植物信息取得系统、植物信息取得装置、植物信息取得方法、作物管理系统以及作物管理方法制造方法及图纸

通过从对植物进行拍摄而得的图像数据取得基于植物表面的颜色的该植物的信息，与叶绿素计、分光分析装置相比，能以低成本取得植物的信息。在稻子等作物的生产中，基于从对作物进行拍摄而得的图像数据算出的换算叶色值等观察到的数据，借助作为用户终端的智能手机等来辅助进行包含肥料量的决定等施肥管理、其他农活的肥力管理。提供一种用于此的植物信息取得系统、植物信息取得装置、植物信息取得方法、作物管理系统以及作物管理方法。在智能手机(1)上连接有照相机(30)。能够从通过利用照相机(30)对稻子的叶进行拍摄而得的图像数据获得换算叶色值。通过将该换算叶色值发送到管理服务器(10)，例如获得在换算叶色值比基准小的情况下所需要的施肥量的信息，作为用于施肥管理的管理信息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】植物信息取得系统、植物信息取得装置、植物信息取得方法、作物管理系统以及作物管理方法
本专利技术涉及用于从植物的表面的颜色取得植物的信息，对基于有用植物的栽培的与作物等生产物的生产有关的各种农活等进行管理并且辅助的植物信息取得系统、植物信息取得装置、植物信息取得方法、作物管理系统以及作物管理方法。
技术介绍
在农业、特别是稻子的栽培中，存在使用作为水稻的施肥管理的指标的叶色浓度的颜色样本即叶色色标的情况。叶色色标从最淡的1到最浓的7逐级表示叶色，若读到各值的中间值，则能够以13级测定叶色，因此能够简易地判断叶色。不过，在测定时需要注意背向太阳等，根据测定的时间段，难以进行叶色的判断。另外，稻子等作物，已知若作物的氮含量变高则绿色变浓(叶绿素含量变高)，例如在预定地域中预定时期的预定品种的稻子的叶的绿色比预定浓度淡的情况下，能够设为优选施加氮系的肥料等的施肥的时期或量等的判断材料。按照记载有根据该稻子的叶的颜色例如施加肥料的定时等的资料，进行施肥管理。该资料需要针对气候、土壤的环境等一定程度上类似的地域来分别制作，能够根据例如月日等日期(时期)、那时的主要的叶色色标上的颜色进行施肥管理等。如上述那样，基于叶色色标的例如在施肥管理中使用的资料，需要针对县、市镇村单位等比较狭小的每个范围制作，由例如与农业有关的公共机关(县的农业试验场等)、其他组织(农业合作社、农业法人等)来制作。另外，对于叶色的数值化，除了使用上述的叶色色标之外，还使用叶绿素计。该叶绿素计根据叶绿素(chlorophyll)的光学特性求出叶绿素的含量。公知叶绿素在可见光的600～700nm的红光的范围内具有吸收的峰值，并且，几乎不吸收比700nm靠长波长侧的红外光。因此，使用输出红的区域的光的LED和输出红外光的LED，基于这些红的区域的透射光的光学浓度与红外光的透射光的光学浓度之差来计算所测定的叶所含有的叶绿素的量。该叶绿素计的测定结果也与基于上述的叶色色标的测定结果同样地，能够用于对例如氮肥的施肥量是否恰当进行判断等，能够将测定结果用作施肥管理的指标。此外，对于叶绿素计，输出成为叶绿素的含量的指标的SPAD(土壤、作物分析仪器开发，Soil&PlantAnalyzerDevelopment)值，并且，将SPAD值和作为叶色色标的测定结果的色标值相关联，可相互转换。由此，无论SPAD值还是色标值，都可使用与相同的稻子的栽培有关的上述的资料来进行施肥管理。在以下的说明中，将叶绿素计的SPAD值以及叶色色标的色标值称为叶色值。即、在以下的说明中，叶色值包含SPAD值和色标值。上述的叶绿素计以叶绿素的含量的测定为目的，并且以基于叶绿素的含量对作物的氮量进行计量为目的，但也提出了通过作物的光学测定来测定氮的分光分析装置(参照例如专利文献1)。在该情况下，可直接测定氮含量，能够用于施肥管理。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平8-327538号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题叶色色标存在比较廉价的优点，但如上述那样由测定时刻、天气、测定者等导致测定结果存在偏差成为问题。另外，叶绿素计、分光分析装置彼此也成为与成本相当的价格设定，存在小规模农户犹豫购买的可能性。此外，作为在比较宽的范围内对植物的生长状态进行测定的方法，公知有使用了人造卫星的遥感，但1次测定花费高额的费用。另外，为了利用所述各种装置的测定结果，如上述那样需要与所利用的地域相对应地记载有基于测定结果的施肥管理的资料。