JP2016010362A - 植物育成装置、植物育成方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】植物育成装置1において、液体槽は、植物を育成するための液体を入れる。保持体は、液体槽に入れられた液体に浮遊して、植物2を保持する。光源12は、保持体に保持体に保持された植物2に光を照射する。撮影部13は、植物2を撮影する。情報取得部は、植物2の育成状態を示す情報を取得する。排液量取得部は、情報取得部が取得した植物2の育成状態を示す情報に基づいて、液体槽から排出すべき液体の量を取得する。排液部は、排液量取得部が取得した量の液体を、液体槽から排出する。
【選択図】図1
Description
植物を育成するための液体を入れる液体槽と、
前記液体槽に入れられた前記液体に浮遊して、前記植物を保持する保持体と、
前記保持体に保持された前記植物に光を照射する光源と、
前記植物を撮影する撮影部と、
前記撮影部の撮影により得られた前記植物の撮影画像を画像処理することにより、前記植物の育成状態を示す情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部が取得した前記植物の育成状態を示す情報に基づいて、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得する排液量取得部と、
前記排液量取得部が取得した量の前記液体を、前記液体槽から排出する排液部と、
を備えることを特徴とする。
図1(a)に、本発明の実施形態1に係る植物育成装置の概要を示す。植物育成装置1は、育成対象の植物2を、植物工場等の建物内の育成室5において、水耕栽培により育成するための設備である。図1(a)は、育成対象の植物2の育成を開始した状態における植物育成装置1を示している。植物育成装置1は、溶液槽10と、フロート11と、光源12と、カメラ13と、排液ドレーン14と、余剰溶液入れ15と、液位計16と、給液ポンプ17と、を備える。
植物2は、発明者が実験に採用したのは小松菜とレタス、チンゲン菜、バジル、イタリアンパセリ、コリアンダーである。しかし特に植物の種類は限定されるものではなく、多くの植物に適用できる。
溶液3は一般的な水溶性肥料を水で薄めたもので良く、ハイポニカ(登録商標)を500倍に薄めたものを使用した。場合によっては植物活性剤を混ぜても良い。育てる植物が食用であるか、観賞用であるかによっても溶液3の成分を変える。
しかし、光源は白色光(太陽光)である必要はない。光源12に赤色と青色の単色LEDを使う場合、両方が十分届くために、近づけすぎると好ましくない。(片方しか当たらない位置が出来る為)。葉の大きさを画像から判定して、赤色と青色の単色LEDが一様に葉に当たるように調整する。
光源12の種類としては、LEDのほか、高圧ナトリウムランプ、セラミックメタルハライドランプ、3波長白色蛍光灯、白熱電球、水銀ランプなどが使用され、またこれらの組み合わせも使用される。植物2の種類や育成過程においても最適な光源、光量、波長などが変わってくる。基本的には花や実を得る植物は高光度を必要とし、葉菜類、根菜類は光飽和点が低い。
波長については、植物に有効な放射には生理的有効放射(300〜800nm)と光合成有効放射(400〜700nm)がある。そして発芽時には赤色光(660nm)で発芽が促進されることが知られている。また、節間の伸長作用では、強光下では青色光が抑制効果を、弱光下では赤色光が抑制効果が高く、混合光照射時には遠赤外光が必要とされ、赤色光/遠赤外光比のバランスで伸長成長が左右されることが知られている。更に、500〜600nmの波長領域の光は植物にとって不要であると言われている。一般的に、青色光が多ければ葉は厚く、背丈は抑制気味になり、赤色光が多ければ、葉は薄く、背丈は促進気味になる。
例えば、D1は約10cmである。
排液量取得部32は、情報取得部31が取得した植物2の育成状態を示す情報に基づいて、溶液槽10から排出すべき溶液3の量を取得する。
排液部34は、排液ドレーン14を制御して、排液量取得部32が取得した量の溶液3を、溶液槽10から排出する。
液位取得部36は、液位計16が測定した、溶液槽10に入れられた溶液3の液位を取得する。
給液部37は、液位取得部36が取得した液位に基づいて、溶液槽10内の溶液3が不足していると判別した場合に、給液ポンプ17を制御して、溶液槽10に溶液3を供給する。
高さの予測値は、植物2の種類固有の葉のサイズから算出してもよいし、一定に保ちたい葉のサイズ時点を育成者が指定することでそのサイズが保たれるようにして算出してもよい。
W1 = D2×(√(S2/S1)−1)×A ・・・(1)
W1 ≒ D1×{1−√(S1/S2)}×A ・・・(1’)
図7(a)に、本発明の実施形態2に係る植物育成装置の概要を示す。図7(a)は、育成対象の植物2の育成を開始した状態における植物育成装置1aを示している。実施形態2に係る植物育成装置1aは、溶液槽10と、フロート11と、光源12と、カメラ13aと、排液ドレーン14と、余剰溶液入れ15と、液位計16と、給液ポンプ17と、を備える。また、植物育成装置1aは、排液ドレーン14と給液ポンプ17とを介して溶液槽10内の溶液3の量を制御する液量制御装置20(図7(a)では不図示)をさらに備える。
W2 = (H2−H1)×A ・・・(2)
