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JP7589909B2 - Water stress measurement device - Google Patents

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JP7589909B2 JP2018088080A JP2018088080A JP7589909B2 JP 7589909 B2 JP7589909 B2 JP 7589909B2 JP 2018088080 A JP2018088080 A JP 2018088080A JP 2018088080 A JP2018088080 A JP 2018088080A JP 7589909 B2 JP7589909 B2 JP 7589909B2
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cultivated plant
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雅彦 安井
麻子 片岡
晋也 足羽
ちさと 的場
英司 後藤
晶子 彦坂
靖弘 石神
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Chiba University NUC
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Chiba University NUC
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Description

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Patent Act Article 30 Paragraph 2 applies 1. Publisher: National University Corporation Chiba University Publication name: Chiba University Graduate School of Horticulture, Department of Environmental Horticulture, Bioresource Science Course, Biological Production Environment Area, Collection of Abstracts of Lectures at the Master's Thesis Examination Presentation Session 2017 Date of publication: February 14, 2018 2. Meeting name: Chiba University Graduate School of Horticulture, Department of Environmental Horticulture, Bioresource Science Course, Biological Production Environment Area, Collection of Abstracts of Lectures at the Master's Thesis Examination Presentation Session 2017 Venue: National University Corporation Chiba University Matsudo Campus, Building E, Room 103 (648 Matsudo, Matsudo, Chiba Prefecture) Date of publication: February 14, 2018 3. Publisher: National University Corporation Chiba University Publication name: Chiba University Faculty of Horticulture, Department of Horticulture, Biological Production Environment Program, Collection of Abstracts of Lectures at the Graduation Thesis Presentation Session 2017 Date of publication: February 16, 2018 4. Name of the meeting: Chiba University, Faculty of Horticulture, Department of Horticulture, 2017 Program in Biological Production and Environmental Sciences, Graduation Thesis Presentation Venue: Chiba University, Matsudo Campus, Building E, Room 103 (648 Matsudo, Matsudo, Chiba Prefecture) Date: February 16, 2018

本発明は、水ストレス測定装置に関する。 The present invention relates to a water stress measurement device.

例えば特許文献1に、栽培植物(文献では符号「PT」)を撮像する撮像手段(文献では「植物検出カメラ1」)と、栽培植物の水分量を算出する水分量算出部(文献では「閾値設定/水分指数検出処理部27a」)と、が備えられた水ストレス測定装置(文献では「水分量観察装置」)が開示されている。非可視光(近赤外光)が撮像手段から照射されると共に栽培植物が撮像手段によって撮像され、水ストレス測定装置は、栽培植物が撮像された領域における非可視光(近赤外光)の反射光に基づいて植物の水ストレス状態を観察する。 For example, Patent Document 1 discloses a water stress measurement device (referred to as a "moisture content observation device" in the literature) that includes an imaging means (referred to as a "plant detection camera 1" in the literature) that images a cultivated plant (referred to as "PT" in the literature) and a moisture content calculation unit (referred to as a "threshold setting/moisture index detection processing unit 27a" in the literature) that calculates the moisture content of the cultivated plant. Invisible light (near-infrared light) is irradiated from the imaging means and the cultivated plant is imaged by the imaging means, and the water stress measurement device observes the water stress state of the plant based on the reflected light of the invisible light (near-infrared light) in the area where the cultivated plant is imaged.

特開2017-156171号公報JP 2017-156171 A

特許文献1の水ストレス測定装置であると、数株程度の栽培植物を観察対象とすることに適しているが、例えば室内栽培における栽培植物の全体的な集合を観察対象とする場合、広範囲に亘って近赤外光を照射する構成を採用すると、多額の設備投資費用を要する。このことから、栽培植物の全体的な集合を観察するには、安価な構成で観察可能な装置が要求される。 The water stress measurement device in Patent Document 1 is suitable for observing a few cultivated plants, but if the observation target is an entire group of cultivated plants, for example in indoor cultivation, a configuration that irradiates near-infrared light over a wide area would require a large capital investment. For this reason, a device that can be used to observe an entire group of cultivated plants with an inexpensive configuration is required.

上述した実情に鑑みて、本発明の目的は、安価な構成で栽培植物の全体的な集合における水ストレス状態を算定可能な水ストレス測定装置を提供することにある。 In view of the above-mentioned circumstances, the object of the present invention is to provide a water stress measurement device that is inexpensive and capable of calculating the water stress state of an entire group of cultivated plants.

本発明による水ストレス測定装置は、
栽培植物の集合体を撮像する複数の撮像手段と、
前記撮像手段によって取得された撮像画像に表示された前記栽培植物における複数の特徴に基づいて、前記栽培植物の水ストレス状態を指標化する水ストレス算定部と、が備えられており、
前記撮像手段に、前記栽培植物の集合体を上方から平面視状態で撮像する第一撮像手段と、前記栽培植物の集合体を上方から斜視状態で撮像する第二撮像手段と、が設けられており、
前記第一撮像手段により取得された撮像画像に基づいて、当該撮像画像に表示された前記栽培植物における前記特徴である第一特徴を示すと共に前記栽培植物の萎れ度合いを示す第一数値データが算出され、
前記第二撮像手段により取得された撮像画像に基づいて、当該撮像画像に表示された前記栽培植物における前記特徴である第二特徴を示すと共に前記栽培植物の萎れ度合いを示す第二数値データが算出され、
前記第一特徴と前記第二特徴とは互いに異なる種類の前記特徴であり、
前記水ストレス算定部は、前記第一数値データ及び前記第二数値データに基づいて、前記栽培植物の水ストレス状態を指標化することを特徴とする。
The water stress measuring device according to the present invention comprises:
A plurality of imaging means for imaging a group of cultivated plants;
and a water stress calculation unit that indexes a water stress state of the cultivated plant based on a plurality of characteristics of the cultivated plant displayed in the captured image acquired by the imaging means,
The imaging means includes a first imaging means for imaging the collection of cultivated plants in a planar view from above, and a second imaging means for imaging the collection of cultivated plants in an oblique view from above,
Based on the captured image acquired by the first imaging means, first numerical data indicating a first characteristic that is the characteristic of the cultivated plant displayed in the captured image and indicating a degree of wilting of the cultivated plant are calculated,
Based on the captured image acquired by the second imaging means, second numerical data is calculated which indicates a second characteristic that is the characteristic of the cultivated plant displayed in the captured image and also indicates a degree of wilting of the cultivated plant,
the first feature and the second feature are different types of features,
The water stress calculation unit is characterized in that it indexes the water stress state of the cultivated plant based on the first numerical data and the second numerical data.

栽培植物が水ストレスを受ける状態に曝されると、栽培植物は次第に萎れ、枝葉や茎等の特徴が変化する。本発明によると、栽培植物の集合体が複数の撮像手段によって撮像されるため、枝葉や茎等の特徴が変化する様子が撮像画像に基づいて解析可能なように構成されている。このため、枝葉や茎等の特徴の変化を指標化することによって、栽培植物の全体的な集合における水ストレス状態を算定できる。また、本発明であれば、撮像手段は、栽培植物の全体的な集合を撮像する構成であるため、栽培植物を一つ一つ撮像する構成と比較して、大まかに撮像すれば良いため、安価な構成の撮像手段となる。これにより、安価な構成で栽培植物の全体的な集合における水ストレス状態を算定可能な水ストレス測定装置が実現される。
また、栽培植物における夫々の特徴の変化は、特定の視点において顕著に視認できる場合が多い。本発明であれば、複数の撮像手段が夫々異なる視点で栽培植物を撮像するため、栽培植物における特徴の変化する様子が好適に解析される。このため、水ストレス算定部による水ストレス状態の指標化が一層好適になる。
When cultivated plants are exposed to a water stress condition, the cultivated plants gradually wilt and the characteristics of the branches, leaves, stems, etc. change. According to the present invention, since a collection of cultivated plants is imaged by a plurality of imaging means, the state in which the characteristics of the branches, leaves, stems, etc. change can be analyzed based on the captured images. Therefore, the water stress state of the entire collection of cultivated plants can be calculated by indexing the changes in the characteristics of the branches, leaves, stems, etc. In addition, according to the present invention, since the imaging means is configured to image the entire collection of cultivated plants, it is possible to obtain an inexpensive imaging means since it is only necessary to roughly image the cultivated plants compared to a configuration in which the cultivated plants are imaged one by one. This realizes a water stress measuring device that is inexpensive and can calculate the water stress state of the entire collection of cultivated plants.
In addition, changes in the characteristics of cultivated plants are often more noticeable when viewed from a specific viewpoint. According to the present invention, since the multiple image capturing devices capture images of the cultivated plants from different viewpoints, changes in the characteristics of the cultivated plants can be analyzed more appropriately. This makes it even more convenient for the water stress calculation unit to index the water stress state.

また、本発明に係る水ストレス測定装置の技術的特徴は、水ストレス測定プログラムや水ストレス測定方法にも適用可能であり、そのため、本発明は、そのような方法やプログラムも権利の対象とすることができる。なお、水ストレス測定プログラムが記憶された光ディスクやフラッシュメモリ等の記憶媒体も権利の対象とすることができる。 The technical features of the water stress measurement device according to the present invention can also be applied to a water stress measurement program or a water stress measurement method, and therefore such methods and programs can also be the subject of the rights of the present invention. In addition, storage media such as optical disks and flash memories on which the water stress measurement program is stored can also be the subject of the rights.

その場合における水ストレス測定方法は、
栽培植物の集合体を撮像する複数の撮像ステップと、
前記撮像ステップによって取得された撮像画像に表示された前記栽培植物における複数の特徴に基づいて、前記栽培植物の水ストレス状態を指標化する水ストレス算定ステップと、を有しており、
前記撮像ステップに、前記栽培植物の集合体を上方から平面視状態で撮像する第一撮像ステップと、前記栽培植物の集合体を上方から斜視状態で撮像する第二撮像ステップと、が含まれており、
前記第一撮像ステップにより取得された撮像画像に基づいて、当該撮像画像に表示された前記栽培植物における前記特徴である第一特徴を示すと共に前記栽培植物の萎れ度合いを示す第一数値データが算出されるステップと、
前記第二撮像ステップにより取得された撮像画像に基づいて、当該撮像画像に表示された前記栽培植物における前記特徴である第二特徴を示すと共に前記栽培植物の萎れ度合いを示す第二数値データが算出されるステップと、を有しており、
前記第一特徴と前記第二特徴とは互いに異なる種類の前記特徴であり、
前記水ストレス算定ステップでは、前記第一数値データ及び前記第二数値データに基づいて、前記栽培植物の水ストレス状態を指標化することを特徴とする。
In that case, the water stress measurement method is as follows:
A plurality of imaging steps for imaging a collection of cultivated plants;
and a water stress calculation step of indexing a water stress state of the cultivated plant based on a plurality of features of the cultivated plant displayed in the captured image acquired by the imaging step,
The imaging step includes a first imaging step of imaging the collection of cultivated plants in a planar view from above, and a second imaging step of imaging the collection of cultivated plants in an oblique view from above,
A step of calculating first numerical data indicating a first characteristic, which is the characteristic of the cultivated plant displayed in the captured image, and indicating a degree of wilting of the cultivated plant, based on the captured image acquired by the first imaging step;
and calculating second numerical data indicating a second characteristic, which is the characteristic of the cultivated plant displayed in the captured image, and indicating a degree of wilting of the cultivated plant, based on the captured image acquired by the second imaging step,
the first feature and the second feature are different types of features,
The water stress calculation step is characterized in that a water stress state of the cultivated plant is indexed based on the first numerical data and the second numerical data.

