている一方で、複数のエコー信号は一より大きい任意の数のエコー信号を備えることができる。

【0024】

プロセッサ３０６は、植生３２４の植物広さと、植物密度とを計算する。一実施形態では、植生３２４の植物広さは、タイムウィンドウ中に受信された最初のエコー信号に基づいて、変換器と、植生との間の第１距離が計算され、タイムウィンドウ中に受信された最後のエコー信号に基づいて、変換器と、植生との間の第２距離が計算されることによって、決定される。プロセッサ３０６は、超音波信号３２６の送信と、各エコー信号３２８の受信との間の経過時間に基づいて、変換器３１２と、植生３２４との間の第１、及び第２距離を計算する。そして、植生３２４の植物広さは、第１距離と、第２距離との間の差として決定される。一実施形態では、植生３２４の植物密度は、タイムウィンドウ中に受信された複数のエコー信号３２８の数量に基づいて、又はタイムウィンドウ中に受信された複数のエコー信号３２８の強度に基づいて、計算される。例えば、植生３２４の植物密度は、エコー信号３２８のエネルギーの合計として計算されてもよい。エコー信号３２８のエネルギーは、エコー信号のデュレーションにエコー信号の振幅を乗算することにより計算されてもよい。一実施形態では、各エコー信号３２８について、振幅は、環境中でのエコー信号の超音波エネルギーの分散を考慮して取得された距離に基づいて、標準化される（例えば、振幅は距離の２乗に反比例する）。

【0025】

一実施形態では、測定モジュール３１６は、周期的及び離散的なインターバルで、送信と、受信とのサイクルを繰り返し実施することにより、継続的に動作する。インターバルは、例えば、１５～３５ミリ秒毎などの任意の適切な時間の長さとされてもよい。

【0026】

一実施形態は、“Height Control”と題された米国特許第８，８４３，２８３号の開示全体を参照し本明細書に組み込み、そこに記載されるように、超音波信号３２６が送信され、エコー信号３２８が受信される。

【0027】

一実施形態では、樹木測定システム３０２の変換器３１２は、植生３２４を十分に表すための植物広さと、植物密度とを計算するために、植生３２４の列の中央部分に取り付けられる単一の超音波センサを備える。他の実施形態では、樹木測定システム３０２の変換器３１２は、二以上の超音波センサを備える。例えば、センサアレイは、植生３２４の列の高さ全体から情報を捉えるように配置されてもよい。別の例では、センサアレイを使用して、（樹木測定システムが二つの列の間を移動するときに）植生３２４の二つの列が同時に見られてもよい。

【0028】

一実施形態では、複数のエコー信号３２８のうちの非植生構造物と関連する特定のエコー信号が、その特定のエコー信号に基づいて決定される距離、又はその特定のエコー信号の強度に基づいて検出される。非植生構造物の例としては、ワイヤサポートが含まれ、ブドウの樹の蔓は通常その上で成長する。ブドウの樹の蔓に向けての超音波信号の送信は、ワイヤサポートから反射する特定のエコー信号をもたらすことがある。この特定のエコー信号は、複数のエコー信号３２８から検出又は除去されてもよい。非植生構造物に対応する特定のエコー信号は、変換器３１２から非植生構造物までの既知の距離、非植生構造物から反射するエコー信号に対応する既知のパルス幅、及び／又は非植生構造物から反射するエコー信号に対応する信号振幅に基づいて、検出されてもよい。一実施形態では、ワイヤサポートに対応する特定のエコー信号の距離、パルス幅、及び信号振幅は、植物広さが実質的にゼロ（又は閾値距離以下）であり植生が存在しないことを表す、基準の超音波スキャンを捉えることにより、識別することができる。ワイヤサポートから反射するエコー信号の距離、パルス幅、及び信号振幅を捉え、複数のエコー信号３２８からワイヤサポートに対応する特定のエコー信号を識別するために使用されてもよい。非植生構造物に対応する特定のエコー信号は、結果から取り去られてもよい。例えば、複数のエコー信号３２８は、（エコー距離、エコーパルス幅、及びパルス振幅の記録により）デジタル化されてもよい。この点では、非植生構造物がデジタル化されたエコー信号から（距離、パルス幅、及び／又は振幅により）識別され、結果のリストから削除されてもよい。

【0029】

一実施形態では、樹木測定システム３０２は、ブドウ園、又は樹木の性質をモニタするために使用されてもよい。植物広さ、及び／又は植物密度は、農業計画目的のための地図を生成するために、ＧＰＳ(global positioning system)座標データと組み合わせられてもよい。

【0030】

一実施形態では、農業機械３２２は、可変噴霧量制御システム３３０を備える。樹木測定システム３０２は、植物広さ、及び／又は植物密度に基づいて、除草剤、殺虫剤、肥料、水、又は他の物質（例えば、液体、顆粒、又は他の製品）のリアルタイムの散布量を変更するために、植物広さ、及び／又は植物密度を可変噴霧量制御システム３３０に出力することができる。

【0031】

本明細書に記載される実施形態は、超音波送信の複数のエコー信号に基づいて、植物広さと、植物密度とを測定する。これは、列の両側からの測定を必要とする従来方法より、さらに簡易なプロセスである。従来のＩＲ（赤外線）、及びレーザによる方法は、樹木を透過して測定する能力において、十分な性能を発揮するとは考えられていない。本明細書に記載される実施形態の有利な点は、超音波を利用していることであり、超音波は、樹木構造物を回折して通過することから、光に基づく方法では得られない情報を提供することができる。

【0032】

図４は、一以上の実施形態に係る、植生の植物広さと、植物密度とを測定するための方法４００を示す。方法４００のステップは、一以上の適切なコンピューティング装置を使用して（例えば、図３のプロセッサ３０６を使用して）実施されてもよい。

【0033】

ステップ４０２では、超音波信号は、一以上の変換器により、植生に向けて送信される。一以上の変換器は、図３の変換器３１２であってもよい。一実施形態では、植生はブドウの樹を備える。しかしながら、植生は、他の適切な植生を備えてもよい。一以上の変換器は、植生に物質（例えば、除草剤、殺虫剤、肥料、又は水）を噴霧、又は散布するための、例えば、噴霧器などの農業機械に取り付ける、又は他の方法で実装されてもよい。

【0034】

ステップ４０４では、複数のエコー信号は、一以上の変換器により、超音波信号の反射として受信される。複数のエコー信号は、タイムウィンドウ中に受信される。

【0035】

一実施形態では、複数のエコー信号は、一以上の変換器と、植生との間の距離に基づいて標準化される。

【0036】

一実施形態では、複数のエコー信号のうちの非植生構造物（例えば、ワイヤサポート）と関連する特定のエコー信号は、その特定のエコー信号に基づいて決定される距離、又はその特定のエコー信号の強度、の少なくとも一つに基づいて検出される。特定のエコー信号は、複数のエコー信号から除去される。

【0037】

ステップ４０６では、植生の植物広さは、複数のエコー信号のうちの最初のエコー信号と、複数のエコー信号のうちの最後のエコー信号とに基づいて、任意の方法で計算される。一実施形態では、植物広さは、タイムウィンドウ中に受信された最初のエコー信号に基づいて、変換器と、植生との間の第１距離が計算され、タイムウィンドウ中に受信された最後のエコー信号に基づいて、変換器と、植生との間の第２距離が計算されることで、計算される。植物広さは、第１距離と、第２距離との間の差として決定される。

【0038】

ステップ４０８では、植生の植物密度は、複数のエコー信号に基づいて、任意の方法で計算される。一実施形態では、植生の植物密度は、タイムウィンドウ中に受信された複数のエコー信号の数量に基づいて計算される。別の実施形態では、植生の植物密度は、タイムウィンドウ中に受信された複数のエコー信号の強度に基づいて計算される。

【0039】

方法４００において、ステップ４０６と、ステップ４０８との両方の実施は、必須ではないことを理解されたい。方法４００は、ステップ４０８を実施せずにステップ４０６を実施することにより、ステップ４０６を実施せずステップ４０８を実施することにより、又はステップ４０６と、ステップ４０８との両方の実施することにより、実施されてもよい。

【0040】

ステップ４１０では、植物広さと、植物密度が出力される。例えば、植物広さと、植物密度とは、植物広さと、植物密度とをコンピュータシステムの表示装置に表示することにより、植物広さと、植物密度とをコンピュータシステムのメモリ又は記憶装置に記憶することにより、又は植物広さと、植物密度とをリモートコンピュータシステムへ送信することにより、出力されてもよい。

