JP2017012137A - Pollination method and pollination system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、受粉方法及び受粉システムに関する。 The present invention relates to a pollination method and a pollination system.
トマトなどの栽培において、花に受粉処理を行うことにより果実を実らせることが行われている。この受粉処理としては、受粉用の蜂を使用する方法や、人手作業による方法等がある。 In cultivation of tomatoes and the like, fruits are produced by pollination of flowers. As this pollination treatment, there are a method of using a bee for pollination and a method of manual labor.
しかし、受粉用の蜂を使用する方法では、蜂がランダムに訪花した花のみが着果するために花の位置によって受粉しない場合があることや、蜂が冬場に活動しないなどの不都合がある。また、受粉を促す人手作業による方法では、作業者の人件費が高価であるため、栽培のコストアップを招くという不都合がある。 However, the method of using a bee for pollination has disadvantages that only the flowers visited by the bee at random may not be pollinated depending on the position of the flower, and that the bee may not be active in winter. In addition, the manual method for encouraging pollination is disadvantageous in that the labor cost of the operator is high, leading to an increase in cultivation costs.
このような不都合を解決すべく、例えば栽培施設を走行する陸上移動型の受粉ロボットを用いて、受粉ロボットが備えるアーム部の先端の振動子を花に接触させることにより複数の花を個別に揺らすことで受粉させる方法が提案されている(特開2011−200196号公報参照)。この方法により、受粉しない花の数を低減できると共に、人件費を低減することができる。 In order to solve such an inconvenience, for example, a land-moving type pollination robot traveling in a cultivation facility is used, and a plurality of flowers are individually shaken by bringing a vibrator at the tip of an arm portion included in the pollination robot into contact with the flower. Thus, a method for pollination has been proposed (see JP 2011-200196 A). By this method, the number of flowers that are not pollinated can be reduced, and the labor cost can be reduced.
また、上記不都合を解決すべく、3軸のマニピュレータを用いて花房に疑似受粉させるためのホルモン剤をスポット散布する陸上移動型の着果処理ロボットが開発されている(黒崎・大森・高市・岩崎、「トマト低段密植栽培に対応した着果処理ロボットの開発(第1報)」、農業機械学会誌、第74巻第6号(2012)、p.490−497参照)。 In order to solve the above inconveniences, land-moving type fruit processing robots have been developed that use a three-axis manipulator to spot-spread hormone agents for artificial pollination of flower bunches (Kurosaki, Omori, Takaichi, Iwasaki, “Development of fruit processing robot for tomato low-stage dense planting (1st report)”, Journal of Agricultural Machinery Society, Vol. 74, No. 6 (2012), p. 490-497).
しかし、上述のような陸上移動型のロボットを用いる場合、このロボットは一定の決まった位置にしか移動できないため、受粉処理可能な範囲が限定される。そのため、例えば局所的に長く伸びた葉の部分の花に対して受粉させることができなかったり、植物の株数を増加させ難いという不都合が生じ易い。このように、陸上移動型のロボットを用いる場合には、受粉処理可能な範囲変更の柔軟性が低いという不都合があった。 However, in the case of using a land mobile robot as described above, since this robot can move only to a certain fixed position, the range in which pollination can be performed is limited. For this reason, for example, it is difficult to cause pollination to locally long leaves of the flower or to increase the number of plant strains. Thus, when a land mobile robot is used, there is an inconvenience that flexibility in changing a range in which pollination can be performed is low.
本発明は以上のような事情に基づいてなされたものであり、受粉処理可能な範囲を柔軟に変更できる受粉方法及び受粉システムを提供することを目的とする。 This invention is made | formed based on the above situations, and it aims at providing the pollination method and the pollination system which can change the range which can be pollinated flexibly.
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る受粉方法は、植物の受粉方法であって、空中で重心の位置が半径30cmの仮想球内に維持される停止飛行が可能な無人飛行体を用い植物を受粉させる受粉工程を備える受粉方法である。 The pollination method according to one aspect of the present invention made to solve the above-described problem is a plant pollination method, and is capable of unmanned flight in which the position of the center of gravity is maintained in a virtual sphere having a radius of 30 cm in the air. It is a pollination method provided with the pollination process which pollinates a plant using a flying body.
別の本発明の一態様に係る受粉システムは、空中で重心の位置が半径30cmの仮想球内に維持される停止飛行が可能な無人飛行体と、上記無人飛行体を制御して植物を受粉させる制御機構とを備える受粉システムである。 Another aspect of the present invention is a pollination system in which an unmanned aerial vehicle capable of stopping flight is maintained in a virtual sphere having a center of gravity of 30 cm in the air, and the plant is pollinated by controlling the unmanned aerial vehicle. And a control mechanism for causing pollination.
当該受粉方法及び受粉システムは、受粉処理可能な範囲を柔軟に変更できる。 The pollination method and the pollination system can flexibly change the range in which pollination can be performed.
[本発明の実施形態の説明]
本発明の一実施形態に係る受粉方法は、植物の受粉方法であって、空中で重心の位置が半径30cmの仮想球内に維持される停止飛行が可能な無人飛行体を用い、植物を受粉させる受粉工程を備える受粉方法である。
[Description of Embodiment of the Present Invention]
A pollination method according to an embodiment of the present invention is a method of pollinating a plant, and uses an unmanned air vehicle capable of stop flight that is maintained in a virtual sphere with a center of gravity in the air having a radius of 30 cm. This is a pollination method including a pollination process.