また、その場合における水ストレス測定プログラムは、
栽培植物の集合体を撮像する複数の撮像機能と、
前記撮像機能によって取得された撮像画像に表示された前記栽培植物における複数の特徴に基づいて、前記栽培植物の水ストレス状態を指標化する水ストレス算定機能と、をコンピュータに実現させるための水ストレス測定プログラムであって、
前記撮像機能に、前記栽培植物の集合体を上方から平面視状態で撮像する第一撮像機能と、前記栽培植物の集合体を上方から斜視状態で撮像する第二撮像機能と、が含まれており、
前記第一撮像機能により取得された撮像画像に基づいて、当該撮像画像に表示された前記栽培植物における前記特徴である第一特徴を示すと共に前記栽培植物の萎れ度合いを示す第一数値データが算出される機能と、
前記第二撮像機能により取得された撮像画像に基づいて、当該撮像画像に表示された前記栽培植物における前記特徴である第二特徴を示すと共に前記栽培植物の萎れ度合いを示す第二数値データが算出される機能と、をコンピュータに実現させ、
前記第一特徴と前記第二特徴とは互いに異なる種類の前記特徴であり、
前記水ストレス算定機能は、前記第一数値データ及び前記第二数値データに基づいて、前記栽培植物の水ストレス状態を指標化することを特徴とする。
In addition, the water stress measurement program in this case is as follows:
A plurality of imaging functions for imaging a group of cultivated plants;
A water stress calculation function that indexes a water stress state of the cultivated plant based on a plurality of features of the cultivated plant displayed in a captured image acquired by the imaging function.
The imaging function includes a first imaging function of imaging the collection of cultivated plants in a planar view from above, and a second imaging function of imaging the collection of cultivated plants in an oblique view from above,
A function of calculating first numerical data indicating a first characteristic, which is the characteristic of the cultivated plant displayed in the captured image, and indicating a degree of wilting of the cultivated plant, based on the captured image acquired by the first imaging function;
a function of calculating second numerical data indicating a second characteristic, which is the characteristic of the cultivated plant displayed in the captured image, and indicating a degree of wilting of the cultivated plant, based on the captured image obtained by the second imaging function;
the first feature and the second feature are different types of features,
The water stress calculation function is characterized by indexing the water stress state of the cultivated plant based on the first numerical data and the second numerical data.

本発明に係る水ストレス測定装置において、
記複数の特徴に、葉の集合体の面積と、葉の集合体の幅と、夫々の葉の大きさと、葉の位置と、葉の垂れ下がり形状と、茎のしなり形状と、前記栽培植物の草丈と、花の高さ位置と、のうち少なくとも一つが含まれると好適である。
In the water stress measurement device according to the present invention,
It is preferable that the plurality of characteristics include at least one of the area of the leaf cluster, the width of the leaf cluster, the size of each leaf, the position of the leaf, the drooping shape of the leaf, the bending shape of the stem, the height of the cultivated plant, and the height position of the flower.

本構成によると、栽培植物における複数の特徴として、栽培植物が水ストレス状態に曝されて萎れる場合の代表的な特徴が含まれる。このため、水ストレス算定部は好適に栽培植物の水ストレス状態を指標化できる。 According to this configuration, the multiple characteristics of a cultivated plant include typical characteristics of a cultivated plant that wilt when exposed to water stress. Therefore, the water stress calculation unit can suitably index the water stress state of the cultivated plant.

本発明に係る水ストレス測定装置において、
前記栽培植物の集合体の環境を測定可能な環境検出部が更に備えられ、
前記水ストレス算定部は、前記複数の特徴に加えて、前記環境検出部によって計測された環境状態に基づいて、前記栽培植物の水ストレス状態を指標化すると好適である。
In the water stress measurement device according to the present invention,
An environment detection unit capable of measuring the environment of the group of cultivated plants is further provided,
It is preferable that the water stress calculation unit indexes the water stress state of the cultivated plant based on the environmental state measured by the environmental detection unit in addition to the plurality of characteristics.

栽培植物が水ストレスを受ける状態は、日射量、気温、湿度等の環境状態によって大きく異なり、環境状態の違いによって栽培植物の萎れる速さも変化する。本構成であれば、水ストレス状態の指標化に、環境状態が考慮される構成となっているため、水ストレス算定部による水ストレス状態を指標化が一層好適になる。 The state in which cultivated plants are under water stress varies greatly depending on environmental conditions such as the amount of solar radiation, temperature, and humidity, and the rate at which cultivated plants wilt also changes depending on the differences in environmental conditions. With this configuration, the environmental conditions are taken into account when indexing the water stress state, making it even more suitable for the water stress calculation unit to index the water stress state.

本発明に係る水ストレス測定装置において、
前記環境状態に、天候と、日射量と、温度と、湿度と、二酸化炭素濃度と、のうち少なくとも一つが含まれると好適である。
In the water stress measurement device according to the present invention,
The environmental conditions preferably include at least one of weather, solar radiation, temperature, humidity, and carbon dioxide concentration.

本構成によると、栽培植物の環境状態として、栽培植物が水ストレス状態に曝されて萎れる場合の代表的な特徴が含まれる。このため、水ストレス算定部は好適に栽培植物の水ストレス状態を指標化できる。 According to this configuration, the environmental condition of the cultivated plant includes typical characteristics of a cultivated plant that wilts when exposed to water stress. Therefore, the water stress calculation unit can suitably index the water stress condition of the cultivated plant.

本発明に係る水ストレス測定装置は、水ストレス測定装置を用いた灌水システムにも適用可能であり、その場合の灌水システムは、
水ストレス測定装置と、
前記栽培植物に対する灌水を行う灌水手段と、
前記指標化された前記栽培植物の水ストレス状態に基づいて灌水の指示信号を出力する灌水制御部と、が備えられていることを特徴とする。
The water stress measuring device according to the present invention can also be applied to an irrigation system using the water stress measuring device. In that case, the irrigation system includes:
A water stress measurement device;
An irrigation means for irrigating the cultivated plants;
and an irrigation control unit that outputs an irrigation instruction signal based on the indexed water stress state of the cultivated plant.

本発明であれば、水ストレス測定装置と連動して灌水の指示信号が出力される構成であるため、指示信号に基づいて水ストレス測定装置と連動する灌水システムを構築できる。 The present invention is configured to output an irrigation instruction signal in conjunction with the water stress measuring device, making it possible to build an irrigation system that links with the water stress measuring device based on the instruction signal.

本発明に係る灌水システムにおいて、
前記指示信号に基づいて前記栽培植物の管理者に報知する報知手段が更に備えられていると好適である。
In the irrigation system according to the present invention,
It is preferable that the cultivation apparatus further includes an informing means for informing a manager of the cultivated plants based on the instruction signal.

本構成によって、栽培植物の管理者が灌水に係る作業を好適に行うことが可能となる。 This configuration allows cultivated plant managers to perform irrigation tasks efficiently.

本発明に係る灌水システムにおいて、
前記灌水手段は、前記指示信号が出力されると前記栽培植物に灌水を行うと好適である。
In the irrigation system according to the present invention,
It is preferable that the irrigation means irrigates the cultivated plant when the instruction signal is output.

本構成であれば、灌水手段が指示信号に基づいて水ストレス測定装置と連動するため、灌水作業が自動的に行われる灌水システムが実現される。 With this configuration, the irrigation means works in conjunction with the water stress measuring device based on the instruction signal, realizing an irrigation system in which irrigation work is performed automatically.

栽培施設の内部全体を示す平面図である。A plan view showing the entire interior of the cultivation facility. 栽培施設の内部全体を示す側面図である。A side view showing the entire interior of the 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。FIG. 2 is a plan view showing an image of a wide-area imaging area of the 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。FIG. 13 is a side view showing an image of a wide-area imaging area of the 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。1 is a plan view showing an image of a community imaging area of a cultivation facility. FIG. 栽培施設の群落撮像領域の撮像を示す側面図である。1 is a side view showing an image of a community imaging area of a cultivation facility. FIG. 植物栽培システムの構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration 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。FIG. 13 is a perspective view showing calibration of a 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。FIG. 13 is a diagram showing calibration according to growth stages. 被覆率を示す平面図である。FIG. 傾斜被覆率を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing gradient 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。FIG. 1 is a flowchart showing the 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。11 is an explanatory diagram showing coordinate conversion of image data and calculation of grass height. FIG. 草丈の算出のヒストグラムを示すグラフ図である。FIG. 13 is a graph showing a histogram of plant height calculations. 栽培施設における照射体の照射を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing irradiation of an irradiating 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。FIG. 13 is a side view showing irradiation of an irradiating body in a cultivation facility. 照射体の構成を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of an irradiating body. 栽培植物の果房と蓄光クリップとを示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing a fruit cluster of a cultivated plant and a phosphorescent clip. 果房間の距離の算出のフローチャートを示す図である。FIG. 13 is a flowchart showing the calculation of the distance between clusters. 葉面積指数の算出のフローチャートを示す図である。FIG. 1 is a flowchart showing 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。FIG. 1 is a side view of a cultivated plant showing regions delimited for Leaf Area Index calculation. 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。FIG. 13 is a diagram showing a time chart of calculation items according to the growth stage. 水ストレス算定部の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a water stress calculation unit. 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。FIG. 1 is a graph showing the time series of changes in an index of water stress status. 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。FIG. 1 is an explanatory diagram showing indexing of water stress state based on 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。FIG. 1 is an explanatory diagram showing the index of water stress state based on leaf spreading. 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。FIG. 13 is an explanatory diagram showing indexing of water stress state based on high frequency components. 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。FIG. 1 is an explanatory diagram showing indexing of water stress state based on the position and shape of branches and leaves. 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。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an index of water stress state based on the curvature of stems and branches. 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。FIG. 1 is an explanatory diagram showing indexing of water stress state based on plant height of a group 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。FIG. 13 is an explanatory diagram showing indexing of water stress state based on the height position of the fruit cluster. 栽培施設の広域撮像領域の撮像の別実施形態を示す平面図である。FIG. 11 is a plan view showing another embodiment of imaging of the wide-area imaging area of the cultivation facility. キャリブレーション治具の別形態を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing another example of the calibration jig. 別形態のキャリブレーション治具の使用例を示す図である。13A and 13B are diagrams illustrating an example of use of a calibration jig of another form.