【0041】

一実施形態では、植物広さ、又は植物密度の少なくとも一つは、農業機械の可変噴霧量制御システムに出力される。物質（例えば、除草剤、殺虫剤、肥料、又は水）は、植物広さ、又は植物密度の少なくとも一つに基づいて実質的にリアルタイムに決定される可変量で植生に散布される。

【0042】

一実施形態では、植生の地図は、ＧＰＳデータを使用し、植物広さ、又は植物密度のうちの少なくとも一つに基づいて生成される。

【0043】

本明細書に記載されるシステム、装置、及び方法は、デジタル回路を使用して、又は周知のコンピュータプロセッサ、メモリユニット、記憶装置、コンピュータソフトウェア及び他のコンポーネントを使用する一以上のコンピュータを使用して、実装されてもよい。通常、コンピュータは、命令を実行するためのプロセッサと、命令及びデータを記憶するための一以上のメモリとを備える。コンピュータは、一以上の磁気ディスク、内蔵ハードディスクなどの一以上の大容量記憶装置、及びリムーバブルディスク、光磁器ディスク、光ディスクなどを含む、又はそれらに接続することができる。

【0044】

本明細書に記載されるシステム、装置、及び方法は、クライアント－サーバ関係で動作するコンピュータを使用して、実装されてもよい。通常、このようなシステムでは、クライアントコンピュータは、サーバコンピュータから遠隔に位置され、ネットワーク経由で対話する。クライアント－サーバ関係は、クライアントと、サーバコンピュータとのそれぞれで実行されるコンピュータプログラムにより、定義、及び制御されてもよい。

【0045】

本明細書に記載されるシステム、装置、及び方法は、ネットワーク基盤のクラウドコンピューティングシステム内に実装されてもよい。このような、ネットワーク基盤のクラウドコンピューティングシステムでは、サーバ、又は別のプロセッサは、ネットワークを経由して、ネットワーク通信網の一以上のクライアントコンピュータと接続される。クライアントコンピュータは、例えば、クライアントコンピュータ上に属し動作するネットワークブラウザアプリケーションを経由して、サーバと通信することができる。クライアントコンピュータは、ネットワークを経由して、サーバにデータを記憶し、そのデータにアクセスすることができる。クライアントコンピュータは、データのリクエスト、又はオンラインサービスのリクエストをネットワーク経由してサーバに送信することができる。サーバは、リクエストされたサービスを実施し、データをクライアントコンピュータへ提供することができる。サーバは、指定された機能、例えば、計算の実施、指定されたデータの画面への表示などをクライアントコンピュータに実施させるために適合されたデータを送信することもできる。例えば、サーバは、本明細書に記載される方法、及びワークフローの一以上のステップをクライアントコンピュータに実施させるために適合されたリクエストを送信することができる。本明細書に記載される方法、及びワークフローの特定のステップは、ネットワーク基盤のクラウドコンピューティングシステムにおけるサーバ、又は別のプロセッサにより実施されてもよい。本明細書に記載される方法、及びワークフローの特定のステップは、ネットワーク基盤のクラウドコンピューティングシステムにおけるクライアントコンピュータにより実施されてもよい。本明細書に記載される方法、及びワークフローの特定のステップは、ネットワーク基盤のクラウドコンピューティングシステムにおける、サーバ、及び／又はクライアントコンピュータにより、任意の組み合わせで実施されてもよい。

【0046】

本明細書に記載されるシステム、装置、及び方法は、プログラム可能なプロセッサによる実行のために、情報媒体、例えば、非一時的な機械可読記憶装置に実体的に組み込まれたコンピュータプログラム製品を使用して、実装されてもよいし、本明細書で記載される方法、及びワークフローステップは、そのようなプロセッサにより実行可能な一以上のコンピュータプログラムを使用して、実装されてもよい。コンピュータプログラムは、コンピュータにおいて、特定のアクティビティの実施のため、又は特定の結果をもたらすために、直接的、又は間接的に使用されてもよい、コンピュータプログラム命令の集合である。コンピュータプログラムは、コンパイラ型言語、又はインタプリタ型言語を含む任意の形式のプログラミング言語で記述されてもよく、さらに、独立型プログラムとして、又はモジュール、コンポーネント、サブルーチン、もしくはコンピューティング環境での使用に適切な他のユニットとしてなど、任意の形式で展開されてもよい。