当該受粉方法は、空中で重心の位置が半径30cmの仮想球内に維持される停止飛行が可能な無人飛行体を用いるので、飛行経路を変更することにより、受粉処理可能な範囲を柔軟に変更できる。これにより、当該受粉方法は、例えば植物の株数の増加などにより受粉処理の範囲が変動した場合でも、容易に受粉処理可能な範囲を変更することができる。ここで、「停止飛行」とは、上述のように、無人飛行体の重心の位置が半径30cm以内の仮想球内で維持されるような狭い範囲で移動しながらの飛行を含む状態を意味し、いわゆる「ホバリング」の状態も含むものである。なお、停止飛行中の「飛行経路」は、上記仮想球の中心位置を示すものとする。 Since the pollination method uses an unmanned air vehicle capable of stopping flight in the air, the position of the center of gravity is maintained in a virtual sphere with a radius of 30 cm. Therefore, by changing the flight path, the range where pollination can be processed is flexibly changed. it can. Thereby, the said pollination method can change the range which can be pollinated easily even when the range of a pollination process fluctuates, for example by the increase in the number of plant strains etc. Here, the “stop flight” means a state including a flight while moving in a narrow range such that the position of the center of gravity of the unmanned air vehicle is maintained within a virtual sphere having a radius of 30 cm or less as described above. It also includes a so-called “hovering” state. The “flight path” during the stop flight indicates the center position of the virtual sphere.
上記受粉工程を花毎に無人飛行体を空中で停止飛行させて行うとよい。このように、花毎に無人飛行体を空中で停止飛行させて行うことで、各花がより受粉し易くなる。 The pollination process may be performed for each flower by stopping and flying an unmanned air vehicle in the air. In this way, each flower is more easily pollinated by stopping and flying an unmanned air vehicle in the air for each flower.
上記受粉工程において、花に振動を与えることにより上記受粉を行うとよい。このように、花に振動を与えることにより受粉を行うことで、花粉やホルモン剤等を供給する機構が必要ないので、無人飛行体を比較的簡易な構成にできる。 In the pollination step, the pollination may be performed by applying vibration to the flower. Thus, since pollination is performed by applying vibration to the flowers, a mechanism for supplying pollen, a hormonal agent, or the like is not necessary, so that the unmanned air vehicle can have a relatively simple configuration.
上記無人飛行体が送風機構を備えるとよく、上記受粉工程において、植物の花に上記送風機構により発生する風を当てることで振動を与えるとよい。このように、送風機構で発生する風を植物の花に当てて振動を与えることにより、受粉処理時の花へのダメージを抑制しつつ、受粉を行うことができる。 The unmanned aerial vehicle preferably includes a blower mechanism, and in the pollination step, the plant flower may be vibrated by applying wind generated by the blower mechanism. Thus, pollination can be performed, suppressing the damage to the flower at the time of a pollination process by applying the wind which generate | occur | produces with a ventilation mechanism to the flower of a plant, and giving a vibration.
上記無人飛行体が飛行用の1又は複数の回転翼を備えるとよく、上記送風機構がこの回転翼で構成されるとよい。このように、飛行用の1又は複数の回転翼で送風機構を構成することにより、上記振動を与えるための風を発生させる翼等を別に設ける必要がないので、無人飛行体を簡易かつ軽量な構成とし易い。 The unmanned air vehicle may include one or more rotor blades for flight, and the air blowing mechanism may include the rotor blades. In this way, by constructing the air blowing mechanism with one or a plurality of rotary wings for flight, there is no need to separately provide a wing or the like for generating the wind for applying the vibration, so that the unmanned air vehicle can be made simple and lightweight. Easy to configure.
上記送風機構が、上記回転翼を囲むよう配設される円筒状のケーシングをさらに備えるとよい。このように、回転翼を囲む円筒状のケーシングを備えることで、回転翼を植物に絡み難くできる。 The air blowing mechanism may further include a cylindrical casing disposed so as to surround the rotor blade. Thus, by providing the cylindrical casing surrounding the rotor blade, the rotor blade can be hardly entangled with the plant.
上記送風機構が、上記ケーシングの両開放端の少なくともいずれかを閉塞する網目状の保護部材をさらに備えるとよい。このように、ケーシングの両開放端の少なくともいずれかを閉塞する網目状の保護部材を備えることで、回転翼をより植物に絡み難くできる。 The air blowing mechanism may further include a mesh-like protective member that closes at least one of both open ends of the casing. Thus, by providing a mesh-like protective member that closes at least one of the two open ends of the casing, the rotor blades can be more difficult to get entangled with plants.
上記回転翼から、この回転翼を囲むケーシングの両開放端までの最小距離が、上記回転翼の半径以上であるとよい。このように、回転翼からこの回転翼を囲むケーシングの両開放端までの最小距離を回転翼の半径以上とすることで、回転翼をより植物に絡み難くできる。 The minimum distance from the said rotary blade to the both open ends of the casing surrounding this rotary blade is good to be more than the radius of the said rotary blade. In this way, by setting the minimum distance from the rotor blades to both open ends of the casing surrounding the rotor blades to be equal to or greater than the radius of the rotor blades, the rotor blades can be more difficult to get entangled with plants.
上記受粉工程において、上記風が主枝の上方から花に当たるよう上記無人飛行体を停止飛行させるとよい。このように、風が主枝の上方から花に当たるよう無人飛行体を停止飛行させることにより、時間と共に上方に着花していく植物の花に効率よく受粉させることができる。 In the pollination step, the unmanned air vehicle may be stopped and flying so that the wind hits the flower from above the main branch. In this way, by stopping the unmanned flying vehicle so that the wind hits the flower from above the main branch, it is possible to efficiently pollinate the flower of the plant that is flowering upward with time.
上記植物が屋内で栽培され、上記送風機構により植物の近傍に旋回気流を発生させるとよい。このように、屋内で栽培する植物の近傍に送風機構による旋回気流を発生させることで、花粉の飛散を抑えて、より効果的に植物を受粉させることができる。ここで「植物の近傍」とは、植物の主枝に近い領域であり、例えば植物の主枝から20cm以内の領域を意味する。 The plant is cultivated indoors, and a swirling airflow is preferably generated in the vicinity of the plant by the air blowing mechanism. Thus, by generating the swirl airflow by the blower mechanism in the vicinity of the plant cultivated indoors, the scattering of pollen can be suppressed and the plant can be pollinated more effectively. Here, “the vicinity of the plant” is a region close to the main branch of the plant, for example, a region within 20 cm from the main branch of the plant.
