JP2002539439A - 精密農業用の土壌特性測定装置とシステム - Google Patents
精密農業用の土壌特性測定装置とシステムInfo
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Abstract
Description
置、土壌観測システムならびに移動型土壌観測車両に関し、特に任意深さの土壌
中に観測空間を形成し、連続的かつリアルタイムに土壌の光学特性を測定できる
土壌の光学特性測定装置、土壌観測装置、土壌観測システムならびに移動型土壌
観測車両に関する。
に用いられる。
の投入を最大限に低減することを目的として精密圃場管理のコンセプトが普及し
ている。精密圃場管理において最も大切なことは圃場内の土壌状態の正確な把握
である。土壌は農業生産の最も重要な要素であるからである。
種類や量によって吸収される光の波長や強度が異なる。従って、その反射波は土
壌の成分に応じた特有の光スペクトル(吸収スペクトル)を示す。
解析を行っていた。
9図乃至第21図に示した米国特許第5,044,756号に記載のものがある。
シングを行う部分の断面図であるが、土壌の掘削およびセンシング部20は車両
の進行にともなって土壌を掬いながら進行するケーシング21より構成され、そ
の進行方向Aの先端部には土壌22を掬う土壌切削刃先23が設けられ、土壌切
削刃先23で掬われた土壌面下部はケーシング21により加圧されて、平坦な土
壌面24とされている。
壌面24を測定するセンシング室25が設けられ、センシング室25の天井部分
には土壌面24に対して光を照射する赤色発光ダイオード28と、土壌面24か
らの反射光を受光するフォトダイオード29が設けられている。なおケーブル2
7は配線ケーブルである。
23によって土壌22を掬って平坦な土壌面24を形成しつつ、この土壌面24
を測定することによって土壌の測定を行っていた。
する。進入した土壌はセンシング室25をふさぐ。すると、土壌面24の測定が
出来ない。
後方にセンシング室25に侵入した土壌をセンシング室25の後方に逃がしてい
た。
光が入りやすい。従って、土壌逃し用開口部32はわずかな間隙部分で構成され
ていた。
角に構成され、土壌を掬い易くなっている。
性測定装置では、ケーシング21の先端部に設けられた土壌切削刃先23によっ
て土壌22を掬って平坦な土壌面24を形成しつつ、この土壌面24を測定対象
土壌として土壌の測定を行っていた。
た。
刃先23はその先端部23aが鋭角に尖り、土壌22を掬いやすくなっている。
しかし、第19図に示すごとく、土壌切削刃先23は地表面30から土壌面24
までの全ての高さの土壌、すなわち第19図においてHの深さ土壌を掬いながら
進行し、しかも第20図に示すごとく、ケーシング21の幅Tは大きい。従って
、土壌切削刃先23は、幅Tで深さHの部分の土壌を排除して溝を形成しつつ、
周囲の土壌から大きな抵抗を受けながら進行する。
5には外乱光が入りやすい。従って、外乱光奉仕のため土壌逃がし用開口部32
はわずかな間隙部分より構成されているが、わずかな間隙部分より構成されてい
るので周囲の土壌が付着して開口部が塞がれ易い。開口部が塞がれるとセンシン
グ室25に侵入した土壌が蓄積され、土壌の測定ができないという問題点があっ
た。
測定できること、および/又は、外乱光の影響を受けないで精度よく土壌の光学
的特性ができるようにした土壌の光学特性測定装置、土壌観測装置、土壌観測シ
ステムならびに移動型土壌観測車両を提供することを目的とする。
の特性であるかを把握して特性を計測する必要がある。従って、計測対象の深さ
を特定して土壌特性を計測する場合、その深さの土壌面のみが観測対象となる観
測面を形成するように土壌を掘削すれば良い。そうすると、土壌観測用のセンサ
が動作するたまの観測空間は上記の観測面の近傍にのみ最小限だけ形成すればよ
い。そうすると、観測空間よりも上部の土壌はあまり掘削しなくてもよくなり、
掘削に伴って発生する土壌からの抵抗も小さくなるし、掘削にともなって地表面
にまで達する溝も小規模になり、太陽光などの外乱光が溝を通じて上記の観測空
間にまで到達して土壌特性の光学測定に及ぼす悪影響も小さくできる。
動するためには、どうしても車両と上記構造体を結合する必要がある。そのため
に、土壌表面にある地度の溝ができることは避けられない。従って、土壌観測用
のセンサに対する外乱光を低減するためには、外乱光の進入経路となりえる溝を
土壌で埋め戻すことも必要である。すなわち、本発明の基本的な技術思想は、「
観測空間よりも上部の土壌はあまり掘削しないような構造を実現する。掘削して
溝ができたとしても、溝を即座に埋め戻して外乱光の悪影響を最小にする」とい
うものである。
ならびに移動型土壌観測車両が適用された土壌観測システムの一実施の形態を添
付図面を参照にして詳細に説明する。
を行う場合の概略構成図で、圃場10内の各地域の土壌特性の測定を行うもので
ある。
に用いる。センサの種類としては、土壌の電気的特性を計測するもの、マイクロ
波による吸収や反射の特性を計測するもの、化学的特性を検出するものなどがあ
り得る。ここでは、トラックター50に光学特性測定装置を装着して、土壌特性
を計測する方式を中心に説明する。
行する鋤状の光学特性測定装置40を取り付け、圃場10内を矢印13のように
じぐざぐ状に進行しながら圃場10内を全ての領域の土壌状態を調べる。
ial Global Positioning System)衛星14との
通信によって獲得し、土壌の光学特性測定装置40の測定結果とDGPS衛星1
4から得た現在位置情報に基づいて圃場10内の各地域における土壌状態を調べ
る。
を示すもので、土壌の光学特性測定装置40はトラクタ50の後部に取り付けら
れて土壌22の測定を行うものである。
壌22を掘削する装置本体部41と、トラクタ50と装置本体部41とを接続す
るセンサ本体支持フレーム42上に載置された分光部43と、装置本体部41と
支持アーム44を介して接続されたトリガー用転輪45と、トラクタ50上に載
置された計測制御部46より構成され、トラクタ50の前部には発電機47が搭
載されている。
削部48と、土壌掘削部48の後段にあって土壌22のセンシングを行うセンシ
ング部49を有している。
を行う。
4との接続部にはロータリエンコーダ等回転角度検出装置(図示せず)が取り付
けるれている。
タの収録等を行う。
部49の部分の側面図であり、第4図は第3図のI−I線断面図である。
ンシング部49で土壌のセンシングがしやすいように平坦な土壌面を作るもので
、地表面30に平行に進む。
の土中貫入部55に連接して設けられて円形の断面が序々に大きくなる第2の土
