JP2015202056A - Growth observation system of field crop - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、農作物を管理しながら育成させる施設園芸、例えば、ハウス栽培、水耕栽培、植物工場等にて使用される農作物の成長観察システムに関する。 The present invention relates to a crop growth observation system used in facility horticulture that is grown while managing crops, for example, house cultivation, hydroponics, plant factories, and the like.
施設園芸では、農作物例えばトマトを育成させる時、肥料濃度、日照、温度、湿度、飽差等を管理し、炭酸同化作用をコントロールすることによって、育成状況を変化させている。植物の環境条件を最適にすることによって、農作物から収穫される成果物の品質向上、収量増加が達成できる。 In horticultural horticulture, when growing crops such as tomatoes, the growing situation is changed by controlling fertilizer concentration, sunshine, temperature, humidity, saturation, etc., and controlling carbon dioxide assimilation. By optimizing the environmental conditions of the plant, it is possible to improve the quality and increase the yield of the products harvested from the crops.
しかしながら、農作物の成長と成果物の品質及び収量等との関係について、生産者の経験と勘で捉えている要素を次世代の生産者に正確に継承することは困難であった。また、環境条件が最適かどうかの判断を農作物の全体観察から行うことは取得する情報が多様になりすぎるため、正確な生育状態の把握は困難であった。一方、農作物の一つ一つに対して作業者が手作業で生育状態を把握するためのデータ取得を行うことは多大な手間と労力が必要であり、情報の取得数にも限界があった。 However, it has been difficult for the next generation of producers to accurately inherit the elements that are captured by the producers' experiences and intuition regarding the relationship between the growth of crops and the quality and yield of the products. In addition, it is difficult to accurately determine the growth state because the information to be obtained is too diversified to determine whether the environmental conditions are optimal from the overall observation of the crop. On the other hand, it takes a lot of labor and labor to acquire data for each worker to grasp the growth state manually, and there is a limit to the number of information that can be acquired. .
そこで、上記課題を解決する手段として本発明に係る農作物の成長観察システムは、農作物が栽培されてなる育成空間と、前記農作物の中から選択された一の観察対象植物と、前記観察対象植物の地上構成部分の一端部である測定目標と、前記観察対象植物の茎に取り付けられた基点標識とを含んでなる画像取得領域と、前記観察対象領域を撮像するカメラ部と、前記カメラ部に接続され、情報記憶部を有する情報処理部を備え、前記カメラ部は撮像した前記画像取得領域の画像情報を前記情報処理部に送信する画像情報送信手段を有し、前記情報処理部は、前記カメラ部から送信された画像情報を受信する画像情報受信手段と、前記画像情報から前記基点標識を認識する基点認識手段と、前記画像情報から前記測定目標を認識する測定目標認識手段と、認識された前記基点標識から前記測定目標までの成長長さL1を取得する成長長さ取得手段と、取得した成長長さL1を前記情報記憶部に記憶する成長長さ記憶手段とを有することを特徴とする。 Therefore, a crop growth observation system according to the present invention as a means for solving the above problems includes a growing space in which a crop is cultivated, one observation target plant selected from the crops, and the observation target plant. Connected to the camera unit, an image acquisition region including a measurement target that is one end of the ground component, a base point marker attached to a stem of the observation target plant, a camera unit that images the observation target region And an information processing unit having an information storage unit, wherein the camera unit includes image information transmission means for transmitting image information of the captured image acquisition region to the information processing unit, and the information processing unit includes the camera Image information receiving means for receiving the image information transmitted from the unit, base point recognition means for recognizing the base mark from the image information, and measurement target for recognizing the measurement target from the image information A growth length acquisition means for acquiring a growth length L1 from the recognized base point marker to the measurement target; a growth length storage means for storing the acquired growth length L1 in the information storage section; It is characterized by having.
本発明は、農作物全般に適用することができ、農作物として好ましくは、トマト、ナス、じゃがいも、ピーマン等のナス科、及びウリ、キュウリ、かぼちゃ、スイカ、メロン、ゴーヤ等のウリ科から選ばれる果菜類が挙げられ、より好ましくはトマト、キュウリ、ナスであり、さらに好ましくはトマトである。 The present invention can be applied to all crops, and as the crops, fruit vegetables selected from eggplants such as tomatoes, eggplants, potatoes, peppers, and cucurbits such as cucumbers, cucumbers, pumpkins, watermelons, melons, bitter gourds, etc. More preferred are tomato, cucumber and eggplant, and more preferred is tomato.
育成空間は農作物を育成させる施設園芸が実施されている空間を指すが、例えば、畑、田、ハウス栽培施設、水耕栽培施設、若しくは植物工場等が挙げられる。より好ましくは、ハウス栽培施設、水耕栽培施設、若しくは植物工場である。ハウス栽培施設、水耕栽培施設、若しくは植物工場であれば、本発明で得られた測定結果に基づき、農作物の周辺温度、周辺湿度、二酸化炭素濃度、並びに農作物に対する光照射時間、光照射量、肥料濃度等から選択できる一若しくは複数の農作物生育条件を人工的に調整することが可能だからである。 The growing space refers to a space where facility horticulture for growing crops is carried out, and examples thereof include a field, a rice field, a house cultivation facility, a hydroponics facility, or a plant factory. More preferably, it is a house cultivation facility, a hydroponics facility, or a plant factory. If it is a house cultivation facility, a hydroponics facility, or a plant factory, based on the measurement results obtained in the present invention, the ambient temperature of the crop, the ambient humidity, the carbon dioxide concentration, the light irradiation time for the crop, the amount of light irradiation, This is because it is possible to artificially adjust one or more crop growth conditions that can be selected from the fertilizer concentration and the like.
本発明が用いられる農作物は、水耕栽培されてなるものが好ましい。水耕栽培される農作物は、土耕栽培により根が土に埋設される代わりに、液肥を貯留した容器に根が浸された状態で栽培される。これにより、土に埋設されることで受けるストレスから根を解放させることができ、土耕栽培する場合と比較して肥料成分を植物体へ輸送する能力を向上させることができる。 The crop used in the present invention is preferably hydroponically cultivated. Hydroponically cultivated crops are cultivated in a state where the roots are immersed in a container storing liquid fertilizer instead of the roots being buried in the soil by soil cultivation. Thereby, a root can be released from the stress received by being embedded in soil, and the ability to transport fertilizer components to a plant can be improved as compared with the case of soil cultivation.
そのため、水耕栽培で栽培されてなる農作物は土耕栽培する場合よりも成長が早く、農作物の成長点付近の部分についての成長管理がより重要となる。 For this reason, the crops cultivated by hydroponics grow faster than the soil cultivated, and the growth management of the portion near the growth point of the crops becomes more important.
特に観察するために重要な部分としては、観察対象植物の茎頂部から10cm程度の部分が50cm程度に成長するまでの一定時間当たりの成長長さについて観察することであり、これにより対象となる観察対象植物が育成環境から受ける育成状態の変化を的確に把握することができる。ここで育成状態の変化の例としては、一定時間当たりの茎の成長長さの変化若しくは茎径の変化が挙げられる。特に、水耕栽培されてなるトマトは土耕栽培の場合と比較して植物体を速く大きく育成させることができるため、前記観察対象植物の茎頂部から10cm程度の部分が50cm程度に成長するまでの一定時間当たりの成長長さを一若しくは複数回取得して観察することが有効である。 An especially important part to observe is to observe the growth length per certain time until a part of about 10 cm from the top of the plant to be observed grows to about 50 cm. It is possible to accurately grasp the change in the growing state that the target plant receives from the growing environment. Here, examples of changes in the growing state include changes in stem growth length or stem diameter per certain time. In particular, tomatoes that are hydroponically cultivated can grow plants faster and larger than in the case of soil-cultivated, so that a portion of about 10 cm from the top of the observation target plant grows to about 50 cm. It is effective to acquire and observe the growth length per fixed time one or more times.