上記無人飛行体の一部を植物に当接させることで花に振動を与えてもよい。このように、無人飛行体の一部の植物への当接により花に振動を与えることで、より確実に花を振動させることができ、花がより受粉し易くなる。 You may give a vibration to a flower by making a part of said unmanned air vehicle contact a plant. Thus, by giving vibration to the flowers by abutting a part of the plant of the unmanned air vehicle, the flowers can be vibrated more reliably and the flowers are more easily pollinated.
上記無人飛行体が噴射ノズルを備え、上記噴射ノズルで植物の受粉部分に花粉又はホルモン剤を射出することにより上記受粉を行うとよい。このように、無人飛行体が備える噴射ノズルで植物の受粉部分に花粉又はホルモン剤を射出することにより、より確実に植物を受粉させることができる。 The unmanned air vehicle may include an injection nozzle, and the pollination may be performed by injecting pollen or a hormonal agent into a pollination portion of the plant with the injection nozzle. Thus, a plant can be pollinated more reliably by inject | pouring pollen or a hormone agent into the pollination part of a plant with the injection nozzle with which an unmanned aerial vehicle is provided.
上記無人飛行体が撮影機構を備えるとよく、上記受粉工程において、上記撮影機構により得られる画像から受粉対象の花の位置を特定するとよい。このように、無人飛行体が備える撮影機構により得られる画像から受粉対象の花の位置を特定することで、植物の花毎に受粉処理を行うことができる。 The unmanned aerial vehicle may include a photographing mechanism, and in the pollination step, the position of a pollination target flower may be specified from an image obtained by the photographing mechanism. Thus, pollination processing can be performed for each flower of the plant by specifying the position of the flower to be pollinated from the image obtained by the imaging mechanism included in the unmanned aerial vehicle.
上記受粉工程において、上記無人飛行体に予め定めた経路を飛行させるとよい。このように、無人飛行体に予め定めた経路を飛行させることにより、監視不要で自動的に受粉処理を行わせることができる。 In the pollination step, the unmanned air vehicle may be caused to fly along a predetermined route. In this way, by allowing the unmanned air vehicle to fly along a predetermined route, it is possible to automatically perform pollination processing without monitoring.
上記無人飛行体が植物の育成データを取得するセンサを備えるとよく、このセンサにより育成データを取得する工程をさらに備えるとよい。このように、無人飛行体が備えるセンサにより植物の育成データを取得することで、植物の育成管理が容易に行える。 The unmanned air vehicle may include a sensor that acquires plant growth data, and may further include a step of acquiring the growth data using the sensor. In this way, plant growth management can be easily performed by acquiring plant growth data using a sensor included in the unmanned air vehicle.
本発明の他の一態様に係る受粉システムは、空中で重心の位置が半径30cmの仮想球内に維持される停止飛行が可能な無人飛行体と、上記無人飛行体を制御して植物を受粉させる制御機構とを備える受粉システムである。 A pollination system according to another aspect of the present invention includes an unmanned aerial vehicle capable of a stop flight in which the position of the center of gravity is maintained in a virtual sphere having a radius of 30 cm in the air, and the plant is pollinated by controlling the unmanned aerial vehicle. And a control mechanism for causing pollination.
当該受粉システムは、制御機構が無人飛行体の飛行経路を制御することにより、受粉処理可能な範囲を柔軟に変更できる。これにより、当該受粉システムは、例えば植物の株数の増加などにより受粉処理の範囲が変動した場合でも、容易に受粉処理可能な範囲を変更することができる。 In the pollination system, the control mechanism can flexibly change the range in which pollination can be performed by controlling the flight path of the unmanned air vehicle. Thereby, the said pollination system can change the range which can be pollinated easily even when the range of a pollination process fluctuates, for example by the increase in the number of plant stocks.
[本発明の実施形態の詳細]
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係る受粉システム及び受粉方法について詳説する。
[Details of the embodiment of the present invention]
Hereinafter, the pollination system and the pollination method according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
〔第一実施形態〕
[受粉システム]
図1に示す当該受粉システムは、空中で重心の位置が半径30cmの仮想球内に維持される停止飛行が可能な無人飛行体1と、この無人飛行体1を制御して植物を受粉させる制御機構としての受粉処理制御部2とを主に備える。当該受粉システムは、植物Pの周囲に無人飛行体1を飛行させ、無人飛行体1から植物Pへ送風させることにより花に振動を与え、植物Pを受粉させる。
[First embodiment]
[Pollination system]
The pollination system shown in FIG. 1 is an unmanned
ここで、当該受粉システム及び後述の当該受粉方法が対象とする「植物」とは、受粉により種子が作られる種子植物であり、例えば野菜、果樹、穀物、花卉、工芸農作物等が挙げられる。野菜としては、例えばトマト、なす、きゅうり、イチゴ、スイカなどの果菜類、白菜、キャベツ、ねぎなどの葉茎菜類、だいこん、にんじん、さといもなどの根菜類等が挙げられる。果樹としては、例えばみかん、りんご、ぶどう、かき、なし等が挙げられる。穀物としては、例えば米、麦、とうもろこし、大豆、えんどう等が挙げられる。花卉としては、例えば観賞用のきく、ばら、カーネーション、ゆり等が挙げられる。工芸農作物としては、例えばなたね、生茶、さとうきび、ホップ等が挙げられる。 Here, the “plant” targeted by the pollination system and the pollination method described later is a seed plant from which seeds are produced by pollination, and examples thereof include vegetables, fruit trees, grains, flower buds, and craft crops. Examples of vegetables include fruit vegetables such as tomato, eggplant, cucumber, strawberry and watermelon, leaf stem vegetables such as Chinese cabbage, cabbage and green onion, and root vegetables such as daikon, carrot and sweet potato. Examples of fruit trees include mandarin oranges, apples, grapes, oysters, and none. Examples of grains include rice, wheat, corn, soybeans, and peas. Examples of flower buds include ornamental flowers, roses, carnations, and lilies. Examples of craft crops include rapeseed, fresh tea, sugar cane, and hops.