在叶色色标的情况下，测定者决定测定结果，在原样的状态下不是数字数据，不可避免例如根据资料求出与测定结果相对应的施肥管理，例如叶绿素计、分光分析装置中，将测定结果处理为数字数据的可能性高，但基本上仅输出测定结果，无法根据测定结果直接获得关于施肥管理的数据。为了进行基于上述的叶色值的施肥管理等，需要培育稻子的农业从业人员使用上述的色标、叶绿素计来求出将例如叶的颜色的浓淡等数值化而得的叶色值，并使用该叶色值，根据例如各地方的自治体、农协等所提供的符合地域的施肥管理方法的册子等资料，进行具体的施肥量的计算等。对于稻子的施肥管理，除了需要例如叶色值之外，为了决定实际上所施加的肥料的量，还需要农田(田地)的面积、每单位面积的稻子的株数等稻子的量、稻穗的高度等生长程度(生长迟缓、生长过快等)信息，并且，如上述那样需要自治体、农协等所提供的施肥管理的资料。另外，要求农业从业人员具有基于施肥管理的资料来实际决定肥料的量的知识、能力。通过这样的施肥管理，可谋求米的生产量的增加、稳定化、品质的提高，但对于农业从业人员，不仅需要叶色值的测定，而且需要如上述那样与叶色值的利用有关的知识和能力，有时例如经验少且施肥等的知识并不充分的农业从业人员难以进行基于上述的叶色值的施肥管理等。另一方面，熟练并且施肥管理、肥力管理的知识丰富的农业从业人员能够根据其经验和知识进行施肥管理、肥力管理，可能认为根据上述那样的叶色的测定、测定结果和所发布的资料的施肥的研究等作业麻烦。另外，作物的生长很大程度被气候所左右，因此，在上述的各种资料基于多年的平均气候而制作成的情况下，在实际的天气相对于平均天气大幅度偏离了的情况下，需要变更施肥管理、肥力管理的内容，在施肥管理、肥力管理用的上述资料的内容发生了变更的情况下，需要将资料内容的变更向基于这些资料进行农活的农活从业人员传递。本专利技术是鉴于上述状况而做出的，目的在于提供一种植物信息取得系统、植物信息取得装置、植物信息取得方法、作物管理系统以及作物管理方法，其通过从对植物进行拍摄而得到的图像数据取得基于植物的表面的颜色的该植物的信息，与叶绿素计、分光分析装置相比，能以低成本取得植物的信息，在稻子等作物的生产中，基于从对作物进行拍摄而得到的图像数据算出的换算叶色值等被观察的数据，并借助作为用户终端的智能手机等来辅助进行肥料的量的决定等施肥管理、包括其他农活的肥力管理。用于解决课题的手段为了解决所述课题，本专利技术的植物信息取得系统的特征在于，其具备：拍摄元件；光学系统，其具有使作为被摄体的植物的像成像于所述拍摄元件的镜头；照明用的光源，其在进行使用了所述拍摄元件的拍摄时照射所述植物；以及遮光设备，其在进行使用了所述拍摄元件的拍摄时遮断自然光，根据从图像信号获得的所述植物的颜色的颜色信息与表示所述植物中的叶绿素的量的信息之间的相关关系将表示所述植物的叶绿素的量的信息输出，该图像信号是从对所述植物进行了拍摄的所述拍摄元件输出的。另外，本专利技术的植物信息取得系统的特征在于，其具备：拍摄元件；光学系统，其具有使作为被摄体的植物的像成像于所述拍摄元件的镜头；照明用的光源，其在进行使用了所述拍摄元件的拍摄时照射所述植物；遮光设备，其在进行使用了所述拍摄元件的拍摄时遮断自然光；图像处理设备，其基于从所述拍摄元件输出的图像信号取得表示所述植物的颜色的颜色信息；以及植物信息取得设备，其基于所述颜色信息和与该颜色信息具有相关性的与所述植物有关的植物信息之间的相关关系，根据所述颜色信息取得所述植物信息。另外，本专利技术的植物信息取得方法，使用了植物信息取得装置，该植物信息取得装置具备：拍摄元件；光学系统，其具有使作为被摄体的植物的像成像于所述拍摄元件的镜头；照明用的光源，其在进行使用了所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种植物信息取得系统，其特征在于，具备：拍摄元件；光学系统，其具有使作为被摄体的植物的像成像于所述拍摄元件的镜头；照明用的光源，其在进行使用了所述拍摄元件的拍摄时照射所述植物；以及以及遮光设备，其在进行使用了所述拍摄元件的拍摄时遮断自然光，根据所述植物的颜色的颜色信息与表示所述植物中的叶绿素的量的信息之间的相关关系将表示所述植物的叶绿素的量的信息输出，该颜色信息是根据从对所述植物进行了拍摄的所述拍摄元件输出的图像信号获得的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.09 JP 2015-003086;2015.07.06 JP 2015-135661.