中貫入部56と、第2の土中貫入部56と接続部材57を介して設けられ上部に
は後述するシャンク58が取り付けられた第3の土中貫入部59と、第3の土中
貫入部59とセンシング部49を接続するとともに下面には後述する均平板60
が取り付けられた第4の土中貫入部61とを具備して構成される。
グ室66と、複数のセンサが格納されたセンサ格納部67より構成され、センサ
格納部67には、中央に測定対象となる土壌面65を撮像するCCDカメラ68
が設けられ、CCDカメラ68の両端には可視光の反射光を収集する可視光集光
ファイバ69と近赤外光の反射光を収集する近赤外光集光ファイバ70が設けら
れている。また、可視光集光ファイバ69の進行方向側には観測面の温度を計測
する赤外線放射温度計(赤外線熱電対)71が設けられ、センサ格納部67の両
側にはさらに照明用光ファイバ72、73が設けられている。
地上に突出する光ファイバー等コード類保護ケース63が立設され、光ファイバ
ー等コード類保護ケース63とシャンク58との間にはセンサ本体支持部62が
設けられている。
55は略円錐形状で断面は円形状であり、第1の土中貫入部55に連設して設け
られた第2の土中貫入部56の断面も円形状である。従って、土域掘削部48は
断面が円形の穴を掘削しつつ土中を進むことになるが、断面が円形なので周囲の
土壌から受ける抵抗が小さく、これによって土中での進行を円滑にし、かつ測定
対象となる土壌の性状を損なわない。
、その円形の下部(最深部側)は円弧を描いており、平坦ではない。ー方、第3
図に示すごとく、第2の土中貫入部56、第3の土中貰入部59、第4の土中貫
入部61はいずれも第1の土中貫入部55の底面とセンシング部49の底面を結
ぶ直線47より上に位置している。従って、センシング部49の前にくるまで掘
削された穴の底部(最深部側)の形状に変化はなく円弧を描いている。
測定はできない。
れまで円弧を描いていた穴の底部を平坦にするようにしている。
はその概略斜視図、第5図(B)は第5図(A)のB−B線断面図であるが、セ
ンシング部49は、略角錐台形状のケーシング体66aで周囲を覆われ、内部は
センシング室66とされているとともに内部の天井部分にはセンサー格納部67
が設けられている。
わち測定対象土壌面65の深さ位置に配置され、かつ進行方向Aの方向に傾斜し
て取り付けられている。
示すごとく、第1の土中貫入部55で形成された穴の底部の円弧を76とすると
、均平板60によって円弧近傍の74、74部分の土壌が削られる。そして、削
られた土壌が円弧76の底の扇型部分75を埋める。これによって、同図(B)
に示すごとく、測定対象となる底面側は平坦な土壌面65となる。
の良い土壌測定ができることになる。
は開口64が設けられ、センシング室49に入り込んだ土壌を逃がすようにして
いるが、この開口64の作用については後に詳述する。
部49の部分は土中を進むことになるが、第2図に示すごとく、土壌掘削部48
及びセンシング部49の上部に形成されたシャンク58、センサ本体支持部62
、鋤部63の地表面30以下の部分も土中を進行している。
光ファイバー等コード類保護ケース63の断面は細長型で、土中を進行する際、
最小限の抵抗を周囲の土壌から受けるようになっている。
3図に示すごとく、進行方向Aの反対側にわずかに傾斜して設けられて進行に伴
って周囲の土壌から受ける抵抗を小さくするよう形成されているとともに、第4
図に示すごとく、進行方向の断面形状は長細く、かつ先端部58aは例えば30
°の鋭角に形成されている。従って、最小限の抵抗を受けつつ土中を進行でき、
深度の深い部分の土壌の測定ができるよう構成されている。
5cmの範囲とすることができる。測定深度の変更は、センサ本体支持フレーム
42の左右両側に取り付けた荷重支持車輪(図示せず)の位置を上下に変更する
ことにより行なう。測定深さは、トリガー用転輪支持アーム44の角度(第2図
でθ)を測ることにより知ることができる。角度θは深度測定用転輪45の支持
アーム44との接続部に取り付けられたロータリエンコーダ等の回転角度検出装
置で行う。
性を測定するものであるが、シャンク58で土壌を切り開くと周囲の土は盛り上
がり、かつ細長い溝ができる。
ない。深度の深い部分を計測している場合はこの溝は両側の土壌によって自然に
埋められるから比較的問題にならないが、深度の浅い部分を計測している場合は
必要性が高い。
を設けている。
140の平面図、第7図(B)は側面図、第7図(C)は第7図(B)のC方向
側面図である。
向に進行するとき、シャンク58の通過跡には溝141ができる。
2を介して取り付けられた一対の円盤プラウー143、143と、シャンク58
に取り付けられたスクレーバ144より構成されている。
に取り付けられ、第7図(A)に示すごとく、進行方向A側が広く開き、しだい
に狭くなるよう取り付けられている。
ャンク58の進行に伴って地表面30には盛り上がり土壌30aが形成される。
そこで、シャンク58の進行に伴って、一対の円板プラウー143、143は矢
印B方向に回転し、これに伴って盛り上がり土壌30aは一対の円板プラウー1
43、143間で次第にせり上がり、せり上がった土壌はスクレーバ144で下
方に落とされるようになっている。これによって、シャンク58で形成された溝
141は埋め戻され、外乱光の入射が防止されることになる。
の平面図、第8図(B)は側面図、第8図(C)は第8図(B)のC方向側面図
である。
情に屈曲して取り付けられた平板より構成され、また、第8図(A)に示すごと
く、進行方向Aに対して斜め方向に傾斜して取り付けられている。
削り取り、シャンク58で形成された溝141を埋め戻し、外乱光の入射が防止
される。
斜め方向に傾斜して取り付けられ、土壌からの抵抗を小さくするよう構成されて
いる。
すもので、第9図(A)は遮光シート160の全体構成図、第9図(B)は側面
図である。
ャンク58に取り付けられている。
位置に取り付けられたプラスチック等より構成される棒状の支持部161と、こ
の棒状の支持部に取り付けられたゴム板等より構成される遮光シート162より
構成される。
1)部分を覆いながら進行する。このため、簡単な構成で外乱光の侵入を防止す
ることができる。
ンシングデータを分光部48と計測制御部46で分析加工して土壌の光学特性を
測定するものであるが、機器の測定環境等によってセンシングデータは微妙に変
化する。
とく、センシング部49の下部の土壌のセンシング位置(土壌面65の位置)に
図示しない取り付け金具等を用いて反射板80を取り付け、そのときの明状態の
反射強度(R)と暗状態の反射強度(D)を記憶する。反射板80はその後取り
外すが、以後の土中での反射強度の測定は、このとき記憶した反射強度に基づい
