いつでもどこでも使えるカメラ付携帯電話による作物の植被率計測システム

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要約

脱着式の近赤外フィルタを装着したカメラ付携帯電話にて直上から撮影した作物の画像を電子メールに添付し、遠隔地のPCにて自動受信後、画像処理により植被率を算出し、返信するシステム。植被率カメラと同等の精度で、いつでもどこでも簡便に調査できる。

キーワード:イネ、ダイズ、植被率、携帯電話、カメラ、画像処理
担当:中央農研・北陸大規模水田作研究チーム
連絡先:電話025-526-3236
区分:共通基盤・作業技術、共通基盤・情報研究、関東東海北陸農業・作業技術
分類:技術・参考

背景・ねらい

水稲や大豆の生育状況を定量的に隔測調査する測定ツールとして簡便な植被率カメラ(平成16年度研究成果情報)が市販されているが、一般農家が利用するにはより低コストでより簡便な植被率測定技術の開発が求められる。そこで、一般農家に広く普及しているIT機器であり情報インフラであるカメラ付携帯電話をイメージセンサおよび情報通信ツールとした、いつでもどこでも使えるインターネット利用型の作物の植被率計測システムを開発した。

成果の内容・特徴

本計測システムは、近赤外画像を撮影・保存する近赤外フィルタを装着したカメラ付携帯電話と撮影画像から植被率を求めるインターネット上のPCで作動しているメールクライアント型専用ソフトウェアから構成されている(図1)。カメラ付携帯電話を改造することなく、植被率の調査が簡便にできる安価な計測システムである。
カメラ付携帯電話に装着する近赤外フィルタは、脱着式フレームに固定された直径12mm、中心波長830nmのバンドパスフィルタ(吸収型ガラスフィルタ)である。フィルタの装着方法は、カメラのレンズ部分を脱着式フレームで挟み込む状態で装着するため携帯電話の形状への対応度が高い(図2)。
撮影は、対象作物の地上1.5mの位置から鉛直下方向に撮影する。撮影面積は約1m²である。撮影条件は、電子メールに添付可能な最大サイズ、夜間モード(高感度もしくは露出時間延長)に設定することで、日中であれば曇天時や夕刻でも良好な画像が得られる。撮影した画像は、電子メールに添付し、処理用のメールアドレス宛に送信する。
専用に開発したソフトウェアは、メールクライアント型のため一般的なメールソフトと同様に既存のメールシステムを利用できる。機能としては、 (1)メール受信・画像分離、(2)画像処理(二値化による植物の抽出)、(3)植被率の算出・保管、(4)計測結果のメール返信を自動的に行う(図1、図3)。また、GPS付携帯電話で位置情報を画像に付加させて、植被率と位置情報をリンクしGISなどで管理できる拡張性を有している。
本計測システムによる植被率の測定値は、植被率カメラ(Ki社GAC-PS2)と比較すると、最大5ポイント程度の測定誤差がある(図4)。

成果の活用面・留意点

本センサは、大豆の初期生育～開花期や水稲の約3葉期～最高分げつ期に適用できる。
動作確認しているカメラ付携帯電話は、N社のSH901iC、D902i、Kd社のW53T、W33SAII である。その他の機種は、計測試験による動作確認とキャリブレーションが必要である。
携帯電話でのメール送受信にはパケット通信料が契約条件に応じて発生する。
高照度条件では植被率カメラと同様に、地表部の遮光や散水などにて誤差を軽減する必要がある。