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物体状態検出伝送システム 新技術説明会

国内特許コード P190016044
整理番号 (S2016-1043-N0)
掲載日 2019年5月10日
出願番号 特願2017-561784
登録番号 特許第6342594号
出願日 平成29年8月21日(2017.8.21)
登録日 平成30年5月25日(2018.5.25)
国際出願番号 JP2017029791
国際出願日 平成29年8月21日(2017.8.21)
優先権データ
  • 特願2016-162160 (2016.8.22) JP
発明者
  • 高橋 幸弘
  • 成瀬 延康
出願人
  • 国立大学法人北海道大学
発明の名称 物体状態検出伝送システム 新技術説明会
発明の概要 対象物体で反射された反射光に基づいて反射スペクトルを測定する分光器と、前記測定された反射スペクトルを受信する電子機器とを一体的に備えた分光端末装置と、前記分光端末装置に通信回線を介して接続されたサーバ装置とを備えた物体状態検出伝送システムであって、前記電子機器は、対象物体を撮影して撮影画像を得る撮影手段と、前記対象物体の位置を測定するGPS手段と、前記対象物体の方位及び角度を測定するセンサ手段と、前記撮影及び測定の時刻を計時する計時手段と、前記撮影画像、前記対象物体の位置、前記対象物体の方位及び角度及び前記撮影及び測定の時刻を前記受信した反射スペクトルとともにサーバ装置に送信する通信手段とを備える。
従来技術、競合技術の概要

従来、環境光や光源管理などを計測するための小型分光器やカラーメータ(以下、第1の従来例という。)は既に市販されており、測定波長範囲が380~780nmながら数十万円で購入できる(例えば、非特許文献1参照)。

また、分光器に小型の赤外線光源を搭載し、測定対象の農作物や食品などの鮮度や品質に関する情報をその光源からの反射光を用いて取得する小型分光器(以下、第2の従来例という。)も既に開発されている(例えば、非特許文献2参照)。

さらに、植物で反射された太陽光のスペクトルに基づいて、植物の種類を判別し、植物の健康状態を判定し、もしくは植物の育成状態を判定すること(以下、第3の従来例という。)が例えば特許文献1~6において開示されている。

産業上の利用分野

本発明は、例えば植物の状態などの物体の状態を検出して伝送する物体状態検出伝送システム、前記物体状態検出伝送システムのための分光端末装置とその制御方法、その制御プログラム、記録媒体、並びに、前記物体状態検出伝送システムのためのサーバ装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
対象物体で反射された反射光に基づいて反射スペクトルを測定する分光器と、前記測定された反射スペクトルを受信する電子機器とを一体的に備えた分光端末装置と、
前記分光端末装置に通信回線を介して接続されたサーバ装置とを備えた物体状態検出伝送システムであって、
前記電子機器は、
対象物体を撮影して撮影画像を得る撮影手段と、
前記対象物体の位置を測定するGPS手段と、
前記対象物体を中心として前記電子機器の各位置における、地磁気に基づく真北を基準とする方位(θ)及び前記対象物体を中心としての水平面に対する傾斜角度(φ)を測定するセンサ手段と、
前記撮影及び測定の時刻を計時する計時手段と、
前記撮影画像、前記対象物体の位置、前記方位(θ)及び前記傾斜角度(φ)、並びに前記撮影及び測定の時刻を前記受信した反射スペクトルとともにサーバ装置に送信する通信手段とを備え、
前記電子機器は、
(1)前記センサ手段により太陽の入射方位を特定する前記方位(θ)及び前記傾斜角度(φ)の情報を取得し、
(2)前記GPS手段により太陽角度の導出に必要な位置情報を取得し、前記計時手段により時刻情報を取得し、
(3)前記撮影手段で取得した撮影画像データを前記計時手段で取得した時刻に関連づけ、
(4)前記分光器により測定された反射スペクトルを受信し、前記受信された反射スペクトルを、前記撮影手段で取得した撮影画像データ及び付帯情報と対応づけて前記サーバ装置に送信することにより、対象物体に対して複数の方位(θ)及び複数の傾斜角度(φ)からの反射スペクトルデータを前記サーバ装置に収集させ、ここで、前記付帯情報は、
(a)前記GPS手段により取得された位置情報と、
(b)前記計時手段により計時された測定時の時刻と前記GPS手段により取得された位置情報とから導出された前記太陽角度と、
(c)前記センサ手段から取得された前記方位(θ)及び前記傾斜角度(φ)の情報から導出された前記太陽の入射方位と、
(d)前記計時手段により計時された測定時の時刻と
を含み、
(5)当該収集した反射スペクトルデータを、所定の双方向反射率分布関数の測定データとして取得して、
(6)当該収集した反射スペクトルデータを、前記双方向反射率分布関数を用いて、所望の方位及び角度への反射スペクトルデータに変換することで、対象物体の種別及び状態の判別処理を行うことを特徴とする物体状態検出伝送システム。