<制御機構>
上記受粉処理制御部2は、植物Pを受粉させるための制御を行う。つまり、受粉処理制御部2は、例えば無人飛行体1の飛行を制御する飛行用制御部に対して、受粉処理を行う領域で無人飛行体1を停止飛行させるよう指示を出す。
<Control mechanism>
The pollination processing control unit 2 performs control for pollinating the plant P. That is, the pollination processing control unit 2 instructs, for example, the flight control unit that controls the flight of the
本実施形態の受粉処理制御部2は、図1に示すように無人飛行体1内に格納される。ただし、受粉処理制御部2は、無人飛行体1に対して受粉処理のための制御ができればよく、無人飛行体1と別体であってもよい。例えば無人飛行体1以外の場所に配設する受粉処理制御部2と無人飛行体1とを無線により接続し、この受粉処理制御部2が無人飛行体1に対して無線で受粉処理のための制御を行うようにしてもよい。
The pollination processing control unit 2 according to the present embodiment is stored in the
<無人飛行体>
上記無人飛行体1は、空中で停止飛行が可能な飛行体である。無人飛行体1は、図2A及び図2Bに示すように、本体3と、本体3に連結する飛行用の複数の回転翼4とを備える。また、無人飛行体1は、送風機構5を備える。
<Unmanned flying vehicle>
The
無人飛行体1の水平飛行時の上方からの平面視における最大長さとしては、例えば5cm以上60cm以下程度が好ましい。無人飛行体1の上記最大長さが上記下限に満たないと、無人飛行体1のサイズが小さくなり過ぎることにより送風可能な風量が小さくなり過ぎ、花に十分な振動を与えられないおそれがある。逆に、無人飛行体1の上記最大長さが上記上限を超えると、無人飛行体1のサイズが大きくなり過ぎ、植付間隔が狭い植物を受粉させ難くなり、栽培面積に対する果実等の収穫効率が低下するおそれがある。なお、「無人飛行体の水平飛行時の上方からの平面視における最大長さ」とは、水平飛行時の無人飛行体が上方からの平面視で内接する最小円の直径を意味する。
The maximum length of the
(本体)
上記本体3には、受粉処理制御部2、飛行用制御部、回転翼4を回転駆動するモーター及びバッテリー(図示せず)などが格納される。
(Body)
The
(回転翼)
上記複数の回転翼4は、無人飛行体1の飛行用の翼である。飛行用制御部により各回転翼4の回転数が制御されることにより、無人飛行体1の飛行が制御される。
(Rotating blade)
The plurality of rotary wings 4 are wings for flying the
(送風機構)
本実施形態の送風機構5は、図2A及び図2Bに示すように、回転翼4と、各回転翼4を囲むよう配設される円筒状のケーシング6とを備える。また、送風機構5は、ケーシング6の上側の開放端を閉塞する保護部材7を備える。
(Blower mechanism)
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
送風機構5は、花に振動を与えるために、花に向けて送風する機構である。この送風機構5が、植物Pの花に風を当てることにより、花に振動を与えて植物Pを受粉させる。このように、送風機構5は、直接花に当接せずに振動を与えることができるため、受粉処理時の花へのダメージを抑制しつつ受粉を行うことができる。
The
上述したように、本実施形態の送風機構5は、飛行用の回転翼4で発生する風を植物Pへ送る。つまり、送風機構5は、回転翼4を送風翼として利用する。このように、飛行用の回転翼4で送風機構5を構成することにより、植物Pへ送る風を発生させる翼等を別に設ける必要がないので、無人飛行体を簡易かつ軽量な構成とし易い。
As described above, the
また、送風機構5は、飛行用の回転翼4とは別に送風用の回転翼を備える構成としてもよい。このように、飛行用の回転翼4とは別に送風用の回転翼を配設することで、送風用の翼を植物Pへの送風に適した構造とし易く、植物Pを受粉させ易くできる。
In addition, the
〈ケーシング〉
上記ケーシング6は円筒状であり、本実施形態では、図2Bに示すように回転翼4を囲み、回転翼4で発生する下向きの風が上記円筒内を流通するよう配設される。なお、送風機構5が飛行用の回転翼4とは別に送風用の回転翼を備える場合には、送風用の回転翼を囲むようにケーシング6を配設するとよい。また、この場合、各回転翼4についても、回転翼4を囲むようにケーシング6を配設してもよい。このようにケーシング6を配設することにより、飛行用の回転翼4及び送風用の回転翼を植物Pに絡み難くできる。
<casing>
The
送風翼(図2Aでは回転翼4)の先端とケーシング6の内周面との平均距離としては、例えば0.5mm以上3cm以下程度が好ましい。上記平均距離が上記下限に満たないと、送風翼及びケーシング6の高い組付精度が要求され、製品コストが増加するおそれがある。逆に、上記平均距離が上記上限を超えると、送風翼により発生する風の利用効率が低下するおそれがある。
The average distance between the tip of the blower blade (rotary blade 4 in FIG. 2A) and the inner peripheral surface of the
回転翼4とケーシング6の下側の開放端との最小距離の下限としては、回転翼4の半径の1倍が好ましく、1.5倍がより好ましい。一方、上記最小距離の上限としては、回転翼4の半径の2.5倍が好ましく、2倍がより好ましい。上記最小距離が上記下限に満たないと、回転翼4が植物Pの葉などに絡み易くなるおそれがある。逆に、上記最小距離が上記上限を超えると、無人飛行体1の高さが大きくなり過ぎ、無人飛行体1が植物Pに接触し易くなるため、無人飛行体1の飛行制御が困難となるおそれがある。なお、保護部材7が無い場合、すなわちケーシング6の上側の開放端が閉塞されていない場合、回転翼4とケーシング6の上側の開放端との最小距離も上記範囲内とすることが好ましい。また、ケーシング6の下側にも開放端を閉塞する保護部材を取り付けてもよい。なお、ケーシング6の下側の開放端を閉塞する保護部材を取り付ける場合、上記最小距離は上記範囲内でなくてもよく、この場合、回転翼4と保護部材との最小距離が後述する範囲内であるとよい。
The lower limit of the minimum distance between the rotary blade 4 and the lower open end of the
なお、ケーシング6の形状は、図2Bに示すような内周断面積が一定の円筒形状に限らず、内周断面積が下方に向かって縮小又は拡大するような形状であってもよい。
The shape of the
〈保護部材〉
上記保護部材7は、図2Aに示すように網目状の部材であり、ケーシング6の上側の開放端を閉塞する。この保護部材7により、回転翼4を植物Pに絡み難くする。
<Protective member>
The