て行う。なお、この場合の処理方法は後述する。
壌のセンシングを行うセンシング部49と、センシング部49でセンシングされ
たデータのうち可視及び近赤外の反射光の分光を行う分光部43と、データスキ
ャンのトリガーパルスを発生するトリガー用転輪45と、装置全体を統括制御す
る計測制御部46を具備している。
明用光ファイバ72、73に光を供給するものである。
8は、すでに述べたように、測定開始にあたっては、地上で、第6図に示すごと
く、センシング部49の下部の土壌のセンシング位置に反射板80を取り付け、
そのときの明状態の反射強度(R)と暗状態の反射強度(D)を記憶するように
しているので、そのときの明状態と暗状態を作るために使用される。
布等で覆って土中と同じ環境を作り、この状態で、シャツタ78を開いた明状態
とシャツタ78を閉じた暗状態を作り、それぞれの状態の反射強度を調べる。
8、可視光の反射光を収集する可視光集光ファイバ69、近赤外の反射光を収集
する近赤外光集光ファイバ70、観測面の温度を計測する赤外線放射温度計(赤
外線熱電対)71、照明用光ファイバ72、73が設けられている。
視光の波長域である400nm−900nmの波長域の光と近赤外光の波長域で
ある900nm−1700nmの波長域の光を含む400nm−2400nmの
波長域の光のみを透過させる。
光の反射光うち、可視光の波長域である400nm−900nmの波長域の光の
みを収集する。
700nmの波長域の光のみを収集する。
視光集光ファイバ69で収集された土壌面からの反射光が可視光用分光器81に
送出され、近赤外光集光ファイバ70で収集された土壌面からの反射光が近赤外
光用分光器82に送出され、各波長域における受信強度が測定されるように構成
されている。
ャンネル式分光器で、可視領域では400nm−900nmの波長域で256チ
ャンネル、近赤外領域では900nm−1700nmの波長域で128チャンネ
ルが同時に高速検出可能である。
、位置センサ86、データ処理部87、データ記憶部88、データ表示部89を
具備している。
を受けて土壌面65の温度を検出するものである。
て撮像データの加工処理および撮像データの信頼性を判定するものである。
はCCDカメラ68から送出されたビデオ信号をA/D変換するA/D変換部9
1と、A/D変換されたビデオ信号を赤(R)、緑(G)、青(B)の画像デー
タごとに記憶するR画像メモリ92−1、G画像メモリ92−2、B画像メモリ
92−3と、装置全体を統括制御するCPU93と、CPU93の制御バス94
に接続されたROM95、RAM96とを具備して構成される。
信頼性の判定処理の処理手順を示すフローチャートである。
R、G、Bの各画像データについてヒストグラムを作成して平均値をとる(ステ
ップ100)。なお、以下の処理では上記のごとく加工処理された撮像データの
うちR画像についてのみ使用するが、ステップ100で得られた撮像データは、
後にデータ処理部87で行われる土壌の測定処理の際使用される。
凸が激しいということであり、土壌測定には不適当な土壌といえる。
閾置THより大の場台は、(ステップ108でYES)、画像データの信頼性は
小と設定し(ステップ110)、平均値が閾値TH以下の場合は、(ステップ1
08でNO)、画像データの信頼性は大と設定する(ステップ110)。この設
定結果は後にデータ処理部87での土壌の測定処理に使用される。
凹凸が大きい場合や、土中貫入部55が進行方向から傾いた場合は、例えば土中
貫入部が均平板60より下の位置となった時は、土中貫入部で切削された土壌面
とセンサ間の距離が設定した距離より大きくなり、土壌の正確な光学特性の測定
が不可能となる。
動方向に垂直に土壌切削面にスリット照明し、TVカメラで土壌のスリット照明
部分を観察する。土壌面に凹凸が生じたり、また土壌面が設定した位置から上下
した場合は、スリット照明の位置が、画像の中心からずれるので、そのずれから
、凹凸の状態を知ることができる(これは光切断法とも呼ばれる)。
ト照明された部分の輝度は強いので、第24図(a)に示すように、画像処理で
汎用されている手法でスリット画像が得られる。第24図(a)で、移動方向を
X軸方向とすると、スリット照明部分の画像を、X軸に投影処理した投影画像第
24図(b)を作成し、その重心座標Wと分散Vを求める。Wは観測する土壌面
の凹凸の深さの平均値に関係した量を、Vは土壌面の平坦さに関係した量の座標
となる。W,Vが土壌表面の凹凸状態の特徴量となる。WならびにVが設定した
閾値を超えた部分の土壌光スペクトルを無効とすることにより、データの信頼性
を向上できる。スリット照明画像を解析し、土壌の凹凸状態や亀裂形状から土壌
の粘弾性などの情報を取得することができる。また凹凸状態から土壌光スペクト
ルを補正し、分析することもできる。第25図は上記の土壌の凹凸を検知するフ
ローチャートを示す。
通信によって測定装置40の現在位置情報を獲得する。
器83、画像処理部84、パルス発生部85、位直センサ86からの情報に基づ
き土壌の測定を行なう。
た測定データを記憶する。
れた測定データを表示する。
態を作るために使用されると説明したが、その他、シャッタ78の代わりに穴の
あいた回転円板を設置し、被測定土壌面を明暗断続照射して土壌からの明状態の
反射強度スペクトルと、暗状態の反射強度スペクトルを計測して、その差をデー
タ処理部87で求めるように構成することもできる。このように構成すると、外
乱光の影響を補正できる。
ついて説明する。第14図の処理は、車両が所定の経路で移動しつつ実行される
ことを前提とする。
態および暗状態での反射強度の取得、パルス発生部85で発生するパルスのカウ
ント数(測定間隔の調節)、露光臨間、スキャン回数等の設定が行なわれる(ス
テップ120)。
は、第13図のステップ110、112で設定された内容によって判別され、信
頼性が大でなければ(ステップ122でNO)、当処理を終える。これは、土壌
が荒れていて凹凸の激しい場所の土壌を測定しても精度の良い土壌測定はできな
いからである。
像データの信頼性が大きければ(ステップ122でYES)、分光器43の可視
光用分光器81、および近赤外線用分光器82で分光データ、画像処理部84で
、画像データ、温度検出部83で温度データ、深度測定用転輪45で深度データ
、位置センサ86で位置データを測定する(ステップ123)。
124)。
タ78が閉でセンシング室67が暗状態の受信強度をD、シャツタ78が開でセ
ンシング室67が明状態の受信強度をR、サンプル値の受信強度をSとすると、
反射率(受信強度)Tは次式で求める。 T=(S−D)/(R−D)
は可視領域の場合と同様である。
わち反射ベクトルデータ、土壌構造データまたはスペクトル信頼度(ステップ1
21の処理で得られた信頼性)、温度、深度、位置情報、土壌画像データを記憶
する。
は(ステップ126でYES)、ステップ121の処理に戻るとともに、終了の
場合は(ステップ126でNO)、当処理を終了する。
は測定ポイント数が所定値に達したか否かなどのような予め定められた測定計画
データによって決定される。また、測定計画を完遂したら終了するし、システム
の異常により測定不能になっても終了する。
れ、例えばスペクトラム拡散等の通信方式でホストコンピュータで、ホストコン
ピュータに送信される。
され、第18図には近赤外光の反射率スペクトルが示されている。いずれにおい
ても、X軸に波長、Y軸に反射率、Z軸に進行方向距離をとっている。
Aの反対側下部には開口64を設けた。これは、第15図に示すごとく、装置4
0が土中をA方向に進行すると、装置40の周囲の土壌に失印方向の抵抗が発生
する。
する。従って、もし開口64を設けないとすると、後部の壁面131に土壌13
2が付着し、壁面131に付着した土壌132は装置の下部からセンシング室6
6に入り込み、センシング室66を周囲の土壌で埋めてしまう。
グ部49の下部には開口64を設けた。つまり、センシング室66に侵入した土
壌を装置の進行に伴ってこの開口64から後方に逃す。 これによって、センシ
ング室66が土壌で埋まることを防止できる。
の土壌の入り込みはないが、本実施形態では幅Cを6cm程度としたので、この
ような開口64を設ける必要があった。
貫入部55は略円錐形状で断面は円形状であり、第1の土中貫入部55に連設し
て設けられた第2の土中貫入部56の断面も円形状である。従って、土壌掘削部
48は断面が円形の穴を掘削しつつ土中を進むことができ、断固が円形なので周
囲の土壌から受ける抵抗が小さく、これによって土中での進行を円滑にし、かつ
測定対象となる土壌の性状を損なわない。
、その円形の下部(最深部側)は円弧を描いており、平坦ではない。そこで、セ
ンシング部49の前に設けられた第4の土中貫入部61の下面には均平板60が
取り付けられ、それまで円弧を描いていた穴の底部を平坦にするようにしている
。従って、センシング部49はこの平坦な土壌面65を測定対象とすことによっ
て精度の良い土壌測定ができることになる。
の反対側にわずかに傾斜して設けられて進行に伴って周囲の土壌から受ける抵抗
を小さくするよう形成されているとともに、進行方向の断面形状は細長く、かつ
先端部58aは例えば30°の鋭角に形成されている。従って、最小限の抵抗を
受けつつ土中を進行でき、深度の深い部分の土壌の測定ができる。
形成される土壌破壊間隙は3cm以下のため、土壌圧力により容易に閉ざされる
ので、地上からの外乱光の進入を完全に防止でき、精度のよい土壌の光学測定が
できる。
た荷重支持車輪(図示せず)の位置を上下に変更することにより容易に行なうこ
とができる。
置(土壌面65の位置)に反射板80を取り付け、そのときの明状態の反射強度
(R)と暗状想の反射強度(D)を記憶し、土中での反射強度の測定は、このと
き記憶した反射強度に基づいて行うようにしたので、機器の測定環境等に左右さ
れず精度の良い土壌測定ができる。
ング室66に侵入した土壌を装置の進行に伴ってこの開口64から後方に逃すよ
うにしたので、センシンク室66が土塊で埋まることを防止できる。
ができるが、外乱光の侵入を防止するために、溝の埋め戻し機構を設けたので、
外乱光の入射が防止される。
で撮像したモニタ画像、赤外線放射温度計(赤外線熱電対)71で計測した観測
土壌面の温度等を出力するようにしたので、温度変化に対する土壌反射光スペク
トルの変化を補正することが可能となり、気象等に関わりなく精度の良い精密圃
場管理に資することができる。
、土壌観測システム、ならびに移動型土壌観測車両では以下の効果を奏する。 さらにここでは発明をよりよく理解するために、用語の定義を説明する。ただし
発明の範囲をこれらの用語の定義に限定する趣旨ではない。
時間で土壌の光反射スペクトルを測定する土壌の光学的特性測定装置であって、
上記観測空間の少なくとも上面を覆うケーシング体と、上記ケーシング体と接続
され、ケーシング体の幅よりも狭い幅をもって土壌を切り開くシャンクとを具備
するようにしたので、農作物の生育にとって一番大切な任意深さの土壌成分を測
定でき、しかも土中に観測空間を形成するので外部からの外乱光の侵入を防止で
きて精度よく土壌の光学特性が観測でき、しかもリアルタイムに測定結果を得る
ことができる。
特性をセンサーを用いて観測するために必要とされる空間である。センサが光学
測定装置の場合には、観測空間において観測面とセンサとの間に光を遮る物質が
あると、観測できなくなるので、そのような遮光性物質(土壌や石など)を観測
面とセンサとの間から排除した空間として観測空間を形成しなければならない。
センサが例えば観測面でのマイクロ波の反射、吸収特性を計測する場合、上記遮
光性物質を排除する必要はなく、マイクロ波の送波器と受波器を観測面に対して
所定の位置に配置するための土壌中の空間が観測空間となる。
持するとともに観測面と形成する。「シャンク」とは、ケーシング体を土壌中に
保持する機能と土壌を切り開く機能を有する部分である。従って、実施の態様で
のシャンク58はもちろんこれに該当するし、土壌中にケーシング体を保持する
ための支柱の前面部分に別体に土壌を切り開くための部分が設けられていても、
その支柱の部分と土壌を切り開くための部分からなる総体は、シャンクに相当す
ることになる。
性を測定するもので、例えば土壌をカメラで撮像して得た画像データ、土壌から
反射波等から土壌の特性を測定する装置などがこれに含まれる。
66の内側の土壌面の上方の空間である。「ケーシング体」、ケーシング体66
aである。「シャンク」は、シャンク58である。「光学特性測定装置」は、土
壌の光学特性測定装置40である。
壌の光学特性を測定する精密農業のための土壌の光学特性測定装置であって、上
記観測空間の少なくとも上面を覆うケーシング体と;上記ケーシング体と接続さ
れ、ケーシング体の幅よりも狭い幅ともって土壌を切り開くシャンクと;さらに
、上記測定対象となる土壌の位置データを検出する位置データ検出手段と;上記
土壌の光反射スペクトルを測定する光反射スペクトル測定手段と;位置データと
対にして土壌の光反射スペクトルを得るように構成したので位置データと対にし
て土壌の光反射スペクトルを得ることができ、さらに精密な圃場管理ができる。
情報をいう。位置データ検出手段としては、DGPS衛星やDGPS衛星を利用
した測位、方位センサと距離センサを組み合わせた積算式測定等がある。
の強度のスペクトルをいう。土壌はその粒度、湿度、化学的性質、色彩等の性生
によって反射強度が異なる。従って、測定対象となる土壌に光を照射した場合の
反射強度をスペクトルとして測定することによって土壌の性状を調べる。
タを算出する位置センサ86である。「光反射スペクトル測定手段」は、可視光
の反射光を収集する可視光集光ファイバー69、近赤外の反射光を収集する近赤
外線集光ファイバ70、分光器43およびデータ処理部87より構成されている
。
壌の光学特性を測定する精密農業のための土壌の光学特性測定装置であって、上
記観測空間の少なくとも上面を覆うケーシング体と;上記ケーシング体と接続さ
れ、ケーシング体の幅よりも狭い幅ともって土壌を切り開くシャンクと;さらに
、上記測定対象となる土壌の位置データを検出する位置データ検出手段と;さら
に、上記測定対象となる土壌の深度データを検出する深度データ検出手段と;位
置データおよび深度データと対にして土壌の光反射スペクトルを得る土壌の光反
射スペクトルを測定する光反射スペクトル測定手段とを有することを特徴とする
土壌の光学特性測定装置に関する。このように位置、深さ、反射光のスペクトル
の複数のデータを得ることによりより正確な精密農業が可能となる。
う。「深度データ検出手段」は、深度測定用転輪45であり、より正確には支持
アーム44との接続部に取り付けられたロータリエンコーダである(図示せず)
。アーム44はシャンク58と深度測定用転輪45を接続するものであるが、深
度測定用転輪45は地表に接触して回転していて高さは固定されている。従って
、シャンク58の深度位置によって、シャンク58に対するアーム44の回転角
度が変わる。従って、アーム44の回転角度を深度測定用転輪45に取り付けら
れたロータリエンコーダで計則し、該測定結果に基づいて観測対象の土壌面の深
さを算出する。
間で土壌の光学特性を測定する精密農業のための土壌の光学特性測定装置であっ
て、上記観測空間の少なくとも上面を覆うケーシング体と;上記ケーシング体と
接続され、ケーシング体の幅よりも狭い幅ともって土壌を切り開くシャンクと;
さらに、上記測定対象となる土壌の位置データを検出する位置データ検出手段と
;さらに、上記測定対象となる土壌の深度データを検出する深度データ検出手段
と;位置データおよび深度データと対にして土壌の光反射スペクトルを得る土壌
の光反射スペクトルを測定する光反射スペクトル測定手段;さらに、上記土壌を
撮像する撮像手段を有し、位置データと対にして土壌の光反射スペクトルおよび
撮像データを得るようにしたので、土壌の撮像データをも得ることができ、この
撮像データを基にさらに精密な圃場管理ができる。
手段」は測定対象となる土壌面65をカラーで撮影するCCDカメラ68である
。
壌の光学特性を測定する精密農業のための土壌の光学特性測定装置であって、上
記観測空間の少なくとも上面を覆うケーシング体と;上記ケーシング体と接続さ
れ、ケーシング体の幅よりも狭い幅ともって土壌を切り開くシャンクと;さらに
、上記測定対象となる土壌の位置データを検出する位置データ検出手段と;上記
土壌の光反射スペクトルを測定する光反射スペクトル測定手段と;位置データと
対にして土壌の光反射スペクトルを得ることを特徴し;さらに、上記測定対象と
なる土壌の深度データを検出する深度データ検出手段と;上記土壌を撮像する撮
像手段を有し、位置データと対にして土壌の光反射スペクトルおよび撮像データ
を得ることを特徴とする土壌の光学特性測定装置にしたので、位置データ及び深
度データをもとにさらに精密な圃場管理ができる。
定する精密農業のための土壌の光学特性測定装置であって、上記観測空間の少な
くとも上面を覆うケーシング体と;上記ケーシング体と接続され、ケーシング体
の幅よりも狭い幅ともって土壌を切り開くシャンクと;さらに、上記測定対象と
なる土壌の位置データを検出する位置データ検出手段と、上記土壌のセンシング
を行なうセンシング手段と、上記センシング手段でセンシングされたセンシング
データの分光を行う分光手段と、上記分光手段で分光された分光データに基づい
て土壌の光学特性を測定する光学特性測定手段と、を有することを特徴とする土
壌の光学特性測定装置にしたので、地上から外乱光の侵入を完全に防止した状態
で精度の良いセンシングデータを得ることができ、しかもこの精度の良いセンシ
ングデータに基づきセンシングデータの分光を行い、さらに分光データに基づい
て土壌の光学特性を測定するので精度の良い土壌の光学特性を測定できる。
状によって、特定波長の反射波について特有の反射強度を示す。そこで特定波長
の反射波を選択的に取り出し、その反射強度を調べる。「分光手段」は、分光部
43である。
る光を投射する光投射手段と;上記光投射手段で投射された光の可視光領域の波
長を有する光を受光する第一の可視光受光手段と;上記光投射手段で投射された
光の近赤外光領域の波長を有する光を受光する第二の近赤外光受光手段と;上記
土壌を撮像する撮像手段で構成したので、土壌の測定に一番適した反射光成分と
土壌の撮影データの組み合わせに基づいて土壌の光学測定ができ、精度の良い土
壌の光学特性を測定できる。
域の波長を有する光を分光する第一の可視光分光手段と;上記近赤外光受光手段
で受光された近赤外光領域の波長を有する光を分光する第二の近赤外光分光手段
とを有するように構成したので、可視光および近赤外光の分光を多チャンネルに
わたって迅速に行うことができ、精度の良い土壌の光学特性が測定できる。
受信手段と;上記撮像データ受信手段で受信された受信データの信頼度を算出す
る信頼度算出手段とを有し、上記光学特性測定手段は上記信頼度算出手段で検出
された信頼度が低い場合は土壌の光学特性の測定をしないように構成したので、
無駄な光学測定を省いて精度の良い効率的な土壌測定ができる。
さをいう。例えば、土壌表面に石が散在していて、土壌観測用のセンサが土壌の
特性信号としては信頼度が低いことになる。信頼度は、「高い」、「低い」、あ
るいは数値で表現される。
のをいう。土壌はシャンクによって切り開かれると地表に盛り上がり土壌が形成
され、かつシャンクの進行方向に溝が形成される。しかし、この溝は外乱光侵入
の原因となって正確な土壌測定ができない。そこで、誘導板を設け、地表に盛り
上がった土壌を溝方向に誘導して溝を埋める。
。
いう。穴の底部に、平滑な土壌面を形成する板であれば、フラットな形状のもの
や曲線を有するものでもよい。
部分に配置されたセンサの観測対象面となるものである。この土壌面が平坦でな
いと正確な土壌測定はできない。
。本発明では装置は土中を進行する。従って、土中進行中、シャンクで切り開か
れた土壌はケーシング体の後部の壁面に付着しようとする。そして、壁面に付着
した土壌はケーシング体内に入り込み、ケーシング体内を土壌で埋めてしまう。
従って、後部に広い壁面は設けず、かつケーシング体内に入った土壌は後方にに
がすようケーシング体の後部に土壌逃し用の開放部を設けたものである。
の大きい土塊があると土壌表面はでこぼこになる。土壌表面がでこぼこであると
、土壌そのものの特性信号得にくい。
測される。
度等をいう。
である。
びに移動型土壌観測車両が適用された土壌観測システムの一実施の形態の概略構
成を示す図である。
図である。
部分の側面図である。
り付け、そのときの明状態の反射強度(R)と暗状態の反射強度(D)を記憶す
る場合の説明図である。
タの信頼性の判定処理の処理手順を示すフローチャートである。
ーチャートである。
、壁面に付着した土壌は装置の下部からセンシング室に入り込み、センシング室
を周囲の土壌で埋めてしまう場合の作用説明図である。
を装置の進行に伴ってこの開口から後方に逃す場合の作用説明図である。
図である。
明図である。
ある。
ある。
55は略円錐形状で断面は円形状であり、第1の土中貫入部55に連設して設け
られた第2の土中貫入部56の断面も円形状である。従って、土域掘削部48は
断面が円形の穴を掘削しつつ土中を進むことになるが、断面が円形なので周囲の
土壌から受ける抵抗が小さく、これによって土中での進行を円滑にし、かつ測定
対象となる土壌の性状を損なわない。すなわち土中上部と第2の土中貫入部56 の間(第2の土中貫入部56の下でかつ第1の土中貫入部55の後部)に、土圧
解放空間が形成され、第1の土中貫入部が土中を掘削することにより生じた土中
圧がこの土圧解放空間で緩衝されるため、より一層正確な土中データを得ること が出来る。換言すれば土中上部の表面は、この土壌掘削部の後部に設けられたセ ンサーで土中表面が正確に検知できるように、より自然なスムーズに準備される 。
Claims (36)
- 【請求項1】 任意深さの土中に観測空間を形成し、連続的かつ実時間で土
壌の光学特性を測定する精密農業のための土壌の光学特性測定装置であって、 上記観測空間の少なくとも上面を覆うケーシング本体と、 上記ケーシング体と接続され、ケーシング体の幅よりも狭い幅ともって土壌を
切り開くシャンクと、 を有することを特徴とする土壌の光学特性測定装置。 - 【請求項2】 請求の範囲第1項記載の土壌の光学特性測定装置であって、
さらに、 上記測定対象となる土壌の位置データを検出する位置データ検出手段と、 上記土壌の光反射スペクトルを測定する光反射スペクトル測定手段と、 位置データと対にして土壌の光反射スペクトルを得ることを特徴とする土壌の
光学特性測定装置。 - 【請求項3】 請求の範囲第2項記載の土壌の光学特性測定装置であって、
さらに、 上記測定対象となる土壌の深度データを検出する深度データ検出手段を有し、
位置データおよび深度データと対にして土壌の光反射スペクトルを得ることを特
徴とする土壌の光学特性測定装置。 - 【請求項4】 請求の範囲第2項記載の土壌の光学特性測定装置であって、
さらに、 上記土壌を撮像する撮像手段を有し、位置データと対にして土壌の光反射スペ
クトルおよび撮像データを得ることを特徴とする土壌の光学特性測定装置。 - 【請求項5】 請求の範囲第2項記載の土壌の光学特性測定装置であって、
さらに、 上記測定対象となる土壌の深度データを検出する深度データ検出手段と、 上記土壌を撮像する撮像手段を有し、位置データと対にして土壌の光反射スペ
クトルおよび撮像データを得ることを特徴とする土壌の光学特性測定装置。 - 【請求項6】 請求の範囲第1項記載の土壌の光学特性測定装置であって、
さらに、 上記測定対象となる土壌の位置データを検出する位置データ検出手段と、 上記土壌のセンシングを行なうセンシング手段と、 上記センシング手段でセンシングされたセンシングデータの分光を行う分光手
段と、 上記分光手段で分光された分光データに基づいて土壌の光学特性を測定する光
学特性測定手段と、 を有することを特徴とする土壌の光学特性測定装置。 - 【請求項7】 請求の範囲第6項記載の土壌の光学特性測定装置であって、
センシング手段は、 可視光および近赤外光領域の波長を有する光を投射する光投射手段と、 上記光投射手段で投射された光の可視光領域の波長を有する光を受光する第一
の可視光受光手段と、 上記光投射手段で投射された光の近赤外光領域の波長を有する光を受光する第
二の近赤外光受光手段と、 上記土壌を撮像する撮像手段と、 を有することを特徴とする土壌の光学特性測定装置。 - 【請求項8】 請求の範囲第7項記載の土壌の光学特性測定装置であって、
上記分光手段は、 上記可視光受光手段で受光きれた可視光領域の波長を有する光を分光する第一
の可視光分光手段と、 上記近赤外光受光手段で受光された近赤外光領域の波長を有する光を分光する
第二の近赤外光分光手段と、 を有することを特徴とする土壌の光学特性測定装置。 - 【請求項9】 請求の範囲第7項記載の土壌の光学特性測定装置であって、
さらに、 上記撮像手段で撮像された撮像データを受信する撮像データ受信手段と、 上記撮像データ受信手段で受信された受信データの信頼度を算出する信頼度算
出手段とを有し、上記光学特性測定手段は上記信頼度算出手段で検出された信頼
度が低い場合は土壌の光学特性の測定をしないことを特徴とする土壌の光学特性
測定装置。 - 【請求項10】 請求の範囲第9項記載の土壌の光学特性測定装置であって
、さらに、 上記信頼度を算出する信頼度算出手段は、土壌表面へ、スリット照明すること
を特徴とする土壌の光学特性測定装置。 - 【請求項11】 請求の範囲第7項記載の土壌の光学特性測定装置であって
、さらに、 上記撮像手段で撮像された撮像データを受信する撮像データ受信手段と、 上記撮像データ受信手段で受信された受信データの信頼度を算出する信頼度算
出手段とを有し、検出された信頼度を算出部に保管することを特徴とする土壌の
光学特性測定装置。 - 【請求項12】 請求の範囲第11項記載の土壌の光学特性測定装置であっ
て、さらに、 上記信頼度を算出する信頼度算出手段は、土壌表面へスリット照明することを
特徴とする土壌の光学特性測定装置。 - 【請求項13】 請求の範囲第7項記載の土壌の光学特性測定装置であって
、さらに、 上記土壌の温度を検出する温度検出手段を有することを特徴とする土壌の光学
特性測定装置。 - 【請求項14】 任意深さの土中に観測空間を形成し、連続的かつ実時間で
土壌の光学特性を測定する精密農業のための土壌の光学特性測定装置であって、 上記任意深さの土中にあって、地表面と平行な方向に土壌を掘削する土壌掘削
部と、 上記観測空間の少なくとも上面を覆うケーシング体と、 上記土壌のセンシングを行なうセンシング手段と 上記ケーシング体と接続され、ケーシング体の幅よりも狭い幅でもって土壌を
切り開くシャンクと、 上記シャンクによって切り開かれることにより地表に盛り上がった土壌を、シ
ャンクによって切り開かれて形成された溝方向に誘導する一対の誘導板と、 を有することを特徴とする土壌の光学特性測定装置。 - 【請求項15】 請求の範囲第14項記載の土壌の光学特性測定装置であっ
て、さらに、 上記土壌掘削部の先端部にあって、断面が略円筒形の穴をあける土中貫入部と
、 上記センシング部の前面側に取り付けられて上記土中貫入部によってあけられ
た穴の底部に、平滑な土壌測定面を形成する均平板と、 を有することを特徴とする土壌の光学特性測定装置。 - 【請求項16】 請求の範囲第14項記載の土壌の光学特性測定装置であっ
て、さらに、 上記センシング部の後部には開口が設けられ、センシング部内部に侵入した土
壌を後方に逃がすことを特徴とする土壌の光学特性測定装置。 - 【請求項17】 請求の範囲第14項記載の土壌の光学特性測定装置であっ
て、上記シャンクは、上記土壌掘削部の上部に装置の進行方向とは反対側にわず
かに傾斜して地上面側に突出するよう取り付けられ、土中を掘削する先端部は鋭
角に構成されていることを特徴とする土壌の光学特性測定装置。 - 【請求項18】 土壌中をほぼ水平に移動しつつ土壌を観測する精密農業用
の土壌観測装置であって、 土壌観測用のセンサと、 上記センサが土壌を観測するための空間である土壌観測空間の少なくとも上側
と両側部を覆ってなるセンサ用ケーシング体と、 上記センサ用ケーシング体の前部分に配置されて、土壌観測装置の土壌中の移
動に伴って土壌を掘削する土壌掘削部と、 上記センサ用ケーシング体の上部に接続されて上記センサ用ケーシング体を保
持すると共に、ほぼ水平に移側する際に土壌を切り開くためのV型の楔状部分を
土壌との接触面の少なくとも一部に有するシャンクと、を備え上記シャンクの幅
が上記センサ用ケーシング体の幅よりも狭いことを特徴とする土壌観測装置。 - 【請求項19】 請求の範囲第18項記載の土壌の光学特性測定装置であっ
て、 上記センサは上記センサ用ケーシング体内で下方に検出方向を向けて保持され
ていると共に、 センサ用ケーシング体の後側とセンサの下側には連結して開放された部分があ
り、 上記ケーシング体の後側の開放部分は、上記土壌掘削部によって切り開かれた
土壌が詰まることなく侵入するのに十分な大きさを有し、 上記センサによる観測範囲に上記後側の開放部分から侵入する土壌が入ること
のない程度に十分に上記後側の開放部分から遠い位置に上記センサが保持されて
いることを特徴とする土壌観測装置。 - 【請求項20】 請求の範囲第19項記載の土壌の光学特性測定装置であっ
て、さらに、 上記下側の開放部分のセンサによる観測範囲よりも前方には、上記センサ用ケ
ーシング体の前部で切り開かれた土壌表面を平坦化するための均平板が、下方に
土壌との接触面を向けてセンサー用ケーシング体に保持されていることを特徴と
する土壌観測装置。 - 【請求項21】 請求の範囲第19項記載の土壌の光学特性測定装置であっ
て、 上記土壌掘削部は、ほぼ円形の断面を有していて、土壌中にほぼ円形の貫通穴
を開けると共に、上記均平板は貫通穴の壁面のー部を崩して、貫通穴の底面をほ
ぼ平坦に埋めるものであることを特徴とする土壌観測装置。 - 【請求項22】 土壌を観測する精密農業用の土壌観測装置であって、 土壌観測用の照明装置と、 上記照明装置による照明光を用いて土壌を観測するための第一の2次元撮像装
置と、 上記2次元撮像装置の撮像対象領域となっている土壌部分を観測して、観測し
た土壌の成分に応じた信号を出力する土壌観測用のセンサと、 上記第一の2次元撮像装置によって撮像された土壌表面の画像を処理して土壌
表面の凹凸状態を表す特徴量を生成する第一の特徴量生成手段と、 上記第一の特徴量生成手段によって生成された特徴量に基づいて上記センサが
出力する信号の信頼度を算出して出力する信頼度算出手段と、 を備えることを特徴とする土壌観測装置。 - 【請求項23】 請求の範囲第22項記載の土壌の光学特性測定装置であっ
て、さらに、 上記信頼度を算出する信頼度算出手段は、土壌表面へ、スリット照明すること
を特徴とする土壌の光学特性測定装置。 - 【請求項24】 土壌面を観測する精密農業用の土壌観測装置であって、 土壌観測用の照明装置と、 上記照明装置による照明光を用いて土壌を観測するための2次元撮像装置と、 上記2次元撮像装置によって撮像された土壌表面の画像を処理して土壌表面の
凹凸状態を表す特徴量を生成する特徴量生成手段と、 上記2次元撮像装置によって撮像された土壌表面のカラー画像を処理して、土
壌からの反射光について複数の波長帯について各波長帯ごとの土壌光学特性情報
を得るマルチチャネル情報生成手段と、 上記マルチチャネル情報生成手段が出力する情報の信頼度を上記特徴量生成手
段によって生成された特徴量に基づいて算出して出力する信頼度算出手段と、 を備えることを特徴とする土壌観測装置。 - 【請求項25】 請求の範囲第24項記載の土壌の光学特性測定装置であっ
て、 上記信頼度を算出する信頼度算出手段は、土壌表面へ、スリット照明すること
を特徴とする土壌観測装置。 - 【請求項26】 土壌を観測する精密農業用の土壌観測装置であって、 土壌観測用の照明装置と、 上記照明装置による照明光を用いて土壌を観測するための第一の2次元撮像装
置と、 上記撮像装置の撮像対象領域となっている土壌部分を観測して、観測した土壌
の成分に応じた信号を出力する土壌観測用のセンサと、 上記2次元撮像装置によって撮像された土壌表面の画像に基づいて土壌の構成
を検知する土壌構造検出手段と、 を備えることを特徴とする土壌観測装置。 - 【請求項27】 土壌中をほぼ水平に移動しつつ土壌を観測する精密農業用
の土壌観測装置であって、 土壌観測用の照明装置と、 上記照明装置による照明光を用いて土壌を観測するための2次元撮像装置と、 上記2次元撮像装置の撮像対象領域となっている土壌部分を観測して、観測し
た土壌の成分に応じた信号を出力する土壌観測用のセンサと、 上記2次元撮像装置によって撮像された土壌表面の画像を処理して土壌表面の
凹凸状態を表す特徴量を生成する特徴量生成手段と、 上記特徴量生成手段によって生成された特徴量に基づいて、上記センサが出力
する信号の信頼度を算出して出力する信頼度算出手段と、 上記センサと上記2次元撮像装置とが土壌を観測するための空間である土壌観
測空間の少なくとも上側と両側部を覆ってなるセンサ用ケーシング体と、 上記センサ用ケーシング体の前部分に配置されて、土壌観測装置の土壌中の移
動に伴って土壌を掘削する土壌掘削部と、 上記センサ用ケーシング体の上部に接続されてセンサ用ケーシング体を保持す
ると共に、ほぼ水平に移動する際に土壌を切り開くための楔状部分を土壌接触面
の少なくともー部に有するシャンクと、 上記シャンクによって切り開かれることにより地表に盛り上がった土壌を、シ
ャンクによって切り開かれて形成された溝方向に誘導する一対の誘導板と、 を備えたことを特徴とする土壌観測装置。 - 【請求項28】 請求の範囲第27項記載の土壌観測装置であって、 上記信頼度を算出する信頼度算出手段は、土壌表面へ、スリット照明すること
を特徴とする土壌観測装置。 - 【請求項29】 土壌中をほぼ水平に移動しつつ土壌を観測する精密農業用
の土壌観測装置であって、 土壌観測用の照明装置と、 上記照明装置による照明光を用いて土壌を観測するための2次元撮像装置と、 上記2次元撮像装置の撮像対象領域となっている土壌部分を観測して、観測し
た土壌の成分に応じた信号を出力する土壌観測用のセンサと、 上記2次元撮像装置によって撮像された土壌表面の画像を処理して土壌表面の
凹凸状態を表す特徴量を生成する特徴量生成手段と、 上記センサと上記2次元撮像装置とが土壌を観測するための空間である土壌観
測空間の少なくとも上側と両側部を覆ってなるセンサ用ケーシング体と、 上記センサ用ケーシング体の前部分に配置されて、土壌観測装置の土壌中の移
動に伴って土壌を掘削する土壌掘削部と、 上記センサ用ケーシング体の上部に接続されてセンサ用ケーシング体を保持す
ると共に、ほぼ水平に移動する際に土壌を切り開くための楔状部分を土壌接触面
の少なくともー部に有するシャンクと、 上記シャンクによって切り開かれることにより地表に盛り上がった土壌を、シ
ャンクによって切り開かれて形成された溝方向に誘導する一対の誘導板と、 を備えたことを特徴とする土壌観測装置。 - 【請求項30】 土壌を観測する精密農業用の土壌観測システムであり、該
システムは、土壌中をほぼ水平に移動しつつ土壌を観測する精密農業用の土壌観
測装置を有し、この土壌観測装置が、 土壌観測用のセンサと、 上記センサが土壌を観測するための空間である土壌観測空間の少なくとも上側
と両側部を覆ってなるセンサ用ケーシング体と、 上記センサ用ケーシング体の前部分に配置されて、土壌観測装置の土壌中の移
動に伴って土壌を掘削する土壌掘削部と、 上記センサ用ケーシング体の上部に接続されて上記センサ用ケーシング体を保
持すると共に、ほぼ水平に移側する際に土壌を切り開くためのV型の楔状部分を
土壌との接触面の少なくとも一部に有するシャンクであり、上記シャンクの幅が
上記センサ用ケーシング体の幅よりも狭いシャンク、とを有する土壌観測装置で
あり、さらに上記土壌観測システムは、 現在位置の情報を取得する現在位置情報取得装置と、 上記土壌観測装置の出力する情報と上記現在位置情報取得装置の出力する情報
を対応づけて記録する記録手段と、 を備えることを特徴とする土壌観測システム。 - 【請求項31】 請求の範囲第30項の土壌観測システムにおいて、さらに
上記記録手段からのデータを送信する送信手段を備えることを特徴とする土壌観
測システム。 - 【請求項32】 土壌観測システムを搭載して地表を移動可能な移動型土壌
観測車両であって、該システムは、土壌中をほぼ水平に移動しつつ土壌を観測す
る精密農業用の土壌観測装置を有し、この土壌観測装置が、 土壌観測用のセンサと、 上記センサが土壌を観測するための空間である土壌観測空間の少なくとも上側
と両側部を覆ってなるセンサ用ケーシング体と、 上記センサ用ケーシング体の前部分に配置されて、土壌観測装置の土壌中の移
動に伴って土壌を掘削する土壌掘削部と、 上記センサ用ケーシング体の上部に接続されて上記センサ用ケーシング体を保
持すると共に、ほぼ水平に移側する際に土壌を切り開くためのV型の楔状部分を
土壌との接触面の少なくとも一部に有するシャンクであり、上記シャンクの幅が
上記センサ用ケーシング体の幅よりも狭いシャンク、とを有する土壌観測装置で
あり、さらに上記土壌観測システムは、 現在位置の情報を取得する現在位置情報取得装置と、 上記土壌観測装置の出力する情報と上記現在位置情報取得装置の出力する情報
を対応づけて記録する記録手段とを有したシステムを備えていることを特徴とす
る移動型土壌観測車両。 - 【請求項33】 精密農業用の地表を移動可能な移動型土壌観測車両であっ
て、該システムは、土壌中をほぼ水平に移動しつつ土壌を観測する精密農業用の
土壌観測するために用いられ、この土壌観測装置が、 土壌観測用のセンサと、 上記センサが土壌を観測するための空間である土壌観測空間の少なくとも上側
と両側部を覆ってなるセンサ用ケーシング体と、 上記センサ用ケーシング体の前部分に配置されて、土壌観測装置の土壌中の移
動に伴って土壌を掘削する土壌掘削部と、 上記センサ用ケーシング体の上部に接続されて上記センサ用ケーシング体を保 持すると共に、ほぼ水平に移側する際に土壌を切り開くためのV型の楔状部分
を土壌との接触面の少なくとも一部に有するシャンクであり、上記シャンクの幅
が上記センサ用ケーシング体の幅よりも狭いシャンク、とを有する土壌観測装置
であり、さらに上記土壌観測車両は、 現在位置の情報を取得する現在位置情報取得装置と、 測定対象となる土壌の深度データを検出する深度データ検出手段と、 上記土壌観測装置の出力する情報と上記現在位置情報取得装置の出力する情報
を対応づけて記録する記録手段とを有することを特徴とする土壌観測車両。 - 【請求項34】 請求の範囲第33項の土壌観測車両において、上記深度デ
ータ検出手段は該車両に取り付けられた上記シャンクの車両側根元に回動可能に
取り付けられ、先端の自由転輪が地表に接触して回転可能なアームを備え、上記
深度データ検出手段は、上記アームの設置角度の計測結果に基づいて観測対象の
土壌面の深さを算出することを特徴とする土壌観測車両。 - 【請求項35】 土壌中をほぼ水平に移動しつつ土壌を観測する精密農業用
の土壌観測装置であって、 土壌観測用の照明装置と、 上記照明装置による照明光を用いて土壌を観測するための2次元撮像装置と、 上記2次元撮像装置の撮像対象領域となっている土壌部分を観測して、観測し
た土壌の成分に応じた信号を出力する土壌観測用のセンサと、 を具備し、上記署名装置、撮像装置、およびセンサとが同一の土壌表面範囲に
向かって配置され該同一の土壌表面範囲に関するデータを得られるように構成さ
れていることを特徴とする土壌観測装置。 - 【請求項36】 請求の範囲第35項の精密農業用の土壌観測装置において
、土壌表面上の異常を検知することができる土壌観測装置。
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