〔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 this embodiment, ridges A(1) to A(8) for planting cultivated plants are arranged vertically and horizontally in a horticultural facility 1 as shown in FIG. 1. Between each ridge A, a passageway is provided through which a manager of the cultivated plants can pass. The horticultural facility 1 may be, for example, a vinyl greenhouse or a solar-powered plant factory. Each ridge A is made of, for example, a nonporous hydrophilic film, and a cultivated plant, for example, a tomato, is planted in each ridge A. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, within the horticultural facility 1, eight fixed cameras Ca as imaging means and six illuminators L are provided in a state of being suspended from the ceiling above the ridge A in which the cultivated plants are planted. Each fixed camera Ca has, for example, a CCD element or a CMOS element, and is configured to be able to capture visible light visible to the naked eye, and generates imaging data V as a captured image. In addition, each fixed camera Ca is configured so that the imaging angle can be changed freely by rotating it. The number of fixed cameras Ca and the number of irradiating bodies 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 equipped with environmental sensors, side windows, blackout curtains, heat pump air conditioning equipment, irrigation equipment, etc. The dotted line Gh is the reference position where the height of the cultivated plants is at its maximum, and a guide string for guiding the stems of the cultivated plants hangs down from near the height of the dotted line Gh. Each fixed camera Ca and each illuminator L are provided at a higher position than the dotted line Gh. The height positions of each illuminator L are approximately the same. The fixed cameras Ca(1), Ca(2), Ca(3), and Ca(6) are provided closer to the center of the horticultural facility 1 than the fixed cameras Ca(4), Ca(5), Ca(7), and Ca(8), and are provided at a higher position than the fixed 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 camera Ca(2) is provided approximately in the center of a group of ridges A(1) to A(4) that are lined up in parallel on one side of the horticultural facility 1. A fixed camera Ca(1) is provided approximately in the center of a group of ridges A(5) to A(8) that are lined up in parallel on the other side of the horticultural facility 1. As shown in Figures 3 and 4, the group of ridges A(1) to A(4) located on one side of the horticultural facility 1 is set as a wide-area imaging area P1, and the wide-area imaging area P1 is imaged by the fixed camera Ca(1) that is provided on the other side of the horticultural facility 1. As a result, the collection of cultivated plants in the group of ridges A(1) to A(4) is captured in the imaging data V of the wide-area imaging area P1. Although not shown, a group of ridges A(5) to A(8) located toward the other side of the horticultural facility 1 is set as a wide-area imaging area P1b separate from the wide-area imaging area P1, and this wide-area imaging area P1b is imaged by a fixed camera Ca(2) provided toward one side of the horticultural facility 1. As a result, the image data V captured by the fixed camera Ca(2) shows a collection of cultivated plants in the group of ridges A(5) to A(8). In other words, each of the fixed cameras Ca(1) and Ca(2) is provided at a position sufficiently higher than the height of the dotted line Gh. For this reason, the fixed camera Ca(1) can image the cultivated plants in the group of ridges A(1) to A(4) from a viewpoint overlooking the cultivated plants, and the fixed camera Ca(2) can image the cultivated plants in the group of ridges A(5) to A(8) from a viewpoint overlooking the cultivated plants. Note that from this point on, any description regarding wide-area imaging area P1 also applies to wide-area imaging area 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 Figures 5 and 6, fixed cameras Ca (7) and Ca (8) are installed along the wall of the horticultural facility 1. Each fixed camera Ca (7) and Ca (8) images a community imaging area P2 at the longitudinal end of ridge A (6) on the side where the wall of the horticultural facility 1 is located, from the wall of the horticultural facility 1. The imaging data V acquired by imaging with each fixed camera Ca (7) and Ca (8) is an oblique view of the cultivated plants in the community imaging area P2. In addition, fixed cameras Ca (4) and Ca (5) are installed along the wall of the horticultural facility 1, on the side opposite the side where fixed cameras Ca (7) and Ca (8) are located (see Figures 1 and 2). Although not shown, each of the fixed cameras Ca(4) and Ca(5) captures an image of a community imaging area P3 at the end of the longitudinal direction of the ridge A(2) that is located near the wall of the horticultural facility 1 from the wall of the horticultural facility 1. The imaging data V acquired by the imaging of each of the fixed cameras Ca(4) and Ca(5) is a perspective view of the cultivated plants in the community imaging area 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 cameras Ca(4), Ca(5), Ca(7), and Ca(8) are set lower than the positions of the fixed cameras Ca(1) and Ca(2), and the cultivated plants in the community imaging areas P2 and P3, which are closer than the imaging targets of the fixed cameras Ca(1) and Ca(2), are the imaging targets. In other words, the fixed cameras Ca(1) and Ca(2) capture the entire collection of cultivated plants in multiple ridges A, while the fixed cameras Ca(4), Ca(5), Ca(7), and Ca(8) capture a few cultivated plants in a part of a row of ridges A at close range as the target community. The fixed cameras Ca(4), Ca(5), Ca(7), and Ca(8) can also change the angle to capture the entire cultivated plants across multiple ridges A. For example, when the angles of the fixed cameras Ca(4) and Ca(5) are changed horizontally, a group of ridges A(1) to A(4) can be imaged by the fixed cameras Ca(4) and Ca(5). Similarly, when the angles of the fixed cameras Ca(7) and Ca(8) are changed horizontally, a group of ridges A(5) to A(8) can be imaged by the fixed cameras Ca(7) and Ca(8).

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。 Fixed camera Ca (3) is provided directly above community imaging area P3 at the end of the longitudinal direction of ridge A (2) that is adjacent to the wall of the horticultural facility 1. Fixed camera Ca (3) images the cultivated plants in community imaging area P3 in a planar view from directly above. Also, although not shown in Figures 5 and 6, fixed camera Ca (6) (see Figures 1 and 2) is provided directly above community imaging area P2 at the end of the longitudinal direction of ridge A (6) that is adjacent to the wall of the horticultural facility 1. Fixed camera Ca (6) images the cultivated plants in community imaging area P2 in a planar view from directly above.

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。 In this way, cultivated plants in community imaging area P2 are imaged from three directions by fixed cameras Ca(6), Ca(7), and Ca(8), and cultivated plants in community imaging area P3 are imaged from three directions by fixed cameras Ca(3), Ca(4), and Ca(5).

〔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]
7, in the horticultural facility 1, image data V captured by a fixed camera Ca and environmental condition data E obtained by digitizing the environmental condition measured by the environmental detection unit 10 are transmitted to a management computer 2 via a wide area network WAN (Wide Area Network). Although not specifically shown, each of the horticultural facility 1 and the management computer 2 is provided with communication means capable of accessing the wide area 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。 A solar radiation sensor 10A, a temperature sensor 10B, a humidity sensor 10C, and a carbon dioxide concentration sensor 10D are connected to the environment detection unit 10 of the horticultural facility 1. The solar radiation sensor 10A measures the amount of solar radiation that falls on cultivated plants in the horticultural facility 1. The temperature sensor 10B measures the air temperature in the room where the cultivated plants are grown in the horticultural facility 1. The humidity sensor 10C measures the humidity in the room where the cultivated plants are grown in the horticultural facility 1. The carbon dioxide concentration sensor 10D measures the carbon dioxide concentration in the room where the cultivated plants are grown in the horticultural facility 1. In other words, 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 grown.

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 equipped with a management notification unit 11, which is configured to be able to transmit information on manual cultivation management of cultivated plants in the horticultural facility 1 to the management computer 2. Examples of manual cultivation management of cultivated plants include irrigation, vine taking, and leaf plucking. In other words, before or after the manager performs these tasks, the manager operates the management notification unit 11, and information on these tasks is transmitted to the management computer 2.

管理コンピュータ2に、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 is equipped with a judgment unit 21, a water stress calculation unit 22, a growth diagnosis unit 23, and a memory unit 24. When the cultivated plant is imaged by the fixed camera Ca, the judgment unit 21 judges the areas of the branches, leaves, and stems based on the color information of the image data V. The judgment of the areas of the branches, leaves, and stems may be based on RGB data or YUV data. However, in this embodiment, in order to respond to changes in brightness due to changes in weather and time of day, it is preferable to judge the areas of the branches, leaves, and stems based on YUV data. In the image data V, the areas having the branches, leaves, and stems are judged to be overgrown areas of the cultivated plant, that is, covered areas. In addition, the information transmitted by the management notification unit 11 is taken into the judgment unit 21, and information such as irrigation work, vine taking down work, and leaf pruning work is also added to the image 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。 For example, if the cultivated plant is a tomato, it is known to those skilled in the art that tomatoes with high sugar content can be harvested by subjecting the cultivated plant to water stress. The water stress applied to the cultivated plant 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 multiple visual features of the cultivated plant, the environmental condition data E received from the environment detection unit 10, and the weather information 3. Here, the multiple visual features of the cultivated plant are analyzed from the image data V of the cultivated plant captured by the fixed camera Ca. The weather information 3 is electronic weather information obtained, for example, from a meteorological agency or a weather 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 this embodiment, the water stress state WS refers to a state in which the branches, leaves, and stems wilt due to a decrease in the moisture contained in the cultivated plant. In other words, the degree of wilting of the cultivated plant and the probability of the progression of wilting are quantified as the water stress state WS. The growth diagnosis unit 23 diagnoses the degree of growth of the cultivated plant by calculating a growth index Gi of the cultivated plant based on the proportion of the covered area in the image data V captured by the fixed camera Ca. The memory unit 24 is, for example, a RAM (Random Access Memory) or a hard disk, and is configured to be able to store the image data V, the environmental state data E, the analysis results, the diagnosis results, etc.

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、灌水手段としての灌水装置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 equipped with an irrigation control unit 14 for irrigating cultivated plants, and an irrigation device 15 as irrigation means. 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 a wide area communication network WAN, and the irrigation control unit 14 transmits an irrigation instruction signal Ir to the irrigation device 15 based on the data of the water stress state WS. When the irrigation device 15 receives the irrigation instruction signal Ir from the irrigation control unit 14, it opens an irrigation valve (not shown) to supply water to the cultivated plants. The irrigation instruction signal Ir from the irrigation control unit 14 may be a voltage value or a current value. Alternatively, 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。 The horticultural facility 1 is also provided with a fertilization control unit 17 and a fertilization 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 transmits a fertilization instruction signal Fr to the fertilization device 18 based on the data of the growth index Gi. When the fertilization device 18 receives the fertilization instruction signal Fr from the fertilization control unit 17, it opens a fertilization valve (not shown) to supply fertilizer. The fertilizer may be supplied in a state where it is mixed with water supplied to the cultivated plants by the irrigation device 15, for example. This configuration makes it possible to adjust the amount of fertilization based on the fertilization instruction signal Fr from the fertilization control unit 17. The fertilizer mainly contains nitrogen. Note that the components of the fertilizer are not limited to nitrogen, and may include phosphoric acid, potassium, calcium, magnesium, etc. Also, the fertilization control unit 17 may be provided in the management computer 2, and the fertilization 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 equipped with a facility environment equipment control unit 19 and multiple facility environment equipment 19A, 19B, 19C, and 19D. The multiple facility environment equipment 19A, 19B, 19C, and 19D are, for example, skylights, side windows, carbon dioxide generators, ventilation fans, circulation fans, heat pump air conditioning, heat storage devices, sterilization devices, etc. The facility environment equipment 19A, 19B, 19C, and 19D is not limited to four, and may be composed of one or more devices as necessary. The facility environment equipment control unit 19 transmits an arbitrary instruction signal to each of the facility environment equipment 19A, 19B, 19C, and 19D based on the data of the growth index Gi. As a result, the facility environment equipment 19A, 19B, 19C, and 19D exemplified above operate appropriately, and the temperature, humidity, etc. of the horticultural facility 1 are appropriately managed. In addition, the facility environment equipment control unit 19 may be provided in the management computer 2, and instruction signals for the facility environment equipment 19A, 19B, 19C, and 19D may be transmitted via the wide area communication network WAN.

園芸施設1に、報知手段としての出力報知部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 horticultural facility 1 is provided with an output notification unit 16 as a notification means. The output notification unit 16 is connected to the irrigation control unit 14, the fertilization control unit 17, and the facility environmental equipment control unit 19 so as to be able to receive signals from them. For example, the water stress state WS and the growth index Gi are notified to the manager of the cultivated plants by the output notification unit 16. The output notification unit 16 may be a buzzer or audio guidance provided in the horticultural facility 1, a display on a screen, or an LED alarm that lights up or flashes. In addition, the output notification unit 16 may be configured to transmit information to a terminal 4, which may be, for example, a mobile phone, a mobile computer, an in-vehicle terminal, or a smart watch.