【請求項2】
前記対象物体は、植物、動物、農作物、医療物、鉱物又は食品であることを特徴とする請求項1記載の物体状態検出伝送システム。

【請求項3】
前記電子機器はスマートホンである請求項1又は2記載の物体状態検出伝送システム。

【請求項4】
前記撮影手段を備えた前記電子機器衛星に搭載され、前記衛星は前記撮影画像を前記サーバ装置に無線送信することを特徴とする請求項1~3のうちのいずれか1つに記載の物体状態検出伝送システム。

【請求項5】
対象物体で反射された反射光に基づいて反射スペクトルを測定する分光器と、前記測定された反射スペクトルを受信する電子機器とを一体的に備えた分光端末装置であって、
前記電子機器は、
対象物体を撮影して撮影画像を得る撮影手段と、
前記対象物体の位置を測定するGPS手段と、
前記対象物体を中心として前記電子機器の各位置における、地磁気に基づく真北を基準とする方位(θ)及び前記対象物体を中心としての水平面に対する傾斜角度(φ)を測定するセンサ手段と、
前記撮影及び測定の時刻を計時する計時手段と、
前記撮影画像、前記対象物体の位置、前記方位(θ)及び前記傾斜角度(φ)、並びに前記撮影及び測定の時刻を前記受信した反射スペクトルとともにサーバ装置に送信する通信手段とを備え、
前記電子機器は、
(1)前記センサ手段により太陽の入射方位を特定する前記方位(θ)及び前記傾斜角度(φ)の情報を取得し、
(2)前記GPS手段により太陽角度の導出に必要な位置情報を取得し、前記計時手段により時刻情報を取得し、
(3)前記撮影手段で取得した撮影画像データを前記計時手段で取得した時刻に関連づけ、
(4)前記分光器により測定された反射スペクトルを受信し、前記受信された反射スペクトルを、前記撮影手段で取得した撮影画像データ及び付帯情報と対応づけて前記サーバ装置に送信することにより、対象物体に対して複数の方位(θ)及び複数の傾斜角度(φ)からの反射スペクトルデータを前記サーバ装置に収集させ、ここで、前記付帯情報は、
(a)前記GPS手段により取得された位置情報と、
(b)前記計時手段により計時された測定時の時刻と前記GPS手段により取得された位置情報とから導出された前記太陽角度と、
(c)前記センサ手段から取得された前記方位(θ)及び前記傾斜角度(φ)の情報から導出された前記太陽の入射方位と、
(d)前記計時手段により計時された測定時の時刻と
を含み、
(5)当該収集した反射スペクトルデータを、所定の双方向反射率分布関数の測定データとして取得して、
(6)当該収集した反射スペクトルデータを、前記双方向反射率分布関数を用いて、所望の方位及び角度への反射スペクトルデータに変換することで、対象物体の種別及び状態の判別処理を行うことを特徴とする分光端末装置。

【請求項6】
前記対象物体は、植物、動物、農作物、医療物、鉱物又は食品であることを特徴とする請求項5記載の分光端末装置。

【請求項7】
前記電子機器はスマートホンである請求項5又は6記載の分光端末装置。

【請求項8】
前記撮影手段を備えた前記電子機器衛星に搭載され、前記衛星は前記撮影画像を前記サーバ装置に無線送信することを特徴とする請求項5~7のうちのいずれか1つに記載の分光端末装置。