以上に本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は一例であり、本発明の適用範囲はこれに限られない。すなわち、本発明の実施形態は種々の応用が可能であり、あらゆる実施の形態が本発明の範囲に含まれる。
光発芽種子にはレタス、小松菜、イチゴ、カボチャなどがあり、暗発芽種子にはトマト、エンドウ、インゲンマメ、トウモロコシなどがある。
植物を育成するための液体を入れる液体槽と、
前記液体槽に入れられた前記液体に浮遊して、前記植物を保持する保持体と、
前記保持体に保持された前記植物に光を照射する光源と、
前記植物を撮影する撮影部と、
前記撮影部の撮影により得られた前記植物の撮影画像を画像処理することにより、前記植物の育成状態を示す情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部が取得した前記植物の育成状態を示す情報に基づいて、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得する排液量取得部と、
前記排液量取得部が取得した量の前記液体を、前記液体槽から排出する排液部と、
を備えることを特徴とする植物育成装置。
前記撮影部は、前記植物の上方に設置され、
前記情報取得部は、前記植物の育成状態を示す情報として、前記撮影部の撮影により得られた前記植物の撮影画像における前記植物のサイズを取得し、
前記排液量取得部は、前記液体槽から排出すべき前記液体の量として、前記情報取得部が取得した前記植物のサイズが大きくなるほど多くの量を取得する、
ことを特徴とする付記1に記載の植物育成装置。
前記排液量取得部は、前記撮影部の撮影により得られた前記植物の撮影画像における前記植物のサイズが一定に保たれるように、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得する、
ことを特徴とする付記2に記載の植物育成装置。
前記保持体の前記撮影部が設置された側の面の色は、緑色以外の色であり、
前記情報取得部は、前記撮影部の撮影により得られた前記植物の撮影画像における色分布に基づいて、前記植物のサイズを取得する、
ことを特徴とする付記2又は3に記載の植物育成装置。
前記撮影部は、前記植物の側方に設置され、
前記情報取得部は、前記植物の育成状態を示す情報として、前記撮影部の撮影により得られた前記植物の撮影画像から前記植物の高さを取得し、
前記排液量取得部は、前記液体槽から排出すべき前記液体の量として、前記情報取得部が取得した前記植物の高さが高くなるほど多くの量を取得する、
ことを特徴とする付記1に記載の植物育成装置。
前記排液量取得部は、前記情報取得部が取得した前記植物の高さが一定に保たれるように、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得する、
ことを特徴とする付記5に記載の植物育成装置。
前記撮影部は、前記植物を上方から撮影する第1の撮影部と、前記植物を側方から撮影する第2の撮影部と、を含み、
前記情報取得部は、前記植物の育成状態を示す情報として、前記第1の撮影部の撮影により得られた前記植物の第1の撮影画像における前記植物のサイズを、前記第2の撮影部の撮影により得られた前記植物の第2の撮影画像から前記植物の高さを、それぞれ取得し、
前記排液量取得部は、前記情報取得部が取得した前記植物のサイズと前記植物の高さとに基づいて、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得する、
ことを特徴とする付記1に記載の植物育成装置。
前記液体槽に入れられた前記液体の液位を取得する液位取得部と、
前記液位取得部が取得した前記液位に基づいて、前記液体槽内の前記液体が不足していると判別した場合に、前記液体槽に前記液体を供給する給液部と、
をさらに備えることを特徴とする付記1から7のいずれかに記載の植物育成装置。
液体槽に、植物を育成するための液体を入れ、
前記植物を保持した保持体を、前記液体槽に入れられた前記液体に浮遊させ、
前記保持体に保持された前記植物に、光源から光を照射し、
前記植物を撮影し、
撮影した植物の撮影画像を画像処理することにより、前記植物の育成状態を示す情報を取得し、
取得した前記植物の育成状態を示す情報に基づいて、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得し、
取得した前記量の前記液体を、前記液体槽から排出する、
ことを特徴とする植物育成方法。
コンピュータに、
植物を育成するための液体が入れられた液体槽内の当該液体に浮遊する保持体に保持され、光源により光を照射され撮影された前記植物の育成状態を示す情報を取得させ、
取得させた前記植物の育成状態を示す情報に基づいて、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得させ、
取得させた前記量の前記液体を、前記液体槽から排出させる、
ことを特徴とするプログラム。
Claims (10)
- 植物を育成するための液体を入れる液体槽と、
前記液体槽に入れられた前記液体に浮遊して、前記植物を保持する保持体と、
前記保持体に保持された前記植物に光を照射する光源と、
前記植物を撮影する撮影部と、
前記撮影部の撮影により得られた前記植物の撮影画像を画像処理することにより、前記植物の育成状態を示す情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部が取得した前記植物の育成状態を示す情報に基づいて、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得する排液量取得部と、