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, the growth diagnosis unit 23 calculates the coverage rate Br and slope coverage rate Cr calculated based on the amount of lushness of the cultivated plant, the height of the cultivated plant, the distance between each of the tassels of the cultivated plant, and the leaf area index LAI based on the leaf area of the area divided between each of the tassels of the cultivated plant as elements of the growth index Gi. In this embodiment, in order to calculate the height of the cultivated plant and the distance between the tassels from the imaging data V, the following calibration process is performed so that the distance between 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 imaging data V. The calibration jig 5 includes a pair of vertical pillars 51 extending in the up-down direction and a horizontal bridge 52 extending horizontally across the pair of vertical pillars 51. In this embodiment, the vertical pillars 51 are each set to a length of 200 cm, and the horizontal bridge 52 is set to a length of 60 cm. Reference markers 53 are provided on the vertical pillars 51 and the horizontal bridge 52 at intervals of, for example, 20 cm. The lengths of the vertical pillars 51 and the horizontal bridge 52 can be changed as appropriate, and the intervals at which the reference markers 53 are provided can also be changed as appropriate.

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 placed in the community imaging area P3 of, for example, ridge A (2), the fixed cameras Ca (4) and Ca (5) image the community imaging area P3. The calibration jig 5 is displayed in the imaging data V of the community imaging area P3, and the distance between two points in the imaging data V is defined based on the four corner reference markers 53a, 53b, 53c, and 53d included in the calibration jig 5. When the calibration jig 5 is placed in the community imaging area P2 of ridge A (6), the fixed cameras Ca (7) and Ca (8) image the community imaging area P2. Then, the calibration jig 5 is displayed in the imaging data V of the community imaging area P2, and the distance between two points in the imaging data V is defined based on the four corner reference markers 53a, 53b, 53c, and 53d included in the calibration jig 5. This completes the calibration of the distance between 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 cultivated plants varies depending on the growth stage, calibration is performed corresponding to multiple growth stages. In this embodiment, calibration is performed corresponding to three stages: the early growth stage, the middle growth stage, and the late growth stage. In this embodiment, a tomato is exemplified as a cultivated plant. For this reason, as shown in FIG. 9, in the early growth stage, the calibration process is performed with the calibration jig 5 standing straight up from the ridge A, assuming that the stem grows upward from the ridge A. In the middle growth stage, the stem of the cultivated plant is attracted to the attractant string 54 as an attractant.

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 this embodiment, the attraction string 54 is misaligned from the ridge A toward the aisle, so the cultivated plants attracted to the attraction string 54 are tilted toward the aisle. For this reason, the calibration jig 5 is attached to the attraction string 54, and the calibration process is performed with the calibration jig 5 tilted across the ridge A and the attraction string 54. Furthermore, in the later growth stage, the cultivated plants attracted to the attraction string 54 are lowered. For this reason, the calibration process is performed with the calibration jig 5 hanging down from the attraction string 54 and the lower end of the calibration jig 5 positioned 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。なお、キャリブレーション用治具5は、上記のものに限られるものではない。例えば、図33に示すものでもよい。このキャリブレーション用治具5は、ワイヤ51’にマーカ53’を設けることにより構成されている。このキャリブレーション治具5は、図34に示すように、ワイヤ51’を誘引紐54に沿わせて配置することができる。 In this way, since multiple patterns of calibration processing are performed corresponding to the growth stage, the accuracy of the distance between two points based on the image data V is improved even if the growth stage changes. It is preferable that the above-mentioned calibration processing is performed before the cultivated plant is planted in the ridge A. The calibration jig 5 is not limited to the above. For example, it may be the one shown in FIG. 33. This calibration jig 5 is configured by providing a marker 53' on a wire 51'. This calibration jig 5 can be arranged so that the wire 51' is aligned with the attraction string 54, as shown in FIG. 34.

〔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 gradient coverage]
Based on the determination of the branch and leaf area by the determination unit 21, the range in which the cultivated plant is located is set in the image data V. As shown in FIG. 10, a range surrounded by four sides is set as the area in which the branches and leaves of the cultivated plant are captured, and this range surrounded by four sides is set as the measurement area B, and the area Bs of the measurement area B is calculated. The area Bs can be calculated by counting the number of dots (the smallest unit of pixels in the image data V) in the measurement area B in the image data V. The leaf area B1 can be calculated by counting the number of dots in the covered area determined to be an 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 rate Br by the following formula.

被覆率Br=葉面積B1/面積Bs Coverage rate 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。 In the oblique imaging data V of a cultivated plant captured by the fixed cameras Ca(1), Ca(2), Ca(4), Ca(5), Ca(7), and Ca(8), a range surrounded by a hexagon like the outline of a box viewed in an oblique direction is set as the measurement area C as shown in FIG. 11, and the area Cs of the measurement area C can be calculated. In addition, the leaf area C1 can be calculated by counting the number of dots in the covered area that is determined as an area having branches and leaves from an oblique viewpoint, that is, the oblique covered area, out of the area Cs of the measurement area C. The leaf area C1 and the area Cs can be calculated by counting the number of corresponding dots in the imaging data V, similar to the calculation in the planar imaging data V described above. Then, the ratio of the leaf area C1 to the area Cs is calculated as the oblique coverage rate Cr by the following formula.

傾斜被覆率Cr=葉面積C1/面積Cs Slope 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 rate Cr based on the imaging data V of the wide-area imaging area P1 is calculated as an index of the overall amount of growth of the numerous cultivated plants in the multiple ridges A, and the gradient coverage rate Cr based on the imaging data V of the community imaging areas P2 and P3 is calculated as an index of the amount of growth of the community 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)。
[Calculating grass height]
The growth height of cultivated plants, i.e., the plant height, is calculated based on the flowchart in Fig. 12. First, the fixed cameras Ca(4) and Ca(5) capture image data V of the community imaging area P3. The fixed cameras Ca(7) and Ca(8) capture image data V of the community imaging area P2. As a result, the cultivated plants in the community imaging areas P2 and P3 are imaged from diagonally above by the fixed camera Ca as a few target communities (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 image data V captured by the fixed camera Ca is subjected to viewpoint transformation, i.e., coordinate transformation, as shown in FIG. 12 (step #2). The calibration process described above defines the four corner reference markers 53a, 53b, 53c, and 53d (see FIG. 8). In the pre-conversion image in FIG. 12, the four sides drawn based on the four corner reference markers 53a, 53b, 53c, and 53d have a sense of perspective. In contrast, in the post-conversion image in FIG. 12, of the four sides drawn based on the four corner reference markers 53a, 53b, 53c, and 53d, the two opposing sides are parallel. That is, the cultivated plant in the image data V is in a projection state as shown in the pre-conversion image in FIG. 12, but is pseudo-converted from a projection image to a side viewpoint image based on the four corner reference markers 53a, 53b, 53c, and 53d defined by the calibration process described above.

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 data V pseudo-converted to a side view image, a range surrounded by four sides is set as the area in which the branches and leaves of the cultivated plant are reflected, as in the case of calculating the coverage rate Br described above, and this range surrounded by four sides is set as the measurement area B (step #3). As shown in FIG. 13, the measurement area B is composed of the horizontal X axis and the vertical Y axis. The branch and leaf area is extracted from the measurement area B (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. In the histogram of the maximum height Ym, data with a high maximum height Ym value and scattered from the high frequency area is determined to be a noise area and is removed from the calculation of the plant height. Then, 10 points in the high frequency area where the maximum height Ym value is high 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 height of the cultivated plant, a height line HG is set near the top of the target community. Note that the number of points for the maximum height Ym extracted to calculate the 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 height of the cultivated plant is calculated in step #6, the calculation result of the height of the cultivated plant is saved (step #7). The calculation result is saved, for example, in the memory unit 24 of the management computer 2 shown in FIG. 7 as an image data file in CSV (Comma Separated Value). Note that steps #1 to #6 may be repeated a preset number of times, and the average value of the calculation results may be 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 plants on ridge A (2) or ridge A (6) are captured in the imaging data V captured in step #1 of FIG. 12. However, as the cultivated plants grow, for example, the upper end of the cultivated plant on ridge A (2) may be captured in the imaging data V in a state where it overlaps with the cultivated plant on ridge A (1) or ridge A (3) adjacent to ridge A (2). Also, the upper end of the cultivated plant on ridge A (6) may be captured in the imaging data V in a state where it overlaps with the cultivated plant on ridge A (5) or ridge A (7) adjacent to ridge A (6). In such a case, there is a risk that the height of the cultivated plants cannot be calculated accurately. To avoid this inconvenience, the target community is captured by the fixed camera Ca 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 Figures 1, 2, 15, and 16, irradiators L(1), L(2), and L(3) are provided near fixed cameras Ca(4) and Ca(5), and irradiators L(4), L(5), and L(6) are provided near fixed cameras Ca(7) and Ca(8). Irradiators L(1), L(2), and L(3) each irradiate only a few target communities in the community imaging area P3 from above. Irradiators L(4), L(5), and L(6) each irradiate only a few target communities in the community imaging area P2 from above. Irradiators L(1), L(2), and L(3) are positioned on the side of the target communities where fixed camera Ca(4) is located. In addition, irradiators L(4), L(5), and L(6) are positioned on the side of the target community where fixed camera Ca(7) is located.

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。 A few target communities in the community imaging area P3 are illuminated from three directions by irradiators L(1), L(2), and L(3). Similarly, a few target communities in the community imaging area P2 are illuminated from three directions by irradiators L(4), L(5), and L(6). In other words, each irradiator L is positioned so that the fixed camera Ca can capture an image with the irradiated light evenly hitting the target community. As a result, when the target community illuminated by the irradiator L is imaged by the fixed camera Ca, the image of the imaging data V is an image of the target community illuminated by the irradiator L against 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 irradiator L. The irradiator L is, for example, a floodlight, and has a light-emitting surface 61, an attachment section 62, and a limiting section 63. LEDs (Light Emitting Diodes) are used as the light source of the light-emitting surface 61. The attachment section 62 of the irradiator L is attached near the ceiling of the horticultural facility 1 as shown in FIG. 2, and the attachment section 62 is adjusted in angle to irradiate the light-emitting surface 61 target community. The limiting section 63 is a flat member that covers the front of the light-emitting surface 61. In this embodiment, two limiting sections 63 are provided, and the limiting section 63 covers the light-emitting surface 61 from both the left and right ends of the light-emitting surface 61 to the left and right center of the light-emitting surface 61. As a result, the irradiator L is configured to suppress the light emitted from the light-emitting surface 61 from diffusing in the left and right direction, and to prevent the light from being irradiated to 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。
[Calculating the distance between bunches]
In this embodiment, tomato is exemplified as a cultivated plant. As shown in Fig. 18, it is known that tomato plants have clusters of fruit formed on branches branching from a main stem of the tomato plant, and flowers bloom in the clusters to produce tomato fruits. A plurality of clusters Fl are formed on the tomato plant at different heights. In this embodiment, the cluster Fl on the tomato plant has, in order from the lowest position, a first cluster Fl1, a second cluster Fl2, a third cluster Fl3, and a fourth cluster Fl4.

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 image data V captured by the fixed cameras Ca(4), Ca(5), Ca(7), and Ca(8), the position of each bunch Fl is identified and the distance between each bunch Fl is calculated. However, since each bunch Fl is often hidden by or blends in with the branches and leaves, it is difficult to identify the position of the bunch Fl based on the image data V. Therefore, in this embodiment, a phosphorescent clip 7 is attached to the branch or stem near each bunch Fl.

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、本体の表面の少なくとも一部に有する。本体の表面は、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 or the light-emitting surface 61, etc., and continuing to emit light for a while even after the irradiation of visible light or ultraviolet light has ended, i.e., phosphorescence, on at least a part of the surface of the main body. The surface of the main body may be made of a phosphorescent body or may be covered with a phosphorescent material. The stems and branches of the cultivated tomato plant are attracted to the attractant string 54, and the stems and branches of the tomato and the attractant string 54 are engaged by the phosphorescent clip 7. For this reason, the phosphorescent clip 7 is also an attractant clip. In order to distinguish between adjacent plants, the phosphorescent clip 7 is configured so that the luminescent color is the same for one plant and different from that of adjacent plants. The type of phosphorescent material or phosphorescent body can be appropriately selected from, for example, aluminate-based phosphorescent bodies and silicic acid-based phosphorescent bodies.