【請求項9】
対象物体で反射された反射光に基づいて反射スペクトルを測定する分光器と、前記測定された反射スペクトルを受信する電子機器とを一体的に備えた分光端末装置のための電子機器の制御方法であって、
前記電子機器は、
対象物体を撮影して撮影画像を得る撮影手段と、
前記対象物体の位置を測定するGPS手段と、
前記対象物体を中心として前記電子機器の各位置における、地磁気に基づく真北を基準とする方位(θ)及び前記対象物体を中心としての水平面に対する傾斜角度(φ)を測定するセンサ手段と、
前記撮影及び測定の時刻を計時する計時手段と、
前記撮影画像、前記対象物体の位置、前記方位(θ)及び前記傾斜角度(φ)、並びに前記撮影及び測定の時刻を前記受信した反射スペクトルとともにサーバ装置に送信する通信手段とを備え、
前記制御方法は、
前記撮影手段が、対象物体を撮影して撮影画像を得るように制御することと、
前記GPS手段が、前記対象物体の位置を測定するように制御することと、
前記センサ手段が、前記対象物体の前記方位(θ)及び前記傾斜角度(φ)を測定するように制御することと、
前記通信手段が、前記撮影画像、前記対象物体の位置、前記方位(θ)及び前記傾斜角度(φ)、並びに前記撮影及び測定の時刻を前記受信した反射スペクトルとともにサーバ装置に送信するように制御することとを含み、
前記制御方法はさらに、
(1)前記センサ手段により太陽の入射方位を特定する前記方位(θ)及び前記傾斜角度(φ)の情報を取得し、
(2)前記GPS手段により太陽角度の導出に必要な位置情報を取得し、前記計時手段により時刻情報を取得し、
(3)前記撮影手段で取得した撮影画像データを前記計時手段で取得した時刻に関連づけ、
(4)前記分光器により測定された反射スペクトルを受信し、前記受信された反射スペクトルを、前記撮影手段で取得した撮影画像データ及び付帯情報と対応づけて前記サーバ装置に送信することにより、対象物体に対して複数の方位(θ)及び複数の傾斜角度(φ)からの反射スペクトルデータを前記サーバ装置に収集させ、ここで、前記付帯情報は、
(a)前記GPS手段により取得された位置情報と、
(b)前記計時手段により計時された測定時の時刻と前記GPS手段により取得された位置情報とから導出された前記太陽角度と、
(c)前記センサ手段から取得された前記方位(θ)及び前記傾斜角度(φ)の情報から導出された前記太陽の入射方位と、
(d)前記計時手段により計時された測定時の時刻と
を含み、
(5)当該収集した反射スペクトルデータを、所定の双方向反射率分布関数の測定データとして取得して、
(6)当該収集した反射スペクトルデータを、前記双方向反射率分布関数を用いて、所望の方位及び角度への反射スペクトルデータに変換することで、対象物体の種別及び状態の判別処理を行うことを含むことを特徴とする電子機器の制御方法。

【請求項10】
前記電子機器により実行される、請求項9記載の制御方法の各ステップを含むことを特徴とする制御プログラム。

【請求項11】
請求項10記載の制御プログラムを格納したことを特徴とする、コンピュータにより読取可能な記録媒体。

【請求項12】
請求項1~4のうちのいずれか1つに記載の物体状態検出伝送システムのためのサーバ装置であって、
前記電子機器から送信された、前記撮影画像、前記対象物体の位置、前記対象物体の前記方位(θ)及び前記傾斜角度(φ)及び前記撮影及び測定の時刻、並びに前記反射スペクトルを受信した後、前記対象物体の種別及び判定処理を実行することを特徴とするサーバ装置。

【請求項13】
前記サーバ装置は前記通信回線に接続された端末装置であることを特徴とする請求項12記載のサーバ装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 登録
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