本発明によれば、水耕栽培で栽培されてなる農作物が特に生育環境に影響されやすい一部分の成長に伴う変化を選択的に観察して、当該変化に基づく情報を農作物に対して非侵襲で取得することができ、その結果から環境条件を変化させ、最適な生育環境を実現することができる。なお、農作物が水耕栽培されてなるものである場合は、観察対象植物の地上構成部分とは、観察対象植物の水面より上を構成する部分をいう。 According to the present invention, it is possible to selectively observe changes associated with the growth of a part of a crop that is cultivated by hydroponics, particularly susceptible to the growth environment, and to make information based on the change non-invasive to the crop. The environmental conditions can be changed from the results, and an optimal growth environment can be realized. In addition, when the crop is hydroponically cultivated, the above-ground constituent portion of the observation target plant refers to a portion constituting above the water surface of the observation target plant.
カメラ部は、カメラ本体及びレンズを備え、レンズを介してカメラ本体内部で結像させた画像をカメラ本体内部に設けられたイメージセンサーで画像情報化できるものが好ましく、当該画像情報を画像情報送信手段によって、情報処理部等の外部機器に送信できる機能を備えている。 Preferably, the camera section includes a camera body and a lens, and an image formed inside the camera body through the lens can be converted into image information by an image sensor provided in the camera body, and the image information is transmitted as image information. It has a function that can be transmitted to an external device such as an information processing unit by means.
情報処理部は、カメラ部から送信された画像情報が受信可能な画像情報受信手段、情報記憶部、及び演算部を備えている。情報処理部は、カメラ部から受信した画像情報、取得した成長長さL1等を情報記憶部で記憶することができる。情報記憶部は、ハードディスクドライブ、若しくはフラッシュメモリ等の情報の書き込み、読み取りが可能な一時記憶装置を使用することができ、また、これらの一時記憶装置を複数組み合わせて使用することができる。情報処理部は、演算部により画像情報から基点標識の認識、及び測定目標の認識等を行うと共に、成長長さL1等を取得することができる。演算処理部には、一般にCPUと呼ばれる中央処理装置を用いることができる。情報処理部に用いることができる具体的機器の例として、パーソナルコンピュータ、携帯型情報端末を挙げることができる。情報処理部は、画像情報、並びに取得した成長長さL1、基準長さL0、茎部径L2及び単位長さD0等の必要な情報を表示する表示画面を備えていることが好ましい。 The information processing unit includes image information receiving means capable of receiving image information transmitted from the camera unit, an information storage unit, and a calculation unit. The information processing unit can store the image information received from the camera unit, the acquired growth length L1 and the like in the information storage unit. As the information storage unit, a temporary storage device capable of writing and reading information such as a hard disk drive or a flash memory can be used, and a plurality of these temporary storage devices can be used in combination. The information processing unit can recognize the base point marker and the measurement target from the image information by the calculation unit, and can acquire the growth length L1 and the like. A central processing unit generally called a CPU can be used for the arithmetic processing unit. Specific examples of devices that can be used for the information processing unit include personal computers and portable information terminals. The information processing section preferably includes a display screen that displays image information and necessary information such as the acquired growth length L1, reference length L0, stem diameter L2, and unit length D0.
画像取得領域は、選択された一の観察対象植物全体ではなく、当該観察対象植物の一部分である。これにより、不要な周辺の画像情報を極力排除し、使用者が観察するために重要であると判断した画像取得領域に含まれる基点標識、及び測定目標の認識精度を上げることができると共に、成長長さL1の正確性を向上させることができる。そのためより好ましくは、画像取得領域内の上端には測定目標に定められた観察対象植物の一端部が配置され、画像取得領域内の下端には基点標識が配置されるように画像取得領域を設定する。 The image acquisition region is not the entire selected observation target plant but a part of the observation target plant. This eliminates unnecessary peripheral image information as much as possible, and can improve the recognition accuracy of the base point markers and measurement targets included in the image acquisition area judged to be important for the user to observe and grow. The accuracy of the length L1 can be improved. Therefore, more preferably, the image acquisition region is set so that one end of the observation target plant determined as the measurement target is arranged at the upper end in the image acquisition region and the base point marker is arranged at the lower end in the image acquisition region. To do.
基点標識は、観察対象植物の茎に着脱自在に直接取り付けることができる取付部を備えてなることが好ましい。取付部は、観察対象植物の表面に粘着層を介して貼付け可能なシール、若しくは観察対象植物の茎、枝、若しくは葉等を挟持可能なクリップであることが好ましい。なお本発明において茎は、観察対象植物がきゅうり、若しくはウリ等の蔓性植物の場合には親蔓を指す。 It is preferable that the base mark is provided with an attachment portion that can be detachably attached directly to the stem of the plant to be observed. The attachment portion is preferably a seal that can be attached to the surface of the observation target plant via an adhesive layer, or a clip that can hold the stem, branch, or leaf of the observation target plant. In the present invention, the stem refers to a parent vine when the observation target plant is a cucumber or a vine plant such as cucumber.
基点標識は、観察対象植物がトマトである場合には、茎頂部から根元方向に数えて3つ目の花房に至るまでの茎に取り付けられてなることが好ましい。これにより取得される成長長さL1は、観察対象植物が成長するにあたって育成空間内の環境条件の影響を強く発現する部分の情報であり、観察対象植物の環境条件が最適かどうかの判断を行うために有用な情報を得ることができるからである。 When the observation target plant is a tomato, the base point label is preferably attached to the stem from the top of the stem to the third inflorescence counted in the root direction. The growth length L1 acquired in this way is information on a part that strongly expresses the influence of the environmental conditions in the growing space when the observation target plant grows, and determines whether the environmental conditions of the observation target plant are optimal. This is because useful information can be obtained.
本発明は、観察対象植物が成長し、測定目標が基点標識から遠ざかった場合には、取付部を観察対象植物から離脱させ、基点標識を取り付けなおすことができる。これにより、画像取得領域を必要以上に広くすることなく、成長長さL1を正確に取得することができる。 According to the present invention, when the observation target plant grows and the measurement target moves away from the base point mark, the attachment part can be detached from the observation target plant and the base point mark can be attached again. Thereby, the growth length L1 can be accurately acquired without making the image acquisition region wider than necessary.
基点認識手段は、あらかじめ基点標識全体の形状情報を情報処理部内の記憶装置に記憶しておき、画像情報に取り込まれた基点標識の形状と比較して形状一致を判断することで認識することとしても良い。 The base point recognizing means stores the shape information of the entire base point mark in a storage device in the information processing unit in advance, and recognizes it by determining the shape match by comparing with the shape of the base point mark captured in the image information. Also good.
また、他の基点認識手段として、基点標識に基点記号を付加しておき、前記基点記号を認識することにより行われるものであっても好ましい。基点記号は、前記取付部の表面若しくは取付部と一体に連接して設けられてなることが好ましい。基点標識が観察対象植物に取り付けられた位置と、情報処理部が基点記号を認識する位置との差異を小さくして、成長長さL1の測定精度を向上させることができるからである。従って、基点記号は前記取付部と一体に形成されていることがより好ましい。 Further, as another base point recognizing means, a base point symbol may be added to the base point mark and the base point symbol may be recognized. The base point symbol is preferably provided so as to be integrally connected to the surface of the mounting portion or the mounting portion. This is because the difference between the position where the base point marker is attached to the observation target plant and the position where the information processing unit recognizes the base point symbol can be reduced, and the measurement accuracy of the growth length L1 can be improved. Therefore, the base point symbol is more preferably formed integrally with the mounting portion.