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 luminous clip 7 is attached when each tuft Fl blooms. For this reason, multiple luminous clips 7 are attached to each tuft Fl on one plant. Since at least the first tuft Fl1 and the second tuft Fl2 are required to calculate the distance between tufts, calculation of the distance between tufts begins after the second tuft Fl2 blooms and the luminous clip 7 is attached to the second tuft Fl2.

果房間の距離の算出は、図19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)。 Calculation of the distance between the bunches is performed at night based on the flowchart shown in FIG. 19. First, the irradiator L is turned on and irradiates the target community with irradiation light (step #11). In order to ensure that the light-storing clip 7 is sufficiently charged with light, it is desirable to continue irradiating the light for, for example, about 10 minutes. Therefore, the above-mentioned calculation process of the grass height of the cultivated plant may be performed during the irradiation of the irradiation light. When the light-storing clip 7 is charged with light by irradiation of the irradiation light, the irradiator L is turned off (step #12). After that, the fixed cameras Ca (4) and Ca (5) capture the image data V of the community imaging area P3. In addition, the fixed cameras Ca (7) and Ca (8) capture the image data V of the community imaging area P2. As a result, the target community in the community imaging area P2 and the community imaging area P3 is imaged from an obliquely upward direction by the fixed 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 image data V captured by the fixed camera Ca is subjected to coordinate conversion of the image data as shown in FIG. 12, in the same manner as in the calculation of the height of the cultivated plant described above, and the image data V is pseudo-converted from an image of a projected view to an image of a side viewpoint (step #14). The method of coordinate conversion is the same as the coordinate conversion process of 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 image capture in step #13 is performed after the irradiating body L is turned off, the image data V is an image of almost darkness at night. After the irradiating body L is turned off, the luminous clip 7 emits light for a while in the darkness, so the light of the luminous clip 7 is scattered in the image data V, which shows almost darkness, and a detection process for the luminous clip 7 is performed (step #15). The coordinate position of the location where the luminous clip 7 is detected is then identified. The luminous color of the luminous clip 7 is configured to be the same for one plant and different from that of adjacent plants. For this reason, a process is performed to distinguish the plants based on the luminous color of each luminous clip 7 (step #16). That is, even in the image data V in which the plants of the target community are not captured in almost darkness, the luminous colors of the luminous clip 7 are different between adjacent plants, so that the plants of the target community can be distinguished based on the luminous color of the luminous clip 7.

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)。 The luminous clips 7 on the same plant are positioned at different heights corresponding to the heights of the respective bunches Fl. In other words, within a certain horizontal range, luminous clips 7 of the same luminous color are captured in the image data V at different heights. From this, the distance between bunches on the same plant is calculated by calculating the vertical separation distance between luminous clips 7 of the same luminous color. The calculation of the distance between bunches is performed for multiple plants, and for each plant, the bunch-to-bush distance H1 between the first bunch Fl1 and the second bunch Fl2, the bunch-to-bush distance H2 between the second bunch Fl2 and the third bunch Fl3, and the bunch-to-bush distance H3 between the third bunch Fl3 and the fourth bunch 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 rump distances H1, H2, and H3 vary for each plant, the average value H1a of the rump distance H1 for each plant, the average value H2a of the rump distance H2 for each plant, and the average value H3a of the rump distance H3 for each plant are calculated. Each community imaging area P2, P3 is located near the end of the ridge A, and the plant located closest to the end of the ridge A in the target community may have a different growth rate compared to the other plants. In this case, the values of the rump distances H1, H2, and H3 for the plant located closest to the end of the ridge A may be significantly different from the values of the rump distances H1, H2, and H3 for the other plants.

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 tassel distances H1, H2, and H3 are used to diagnose the overall growth index Gi of a large number of cultivated plants in the horticultural facility 1. In order to improve the accuracy of the diagnosis of the growth index Gi, in the calculation of the average values H1a, H2a, and H3a of the tassel distances H1, H2, and H3, the plants located closest to the ends of the ridge A may be excluded from the plants for which the average values H1a, H2a, and H3a are calculated. For example, among the tassel distances H1, H2, and H3 for each plant calculated based on the image data V, the plant located at either of the left and right corners of the image data V, i.e., the plant located at one of the left and right ends, may be outside a preset range compared with the tassel distances H1, H2, and H3 of other plants. In such a case, the plant located at the left or right end may be excluded from the plants for which the average values H1a, H2a, and H3a are 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 distances between fruit clusters H1, H2, and H3 are calculated in step #17, the calculation results of the plant height of the cultivated plant are stored (step #18). The calculation results are stored, for example, in the memory unit 24 of the management computer 2 shown in FIG. 7 as a CSV image data file. Note that steps #11 to #17 may be repeated a preset number of times, and the average value of the calculation results may be 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 overgrowth to each pre-defined height region is calculated as a leaf area index (LAI). The leaf area index (LAI) is calculated based on image data used to calculate the height of the cultivated plant and image data used to calculate the distance between the tufts, and the leaf area index (LAI) is used in simulations of yield predictions, etc. For this reason, it is desirable to perform a calculation process for the height of the cultivated plant and a calculation process for the distance between the tufts before calculating the leaf area index (LAI).

まず、図20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. 20, the image data V captured in the calculation process of the height of the cultivated plant described above is read from the memory unit 24 of the management computer 2 shown in FIG. 7 (step #21). The image data V is the image data V that has been coordinate-converted in the above-mentioned step #2 (see FIG. 12). In addition, data on the height of the cultivated plant in the target community is read from the memory unit 24, and a height line HG corresponding to the height of the cultivated plant is set in the image data V (step #22). Furthermore, the position coordinates of each phosphorescent clip 7 are read from the memory unit 24, and the position coordinates of the phosphorescent clip 7 are plotted on the image data V in which the branches and leaves are reflected (step #23). In addition, the average value H1a of the distance between the tufts H1 for each plant, the average value H2a of the distance between the tufts H2 for each plant, and the average value H3a of the distance between the tufts H3 for each plant are read. Then, based on the average values H1a, H2a, and H3a of the distances between the clusters H1, H2, and H3, the reference horizontal lines HL(1) to HL(4) are set in the image data V, respectively (step #24). The reference horizontal lines HL are set as an index of the height at which the clusters Fl are located.

図21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. 21, in the processing of step #25, the area between the reference horizontal line HL(1) and the reference horizontal line HL(2) is set to the lower layer area LL, the area between the reference horizontal line HL(2) and the reference horizontal line HL(3) is set to the middle layer area ML, and the area between the reference horizontal line HL(3) and the reference horizontal line HL(4) is set to the upper layer area UL. Furthermore, in the processing of step #25, the area between the reference horizontal line HL(3) and the grass height line HG is set to the uppermost layer area MUL. Then, the above-mentioned coverage rate Br is calculated for each of the lower layer area LL, middle layer area ML, upper layer area UL, and uppermost layer area MUL. Then, the leaf area index LAI(1) to LAI(4) is calculated based on each coverage rate 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 region MUL. The relationship between the leaf area index LAI and the coverage rate Br does not necessarily have to be linear, and the leaf area index LAI may be calculated, for example, by a neural network calculation.

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。 Generally, as the growth of a cultivated plant progresses, the lower branches and leaves of the cultivated plant become lush, and the coverage rate Br in the lower region LL and middle region ML becomes gradually more difficult to change. Furthermore, in this state, the lower branches and leaves of the cultivated plant may be defoliated, making it difficult to accurately calculate the growth index Gi based on the coverage rate Br in the lower region LL and middle region ML. On the other hand, the coverage rate Br in the upper region UL and the top region MUL is more likely to change with the growth of the plant than the coverage rate Br in the lower region LL and middle region ML. For this reason, as the growth stage of the cultivated plant progresses, the coverage rate Br in the upper region UL and the top region MUL is useful for calculating the growth index Gi.

〔生育段階毎の診断〕
図22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22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 at each growth stage]
The time chart in FIG. 22 shows details of the calculation items according to the growth stage. After the cultivated plant is planted, the cultivated plant blooms with the first bunch Fl1, the second bunch Fl2, the third bunch Fl3, and the fourth bunch Fl4 in that order. The first stage shown in FIG. 22 is a growth stage during which the bunches Fl bloom in order, and is a vegetative growth stage during which the cultivated plant extends the stem, spreads new branches and leaves, and spreads roots. After the fourth bunch Fl4 blooms, the top of the stem is pinched off, and the growth of the cultivated plant transitions to the second stage. The second stage is a stage during which reproductive growth in which the bunch Fl grows becomes active, and the cultivated plant is defoliated or taken down. In this embodiment, the manager operates the management notification unit 11 when taking down the vine or taking down the leaves. For this reason, for example, the growth diagnosis unit 23 may be configured so that a determination is made as to whether to transition from the first stage to the second stage at the time when information on vine taking or defoliation is first transmitted from the management notification unit 11 to the management computer 2.

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 rate Br and the gradient coverage rate Cr is performed continuously in the first and second stages. The coverage rate Br and the gradient coverage rate Cr are roughly calculated from a large number of cultivated plants in the wide-area imaging area P1. In the first stage, the growth diagnosis unit 23 calculates a leaf area index for the collection of cultivated plants based on the coverage rate Br and the gradient coverage rate Cr, and uses the calculated leaf area index to calculate the growth index Gi. The growth diagnosis unit 23 then calculates the degree of adjustment of the amount of nitrogen mainly in the fertilization control unit 17 based on the growth index Gi. In addition, in the second stage, the growth diagnosis unit 23 mainly diagnoses the degree of defoliation of cultivated plants based on the coverage rate Br and the gradient coverage rate 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。 Many cultivated plants in the wide-area imaging area P1 captured by the fixed cameras Ca(1) and Ca(2) are in a lush state in the second stage. Therefore, in order to calculate the growth index Gi of many cultivated plants, in the second stage, the collection area of the inclined coverage area, i.e., the calculation area of the gradient coverage rate Cr, may be changed to the upper area of the lush state area. In other words, in the second stage, many branches and leaves often overlap in the lower and middle parts of the lush state area, and further defoliation is also performed. Therefore, in the lower and middle parts of the lush state area in the second stage, it is difficult to calculate the growth index Gi of cultivated plants with high accuracy. Therefore, by changing the calculation area of the gradient coverage rate Cr to the upper area of the lush state area, it is possible to accurately calculate the growth index Gi of many cultivated plants. This configuration is particularly useful after the attraction string 54 is lowered.

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 height of the cultivated plant is performed continuously in the first and second stages. The height of the cultivated plant is roughly calculated from the target community in the community imaging area P2 and the community imaging area P3. In the first stage, the change in stem length in the target community is calculated. The growth diagnosis unit 23 then uses the calculated height to calculate the growth index Gi, and further calculates the degree of adjustment of the amount of nitrogen in the fertilization control unit 17 and the degree of adjustment of the amount of irrigation in the irrigation control unit 14 based on the growth index Gi. In the second stage, the apparent height of the plant in the target community after the vine is lowered 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 tufts is performed only after the second tuft Fl2 blooms and before the transition to the second stage. Before the third tuft Fl3 blooms, the tuft-to-tuft distance H1 between the first tuft Fl1 and the second tuft Fl2 is calculated. Before the fourth tuft Fl4 blooms, in addition to the tuft-to-tuft distance H1, the tuft-to-tuft distance H2 between the second tuft Fl2 and the third tuft Fl3 is calculated. After the fourth tuft Fl4 blooms, in addition to the tuft-to-tuft distance H1 and the tuft-to-tuft distance H2, the tuft-to-tuft distance H3 between the third tuft Fl3 and the fourth tuft 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 distances H1, H2, and H3 between the tassels are used to calculate the growth index Gi. If the distance between the tassels is too long, the growth index Gi indicates excessive vegetative growth. If the distance between the tassels is too short, the growth index Gi indicates excessive reproductive growth. Based on the growth index Gi, the growth diagnosis unit 23 then calculates the degree of adjustment of the amount of nitrogen in the fertilization control unit 17 and the degree of adjustment of the amount of irrigation in the irrigation control unit 14. Note that since the distance between the tassels changes depending on the weather and season, the calculation of the growth index Gi may take the weather and season into account.