保護部材7は、例えば複数の糸状部材を平行に配列したものを交差するよう配設することで形成できる。このような糸状部材として、例えば天然繊維又は化学繊維で形成された糸や、針金などの金属で形成された糸を用いることができる。これらの中でも、低コストで植物Pの葉などの巻き込みを抑制し易い点において、針金が好ましい。従って、保護部材7として、針金が網目状に形成された金網を好適に用いることができる。
The
網目状の保護部材7の目開きとしては、例えば1cm以上2cm以下程度が好ましい。保護部材7の目開きが上記下限に満たないと、回転翼4により発生する風力が低下するおそれがある。逆に、保護部材7の目開きが上記上限を超えると、植物Pの葉の回転翼4への巻き込みを十分に抑制できないおそれがある。
The mesh size of the mesh-like
保護部材7を構成する糸状部材の平均径としては、例えば0.2mm以上1mm以下程度が好ましい。糸状部材の平均径が上記下限に満たないと、植物Pとの当接により糸状部材が破断し易くなるおそれがある。逆に、糸状部材の平均径が上記上限を超えると、回転翼4により発生する風力が低下するおそれがある。
As an average diameter of the filamentous member which comprises the
回転翼4と保護部材7との最小距離としては、例えば2cm以上3cm以下程度が好ましい。網目状の保護部材7により植物Pのケーシング6内への進入が抑制されるが、回転翼4と保護部材7との最小距離が上記下限に満たないと、網目の間に入り込んだ植物Pの葉の先端などが回転翼4に当接する可能性が生じ、植物Pの葉などの回転翼4への巻き込みを十分に抑制できないおそれがある。逆に、回転翼4と保護部材7との最小距離が上記上限を超えると、無人飛行体1の高さが大きくなり、無人飛行体1が植物Pに当接し易くなるおそれがある。なお、ケーシング6の下側にも開放端を閉塞する保護部材を取り付けてもよく、この場合、回転翼4とケーシング6の下側に取り付けた保護部材との最小距離は上記範囲内にするとよい。
The minimum distance between the rotary blade 4 and the
また、上記送風機構5は、旋回気流を発生させるように構成されるとよい。又は、旋回気流が発生するよう無人飛行体1を飛行させるとよい。植物Pの近傍に旋回気流を発生させることで、花粉の飛散を抑えて、より効果的に植物Pを受粉させることができる。上記旋回気流は、下向きに発生した風が上方に戻るように循環して流れるものが好ましい。
Further, the
なお、当該受粉システムは屋外でも屋内でも使用できるが、上述のように旋回気流を発生させる場合、屋内で使用する方が、周囲の自然の風の影響を受け難いため、旋回気流による花粉の飛散抑制効果が得易い。 The pollination system can be used both outdoors and indoors. However, when generating a swirling airflow as described above, pollen scattering by the swirling airflow is less likely to be affected by the surrounding natural wind when used indoors. It is easy to obtain a suppression effect.
また、無人飛行体1は、撮影機構を備えてもよい。無人飛行体1が撮影機構を備えると、この撮影機構により得られる画像から色の識別により花の位置を特定することができる。従って、無人飛行体1が撮影機構を備える場合、例えば受粉処理制御部2が撮影機構により得られる画像から花の位置を特定し、その特定した花毎に空中で停止飛行させるよう無人飛行体1を制御できる。このように無人飛行体1が撮影機構を備える場合、当該受粉システムは、無人飛行体1の飛行経路を予め設定しなくても、植物Pの花毎の受粉処理を行うことができる。
Further, the
当該受粉システムは、受粉処理制御部2が受粉処理を行えるよう無人飛行体1の飛行経路を制御するため、受粉処理可能な範囲を柔軟に変更できる。これにより、当該受粉システムは、例えば植物の株数の増加などにより受粉処理の範囲が変動した場合でも、容易に受粉処理可能な範囲を変更することができる。
Since the pollination system controls the flight path of the
[受粉方法]
当該受粉方法は、植物の受粉方法であり、空中で停止飛行が可能な無人飛行体1を用い植物Pを受粉させる受粉工程を備える。当該受粉方法は、植物Pの周囲に無人飛行体1を飛行させ、無人飛行体1から植物Pへ送風させることにより花に振動を与え、植物Pを受粉させる。
[Pollination method]
The pollination method is a plant pollination method, and includes a pollination step of pollinating the plant P using the
<受粉工程>
上記受粉工程では、受粉処理制御部2により、植物Pの花毎に空中で停止飛行するよう無人飛行体1を制御し、送風機構5が備える回転翼4により発生する風を植物Pの花に当てる。この風により花に振動が与えられることで、その花が受粉する。
<Pollination process>
In the pollination process, the pollination processing control unit 2 controls the
(植物の植付位置)
図3に、当該受粉方法により受粉処理を行う植物Pの植付位置の例を示す。図3に示すように、一直線状に等間隔で植物Pを植付けた複数の縦長の条Fを所定間隔を開けて平行に配設することで、植物Pの管理がし易く、かつ栽培面積に対する果実等の収穫量を向上させ易い。なお、図3は、平行に配設した複数の条Fのうち、隣接する2つの条Fの配置関係を示す図である。
(Plant planting position)
In FIG. 3, the example of the planting position of the plant P which performs a pollination process with the said pollination method is shown. As shown in FIG. 3, by arranging a plurality of vertically long strips F in which plants P are planted in a straight line at regular intervals and arranged in parallel at predetermined intervals, it is easy to manage the plants P and to the cultivation area It is easy to improve the yield of fruits. In addition, FIG. 3 is a figure which shows the arrangement | positioning relationship of two adjacent stripes F among the some stripes arrange | positioned in parallel.