【0047】

図３の樹木測定システム３０２は、本明細書に記載されるシステム、装置、及び方法を実装するためのコンピュータを備えることができる。プロセッサ３０６は、樹木測定システム３０２の動作全体を、そのような動作を定義するコンピュータプログラム命令を実行することで、制御する。コンピュータプログラム命令は、記憶装置３０４、メモリ３１４、又は他のコンピュータ可読媒体に記憶されてもよい。したがって、例えば、図４の方法４００などの本明細書に記載される方法、及びワークフローステップは、記憶装置３０４、又はメモリ３１４に記憶されたコンピュータプログラム命令により定義され、コンピュータプログラム命令を実行するプロセッサ３０６により制御されてもよい。例えば、コンピュータプログラム命令は、本明細書に記載される方法、及びワークフローステップを実施するために、当業者によってプログラムされたコンピュータ実行可能コードとして実装されてもよい。したがって、コンピュータプログラム命令の実行により、プロセッサ３０６は、本明細書に記載される方法、及びワークフローステップを実行する。樹木測定システム３０２は、ネットワークを介して他の装置と通信するための一以上のネットワークインターフェース（図示せず）を含むこともできる。樹木測定システム３０２は、その樹木測定システム３０２とのユーザーインタラクションを可能にする一以上の入出力（Ｉ／Ｏ）装置３１０（例えば、ディスプレイ、キーボード、マウス、スピーカ、ボタンなど）を含むこともできる。

【0048】

プロセッサ３０６は、汎用と、専用との両方のマイクロプロセッサを含むことができ、樹木測定システム３０２の唯一のプロセッサ、又は複数のプロセッサのうちの一つであることができる。例えば、プロセッサ３０６は、一以上の中央処理装置（ＣＰＵ）を含むことができる。プロセッサ３０６、及び／又はメモリ３１４は、一以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、及び／又は一以上のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含むことができ、これらに補足されてもよいし、又はこれらに組み込まれてもよい。

【0049】

記憶装置３０４、及びメモリ３１４は、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を含むことができる。記憶装置３０４、及びメモリ３１４は、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ダブルデータレートシンクロナスダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＤＲ ＲＡＭ）、又は他のランダムアクセスソリッドステートメモリ装置などの高速ランダムアクセスメモリを含むことができ、さらに、一以上の磁気ディスク記憶装置、内蔵ハードディスクなどの不揮発性メモリと、リムーバブルディスク、光磁気ディスク記憶装置、光ディスク記憶装置、フラッシュメモリ装置、イレイサブルプログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＰＲＯＭ）、エレクトリカリィイレイサブルプログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＰＲＯＭ）などの半導体メモリ装置、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、デジタルヴァーサトルディスクリードオンリメモリ（ＤＶＤ－ＲＯＭ）、又は他の不揮発性ソリッドステート記憶装置とを含むことができる。

【0050】

入出力装置３１０は、プリンタ、スキャナ、表示画面などの周辺機器を含むことができる。例えば、入出力装置３１０は、陰極線管（ＣＲＴ）、又は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）モニタなどのユーザに情報を表示するための表示装置、キーボード、及び、マウス、又はトラックボールなどのユーザが樹木測定システム３０２に入力を提供することができるポインティングを含むことができる。

【0051】

本明細書で記載されるシステム、及び装置のいずれか、又は全ては、図３の樹木測定システム３０２などの一以上のコンピュータを使用して、実装されてもよい。

【0052】

当業者は、実際のコンピュータ、又はコンピュータシステムの実装は、他の構造物を有すること、及び他のコンピーネントを含むことができ、図３の樹木測定システム３０２は、例示目的のために、そのようなコンピュータのコンポーネントのいくつかをハイレベルで表したものであることを認識するであろう。

【0053】

以上の「発明を実施するための形態」は、あらゆる点において例示的であって限定的ではないものとして理解されるべきであり、本明細書に開示される本発明の範囲は、「発明を実施するための形態」から判断されるのではなく、各特許法において認められる全容に渡って解釈される特許請求の範囲から判断されるべきものである。当然のことながら、本明細書に図示、記載される実施形態は、本発明の原理を例示したにすぎず、本発明の範囲、及び趣旨から逸脱することなく、当業者によって様々な修正が行われてもよい。当業者は、本発明の範囲、及び趣旨から逸脱することなく、他の様々な特徴の組合せを実現できるであろう。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【国際調査報告】