前記基点記号を用いた基点認識手段は、あらかじめ情報処理部内の記憶装置に記憶しておいた前記基点記号の形状情報と画像情報に取り込まれた基点記号の形状とを比較して形状一致を判断することで認識することとしても良い。前記基点記号としては、例えば十字型、×型、若しくは星型等の単純で中心位置が分かりやすい記号であることが好ましい。なお当該基点記号を用いた基点認識手段には、既知のOCR(Optical Character Recognition)機能を利用して画像情報から基点記号を認識することとしても好ましい。 The base point recognition unit using the base point symbol compares the shape information of the base point symbol stored in advance in a storage device in the information processing unit with the shape of the base point symbol captured in the image information to determine a shape match. It may be recognized by doing. The base point symbol is preferably a simple symbol such as a cross shape, an X shape, or a star shape that is easy to understand the center position. Note that the base point recognition means using the base point symbol is also preferable for recognizing the base point symbol from the image information by using a known OCR (Optical Character Recognition) function.
さらに他の基点認識手段として、画像情報を情報処理部に設けられた表示画面に表示し、当該表示された画像情報中の基点標識を表示画面上において使用者が選択することによって認識することとしても良い。当該表示画面上における基点標識の選択は、カーソル操作に行う、若しくは表示画面がタッチパネル機能を備えている場合には使用者が表示画面に表示されている基点標識箇所を指で触れて行うことができる。 Further, as another base point recognition means, image information is displayed on a display screen provided in the information processing unit, and a base point mark in the displayed image information is recognized by the user selecting on the display screen. Also good. Selection of the base point mark on the display screen may be performed by a cursor operation, or when the display screen has a touch panel function, the user may touch the base point mark point displayed on the display screen with a finger. it can.
前記測定目標は、前記観察対象植物の成長に伴う変化が検出できる部分を設定することができるが、特に茎頂部、若しくは枝の先端部であることが好ましい。特に測定目標として好ましいのは、観察対象植物の茎頂部もしく枝の先端に存在する成長点と呼ばれる細胞分裂が活発な部分である。なお、枝は茎の側面から分かれ出ている葉若しくは花が付く部分である。 The measurement target can set a portion where a change associated with the growth of the observation target plant can be detected, but is preferably the top of the stem or the tip of a branch. Particularly preferred as a measurement target is an active part of cell division called a growth point existing at the top of the shoot or the tip of the branch of the plant to be observed. A branch is a part where leaves or flowers are separated from the side of the stem.
測定目標認識手段は、あらかじめ測定目標の形状情報を情報処理部と接続された情報記憶部に記憶しておき、画像情報に取り込まれた測定目標の形状と前記測定目標の形状情報とを比較して、情報処理部が形状一致を判断することで認識することとしてもよい。 The measurement target recognizing means stores the shape information of the measurement target in advance in an information storage unit connected to the information processing unit, and compares the shape of the measurement target captured in the image information with the shape information of the measurement target. Thus, the information processing unit may recognize the shape match.
また他の測定目標認識手段として、測定目標の画像情報を情報処理部に設けられた表示画面に表示し、当該表示された画像情報中の測定目標を表示画面上において使用者が選択することによって認識することとしても良い。当該表示画面上における測定目標の選択は、カーソル操作によって行うことができ、また表示画面がタッチパネル機能を備えている場合には使用者が表示画面に表示されている測定目標箇所を指で触れて行うこととしても好ましい。 As another measurement target recognition means, the image information of the measurement target is displayed on a display screen provided in the information processing unit, and the user selects a measurement target in the displayed image information on the display screen. It may be recognized. The measurement target on the display screen can be selected by operating the cursor. When the display screen has a touch panel function, the user touches the measurement target position displayed on the display screen with his / her finger. This is also preferable.
成長長さ取得手段は、例えば、基点認識手段によって認識された基点標識を原点として、測定目標認識手段によって認識された測定目標が基点標識からどの程度離れているかを情報処理部がピクセル単位で取得する手段とすることができる。ここで、ピクセルとは画素のことをいい、画像情報を構成する最小単位の描画点を示す。 For example, the growth length acquisition means uses the base point marker recognized by the base point recognition unit as the origin, and the information processing unit acquires, in pixel units, how far the measurement target recognized by the measurement target recognition unit is away from the base point mark. It can be a means to do. Here, a pixel means a pixel, and indicates a minimum unit drawing point constituting image information.
なお、成長長さ取得手段が機能するにあたり、認識された基点標識及び測定目標表示画面上で一定の面積を有する領域である場合には、それぞれの領域内の特定の画素を基点標識及び測定目標とすることができる。前記特定の画素の例としては、それぞれの領域内の中心にあたる画素とすることができる。 In addition, when the growth length acquisition unit functions, in the case of a region having a certain area on the recognized base point mark and measurement target display screen, a specific pixel in each region is set as the base point mark and the measurement target. It can be. As an example of the specific pixel, a pixel corresponding to the center in each region can be used.
得られた成長長さL1は、観察対象植物の環境条件が最適かどうかの判断を行うために有用な情報とすることができる。 The obtained growth length L1 can be useful information for determining whether or not the environmental condition of the observation target plant is optimal.
また前記情報処理部は、前記成長長さL1を一定時間ごとに取得し、各成長長さL1を前記成長長さ記憶手段によって情報記憶部に記憶することとしても好ましい。 The information processing unit preferably acquires the growth length L1 at regular intervals, and stores each growth length L1 in the information storage unit by the growth length storage unit.
さらに前記情報処理部は、前記情報記憶部に記憶された複数の成長長さL1から、時間を前後して記憶された異なる二つの成長長さL1を選択して、成長長さL1の変化値である成長管理情報を取得する成長管理情報取得手段を有することとしても好ましい。成長管理情報は、取得時間の遅い成長長さL1を取得時間の早い成長長さL1で割った変化比率とすることができる。また前記変化値は、成長管理情報として取得時間の遅い成長長さL1から取得時間の早い成長長さL1を差し引いた差引値としても良い。 Further, the information processing unit selects two different growth lengths L1 stored before and after time from the plurality of growth lengths L1 stored in the information storage unit, and changes the growth length L1. It is also preferable to have growth management information acquisition means for acquiring the growth management information. The growth management information can be a change ratio obtained by dividing the growth length L1 with a slow acquisition time by the growth length L1 with a fast acquisition time. In addition, the change value may be a subtraction value obtained by subtracting the growth length L1 having a fast acquisition time from the growth length L1 having a slow acquisition time as the growth management information.
また本発明は、前記カメラ部から前記基点標識までの撮影距離と同じ距離に設けられた基準長さ指標を備え、前記情報処理部は、前記情報記憶部に記憶された前記基準長さ指標の実際の長さ情報である単位長さD0と、前記画像情報から前記基準長さ指標を認識する長さ指標認識手段と、認識した長さ指標から基準長さL0を取得する基準長さ取得手段と、前記成長長さL1、前記基準長さL0、及び単位長さD0から、D1=(D0/L0)×L1で示される式より求められる標準化成長長さD1を取得する標準化成長長さ取得手段とを有することとしても好ましい。 The present invention further includes a reference length index provided at the same distance as a shooting distance from the camera unit to the base point marker, and the information processing unit is configured to store the reference length index stored in the information storage unit. Unit length D0 which is actual length information, length index recognition means for recognizing the reference length index from the image information, and reference length acquisition means for acquiring the reference length L0 from the recognized length index Then, from the growth length L1, the reference length L0, and the unit length D0, a standardized growth length is obtained that obtains a standardized growth length D1 that is obtained from the equation D1 = (D0 / L0) × L1. It is also preferable to have a means.
長さ指標認識手段は、あらかじめ基準長さ指標の形状情報を情報処理部と接続された情報記憶部に記憶しておき、画像情報に取り込まれた基準長さ指標の形状と前記基準長さ指標の形状情報とを比較して、情報処理部が形状一致を判断することで認識することとしてもよい。 The length index recognizing means stores the shape information of the reference length index in advance in an information storage unit connected to the information processing unit, and the shape of the reference length index taken into the image information and the reference length index It may be recognized by comparing the shape information with the information processing unit and determining the shape match.
