植物生长指标测定装置及其方法以及植物生长指标测定系统制造方法及图纸

在本发明专利技术的植物生长指标测定装置及植物生长指标测定方法以及植物生长指标测定系统中，基于通过以第一波长和第二波长测定而得到的具有多片叶子的测定对象的反射光的各光强度、以及该测定时的太阳光朝向测定对象的入射角度亦即太阳角度及上述太阳相对于上述反射光的测定方向的方向亦即太阳方向，来求出表示上述测定对象的生长程度的生长指标。

Plant growth index measuring device and its method and plant growth index system

In the invention of the plant growth index determination device and determination method of plant growth index and plant growth index determination system, which is the direction of the direction of the sun, the light intensity of the reflected light from the object measured by first and second wavelength determination based on and having leaves and the determination of the direction of sun light toward the measurement the incident angle measurement object is the angle of the sun and the sun relative to the reflected light, to find out the growth index of the growth degree of the said determination of the object.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】植物生长指标测定装置及其方法以及植物生长指标测定系统
本专利技术涉及求出表示植物的生长程度的生长指标的植物生长指标测定装置及植物生长指标测定方法以及植物生长指标测定系统。
技术介绍
在农业上，为了培育出高品质以及稳定高产的农作物的植物，需要适当地实施例如追肥时期、追肥量等施肥管理。为此，要判定当前的植物的状态。在该判定中，以前，由于叶色的深浅显示植物的状态，所以例如使用具备使颜色从黄绿色逐渐变化到较深的绿色的多个颜色样本的叶色板(叶色标度)。在使用了这样的叶色板的植物的状态的判定中，由于为主观的判定、或者不适合农业的产业化，所以近年来，研究、开发出各种装置。其中之一例如具有专利文献1所公开的技术。该专利文献1所公开的植物的生长度测定装置是光学测定植物的生长度的装置，具备：第一受光部，入射被植物反射出的太阳光并对其进行分光，并测定2种以上的特定波长的光的反射强度；第二受光部，使太阳光直接入射并将其分光为与上述第一受光部相同波长的光，并测定其受光强度作为参照光；以及运算部，基于由上述第二受光部检测到的参照光的受光强度对由上述第一受光部检测到的特定波长的反射强度进行修正，并基于修正后的反射强度求出测定植物的叶色(SPAD值)、植株高度、干重、(植株高度×茎数)、{植株高度×叶色(SPAD值)}以及{植株高度×茎数×叶色(SPAD值)}的至少一个。然而，上述专利文献1所公开的植物的生长度测定装置为了求出生长度，基于上述参照光的受光强度对上述特定波长的反射强度进行修正。然而，在实际的田地中，植物的叶子并非只有1片叶子的单叶片，而是多片叶子的组叶片。因此，被植物反射出的太阳光在反复透过组叶片、被组叶片反射后被接受，其结果，受光强度例如在被相机(拍摄部)接受的情况下，取决于上述相机与太阳的位置关系。因此，上述专利文献1所公开的植物的生长度测定装置在精度上具有改进的余地。专利文献1:日本特开2002－168771号公报(专利第4243014号公报)
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述的情况而完成的专利技术，其目的在于提供一种能够更高精度地测定生长指标的植物生长指标测定装置及植物生长指标测定方法以及植物生长指标测定系统。在本专利技术的植物生长指标测定装置及植物生长指标测定方法以及植物生长指标测定系统中，基于通过以第一波长和第二波长测定而得到的具有多片叶子的测定对象的反射光的各光强度、以及该测定时的太阳光朝向测定对象的入射角度亦即太阳角度及上述太阳相对于上述反射光的测定方向的方向亦即太阳方向，来求出表示上述测定对象的生长程度的生长指标。因此，本专利技术的植物生长指标测定装置及植物生长指标测定方法能够更高精度地测定植物的生长指标。上述的以及其他的本专利技术的目的、特征以及优点根据以下的详细的记载和附图变得清楚。附图说明图1是用于对测定系统进行说明的图。图2是表示扩散度W相对较低的情况下的不同的相机角度(测定角度)β下的太阳方向φ与NDVI值的关系的图。图3是表示扩散度W为中等程度的情况下的不同的相机角度(测定角度)β下的太阳方向φ与NDVI值的关系的图。图4是表示扩散度W相对较高的情况下的不同的相机角度(测定角度)β下的太阳方向φ与NDVI值的关系的图。图5是表示实施方式中的植物生长指标测定系统的结构的框图。图6是表示实施方式中的植物生长指标测定系统的动作的流程图。