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。 Calculation of the leaf area index LAI is performed after the second truss Fl2 blooms. Before the third truss Fl3 blooms, the leaf area index LAI (1) of the lower region LL is calculated. Before the fourth truss Fl4 blooms, in addition to the leaf area index LAI (1) of the lower region LL, the leaf area index LAI (2) of the middle region ML is calculated. After the fourth truss Fl4 blooms, in addition to the leaf area index LAI (1) of the lower region LL and the leaf area index LAI (2) of the middle region ML, the leaf area index LAI (3) of the upper region UL is calculated. After the fourth truss Fl4 blooms, the leaf area index LAI (4) of the uppermost region MUL spanning from the fourth truss Fl4 to the top of the cultivated plant is also calculated. As the growth of the cultivated plant progresses in the first stage, the growth diagnosis unit 23 diagnoses the lushness of the cultivated plant based on the leaf area index LAI in the region near the upper end of the cultivated plant. Based on the diagnosed lushness, the growth diagnosis unit 23 then calculates the degree of adjustment of the amount of nitrogen in the fertilization control unit 17 and the degree of adjustment of the amount of irrigation in the irrigation control unit 14.

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 lower region LL, the middle region ML, the upper region UL, and the top region MUL are set based on a plurality of reference horizontal lines HL with different height positions. The height position of the reference horizontal line HL changes in response to the change in the height position of the phosphorescent clip 7. For this reason, in the first stage, the lower region LL, the middle region ML, the upper region UL, and the top 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 switches from the first stage to the second stage, the lower region LL, the middle region ML, the upper region UL, and the top region MUL are configured to maintain the regions immediately before switching to the second stage. That is, in the second stage, the lower region LL, the middle region ML, the upper region UL, and the top 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 leaf area index LAI of the lower region LL and the middle region ML. Also, in the second stage, the growth diagnosis unit 23 calculates the growth index Gi of the cultivated plant mainly based on the leaf area index LAI of the upper region UL and the top region MUL. In other words, in the second stage, the growth diagnosis unit 23 calculates the leaf area index LAI by focusing on the upper region UL and the top region MUL. In other words, by diagnosing the lushness and defoliation state of the cultivated plant based on the leaf area index LAI, the growth diagnosis unit 23 can accurately simulate the yield prediction.

〔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23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28乃至図31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。
[Configuration of Water Stress Calculation Unit]
The water stress calculation unit 22 will be described below. As shown in FIG. 7 and FIG. 23, the imaging data V captured by the fixed 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 planar imaging data V1 is imaging data V captured by the fixed camera Ca (3) or fixed camera Ca (6), and the ridge horizontal imaging data V2 is imaging data V captured by the fixed camera Ca (4), fixed camera Ca (5), fixed camera Ca (7), or fixed camera Ca (8) and spanning a plurality of ridges A. Then, the planar imaging data V1 and the ridge horizontal imaging data V2 are input to the water stress calculation unit 22. The planar imaging data V1 shows the cultivated plants in a planar view in the community imaging area P2 or the community imaging area P3. The horizontal ridge imaging data V2 shows a collection of cultivated plants as shown in Figures 28 to 31. The planar imaging data V1 and the horizontal ridge imaging data V2 are still images captured by the fixed camera Ca, but may be videos. The image shown in the horizontal ridge imaging data V2 does not have to show cultivated plants in the ridges A(1) to A(8) captured from a horizontal viewpoint, but may show cultivated plants captured from a viewpoint slightly looking down or slightly looking up at the tops of the cultivated plants.

本発明において、平面撮像データV1を撮像する定点カメラCa(3),Ca(6)が第一撮像手段として構成され、畝水平撮像データV2を撮像する定点カメラCa(4),Ca(5),Ca(7),Ca(8)が第二撮像手段として構成されている。 In the present invention, the fixed cameras Ca(3) and Ca(6) that capture the planar imaging data V1 are configured as the first imaging means, and the fixed cameras Ca(4), Ca(5), Ca(7), and Ca(8) that capture the ridge horizontal imaging data V2 are configured as the second imaging means.

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(図23の「葉面積」に対応し、本発明に係る「特徴」、「第一特徴」に相当する)と、枝葉の広がり(図23の「広がり」に対応し、本発明に係る「特徴」、「第一特徴」に相当する)と、枝葉の形状から検出可能な高周波成分(図23の「高周波成分」に対応し、本発明に係る「特徴」、「第一特徴」に相当する)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(本発明に係る「第一数値データ」に相当)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(図23の「葉の位置」に対応し、本発明に係る「特徴」、「第二特徴」に相当する)と、枝葉の形状(図23の「葉の形状」に対応し、本発明に係る「特徴」、「第二特徴」に相当する)と、茎や枝の曲率(図23の「曲率」に対応し、本発明に係る「特徴」、「第二特徴」に相当する)と、栽培植物の草丈(図23の「草丈」に対応し、本発明に係る「特徴」、「第二特徴」に相当する)と、果房の高さ位置(図23の「花高さ」に対応し、本発明に係る「特徴」、「第二特徴」に相当する)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(本発明に係る「第二数値データ」に相当)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 multiple items based on the planar imaging data V1 and the ridge horizontal imaging data V2, and numerical data is calculated based on the analysis results. A single piece of time series data VT1 is composed of a plurality of planar imaging data V1, and a single piece of time series data VT2 is composed of a plurality of ridge horizontal imaging data V2. 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 planar imaging data V1, the leaf area (corresponding to the "leaf area" in FIG. 23 and corresponding to the "feature" and "first feature" according to the present invention) , the spread of the branches and leaves (corresponding to the "spread" in FIG. 23 and corresponding to the "feature" and "first feature" according to the present invention), and high-frequency components detectable from the shape of the branches and leaves (corresponding to the "high-frequency components" in FIG. 23 and corresponding to the "feature" and "first feature" according to the present invention) are image-analyzed, and numerical data indicating the degree of wilting of the cultivated plant (corresponding to the "first numerical data" according to the present invention) is calculated. Based on the time series data VT2 composed of the horizontal ridge imaging data V2, the position of the branches and leaves (corresponding to the "leaf position" in FIG. 23 and corresponding to the "feature" and "second feature" according to the present invention) , the shape of the branches and leaves (corresponding to the "leaf shape" in FIG. 23 and corresponding to the "feature" and "second feature" according to the present invention) , the curvature of the stems and branches (corresponding to the "curvature" in FIG. 23 and corresponding to the "feature" and "second feature" according to the present invention) , the height of the cultivated plant (corresponding to the "plant height" in FIG. 23 and corresponding to the "feature" and "second feature" according to the present invention), and the height position of the fruit cluster (corresponding to the "flower height" in FIG. 23 and corresponding to the "feature" and "second feature" according to the present invention) are image-analyzed, and numerical data indicating the degree of wilting of the cultivated plant (corresponding to the "second numerical data" according to the present invention) are calculated. Note that a weighting coefficient α is assigned to each of the numerical data calculated in each analysis item. That is, each numerical data is multiplied by the respective weighting coefficient α and used for the indexing process of the water stress calculation unit 22. Each weighting coefficient α has a different value corresponding to the importance of the analysis item, and the value of each weighting coefficient 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 cultivated plants are not irrigated for a long period of time, they will be exposed to water stress and will gradually wilt. The fixed camera Ca captures images of the cultivated plants at intervals of, for example, about 10 minutes. As a result, the wilting of the cultivated plants, i.e., changes in the visual characteristics of the cultivated plants, are captured over time, and planar imaging data V1 and horizontal ridge imaging data V2 are output over time to the water stress calculation unit 22. The planar imaging data V1 and horizontal ridge imaging data V2 output to the water stress calculation unit 22 are then compiled into time series data VT1 consisting of multiple planar imaging data V1, and time series data VT2 consisting of multiple horizontal ridge imaging data V2.

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 cultivated plants are water stressed varies greatly depending on environmental distribution information such as the amount of solar radiation, temperature, and humidity, and the speed at which cultivated plants wilt also changes depending on the difference in environmental distribution information. For this reason, environmental condition data E detected by each of the solar radiation sensor 10A, temperature sensor 10B, humidity sensor 10C, and carbon dioxide concentration sensor 10D is output over time to the water stress calculation unit 22 via the environment detection unit 10. A weighting coefficient β may be set for each item of solar radiation, temperature, humidity, and carbon dioxide concentration in the environmental condition data E, and the value of each item may be multiplied by the weighting coefficient β and used for the indexing process of the water stress calculation unit 22.

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。 Furthermore, the weighting coefficient β in the environmental state data E may be changed based on the information obtained from the weather information 3. For example, if a weather forecast is obtained from the weather information 3 early in the morning and the weather forecast is sunny, it may be determined that there is a high probability that the cultivated plants will wilt, and the value of the weighting coefficient β in the environmental state data E may be increased. Also, if the weather forecast is rainy, it may be determined that there is a low probability that the cultivated plants will wilt, and the value of the weighting coefficient β in the environmental state data E may be decreased.

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24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 indexes the water stress state WS based on the numerical data calculated by image analysis of the planar imaging data V1 and the horizontal ridge imaging data V2, the environmental condition data E based on the environmental detection unit 10, and the information obtained from the weather information 3. FIG. 24 shows a graph of the index of the water stress state WS. 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. Then, when the index of the water stress state WS exceeds a preset threshold value W, the irrigation control unit 14 transmits an irrigation instruction signal Ir to the irrigation device 15, and the irrigation device 15 performs irrigation work.

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。 Also, the irrigation instruction signal Ir may not be sent to the irrigation device 15. For example, instead of the irrigation instruction signal Ir to the irrigation device 15, the irrigation control unit 14 may notify the manager via the output notification unit 16, and the manager may use the irrigation device 15 to perform irrigation work. Furthermore, both the irrigation instruction signal Ir to 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 notifications by the output notification unit 16 may include notifications regarding irrigation, as well as notifications prompting the manager to open or close the side windows of the horticultural facility 1 and to operate the blackout curtains of the horticultural facility 1.

図24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. 24, the timing when the irrigation instruction signal Ir is output is the irrigation timing by the irrigation device 15, and the water stress state WS index immediately after the irrigation timing decreases to a value of approximately zero, and then the water stress state WS index increases over time. The water stress state WS index does not increase uniformly, and the rate of increase varies greatly depending on the weather, 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25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(ここでの算出結果は、本発明に係る「第一数値データ」に相当する)。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。
[Indication of water stress state based on leaf area]
As shown in Fig. 25, the water stress calculation unit 22 calculates the leaf area B1 of the branches and leaves over time (the calculation result here corresponds to the "first numerical data" of the present invention) . When the branches and leaves wilt, the spread of the leaf tips decreases. In other words, if a cultivated plant is not irrigated for a long period of time, the leaf area B1 of the branches and leaves in a planar view reflected in the time-series data VT1 decreases over time. As a result, 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(ここでの算出結果は、本発明に係る「第一数値データ」に相当する)、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。 Also, the coverage rate Br may be calculated based on the planar imaging data V1 (the calculation result here corresponds to the "first numerical data" according to the present invention) , and the water stress state WS may be indexed based on the decrease in the coverage rate Br. In the calculation of the coverage rate Br described above, the measurement area B is set based on the area in which the branches and leaves of the cultivated plant are captured, and the area Bs of the measurement area B is calculated. However, in indexing the water stress state WS, it is preferable that the area Bs of the measurement area B is fixed at the area Bs before the cultivated plant begins to wilt, even if the area in which the branches and leaves are captured gradually narrows. In other words, it is preferable that the coverage rate Br is calculated over time by changing only the leaf area B1 while keeping the area Bs calculated based on the initial planar imaging data V1 of the time-series data VT1.

〔葉の広がり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(本発明に係る「第一数値データ」に相当)が算出される。図26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。
[Indication of water stress state based on leaf expansion]
As shown in FIG. 26, the water stress calculation unit 22 calculates the spreading state of the branches and leaves over time. When the branches and leaves wilt, the spreading of the leaf tips becomes smaller. That is, if the cultivated plant continues to be not irrigated, the area of the branches and leaves in a planar view reflected in the time series data VT1 decreases over time. Specifically, based on the planar imaging data V1, a measurement area B surrounded by four sides is set as the area in which the branches and leaves of the cultivated plant are reflected, similar to that shown in FIG. 10, and the area Bs of the measurement area B (corresponding to the "first numerical data" according to the present invention) is calculated. In FIG. 26, the measurement width Bx2 of the measurement area B is smaller than the measurement width Bx1 before the cultivated plant begins to wilt. Then, the water stress state WS is calculated based on the decrease in the area Bs over time. As a result, the index of the water stress state WS increases with the decrease in the spreading of the branches and leaves.

〔高周波成分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、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。
[Indication of water stress state based on high frequency components]
27, three-dimensional coordinates are set in the planar imaging data V1, and the area in which the branches and leaves are detected in the three-dimensional coordinates is treated as a waveform and a Fourier transform is performed to detect high-frequency components. 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. The X-axis, Y-axis, and Z-axis are mutually orthogonal, so that the X-axis, Y-axis, and Z-axis form a three-dimensional coordinate system.

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 shown in the planar imaging data V1 have color shading based on the RGB data values and YUV data values. A three-dimensional waveform based on the branches and leaves is generated by generating a waveform having amplitude in the Z-axis direction based on the shading of the area in the planar imaging data V1 where the branches and leaves are detected. A Fourier transform process based on this three-dimensional waveform can be used to obtain the distribution of angular frequency ω. Furthermore, without being limited to three-dimensional waveforms, it is also possible to obtain the distribution of angular frequency ω by Fourier transform process based on a two-dimensional waveform on the X-Z axis or Y-Z axis.

図27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27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(高周波成分の多さは、本発明に係る「第一数値データ」に相当する)と、水ストレス状態WSの指標が上昇する。 As shown in FIG. 27, the branches and leaves shown 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, compared to the branches and leaves before they wilt. In other words, the size of each branch and leaf becomes smaller. The branches and leaves of each planar imaging data V1 included in the time series data VT1 are converted into waveforms, and the distribution of angular frequencies ω corresponding to each planar imaging data V1 is shown in FIG. 27 by Fourier transform processing based on each waveform. The distribution of angular frequencies ω in the wilted state of the branches and leaves detects higher angular frequency components than the distribution of angular frequencies ω before the branches and leaves wilt. Therefore, when a large number of high-frequency components are detected based on the distribution of angular frequencies ω (the large number of high-frequency components corresponds to the "first numerical data" according to the present invention) , the index of the water stress state WS increases.

〔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28乃至図31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。
[Indication of water stress state based on the position and shape of branches and leaves]
28 to 31 , a group of cultivated plants 70 in a horticultural facility 1 is shown in the ridge horizontal imaging data V2. A ceiling area 71 and a passage area 72 of the horticultural facility 1 are also shown in the ridge horizontal imaging data V2. The edges of the group 70 are detected by the respective boundaries between the group 70, the ceiling area 71, and the passage area 72. Determination use branches and leaves 73 having characteristics of branches and leaves are detected from the edge between the group 70 and the passage area 72.

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28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(ここでの算出結果は、本発明に係る「第二数値データ」に相当する)。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(ここでの算出結果は、本発明に係る「第二数値データ」に相当する)。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 time series data VT2 shows the branch for judgment 73 with a change in shape. As shown in FIG. 28, if the cultivated plant continues to be not irrigated, the height position of the branch for judgment 73 moves downward over time, and the shape of the branch for judgment 73 becomes vertically elongated over time. For this reason, the water stress calculation unit 22 uses the change in shape of the branch for judgment 73 and the movement of the height position of the branch for judgment 73 to index the water stress state WS. The change in shape of the branch for judgment 73 is calculated by detecting the change in edge strength in the vertical direction from the edge between the branch for judgment 73 and the passage area 72 (the calculation result here corresponds to the "second numerical data" according to the present invention) . When the edge strength in the vertical direction increases, the index of the water stress state WS increases. In addition, the movement of the height position of the branch for judgment 73 is calculated by optical flow processing (the calculation result here corresponds to the "second numerical data" according to the present invention) . Note that a configuration may be adopted in which a background difference process or an inter-frame difference process is used to calculate the movement of the height position of the determination branch/leaf 73. When the determination branch/leaf 73 moves downward, the index of the water stress state WS increases.

〔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29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。
[Indication of water stress state based on stem and branch curvature]
The cultivated plant cluster 70 shown in the horizontal ridge image data V2 has color shading based on the RGB data values and YUV data values. For example, as shown in Fig. 29, the stem tip 74 of the cultivated plant is detected based on the color shading in the cultivated plant cluster 70. The stem tip 74 is shown in the time-series data VT2 while changing in shape. If the cultivated plant continues to be not watered, the stem tip 74 gradually droops downward. For this reason, the water stress calculation unit 22 uses the degree of drooping of the stem tip 74 as an index of 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(ここでの算出結果は、本発明に係る「第二数値データ」に相当する)、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 this embodiment, the linear shape of the stem tip 74 is plotted on a graph, and the change in the linear shape of the stem tip 74 over time is overlaid on the graph. The curvature of the linear shape shown on the graph is then calculated (the calculation result corresponds to the "second numerical data" of the present invention) , and the index of the water stress state WS increases as the curvature increases. If the stem tip 74 is not captured in the horizontal ridge image data V2, the degree of drooping of the stem tip 74 is not used to index the water stress state WS. In addition, if a branch portion is captured near the fixed cameras Ca(4), Ca(5), Ca(7), and Ca(8), for example, other than the stem tip 74, the water stress state WS may be indexed based on the degree of drooping of the branch portion.

〔栽培植物の草丈に基づく水ストレス状態の指標化〕
図30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(ここでの算出結果は、本発明に係る「第二数値データ」に相当する)。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。
[Indication of water stress state based on plant height of cultivated plants]
As shown in FIG. 30, the edge 70a of the aggregate 70 is detected from the edge between the aggregate 70 and the ceiling region 71. If the cultivated plant continues to be not irrigated, the height of the cultivated plant will gradually decrease due to the drooping of the stem tip 74, and the height position of the edge 70a will also gradually decrease. For this reason, the water stress calculation unit 22 uses the change in the height position of the edge 70a to index the water stress state WS. As the height position of the edge 70a decreases, the index of the water stress state WS increases. The movement of the height position of the edge 70a is calculated by optical flow processing (the calculation result here corresponds to the "second numerical data" according to the present invention) . Note that the movement of the height position of the edge 70a may be calculated by background difference processing or inter-frame difference 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31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(本発明に係る「第二数値データ」に相当)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。
[Indication of water stress state based on height position of fruit cluster]
For example, as shown in FIG. 31, the cluster Fl of the cultivated plant is detected based on the shade of color in the cluster 70 of cultivated plants. If the cultivated plant continues to be not irrigated, the height position of the cluster Fl gradually decreases due to the sagging of the branch portion between the stem and the cluster Fl. For this reason, the water stress calculation unit 22 uses the change in the height position of the cluster Fl (corresponding to the "second numerical data" according to the present invention) to index the water stress state WS. As the height position of the cluster Fl decreases, the index of the water stress state WS increases. In addition, if the cluster Fl is not captured in the horizontal ridge imaging data V2, the change in the height position of the cluster Fl is not used to index the water stress state WS. In addition, in addition to the cluster Fl, for example, a phosphorescent clip 7 may be attached to the end of the branch of the cluster Fl, and the water stress state WS may be indexed based on the change in the height position of the phosphorescent clip 7.

〔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 configurations exemplified in the above-described embodiments, and other representative embodiments of the present invention will be described below.

〔1〕上述した実施形態において、第二撮像手段は、定点カメラCa(4),Ca(5),Ca(7),Ca(8)によって構成されているが、第二撮像手段は、定点カメラCa(4),Ca(5),Ca(7),Ca(8)に限定されない。例えば、第二撮像手段は、定点カメラCa(1),Ca(2)によって構成されていても良い。この場合、例えば定点カメラCa(1)によって図3に示されるような広域撮像領域P1が撮像された畝水平撮像データV2に基づいて水ストレス状態の指標化が行われる構成であっても良い。また、図32に示されるように、定点カメラCa(1)によって撮像される畝水平撮像データV2は、群落撮像領域P11~P18を撮像した撮像データであっても良い。この場合、畝A(6)の二箇所に位置する群落撮像領域P11,P12と、畝A(7)の二箇所に位置する群落撮像領域P13,P14と、を定点カメラCa(1)が、撮像アングルを変えながら撮像する構成であっても良い。同様に、畝A(2)の二箇所に位置する群落撮像領域P15,P16と、畝A(2)の二箇所に位置する群落撮像領域P17,P18と、を定点カメラCa(2)が、撮像アングルを変えながら撮像する構成であっても良い。そして、群落撮像領域P11~P18を撮像した畝水平撮像データV2を用いて、枝葉の位置及び形状や、茎や枝の曲率や、栽培植物の草丈や、果房の高さ位置等に基づく水ストレス状態の指標化が行われる構成であっても良い。 [1] In the above-described embodiment, the second imaging means is composed of fixed cameras Ca(4), Ca(5), Ca(7), and Ca(8), but the second imaging means is not limited to fixed cameras Ca(4), Ca(5), Ca(7), and Ca(8). For example, the second imaging means may be composed of fixed cameras Ca(1) and Ca(2). In this case, the water stress state may be indexed based on horizontal ridge imaging data V2 in which the wide-area imaging area P1 as shown in FIG. 3 is imaged by the fixed camera Ca(1). Also, as shown in FIG. 32, the horizontal ridge imaging data V2 imaged by the fixed camera Ca(1) may be imaging data in which the community imaging areas P11 to P18 are imaged. In this case, the fixed camera Ca (1) may be configured to capture the community imaging areas P11, P12 located at two places on the ridge A (6) and the community imaging areas P13, P14 located at two places on the ridge A (7) while changing the imaging angle. Similarly, the fixed camera Ca (2) may be configured to capture the community imaging areas P15, P16 located at two places on the ridge A (2) and the community imaging areas P17, P18 located at two places on the ridge A (2) while changing the imaging angle. The horizontal imaging data V2 of the ridge capturing the community imaging areas P11 to P18 may be used to index the water stress state based on the position and shape of the branches and leaves, the curvature of the stems and branches, the height of the cultivated plant, the height position of the fruit clusters, etc.

〔2〕上述した撮像手段として定点カメラCaが例示されているが、撮像手段は定点カメラCaに限定されない。例えば、撮像手段は、カメラが備えられると共に遠隔操作可能な無人マルチコプターであっても良い。特に、畝水平撮像データV2が無人マルチコプターによって撮像される構成であっても良い。 [2] Although a fixed camera Ca is exemplified as the imaging means described above, the imaging means is not limited to a fixed camera Ca. For example, the imaging means may be an unmanned multicopter equipped with a camera and capable of being remotely controlled. In particular, the horizontal imaging data V2 of the ridge may be captured by an unmanned multicopter.

〔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 horticultural facility 1 and the management computer 2 are connected via a wide area network WAN, but this is not limited to the above-described embodiment. The management computer 2 may be provided in the horticultural facility 1, and devices such as fixed cameras Ca in the horticultural facility 1 may be connected to the management computer 2 via a network within the facility. The network within the facility may be a wired connection or a wireless connection.

〔4〕上述した実施形態における環境状態、即ち、環境検出部10に基づく環境状態データとして、日射量、温度、湿度、二酸化炭素濃度が例示されているが、これらに限定されない。例えば、紫外線量や酸素濃度等も、環境状態データに含まれていても良い。また、天候情報3は、水ストレス算定部22に入力されているが、環境検出部10に入力される構成であっても良い。 [4] In the above-described embodiment, the environmental state, i.e., the environmental state data based on the environmental detection unit 10, is exemplified by the amount of solar radiation, temperature, humidity, and carbon dioxide concentration, but is not limited to these. For example, the amount of ultraviolet light and oxygen concentration may also be included in the environmental state data. In addition, although the weather information 3 is input to the water stress calculation unit 22, it may be configured to be input to the environmental detection unit 10.

〔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 given as an example of cultivated plants, but the cultivated plants are not limited to tomatoes and may be strawberries, melons, cucumbers, eggplants, gourds, bitter melons, paprika, green peppers, etc. Also, the cultivated plants are not limited to plants cultivated indoors inside the horticultural facility 1 and may be plants cultivated outdoors. Furthermore, the ridges A do not have to be non-porous hydrophilic film and may be cultivated soil.

本発明は、撮像手段が備えられている水ストレス測定装置と、水ストレス測定装置を利用した灌水システムと、に適用可能である。また、本発明に係る水ストレス測定装置の技術的特徴は、水ストレス測定プログラムや水ストレス測定方法にも適用可能である。 The present invention is applicable to a water stress measurement device equipped with an imaging means and to an irrigation system that uses the water stress measurement device. In addition, the technical features of the water stress measurement device according to the present invention are also applicable to a water stress measurement program and a water stress measurement method.

10 :環境検出部
15 :灌水手段
16 :報知手段
17 :灌水制御部
22 :水ストレス算定部
Ca :撮像手段
WS :水ストレス状態
Ir :指示信号
10: Environment detection unit 15: Irrigation means 16: Notification means 17: Irrigation control unit 22: Water stress calculation unit Ca: Imaging means WS: Water stress state Ir: Indication signal

Claims (9)

栽培植物の集合体を撮像する複数の撮像手段と、
前記撮像手段によって取得された撮像画像に表示された前記栽培植物における複数の特徴に基づいて、前記栽培植物の水ストレス状態を指標化する水ストレス算定部と、が備えられており、
前記撮像手段に、前記栽培植物の集合体を上方から平面視状態で撮像する第一撮像手段と、前記栽培植物の集合体を上方から斜視状態で撮像する第二撮像手段と、が設けられており、
前記第一撮像手段により取得された撮像画像に基づいて、当該撮像画像に表示された前記栽培植物における前記特徴である第一特徴を示すと共に前記栽培植物の萎れ度合いを示す第一数値データが算出され、
前記第二撮像手段により取得された撮像画像に基づいて、当該撮像画像に表示された前記栽培植物における前記特徴である第二特徴を示すと共に前記栽培植物の萎れ度合いを示す第二数値データが算出され、
前記第一特徴と前記第二特徴とは互いに異なる種類の前記特徴であり、
前記水ストレス算定部は、前記第一数値データ及び前記第二数値データに基づいて、前記栽培植物の水ストレス状態を指標化する水ストレス測定装置。
A plurality of imaging means for imaging a group of cultivated plants;
and a water stress calculation unit that indexes a water stress state of the cultivated plant based on a plurality of characteristics of the cultivated plant displayed in the captured image acquired by the imaging means,
The imaging means includes a first imaging means for imaging the collection of cultivated plants in a planar view from above, and a second imaging means for imaging the collection of cultivated plants in an oblique view from above,
Based on the captured image acquired by the first imaging means, first numerical data indicating a first characteristic that is the characteristic of the cultivated plant displayed in the captured image and indicating a degree of wilting of the cultivated plant are calculated,
Based on the captured image acquired by the second imaging means, second numerical data is calculated which indicates a second characteristic that is the characteristic of the cultivated plant displayed in the captured image and also indicates a degree of wilting of the cultivated plant,
the first feature and the second feature are different types of features,
The water stress calculation unit is a water stress measurement device that indexes the water stress state of the cultivated plant based on the first numerical data and the second numerical data.
記複数の特徴に、葉の集合体の面積と、葉の集合体の幅と、夫々の葉の大きさと、葉の位置と、葉の垂れ下がり形状と、茎のしなり形状と、前記栽培植物の草丈と、花の高さ位置と、のうち少なくとも一つが含まれる請求項1に記載の水ストレス測定装置。 2. The water stress measuring device of claim 1, wherein the plurality of features include at least one of the area of the cluster of leaves, the width of the cluster of leaves, the size of each leaf, the position of the leaves, the drooping shape of the leaves, the bending shape of the stem, the height of the cultivated plant, and the height position of the flowers. 前記栽培植物の集合体の環境を測定可能な環境検出部が更に備えられ、
前記水ストレス算定部は、前記複数の特徴に加えて、前記環境検出部によって計測された環境状態に基づいて、前記栽培植物の水ストレス状態を指標化する請求項1又は2に記載の水ストレス測定装置。
An environment detection unit capable of measuring the environment of the group of cultivated plants is further provided,
The water stress measuring device according to claim 1 or 2, wherein the water stress calculation unit indexes the water stress state of the cultivated plant based on the environmental state measured by the environmental detection unit in addition to the plurality of characteristics.
前記環境状態に、天候と、日射量と、温度と、湿度と、二酸化炭素濃度と、のうち少なくとも一つが含まれる請求項3に記載の水ストレス測定装置。 The water stress measurement device according to claim 3, wherein the environmental conditions include at least one of weather, solar radiation, temperature, humidity, and carbon dioxide concentration. 請求項1から4の何れか一項に記載の水ストレス測定装置と、
前記栽培植物に対する灌水を行う灌水手段と、
前記指標化された前記栽培植物の水ストレス状態に基づいて灌水の指示信号を出力する灌水制御部と、が備えられている灌水システム。
A water stress measurement device according to any one of claims 1 to 4;
An irrigation means for irrigating the cultivated plants;
an irrigation control unit that outputs an irrigation instruction signal based on the indexed water stress state of the cultivated plant, the irrigation system being provided with:
前記指示信号に基づいて前記栽培植物の管理者に報知する報知手段が更に備えられている請求項5に記載の灌水システム。 The irrigation system according to claim 5, further comprising a notification means for notifying a manager of the cultivated plants based on the instruction signal. 前記灌水手段は、前記指示信号が出力されると前記栽培植物に灌水を行う請求項5又は6に記載の灌水システム。 The irrigation system according to claim 5 or 6, wherein the irrigation means irrigates the cultivated plant when the instruction signal is output. 栽培植物の集合体を撮像する複数の撮像ステップと、
前記撮像ステップによって取得された撮像画像に表示された前記栽培植物における複数の特徴に基づいて、前記栽培植物の水ストレス状態を指標化する水ストレス算定ステップと、を有しており、
前記撮像ステップに、前記栽培植物の集合体を上方から平面視状態で撮像する第一撮像ステップと、前記栽培植物の集合体を上方から斜視状態で撮像する第二撮像ステップと、が含まれており、
前記第一撮像ステップにより取得された撮像画像に基づいて、当該撮像画像に表示された前記栽培植物における前記特徴である第一特徴を示すと共に前記栽培植物の萎れ度合いを示す第一数値データが算出されるステップと、
前記第二撮像ステップにより取得された撮像画像に基づいて、当該撮像画像に表示された前記栽培植物における前記特徴である第二特徴を示すと共に前記栽培植物の萎れ度合いを示す第二数値データが算出されるステップと、を有しており、
前記第一特徴と前記第二特徴とは互いに異なる種類の前記特徴であり、
前記水ストレス算定ステップでは、前記第一数値データ及び前記第二数値データに基づいて、前記栽培植物の水ストレス状態を指標化する水ストレス測定方法。
A plurality of imaging steps for imaging a collection of cultivated plants;
and a water stress calculation step of indexing a water stress state of the cultivated plant based on a plurality of features of the cultivated plant displayed in the captured image acquired by the imaging step,
The imaging step includes a first imaging step of imaging the collection of cultivated plants in a planar view from above, and a second imaging step of imaging the collection of cultivated plants in an oblique view from above,
A step of calculating first numerical data indicating a first characteristic, which is the characteristic of the cultivated plant displayed in the captured image, and indicating a degree of wilting of the cultivated plant, based on the captured image acquired by the first imaging step;
and calculating second numerical data indicating a second characteristic, which is the characteristic of the cultivated plant displayed in the captured image, and indicating a degree of wilting of the cultivated plant, based on the captured image acquired by the second imaging step,
the first feature and the second feature are different types of features,
The water stress measurement method includes, in the water stress calculation step, indexing the water stress state of the cultivated plant based on the first numerical data and the second numerical data.
栽培植物の集合体を撮像する複数の撮像機能と、
前記撮像機能によって取得された撮像画像に表示された前記栽培植物における複数の特徴に基づいて、前記栽培植物の水ストレス状態を指標化する水ストレス算定機能と、をコンピュータに実現させるための水ストレス測定プログラムであって、
前記撮像機能に、前記栽培植物の集合体を上方から平面視状態で撮像する第一撮像機能と、前記栽培植物の集合体を上方から斜視状態で撮像する第二撮像機能と、が含まれており、
前記第一撮像機能により取得された撮像画像に基づいて、当該撮像画像に表示された前記栽培植物における前記特徴である第一特徴を示すと共に前記栽培植物の萎れ度合いを示す第一数値データが算出される機能と、
前記第二撮像機能により取得された撮像画像に基づいて、当該撮像画像に表示された前記栽培植物における前記特徴である第二特徴を示すと共に前記栽培植物の萎れ度合いを示す第二数値データが算出される機能と、をコンピュータに実現させ、
前記第一特徴と前記第二特徴とは互いに異なる種類の前記特徴であり、
前記水ストレス算定機能は、前記第一数値データ及び前記第二数値データに基づいて、前記栽培植物の水ストレス状態を指標化する水ストレス測定プログラム。
A plurality of imaging functions for imaging a group of cultivated plants;
A water stress calculation function that indexes a water stress state of the cultivated plant based on a plurality of features of the cultivated plant displayed in a captured image acquired by the imaging function.
The imaging function includes a first imaging function of imaging the collection of cultivated plants in a planar view from above, and a second imaging function of imaging the collection of cultivated plants in an oblique view from above,
A function of calculating first numerical data indicating a first characteristic, which is the characteristic of the cultivated plant displayed in the captured image, and indicating a degree of wilting of the cultivated plant, based on the captured image acquired by the first imaging function;
a function of calculating second numerical data indicating a second characteristic, which is the characteristic of the cultivated plant displayed in the captured image, and indicating a degree of wilting of the cultivated plant, based on the captured image acquired by the second imaging function,
the first feature and the second feature are different types of features,
The water stress calculation function is a water stress measurement program that indexes the water stress state of the cultivated plant based on the first numerical data and the second numerical data.
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