前記排液量取得部が取得した量の前記液体を、前記液体槽から排出する排液部と、
を備えることを特徴とする植物育成装置。 - 前記撮影部は、前記植物の上方に設置され、
前記情報取得部は、前記植物の育成状態を示す情報として、前記撮影部の撮影により得られた前記植物の撮影画像における前記植物のサイズを取得し、
前記排液量取得部は、前記液体槽から排出すべき前記液体の量として、前記情報取得部が取得した前記植物のサイズが大きくなるほど多くの量を取得する、
ことを特徴とする請求項1に記載の植物育成装置。 - 前記排液量取得部は、前記撮影部の撮影により得られた前記植物の撮影画像における前記植物のサイズが一定に保たれるように、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得する、
ことを特徴とする請求項2に記載の植物育成装置。 - 前記保持体の前記撮影部が設置された側の面の色は、緑色以外の色であり、
前記情報取得部は、前記撮影部の撮影により得られた前記植物の撮影画像における色分布に基づいて、前記植物のサイズを取得する、
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の植物育成装置。 - 前記撮影部は、前記植物の側方に設置され、
前記情報取得部は、前記植物の育成状態を示す情報として、前記撮影部の撮影により得られた前記植物の撮影画像から前記植物の高さを取得し、
前記排液量取得部は、前記液体槽から排出すべき前記液体の量として、前記情報取得部が取得した前記植物の高さが高くなるほど多くの量を取得する、
ことを特徴とする請求項1に記載の植物育成装置。 - 前記排液量取得部は、前記情報取得部が取得した前記植物の高さが一定に保たれるように、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得する、
ことを特徴とする請求項5に記載の植物育成装置。 - 前記撮影部は、前記植物を上方から撮影する第1の撮影部と、前記植物を側方から撮影する第2の撮影部と、を含み、
前記情報取得部は、前記植物の育成状態を示す情報として、前記第1の撮影部の撮影により得られた前記植物の第1の撮影画像における前記植物のサイズを、前記第2の撮影部の撮影により得られた前記植物の第2の撮影画像から前記植物の高さを、それぞれ取得し、
前記排液量取得部は、前記情報取得部が取得した前記植物のサイズと前記植物の高さとに基づいて、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得する、
ことを特徴とする請求項1に記載の植物育成装置。 - 前記液体槽に入れられた前記液体の液位を取得する液位取得部と、
前記液位取得部が取得した前記液位に基づいて、前記液体槽内の前記液体が不足していると判別した場合に、前記液体槽に前記液体を供給する給液部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の植物育成装置。 - 液体槽に、植物を育成するための液体を入れ、
前記植物を保持した保持体を、前記液体槽に入れられた前記液体に浮遊させ、
前記保持体に保持された前記植物に、光源から光を照射し、
前記植物を撮影し、
撮影した植物の撮影画像を画像処理することにより、前記植物の育成状態を示す情報を取得し、
取得した前記植物の育成状態を示す情報に基づいて、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得し、
取得した前記量の前記液体を、前記液体槽から排出する、
ことを特徴とする植物育成方法。 - コンピュータに、
植物を育成するための液体が入れられた液体槽内の当該液体に浮遊する保持体に保持され、光源により光を照射され撮影された前記植物の育成状態を示す情報を取得させ、
取得させた前記植物の育成状態を示す情報に基づいて、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得させ、
取得させた前記量の前記液体を、前記液体槽から排出させる、
ことを特徴とするプログラム。
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---|---|---|---|---|
JP2004236528A (ja) * | 2003-02-04 | 2004-08-26 | M Shiki Suiko Kenkyusho:Kk | 水耕栽培装置および水耕栽培方法 |
JP2011034248A (ja) * | 2009-07-30 | 2011-02-17 | Nec Soft Ltd | 生物生産管理装置、生物生産システム |
JP2013005725A (ja) * | 2011-06-22 | 2013-01-10 | Nikon Corp | 成長度合検出装置、植物栽培システム、植物栽培プラント、成長度合検出方法及びプログラム |
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2014
- 2014-06-30 JP JP2014134159A patent/JP6394118B2/ja active Active
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