また他の長さ指標認識手段として、基準長さ指標の画像情報を情報処理部に設けられた表示画面に表示し、当該表示された画像情報中の基準長さ指標を表示画面上において使用者が選択することによって認識することとしても良い。当該表示画面上における基準長さ指標の選択は、カーソル操作によって行うことができ、また表示画面がタッチパネル機能を備えている場合には使用者が表示画面に表示されている基準長さ指標箇所を指で触れて行うことができる。 As another length index recognition means, the image information of the reference length index is displayed on the display screen provided in the information processing unit, and the reference length index in the displayed image information is displayed on the display screen by the user. It is good also as recognizing by selecting. Selection of the reference length index on the display screen can be performed by a cursor operation, and when the display screen has a touch panel function, the user can select the reference length index location displayed on the display screen. Can be done by touching with a finger.
基準長さ取得手段は、例えば、長さ指標認識手段によって認識された基準長さ指標上の特定の2点間がどの程度離れているかを情報処理部がピクセル単位で取得する手段とすることができる。基準長さ指標上の特定の2点としては、例えば基準長さ指標を棒状としてその両端を特定の2点とすることができる。また、他の例として、基準長さ指標が、直線上において相反する両頭の矢印記号を象ったものであり、その二つの矢印の先端を特定の2点とすることができる。 The reference length acquisition unit may be, for example, a unit in which the information processing unit acquires, in pixel units, how far a specific two points on the reference length index recognized by the length index recognition unit are. it can. As the two specific points on the reference length indicator, for example, the reference length indicator can be a rod and both ends thereof can be two specific points. As another example, the reference length index is a symbol of double-headed arrow symbols that conflict with each other on a straight line, and the tip of the two arrows can be two specific points.
また前記情報処理部は、前記標準化成長長さD1を一定時間ごとに取得し、各標準化成長長さD1を前記標準化成長長さ記憶手段によって情報記憶部に記憶することとしても好ましい。 The information processing unit preferably acquires the standardized growth length D1 at regular intervals, and stores each standardized growth length D1 in the information storage unit by the standardized growth length storage unit.
さらに前記情報処理部は、前記情報記憶部に記憶された複数の標準化成長長さD1から、時間を前後して記憶された異なる二つの標準化成長長さD1を選択して、標準化成長長さD1の変化値である標準化成長管理情報を取得する標準化成長管理情報取得手段を有することとしても好ましい。標準化成長管理情報は、取得時間の遅い標準化成長長さD1を取得時間の早い標準化成長長さD1で割った変化比率とすることができる。なお、標準化成長管理情報として取得時間の遅い標準化成長長さD1から取得時間の早い標準化成長長さD1を差し引いた差引値としても良い。 Further, the information processing unit selects two different standardized growth lengths D1 stored before and after the time from the plurality of standardized growth lengths D1 stored in the information storage unit, and the standardized growth length D1 It is also preferable to have standardized growth management information acquisition means for acquiring standardized growth management information that is a change value of. The standardized growth management information can be a change ratio obtained by dividing the standardized growth length D1 with a slow acquisition time by the standardized growth length D1 with a fast acquisition time. The standardized growth management information may be a subtracted value obtained by subtracting the standardized growth length D1 having a quick acquisition time from the standardized growth length D1 having a slow acquisition time.
さらにまた、前記情報処理部は、前記基点標識に隣接する観察対象植物の茎部を認識する茎部認識手段と、認識した茎部径L2を取得する茎部径取得手段とを有することとしても好ましい。ここで茎部径は、情報処理部が認識した茎部の直径をいう。 Furthermore, the information processing unit may include a stem recognition unit that recognizes a stem of the observation target plant adjacent to the base marker, and a stem diameter acquisition unit that acquires the recognized stem diameter L2. preferable. Here, the stem diameter refers to the diameter of the stem recognized by the information processing section.
また、前記カメラ部から前記基点標識までの撮影距離と同じ距離に設けられた基準長さ指標を備え、前記情報処理部は、前記情報記憶部に記憶された前記基準長さ指標の実際の長さ情報である単位長さD0と、前記画像情報から前記基準長さ指標を認識する長さ指標認識手段と、認識した長さ指標から基準長さL0を取得する基準長さ取得手段と、前記茎部径L2、前記基準長さL0、及び単位長さD0から、D2=(D0/L0)×L2で示される式より求められる標準化茎部径D2を取得する標準化茎部径取得手段とを有することとしても好ましい。 In addition, a reference length index provided at the same distance as the shooting distance from the camera unit to the base mark is provided, and the information processing unit is configured to store an actual length of the reference length index stored in the information storage unit. Unit length D0, which is length information, length index recognition means for recognizing the reference length index from the image information, reference length acquisition means for acquiring a reference length L0 from the recognized length index, From the stem diameter L2, the reference length L0, and the unit length D0, a standardized stem diameter acquisition means for acquiring a standardized stem diameter D2 obtained from an equation represented by D2 = (D0 / L0) × L2. It is also preferable to have it.
さらに前記情報処理部は、前記茎部径L2を一定時間ごとに取得することとしても好ましく、さらにまた、時間の経過によって変化する前記茎部径L2の変化値である茎部成長管理情報を取得する茎部成長管理情報取得手段を有することとしても好ましい。茎部成長管理情報は、取得時間の遅い茎部径L2を取得時間の早い茎部径L2で割った変化比率とすることができる。なお、茎部成長管理情報として取得時間の茎部径L2から取得時間の早い茎部径L2を差し引いた差引値としても良い。 Furthermore, it is preferable that the information processing unit obtains the stem diameter L2 at regular intervals, and further obtains stem growth management information that is a change value of the stem diameter L2 that changes over time. It is also preferable to have a stalk growth management information acquisition means. The stem growth management information can be a change ratio obtained by dividing the stem portion diameter L2 having a slow acquisition time by the stem portion diameter L2 having a fast acquisition time. In addition, it is good also as a subtraction value which deducted the stem part diameter L2 with quick acquisition time from the stem part diameter L2 of acquisition time as stem part growth management information.
なお、前記茎部径取得手段は、単独で行うこともできることとしても好ましい。すなわち、農作物が栽培されてなる育成空間と、前記農作物の中から選択された一の観察対象植物と、前記観察対象植物の地上構成部分の一端部である測定目標と、前記観察対象植物の茎に取り付けられた基点標識とを含んでなる画像取得領域と、前記観察対象領域を撮像するカメラ部と、前記カメラ部に接続され、情報記憶部を有する情報処理部を備え、前記カメラ部は撮像した前記画像取得領域の画像情報を前記情報処理部に送信する画像情報送信手段を有し、前記情報処理部は、前記カメラ部から送信された画像情報を受信する画像情報受信手段と、前記画像情報から前記基点標識を認識する基点認識手段と、前記画像情報から前記測定目標を認識する測定目標認識手段と、前記基点標識に隣接する観察対象植物の茎部を認識する茎部認識手段と、認識した茎部径L2を取得する茎部径取得手段とを有することを特徴とする農作物の成長観察システムであってもよい。 The stem diameter acquisition means is also preferable because it can be performed independently. That is, a growing space in which crops are cultivated, one observation target plant selected from the crops, a measurement target that is one end of a ground component of the observation target plant, and a stem of the observation target plant An image acquisition region including a base point mark attached to the camera, a camera unit that images the observation target region, an information processing unit that is connected to the camera unit and includes an information storage unit, and the camera unit captures an image Image information transmitting means for transmitting the image information of the image acquisition area to the information processing section, the information processing section receiving image information transmitted from the camera section, and the image Base point recognizing means for recognizing the base point mark from information, measurement target recognizing means for recognizing the measurement target from the image information, and a stem part for recognizing the stem part of the observation target plant adjacent to the base point mark And identification means may be a crop growth observation system characterized by having a stem diameter acquisition means for acquiring stem diameter L2 recognized.
また前記基点標識には、測定事項指示記号が付加されてなり、前記情報処理部は、前記画像情報から前記測定事項指示記号を認識する指示記号認識手段と、認識した前記測定事項指示記号に対応して前記成長長さ取得手段若しくは前記茎部径取得手段のいずれかを選択する測定事項選択手段を備えることとしても好ましい。ここで、測定事項とは、成長長さ取得手段を実行して成長長さを取得すること、若しくは、茎部径取得手段を実行して茎部径を取得することのいずれかを指す。 In addition, a measurement item instruction symbol is added to the base point mark, and the information processing unit corresponds to the recognized measurement item instruction symbol and an instruction symbol recognition unit that recognizes the measurement item instruction symbol from the image information. It is also preferable to provide measurement item selection means for selecting either the growth length acquisition means or the stem diameter acquisition means. Here, the measurement item refers to either acquiring the growth length by executing the growth length acquisition means, or acquiring the stem diameter by executing the stem diameter acquisition means.
測定事項指示記号としては、平仮名、片仮名、アルファベット、及び数字から選択された任意の文字の組み合わせであることが好ましい。測定事項指示記号が前記文字の組み合わせであることによって、例えばOCR機能を用いて情報処理部が認識することによって対応する測定事項を間違いなく選択して認識させることができる。また、測定事項指示記号の形状情報をあらかじめ情報処理部内の記憶装置に記憶しておき、当該測定事項指示記号の形状情報と画像情報に取り込まれた測定事項指示記号の形状とを比較して形状一致を判断することで認識することとしても良い。なお、測定事項指示記号にはアルファベット一文字と数字一文字の組み合わせ等、単純な組み合わせとすることで認識の誤認率を抑えることができる。 The measurement item instruction symbol is preferably a combination of arbitrary characters selected from hiragana, katakana, alphabet, and numbers. When the measurement item instruction symbol is a combination of the characters, the corresponding measurement item can be selected and recognized without fail by the information processing unit using the OCR function. In addition, the shape information of the measurement item instruction symbol is stored in advance in a storage device in the information processing unit, and the shape information of the measurement item instruction symbol is compared with the shape of the measurement item instruction symbol captured in the image information. It is good also as recognizing by judging a coincidence. Note that the recognition error rate can be reduced by using a simple combination such as a combination of one letter and one number for the measurement item instruction symbol.
また、前記カメラ部及び情報処理部が、前記画像情報を出力可能な表示画面を備えた携帯情報端末に組み込まれていることとしても好ましい。 In addition, it is preferable that the camera unit and the information processing unit are incorporated in a portable information terminal including a display screen capable of outputting the image information.
本発明によれば、農作物のうち特に生育環境に影響されやすい一部分の成長に伴う変化を選択的に観察して、当該変化に基づく情報を農作物に対して非侵襲で取得することができ、その結果から環境条件を変化させ、最適な生育環境を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to selectively observe changes associated with the growth of a part of a crop that is particularly susceptible to the growth environment, and to acquire information based on the change non-invasively with respect to the crop. The environmental conditions can be changed from the results, and an optimal growth environment can be realized.
また、本発明による成長長さL1に係る情報は一定時間ごとに繰り返し自動的に取得できるため、多数の情報取得に際しても従来よりも手間と労力を低減することができるため、観察対象植物の環境に対する変化を詳細に知ることができる。 In addition, since the information related to the growth length L1 according to the present invention can be automatically and repeatedly acquired at regular time intervals, it is possible to reduce labor and labor as compared with the conventional method even when acquiring a large amount of information. To see changes in detail.
また、取得された情報のデータベース化も容易であり、将来の栽培条件を決定するための指標を作成することができる。その結果、高品質な成果物を生産できる農作物の開発が可能となる。また、成果物の収量の増加も可能となる。 Moreover, the database of the acquired information is also easy, and the index for determining future cultivation conditions can be created. As a result, it is possible to develop crops that can produce high-quality products. In addition, the yield of the product can be increased.
以下、本発明に係る実施の形態を、図を参照しながら詳しく説明する。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1及び2は、本発明に係る作物の成長管理システム1の概略を示す図である。図1に示すように、本実施の形態において農作物である観察対象植物3は育成空間である温室2に備え付けられた水耕栽培用容器Pに多数植えられ、水耕栽培されている。水耕栽培用容器Pには、液肥含有用水Wが貯留されており、観察対象植物3は根が液肥含有用水W内に浸された状態で栽培されている。本実施の形態において、観察対象植物3はトマトである。温室2は、内部空間の液肥濃度、日照、温度、湿度、飽差等の環境条件を管理し、炭酸同化作用を人工的にコントロールすることができる。
1 and 2 are diagrams showing an outline of a crop growth management system 1 according to the present invention. As shown in FIG. 1, a large number of
図2には、温室2に栽培されている内の一の観察対象植物3の地上構成部分について、茎頂部付近が示されている。観察対象植物3は、茎4、花房5、及び葉6を有しており、茎4の頂点には茎頂部7が形成されてなる。
In FIG. 2, the vicinity of the shoot apex is shown for the above-ground constituent part of one of the
茎4には基点標識8が取り付けられており、当該基点標識8は、図3に示すように茎4の前後からばねの力で挟み込むことで茎4に直接取り付けることができるクリップ状の取付部9、及び取付部9の表面に設けられた基点記号10を備えてなる。本実施の形態において、基点記号10は図2に示すように円形の枠内に形成された×型の記号からなる。また基点標識8は、取付部9の側面から突出して連続に形成されてなる基準長さ指標11を備えており、基準長さ指標11は上下方向に相反する両頭の矢印記号を象った形状に形成されている。
A
基点標識8は、観察対象植物3がトマトである本実施の形態の場合には、茎頂部7から根元方向に数えて3つ目の花房5に至るまでの茎4に取り付けられてなることが好ましい。これにより取得される成長長さL1は、観察対象植物3が成長するにあたって温室2内の環境条件の影響を強く発現する部分の情報であり、観察対象植物3の環境条件が最適かどうかの判断を行うために有用な情報を得ることができる。
In the case of the present embodiment in which the
本発明は、成長長さL1を一定時間Tごとに繰り返し取得することができるが、観察対象植物3が成長し、茎頂部7が基点標識8から遠ざかった場合には、取付部9を茎4から離脱させ、基点標識8を取り付けなおすことができる。本実施例において、基点標識8の当初取り付け位置、及び取り付けなおし直後の取り付け位置(以下、単に取り付け位置という。)は、茎頂部7から5cm〜50cmの範囲内であることが好ましく、特に好ましいのは茎頂部7から8cm〜12cmの位置である。茎頂部7から5cmよりも近いと基点標識8を取り付けようとする部分の茎4が細すぎて基点標識8を安定に取り付けることができない可能性が高いからである。一方、茎頂部7から50cmよりも遠いと画像取得領域14が大きくなりすぎ、基点標識8の認識処理が困難になる可能性があるからである。また、基点標識8の取り付け位置を茎頂部7から8cm〜12cmとすれば、当該取り付け位置が茎頂部7から50cmとなるまでの間の観察対象植物3の成長に伴う変化が特に著しいので、成長長さL1を繰り返し取得することで観察対象植物3が育成環境から受ける育成状態の変化を把握することが容易となる。
In the present invention, the growth length L1 can be repeatedly acquired every fixed time T. However, when the
また、基点標識8の取り付け位置を、第一花のみが咲いている花房5が茎4から枝分かれしている部分とすることとしても好ましい。トマトは、成長するに伴って茎頂部7付近に発生させる花房5と次に発生させる花房5までの時間がほぼ一定である。そのため、花房5の第一花のみが咲いているときに、当該花房5が茎4から枝分かれしている部分に基点標識8を取り付けて茎頂部7までの成長長さL1を測定し、さらに次の花房5においても同様に成長長さL1を測定することで、前後の成長長さL1の変化から観察対象植物3が育成環境から受ける育成状態の変化を把握することができる。このような構成であれば、新しく花房5が発生した時点で基点標識8を取り付ける位置を明確に把握することができ、基点標識8を取り付ける度ごとに茎頂部7からの長さを測定する手間を省くことができる。なお、前記第一花とは、一の花房5に発生した複数の花のうち最初に咲いた花をいう。
Moreover, it is also preferable that the attachment position of the
観察対象植物3から離れた位置には、基点標識8に形成された基点記号10と基準長さ指標11とから同じ距離となる位置にカメラ部12が設置されており、カメラ部12は観察対象植物3に向けて設けられたレンズ部13を介して二点鎖線で表された画像取得領域14を撮像し、画像情報15を取得する。本実施の形態においては、画像取得領域14は観察対象植物3の茎頂部7から基点標識8までを範囲としており、茎頂部7が測定目標として設定されている。
A
図4には、本発明を構成する技術的手段のブロック図を示す。カメラ部12は、内部に画像情報送信手段16を備えており、取得した画像情報15をカメラ部12と離間した場所に設置された情報処理部17に送信することができる。情報処理部17は、内部に備えた画像情報受信手段18を介してカメラ部12から送信された画像情報15を受信すると共に、情報記憶部19に一時保存する。情報記憶部19に保存された画像情報15は、必要に応じて表示画面20に表示され、また、画像情報15から認識した情報に基づいて演算部21が必要な情報を取得する。演算部21が取得した情報は情報記憶部19に一時保存される。
FIG. 4 shows a block diagram of technical means constituting the present invention. The
図6は、本発明に係る技術的手段の一例を示すフロー図である。本発明に係る作物の成長管理システム1を、情報処理部17に設けた開始ボタンを起動させて開始させる(ステップS1)と、カメラ部12が前記画像取得領域14を撮像して画像情報15を取得する(ステップS2)と共に、情報処理部17に前記画像情報15を画像情報送信手段16によって送信する(ステップS3)。
FIG. 6 is a flowchart showing an example of technical means according to the present invention. When the crop growth management system 1 according to the present invention is started by activating a start button provided in the information processing unit 17 (step S1), the
次に、情報処理部17が画像情報受信手段18を介して画像情報15を受信すると共に画像情報15を情報記憶部19に保存し(ステップS4)、受信した画像情報15を表示画面20に表示する(ステップS5)。情報処理部17は、画像情報15に含まれている基点標識7に付加された基点記号10を基点認識手段22によって認識する(ステップS6)。
Next, the
ここで図5に示すように、情報記憶部19には記号記憶領域23が設けられており、当該記号記憶領域23にあらかじめ基点記号10の形状情報10aが記憶されている。演算部21はステップS6において、前記記号記憶領域23から基点記号10の形状情報10aを取得すると共に、画像情報15に取り込まれた基点記号10の形状とを比較して形状一致を判断することで基点認識手段22を機能させ、基点記号10を認識する。この際の前記形状一致の判断は、画像情報15に重ね合わせた前記基点記号10の形状情報10aを、画像情報15の全範囲に対して走査させつつ行うこととしても好ましい。
Here, as shown in FIG. 5, the
さらに情報処理部17は、画像情報15に含まれている茎頂部7を、測定目標認識手段24によって認識する(ステップS7)。
Further, the
ここで図5に示すように、情報記憶部19には目標記憶領域25が設けられており、当該目標記憶領域25にあらかじめ茎頂部7の形状情報7aが記憶されている。演算部21はステップS7において、前記目標記憶領域25から茎頂部7の形状情報7aを取得すると共に、画像情報15に取り込まれた茎頂部7の形状とを比較して形状一致を判断することで測定目標認識手段24を機能させる。この際の前記形状一致の判断は、画像情報15に重ね合わせた前記茎頂部7の形状情報7aを、画像情報15の全範囲に対して走査させつつ行うこととしても好ましい。
Here, as shown in FIG. 5, a
成長長さ取得手段26は、情報処理部17が基点記号10及び茎頂部7を認識後、基点記号10から茎頂部7までの成長長さL1を取得する。
The growth length acquisition unit 26 acquires the growth length L1 from the
前記成長長さL1の取得は、基点記号10である×型記号の交点を原点27として、前記原点27から茎頂部7の目標中心点28が程度離れているかをピクセル単位で取得することが好ましい。ここで、ピクセルとは画素のことをいい、画像情報15を構成する最小単位の描画点を示す。情報処理部17は、取得した成長長さL1を成長長さ記憶手段29によって情報記憶部19に設けた成長長さ記憶領域30に記憶する(ステップS8)。
The growth length L1 is preferably acquired in pixel units to determine whether the
なお、茎頂部7の目標中心点28は、茎頂部7として認識された領域内の中心にあたる画素とすることができる。本実施の形態において、目標中心点28は茎頂部7と一致する。
Note that the
さらに情報処理部17は、画像情報15から基点標識8と連続に形成されてなる基準長さ指標11を長さ指標認識手段31によって認識する。
Further, the
ここで図5に示すように、情報記憶部19には長さ指標記憶領域32が設けられており、当該長さ指標記憶領域32にあらかじめ基準長さ指標11の形状情報11aが記憶されている。演算部21は、前記長さ指標記憶領域32から基準長さ指標11の形状情報11aを取得すると共に、画像情報15に取り込まれた基準長さ指標11の形状とを比較して形状一致を判断することで長さ指標認識手段31を機能させる(ステップS9)。この際の前記形状一致の判断は、画像情報15に重ね合わせた前記基準長さ指標11の形状情報11aを、画像情報15の全範囲に対して走査させつつ行うこととしても好ましく、また、長さ指標認識手段31の処理時間の短縮化を可能とするために、認識した基点記号10から側方に走査させて形状一致の判断を行うことがより好ましい。
Here, as shown in FIG. 5, the
基準長さ取得手段33は、情報処理部17が基準長さ指標11を認識後、基準長さL0を取得する。
The reference length acquisition unit 33 acquires the reference length L0 after the
前記基準長さL0の取得は、基準長さ指標11を構成する二つの矢印の先端を特定の2点11b、11cとし、特定の2点11b、11c間がどの程度離れているかの画像情報15上の長さをピクセル単位で取得することにより行う。情報処理部17は、取得した基準長さL0を基準長さ記憶手段34によって情報記憶部19に設けた基準長さ記憶領域35に記憶する(ステップS10)。
The reference length L0 is acquired by setting the two arrows 11b and 11c at the two arrows constituting the
また図5に示すように、情報記憶部19の単位長さ記憶領域36には、基準長さ指標11の実際の長さである単位長さD0が記憶されている。なお単位長さD0は、単位をcm若しくはmmといった一般に用いられている長さ単位で記憶されていることが望ましい。
As shown in FIG. 5, the unit
情報処理部17は、において単位長さ取得手段37により情報記憶部19から単位長さD0を取得する(ステップS11)。さらに情報処理部17は、標準化成長長さ取得手段38により前記単位長さD0、前記成長長さL1及び前記基準長さL0からD1=(D0/L0)×L1で示される式より求められる標準化成長長さD1を取得する。標準化成長長さD1は、基点記号10から茎頂部7までの実際の長さをcm若しくはmmといった一般に用いられている長さ単位で表したものであり、観察対象植物3の状態を把握するために有用な情報として活用することができる。
In the
情報処理部17は、取得した標準化成長長さD1を標準化成長長さ記憶手段39によって情報記憶部19に設けた標準化成長長さ記憶領域40に記憶する(ステップS12)。
The
情報処理部17は、前記ステップS12を処理した後、一定時間Tが経過すると、ステップS2から再び処理を繰り返す(ステップS14)。このとき、本発明の使用者は、あらかじめ当該繰り返し処理を行う処理回数nを指定しておくことで、成長長さL11〜L1n、基準長さL01〜L0n、及び標準化成長長さD11〜D1nをそれぞれ情報記憶部19に設けた成長長さ記憶領域30、基準長さ記憶領域35、及び標準化成長長さ記憶領域40に記憶させることができる。例えば、一定時間Tを24時間とし、処理回数nを7とすることで、観察対象植物3が成長する過程における成長長さL1及び標準化成長長さD1を1週間の間1日1回の割合で自動的に取得することができる。なお、nは1以上の整数である。
The
なお情報処理部17は、ステップS13において、ステップS12を処理する毎に処理回数を1ずつ加算し、処理回数が指定されていたnよりも少なければステップS14により一定時間Tの経過を待ってステップS2に戻り、処理回数がnに達するとステップS15により処理を終了する。
In step S13, the
なお、基点記号10から茎頂部7までの長さ情報について、cm若しくはmm等の単位を付したものである必要がない場合には、標準化成長長さD1を取得する必要がないので、前記ステップS2〜S12の処理をステップS2〜S8までとして、繰り返し処理をn回行うこととしても良い。
If the length information from the
また、ステップS2〜S12までの処理を行う場合において、ステップS7〜S8の処理群とステップS9〜S10までの処理群の処理を行う順序は前後が入れ替わっても構わない。 Moreover, when performing the process from step S2 to S12, the order of performing the process of the process group of steps S7 to S8 and the process group of steps S9 to S10 may be interchanged.
次に情報処理部17は図7に示すように、標準化成長管理情報取得手段41によって、情報記憶部19に記憶された複数の標準化成長長さD11〜D1nから、時間を前後して記憶された異なる二つの標準化成長長さD1m、D1(m+1)を選択して、標準化成長長さD1(m+1)を標準化成長長さD1mで割った値から得られた変化比率を標準化成長管理情報42として取得する(ステップS16)。なお、mは1以上(n−1)以下の整数である。
Next, as shown in FIG. 7, the
標準化成長管理情報42を複数取得することで、観察対象植物3の成長速度の変化を容易に把握することができるため、温室2内の環境条件が観察対象植物3から得られる成果物の品質等に与える因果関係を見出すための根拠となる情報を導き出すことが可能となる。
By acquiring a plurality of standardized growth management information 42, it is possible to easily grasp the change in the growth rate of the
また標準化成長管理情報42は、標準化成長長さD1(m+1)から標準化成長長さD1mを差し引いた差引値であっても好ましい。本実施の形態において、標準化成長長さD1を1日1回の割合で自動的を取得して前記差引値を取得したときの観察対象植物3の成長状態の判断例を以下に示す。
The standardized growth management information 42 is preferably a subtraction value obtained by subtracting the standardized growth length D1m from the standardized growth length D1 (m + 1). In the present embodiment, an example of determination of the growth state of the
観察対象植物3がトマトである本実施の形態においては、前記差引値が50cmよりも長い場合には観察対象植物3の成長異常であると判断することができる。この場合、環境条件として日照不足が有力な原因として考えられるため、温室2内における照射光量を増加させる等の対応を取ることができる。一方前記差引値が10cmよりも短い場合には温室2内の温度が適正でないことが有力な原因として考えられるため、温室2内の温度を調整する等の対応を取ることができる。なお、観察対象植物3がトマトである場合には、前記差引値は15cm程度であることが望ましい。
In the present embodiment in which the
なお前記変化比率は、成長管理情報取得手段43として、情報記憶部19に記憶された複数の成長長さL11〜L1nから、時間を前後して記憶された異なる二つの成長長さL1m、L1(m+1)を選択して、成長長さL1(m+1)を成長長さL1mで割った値から得られた値を成長管理情報44として取得することとしてもよい。成長管理情報44を複数取得することによっても、前記と同様に温室2内の環境条件が観察対象植物3から得られる成果物の品質等に与える因果関係を見出すための根拠となる情報を取得することができるからである。取得された標準化成長管理情報42、若しくは成長管理情報44は、成長管理情報記憶手段45によって情報記憶部19に設けられた成長管理情報記憶領域46に記憶される(ステップS17)。
Note that the change ratio is obtained from the plurality of growth lengths L11 to L1n stored in the
また、上記実施の形態に加えて、前記情報処理部17は、前記基点標識8に隣接する観察対象植物3の茎部47を認識する茎部認識手段48と、認識した茎部径L2を取得する茎部径取得手段49とを有することとしても好ましい。
In addition to the above embodiment, the
茎部認識手段48は図9に示すように、情報処理手段17が基点標識7に付加された基点記号10をステップS6と同じ手法により基点認識手段22を用いて認識した後、認識した基点記号10から茎頂の方向若しくは根の方向における基点標識7に隣接した茎部46を、画像情報15における茎部47とその背景との境界線で生じる明度若しくは色彩のコントラストの変化によって認識する(ステップS18)。
As shown in FIG. 9, the stem recognition unit 48 recognizes the
前記茎部径取得手段49は、認識された茎部47とその背景との一対の境界線47a、47bの間がどの程度離れているかの画像情報15上の長さをピクセル単位で取得する。情報処理部17は、取得した茎部径L2を茎部径記憶手段50によって情報記憶部19に設けた茎部径記憶領域51に記憶する(ステップS19)。また、得られた茎部径L2は前記単位長さD0、及び前記基準長さL0からD2=(D0/L0)×L2で示される式より求められる標準化茎部径D2を取得することとしても好ましい。標準化茎部径D2はcm若しくはmmといった一般に用いられている長さ単位で表したものであり、標準化成長長さL2と共に、観察対象植物3の状態を把握するために有用な情報として活用することができる。
The stem diameter acquisition means 49 acquires the length on the image information 15 indicating the distance between the pair of boundary lines 47a and 47b between the recognized stem 47 and its background in units of pixels. The
ここで前記基点標識8には、測定事項指示記号52が付加されてなり、情報処理部17は、画像情報15から測定事項指示記号52を認識する指示記号認識手段53と、認識した測定事項指示記号52に対応して前記成長長さ取得手段33若しくは前記茎部径取得手段49のいずれかを選択する測定事項選択手段54を備える。測定事項とは、成長長さ取得手段33を実行して成長長さL1を取得すること、若しくは、茎部径取得手段49を実行して茎部径L2を取得することのいずれかを指す。
Here, a measurement item instruction symbol 52 is added to the
測定事項指示記号52としては、アルファベット一文字と数字一文字の組み合わせである。測定事項指示記号52が前記文字の組み合わせであることによって、例えばOCR機能を用いて情報処理部17が認識することによって対応する測定事項を間違いなく選択して認識させることができる。また、測定事項指示記号52の形状情報52aをあらかじめ記憶装置19に設けられた指示記号記憶領域55に記憶しておき、当該測定事項指示記号52の形状情報52aと画像情報15に取り込まれた測定事項指示記号52の形状とを比較して形状一致を判断することで認識する。
The measurement item instruction symbol 52 is a combination of one alphabet and one number. When the measurement item instruction symbol 52 is a combination of the characters, for example, the
なお、前記基点認識手段22における基点記号10、測定目標認識手段24における茎頂部7、長さ指標認識手段31における基準長さ指標11、茎部認識手段48における茎部47、及び指示記号認識手段53における測定事項指示記号52は、それぞれ前述の認識処理に代えて、表示画面20に示された画像情報15内におけるそれぞれの認識対象に対して使用者が画面上のカーソルで選択、若しくは画面上を指で触れることで認識を完了することとしてもよい。
The
なお、観察対象植物3を温室2内に複数設定し、それぞれの観察対象植物3に基点標識8、及びカメラ部12を設けて成長長さL1、標準化成長長さD1、茎部径L2、標準化成長管理情報42、及び成長管理情報44を取得しても好ましい。例えば、図2に示すように、カメラ部12を温室2内の5カ所に設置し、それぞれのカメラ部12に対して観察対象植物3及び基点標識8を設け、5カ所につきそれぞれ標準化成長管理情報42を一定時間ごとに取得することができる。この場合、同一時間に得られた5カ所の標準化成長管理情報42のうちの最大値及び最小値を除き、残りの3点の平均値を取得することで、この値を温室2内に栽培されている農作物全体の成長に関する標準化成長管理情報として環境条件の適正化を図ることもできる。
It should be noted that a plurality of
本発明は、農作物を管理しながら栽培してなる育成空間を備えた施設園芸、例えば、ハウス栽培、水耕栽培、植物工場等で利用することができる。本発明によって得られた成長長さL1に基づく情報によって育成空間内の肥料濃度、日照、温度、湿度、飽差等の環境条件を制御することによって、農作物の樹勢をコントロールすることが可能となり、成果物の収量、品質の向上を図ることができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in facility horticulture having a cultivation space that is cultivated while managing crops, for example, house cultivation, hydroponics, plant factory, and the like. By controlling environmental conditions such as fertilizer concentration, sunlight, temperature, humidity, saturation in the growing space by information based on the growth length L1 obtained by the present invention, it becomes possible to control the vigor of crops, The yield and quality of deliverables can be improved.
1 農作物の成長観察システム
2 温室
3 観察対象植物
4 茎
5 花房
6 葉
7 茎頂部
8 基点標識
9 取付部
10 基点記号
11 基点長さ指標
12 カメラ部
14 画像取得領域
15 画像情報
16 画像情報送信手段
17 情報処理部
18 画像情報受信手段
19 情報記憶部
20 表示画面
22 基点認識手段
24 測定目標認識手段
26 成長長さ取得手段
27 原点
28 目標中心点
29 成長長さ取得手段
31 長さ指標認識手段
33 基準長さ取得手段
37 単位長さ取得手段
38 標準化成長長さ取得手段
41 標準化成長管理情報取得手段
42 標準化成長管理情報
L0 基準長さ
L1 成長長さ
D0 単位長さ
D1 標準化成長長さ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Crop
Claims (8)
前記農作物の中から選択された一の観察対象植物と、
前記観察対象植物の地上構成部分の一端部である測定目標と、前記観察対象植物の茎に取り付けられた基点標識とを含んでなる画像取得領域と、
前記観察対象領域を撮像するカメラ部と、
前記カメラ部に接続され、情報記憶部を有する情報処理部を備え、
前記カメラ部は撮像した前記画像取得領域の画像情報を前記情報処理部に送信する画像情報送信手段を有し、
前記情報処理部は、
前記カメラ部から送信された画像情報を受信する画像情報受信手段と、
前記画像情報から前記基点標識を認識する基点認識手段と、
前記画像情報から前記測定目標を認識する測定目標認識手段と、
認識された前記基点標識から前記測定目標までの成長長さ(L1)を取得する成長長さ取得手段と、
取得した成長長さ(L1)を前記情報記憶部に記憶する成長長さ記憶手段とを有する
ことを特徴とする農作物の成長観察システム。 A growing space where crops are grown,
One observation target plant selected from the crops;
An image acquisition region comprising a measurement target that is one end of a ground component of the observation target plant, and a base point marker attached to the stem of the observation target plant;
A camera unit for imaging the observation target region;
An information processing unit connected to the camera unit and having an information storage unit;
The camera unit includes image information transmitting means for transmitting image information of the captured image acquisition region to the information processing unit,
The information processing unit
Image information receiving means for receiving image information transmitted from the camera unit;
Base point recognition means for recognizing the base point mark from the image information;
Measurement target recognition means for recognizing the measurement target from the image information;
A growth length acquisition means for acquiring a growth length (L1) from the recognized base point marker to the measurement target;
A crop growth observation system comprising growth length storage means for storing the acquired growth length (L1) in the information storage unit.
前記成長長さ(L1)を一定時間ごとに取得し、各成長長さ(L1)を前記成長長さ記憶手段によって情報記憶部に記憶する
ことを特徴とする請求項1に記載の農作物の成長観察システム。 The information processing unit
The said growth length (L1) is acquired for every fixed time, and each growth length (L1) is memorize | stored in an information storage part by the said growth length memory | storage means, The growth of the crop of Claim 1 characterized by the above-mentioned. Observation system.
前記情報記憶部に記憶された複数の成長長さ(L1)から、時間を前後して記憶された異なる二つの成長長さ(L1)を選択して、成長長さ(L1)の変化値である成長管理情報を取得する成長管理情報取得手段を有する
ことを特徴とする請求項2に記載の農作物の成長観察システム。 The information processing unit
Two different growth lengths (L1) stored before and after time are selected from a plurality of growth lengths (L1) stored in the information storage unit, and the change value of the growth length (L1) is selected. 3. The crop growth observation system according to claim 2, further comprising growth management information acquisition means for acquiring certain growth management information.
前記情報処理部は、
前記情報記憶部に記憶された前記基準長さ指標の実際の長さ情報である単位長さ(D0)と、
前記画像情報から前記基準長さ指標を認識する長さ指標認識手段と、
認識した長さ指標から基準長さ(L0)を取得する基準長さ取得手段と、
前記成長長さ(L1)、前記基準長さ(L0)、及び単位長さ(D0)から、D1=(D0/L0)×L1で示される式より求められる標準化成長長さ(D1)を取得する標準化成長長さ取得手段と、
取得した標準化成長長さ(D1)を前記情報記憶部に記憶する標準化成長長さ記憶手段とを有する
ことを特徴とする請求項1に記載の農作物の成長観察システム。 A reference length index provided at the same distance as the shooting distance from the camera unit to the base mark,
The information processing unit
A unit length (D0) that is actual length information of the reference length index stored in the information storage unit;
Length index recognition means for recognizing the reference length index from the image information;
A reference length acquisition means for acquiring a reference length (L0) from the recognized length index;
From the growth length (L1), the reference length (L0), and the unit length (D0), a standardized growth length (D1) obtained from an equation represented by D1 = (D0 / L0) × L1 is obtained. A standardized growth length acquisition means,
The crop growth observation system according to claim 1, further comprising a standardized growth length storage unit that stores the acquired standardized growth length (D1) in the information storage unit.
前記標準化成長長さ(D1)を一定時間ごとに取得し、各標準化成長長さ(D1)を前記標準化成長長さ記憶手段によって情報記憶部に記憶する
ことを特徴とする請求項4に記載の農作物の成長観察システム。 The information processing unit
The said standardized growth length (D1) is acquired for every fixed time, and each standardized growth length (D1) is memorize | stored in an information storage part by the said standardized growth length memory | storage means. A crop growth observation system.
前記情報記憶部に記憶された複数の標準化成長長さ(D1)から、時間を前後して記憶された異なる二つの標準化成長長さ(D1)を選択して、標準化成長長さ(D1)の変化値である標準化成長管理情報を取得する標準化成長管理情報取得手段を有する
ことを特徴とする請求項5に記載の農作物の成長観察システム。 The information processing unit
Two different standardized growth lengths (D1) stored before and after time are selected from the plurality of standardized growth lengths (D1) stored in the information storage unit, and the standardized growth length (D1) is selected. 6. The crop growth observation system according to claim 5, further comprising standardized growth management information acquisition means for acquiring standardized growth management information which is a change value.
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の農作物の成長観察システム。 The crop observation system according to any one of claims 1 to 6, wherein the measurement target is a stem top of the observation target plant.
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の農作物の成長観察システム。 The crop observation system according to any one of claims 1 to 7, wherein the crop is a tomato obtained by hydroponics.
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