条Fとして、例えばトレイ状の枠体内に土壌を充填させたものを用いることができる。条Fの長手方向の長さLとしては、例えば15m以上50m以下程度が好ましい。条Fの長さLが上記下限に満たないと、土地面積に対する果実等の収穫量が小さくなり過ぎるおそれがある。逆に、条Fの長さLが上記上限を超えると、例えば温室内で植物Pを栽培する場合、温室の対向する壁間の距離が大きくなり過ぎ、天井部分に要求される強度が大きくなるため、温室の建設コストが増加するおそれがある。 As the strip F, for example, a tray-shaped frame filled with soil can be used. The length L in the longitudinal direction of the strip F is preferably about 15 m or more and 50 m or less, for example. If the length L of the strip F is less than the lower limit, the yield of fruits and the like for the land area may be too small. Conversely, when the length L of the stripe F exceeds the above upper limit, for example, when cultivating the plant P in the greenhouse, the distance between the opposing walls of the greenhouse becomes too large, and the strength required for the ceiling portion increases. Therefore, the construction cost of the greenhouse may increase.
条Fの幅Wとしては、例えば5cm以上100cm以下程度が好ましい。条Fの幅Wが上記下限に満たないと、植物Pが成長するに伴って条Fが不安定となり易く、植物Pが倒れ易くなるおそれがある。逆に、条Fの幅Wが上記上限を超えると、土壌等の使用量が多くなり過ぎ、栽培コストが増加するおそれがある。 The width W of the stripe F is preferably about 5 cm to 100 cm, for example. If the width W of the streak F is less than the above lower limit, the streak F tends to become unstable as the plant P grows, and the plant P may fall easily. On the other hand, when the width W of the stripe F exceeds the upper limit, the amount of use of soil and the like becomes excessive, and the cultivation cost may increase.
条Fに一直線状に植付ける植物植付位置Qの平均間隔D1としては、例えば15cm以上25cm以下程度が好ましい。植物植付位置Qの平均間隔D1が上記下限に満たないと、隣接する植物P間の接触する部分が多くなり過ぎるため、植物Pの生育が不良となり易いおそれがある。逆に、植物植付位置Qの平均間隔D1が上記上限を超えると、栽培面積に対する果実等の収穫量が小さくなり過ぎるおそれがある。 As the average distance D 1 of the planted plant planting position Q is linearly to Article F, for example, preferably to or more than 25cm or less 15cm. When the average spacing D 1 of the plant planting position Q is less than the above lower limit, since too many contact portions between adjacent plant P, there is likely possibility it becomes growth of plants P is poor. Conversely, when the average spacing D 1 of the attached plant planting position Q exceeds the upper limit, there is a possibility that the yield of such fruit is too small for the growing area.
植物Pの条間の平均距離D2としては、例えば60cm以上200cm以下程度が好ましい。植物Pの条間の平均距離D2が上記下限に満たないと、植物Pの管理がし難くなるおそれがある。逆に、植物Pの条間の平均距離D2が上記上限を超えると、土地面積に対する果実等の収穫量が小さくなり過ぎるおそれがある。 The average distance D 2 between the strip of plants P, preferably for example, about 60cm or more 200cm less. When the average distance D 2 between the strip of plant P is less than the above lower limit, it may become difficult to manage plants P. Conversely, when the average distance D 2 between the strip of plants P exceeds the upper limit, there is a possibility that the yield of fruits such as for land area becomes too small.
上記受粉工程において、植物Pの花毎にその花の上方の空中で停止飛行するよう無人飛行体1を制御するとよい。これにより、回転翼4の回転により発生する風が効率よく植物Pの花に当たるため花が振動し易くなり、その結果、花の受粉をし易くできる。
In the said pollination process, it is good to control the
また、上記受粉工程において、回転翼4の回転により発生する風が植物Pの主枝の上方から花に当たる位置で無人飛行体1が停止飛行するよう制御するとよい。ここで、植物Pの種類によるが、例えばトマトの花は、時間と共に主枝の上方に着花していく。このように時間と共に主枝の上方に着花するような植物Pに対し、上述のように受粉処理制御部2が植物Pの主枝の上方から風が当たるように無人飛行体1を制御することで、効率よく花に風を当てて振動させることができるため、植物Pを効率よく受粉させることができる。
Moreover, in the said pollination process, it is good to control so that the
また、上記受粉工程において、送風機構5により植物Pの近傍に旋回気流を発生させるとよい。なお、旋回気流を発生させる場合、上述したように受粉工程を温室などの屋内で行うことで、花粉の飛散抑制効果が得易い。
Moreover, in the said pollination process, it is good to generate | occur | produce a swirl airflow in the vicinity of the plant P by the
また、上記受粉工程において、予め定めた経路を飛行するよう無人飛行体1を制御するとよい。当該受粉方法は、このように無人飛行体1を制御することで、人が監視していなくても自動的に受粉処理を行わせることができ、受粉処理に伴う労力を軽減できる。
Moreover, in the said pollination process, it is good to control the
また、上述のように無人飛行体1が撮影機構を備える場合、上記受粉工程において、この撮影機構により得られる画像から受粉対象の花の位置を特定し、無人飛行体1を飛行させてもよい。
Moreover, when the
当該受粉方法は、このように空中で停止飛行が可能な無人飛行体1を用いるので、飛行経路を変更することにより、受粉処理可能な範囲を柔軟に変更できる。これにより、当該受粉方法は、例えば植物Pの株数の増加などにより受粉処理の範囲が変動した場合でも、容易に受粉処理可能な範囲を変更することができる。
Since the pollination method uses the
〔第二実施形態〕
[受粉システム]