图7是表示实施方式的植物生长指标测定系统的测定结果的一个例子的图。具体实施方式以下，基于附图对本专利技术的实施的一个方式进行说明。需要说明的是，在各图中标注了相同的附图标记的结构表示是相同的结构，适当地省略其说明。在本说明书中，在统称的情况下用省略了下标的参照符号来表示，在指分立的结构的情况下用带有下标的参照符号来表示。首先对在实际的田地中，在测定由多片叶子构成的组叶片的NDVI(NormalizedDifferenceVegetationIndex，归一化植被指标)值的情况下，为了得到反射强度而拍摄上述组叶片的测定对象的相机与太阳的位置关系给上述NDVI值带来的影响进行说明。图1是用于对测定系统进行说明的图。图2是表示扩散度W相对较低的情况下的不同的相机角度(测定角度)β下的太阳方向φ与NDVI值的关系的图。图3是表示扩散度W为中等程度的情况下的不同的相机角度(测定角度)β下的太阳方向φ与NDVI值的关系的图。图4是表示扩散度W相对较高的情况下的不同的相机角度(测定角度)β下的太阳方向φ与NDVI值的关系的图。在这些图2至图4中，图A表示太阳角度α为0的情况下的NDVI值，图B表示太阳角度α为30的情况下的NDVI值，图C表示太阳角度α为60的情况下的NDVI值。实线表示相机角度β为0度的情况下的测定结果，虚线表示相机角度β为30度的情况下的测定结果，双点划线表示相机角度β为60度的情况下的测定结果，点划线表示相机角度β为90度的情况下的测定结果。而且，在这些各图中，横轴是以度为单位(degree)来表示的太阳方向φ，其纵轴为NDVI值。在该实验中，测定对象是由多片叶子构成的组叶片，如图1所示，在从太阳角度α的太阳对该测定对象照射太阳光的情况下，该测定对象以相机角度(测定角度)β被测定NDVI值的NDVI相机测定。在上述测定中，在将太阳方向设为φ、将太阳的扩散度设为W的情况下，将这些太阳角度α、相机角度β、太阳方向φ以及扩散度W作为参数实际测量NDVI值。将其结果分别示于图2至图4。这里，太阳角度α表示太阳的高度，通过以水平面的法线方向亦即垂直方向为基准(使垂直方向成为0度)，入射至测定对象的太阳光的角度来表示。即，太阳角度α是入射至水平面的太阳光的入射角。相机角度(测定角度)β是以垂直方向为基准(使垂直方向成为0度)，测定方向(沿着NDVI相机的光轴的方向)与垂直方向所成的角度。太阳方向φ是太阳相对于NDVI相机的测定方向的方向，是相对于测定对象的NDVI相机的测定方向与照射(入射)至上述测定对象的太阳光的照射方向(入射方向)所成的角度。扩散度W是在太阳光照射至上述测定对象之前的期间，例如被云、雾等大气的状态(气象条件)扩散的程度。由图2至图4可知，NDVI值取决于这些太阳角度α、相机角度β、太阳方向φ以及扩散度W。例如，随着相机角度β从0度向90度变化，NDVI值处于变小的趋势。另外，例如，在扩散度W较低的情况下以及扩散度W为中等程度的情况下，随着太阳角度α从0度向90度变化，NDVI值处于取决于太阳方向φ的趋势。这样，以如下的方式推测NDVI值取决于太阳角度α、相机角度(测定角度)β、太阳方向φ以及扩散度W的理由。即，在组叶片的情况下，太阳光反复透过、反射，该透过、反射的次数根据太阳角度α、相机角度β、太阳方向φ以及扩散度W而变化。因此，被组叶片反射出的太阳光的反射光强度根据太阳角度α、相机角度β、太阳方向φ以及扩散度W而变化，其结果，NDVI值取决于太阳角度α、相机角度β、太阳方向φ以及扩散度W。这里，由于组叶片的叶密度(单位面积上的组叶片的占有率)L也会给上述透过、反射的次数带来影响，所以NDVI值取决于组叶片的叶密度L。因此，通过基于这样的原因对NDVI值进行修正，精度进一步升高。从该观点考虑，在一个方式中，优选基于太阳角度α和太阳方向φ来对NDVI值进行修正。在另本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种植物生长指标测定装置，具备：生长指标运算部，基于以第一波长和第二波长测定出的具有多个叶子的测定对象的反射光的各光强度数据、太阳光朝向测定对象的入射角度亦即太阳角度数据以及上述太阳相对于上述各光强度数据的测定方向的方向亦即太阳方向数据，来求出表示上述测定对象的生长程度的生长指标。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.12 JP 2015-0975861.一种植物生长指标测定装置，具备：生长指标运算部，基于以第一波长和第二波长测定出的具有多个叶子的测定对象的反射光的各光强度数据、太阳光朝向测定对象的入射角度亦即太阳角度数据以及上述太阳相对于上述各光强度数据的测定方向的方向亦即太阳方向数据，来求出表示上述测定对象的生长程度的生长指标。2.根据权利要求1所述的植物生长指标测定装置，其中，上述生长指标运算部还基于以第三波长和第四波长测定出的上述太阳的太阳光的光强度数据和上述太阳的太阳光的扩散度数据，来求出上述测定对象的上述生长指标。3.根据权利要求2所述的植物生长指标测定装置，其中，上述生长指标运算部还基于上述各光强度数据的测定方向相对于上述测定对象的角度亦即测定角度数据和上述测定对象的叶密度数据，来求出上述测定对象的上述生长指标。4.一种植物生长指标测定方法，具备：以相互不同的第一波长和第二波长测定具有多个叶子的测定对象的反射光的光强度的...

【专利技术属性】
技术研发人员：片桐哲也，铃木昭洋，渡边谦二，天野纱织，深泽启司，
申请(专利权)人：柯尼卡美能达株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP