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JP7030608B2 - Phosphorescent clip and plant cultivation system using phosphorescent clip - Google Patents

Phosphorescent clip and plant cultivation system using phosphorescent clip Download PDF

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JP7030608B2
JP7030608B2 JP2018088082A JP2018088082A JP7030608B2 JP 7030608 B2 JP7030608 B2 JP 7030608B2 JP 2018088082 A JP2018088082 A JP 2018088082A JP 2018088082 A JP2018088082 A JP 2018088082A JP 7030608 B2 JP7030608 B2 JP 7030608B2
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phosphorescent
clip
cultivated
cultivated plant
plant
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雅彦 安井
麻子 片岡
貴康 玉置
雄一 米津
康之 片桐
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特許法第30条第2項適用 1.発行者名 国立大学法人千葉大学 刊行物名 千葉大学 大学院園芸学研究科 環境園芸学専攻 生物資源科学コース 生物生産環境学領域 平成29年度修士論文審査発表会講演要旨集 発行年月日 平成30年2月14日 2.集会名 千葉大学 大学院園芸学研究科 環境園芸学専攻 生物資源科学コース 生物生産環境学領域 平成29年度修士論文審査発表会 開催場所 国立大学法人千葉大学 松戸キャンパス E棟103号室(千葉県松戸市松戸648) 開催日 平成30年2月14日 3.発行者名 国立大学法人千葉大学 刊行物名 千葉大学 園芸学部 園芸学科 平成29年度生物生産環境学プログラム 卒業論文発表会講演要旨集 発行年月日 平成30年2月16日 4.集会名 千葉大学 園芸学部 園芸学科 平成29年度生物生産環境学プログラム 卒業論文発表会 開催場所 国立大学法人千葉大学 松戸キャンパス E棟103号室(千葉県松戸市松戸648) 開催日 平成30年2月16日Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Law 1. Publisher name Chiba University Publication name Chiba University Graduate School of Horticulture Department of Environmental Horticulture Bioresource Science Course Biological Production Environmental Studies 2017 Master's Thesis Review Presentation Abstracts Publication Date 2018 2 14th of March 2. Meeting name Chiba University Graduate School of Horticulture Department of Environmental Horticulture Bioresource Science Course Biological Production Environmental Studies 2017 Master's Thesis Examination Presentation Venue Chiba University Matsudo Campus Room E Room 103 (648 Matsudo, Matsudo City, Chiba Prefecture) ) Date February 14, 2018 3. Publisher name Chiba University Publication name Chiba University Faculty of Horticulture Department of Horticulture 2017 Bioproduction Environmental Studies Program Graduation Thesis Presentation Abstracts Publication Date February 16, 2018 4. Meeting name Chiba University Faculty of Horticulture Department of Horticulture 2017 Bioproduction Environmental Studies Program Graduation Thesis Presentation Venue Chiba University Matsudo Campus Room E Room 103 (648, Matsudo, Matsudo City, Chiba Prefecture) Date February 16, 2018

本発明は、栽培植物に取り付けられるクリップと、クリップを用いた植物栽培システムに関する。 The present invention relates to a clip attached to a cultivated plant and a plant cultivation system using the clip.

例えば特許文献1に、栽培植物(文献では「観察対象植物3」)に取り付けられるクリップ(文献では「基点標識8」)が開示されている。クリップには目印となる基点記号(文献では符号「10」)が備えられている。 For example, Patent Document 1 discloses a clip (“base point label 8” in the literature) attached to a cultivated plant (“observation target plant 3” in the literature). The clip is provided with a reference point symbol (reference numeral "10" in the literature) as a mark.

特開2015-202056号公報JP-A-2015-202056

しかし、クリップの基点記号は、距離が離れるほど視認が難しくなるため、クリップの視認に基づく観察は、栽培植物が生長するほど部分観察になりがちとなる。また、栽培植物の生長に伴って栽培植物の枝葉が繁茂状態になると、クリップの基点記号は、更に視認し難くなる。このことから、栽培植物の全体観察を行う場合、栽培植物が生長するほど、クリップを用いた栽培植物の観察が難しくなる。 However, since the base point symbol of the clip becomes more difficult to visually recognize as the distance increases, the observation based on the visual recognition of the clip tends to be a partial observation as the cultivated plant grows. Further, when the branches and leaves of the cultivated plant become overgrown with the growth of the cultivated plant, the base point symbol of the clip becomes more difficult to see. From this, when observing the whole cultivated plant, it becomes more difficult to observe the cultivated plant using the clip as the cultivated plant grows.

上述した実情に鑑みて、本発明は、栽培植物に取り付けられた状態で、離れた距離からでも容易に認識し易いクリップを提供することにある。 In view of the above-mentioned circumstances, the present invention is to provide a clip that is easily recognized even from a distant distance while being attached to a cultivated plant.

本発明によるクリップは、
栽培植物に取り付けられるクリップであって、本体の表面の少なくとも一部に蓄光性を有し、前記栽培植物の茎と、前記茎を誘引するための誘引体と、の両方に係止する誘引クリップであることを特徴とする。
The clip according to the present invention
A clip attached to a cultivated plant, which has a phosphorescent property on at least a part of the surface of the main body and is engaged to both the stem of the cultivated plant and the attractant for attracting the stem. It is characterized by being.

本発明によると、クリップが蓄光性を有するため、栽培植物が光を受けない状態でクリップが発光する。このため、距離が離れた場合や栽培植物の枝葉が繁茂した場合であっても、蓄光性を有さないクリップよりも視認が容易となる。このことから、栽培植物が生長しても、クリップの視認に基づく栽培植物の全体観察が容易になる。その結果、栽培植物に取り付けられた状態で、離れた距離からでも容易に認識し易いクリップが実現される。
また、本発明では、蓄光クリップの用途が誘引クリップと兼用される構成であるため、蓄光クリップが誘引クリップと別々の構成になる場合と比較して、栽培植物の管理者が栽培植物にクリップを取り付ける手間が簡略化される。
According to the present invention, since the clip has a phosphorescent property, the clip emits light in a state where the cultivated plant does not receive light. Therefore, even when the distance is long or the branches and leaves of the cultivated plant are overgrown, it is easier to see than the clip having no phosphorescent property. From this, even if the cultivated plant grows, it becomes easy to observe the whole cultivated plant based on the visual recognition of the clip. As a result, a clip that can be easily recognized even from a distance is realized while being attached to a cultivated plant.
Further, in the present invention, since the purpose of the phosphorescent clip is also used as the attracting clip, the manager of the cultivated plant attaches the clip to the cultivated plant as compared with the case where the phosphorescent clip has a different configuration from the attracting clip. The time and effort to install is simplified.

本発明によるクリップの構成において、
前記本体の表面の少なくとも一部が、蓄光体で構成されていると好適である。
In the configuration of the clip according to the present invention
It is preferable that at least a part of the surface of the main body is composed of a phosphorescent body.

本構成であれば、本体に蓄光性の物質が混合される構成となるため、蓄光材が被覆される構成と比較して、蓄光性が長期間に亘って持続する。 In this configuration, since the main body is mixed with a phosphorescent substance, the phosphorescent property is maintained for a long period of time as compared with the configuration in which the phosphorescent material is coated.

本発明によるクリップの構成において、
前記本体の表面の少なくとも一部が、蓄光材によって被覆されていると好適である。
In the configuration of the clip according to the present invention
It is preferable that at least a part of the surface of the main body is covered with a phosphorescent material.

本構成であると、例えば本体に蓄光性塗料の塗膜が被覆される構成であるため、容易に蓄光クリップを構成できる。 With this configuration, for example, since the main body is coated with a coating film of a phosphorescent paint, a phosphorescent clip can be easily configured.

本発明に係る蓄光クリップは、蓄光クリップを用いた植物栽培システムにも適用可能であり、その場合の植物栽培システムは、
栽培植物の果房の近傍に取り付けられ、本体の表面の少なくとも一部に蓄光性を有する複数の蓄光クリップと、
前記蓄光クリップが含まれる前記栽培植物に照射光を照射する照射体と、
前記蓄光クリップが含まれる前記栽培植物を撮像する撮像手段と、
前記栽培植物における前記蓄光クリップの位置を検出可能な検出部と、が備えられ、
前記蓄光クリップは、前記照射体の照射によって蓄光し、
前記撮像手段は、前記照射体の照射が終了した状態、かつ、前記蓄光クリップが蓄光した状態で前記栽培植物を撮像することを特徴とする。
The phosphorescent clip according to the present invention can also be applied to a plant cultivation system using the phosphorescent clip, and the plant cultivation system in that case is
Multiple phosphorescent clips that are attached near the fruit clusters of cultivated plants and have phosphorescent properties on at least a part of the surface of the main body.
An irradiator that irradiates the cultivated plant containing the phosphorescent clip with irradiation light,
An imaging means for imaging the cultivated plant including the phosphorescent clip, and
A detector capable of detecting the position of the phosphorescent clip in the cultivated plant is provided.
The phosphorescent clip is phosphorescent by the irradiation of the irradiator.
The imaging means is characterized in that the cultivated plant is imaged in a state where the irradiation of the irradiating body is completed and in a state where the phosphorescent clip is phosphorescent.

本発明によると、蓄光クリップが果房の近傍に取り付けられ、蓄光クリップが照射体によって蓄光される構成となっている。このため、蓄光クリップが発光した状態で撮像され、蓄光クリップの位置が検出可能となる。また、蓄光クリップは電気による発光ではないため、電池等の電源を管理する必要が無く、栽培植物に対する取付けや保守が容易である。これにより、栽培植物の果房の位置検出がシステムとして可能となり、植物栽培システムにおける果房位置の観察が可能となる。
また、本発明であれば、照射体の照射が終了した状態で蓄光クリップが発光するため、撮像手段は栽培植物や果房よりも明るい蓄光クリップを撮像可能となる。これにより、蓄光クリップの位置検出が容易になる。
According to the present invention, the phosphorescent clip is attached in the vicinity of the fruit bunch, and the phosphorescent clip is phosphorescentized by the illuminating body. Therefore, the image is taken in a state where the phosphorescent clip emits light, and the position of the phosphorescent clip can be detected. Further, since the phosphorescent clip does not emit light by electricity, it is not necessary to manage the power source of a battery or the like, and it is easy to install and maintain it on a cultivated plant. As a result, the position of the fruit cluster of the cultivated plant can be detected as a system, and the position of the fruit cluster in the plant cultivation system can be observed.
Further , according to the present invention , since the phosphorescent clip emits light when the irradiation of the irradiator is completed, the imaging means can image the phosphorescent clip brighter than the cultivated plant or the fruit bunch. This facilitates position detection of the phosphorescent clip.

本発明の植物栽培システムは、
栽培植物の果房の近傍に取り付けられ、本体の表面の少なくとも一部に蓄光性を有する複数の蓄光クリップと、
前記蓄光クリップが含まれる前記栽培植物に照射光を照射する照射体と、
前記蓄光クリップが含まれる前記栽培植物を撮像する撮像手段と、
前記栽培植物における前記蓄光クリップの位置を検出可能な検出部と、が備えられ、
前記撮像手段は、複数の前記栽培植物を撮像し、
夫々の前記蓄光クリップは、夫々の前記栽培植物ごとに同じ発光色となるように前記栽培植物に複数取り付けられ、かつ、隣接する前記栽培植物に取り付けられた前記蓄光クリップと異なる発光色となるように構成されることを特徴とする。
The plant cultivation system of the present invention is
Multiple phosphorescent clips that are attached near the fruit clusters of cultivated plants and have phosphorescent properties on at least a part of the surface of the main body.
An irradiator that irradiates the cultivated plant containing the phosphorescent clip with irradiation light,
An imaging means for imaging the cultivated plant including the phosphorescent clip, and
A detector capable of detecting the position of the phosphorescent clip in the cultivated plant is provided.
The imaging means captures a plurality of the cultivated plants and obtains images.
A plurality of the phosphorescent clips are attached to the cultivated plant so as to have the same emission color for each of the cultivated plants, and the emission color is different from the phosphorescence clips attached to the adjacent cultivated plants. It is characterized by being composed of.

本発明によると、蓄光クリップが果房の近傍に取り付けられ、蓄光クリップが照射体によって蓄光される構成となっている。このため、蓄光クリップが発光した状態で撮像され、蓄光クリップの位置が検出可能となる。また、蓄光クリップは電気による発光ではないため、電池等の電源を管理する必要が無く、栽培植物に対する取付けや保守が容易である。これにより、栽培植物の果房の位置検出がシステムとして可能となり、植物栽培システムにおける果房位置の観察が可能となる。
また、本発明であれば、栽培植物の株毎に異なる発光色の蓄光クリップが取り付けられるため、検出部は複数の株毎に蓄光クリップを判別可能となる。また、同一発光色の蓄光クリップが同一の株に取り付けられる構成であるため、同一株における果房同士の位置関係の検出が可能と共に、複数の株における果房同士の位置関係の検出が一度に可能となる。
According to the present invention, the phosphorescent clip is attached in the vicinity of the fruit bunch, and the phosphorescent clip is phosphorescentized by the illuminating body. Therefore, the image is taken in a state where the phosphorescent clip emits light, and the position of the phosphorescent clip can be detected. Further, since the phosphorescent clip does not emit light by electricity, it is not necessary to manage the power source of a battery or the like, and it is easy to install and maintain it on a cultivated plant. This makes it possible to detect the position of the fruit cluster of the cultivated plant as a system, and to observe the position of the fruit cluster in the plant cultivation system.
Further, according to the present invention , since the phosphorescent clips having different emission colors are attached to each strain of the cultivated plant, the detection unit can discriminate the phosphorescent clips for each of a plurality of strains. In addition, since the phosphorescent clips of the same emission color are attached to the same strain, it is possible to detect the positional relationship between the fruit bunches in the same strain and to detect the positional relationship between the fruit bunches in a plurality of strains at once. It will be possible.

本発明の植物栽培システムは、
栽培植物の果房の近傍に取り付けられ、本体の表面の少なくとも一部に蓄光性を有する複数の蓄光クリップと、
前記蓄光クリップが含まれる前記栽培植物に照射光を照射する照射体と、
前記蓄光クリップが含まれる前記栽培植物を撮像する撮像手段と、
前記栽培植物における前記蓄光クリップの位置を検出可能な検出部と、が備えられ、
前記栽培植物のうち、前記果房の近傍に取り付けられた夫々の前記蓄光クリップの離間距離に基づいて、前記栽培植物の生育指標を算出する生育診断部が更に備えられていることを特徴とする。
The plant cultivation system of the present invention is
Multiple phosphorescent clips that are attached near the fruit clusters of cultivated plants and have phosphorescent properties on at least a part of the surface of the main body.
An irradiator that irradiates the cultivated plant containing the phosphorescent clip with irradiation light,
An imaging means for imaging the cultivated plant including the phosphorescent clip, and
A detector capable of detecting the position of the phosphorescent clip in the cultivated plant is provided.
Among the cultivated plants, a growth diagnosis unit for calculating a growth index of the cultivated plant is further provided based on the separation distance of each of the phosphorescent clips attached in the vicinity of the fruit bunch . ..

本発明によると、蓄光クリップが果房の近傍に取り付けられ、蓄光クリップが照射体によって蓄光される構成となっている。このため、蓄光クリップが発光した状態で撮像され、蓄光クリップの位置が検出可能となる。また、蓄光クリップは電気による発光ではないため、電池等の電源を管理する必要が無く、栽培植物に対する取付けや保守が容易である。これにより、栽培植物の果房の位置検出がシステムとして可能となり、植物栽培システムにおける果房位置の観察が可能となる。
また、本発明であれば、果房間の長さに基づいて栄養生長及び生殖生長の度合いを算出可能となる。このため、栽培植物の収量予測等が高精度で可能となる。
According to the present invention, the phosphorescent clip is attached in the vicinity of the fruit bunch, and the phosphorescent clip is phosphorescentized by the illuminating body. Therefore, the image is taken in a state where the phosphorescent clip emits light, and the position of the phosphorescent clip can be detected. Further, since the phosphorescent clip does not emit light by electricity, it is not necessary to manage the power source of a battery or the like, and it is easy to install and maintain it on a cultivated plant. This makes it possible to detect the position of the fruit cluster of the cultivated plant as a system, and to observe the position of the fruit cluster in the plant cultivation system.
Further , according to the present invention , the degree of vegetative growth and reproductive growth can be calculated based on the length between fruit clusters. Therefore, it is possible to predict the yield of cultivated plants with high accuracy.

栽培施設の内部全体を示す平面図である。It is a top view which shows the whole inside of a cultivation facility. 栽培施設の内部全体を示す側面図である。It is a side view which shows the whole inside of a cultivation facility. 栽培施設の広域撮像領域の撮像を示す平面図である。It is a top view which shows the imaging of the wide area imaging area of a cultivation facility. 栽培施設の広域撮像領域の撮像を示す側面図である。It is a side view which shows the imaging of the wide area imaging area of a cultivation facility. 栽培施設の群落撮像領域の撮像を示す平面図である。It is a top view which shows the imaging of the community imaging area of a cultivation facility. 栽培施設の群落撮像領域の撮像を示す側面図である。It is a side view which shows the imaging of the community imaging area of a cultivation facility. 植物栽培システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a plant cultivation system. 二点間の距離のキャリブレーションを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the calibration of the distance between two points. 生育段階に対応したキャリブレーションを示す図である。It is a figure which shows the calibration corresponding to the growth stage. 被覆率を示す平面図である。It is a top view which shows the coverage. 傾斜被覆率を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the inclined coverage. 栽培植物の草丈の算出のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of calculation of the plant height of a cultivated plant. 画像データの座標変換及び草丈の算出を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the coordinate transformation of an image data and the calculation of a plant height. 草丈の算出のヒストグラムを示すグラフ図である。It is a graph which shows the histogram of the calculation of the plant height. 栽培施設における照射体の照射を示す平面図である。It is a top view which shows the irradiation of the irradiation body in a cultivation facility. 栽培施設における照射体の照射を示す側面図である。It is a side view which shows the irradiation of the irradiation body in a cultivation facility. 照射体の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of an irradiator. 栽培植物の果房と蓄光クリップとを示す側面図である。It is a side view which shows the fruit cluster of a cultivated plant and a phosphorescent clip. 栽培用クリップの構成を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of the clip for cultivation. 果房間の距離の算出のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of calculation of the distance between fruit clusters. 葉面積指数の算出のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of the calculation of a leaf area index. 葉面積指数の算出で区切られた領域を示す栽培植物の側面図である。It is a side view of a cultivated plant which shows the area divided by the calculation of a leaf area index. 生育段階に応じた算出項目のタイムチャートを示す図である。It is a figure which shows the time chart of the calculation item according to a growth stage. 水ストレス算定部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a water stress calculation part. 水ストレス状態の指標の推移を時系列で示すグラフ図である。It is a graph which shows the transition of the index of a water stress state in time series. 葉面積に基づく水ストレス状態の指標化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the index of the water stress state based on the leaf area. 葉の広がりに基づく水ストレス状態の指標化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the index of the water stress state based on the spread of a leaf. 高周波成分に基づく水ストレス状態の指標化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the index of the water stress state based on a high frequency component. 枝葉の位置及び形状に基づく水ストレス状態の指標化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the index of the water stress state based on the position and shape of a branch and a leaf. 茎や枝の曲率に基づく水ストレス状態の指標化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the index of the water stress state based on the curvature of a stem and a branch. 栽培植物の集合体の草丈に基づく水ストレス状態の指標化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the index of the water stress state based on the plant height of the aggregate of cultivated plants. 果房の高さ位置に基づく水ストレス状態の指標化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the index of the water stress state based on the height position of a fruit bunch. 蓄光クリップの別実施形態を説明するためのグラフ図である。It is a graph for demonstrating another embodiment of a phosphorescent clip.

〔全体構成〕
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、図1に示されているような園芸施設1に、栽培植物を植えるための畝A(1)~A(8)が縦横に並ぶ状態で設けられている。夫々の畝Aの間は栽培植物の管理者が通行可能な通路となっている。園芸施設1は、例えばビニールハウスであったり、太陽光利用型の植物工場であったりする。夫々の畝Aは、例えば無孔性親水性フィルムで構成され、夫々の畝Aに、栽培植物として、例えばトマトが植えられる。図1及び図2に示されるように、園芸施設1の内部のうち、栽培植物が植えられる畝Aの上方に、撮像手段としての八台の定点カメラCaと、六個の照射体Lと、が天井から吊り下げられた状態で備えられている。夫々の定点カメラCaは、例えばCCD素子やCMOS素子を有し、肉眼で視覚可能な可視光を撮像可能なように構成され、撮像画像としての撮像データVを生成する。また、夫々の定点カメラCaは、回転自在に撮像アングルを変更できるように構成されている。なお、定点カメラCaの数と、照射体Lの数と、は適宜変更可能である。
〔overall structure〕
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the horticultural facility 1 as shown in FIG. 1 is provided with ridges A (1) to A (8) for planting cultivated plants arranged vertically and horizontally. Between each ridge A, there is a passage that can be passed by the manager of the cultivated plant. The horticultural facility 1 may be, for example, a vinyl house or a solar-powered plant factory. Each ridge A is composed of, for example, a non-porous hydrophilic film, and for example, tomato is planted in each ridge A as a cultivated plant. As shown in FIGS. 1 and 2, eight fixed-point cameras Ca as imaging means, six irradiators L, and six irradiators L above the ridge A where the cultivated plants are planted in the horticultural facility 1. Is provided hanging from the ceiling. Each fixed-point camera Ca has, for example, a CCD element or a CMOS element, and is configured to be able to capture visible light that can be visually recognized by the naked eye, and generates imaging data V as an imaging image. Further, each fixed point camera Ca is configured so that the imaging angle can be rotatably changed. The number of fixed-point cameras Ca and the number of irradiators L can be changed as appropriate.

図示はされていないが、他にも、園芸施設1に、環境センサ、側窓、遮光カーテン、ヒートポンプ式の空調設備、灌水設備等が備えられている。点線Ghは、栽培植物の草丈が最大高さとなる基準位置であり、点線Ghの高さ付近から、栽培植物の茎を誘引するための誘引紐が垂下する。夫々の定点カメラCaと、夫々の照射体Lと、は点線Ghよりも高い位置に設けられている。夫々の照射体Lの高さ位置は略同じとなっている。定点カメラCa(1),Ca(2),Ca(3),Ca(6)は、定点カメラCa(4),Ca(5),Ca(7),Ca(8)よりも園芸施設1の中央側寄りに設けられ、かつ、定点カメラCa(4),Ca(5),Ca(7),Ca(8)よりも高い位置に設けられている。 Although not shown, the horticultural facility 1 is also provided with an environment sensor, side windows, blackout curtains, heat pump type air conditioning equipment, irrigation equipment, and the like. The dotted line Gh is a reference position where the plant height of the cultivated plant is the maximum height, and an attracting string for attracting the stem of the cultivated plant hangs down from the vicinity of the height of the dotted line Gh. Each fixed-point camera Ca and each irradiator L are provided at positions higher than the dotted line Gh. The height positions of the respective irradiators L are substantially the same. The fixed-point cameras Ca (1), Ca (2), Ca (3), and Ca (6) are more in the gardening facility 1 than the fixed-point cameras Ca (4), Ca (5), Ca (7), and Ca (8). It is provided closer to the center side and is provided at a position higher than the fixed point cameras Ca (4), Ca (5), Ca (7), and Ca (8).

園芸施設1の一方側寄りに並列に並ぶ一群の畝A(1)~A(4)の略中央に、定点カメラCa(2)が設けられている。また、園芸施設1の他方側寄りに並列に並ぶ一群の畝A(5)~A(8)の略中央に、定点カメラCa(1)が設けられている。図3及び図4に示されるように、園芸施設1の一方側寄りに位置する一群の畝A(1)~A(4)が広域撮像領域P1として設定され、広域撮像領域P1が、園芸施設1の他方側寄りに設けられている定点カメラCa(1)によって撮像される。このことから、広域撮像領域P1の撮像データVに、一群の畝A(1)~A(4)の栽培植物の集合体が映し出される。また、図示はされていないが、園芸施設1の他方側寄りに位置する一群の畝A(5)~A(8)が、広域撮像領域P1とは別の広域撮像領域P1bとして設定され、この広域撮像領域P1bが、園芸施設1の一方側寄りに設けられている定点カメラCa(2)によって撮像される。このことから、定点カメラCa(2)によって撮像された撮像データVに、一群の畝A(5)~A(8)の栽培植物の集合体が映し出される。つまり、夫々の定点カメラCa(1),Ca(2)は、点線Ghの高さよりも十分高い位置に設けられている。このため、定点カメラCa(1)は一群の畝A(1)~A(4)の栽培植物を俯瞰する視点から撮像でき、定点カメラCa(2)は一群の畝A(5)~A(8)の栽培植物を俯瞰する視点から撮像できる。なお、この記載以降、広域撮像領域P1に関する記載は、広域撮像領域P1bにも同様に当てはまる記載である。 A fixed point camera Ca (2) is provided in the substantially center of a group of ridges A (1) to A (4) arranged in parallel on one side of the gardening facility 1. Further, a fixed point camera Ca (1) is provided in the substantially center of a group of ridges A (5) to A (8) arranged in parallel on the other side of the gardening facility 1. As shown in FIGS. 3 and 4, a group of ridges A (1) to A (4) located on one side of the gardening facility 1 are set as the wide area imaging area P1, and the wide area imaging area P1 is the gardening facility. The image is taken by the fixed point camera Ca (1) provided on the other side of 1. From this, a group of cultivated plants of the ridges A (1) to A (4) is projected on the imaging data V of the wide area imaging region P1. Further, although not shown, a group of ridges A (5) to A (8) located on the other side of the gardening facility 1 are set as a wide area imaging area P1b different from the wide area imaging area P1. The wide area imaging region P1b is imaged by the fixed point camera Ca (2) provided on one side of the gardening facility 1. From this, the aggregate of the cultivated plants of the group of ridges A (5) to A (8) is projected on the image pickup data V imaged by the fixed point camera Ca (2). That is, the fixed-point cameras Ca (1) and Ca (2) are provided at positions sufficiently higher than the height of the dotted line Gh, respectively. Therefore, the fixed-point camera Ca (1) can take an image from a bird's-eye view of the cultivated plants of the group of ridges A (1) to A (4), and the fixed-point camera Ca (2) has a group of ridges A (5) to A ( It is possible to take an image from a bird's-eye view of the cultivated plants in 8). After this description, the description regarding the wide area imaging region P1 is similarly applicable to the wide area imaging region P1b.

図5及び図6に示されるように、定点カメラCa(7),Ca(8)が園芸施設1の壁際に設けられている。夫々の定点カメラCa(7),Ca(8)は、畝A(6)の長手方向の端部うち、園芸施設1の壁際の位置する側の端部の群落撮像領域P2を、園芸施設1の壁際から撮像する。夫々の定点カメラCa(7),Ca(8)の撮像によって取得される撮像データVは、群落撮像領域P2における栽培植物の斜視図となる。また、定点カメラCa(4),Ca(5)が、園芸施設1の壁際のうち、定点カメラCa(7),Ca(8)の位置する側と反対側の壁際に設けられている(図1及び図2参照)。図示はされていないが、夫々の定点カメラCa(4),Ca(5)は、畝A(2)の長手方向の端部うち、園芸施設1の壁際の位置する側の端部の群落撮像領域P3を、園芸施設1の壁際から撮像する。夫々の定点カメラCa(4),Ca(5)の撮像によって取得される撮像データVは、群落撮像領域P3における栽培植物の斜視図となる。 As shown in FIGS. 5 and 6, fixed point cameras Ca (7) and Ca (8) are provided near the wall of the horticultural facility 1. The fixed-point cameras Ca (7) and Ca (8) each cover the community imaging region P2 of the end of the ridge A (6) in the longitudinal direction on the side of the ridge A (6) on the side near the wall of the ridge A (6). Take an image from the wall of the wall. The imaging data V acquired by imaging the fixed-point cameras Ca (7) and Ca (8), respectively, is a perspective view of the cultivated plant in the community imaging region P2. Further, the fixed point cameras Ca (4) and Ca (5) are provided near the wall of the gardening facility 1 on the side opposite to the side where the fixed point cameras Ca (7) and Ca (8) are located (Fig.). 1 and FIG. 2). Although not shown, the fixed-point cameras Ca (4) and Ca (5) capture the canopy of the end of the longitudinal end of the ridge A (2) on the side near the wall of the horticultural facility 1. The area P3 is imaged from the wall of the gardening facility 1. The imaging data V acquired by imaging the fixed-point cameras Ca (4) and Ca (5), respectively, is a perspective view of the cultivated plant in the community imaging region P3.

夫々の定点カメラCa(4),Ca(5),Ca(7),Ca(8)の位置は、定点カメラCa(1),Ca(2)の位置よりも低く設定され、定点カメラCa(1),Ca(2)の撮像対象よりも近い群落撮像領域P2,P3の栽培植物を撮像対象としている。つまり、定点カメラCa(1),Ca(2)は、複数の畝Aにおける栽培植物の集合体を全体的に撮像するが、これに対して定点カメラCa(4),Ca(5),Ca(7),Ca(8)は、一列の畝Aの一部分における数株程度の栽培植物を、対象群落として至近距離で撮像する。なお、定点カメラCa(4),Ca(5),Ca(7),Ca(8)は、アングルを変更して複数の畝Aに亘る栽培植物を全体的に撮像することも可能である。例えば、定点カメラCa(4),Ca(5)のアングルが水平方向に変更されると、一群の畝A(1)~A(4)が定点カメラCa(4),Ca(5)によって撮像可能となる。同様に、定点カメラCa(7),Ca(8)のアングルが水平方向に変更されると、一群の畝A(5)~A(8)が定点カメラCa(7),Ca(8)によって撮像可能となる。 The positions of the fixed-point cameras Ca (4), Ca (5), Ca (7), and Ca (8) are set lower than the positions of the fixed-point cameras Ca (1) and Ca (2), and the fixed-point cameras Ca ( The cultivated plants in the community imaging regions P2 and P3, which are closer to the imaging targets of 1) and Ca (2), are targeted for imaging. That is, the fixed-point cameras Ca (1) and Ca (2) capture the entire aggregate of cultivated plants in the plurality of ridges A, whereas the fixed-point cameras Ca (4), Ca (5) and Ca In (7) and Ca (8), several strains of cultivated plants in a part of the ridge A in a row are imaged at a close distance as a target community. The fixed-point cameras Ca (4), Ca (5), Ca (7), and Ca (8) can also change the angle to capture an entire image of a cultivated plant over a plurality of ridges A. For example, when the angles of the fixed point cameras Ca (4) and Ca (5) are changed in the horizontal direction, a group of ridges A (1) to A (4) are imaged by the fixed point cameras Ca (4) and Ca (5). It will be possible. Similarly, when the angles of the fixed point cameras Ca (7) and Ca (8) are changed in the horizontal direction, a group of ridges A (5) to A (8) are moved by the fixed point cameras Ca (7) and Ca (8). Imaging is possible.

定点カメラCa(3)は、畝A(2)の長手方向の端部のうち、園芸施設1の壁際の位置する側の端部の群落撮像領域P3の真上に設けられている。定点カメラCa(3)は、群落撮像領域P3の栽培植物を真上から平面視で撮像する。また、図5及び図6に示されていないが、定点カメラCa(6)(図1及び図2参照)は、畝A(6)の長手方向の端部のうち、園芸施設1の壁際の位置する側の端部の群落撮像領域P2の真上に設けられている。定点カメラCa(6)は、群落撮像領域P2の栽培植物を真上から平面視で撮像する。 The fixed-point camera Ca (3) is provided directly above the community imaging region P3 at the end of the longitudinal end of the ridge A (2) on the side near the wall of the horticultural facility 1. The fixed-point camera Ca (3) images the cultivated plants in the community imaging region P3 from directly above in a plan view. Further, although not shown in FIGS. 5 and 6, the fixed point camera Ca (6) (see FIGS. 1 and 2) is located near the wall of the gardening facility 1 among the longitudinal ends of the ridges A (6). It is provided directly above the community imaging region P2 at the end on the positioned side. The fixed-point camera Ca (6) images the cultivated plants in the community imaging region P2 from directly above in a plan view.

このように、群落撮像領域P2の栽培植物は、定点カメラCa(6),Ca(7),Ca(8)によって三方向から撮像され、群落撮像領域P3の栽培植物は、定点カメラCa(3),Ca(4),Ca(5)によって三方向から撮像される。 As described above, the cultivated plants in the community imaging region P2 are imaged from three directions by the fixed point cameras Ca (6), Ca (7), and Ca (8), and the cultivated plants in the community imaging region P3 are captured by the fixed point cameras Ca (3). ), Ca (4), and Ca (5) are imaged from three directions.

〔装置構成〕
図7に示されるように、園芸施設1で、定点カメラCaによって撮像された撮像データVと、環境検出部10で測定された環境状態がデータ化された環境状態データEと、が広域通信網WAN(Wide Area Network)を介して管理コンピュータ2に送信される。特に図示はされていないが、園芸施設1と管理コンピュータ2との夫々に、広域通信網WANにアクセス可能な通信手段が備えられている。
〔Device configuration〕
As shown in FIG. 7, in the gardening facility 1, the image pickup data V imaged by the fixed point camera Ca and the environment state data E in which the environment state measured by the environment detection unit 10 is converted into data are included in the wide area communication network. It is transmitted to the management computer 2 via WAN (Wide Area Network). Although not shown in particular, each of the horticultural facility 1 and the management computer 2 is provided with a communication means capable of accessing the wide area communication network WAN.

園芸施設1の環境検出部10に、日射量センサ10Aと、温度センサ10Bと、湿度センサ10Cと、二酸化炭素濃度センサ10Dと、が接続されている。日射量センサ10Aは、園芸施設1における栽培植物に降り注ぐ太陽光の日射量を測定する。温度センサ10Bは、園芸施設1において栽培植物が栽培される室内の気温を測定する。湿度センサ10Cは、園芸施設1において栽培植物が栽培される室内の湿度を測定する。二酸化炭素濃度センサ10Dは、園芸施設1において栽培植物が栽培される室内の二酸化炭素濃度を測定する。即ち、環境検出部10は、栽培植物が栽培される園芸施設1の環境を測定可能なように構成されている。 The solar radiation amount sensor 10A, the temperature sensor 10B, the humidity sensor 10C, and the carbon dioxide concentration sensor 10D are connected to the environment detection unit 10 of the gardening facility 1. The solar radiation sensor 10A measures the amount of sunlight falling on the cultivated plants in the horticultural facility 1. The temperature sensor 10B measures the air temperature in the room where the cultivated plant is cultivated in the horticultural facility 1. The humidity sensor 10C measures the humidity in the room where the cultivated plants are cultivated in the horticultural facility 1. The carbon dioxide concentration sensor 10D measures the carbon dioxide concentration in the room where the cultivated plant is cultivated in the horticultural facility 1. That is, the environment detection unit 10 is configured to be able to measure the environment of the horticultural facility 1 in which the cultivated plants are cultivated.

園芸施設1に、管理報知部11が備えられており、管理報知部11は、園芸施設1において栽培植物に対する人的な栽培管理の情報を管理コンピュータ2に送信可能なように構成されている。栽培植物に対する人的な栽培管理として、例えば、灌水作業、つる下ろし作業、摘葉作業、等が例示される。つまり、管理者がこれらの作業を行う前、又は、これらの作業を行った後に、管理報知部11を操作することによって、これらの作業に関する情報が管理コンピュータ2に送信される。 The horticultural facility 1 is provided with a management notification unit 11, and the management notification unit 11 is configured to be able to transmit information on human cultivation management for cultivated plants in the horticultural facility 1 to the management computer 2. Examples of human cultivation management for cultivated plants include irrigation work, hanging work, leaf picking work, and the like. That is, by operating the management notification unit 11 before the administrator performs these operations or after performing these operations, information regarding these operations is transmitted to the management computer 2.

管理コンピュータ2に、検出部としての判定部21と、水ストレス算定部22と、生育診断部23と、記憶部24と、が備えられている。定点カメラCaによって栽培植物が撮像されると、撮像データVの色情報等に基づいて枝葉や茎の領域が、判定部21によって判定される。枝葉や茎の領域の判定は、RGBデータに基づいて行われるものであっても良いし、YUVデータに基づいて行われるものであっても良い。但し、本実施形態では、天候や時間帯の変化に伴う明暗の変化に対応するため、枝葉や茎の領域の判定は、YUVデータに基づいて行われるのが望ましい。撮像データVのうち、枝葉や茎を有する領域が栽培植物の繁茂領域、即ち被覆領域と判定される。また、管理報知部11によって送信された情報が判定部21に取り込まれ、撮像データVに、灌水作業、つる下ろし作業、摘葉作業、等の情報も付加される。 The management computer 2 includes a determination unit 21 as a detection unit, a water stress calculation unit 22, a growth diagnosis unit 23, and a storage unit 24. When the cultivated plant is imaged by the fixed point camera Ca, the regions of branches and leaves and stems are determined by the determination unit 21 based on the color information of the image pickup data V and the like. The determination of the branch / leaf or stem region may be performed based on RGB data or may be performed based on YUV data. However, in the present embodiment, in order to cope with changes in light and darkness due to changes in weather and time zone, it is desirable that the determination of the regions of branches and leaves and stems is performed based on YUV data. In the imaged data V, the region having branches and leaves and stems is determined to be the overgrowth region of the cultivated plant, that is, the covering region. Further, the information transmitted by the management notification unit 11 is taken into the determination unit 21, and information such as irrigation work, hanging work, and defoliation work is added to the image pickup data V.

栽培植物が、例えばトマトである場合、栽培植物に水ストレスを与えることにより、高糖度なトマトを収穫できることが当業者に知られている。栽培植物に与える水ストレスは、水ストレス算定部22によって管理される。水ストレス算定部22は、栽培植物における複数の視覚的特徴と、環境検出部10から受信した環境状態データEと、天候情報3と、に基づいて、栽培植物の水ストレス状態WSを指標化する。ここで、栽培植物における複数の視覚的特徴は、定点カメラCaによって撮像された栽培植物の撮像データVから解析される。天候情報3は、例えば気象機関や気象情報会社から広域通信網WANを介して得られる気象の電子情報である。 It is known to those skilled in the art that when the cultivated plant is, for example, tomato, a tomato having a high sugar content can be harvested by applying water stress to the cultivated plant. The water stress given to the cultivated plants is managed by the water stress calculation unit 22. The water stress calculation unit 22 indexes the water stress state WS of the cultivated plant based on a plurality of visual features of the cultivated plant, the environmental state data E received from the environmental detection unit 10, and the weather information 3. .. Here, a plurality of visual features in the cultivated plant are analyzed from the image pickup data V of the cultivated plant captured by the fixed point camera Ca. The weather information 3 is electronic information of the weather obtained from, for example, a meteorological organization or a meteorological information company via a wide area communication network WAN.

本実施形態で水ストレス状態WSとは、栽培植物に含まれる水分の減少によって、枝葉や茎が萎れる状態をいう。即ち、栽培植物の萎れ度合い及び萎れの進行確率が、水ストレス状態WSとして数値化される。生育診断部23は、定点カメラCaによって撮像された撮像データVにおける被覆領域の割合に基づいて、栽培植物の生育指標Giを算出することによって、栽培植物の生育度合いを診断する。記憶部24は、例えばRAM(Random Access Memory)やハードディスクであり、撮像データV、環境状態データE、解析結果や診断結果等を記憶可能なように構成されている。 In the present embodiment, the water stress state WS refers to a state in which branches and leaves and stems wither due to a decrease in water contained in the cultivated plant. That is, the degree of wilting of the cultivated plant and the probability of progress of wilting are quantified as the water stress state WS. The growth diagnosis unit 23 diagnoses the growth degree of the cultivated plant by calculating the growth index Gi of the cultivated plant based on the ratio of the covering region in the image pickup data V imaged by the fixed point camera Ca. The storage unit 24 is, for example, a RAM (Random Access Memory) or a hard disk, and is configured to be able to store image pickup data V, environmental state data E, analysis results, diagnosis results, and the like.

園芸施設1に、栽培植物に灌水を行うための灌水制御部14と、灌水装置15と、が備えられている。水ストレス算定部22によって指標化された水ストレス状態WSのデータは広域通信網WANを介して灌水制御部14に送信され、灌水制御部14は、水ストレス状態WSのデータに基づいて灌水装置15に灌水指示信号Irを送信する。灌水装置15は、灌水制御部14の灌水指示信号Irを受信すると灌水バルブ(不図示)を開弁して栽培植物に水を供給する。なお、灌水制御部14の灌水指示信号Irは、電圧値や電流値であって良い。また、灌水制御部14が管理コンピュータ2に備えられ、灌水指示信号Irが広域通信網WANを介して灌水装置15に送信される構成であっても良い。 The horticultural facility 1 is provided with an irrigation control unit 14 for irrigating cultivated plants and an irrigation device 15. The data of the water stress state WS indexed by the water stress calculation unit 22 is transmitted to the irrigation control unit 14 via the wide area communication network WAN, and the irrigation control unit 14 is the irrigation device 15 based on the data of the water stress state WS. Ir is transmitted to the irrigation instruction signal Ir. Upon receiving the irrigation instruction signal Ir of the irrigation control unit 14, the irrigation device 15 opens an irrigation valve (not shown) to supply water to the cultivated plant. The irrigation instruction signal Ir of the irrigation control unit 14 may be a voltage value or a current value. Further, the irrigation control unit 14 may be provided in the management computer 2 and the irrigation instruction signal Ir may be transmitted to the irrigation device 15 via the wide area communication network WAN.

また、園芸施設1に施肥制御部17と施肥装置18とが備えられている。生育診断部23によって算出された生育指標Giのデータは広域通信網WANを介して施肥制御部17に送信され、施肥制御部17は、生育指標Giのデータに基づいて施肥装置18に施肥指示信号Frを送信する。施肥装置18は、施肥制御部17の施肥指示信号Frを受信すると、施肥バルブ(不図示)を開弁して肥料を供給する。肥料の供給は、例えば灌水装置15によって栽培植物に供給される水と混合された状態で行われても良い。この構成によって、施肥制御部17の施肥指示信号Frに基づく施肥量の調整が可能となる。また、肥料には主に窒素が含まれる。なお、肥料の成分は窒素に限定されず、リン酸、カリウム、カルシウム、マグネシウム等が含まれても良い。また、施肥制御部17が管理コンピュータ2に備えられ、施肥指示信号Frが広域通信網WANを介して灌水装置15に送信される構成であっても良い。 Further, the horticultural facility 1 is provided with a fertilizer application control unit 17 and a fertilizer application device 18. The data of the growth index Gi calculated by the growth diagnosis unit 23 is transmitted to the fertilization control unit 17 via the wide area communication network WAN, and the fertilization control unit 17 sends a fertilizer application instruction signal to the fertilizer application device 18 based on the data of the growth index Gi. Send Fr. When the fertilizer application device 18 receives the fertilizer application instruction signal Fr of the fertilizer application control unit 17, the fertilizer application valve (not shown) is opened to supply fertilizer. The fertilizer may be supplied in a state of being mixed with water supplied to the cultivated plant by, for example, the irrigation device 15. With this configuration, it is possible to adjust the amount of fertilizer applied based on the fertilizer application instruction signal Fr of the fertilizer application control unit 17. In addition, fertilizer mainly contains nitrogen. The component of the fertilizer is not limited to nitrogen, and may contain phosphoric acid, potassium, calcium, magnesium and the like. Further, the fertilizer application control unit 17 may be provided in the management computer 2, and the fertilizer application instruction signal Fr may be transmitted to the irrigation device 15 via the wide area communication network WAN.

園芸施設1に、施設環境機器制御部19と、複数の施設環境機器19A,19B,19C,19Dと、が備えられている。複数の施設環境機器19A,19B,19C,19Dは、例えば天窓や側窓、二酸化炭素発生器、換気扇や循環扇、ヒートポンプ空調、蓄熱装置、殺菌装置、等である。また、施設環境機器19A,19B,19C,19Dは四個に限定されず、必要に応じて単数又は複数の機器で構成されて良い。施設環境機器制御部19は、生育指標Giのデータに基づいて施設環境機器19A,19B,19C,19Dの夫々に、任意の指示信号を送信する。これにより、上述に例示された施設環境機器19A,19B,19C,19Dが適切に稼働し、園芸施設1の温度や湿度等が適切に管理される。また、施設環境機器制御部19が管理コンピュータ2に備えられ、施設環境機器19A,19B,19C,19Dに対する指示信号が、広域通信網WANを介して送信される構成であっても良い。 The horticultural facility 1 is provided with a facility environment device control unit 19 and a plurality of facility environment devices 19A, 19B, 19C, 19D. The plurality of facility environmental devices 19A, 19B, 19C, 19D are, for example, skylights, side windows, carbon dioxide generators, ventilation fans and circulation fans, heat pump air conditioners, heat storage devices, sterilizers, and the like. Further, the facility environment devices 19A, 19B, 19C, and 19D are not limited to four, and may be composed of a single device or a plurality of devices as needed. The facility environment equipment control unit 19 transmits an arbitrary instruction signal to each of the facility environment equipments 19A, 19B, 19C, and 19D based on the data of the growth index Gi. As a result, the facility environment devices 19A, 19B, 19C, 19D exemplified above are properly operated, and the temperature, humidity, etc. of the horticultural facility 1 are appropriately controlled. Further, the facility environment equipment control unit 19 may be provided in the management computer 2, and the instruction signals for the facility environment equipment 19A, 19B, 19C, 19D may be transmitted via the wide area communication network WAN.

園芸施設1に、出力報知部16が備えられている。出力報知部16は、灌水制御部14と、施肥制御部17と、施設環境機器制御部19と、から信号を受信可能なように接続されている。例えば、水ストレス状態WSや生育指標Giが、出力報知部16によって栽培植物の管理者に報知される構成となっている。出力報知部16は、園芸施設1に備えられたブザーや音声案内であったり、画面に表示されるものであったり、LED報知機の点灯や点滅であったりしても良い。また、出力報知部16から端末4に送信される構成であっても良く、端末4は、例えば携帯電話や携帯パソコンや車載端末やスマートウォッチ等であって良い。 The gardening facility 1 is provided with an output notification unit 16. The output notification unit 16 is connected so that signals can be received from the irrigation control unit 14, the fertilization control unit 17, and the facility environment equipment control unit 19. For example, the water stress state WS and the growth index Gi are notified to the manager of the cultivated plant by the output notification unit 16. The output notification unit 16 may be a buzzer or voice guidance provided in the gardening facility 1, displayed on a screen, or may be lighting or blinking of an LED alarm. Further, the output notification unit 16 may be configured to be transmitted to the terminal 4, and the terminal 4 may be, for example, a mobile phone, a mobile personal computer, an in-vehicle terminal, a smart watch, or the like.

図7に示されるように、生育診断部23では、栽培植物の繁茂量に基づいて算出される被覆率Br及び傾斜被覆率Crと、栽培植物の草丈と、栽培植物に着花した夫々の果房間の距離と、栽培植物の果房間ごとに区切られた領域の葉面積に基づく葉面積指数LAIと、が生育指標Giの要素として算出される。本実施形態では、栽培植物の草丈や果房間の距離を、撮像データVから算出するため、二点間の距離を算出可能なように、下記のキャリブレーション処理が行われる。 As shown in FIG. 7, in the growth diagnosis unit 23, the coverage Br and the gradient coverage Cr calculated based on the overgrowth of the cultivated plant, the plant height of the cultivated plant, and the fruits of each flower set on the cultivated plant. The leaf area index LAI based on the distance between the bunches and the leaf area of the region divided by the fruit bunches of the cultivated plant is calculated as an element of the growth index Gi. In this embodiment, since the plant height of the cultivated plant and the distance between the fruit bunches are calculated from the imaging data V, the following calibration process is performed so that the distance between the two points can be calculated.

〔キャリブレーション処理〕
撮像データVに基づく二点間の距離のキャリブレーションに、図8に示されているようなキャリブレーション用治具5が用いられる。キャリブレーション用治具5に、上下方向に伸びる一対の縦柱部51と、一対の縦柱部51に亘って横架する横架部52と、が備えられている。本実施形態では、縦柱部51は夫々200センチメートルの長さに設定され、横架部52は60センチメートルの長さに設定されている。そして、縦柱部51及び横架部52に、例えば20センチメートルの間隔で基準マーカ53が設けられている。なお、縦柱部51及び横架部52の長さは適宜変更可能であり、基準マーカ53が設けられる間隔も適宜変更可能である。
[Calibration process]
A calibration jig 5 as shown in FIG. 8 is used for calibrating the distance between two points based on the image pickup data V. The calibration jig 5 is provided with a pair of vertical pillar portions 51 extending in the vertical direction and a horizontal portion 52 horizontally laid over the pair of vertical pillar portions 51. In the present embodiment, the vertical pillar portion 51 is set to a length of 200 cm, and the horizontal portion 52 is set to a length of 60 cm. A reference marker 53 is provided on the vertical column portion 51 and the horizontal portion 52 at intervals of, for example, 20 cm. The lengths of the vertical column portion 51 and the horizontal frame portion 52 can be appropriately changed, and the interval at which the reference marker 53 is provided can also be appropriately changed.

キャリブレーション用治具5が、例えば畝A(2)の群落撮像領域P3に配置されると、定点カメラCa(4),Ca(5)によって群落撮像領域P3が撮像される。群落撮像領域P3の撮像データVにキャリブレーション用治具5が表示され、キャリブレーション用治具5に含まれる四隅の基準マーカ53a,53b,53c,53dに基づいて、撮像データVにおける二点間の距離が夫々定義される。また、キャリブレーション用治具5が、畝A(6)の群落撮像領域P2に配置されると、定点カメラCa(7),Ca(8)によって群落撮像領域P2が撮像される。そして、群落撮像領域P2の撮像データVにキャリブレーション用治具5が表示され、キャリブレーション用治具5に含まれる四隅の基準マーカ53a,53b,53c,53dに基づいて、撮像データVにおける二点間の距離が夫々定義される。これにより、撮像データVに基づく二点間の距離のキャリブレーションは完了する。 When the calibration jig 5 is arranged, for example, in the community imaging region P3 of the ridge A (2), the community imaging region P3 is imaged by the fixed point cameras Ca (4) and Ca (5). The calibration jig 5 is displayed in the image pickup data V of the community image pickup region P3, and the distance between the two points in the image pickup data V is based on the reference markers 53a, 53b, 53c, 53d at the four corners included in the calibration jig 5. Distances are defined respectively. Further, when the calibration jig 5 is arranged in the community imaging region P2 of the ridge A (6), the community imaging region P2 is imaged by the fixed point cameras Ca (7) and Ca (8). Then, the calibration jig 5 is displayed in the image pickup data V of the community image pickup region P2, and the two in the image pickup data V are based on the reference markers 53a, 53b, 53c, 53d at the four corners included in the calibration jig 5. The distance between the points is defined respectively. This completes the calibration of the distance between the two points based on the imaging data V.

植物栽培は生育段階によって形状が異なるため、キャリブレーションは、複数の生育段階に対応して行われる。本実施形態では、生育初期の段階と、生育中期の段階と、生育後期の段階と、の三段階に対応したキャリブレーションが行われる。本実施形態では、栽培植物としてトマトを例示している。このことから、図9に示されるように、生育初期の段階では、畝Aから茎が上に伸びることを前提に、キャリブレーション用治具5が畝Aから直上に立ち上がる状態でキャリブレーション処理が行われる。生育中期の段階では、栽培植物の茎を誘引体としての誘引紐54に誘引する。 Since the shape of plant cultivation differs depending on the growth stage, calibration is performed corresponding to a plurality of growth stages. In this embodiment, calibration is performed corresponding to three stages: an early stage of growth, a middle stage of growth, and a late stage of growth. In this embodiment, tomato is exemplified as a cultivated plant. From this, as shown in FIG. 9, in the initial stage of growth, the calibration process is performed with the calibration jig 5 standing directly above the ridge A on the premise that the stem extends upward from the ridge A. Will be done. In the middle stage of growth, the stem of the cultivated plant is attracted to the attracting string 54 as an attracting body.

本実施形態では、誘引紐54は、畝Aから通路側に位置ずれしているため、誘引紐54に誘引された栽培植物が通路側に傾斜する。このため、キャリブレーション用治具5が誘引紐54に取り付けられて、畝Aと誘引紐54とに亘ってキャリブレーション用治具5が傾斜する状態でキャリブレーション処理が行われる。更に、生育後期の段階では、誘引紐54に誘引された栽培植物のつる下ろしが行われる。このため、キャリブレーション用治具5が誘引紐54から垂下してキャリブレーション用治具5の下端が畝Aの外側に位置する状態でキャリブレーション処理が行われる。 In the present embodiment, since the attracting string 54 is displaced from the ridge A to the aisle side, the cultivated plant attracted by the attracting string 54 is inclined toward the aisle side. Therefore, the calibration jig 5 is attached to the attract string 54, and the calibration process is performed in a state where the calibration jig 5 is tilted over the ridge A and the attract string 54. Further, in the late stage of growth, the cultivated plants attracted to the attracting string 54 are hung down. Therefore, the calibration process is performed in a state where the calibration jig 5 hangs down from the attract string 54 and the lower end of the calibration jig 5 is located outside the ridge A.

このように、生育段階に対応して複数パターンのキャリブレーション処理が行われるため、生育段階が変化しても、撮像データVに基づく二点間の距離の精度が向上する。なお、上述したキャリブレーション処理は、栽培植物が畝Aに定植される前に行われるのが望ましい。 In this way, since the calibration process of a plurality of patterns is performed corresponding to the growth stage, the accuracy of the distance between the two points based on the imaging data V is improved even if the growth stage changes. It is desirable that the above-mentioned calibration process is performed before the cultivated plant is planted in the ridge A.

〔被覆率及び傾斜被覆率の算出〕
判定部21による枝葉の領域の判定に基づいて、撮像データVのうち、栽培植物の位置する範囲が設定される。図10に示されるように、栽培植物の枝葉が映されている領域として四辺で囲まれた範囲が設定され、この四辺で囲まれた範囲が計測領域Bに設定されて、計測領域Bの面積Bsが算出される。面積Bsの算出は、撮像データVのうち、計測領域Bのドット(撮像データVにおける画素の最小単位)の数を数えることで可能である。計測領域Bの面積Bsのうち、枝葉を有する領域として判定される被覆領域のドットの数を数えることによって、葉面積B1の算出が可能である。そして、下記の数式によって、面積Bsに対する葉面積B1の割合が、被覆率Brとして算出される。
[Calculation of coverage and slope coverage]
Based on the determination of the branch / leaf region by the determination unit 21, the range in which the cultivated plant is located is set in the imaging data V. As shown in FIG. 10, a range surrounded by four sides is set as an area where the branches and leaves of the cultivated plant are projected, and the range surrounded by the four sides is set as the measurement area B, and the area of the measurement area B is set. Bs is calculated. The area Bs can be calculated by counting the number of dots (minimum unit of pixels in the imaging data V) in the measurement area B in the imaging data V. The leaf area B1 can be calculated by counting the number of dots in the covering area determined as the area having branches and leaves in the area Bs of the measurement area B. Then, the ratio of the leaf area B1 to the area Bs is calculated as the coverage Br by the following mathematical formula.

被覆率Br=葉面積B1/面積Bs Coverage Br = Leaf area B1 / Area Bs

定点カメラCa(1),Ca(2),Ca(4),Ca(5),Ca(7),Ca(8)で撮像され、栽培植物の斜視図である撮像データVでは、図11に示されるように、斜め方向視の箱の輪郭のような六角形状に囲まれた範囲が計測領域Cに設定され、計測領域Cの面積Csの算出が可能である。また、計測領域Cの面積Csのうち、傾斜する視点から枝葉を有する領域として判定される被覆領域、即ち傾斜被覆領域のドットの数を数えることによって、葉面積C1の算出が可能である。葉面積C1及び面積Csの算出は、上述した平面視の撮像データVにおける算出と同様に、撮像データVで該当するドットの数を数えることで可能である。そして、下記の数式によって、面積Csに対する葉面積C1の割合が、傾斜被覆率Crとして算出される。 FIG. 11 shows image data V, which is a perspective view of a cultivated plant and is imaged by a fixed-point camera Ca (1), Ca (2), Ca (4), Ca (5), Ca (7), Ca (8). As shown, a range surrounded by a hexagonal shape such as the outline of a box in an oblique direction is set in the measurement area C, and the area Cs of the measurement area C can be calculated. Further, among the area Cs of the measurement area C, the leaf area C1 can be calculated by counting the number of dots in the covering area determined as the area having branches and leaves from the inclined viewpoint, that is, the inclined covering area. The leaf area C1 and the area Cs can be calculated by counting the number of corresponding dots in the image pickup data V in the same manner as the calculation in the image pickup data V in the plan view described above. Then, the ratio of the leaf area C1 to the area Cs is calculated as the inclined coverage Cr by the following mathematical formula.

傾斜被覆率Cr=葉面積C1/面積Cs Inclined coverage Cr = leaf area C1 / area Cs

広域撮像領域P1の撮像データVに基づく傾斜被覆率Crは、複数の畝Aにおける多数の栽培植物の全体的な繁茂量の指標として算出され、群落撮像領域P2,P3の撮像データVに基づく傾斜被覆率Crは、単一の畝Aにおける群落の繁茂量の指標として算出される。 The gradient coverage Cr based on the imaging data V of the wide area imaging region P1 is calculated as an index of the overall overgrowth of a large number of cultivated plants in the plurality of ridges A, and the inclination based on the imaging data V of the community imaging regions P2 and P3. The coverage Cr is calculated as an index of the canopy overgrowth in a single ridge A.

〔草丈の算出〕
栽培植物の生長高さ、即ち草丈の算出は、図12のフローチャートに基づいて行われる。まず、定点カメラCa(4),Ca(5)によって、群落撮像領域P3の撮像データVが撮像される。また、定点カメラCa(7),Ca(8)によって、群落撮像領域P2の撮像データVが撮像される。これにより、群落撮像領域P2及び群落撮像領域P3における栽培植物が、数株の対象群落として定点カメラCaによって斜め上方向から撮像される(ステップ#1)。
[Calculation of plant height]
The growth height of the cultivated plant, that is, the plant height is calculated based on the flowchart of FIG. First, the image pickup data V of the community image pickup region P3 is imaged by the fixed point cameras Ca (4) and Ca (5). Further, the image pickup data V of the community image pickup region P2 is imaged by the fixed point cameras Ca (7) and Ca (8). As a result, the cultivated plants in the community imaging region P2 and the community imaging region P3 are imaged from diagonally upward by the fixed point camera Ca as a target community of several strains (step # 1).

定点カメラCaによって撮像された撮像データVは、図12に示されるような画像データの視点変換、即ち座標変換が行われる(ステップ#2)。上述したキャリブレーション処理によって四隅の基準マーカ53a,53b,53c,53d(図8参照)が定義される。図12の変換前画像では、四隅の基準マーカ53a,53b,53c,53dに基づいて描かれる四辺は遠近感を有する。これに対して図12の変換後画像では、四隅の基準マーカ53a,53b,53c,53dに基づいて描かれる四辺のうち、対向する夫々の二辺が平行となっている。即ち、撮像データVの栽培植物は図12の変換前画像に示されるような投影図の状態となっているが、上述したキャリブレーション処理によって定義された四隅の基準マーカ53a,53b,53c,53dに基づいて、投影図の画像から側面視点の画像に疑似変換される。 The imaged data V captured by the fixed point camera Ca is subjected to viewpoint conversion, that is, coordinate conversion of the image data as shown in FIG. 12 (step # 2). The calibration process described above defines the reference markers 53a, 53b, 53c, 53d (see FIG. 8) at the four corners. In the pre-conversion image of FIG. 12, the four sides drawn based on the reference markers 53a, 53b, 53c, 53d at the four corners have a perspective. On the other hand, in the converted image of FIG. 12, of the four sides drawn based on the reference markers 53a, 53b, 53c, 53d at the four corners, the two opposite sides are parallel to each other. That is, the cultivated plant of the imaging data V is in the state of the projection drawing as shown in the pre-conversion image of FIG. 12, but the reference markers 53a, 53b, 53c, 53d at the four corners defined by the above-mentioned calibration process. Based on, the image of the projection drawing is pseudo-converted to the image of the side viewpoint.

側面視点の画像に疑似変換された撮像データVは、上述した被覆率Brの算出の場合の同様に、栽培植物の枝葉が映されている領域として四辺で囲まれた範囲が設定され、この四辺で囲まれた範囲が計測領域Bに設定される(ステップ#3)。図13に示されるように、計測領域Bは水平方向のX軸と、垂直方向のY軸とによって構成される。計測領域Bのうち、枝葉の領域が抽出され(ステップ#4)、X軸毎の枝葉の最大高さYmが算出される(ステップ#5)。そして、図14に示されるように、最大高さYmのヒストグラムが構成される。最大高さYmのヒストグラムのうち、最大高さYmの値が高く、かつ、頻度の高い領域から離散するデータはノイズ領域と判定されて草丈の算出から除去される。そして、頻度の高い領域のうちの最大高さYmの値が高い領域の10点が抽出され、この10点の平均値から対象群落における栽培植物の草丈が算出される(ステップ#6)。算出された栽培植物の草丈に基づいて、対象群落の上端付近に草丈ラインHGが設定される。なお、草丈ラインHGの算出のために抽出される最大高さYmの値の点数は、10点に限定されず、適宜変更可能である。 In the image pickup data V pseudo-converted to the side view image, a range surrounded by four sides is set as an area in which the branches and leaves of the cultivated plant are reflected, as in the case of the above-mentioned calculation of the coverage Br, and these four sides are set. The range surrounded by is set in the measurement area B (step # 3). As shown in FIG. 13, the measurement area B is composed of a horizontal X-axis and a vertical Y-axis. Of the measurement areas B, the branches and leaves are extracted (step # 4), and the maximum height Ym of the branches and leaves for each X-axis is calculated (step # 5). Then, as shown in FIG. 14, a histogram of the maximum height Ym is constructed. Among the histograms of the maximum height Ym, the data discrete from the region where the value of the maximum height Ym is high and the frequency is high is determined to be a noise region and is removed from the calculation of the plant height. Then, 10 points in the area having a high maximum height Ym value among the frequently used areas are extracted, and the plant height of the cultivated plant in the target community is calculated from the average value of these 10 points (step # 6). Based on the calculated plant height of the cultivated plant, a plant height line HG is set near the upper end of the target community. The score of the value of the maximum height Ym extracted for the calculation of the plant height line HG is not limited to 10 points and can be changed as appropriate.

ステップ#6で栽培植物の草丈が算出されると、栽培植物の草丈の算出結果が保存される(ステップ#7)。算出結果は、例えば、図7に示される管理コンピュータ2の記憶部24に、CSV(Comma Separated Value)の画像データファイルとして保存される。なお、ステップ#1からステップ#6までが予め設定された回数だけ繰り返され、算出結果の平均値がステップ#7で保存処理される構成であっても良い。 When the plant height of the cultivated plant is calculated in step # 6, the calculation result of the plant height of the cultivated plant is saved (step # 7). The calculation result is stored, for example, in the storage unit 24 of the management computer 2 shown in FIG. 7 as an image data file of CSV (Comma Separated Value). It should be noted that the configuration may be such that steps # 1 to step # 6 are repeated a preset number of times, and the average value of the calculation results is saved in step # 7.

図12のステップ#1において撮像される撮像データVに、畝A(2)又は畝A(6)の栽培植物が映される。しかし、栽培植物が生長すると、例えば、畝A(2)の栽培植物の上端が、畝A(2)に隣接する畝A(1)又は畝A(3)の栽培植物と重複した状態で、撮像データVに映される可能性がある。また、畝A(6)の栽培植物の上端が、畝A(6)に隣接する畝A(5)又は畝A(7)の栽培植物と重複した状態で、撮像データVに映される可能性がある。このような場合、栽培植物の草丈の算出を正確に行えなくなる虞がある。この不都合を回避するため、定点カメラCaによる対象群落の撮像は、夜間に行われ、かつ、栽培植物に対して下記のような照射が行われる。 The cultivated plant of the ridge A (2) or the ridge A (6) is projected on the image pickup data V imaged in step # 1 of FIG. However, when the cultivated plant grows, for example, the upper end of the cultivated plant of the ridge A (2) overlaps with the cultivated plant of the ridge A (1) or the ridge A (3) adjacent to the ridge A (2). It may be reflected in the image pickup data V. Further, the upper end of the cultivated plant of the ridge A (6) can be projected on the imaging data V in a state of overlapping with the cultivated plant of the ridge A (5) or the ridge A (7) adjacent to the ridge A (6). There is sex. In such a case, there is a risk that the plant height of the cultivated plant cannot be calculated accurately. In order to avoid this inconvenience, the image of the target community by the fixed point camera Ca is performed at night, and the cultivated plants are irradiated as follows.

図1,図2,図15,図16に示されるように、定点カメラCa(4),Ca(5)の近傍に照射体L(1),L(2),L(3)が備えられ、定点カメラCa(7),Ca(8)の近傍に照射体L(4),L(5),L(6)が備えられている。照射体L(1),L(2),L(3)は、群落撮像領域P3における数株の対象群落のみを夫々上方から照射する。また、照射体L(4),L(5),L(6)は、群落撮像領域P2における数株の対象群落のみを夫々上方から照射する。照射体L(1),L(2),L(3)は、対象群落よりも定点カメラCa(4)の位置する側に配置されている。また、照射体L(4),L(5),L(6)は、対象群落よりも定点カメラCa(7)の位置する側に配置されている。 As shown in FIGS. 1, 2, 15, and 16, the irradiation bodies L (1), L (2), and L (3) are provided in the vicinity of the fixed point cameras Ca (4) and Ca (5). , The irradiation bodies L (4), L (5), L (6) are provided in the vicinity of the fixed point cameras Ca (7) and Ca (8). The irradiators L (1), L (2), and L (3) irradiate only a few target communities in the community imaging region P3 from above, respectively. Further, the irradiating bodies L (4), L (5), and L (6) irradiate only the target communities of several strains in the community imaging region P2 from above, respectively. The irradiators L (1), L (2), and L (3) are arranged on the side where the fixed point camera Ca (4) is located with respect to the target community. Further, the irradiating bodies L (4), L (5), and L (6) are arranged on the side where the fixed point camera Ca (7) is located with respect to the target community.

群落撮像領域P3における数株の対象群落が、照射体L(1),L(2),L(3)によって三方向から照射される。同様に、群落撮像領域P2における数株の対象群落も、照射体L(4),L(5),L(6)によって三方向から照射される。つまり、夫々の照射体Lは、対象群落に照射光が万遍なく当たる状態で定点カメラCaによる撮像が可能なように配置される。これにより、照射体Lによって照射された対象群落が定点カメラCaによって撮像されると、撮像データVの画像は、暗闇の背景に、照射体Lによって照射された対象群落が映る画像となる。 The target communities of several strains in the community imaging region P3 are irradiated from three directions by the irradiators L (1), L (2), and L (3). Similarly, the target communities of several strains in the community imaging region P2 are also irradiated from three directions by the irradiators L (4), L (5), and L (6). That is, each irradiating body L is arranged so that the fixed point camera Ca can take an image in a state where the irradiation light is evenly applied to the target community. As a result, when the target community irradiated by the irradiating body L is imaged by the fixed point camera Ca, the image of the imaging data V becomes an image in which the target community irradiated by the irradiating body L is reflected on a dark background.

図17に示されているような投光器が照射体Lとして用いられる。照射体Lは、例えばフラッドライトであって、発光面61と、取付部62と、制限部63と、を有する。発光面61の光源にLED(Light Emitting Diodes)が用いられている。照射体Lの取付部62は、図2で示されたような園芸施設1の天井付近に取り付けられ、取付部62が角度調整されて、発光面61対象群落を照射する。制限部63は発光面61の前面を覆う平板状の部材である。本実施形態では、制限部63は二つ備えられ、発光面61の左右両端から発光面61の左右中心寄りに亘って制限部63が発光面61を覆う構成となっている。これにより、発光面61から照射光が左右方向に拡散することが抑制され、対象群落以外の栽培植物に照射光が照射されないように、照射体Lは構成されている。 A floodlight as shown in FIG. 17 is used as the illuminating body L. The irradiator L is, for example, a flood light and has a light emitting surface 61, a mounting portion 62, and a limiting portion 63. LEDs (Light Emitting Diodes) are used as the light source of the light emitting surface 61. The mounting portion 62 of the irradiating body L is mounted near the ceiling of the horticultural facility 1 as shown in FIG. 2, and the mounting portion 62 is angle-adjusted to irradiate the target community of the light emitting surface 61. The limiting portion 63 is a flat plate-shaped member that covers the front surface of the light emitting surface 61. In the present embodiment, two limiting portions 63 are provided, and the limiting portion 63 covers the light emitting surface 61 from the left and right ends of the light emitting surface 61 toward the left and right center of the light emitting surface 61. As a result, the irradiation body L is configured so that the irradiation light is suppressed from diffusing in the left-right direction from the light emitting surface 61 and the irradiation light is not irradiated to the cultivated plants other than the target community.

〔果房間の距離の算出〕
本実施形態では、栽培植物としてトマトを例示している。トマトは、図18に示されるように、トマトの株の主茎から分岐する枝部に纏まって果房が形成され、果房に花が咲いてトマトの実が成ることが知られている。トマトの株に、高さが異なる状態で複数の果房Flが形成される。本実施形態では、トマトの株における果房Flは、低い位置から順に、第一果房Fl1と、第二果房Fl2と、第三果房Fl3と、第四果房Fl4と、を有する。
[Calculation of distance between fruit clusters]
In this embodiment, tomato is exemplified as a cultivated plant. As shown in FIG. 18, it is known that tomatoes form a fruit cluster at the branches branching from the main stem of the tomato strain, and flowers bloom in the fruit cluster to produce tomato fruits. Multiple fruit clusters Fl are formed on the tomato strain at different heights. In the present embodiment, the fruit cluster Fl in the tomato strain has a first fruit cluster Fl1, a second fruit cluster Fl2, a third fruit cluster Fl3, and a fourth fruit cluster Fl4 in order from the lowest position.

定点カメラCa(4),Ca(5),Ca(7),Ca(8)によって撮像された撮像データVに基づいて、夫々の果房Flの位置が特定され、夫々の果房Flの間の距離が算出される。しかし、夫々の果房Flは、枝葉に隠れたり枝葉と同化したりする場合が多いため、撮像データVに基づく果房Flの位置の特定は難しい。そこで、本実施形態では、夫々の果房Flの近傍の枝や茎に、蓄光クリップ7が取り付けられる。 Based on the imaging data V imaged by the fixed-point cameras Ca (4), Ca (5), Ca (7), and Ca (8), the position of each fruit cluster Fl is specified, and between each fruit cluster Fl. Distance is calculated. However, since each fruit bunch Fl is often hidden in the branches and leaves or assimilated with the branches and leaves, it is difficult to specify the position of the fruit bunch Fl based on the imaging data V. Therefore, in the present embodiment, the phosphorescent clip 7 is attached to the branch or stem in the vicinity of each fruit bunch Fl.

図19に示されているように、蓄光クリップ7に本体部7Aと付勢部7Bとが備えられている。本体部7Aは左右一対の挟持部77によって構成され、挟持部77の長手方向中心に揺動軸芯77aが形成されている。挟持部77は樹脂で構成されていても良いし、金属で構成されていても良い。また、挟持部77の揺動軸芯77aと下端部77bとの間に係止部77cが夫々形成され、付勢部7Bの端部が挿入される箇所である。挟持部77のうち、揺動軸芯77aと下端部77bとに亘る箇所が円弧状に形成されている。夫々の挟持部77の上端部77dは、揺動軸芯77aから上側に位置するほど左右の離間距離が離れるように構成されている。 As shown in FIG. 19, the phosphorescent clip 7 is provided with a main body portion 7A and an urging portion 7B. The main body 7A is composed of a pair of left and right holding portions 77, and a swing shaft core 77a is formed at the center of the holding portion 77 in the longitudinal direction. The sandwiching portion 77 may be made of resin or may be made of metal. Further, a locking portion 77c is formed between the swinging shaft core 77a and the lower end portion 77b of the holding portion 77, respectively, and the end portion of the urging portion 7B is inserted. Of the sandwiched portion 77, a portion extending over the swing shaft core 77a and the lower end portion 77b is formed in an arc shape. The upper end portion 77d of each of the sandwiching portions 77 is configured so that the left and right separation distances are separated from each other so as to be located on the upper side of the swing shaft core 77a.

付勢部7BはC字型のリング状に形成されており、付勢部7Bの両端部が、夫々の係止部77cに係止される。このとき、付勢部7Bのリングが拡径する側に応力が作用するため、左右の下端部77bが互いに当接する方向に付勢力が作用する。これにより、挟持部77のうち、揺動軸芯77aと下端部77bとに亘って円状に閉じられた空間Sが形成される。このとき、左右の上端部77dは離れた状態となっており、揺動軸芯77aに対して梃子力を作用させることができる。つまり、付勢部7Bに抗して左右の上端部77dが接近する方向に押圧力を掛けて、左右一対の挟持部77が揺動軸芯77aを軸芯に揺動すると、左右の下端部77bが左右に離れる。これにより、左右の下端部77bが開閉自在なように構成されている。つまり、左右の下端部77bを開き、栽培植物の茎や枝が空間Sの内側に位置するようにして左右の下端部77bを閉じることによって、蓄光クリップ7を栽培植物の茎や枝に取り付けることができる。なお、栽培植物の茎や枝が、挟持部77によって挟持される状態であっても良いし、栽培植物の茎や枝が、挟持部77によって挟持されず、単に空間Sを貫通する状態であっても良い。 The urging portion 7B is formed in a C-shaped ring shape, and both ends of the urging portion 7B are locked to the respective locking portions 77c. At this time, since stress acts on the side where the ring of the urging portion 7B expands in diameter, the urging force acts in the direction in which the left and right lower end portions 77b abut against each other. As a result, of the sandwiching portion 77, a space S closed in a circular shape is formed over the swing shaft core 77a and the lower end portion 77b. At this time, the left and right upper end portions 77d are separated from each other, and a lever force can be applied to the swing shaft core 77a. That is, when a pressing force is applied in a direction in which the left and right upper end portions 77d approach the urging portion 7B and the pair of left and right holding portions 77 swing around the swing shaft core 77a, the left and right lower end portions 77b separates from side to side. As a result, the left and right lower end portions 77b are configured to be openable and closable. That is, the phosphorescent clip 7 is attached to the stem or branch of the cultivated plant by opening the left and right lower end portions 77b and closing the left and right lower end portions 77b so that the stem or branch of the cultivated plant is located inside the space S. Can be done. The stems and branches of the cultivated plant may be sandwiched by the sandwiching portion 77, or the stems and branches of the cultivated plant may not be sandwiched by the sandwiching portion 77 and simply penetrate the space S. May be.

蓄光クリップ7は、太陽や発光面61等によって照射された可視光線や紫外線を蓄光し、可視光線や紫外線の照射が終了した後も暫くの間だけ発光し続ける性質、即ち蓄光性を、本体部7Aの表面の少なくとも一部に有する。本体部7Aの表面は、蓄光体で構成されていても良いし、蓄光材によって被覆されていても良い。栽培植物であるトマトの茎や枝は、誘引紐54に誘引され、トマトの茎や枝と、誘引紐54と、が蓄光クリップ7によって係止されている。このため、蓄光クリップ7は誘引クリップでもある。隣接する株と区別するため、蓄光クリップ7の発光色は、一つの株で同一の発光色であり、かつ、隣接する株と異なる発光色となるように構成されている。なお、蓄光材や蓄光体の種類は、例えばアルミン酸系蓄光体やケイ酸系蓄光体等の種類を適宜選択可能である。 The phosphorescent clip 7 has a property of storing visible light or ultraviolet light irradiated by the sun, a light emitting surface 61, or the like, and continuing to emit light only for a while after the irradiation of visible light or ultraviolet light is completed, that is, the main body portion. It has at least a part of the surface of 7A. The surface of the main body 7A may be formed of a phosphorescent body or may be covered with a phosphorescent material. The stems and branches of tomatoes, which are cultivated plants, are attracted to the attracting string 54, and the stems and branches of tomatoes and the attracting strings 54 are locked by the phosphorescent clip 7. Therefore, the phosphorescent clip 7 is also an attracting clip. In order to distinguish from the adjacent strains, the emission color of the phosphorescent clip 7 is configured to be the same emission color in one strain and different from the emission color in the adjacent strains. As the type of phosphorescent material or phosphorescent body, for example, the type of aluminate-based phosphorescent body, silicic acid-based phosphorescent body, or the like can be appropriately selected.

蓄光クリップ7は、夫々の果房Flが着花するタイミングで取り付けられる。このため、蓄光クリップ7は一つの株において、夫々の果房Flに対応して複数取り付けられる。果房間の距離の算出には、少なくとも第一果房Fl1と第二果房Fl2とが必要であるため、第二果房Fl2が着花して、蓄光クリップ7が第二果房Fl2に取り付けられた後から果房間の距離の算出が開始される。 The phosphorescent clip 7 is attached at the timing when each fruit bunch Fl is flowered. Therefore, a plurality of phosphorescent clips 7 are attached in one strain corresponding to each fruit bunch Fl. Since at least the first fruit cluster Fl1 and the second fruit cluster Fl2 are required to calculate the distance between the fruit clusters, the second fruit cluster Fl2 is flowered and the phosphorescent clip 7 is attached to the second fruit cluster Fl2. After that, the calculation of the distance between the fruit clusters is started.

果房間の距離の算出は、図20に示されるフローチャートに基づいて、夜間に行われる。まず、照射体Lが点灯して、対象群落に照射光を照射する(ステップ#11)。蓄光クリップ7の蓄光が十分に行われるようにするために、照射光の照射は、例えば10分程度に亘って継続するのが望ましい。したがって、照射光の照射の間に、上述した栽培植物の草丈の算出処理が行われる構成であっても良い。照射光の照射によって蓄光クリップ7の蓄光が完了すると、照射体Lが消灯する(ステップ#12)。その後、定点カメラCa(4),Ca(5)によって、群落撮像領域P3の撮像データVが撮像される。また、定点カメラCa(7),Ca(8)によって、群落撮像領域P2の撮像データVが撮像される。これにより、群落撮像領域P2及び群落撮像領域P3における対象群落が、定点カメラCaによって斜め上方向から撮像される(ステップ#13)。 The calculation of the distance between the fruit bunches is performed at night based on the flowchart shown in FIG. First, the irradiating body L is turned on to irradiate the target community with the irradiating light (step # 11). It is desirable that the irradiation of the irradiation light is continued for, for example, about 10 minutes so that the phosphorescence of the phosphorescent clip 7 is sufficiently performed. Therefore, the above-mentioned plant height calculation process of the cultivated plant may be performed during the irradiation of the irradiation light. When the phosphorescence of the phosphorescent clip 7 is completed by the irradiation of the irradiation light, the irradiation body L is turned off (step # 12). After that, the image pickup data V of the community image pickup region P3 is imaged by the fixed point cameras Ca (4) and Ca (5). Further, the image pickup data V of the community image pickup region P2 is imaged by the fixed point cameras Ca (7) and Ca (8). As a result, the target community in the community imaging region P2 and the community imaging region P3 is imaged from diagonally above by the fixed point camera Ca (step # 13).

定点カメラCaによって撮像された撮像データVは、上述した栽培植物の草丈の算出と同様に、図12に示されるような画像データの座標変換が行われ、撮像データVは投影図の画像から側面視点の画像に疑似変換される(ステップ#14)。座標変換の方法は、上述したステップ#2の座標変換処理と同様である。 The imaged data V captured by the fixed point camera Ca is subjected to coordinate conversion of the image data as shown in FIG. 12 in the same manner as the calculation of the plant height of the cultivated plant described above, and the imaged data V is obtained from the image of the projection drawing on the side surface. Pseudo-conversion to the viewpoint image (step # 14). The coordinate conversion method is the same as the coordinate conversion process in step # 2 described above.

ステップ#13における撮像は、照射体Lが消灯後に行われるため、撮像データVは、夜間における略暗闇の画像となる。照射体Lの消灯後、蓄光クリップ7は暗闇の中で暫く発光するため、略暗闇が映される撮像データVの中で、蓄光クリップ7の光が点在する状態で映し出され、蓄光クリップ7の検知処理が行われる(ステップ#15)。その上で、蓄光クリップ7が検知された箇所の座標位置が特定される。蓄光クリップ7の発光色は、一つの株で同一の発光色であり、かつ、隣接する株と異なる発光色となるように構成されている。このため、夫々の蓄光クリップ7の発光色に基づいて株を判別する処理が行われる(ステップ#16)。即ち、略暗闇で対象群落の株が映し出されない撮像データVであっても、隣接する株同士で蓄光クリップ7の発光色が異なるため、対象群落の株が蓄光クリップ7の発光色に基づいて判別可能な構成となっている。 Since the imaging in step # 13 is performed after the irradiating body L is turned off, the imaging data V is an image of substantially darkness at night. After the irradiator L is turned off, the phosphorescent clip 7 emits light for a while in the dark, so that the light of the phosphorescent clip 7 is projected in the imaging data V in which the darkness is projected, and the phosphorescent clip 7 is scattered. Detection processing is performed (step # 15). Then, the coordinate position of the place where the phosphorescent clip 7 is detected is specified. The emission color of the phosphorescent clip 7 is configured to be the same emission color in one strain and different emission color from the adjacent strains. Therefore, a process of discriminating the strain based on the emission color of each phosphorescent clip 7 is performed (step # 16). That is, even in the imaging data V in which the strains of the target community are not projected in substantially darkness, the emission color of the phosphorescent clip 7 differs between the adjacent strains, so that the strains of the target community are based on the emission color of the phosphorescent clip 7. It has a structure that can be discriminated.

同一の株における夫々の蓄光クリップ7は、夫々の果房Flの高さに対応して、夫々異なる高さで位置する。つまり、一定の横幅の範囲内に、同一発光色の蓄光クリップ7が、高さの異なる状態で撮像データVに映る。このことから、同一発光色の蓄光クリップ7の上下方向の離間距離が算出されることによって、同一の株における果房間の距離が算出される。果房間の距離の算出は複数の株で行われ、夫々の株において、第一果房Fl1及び第二果房Fl2の果房間距離H1と、第二果房Fl2及び第三果房Fl3の果房間距離H2と、第三果房Fl3及び第四果房Fl4の果房間距離H3と、が算出される(ステップ#17)。 Each phosphorescent clip 7 in the same strain is located at a different height, corresponding to the height of each fruit bunch Fl. That is, the phosphorescent clips 7 having the same emission color are reflected on the image pickup data V in different heights within a certain width range. From this, the distance between the fruit clusters in the same strain is calculated by calculating the vertical separation distance of the phosphorescent clips 7 having the same emission color. The calculation of the distance between the fruit clusters is performed for a plurality of strains, and in each strain, the distance between the fruit clusters H1 of the first fruit cluster Fl1 and the second fruit cluster Fl2 and the fruit of the second fruit cluster Fl2 and the third fruit cluster Fl3. The interbundle distance H2 and the interbundle distance H3 of the third fruit cluster Fl3 and the fourth fruit cluster Fl4 are calculated (step # 17).

夫々の株毎に果房間距離H1,H2,H3の値にばらつきがあるため、夫々の株毎の果房間距離H1の平均値H1aと、夫々の株毎の果房間距離H2の平均値H2aと、夫々の株毎の果房間距離H3の平均値H3aと、が算出される。夫々の群落撮像領域P2,P3は、畝Aの端部寄りに位置し、対象群落のうち、畝Aの最も端部寄りに位置する株は、他の株と比較して生長度合いが異なる場合が有る。この場合、畝Aの最も端部寄りに位置する株における果房間距離H1,H2,H3の値は、他の株における果房間距離H1,H2,H3の値と、大きく異なる虞がある。 Since the values of the interfruit distances H1, H2, and H3 vary from strain to strain, the average value H1a of the interfruit distance H1 for each strain and the average value H2a of the interfruit distance H2 for each strain are used. , The average value H3a of the distance between fruit clusters H3 for each strain is calculated. The respective community imaging regions P2 and P3 are located near the end of the ridge A, and among the target communities, the strain located closest to the end of the ridge A has a different degree of growth than the other strains. There is. In this case, the values of the interfruit-bundle distances H1, H2, and H3 in the strain located closest to the end of the ridge A may be significantly different from the values of the interfruit-bundle distances H1, H2, and H3 in the other strains.

園芸施設1における多数の栽培植物の全体的な生育指標Giの診断に、果房間距離H1,H2,H3の平均値H1a,H2a,H3aが用いられる。生育指標Giの診断精度を向上させるため、果房間距離H1,H2,H3の平均値H1a,H2a,H3aの算出において、畝Aの最も端部寄りに位置する株が、平均値H1a,H2a,H3aの算出対象の株から除外される構成であっても良い。例えば、撮像データVに基づいて算出された夫々の株毎の果房間距離H1,H2,H3のうち、撮像データVの最も左右両端の何れかの隅に位置する株、即ち左右一端部に位置する株が、他の株の果房間距離H1,H2,H3と比較して、予め設定された範囲から外れている場合も考えられる。このような場合、当該左右一端部に位置する株が、平均値H1a,H2a,H3aの算出対象の株から除外される構成であっても良い。 The average values H1a, H2a, and H3a of the interfruit distances H1, H2, and H3 are used for diagnosing the overall growth index Gi of a large number of cultivated plants in the horticultural facility 1. In order to improve the diagnostic accuracy of the growth index Gi, in the calculation of the average values H1a, H2a, H3a of the interfruit distances H1, H2, H3, the strain located closest to the end of the ridge A is the average value H1a, H2a, The configuration may be excluded from the strains to be calculated for H3a. For example, among the interfruit bunch distances H1, H2, and H3 for each strain calculated based on the imaging data V, the strain located at any corner of the left and right ends of the imaging data V, that is, the strain located at the left and right ends. It is also possible that the strain to be used is out of the preset range as compared with the interfruit bunch distances H1, H2, H3 of other strains. In such a case, the strains located at the left and right ends may be excluded from the strains for which the average values H1a, H2a, and H3a are to be calculated.

ステップ#17で果房間距離H1,H2,H3の平均値H1a,H2a,H3aが算出されると、栽培植物の草丈の算出結果が保存される(ステップ#18)。算出結果は、例えば、図7に示される管理コンピュータ2の記憶部24に、CSVの画像データファイルとして保存される。なお、ステップ#11からステップ#17までが予め設定された回数だけ繰り返され、算出結果の平均値がステップ#18で保存処理される構成であっても良い。 When the average values H1a, H2a, and H3a of the interfruit distances H1, H2, and H3 are calculated in step # 17, the calculation result of the plant height of the cultivated plant is saved (step # 18). The calculation result is stored, for example, in the storage unit 24 of the management computer 2 shown in FIG. 7 as a CSV image data file. It should be noted that the configuration may be such that steps # 11 to step # 17 are repeated a preset number of times, and the average value of the calculation results is stored in step # 18.

〔葉面積指数の算出〕
対象群落において、予め区切られた高さ領域毎の繁茂状態の割合が、葉面積指数LAI(Leaf Area Index)として算出される。葉面積指数LAIは、栽培植物の草丈の算出に用いられた画像データと、果房間の距離の算出に用いられた画像データと、に基づいて算出され、葉面積指数LAIは収量予測のシミュレーション等に用いられる。このことから、葉面積指数LAIの算出の前に、栽培植物の草丈の算出処理と、果房間の距離の算出処理と、が行われていることが望ましい。
[Calculation of leaf area index]
In the target community, the ratio of the overgrown state for each height region divided in advance is calculated as a leaf area index LAI (Leaf Area Index). The leaf area index LAI is calculated based on the image data used to calculate the plant height of cultivated plants and the image data used to calculate the distance between fruit clusters, and the leaf area index LAI is a simulation of yield prediction, etc. Used for. For this reason, it is desirable that the plant height calculation process of the cultivated plant and the distance calculation process between the fruit bunches are performed before the leaf area index LAI is calculated.

まず、図21に示されるように、図7に示される管理コンピュータ2の記憶部24から、上述した栽培植物の草丈の算出処理で撮像された撮像データVが読み出される(ステップ#21)。撮像データVは、上述したステップ#2(図12参照)で座標変換した撮像データVである。また、記憶部24から対象群落における栽培植物の草丈のデータが読み出され、撮像データVに栽培植物の草丈に対応した草丈ラインHGが設定される(ステップ#22)。更に、記憶部24から、夫々の蓄光クリップ7の位置座標が読み出されて、枝葉が映る撮像データVに蓄光クリップ7の位置座標がプロットされる(ステップ#23)。加えて、夫々の株毎の果房間距離H1の平均値H1aと、夫々の株毎の果房間距離H2の平均値H2aと、夫々の株毎の果房間距離H3の平均値H3aと、が読み出される。そして、果房間距離H1,H2,H3の平均値H1a,H2a,H3aに基づいて、基準水平ラインHL(1)~HL(4)が、撮像データVに夫々設定される(ステップ#24)。基準水平ラインHLは果房Flの位置する高さの指標として設定される。 First, as shown in FIG. 21, the image pickup data V captured by the above-mentioned plant height calculation process of the cultivated plant is read out from the storage unit 24 of the management computer 2 shown in FIG. 7 (step # 21). The image pickup data V is the image pickup data V whose coordinates have been transformed in step # 2 (see FIG. 12) described above. Further, the plant height data of the cultivated plant in the target community is read from the storage unit 24, and the plant height line HG corresponding to the plant height of the cultivated plant is set in the image pickup data V (step # 22). Further, the position coordinates of each phosphorescent clip 7 are read out from the storage unit 24, and the position coordinates of the phosphorescent clip 7 are plotted on the imaging data V in which the branches and leaves are reflected (step # 23). In addition, the average value H1a of the interfruit distance H1 for each strain, the average value H2a for the interfruit distance H2 for each strain, and the average value H3a for the interfruit distance H3 for each strain are read out. Is done. Then, the reference horizontal lines HL (1) to HL (4) are set in the imaging data V, respectively, based on the average values H1a, H2a, and H3a of the interfruit distances H1, H2, and H3 (step # 24). The reference horizontal line HL is set as an index of the height at which the fruit cluster Fl is located.

図22に示されるように、ステップ#25の処理で、基準水平ラインHL(1)と基準水平ラインHL(2)との間の領域は下層領域LLに設定され、基準水平ラインHL(2)と基準水平ラインHL(3)との間の領域は中層領域MLに設定され、基準水平ラインHL(3)と基準水平ラインHL(4)との間の領域は上層領域ULに設定される。更に、ステップ#25の処理で、基準水平ラインHL(3)と草丈ラインHGとの間の領域は最上層領域MULに設定される。そして、下層領域LL,中層領域ML,上層領域UL,最上層領域MUL毎に、上述した被覆率Brの算出が行われる。その上で、夫々の被覆率Brに基づいて葉面積指数LAI(1)~LAI(4)が算出される。葉面積指数LAI(1)は下層領域LLに対応し、葉面積指数LAI(2)は中層領域MLに対応し、葉面積指数LAI(3)は上層領域ULに対応し、葉面積指数LAI(4)は最上層領域MULに対応する。葉面積指数LAIと被覆率Brとの関係は、必ずしも線形性を有するものでなくても良く、葉面積指数LAIは、例えばニューラルネットワークの演算によって算出される構成であっても良い。 As shown in FIG. 22, in the process of step # 25, the region between the reference horizontal line HL (1) and the reference horizontal line HL (2) is set to the lower layer region LL, and the reference horizontal line HL (2) is set. The region between the reference horizontal line HL (3) and the reference horizontal line HL (3) is set in the middle layer region ML, and the region between the reference horizontal line HL (3) and the reference horizontal line HL (4) is set in the upper layer region UL. Further, in the process of step # 25, the region between the reference horizontal line HL (3) and the plant height line HG is set to the uppermost layer region MUL. Then, the above-mentioned coverage Br is calculated for each of the lower layer region LL, the middle layer region ML, the upper layer region UL, and the uppermost layer region MUL. Then, the leaf area indexes LAI (1) to LAI (4) are calculated based on the respective coverage Br. The leaf area index LAI (1) corresponds to the lower layer region LL, the leaf area index LAI (2) corresponds to the middle layer region ML, the leaf area index LAI (3) corresponds to the upper layer region UL, and the leaf area index LAI ( 4) corresponds to the uppermost layer area UL. The relationship between the leaf area index LAI and the coverage Br does not necessarily have linearity, and the leaf area index LAI may have a configuration calculated by, for example, an operation of a neural network.

一般的に、栽培植物の生長が進行すると、栽培植物の下側寄りの枝葉は繁茂状態となるため、下層領域LLや中層領域MLにおける被覆率Brは次第に変化し難くなる。更に、この状態で栽培植物の下側寄りの枝葉の摘葉が行われる場合もあり、下層領域LLや中層領域MLにおける被覆率Brに基づく生育指標Giの高精度な算出は難しくなる。一方、上層領域ULや最上層領域MULにおける被覆率Brは、下層領域LLや中層領域MLにおける被覆率Brと比較して、植物の生長に伴って変化し易い。このため、栽培植物の生長段階が進むと、上層領域ULや最上層領域MULにおける被覆率Brは、生育指標Giの算出に有用に用いられる。 In general, as the growth of the cultivated plant progresses, the lower branches and leaves of the cultivated plant become overgrown, so that the coverage Br in the lower layer region LL and the middle layer region ML becomes less likely to change gradually. Further, in this state, the lower branches and leaves of the cultivated plant may be plucked, which makes it difficult to accurately calculate the growth index Gi based on the coverage Br in the lower layer region LL and the middle layer region ML. On the other hand, the coverage Br in the upper layer region UL and the uppermost layer region UL is more likely to change with the growth of the plant as compared with the coverage Br in the lower layer region LL and the middle layer region ML. Therefore, as the growth stage of the cultivated plant progresses, the coverage Br in the upper layer region UL and the uppermost layer region MUL is usefully used for calculating the growth index Gi.

〔生育段階毎の診断〕
図23のタイムチャートに、生育段階に応じた算出項目の詳細が示されている。栽培植物の定植後、栽培植物に、第一果房Fl1,第二果房Fl2,第三果房Fl3,第四果房Fl4の順に果房Flが着花する。図23に示される第一段階は、果房Flが順番に着花する期間の生長段階であり、栽培植物が、茎を伸ばしたり、新たな枝葉を広げたり、根を広げたりする栄養生長の段階である。第四果房Fl4の着花後に、茎の上端が摘心され、栽培植物の生長は第二段階に移行する。第二段階は果房Flが生長する生殖生長が活発になる段階であり、栽培植物の摘葉やつる下ろしが行われる。本実施形態では、管理者がつる下ろしや摘葉を行う際に管理報知部11を操作する。このため、例えば、つる下ろしや摘葉の情報が管理報知部11から管理コンピュータ2に最初に送信されたタイミングで、第一段階から第二段階への移行の判定が行われるように、生育診断部23が構成されていても良い。
[Diagnosis for each growth stage]
The time chart of FIG. 23 shows the details of the calculation items according to the growth stage. After planting the cultivated plant, the fruit bunches Fl are flowered in the cultivated plant in the order of the first fruit bunch Fl1, the second fruit bunch Fl2, the third fruit bunch Fl3, and the fourth fruit bunch Fl4. The first stage shown in FIG. 23 is the growth stage during the period in which the fruit cluster Fl is sequentially flowered, and the cultivated plant has a vegetative growth stage in which the stem grows, new branches and leaves spread, and the root spreads. It is a stage. After the flowering of the fourth fruit bunch Fl4, the upper end of the stem is pinched, and the growth of the cultivated plant shifts to the second stage. The second stage is the stage in which the reproductive growth in which the fruit bunch Fl grows becomes active, and the cultivated plants are defoliated and hung down. In the present embodiment, the manager operates the management notification unit 11 when hanging down or removing leaves. Therefore, for example, the growth diagnosis unit determines the transition from the first stage to the second stage at the timing when the information on hanging and defoliation is first transmitted from the management notification unit 11 to the management computer 2. 23 may be configured.

被覆率Br及び傾斜被覆率Crの算出は、第一段階及び第二段階において継続的に行われる。被覆率Br及び傾斜被覆率Crは、広域撮像領域P1における多数の栽培植物から大まかに算出される。第一段階において生育診断部23は、被覆率Br及び傾斜被覆率Crに基づいて栽培植物の集合体における葉面積の指標を算出し、算出した葉面積の指標を生育指標Giの算出に用いる。そして生育診断部23は、生育指標Giに基づいて主に施肥制御部17における窒素量の調整度合いを算出する。また、第二段階において生育診断部23は、被覆率Br及び傾斜被覆率Crに基づいて、主に栽培植物の摘葉度合いを診断する。 The calculation of the coverage Br and the gradient coverage Cr is continuously performed in the first step and the second step. The coverage Br and the gradient coverage Cr are roughly calculated from a large number of cultivated plants in the wide area imaging region P1. In the first stage, the growth diagnosis unit 23 calculates an index of the leaf area in the aggregate of cultivated plants based on the coverage Br and the gradient coverage Cr, and uses the calculated leaf area index to calculate the growth index Gi. Then, the growth diagnosis unit 23 mainly calculates the degree of adjustment of the nitrogen amount in the fertilization control unit 17 based on the growth index Gi. Further, in the second stage, the growth diagnosis unit 23 mainly diagnoses the degree of defoliation of the cultivated plant based on the coverage Br and the gradient coverage Cr.

定点カメラCa(1),Ca(2)によって撮像された広域撮像領域P1における多数の栽培植物は、第二段階において繁茂状態となっている。このため、多数の栽培植物の生育指標Giを算出するために、第二段階では、傾斜被覆領域の採取領域、即ち、傾斜被覆率Crの算出領域は、繁茂状態の領域のうちの上部の領域に変更される構成であっても良い。つまり、第二段階では繁茂状態の領域のうちの下部や中部は、多数の枝葉が重なり合う状態となる場合が多く、更に摘葉も行われる。このため、第二段階における繁茂状態の領域のうちの下部や中部は、栽培植物の生育指標Giの高精度な算出が難しい領域となる。そこで、傾斜被覆率Crの算出領域を、繁茂状態の領域のうちの上部の領域に変更することによって、多数の栽培植物の生育指標Giを精度良く算出可能となる。この構成は、誘引紐54のつる下ろしが行われた後に、特に有用である。 A large number of cultivated plants in the wide area imaging region P1 imaged by the fixed point cameras Ca (1) and Ca (2) are in a prosperous state in the second stage. Therefore, in order to calculate the growth index Gi of a large number of cultivated plants, in the second stage, the sampling area of the inclined covering region, that is, the calculated region of the inclined covering ratio Cr is the upper region of the overgrown region. The configuration may be changed to. That is, in the second stage, in the lower part and the middle part of the overgrown area, many branches and leaves are often overlapped, and further defoliation is performed. Therefore, the lower part and the middle part of the overgrown area in the second stage are areas where it is difficult to calculate the growth index Gi of the cultivated plant with high accuracy. Therefore, by changing the calculation region of the inclined coverage Cr to the upper region of the overgrown region, the growth index Gi of a large number of cultivated plants can be calculated accurately. This configuration is particularly useful after the drawstring 54 has been hung down.

栽培植物の草丈の算出は、第一段階及び第二段階において継続的に行われる。栽培植物の草丈は、群落撮像領域P2及び群落撮像領域P3における対象群落から大まかに算出される。第一段階では、対象群落における茎の長さの変化が算出される。その上で生育診断部23は、算出された草丈を生育指標Giの算出に用い、更に生育指標Giに基づいて、主に施肥制御部17における窒素量の調整度合いや、灌水制御部14における灌水量の調整度合いを算出する。第二段階では、対象群落におけるつる下ろし後の見かけの草丈が算出される。 The calculation of the plant height of the cultivated plant is continuously performed in the first stage and the second stage. The plant height of the cultivated plant is roughly calculated from the target communities in the community imaging region P2 and the community imaging region P3. In the first stage, changes in stem length in the target community are calculated. Then, the growth diagnosis unit 23 uses the calculated plant height for the calculation of the growth index Gi, and further, based on the growth index Gi, the degree of adjustment of the nitrogen amount mainly in the fertilization control unit 17 and the irrigation in the irrigation control unit 14. Calculate the degree of adjustment of the amount. In the second stage, the apparent plant height after hanging in the target community is calculated.

果房間の距離の算出は、第二果房Fl2の開花後から第二段階に移行する前まで間だけ行われる。第三果房Fl3の開花前の段階で、第一果房Fl1及び第二果房Fl2の果房間距離H1が算出される。第四果房Fl4の開花前の段階で、果房間距離H1に加えて、第二果房Fl2及び第三果房Fl3の果房間距離H2が算出される。第四果房Fl4の開花後の段階で、果房間距離H1及び果房間距離H2に加えて、第三果房Fl3及び第四果房Fl4の果房間距離H3が算出される。 The calculation of the distance between the fruit bunches is performed only after the flowering of the second fruit bunches Fl2 and before the transition to the second stage. At the stage before flowering of the third fruit cluster Fl3, the distance H1 between the fruit clusters of the first fruit cluster Fl1 and the second fruit cluster Fl2 is calculated. At the stage before flowering of the fourth fruit cluster Fl4, in addition to the inter-fruit cell distance H1, the inter-fruit cell distance H2 of the second fruit cluster Fl2 and the third fruit cluster Fl3 is calculated. At the stage after flowering of the fourth fruit cluster Fl4, in addition to the inter-fruit cell distance H1 and the inter-fruit cell distance H2, the inter-fruit cell distance H3 of the third fruit cluster Fl3 and the fourth fruit cluster Fl4 is calculated.

果房間距離H1,H2,H3の平均値H1a,H2a,H3aが生育指標Giの算出に用いられる。果房間の距離が長過ぎると、生育指標Giに、過度な栄養生長の状態が示される。また、果房間の距離が短過ぎると、生育指標Giに、過度な生殖生長の状態が示される。その上で生育診断部23は、生育指標Giに基づいて、施肥制御部17における窒素量の調整度合いや、灌水制御部14における灌水量の調整度合いを算出する。なお、果房間の距離は、天候や季節によって変化するため、生育指標Giの算出に、天候や季節が考慮される構成であっても良い。 The average values H1a, H2a, and H3a of the interfruit distances H1, H2, and H3 are used to calculate the growth index Gi. If the distance between the fruit bunches is too long, the growth index Gi indicates a state of excessive vegetative growth. In addition, if the distance between the fruit bunches is too short, the growth index Gi indicates a state of excessive reproductive growth. Then, the growth diagnosis unit 23 calculates the degree of adjustment of the nitrogen amount in the fertilization control unit 17 and the degree of adjustment of the irrigation amount in the irrigation control unit 14 based on the growth index Gi. Since the distance between the fruit bunches changes depending on the weather and the season, the weather and the season may be taken into consideration in the calculation of the growth index Gi.

葉面積指数LAIの算出は、第二果房Fl2の開花後から行われる。第三果房Fl3の開花前の段階で、下層領域LLの葉面積指数LAI(1)が算出される。第四果房Fl4の開花前の段階で、下層領域LLの葉面積指数LAI(1)に加えて、中層領域MLの葉面積指数LAI(2)が算出される。第四果房Fl4の開花後の段階で、下層領域LLの葉面積指数LAI(1)及び中層領域MLの葉面積指数LAI(2)に加えて、上層領域ULの葉面積指数LAI(3)が算出される。また、第四果房Fl4の開花後の段階で、第四果房Fl4と栽培植物の上端とに亘る最上層領域MULの葉面積指数LAI(4)も、更に算出される。第一段階において栽培植物の生長が進行すると、生育診断部23は、栽培植物の上端側寄りの領域における葉面積指数LAIに基づいて栽培植物の繁茂状態を診断する。その上で生育診断部23は、診断した繁茂状態に基づいて、施肥制御部17における窒素量の調整度合いや、灌水制御部14における灌水量の調整度合いを算出する。 The leaf area index LAI is calculated after flowering of the second fruit cluster Fl2. The leaf area index LAI (1) of the lower region LL is calculated at the stage before flowering of the third fruit cluster Fl3. At the stage before flowering of the fourth fruit cluster Fl4, the leaf area index LAI (2) of the middle layer region ML is calculated in addition to the leaf area index LAI (1) of the lower layer region LL. At the stage after flowering of the fourth fruit cluster Fl4, in addition to the leaf area index LAI (1) of the lower layer region LL and the leaf area index LAI (2) of the middle layer region ML, the leaf area index LAI (3) of the upper layer region UL. Is calculated. In addition, the leaf area index LAI (4) of the uppermost layer region MUL extending over the fourth fruit cluster Fl4 and the upper end of the cultivated plant is further calculated at the stage after the flowering of the fourth fruit cluster Fl4. As the growth of the cultivated plant progresses in the first stage, the growth diagnosis unit 23 diagnoses the overgrowth state of the cultivated plant based on the leaf area index LAI in the region near the upper end of the cultivated plant. Then, the growth diagnosis unit 23 calculates the degree of adjustment of the nitrogen amount in the fertilization control unit 17 and the degree of adjustment of the irrigation amount in the irrigation control unit 14 based on the diagnosed overgrowth state.

上述したように、下層領域LLと、中層領域MLと、上層領域ULと、最上層領域MULと、の設定は、高さ位置が異なる複数の基準水平ラインHLに基づいて行われる。基準水平ラインHLの高さ位置は蓄光クリップ7の高さ位置の変化に対応して変化する。このことから、第一段階では、下層領域LLと、中層領域MLと、上層領域ULと、最上層領域MULと、の領域は蓄光クリップ7の高さ位置の変化に対応して変化する。栽培植物の生長段階が第一段階から第二段階に切換ると、下層領域LLと、中層領域MLと、上層領域ULと、最上層領域MULと、の領域は、第二段階に切換る直前の領域を保持するように構成されている。即ち、第二段階では、下層領域LLと、中層領域MLと、上層領域ULと、最上層領域MULと、の領域は固定される。第二段階において生育診断部23は、主に下層領域LLと、中層領域MLと、の葉面積指数LAIに基づいて栽培植物の摘葉度合いを診断する。また、第二段階において生育診断部23は、主に上層領域ULと、最上層領域MULと、の葉面積指数LAIに基づいて栽培植物の生育指標Giを算出する。つまり、第二段階において生育診断部23は、上層領域ULと最上層領域MULとを重点的に採取して葉面積指数LAIを算出する。つまり、葉面積指数LAIに基づいて栽培植物の繁茂状態や摘葉状態等を診断することによって、生育診断部23における収量予測のシミュレーションが精度良く可能となる。 As described above, the setting of the lower layer region LL, the middle layer region ML, the upper layer region UL, and the uppermost layer region MUL is performed based on a plurality of reference horizontal lines HL having different height positions. The height position of the reference horizontal line HL changes in response to a change in the height position of the phosphorescent clip 7. From this, in the first stage, the regions of the lower layer region LL, the middle layer region ML, the upper layer region UL, and the uppermost layer region MUL change in response to the change in the height position of the phosphorescent clip 7. When the growth stage of the cultivated plant is switched from the first stage to the second stage, the regions of the lower layer region LL, the middle layer region ML, the upper layer region UL, and the uppermost layer region MUL are immediately before switching to the second stage. It is configured to hold the area of. That is, in the second stage, the regions of the lower layer region LL, the middle layer region ML, the upper layer region UL, and the uppermost layer region MUL are fixed. In the second stage, the growth diagnosis unit 23 diagnoses the degree of defoliation of the cultivated plant mainly based on the lower layer region LL, the middle layer region ML, and the leaf area index LAI. Further, in the second stage, the growth diagnosis unit 23 calculates the growth index Gi of the cultivated plant mainly based on the upper layer region UL, the uppermost layer region UL, and the leaf area index LAI. That is, in the second stage, the growth diagnosis unit 23 focuses on collecting the upper layer region UL and the uppermost layer region UL and calculates the leaf area index LAI. That is, by diagnosing the overgrowth state, the leaf-picking state, and the like of the cultivated plant based on the leaf area index LAI, it is possible to accurately simulate the yield prediction in the growth diagnosis unit 23.

〔水ストレス算定部の構成〕
以下、水ストレス算定部22に関して説明する。図7及び図24に示されるように、水ストレス算定部22に、定点カメラCaによって撮像された撮像データVと、環境検出部10で検出された環境状態データEと、が入力される。撮像データVから、平面撮像データV1と畝水平撮像データV2との二種類のデータが抽出される。平面撮像データV1は、定点カメラCa(3)又は定点カメラCa(6)によって撮像された撮像データVであり、畝水平撮像データV2は、定点カメラCa(4)、定点カメラCa(5)、定点カメラCa(7)、又は定点カメラCa(8)によって撮像され、複数の畝Aに亘る撮像データVである。そして、平面撮像データV1と畝水平撮像データV2とが水ストレス算定部22に入力される。平面撮像データV1に、群落撮像領域P2又は群落撮像領域P3における平面視の栽培植物が映し出される。また、畝水平撮像データV2に、図29乃至図32に示されるような栽培植物の集合が映し出される。なお、平面撮像データV1及び畝水平撮像データV2は、定点カメラCaによって撮像された静止画像であるが、動画であっても良い。また、畝水平撮像データV2に映し出される映像は、畝A(1)~A(8)における栽培植物が水平視点で撮像されるものでなくても良く、栽培植物の上端を多少見下ろす視点や多少見上げる視点で、これらの栽培植物が撮像されるものであっても良い。
[Structure of Water Stress Calculation Department]
Hereinafter, the water stress calculation unit 22 will be described. As shown in FIGS. 7 and 24, the image pickup data V imaged by the fixed point camera Ca and the environmental state data E detected by the environment detection unit 10 are input to the water stress calculation unit 22. Two types of data, planar imaging data V1 and ridge horizontal imaging data V2, are extracted from the imaging data V. The plane image pickup data V1 is the image pickup data V imaged by the fixed point camera Ca (3) or the fixed point camera Ca (6), and the ridge horizontal image pickup data V2 is the fixed point camera Ca (4), the fixed point camera Ca (5), and the fixed point camera Ca (5). It is the image pickup data V taken by the fixed point camera Ca (7) or the fixed point camera Ca (8) and spanning a plurality of ridges A. Then, the plane image pickup data V1 and the ridge horizontal image pickup data V2 are input to the water stress calculation unit 22. The cultivated plants in the plan view in the community imaging region P2 or the community imaging region P3 are projected on the plane image pickup data V1. Further, a set of cultivated plants as shown in FIGS. 29 to 32 is projected on the ridge horizontal imaging data V2. The plane image pickup data V1 and the ridge horizontal image pickup data V2 are still images captured by the fixed point camera Ca, but may be moving images. Further, the image projected on the ridge horizontal imaging data V2 does not have to be an image of the cultivated plants in the ridges A (1) to A (8) from a horizontal viewpoint, and the viewpoint slightly overlooking the upper end of the cultivated plants or a little. These cultivated plants may be imaged from the viewpoint of looking up.

平面撮像データV1及び畝水平撮像データV2に基づいて複数の項目で画像解析が行われ、解析結果によって数値データが算出される。複数の平面撮像データV1によって一つの時系列データVT1が構成され、複数の畝水平撮像データV2によって一つの時系列データVT2が構成される。時系列データVT1及び時系列データVT2は、記憶部24に記憶される構成であって良い。本実施形態では、複数の平面撮像データV1によって構成される時系列データVT1に基づいて、葉面積と、枝葉の広がりと、枝葉の形状から検出可能な高周波成分と、が画像解析され、栽培植物の萎れ度合いを示す数値データが算出される。また、畝水平撮像データV2から構成される時系列データVT2に基づいて、枝葉の位置と、枝葉の形状と、茎や枝の曲率と、栽培植物の草丈と、果房の高さ位置と、が画像解析され、栽培植物の萎れ度合いを示す数値データが算出される。なお、夫々の解析項目において算出された数値データに、重み係数αが夫々割り当てられている。即ち、夫々の数値データは、夫々の重み係数αで乗算されて水ストレス算定部22の指標化処理に用いられる。夫々の重み係数αは、解析項目の重要度に対応して夫々異なる値を有する。夫々の重み係数αの値は適宜変更可能である。 Image analysis is performed on a plurality of items based on the plane imaging data V1 and the ridge horizontal imaging data V2, and numerical data is calculated from the analysis results. A plurality of plane imaging data V1 constitutes one time-series data VT1, and a plurality of ridge-horizontal imaging data V2 constitutes one time-series data VT2. The time-series data VT1 and the time-series data VT2 may be configured to be stored in the storage unit 24. In this embodiment, based on the time-series data VT1 composed of a plurality of plane imaging data V1, the leaf area, the spread of the branches and leaves, and the high-frequency component that can be detected from the shape of the branches and leaves are image-analyzed, and the cultivated plant is cultivated. Numerical data indicating the degree of wilting is calculated. In addition, based on the time-series data VT2 composed of the ridge horizontal imaging data V2, the positions of the branches and leaves, the shapes of the branches and leaves, the curvatures of the stems and branches, the plant height of the cultivated plants, and the height positions of the fruit bunches. Is image-analyzed, and numerical data indicating the degree of wilting of the cultivated plant is calculated. A weighting coefficient α is assigned to the numerical data calculated in each analysis item. That is, each numerical data is multiplied by each weight coefficient α and used for indexing processing of the water stress calculation unit 22. Each weighting factor α has a different value depending on the importance of the analysis item. The value of each weighting factor α can be changed as appropriate.

栽培植物に対して灌水されない状態が続くと、栽培植物は水ストレスを受ける状態に曝されて次第に萎れる。定点カメラCaは、例えば10分程度の間隔で栽培植物を撮像する。このため、栽培植物が萎れる様子、即ち、栽培植物の視覚的特徴の変化が、経時的に撮像され、水ストレス算定部22に平面撮像データV1及び畝水平撮像データV2が経時的に出力される。そして、水ストレス算定部22に出力された平面撮像データV1及び畝水平撮像データV2は、複数の平面撮像データV1によって構成される時系列データVT1と、複数の畝水平撮像データV2によって構成される時系列データVT2と、に纏められる。 If the cultivated plant remains unirrigated, the cultivated plant is exposed to water stress and gradually withers. The fixed-point camera Ca captures images of cultivated plants at intervals of, for example, about 10 minutes. Therefore, the appearance of the cultivated plant withering, that is, the change in the visual characteristics of the cultivated plant is imaged over time, and the plane imaging data V1 and the ridge horizontal imaging data V2 are output to the water stress calculation unit 22 over time. .. The plane imaging data V1 and the ridge horizontal imaging data V2 output to the water stress calculation unit 22 are composed of the time series data VT1 composed of the plurality of plane imaging data V1 and the ridge horizontal imaging data V2. It is summarized in time series data VT2.

栽培植物が水ストレスを受ける状態は、日射量、気温、湿度等の環境分布情報によって大きく異なり、環境分布情報の違いによって栽培植物の萎れる速さも変化する。このため、日射量センサ10Aと、温度センサ10Bと、湿度センサ10Cと、二酸化炭素濃度センサ10Dと、の夫々によって検出された環境状態データEが、環境検出部10を介して水ストレス算定部22に経時的に出力される。環境状態データEにおける日射量、温度、湿度、二酸化炭素濃度の夫々の項目に重み係数βが設けられ、夫々の項目の値に重み係数βが乗算されて水ストレス算定部22の指標化処理に用いられる構成であっても良い。 The state in which a cultivated plant is subjected to water stress greatly differs depending on the environmental distribution information such as the amount of solar radiation, temperature, and humidity, and the withering speed of the cultivated plant also changes depending on the difference in the environmental distribution information. Therefore, the environmental state data E detected by each of the solar radiation amount sensor 10A, the temperature sensor 10B, the humidity sensor 10C, and the carbon dioxide concentration sensor 10D is transmitted to the water stress calculation unit 22 via the environment detection unit 10. Is output over time. A weighting coefficient β is provided for each item of the amount of solar radiation, temperature, humidity, and carbon dioxide concentration in the environmental condition data E, and the value of each item is multiplied by the weighting coefficient β for indexing processing of the water stress calculation unit 22. It may be the configuration used.

更に、天候情報3によって得られる情報に基づいて、環境状態データEにおける重み係数βが変化する構成であっても良い。例えば、早朝に天候予報が天候情報3から取得され、天候予報が晴天であれば、栽培植物が萎れる確率が高いと判断され、環境状態データEにおける重み係数βの値が増加する構成であっても良い。また、天候予報が雨天であれば、栽培植物が萎れる確率が低いと判断され、環境状態データEにおける重み係数βの値が減少する構成であっても良い。 Further, the weighting coefficient β in the environmental state data E may be changed based on the information obtained by the weather information 3. For example, if the weather forecast is obtained from the weather information 3 in the early morning and the weather forecast is fine, it is judged that the cultivated plants are likely to wither, and the value of the weighting coefficient β in the environmental condition data E increases. Is also good. Further, if the weather forecast is rainy, it is determined that the probability that the cultivated plant will wither is low, and the value of the weighting coefficient β in the environmental condition data E may be reduced.

水ストレス算定部22は、平面撮像データV1及び畝水平撮像データV2の画像解析によって算出された数値データと、環境検出部10に基づく環境状態データEと、天候情報3によって得られる情報と、に基づいて水ストレス状態WSを指標化する。図25に、水ストレス状態WSの指標がグラフ化されたものが示されている。水ストレス算定部22によって指標化された水ストレス状態WSのデータは広域通信網WANを介して灌水制御部14に送信される。そして、水ストレス状態WSの指標が、予め設定された閾値Wを超えると、灌水制御部14は、灌水装置15に灌水指示信号Irを送信し、灌水装置15による灌水作業が行われる。 The water stress calculation unit 22 includes numerical data calculated by image analysis of the plane imaging data V1 and the ridge horizontal imaging data V2, environmental state data E based on the environment detection unit 10, and information obtained by the weather information 3. Based on this, the water stress state WS is indexed. FIG. 25 shows a graph of the index of the water stress state WS. The water stress state WS data indexed by the water stress calculation unit 22 is transmitted to the irrigation control unit 14 via the wide area communication network WAN. Then, when the index of the water stress state WS exceeds the preset threshold value W, the irrigation control unit 14 transmits the irrigation instruction signal Ir to the irrigation device 15, and the irrigation operation by the irrigation device 15 is performed.

また、灌水装置15に灌水指示信号Irが送信されない構成であっても良い。例えば、灌水装置15に対する灌水指示信号Irに代えて、灌水制御部14は出力報知部16を介して管理者に報知を行い、管理者が灌水装置15を用いて灌水作業を行う構成であっても良い。更に、灌水装置15に対する灌水指示信号Irと、出力報知部16を介した報知と、の両方が灌水制御部14によって行われる構成であっても良い。加えて、出力報知部16による報知は、灌水に関する報知以外に、園芸施設1の側窓の開閉を管理者に促す報知や、園芸施設1の遮光カーテンの操作を管理者に促す報知も含まれて良い。 Further, the irrigation device 15 may be configured so that the irrigation instruction signal Ir is not transmitted. For example, instead of the irrigation instruction signal Ir for the irrigation device 15, the irrigation control unit 14 notifies the administrator via the output notification unit 16, and the administrator performs the irrigation work using the irrigation device 15. Is also good. Further, both the irrigation instruction signal Ir for the irrigation device 15 and the notification via the output notification unit 16 may be performed by the irrigation control unit 14. In addition, the notification by the output notification unit 16 includes not only the notification regarding irrigation but also the notification for urging the administrator to open and close the side window of the gardening facility 1 and the notification for urging the administrator to operate the blackout curtain of the gardening facility 1. Good.

図25において、灌水指示信号Irが出力されたタイミングが、灌水装置15による灌水タイミングであり、灌水タイミングの直後における水ストレス状態WSの指標は、略零値まで減少し、その後は時間の経過と共に水ストレス状態WSの指標が上昇する。水ストレス状態WSの指標の上昇は一様ではなく、天候や日射量、温度や湿度によって上昇の速さは大きく変化する。 In FIG. 25, the timing at which the irrigation instruction signal Ir is output is the irrigation timing by the irrigation device 15, and the index of the water stress state WS immediately after the irrigation timing decreases to a substantially zero value, and thereafter, with the passage of time. The index of water stress state WS rises. The rise of the index of water stress state WS is not uniform, and the speed of rise changes greatly depending on the weather, the amount of solar radiation, temperature and humidity.

〔葉面積に基づく水ストレス状態の指標化〕
図26に示されるように、水ストレス算定部22によって枝葉の葉面積B1が経時的に算出される。枝葉が萎れると、葉先の広がりが小さくなる。即ち、栽培植物に対して灌水されない状態が続くと、時系列データVT1に映る平面視の枝葉の葉面積B1は、時間の経過と共に減少する。このことから、枝葉の葉面積B1の減少に伴って水ストレス状態WSの指標が上昇する。
[Index of water stress state based on leaf area]
As shown in FIG. 26, the leaf area B1 of the branches and leaves is calculated over time by the water stress calculation unit 22. When the branches and leaves wither, the spread of the leaf tips becomes smaller. That is, if the cultivated plant is not irrigated continuously, the leaf area B1 of the branches and leaves in the plan view reflected in the time series data VT1 decreases with the passage of time. From this, the index of the water stress state WS increases as the leaf area B1 of the branches and leaves decreases.

また、平面撮像データV1に基づいて被覆率Brが算出され、被覆率Brの減少に基づいて水ストレス状態WSが指標化される構成であっても良い。上述した被覆率Brの算出では、栽培植物の枝葉が映される領域に基づいて計測領域Bが設定され、計測領域Bの面積Bsが算出される構成となっている。しかし、水ストレス状態WSの指標化において、計測領域Bの面積Bsは、枝葉の映されている領域が次第に狭まる場合であっても、栽培植物が萎れ始める前の面積Bsで固定されるのが望ましい。つまり、時系列データVT1のうち、最初の平面撮像データV1に基づいて算出された面積Bsのまま、葉面積B1だけ変化して被覆率Brが経時的に算出される構成が望ましい。 Further, the coverage Br may be calculated based on the plane image pickup data V1, and the water stress state WS may be indexed based on the decrease in the coverage Br. In the above-mentioned calculation of the coverage Br, the measurement area B is set based on the area where the branches and leaves of the cultivated plant are projected, and the area Bs of the measurement area B is calculated. However, in the indexing of the water stress state WS, the area Bs of the measurement area B is fixed to the area Bs before the cultivated plant begins to wither even when the area where the branches and leaves are reflected gradually narrows. desirable. That is, among the time-series data VT1, it is desirable to have a configuration in which the coverage Br is calculated over time by changing only the leaf area B1 while keeping the area Bs calculated based on the first plane imaging data V1.

〔葉の広がりに基づく水ストレス状態の指標化〕
図27に示されるように、水ストレス算定部22によって枝葉の広がり状態が経時的に算出される。枝葉が萎れると、葉先の広がりが小さくなる。即ち、栽培植物に対して灌水されない状態が続くと、時系列データVT1に映る平面視の枝葉の領域は、時間の経過と共に減少する。具体的には、平面撮像データV1に基づいて、図10に示されているものと同様に、栽培植物の枝葉が映されている領域として四辺で囲まれた計測領域Bが設定され、計測領域Bの面積Bsが算出される。図27において、計測領域Bのうち、計測幅Bx2が、栽培植物が萎れ始める前の計測幅Bx1よりも小さくなっている。そして、面積Bsの経時的な減少に基づいて水ストレス状態WSが算出される。このことから、枝葉の広がりの減少に伴って水ストレス状態WSの指標が上昇する。
[Index of water stress state based on leaf spread]
As shown in FIG. 27, the water stress calculation unit 22 calculates the spread state of branches and leaves over time. When the branches and leaves wither, the spread of the leaf tips becomes smaller. That is, if the cultivated plant continues to be unirrigated, the area of the branches and leaves in the plan view reflected in the time series data VT1 decreases with the passage of time. Specifically, based on the plane imaging data V1, a measurement area B surrounded by four sides is set as an area in which the branches and leaves of the cultivated plant are projected, as in the case shown in FIG. 10, and the measurement area is set. The area Bs of B is calculated. In FIG. 27, in the measurement area B, the measurement width Bx2 is smaller than the measurement width Bx1 before the cultivated plant begins to wither. Then, the water stress state WS is calculated based on the time-dependent decrease in the area Bs. From this, the index of the water stress state WS increases as the spread of branches and leaves decreases.

〔高周波成分に基づく水ストレス状態の指標化〕
図28に示されるように、平面撮像データV1に三次元座標を設定し、この三次元座標において枝葉が検出される領域を波形に見立ててフーリエ変換を行うことによって、高周波成分が検出される。平面撮像データV1の横方向にX軸を設定し、平面撮像データV1の縦方向にY軸を設定し、平面撮像データV1の奥行方向にZ軸を設定する。X軸とY軸とZ軸とは、互いに直交するため、X軸とY軸とZ軸とによって三次元座標が構成される。
[Index of water stress state based on high frequency components]
As shown in FIG. 28, a high frequency component is detected by setting three-dimensional coordinates in the plane imaging data V1 and performing a Fourier transform on the region where branches and leaves are detected in the three-dimensional coordinates as if it were a waveform. The X-axis is set in the horizontal direction of the planar imaging data V1, the Y-axis is set in the vertical direction of the planar imaging data V1, and the Z-axis is set in the depth direction of the planar imaging data V1. Since the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis are orthogonal to each other, the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis form three-dimensional coordinates.

平面撮像データV1に映る枝葉は、RGBデータの値やYUVデータの値に基づく色の濃淡を有する。そして、平面撮像データV1のうち、枝葉が検出される領域の濃淡に基づいて、Z軸方向に振幅を有する波形を生成することによって、枝葉に基づく三次元波形が生成される。この三次元波形に基づくフーリエ変換処理によって、角周波数ωの分布を取得できる。また、三次元波形に限定されず、X-Z軸又はY-Z軸の二次元波形に基づくフーリエ変換処理によって、角周波数ωの分布の取得も可能である。 The branches and leaves reflected in the plane image pickup data V1 have shades of color based on the values of the RGB data and the values of the YUV data. Then, a three-dimensional waveform based on the branches and leaves is generated by generating a waveform having an amplitude in the Z-axis direction based on the shading of the region where the branches and leaves are detected in the plane image pickup data V1. The distribution of the angular frequency ω can be obtained by the Fourier transform process based on this three-dimensional waveform. Further, the distribution of the angular frequency ω can be acquired by the Fourier transform process based on the two-dimensional waveform of the XZ axis or the YZ axis without being limited to the three-dimensional waveform.

図28に示されるように、時系列データVT1に映る枝葉は、枝葉が萎れる前の枝葉と比較すると、大きな枝葉が重なり合う状態から、小さな枝葉が多数点在する状態に変化する。つまり、夫々の枝葉の大きさが小さくなる。時系列データVT1に含まれる夫々の平面撮像データV1の枝葉が波形に変換され、夫々の波形に基づくフーリエ変換処理によって、夫々の平面撮像データV1に対応する角周波数ωの分布が、図28に示されている。
枝葉が萎れた状態の角周波数ωの分布は、枝葉が萎れる前の角周波数ωの分布よりも、高い角周波数成分が検出される。このことから、角周波数ωの分布に基づいて高周波成分が多く検出されると、水ストレス状態WSの指標が上昇する。
As shown in FIG. 28, the branches and leaves reflected in the time-series data VT1 change from a state in which large branches and leaves overlap to a state in which many small branches and leaves are scattered, as compared with the branches and leaves before the branches and leaves wither. That is, the size of each branch and leaf becomes smaller. The branches and leaves of each plane imaging data V1 included in the time-series data VT1 are converted into waveforms, and the distribution of the angular frequency ω corresponding to each plane imaging data V1 is shown in FIG. 28 by Fourier transform processing based on each waveform. It is shown.
In the distribution of the angular frequency ω in the state where the branches and leaves are withered, a higher angular frequency component is detected than the distribution of the angular frequency ω before the branches and leaves are withered. From this, when a large number of high-frequency components are detected based on the distribution of the angular frequency ω, the index of the water stress state WS rises.

〔枝葉の位置及び形状に基づく水ストレス状態の指標化〕
図29乃至図32に示されるように、畝水平撮像データV2に園芸施設1における栽培植物の集合体70が映し出されている。畝水平撮像データV2に、園芸施設1の天井領域71や通路領域72も映し出されている。集合体70と天井領域71と通路領域72との夫々の境界によって、集合体70のエッジが検出される。集合体70と通路領域72との間のエッジから、枝葉の特徴を有する判定用枝葉73が検出される。
[Index of water stress state based on the position and shape of branches and leaves]
As shown in FIGS. 29 to 32, the aggregate 70 of the cultivated plants in the horticultural facility 1 is projected on the ridge horizontal imaging data V2. The ceiling area 71 and the passage area 72 of the horticultural facility 1 are also projected on the ridge horizontal imaging data V2. The edge of the aggregate 70 is detected by the boundary between the aggregate 70, the ceiling area 71, and the passage area 72. From the edge between the aggregate 70 and the passage region 72, the determination branch / leaf 73 having the characteristics of the branch / leaf is detected.

時系列データVT2に、判定用枝葉73が形状の変化を伴いながら映し出される。図29に示されるように、栽培植物に対して灌水されない状態が続くと、判定用枝葉73の高さ位置は、時間の経過と共に下方向に移動し、かつ、判定用枝葉73の形状は、時間の経過と共に縦長になる。このことから、水ストレス算定部22は、判定用枝葉73の形状の変化と、判定用枝葉73の高さ位置の移動と、を水ストレス状態WSの指標化に用いる。判定用枝葉73の形状の変化は、判定用枝葉73と通路領域72との間のエッジから、縦方向のエッジ強度の変化を検出することによって算出される。縦方向のエッジ強度が高まると、水ストレス状態WSの指標が上昇する。また、判定用枝葉73の高さ位置の移動はオプティカルフロー処理によって算出される。なお、背景差分処理やフレーム間差分処理によって判定用枝葉73の高さ位置の移動が算出される構成であっても良い。判定用枝葉73が下方向に移動すると、水ストレス状態WSの指標が上昇する。 The determination branch / leaf 73 is projected on the time-series data VT2 with a change in shape. As shown in FIG. 29, when the cultivated plant is not irrigated continuously, the height position of the determination branch / leaf 73 moves downward with the passage of time, and the shape of the determination branch / leaf 73 changes. It becomes vertically long with the passage of time. For this reason, the water stress calculation unit 22 uses the change in the shape of the determination branch / leaf 73 and the movement of the height position of the determination branch / leaf 73 for indexing the water stress state WS. The change in the shape of the determination branch / leaf 73 is calculated by detecting the change in the edge strength in the vertical direction from the edge between the determination branch / leaf 73 and the passage region 72. As the vertical edge strength increases, the index of water stress state WS increases. Further, the movement of the height position of the determination branch / leaf 73 is calculated by the optical flow process. The movement of the height position of the determination branch / leaf 73 may be calculated by background subtraction processing or inter-frame subtraction processing. When the determination branch / leaf 73 moves downward, the index of the water stress state WS rises.

〔茎や枝の曲率に基づく水ストレス状態の指標化〕
畝水平撮像データV2に映る栽培植物の集合体70は、RGBデータの値やYUVデータの値に基づく色の濃淡を有する。例えば図30に示されるように、栽培植物の集合体70における色の濃淡に基づいて、栽培植物の茎先74が検出される。時系列データVT2に、茎先74が形状の変化を伴いながら映し出される。栽培植物に対して灌水されない状態が続くと、茎先74が次第に下方向に垂れ下がる。このことから、水ストレス算定部22は、茎先74の垂れ下がり度合いを水ストレス状態WSの指標化に用いる。
[Index of water stress state based on the curvature of stems and branches]
The aggregate 70 of cultivated plants reflected in the ridge horizontal imaging data V2 has shades of color based on the values of RGB data and YUV data. For example, as shown in FIG. 30, the stem tip 74 of the cultivated plant is detected based on the shade of color in the aggregate 70 of the cultivated plant. The stem tip 74 is projected on the time-series data VT2 with a change in shape. If the cultivated plant is not irrigated for a long time, the stem tip 74 gradually hangs downward. For this reason, the water stress calculation unit 22 uses the degree of sagging of the stem tip 74 for indexing the water stress state WS.

本実施形態では、茎先74の線形形状がグラフにプロットされ、茎先74の線形形状の経時的な変化がグラフに重ね書きされる。そして、グラフに示された線形形状の曲率が算出され、曲率が大きくなると水ストレス状態WSの指標は上昇する。なお、畝水平撮像データV2に茎先74が映らない場合、茎先74の垂れ下がり度合いは水ストレス状態WSの指標化に用いられない。また、茎先74以外にも、例えば定点カメラCa(4),Ca(5),Ca(7),Ca(8)の近傍で枝部分が撮像されれば、当該枝部分の垂れ下がり度合いに基づく水ストレス状態WSの指標化が行われる構成であっても良い。 In the present embodiment, the linear shape of the stem tip 74 is plotted on the graph, and the change over time of the linear shape of the stem tip 74 is overwritten on the graph. Then, the curvature of the linear shape shown in the graph is calculated, and as the curvature increases, the index of the water stress state WS increases. When the stem tip 74 is not reflected in the ridge horizontal imaging data V2, the degree of sagging of the stem tip 74 is not used for indexing the water stress state WS. Further, if a branch portion is imaged in the vicinity of the fixed point cameras Ca (4), Ca (5), Ca (7), and Ca (8) in addition to the stem tip 74, it is based on the degree of sagging of the branch portion. The configuration may be such that the water stress state WS is indexed.

〔栽培植物の草丈に基づく水ストレス状態の指標化〕
図31に示されるように、集合体70と天井領域71との間のエッジから、集合体70の稜線70aが検出される。栽培植物に対して灌水されない状態が続くと、茎先74の垂れ下がり等によって、栽培植物の草丈が次第に低くなり、稜線70aの高さ位置も次第に低くなる。このため、水ストレス算定部22は、稜線70aの高さ位置の変化を水ストレス状態WSの指標化に用いる。稜線70aの高さ位置の低下に伴って、水ストレス状態WSの指標は上昇する。稜線70aの高さ位置の移動はオプティカルフロー処理によって算出される。なお、背景差分処理やフレーム間差分処理によって稜線70aの高さ位置の移動が算出される構成であっても良い。
[Index of water stress status based on plant height of cultivated plants]
As shown in FIG. 31, the ridge line 70a of the aggregate 70 is detected from the edge between the aggregate 70 and the ceiling region 71. If the cultivated plant is not irrigated continuously, the plant height of the cultivated plant is gradually lowered due to the hanging of the stem tip 74 and the height position of the ridge line 70a is also gradually lowered. Therefore, the water stress calculation unit 22 uses the change in the height position of the ridge line 70a for indexing the water stress state WS. As the height position of the ridge line 70a decreases, the index of the water stress state WS increases. The movement of the height position of the ridge line 70a is calculated by optical flow processing. The movement of the height position of the ridge line 70a may be calculated by background subtraction processing or inter-frame subtraction processing.

〔果房の高さ位置に基づく水ストレス状態の指標化〕
例えば図32に示されるように、栽培植物の集合体70における色の濃淡に基づいて、栽培植物の果房Flが検出される。栽培植物に対して灌水されない状態が続くと、茎と果房Flとに亘る枝部分の垂れ下がり等によって、果房Flの高さ位置が次第に低くなる。このため、水ストレス算定部22は、果房Flの高さ位置の変化を水ストレス状態WSの指標化に用いる。果房Flの高さ位置の低下に伴って、水ストレス状態WSの指標は上昇する。なお、畝水平撮像データV2に果房Flが映らない場合、果房Flの高さ位置の変化は水ストレス状態WSの指標化に用いられない。また、果房Fl以外にも、例えば蓄光クリップ7が果房Flの枝先に取り付けられ、蓄光クリップ7の高さ位置の変化に基づく水ストレス状態WSの指標化が行われる構成であっても良い。
[Index of water stress status based on the height position of the fruit cluster]
For example, as shown in FIG. 32, the fruit cluster Fl of the cultivated plant is detected based on the shade of color in the aggregate 70 of the cultivated plant. If the cultivated plant is not irrigated for a long time, the height position of the fruit bunch Fl gradually becomes lower due to the hanging of the branch portion over the stem and the fruit bunch Fl. Therefore, the water stress calculation unit 22 uses the change in the height position of the fruit bunch Fl for indexing the water stress state WS. As the height position of the fruit cluster Fl decreases, the index of water stress state WS increases. When the fruit bunch Fl is not reflected in the ridge horizontal imaging data V2, the change in the height position of the fruit bunch Fl is not used for indexing the water stress state WS. Further, in addition to the fruit bunch Fl, for example, a phosphorescent clip 7 is attached to the branch tip of the fruit bunch Fl, and the water stress state WS is indexed based on the change in the height position of the phosphorescent clip 7. good.

〔別実施形態〕
本発明は、上述の実施形態に例示された構成に限定されるものではなく、以下、本発明の代表的な別実施形態を例示する。
[Another Embodiment]
The present invention is not limited to the configuration exemplified in the above-described embodiment, and the following will exemplify another typical embodiment of the present invention.

〔1〕上述した実施形態において、蓄光クリップ7が照射体Lによって照射されて蓄光し、照射体Lの照射の終了後に定点カメラCaによる撮像が行われる構成となっているが、上述した実施形態に限定されない。図33に示されているように、日没で日射が弱まると、蓄光クリップ7は日射よりも強い光で発光する。このため、例えば、蓄光クリップ7が太陽光によって蓄光され、定点カメラCaによる撮像は、日没の際に行われる構成であっても良い。この構成であれば、照射体Lによる照射は、必ずしも必要ではなくなる。 [1] In the above-described embodiment, the phosphorescent clip 7 is irradiated by the irradiating body L to store light, and after the irradiation of the irradiating body L is completed, an image is taken by the fixed-point camera Ca. Not limited to. As shown in FIG. 33, when the solar radiation weakens at sunset, the phosphorescent clip 7 emits light stronger than the solar radiation. Therefore, for example, the phosphorescent clip 7 may be phosphorescent by sunlight, and the image pickup by the fixed point camera Ca may be performed at sunset. With this configuration, irradiation by the irradiator L is not always necessary.

〔2〕上述した実施形態において、蓄光クリップ7の発光色は、一つの株で同一の発光色であり、かつ、隣接する株と異なる発光色となるように構成されているが、上述した実施形態に限定されない。例えば、蓄光クリップ7の発光色が、果房Fl毎に異なる発光色で区別される構成であっても良い。つまり、複数の株における第一果房Fl1で同一の発光色であり、複数の株における第二果房Fl2が、第一果房Fl1と異なる発光色で同一発光色となる構成となる。複数の株における第三果房Fl3,第四果房Fl4も、他の果房Flと異なる発光色で同一発光色となる。この構成であっても、果房間距離H1,H2,H3の平均値H1a,H2a,H3の算出が可能である。 [2] In the above-described embodiment, the emission color of the phosphorescent clip 7 is the same emission color in one strain and different from the emission color in the adjacent strains. It is not limited to the form. For example, the emission color of the phosphorescent clip 7 may be distinguished by a different emission color for each fruit bunch Fl. That is, the first fruit cluster Fl1 in the plurality of strains has the same emission color, and the second fruit cluster Fl2 in the plurality of strains has the same emission color and the same emission color as the first fruit cluster Fl1. The third fruit bunch Fl3 and the fourth fruit bunch Fl4 in the plurality of strains also have the same emission color with different emission colors from the other fruit clusters Fl. Even with this configuration, it is possible to calculate the average values H1a, H2a, and H3 of the distances H1, H2, and H3 between the fruit clusters.

〔3〕上述した実施形態において、園芸施設1と管理コンピュータ2とが広域通信網WANを介して接続される構成となっているが、上述した実施形態に限定されない。管理コンピュータ2は園芸施設1に備えられ、園芸施設1における定点カメラCa等の機器が、管理コンピュータ2と施設内のネットワークで接続される構成であっても良い。施設内のネットワークは、有線接続であっても良いし、無線接続であっても良い。 [3] In the above-described embodiment, the gardening facility 1 and the management computer 2 are connected via the wide area communication network WAN, but the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment. The management computer 2 may be provided in the gardening facility 1, and a device such as a fixed-point camera Ca in the gardening facility 1 may be connected to the management computer 2 by a network in the facility. The network in the facility may be a wired connection or a wireless connection.

〔4〕上述した実施形態において、蓄光クリップ7は栽培植物の果房近傍に取り付けられるが、蓄光クリップ7は、例えば栽培植物の上端に設けられる構成であっても良い。この構成であれば、蓄光クリップ7が栽培植物の草丈を検出するための目安となり、生育診断部23による栽培植物の草丈の算出が容易となる。 [4] In the above-described embodiment, the phosphorescent clip 7 is attached in the vicinity of the fruit cluster of the cultivated plant, but the phosphorescent clip 7 may be provided, for example, at the upper end of the cultivated plant. With this configuration, the phosphorescent clip 7 serves as a guide for detecting the plant height of the cultivated plant, and the growth diagnosis unit 23 can easily calculate the plant height of the cultivated plant.

〔5〕上述した実施形態において、栽培植物としてトマトが例示されているが、トマトに限定されず、イチゴ、メロン、キュウリ、ナス、ウリ、ゴーヤ、パプリカ、ピーマン等であっても良い。また、園芸施設1の内部の室内栽培植物に限定されず、屋外の栽培植物であっても良い。更に、畝Aは、無孔性親水性フィルムでなくても良く、作土であっても良い。 [5] In the above-described embodiment, tomatoes are exemplified as cultivated plants, but the plants are not limited to tomatoes, and may be strawberries, melons, cucumbers, eggplants, melons, bitter melons, paprikas, peppers and the like. Further, the plant is not limited to the indoor cultivated plant inside the horticultural facility 1, and may be an outdoor cultivated plant. Further, the ridge A does not have to be a non-porous hydrophilic film, and may be soil.

〔6〕上述した実施形態における蓄光クリップ7は、誘引クリップでなくても良く、誘引クリップとは別のクリップであっても良い。 [6] The phosphorescent clip 7 in the above-described embodiment may not be an attracting clip, and may be a clip different from the attracting clip.

本発明は、栽培植物に取り付けられるクリップと、クリップを用いた植物栽培システムと、に適用可能である。 The present invention is applicable to a clip attached to a cultivated plant and a plant cultivation system using the clip.

7 :蓄光クリップ
21 :判定部(検出部)
23 :生育診断部
Ca :定点カメラ(撮像手段)
L :照射体
7: Luminescent clip 21: Judgment unit (detection unit)
23: Growth diagnosis unit Ca: Fixed point camera (imaging means)
L: Irradiator

Claims (3)

栽培植物の果房の近傍に取り付けられ、本体の表面の少なくとも一部に蓄光性を有する
複数の蓄光クリップと、
前記蓄光クリップが含まれる前記栽培植物に照射光を照射する照射体と、
前記蓄光クリップが含まれる前記栽培植物を撮像する撮像手段と、
前記栽培植物における前記蓄光クリップの位置を検出可能な検出部と、が備えられ、
前記蓄光クリップは、前記照射体の照射によって蓄光し、
前記撮像手段は、前記照射体の照射が終了した状態、かつ、前記蓄光クリップが蓄光し
た状態で前記栽培植物を撮像する植物栽培システム。
Multiple phosphorescent clips that are attached near the fruit clusters of cultivated plants and have phosphorescent properties on at least a part of the surface of the main body.
An irradiator that irradiates the cultivated plant containing the phosphorescent clip with irradiation light,
An imaging means for imaging the cultivated plant including the phosphorescent clip, and
A detector capable of detecting the position of the phosphorescent clip in the cultivated plant is provided.
The phosphorescent clip is phosphorescent by the irradiation of the irradiator.
The image pickup means is a plant cultivation system that images the cultivated plant in a state where irradiation of the irradiator is completed and in a state where the phosphorescent clip is phosphorescent.
栽培植物の果房の近傍に取り付けられ、本体の表面の少なくとも一部に蓄光性を有する
複数の蓄光クリップと、
前記蓄光クリップが含まれる前記栽培植物に照射光を照射する照射体と、
前記蓄光クリップが含まれる前記栽培植物を撮像する撮像手段と、
前記栽培植物における前記蓄光クリップの位置を検出可能な検出部と、が備えられ、
前記撮像手段は、複数の前記栽培植物を撮像し、
夫々の前記蓄光クリップは、夫々の前記栽培植物ごとに同じ発光色となるように前記栽
培植物に複数取り付けられ、かつ、隣接する前記栽培植物に取り付けられた前記蓄光クリ
ップと異なる発光色となるように構成される植物栽培システム。
Multiple phosphorescent clips that are attached near the fruit clusters of cultivated plants and have phosphorescent properties on at least a part of the surface of the main body.
An irradiator that irradiates the cultivated plant containing the phosphorescent clip with irradiation light,
An imaging means for imaging the cultivated plant including the phosphorescent clip, and
A detector capable of detecting the position of the phosphorescent clip in the cultivated plant is provided.
The imaging means captures a plurality of the cultivated plants and obtains images.
A plurality of the phosphorescent clips are attached to the cultivated plant so as to have the same emission color for each of the cultivated plants, and the emission color is different from the phosphorescence clips attached to the adjacent cultivated plants. A plant cultivation system composed of.
栽培植物の果房の近傍に取り付けられ、本体の表面の少なくとも一部に蓄光性を有する
複数の蓄光クリップと、
前記蓄光クリップが含まれる前記栽培植物に照射光を照射する照射体と、
前記蓄光クリップが含まれる前記栽培植物を撮像する撮像手段と、
前記栽培植物における前記蓄光クリップの位置を検出可能な検出部と、
前記栽培植物のうち、前記果房の近傍に取り付けられた夫々の前記蓄光クリップの離間
距離に基づいて、前記栽培植物の生育指標を算出する生育診断部と、が備えられている植
物栽培システム。
Multiple phosphorescent clips that are attached near the fruit clusters of cultivated plants and have phosphorescent properties on at least a part of the surface of the main body.
An irradiator that irradiates the cultivated plant containing the phosphorescent clip with irradiation light,
An imaging means for imaging the cultivated plant including the phosphorescent clip, and
A detector capable of detecting the position of the phosphorescent clip in the cultivated plant,
A plant cultivation system including a growth diagnosis unit that calculates a growth index of the cultivated plant based on the distance between the phosphorescent clips attached to the vicinity of the fruit bunch among the cultivated plants.
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