当該受粉システムは、空中で重心の位置が半径30cmの仮想球内に維持される停止飛行が可能な図4に示す無人飛行体11と、この無人飛行体11を制御して植物を受粉させる制御機構としての受粉処理制御部12とを主に備える。当該受粉システムは、植物Pの周囲に無人飛行体11を飛行させ、無人飛行体11から植物Pの受粉部分、例えば花に花粉又はホルモン剤を供給することにより、植物Pを受粉させる。
[Second Embodiment]
[Pollination system]
The pollination system is an
<制御機構>
上記受粉処理制御部12は、植物Pを受粉させるための制御を行う。つまり、受粉処理制御部12は、例えば無人飛行体11の飛行を制御する飛行用制御部に対して、受粉処理を行う領域で無人飛行体11を停止飛行させるよう指示を出す。また、受粉処理制御部12は、後述する噴射ノズル18からの花粉の懸濁液又はホルモン剤の希釈溶液の射出を制御する。
<Control mechanism>
The pollination
本実施形態の受粉処理制御部12は、図4に示すように無人飛行体11内に格納される。受粉処理制御部12は、無人飛行体11に対して受粉処理のための制御ができればよく、無人飛行体11と別体であってもよい。
The pollination
<無人飛行体>
上記無人飛行体11は、空中で停止飛行が可能な飛行体である。無人飛行体11は、図4に示すように、飛行用の複数の回転翼14、溶液貯留部17及び噴射ノズル18を備える。
<Unmanned flying vehicle>
The unmanned
(回転翼)
上記複数の回転翼14は、無人飛行体11の飛行用の翼である。無人飛行体11の飛行用制御部により各回転翼14の回転数が制御されることで、無人飛行体11の飛行が制御される。
(Rotating blade)
The plurality of
(溶液貯留部)
上記溶液貯留部17は、花粉の懸濁液又はホルモン剤の希釈溶液を貯留する。花粉を用いる場合は、対象とする植物Pの花粉を用い、ホルモン剤を用いる場合は、対象とする植物Pの着果促進に適したホルモン剤を用いるとよい。具体的には、ホルモン剤を用いる場合、例えばトマト、なすなどに対しては4−クロロフェノキシ酢酸を用いるとよく、メロン、すいか、かぼちゃなどに対してはホルクロルフェニュロンを用いるとよい。
(Solution reservoir)
The
(噴射ノズル)
上記噴射ノズル18は、一端が溶液貯留部17内の花粉の懸濁液又はホルモン剤の希釈溶液中に配設される管19の他端に連結する。受粉処理制御部12の制御により、溶液貯留部17内の花粉の懸濁液又はホルモン剤の希釈溶液が、管19内を流通し噴射ノズル18から射出される。
(Injection nozzle)
One end of the
当該受粉システムは、例えば受粉処理制御部12が、植物Pの花毎に、噴射ノズル18から射出される花粉の懸濁液又はホルモン剤の希釈溶液がその花に供給される位置で停止飛行するよう無人飛行体11を制御する。さらに、受粉処理制御部12は、無人飛行体11を停止飛行させた位置で、溶液貯留部17に貯留される花粉の懸濁液又はホルモン剤の希釈溶液が先端から射出されるよう噴射ノズル18を制御する。このようにして、当該受粉システムは、植物Pの受粉部分である花に花粉又はホルモン剤を供給し植物Pを受粉させる。
In the pollination system, for example, for each flower of the plant P, the pollination
〔その他の実施形態〕
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
[Other Embodiments]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is not limited to the configuration of the embodiment described above, but is defined by the scope of the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims. The
例えば無人飛行体が、育成データを取得するセンサをさらに備えてもよい。無人飛行体がこのようなセンサを備えることで、例えば花数や草丈などの情報を取得することができる。これらの情報に基づいて、受粉処理時期や無人飛行体の飛行経路などを決定することで、より効果的な受粉処理を行うことができる。 For example, the unmanned air vehicle may further include a sensor that acquires the training data. When the unmanned air vehicle includes such a sensor, for example, information such as the number of flowers and the plant height can be acquired. More effective pollination processing can be performed by determining the pollination processing time, the flight path of the unmanned air vehicle, and the like based on these pieces of information.
また、無人飛行体が、環境データを取得するセンサをさらに備えてもよい。ここで、「環境データ」とは、例えば温度、湿度、日照情報、二酸化炭素濃度などのデータである。無人飛行体がこのようなセンサを備えることで、受粉処理を行いつつ環境データを取得することができるので、環境データ取得の手間が省略できる。 The unmanned air vehicle may further include a sensor that acquires environmental data. Here, “environment data” is data such as temperature, humidity, sunshine information, carbon dioxide concentration, and the like. Since the unmanned air vehicle includes such a sensor, it is possible to acquire environmental data while performing pollination processing.
また、無人飛行体が、飛行高さを検出する機構をさらに備えてもよい。例えば時間と共に上方に着花していく植物を栽培する場合、その植物の成長過程に応じて無人飛行体の飛行高さを設定することが好ましい。このように、無人飛行体が飛行高さ検出機構を備えることで、精度よく設定した高さで無人飛行体を飛行させることができる。上記飛行高さ検出機構として、例えば無人飛行体に設けた光や超音波を使用する距離センサ、地面の一定の高さに設置したガイドとこのガイドを検出する無人飛行体に設けたセンサとを有する機構、無人飛行体に設けた気圧計で検出される気圧より飛行高さの変化を判断する機構等が挙げられる。 The unmanned air vehicle may further include a mechanism for detecting the flight height. For example, when cultivating a plant that is flowering upward with time, it is preferable to set the flying height of the unmanned aerial vehicle according to the growth process of the plant. As described above, the unmanned aerial vehicle includes the flight height detection mechanism, so that the unmanned aerial vehicle can be caused to fly at a precisely set height. As the flight height detection mechanism, for example, a distance sensor using light or ultrasonic waves provided on an unmanned air vehicle, a guide installed at a certain height on the ground, and a sensor provided on the unmanned air vehicle for detecting this guide And a mechanism for determining a change in flight height from the atmospheric pressure detected by a barometer provided on the unmanned air vehicle.
また、上記第一実施形態では、風を当てることにより花に振動を与えることとしたが、その他の方法により花に振動を与えてもよい。例えば花以外に振動を与えても生育に影響しないような植物が受粉対象の場合、無人飛行体の一部を植物の葉や枝に当接させるよう飛行制御することにより花に振動を与えてもよい。また、花以外には振動を与えない方がよい植物が受粉対象の場合、例えば無人飛行体にアーム等の突起物を取り付け、この突起物の先端を花に当接させるよう無人飛行体を制御することにより花に振動を与えてもよい。この突起物の先端を花に当接させるパターンとして、例えば上記突起物の先端で花を叩くパターンや掴むパターンが挙げられる。また、上記突起物の先端を花に当接させる方法としては、受粉処理制御部により無人飛行体の飛行を制御する方法や、上記突起物を直接動かす方法が挙げられる。また、上記突起物の先端にバイブレータを取り付けてもよい。 In the first embodiment, the flower is vibrated by applying wind, but the flower may be vibrated by other methods. For example, if a plant that does not affect growth even if vibration other than flowers is to be pollinated, the flowers are vibrated by controlling the flight so that a part of the unmanned flying body comes into contact with the leaves and branches of the plant. Also good. Also, if plants that should not vibrate other than flowers are pollination targets, for example, attach a projection such as an arm to the unmanned flying vehicle and control the unmanned flying vehicle so that the tip of this projection is in contact with the flower. By doing so, you may give a vibration to a flower. Examples of the pattern in which the tip of the protrusion comes into contact with the flower include a pattern of hitting a flower with the tip of the protrusion and a pattern of grasping. In addition, examples of the method of bringing the tip of the protrusion into contact with the flower include a method of controlling the flight of the unmanned air vehicle by the pollination processing control unit and a method of directly moving the protrusion. Moreover, you may attach a vibrator to the front-end | tip of the said protrusion.
また、上記第一実施形態では、ケーシングの上側の開放端にのみ保護部材を配設する無人飛行体について説明したが、ケーシングの下側の開放端も保護部材で閉塞された無人飛行体を用いてもよいし、ケーシングの下側の開放端のみ保護部材で閉塞された無人飛行体を用いてもよい。 In the first embodiment, the unmanned aerial vehicle in which the protective member is disposed only at the upper open end of the casing has been described. However, the unmanned air vehicle in which the lower open end of the casing is also closed by the protective member is used. Alternatively, an unmanned air vehicle in which only the lower open end of the casing is closed with a protective member may be used.
また、無人飛行体が、予め設定された時間に自動的に飛行及び受粉処理を行うようにしてもよい。さらに、無人飛行体が、自動的に充電を行うようにしてもよい。例えば無人飛行体の充電残量が所定値以下となった場合に無人飛行体が充電器の位置に着陸するよう設定しておくとよい。このようにすることで、人が監視していなくても受粉処理を確実に行わせることができ、例えば夜間の受粉処理も容易に行うことができる。 Further, the unmanned air vehicle may automatically perform flight and pollination processing at a preset time. Further, the unmanned air vehicle may be automatically charged. For example, it is preferable to set the unmanned air vehicle to land at the position of the charger when the remaining charge amount of the unmanned air vehicle becomes a predetermined value or less. By doing in this way, even if it is not monitoring by a person, pollination processing can be performed reliably, for example, nighttime pollination processing can also be performed easily.
また、上記各実施形態では、無人飛行体として複数の回転翼を備える飛行体について説明したが、停止飛行が可能なものであれば、回転翼が1つのみの飛行体や回転翼のない飛行体を用いてもよい。例えばこのような無人飛行体として、ラジコンヘリコプターや気球などを用いてもよい。 Further, in each of the above embodiments, a flying body having a plurality of rotor blades has been described as an unmanned flying body. However, as long as stop flight is possible, a flying body having only one rotor blade or a flight without a rotor blade is used. The body may be used. For example, a radio controlled helicopter or a balloon may be used as such an unmanned air vehicle.
本発明の受粉方法及び受粉システムは、受粉処理可能な範囲を柔軟に変更できるので、労力の軽減、高品質の果実や野菜の栽培を図ることができる。 The pollination method and the pollination system of the present invention can flexibly change the range that can be pollinated, so that labor can be reduced and high-quality fruits and vegetables can be cultivated.
1、11 無人飛行体
2、12 受粉処理制御部
3 本体
4、14 回転翼
5 送風機構
6 ケーシング
7 保護部材
17 溶液貯留部
18 噴射ノズル
19 管
F 条
P 植物
Q 植物植付位置
DESCRIPTION OF
Claims (16)
空中で重心の位置が半径30cmの仮想球内に維持される停止飛行が可能な無人飛行体を用い植物を受粉させる受粉工程を備える受粉方法。 A method for pollination of plants,
A pollination method comprising a pollination step of pollinating a plant using an unmanned aerial vehicle capable of stop flight in which a position of the center of gravity is maintained in a virtual sphere having a radius of 30 cm in the air.
上記受粉工程において、植物の花に上記送風機構により発生する風を当てることで振動を与える請求項3に記載の受粉方法。 The unmanned air vehicle has a blower mechanism,
4. The pollination method according to claim 3, wherein in the pollination step, vibration is applied to the flowers of the plant by applying wind generated by the air blowing mechanism.
上記噴射ノズルで植物の受粉部分に花粉又はホルモン剤を射出することにより上記受粉を行う請求項1又は請求項2に記載の受粉方法。 The unmanned air vehicle includes an injection nozzle,
The pollination method of Claim 1 or Claim 2 which performs the said pollination by inject | pouring pollen or a hormonal agent into the pollination part of a plant with the said injection nozzle.
上記受粉工程において、上記撮影機構により得られる画像から受粉対象の花の位置を特定する請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の受粉方法。 The unmanned air vehicle is equipped with a shooting mechanism,
The pollination method according to any one of claims 1 to 12, wherein, in the pollination step, a position of a flower to be pollinated is specified from an image obtained by the photographing mechanism.
このセンサにより育成データを取得する工程をさらに備える請求項1から請求項14のいずれか1項に記載の受粉方法。 The unmanned air vehicle includes a sensor for acquiring plant growth data,
The pollination method according to any one of claims 1 to 14, further comprising a step of acquiring growth data by the sensor.
上記無人飛行体を制御して植物を受粉させる制御機構と
を備える受粉システム。 An unmanned air vehicle capable of stop flight in which the position of the center of gravity is maintained in a virtual sphere with a radius of 30 cm in the air;
A pollination system comprising: a control mechanism for controlling the unmanned air vehicle to pollinate a plant.
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