一种植物信息取得系统，其特征在于，具备：拍摄元件；光学系统，其具有使作为被摄体的植物的像成像于所述拍摄元件的镜头；照明用的光源，其在进行使用了所述拍摄元件的拍摄时照射所述植物；以及以及遮光设备，其在进行使用了所述拍摄元件的拍摄时遮断自然光，根据所述植物的颜色的颜色信息与表示所述植物中的叶绿素的量的信息之间的相关关系将表示所述植物的叶绿素的量的信息输出，该颜色信息是根据从对所述植物进行了拍摄的所述拍摄元件输出的图像信号获得的。2.一种植物信息取得系统，其特征在于，具备：拍摄元件；光学系统，其具有使作为被摄体的植物的像成像于所述拍摄元件的镜头；照明用的光源，其在进行使用了所述拍摄元件的拍摄时照射所述植物；遮光设备，其在进行使用了所述拍摄元件的拍摄时遮断自然光；图像处理设备，其基于从所述拍摄元件输出的图像信号取得表示所述植物的颜色的颜色信息；以及植物信息取得设备，其基于所述颜色信息和与该颜色信息具有相关性的与所述植物有关的植物信息之间的相关关系，根据所述颜色信息取得所述植物信息。3.根据权利要求2所述的植物信息取得系统，其特征在于，所述植物信息是成为所述植物所含有的预定的成分的含量的指标的数值，表示所述植物的颜色的所述颜色信息以利用所述拍摄元件进行拍摄而得到的图像数据的各像素的构成颜色空间的多种变量的值中的1种以上所述变量的值表示，且是代表与所述图像数据的预定范围内的多个像素分别对应的该变量的值的代表值。4.根据权利要求3所述的植物信息取得系统，其特征在于，将成为所述植物所含有的预定的所述成分的所述含量的所述指标的所述数值设为从属变量，将作为表示所述植物的所述颜色的所述颜色信息的构成所述颜色空间的所述变量的所述代表值设为独立变量，进行回归分析或多元回归分析，从而预先求出用于根据所述独立变量计算所述从属变量的相关式，所述植物信息取得设备使用所述相关式根据作为基于从所述拍摄元件输出的所述图像信号的所述颜色信息的所述代表值计算成为所述植物所含有的预定的所述成分的所述含量的所述指标的所述数值。5.根据权利要求3所述的植物信息取得系统，其特征在于，所述植物信息是成为作为预定的所述成分的叶绿素的所述含量的所述指标的叶色值，作为所述变量的种类，所述颜色空间具有R即红、G即绿、B即蓝以及灰度即灰色、或具有H即色相、S即彩度、V即亮度以及灰度即灰色。6.根据权利要求2～5中任一项所述的植物信息取得系统，其特征在于，该植物信息取得系统具备：植物信息取得装置，其具备所述拍摄元件、所述光学系统、所述光源、所述遮光设备以及所述图像处理设备；便携终端，其具备所述植物信息取得设备，所述植物信息取得装置以能够发送所述颜色信息的方式与所述便携终端连接。7.根据权利要求6所述的植物信息取得系统，其特征在于，该植物信息取得系统具备服务器，该服务器具有与所述植物信息相对应地存储有与所述植物的栽培有关的信息的数据库，所述便携终端能够通过无线通信经由因特网以能够与所述服务器进行数据通信的方式与所述服务器连接，所述服务器在从所述便携终端接收到所述植物信息的情况下，从所述数据库提取与接收到的所述植物信息相对应的与所述植物的栽培有关的所述信息，将所提取的与所述植物的栽培有关的所述信息发送到所述便携终端。8.一种植物信息取得装置，其特征在于，该植物信息取得装置被配备于权利要求6所述的植物信息取得系统中，对所述植物进行拍摄并输出表示所述植物的颜色的所述颜色信息。9.一种植物信息取得方法，其是使用了植物信息取得装置的植物信息取得方法，该植物信息取得装置具备：拍摄元件；光学系统，其具有使作为被摄体的植物的像成像于所述拍摄元件的镜头；照明用的光源，其在进行使用了所述拍摄元件的拍摄时照射所述植物；遮光设备，其在进行使用了所述拍摄元件的拍摄时遮断自然光；以及图像处理设备，其基于从所述拍摄元件输出的图像信号取得表示所述植物的颜色的颜色信息，该植物信息取得方法的特征在于，基于所述颜色信息和与该颜色信息具有相关性的与所述植物有关的植物信息之间的相关关系，根据所述颜色信息取得所述植物信息。10.根据权利要求9所述的植物信息取得方法，其特征在于，所述植物信息是成为所述植物所含有的预定的成分的含量的指标的数值，表示所述植物的颜色的所述颜色信息以利用所述拍摄元件进行拍摄而得到的图像数据的各像素的构成颜色空间的多种变量的值中的1种以上的所述变量的值表示，且是代表与所述图像数据的预定范围内的多个像素分别对应的该变量的值的代表值。11.根据权利要求10所述的植物信息取得方法，其特征在于，将成为所述植物所含有的预定的所述成分的所述含量的所述指标的所述数值设为从属变量，将作为表示所述植物的所述颜色的所述颜色信息的构成所述颜色空间的所述变量的所述代表值设为独立变量，进行回归分...

【专利技术属性】
技术研发人员：芳村裕之，寺泽宽了，吉村雅志，
申请(专利权)人：日立麦克赛尔株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP