JP2018007630A - Cultivation support device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、栽培支援装置に関する。 The present invention relates to a cultivation support apparatus.
植物の栽培を制御する技術として、植物の状態を自動診断し、環境条件を植物の生育に適した状態に制御する技術がある。この技術は、Speaking Plant Approach(SPA)と呼ばれ、植物の生育状況の記録や遠隔による病理診断などを通じた栽培の省力化や、ストレスの付与による農産物の高収量、高品質化の実現を容易にするものとして近年注目されている。 As a technique for controlling plant cultivation, there is a technique for automatically diagnosing the state of a plant and controlling environmental conditions to a state suitable for plant growth. This technology is called Speaking Plant Approach (SPA), and it is easy to save labor of cultivation through recording of plant growth status and remote pathological diagnosis, and to realize high yield and high quality of agricultural products by applying stress. In recent years, it has attracted attention as something to make.
植物のストレスは、その植物にとって理想的な生育環境と異なる環境に置かれることによって植物にかかる負荷のことであり、ストレスのかかる環境下に置かれた植物内では、環境に対応して、さまざまな生理的変化が起こることが知られている。 Plant stress refers to the load placed on a plant by placing it in an environment different from the ideal growth environment for the plant. Within a plant placed under a stressed environment, various stresses can be applied depending on the environment. It is known that physiological changes occur.
例えば、果菜類は、結実後に十分に水分が得られないことによる水分ストレスが与えられると、果実の大きさが低下し、収量が減少する場合がある。一方、適度に水分ストレスを付与した果実は、高糖度化する場合がある。この性質を利用して、水分の制御を通じて付加価値の高い作物を生産する農法がある。近年、この農法の自動化を目的とした様々な試みが行われている。 For example, fruit vegetables may be reduced in fruit size and yield when subjected to moisture stress due to insufficient moisture after fruit set. On the other hand, fruits given moderate water stress may have a high sugar content. There is an agricultural method that uses this property to produce high-value-added crops through moisture control. In recent years, various attempts have been made to automate this farming method.
特開2007−306846(特許文献1)には、植物の葉の投影面積の基準値と現在の投影面積との比(投影面積比)が閾値を下回った際に潅水信号を発することで、潅水を制御する技術が開示されている。この技術では、植物のストレスを、植物自身の画像から取得し、その情報を栽培制御にフィードバックすることにより、意図したストレスが与えられているかどうかを常に監視して、適切なストレスを植物に与える栽培制御が行われる。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-306846 (Patent Document 1) discloses that an irrigation signal is generated when a ratio (projection area ratio) between a reference value of a projected area of a plant leaf and a current projected area falls below a threshold value. Techniques for controlling are disclosed. In this technology, plant stress is acquired from the image of the plant itself, and the information is fed back to the cultivation control to constantly monitor whether or not the intended stress is being applied, and give the plant appropriate stress. Cultivation control is performed.
特開2012−55207(特許文献2)には、取得した情報を入力とする生育モデルを用いて植物の生育状況を判定した生育状況に基づいて栽培制御を行う技術が開示されている。この技術では、取得した画像を入力とする生育モデルから収穫計画を作成し、それに基づき収穫部の制御を行うことにより、植物の現在の生育状況を考慮した栽培制御が行われる。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-55207 (Patent Document 2) discloses a technique for performing cultivation control based on a growth state in which a growth state of a plant is determined using a growth model that has acquired information as an input. In this technique, a harvesting plan is created from a growth model that uses an acquired image as an input, and a harvesting part is controlled based on the harvesting plan, thereby performing cultivation control in consideration of the current growth state of the plant.
しかしながら、既存の生育モデルでは、作物にかかるストレスが考慮されていないため、既存の生育モデルを用いた栽培制御により意図した収穫結果を得ようとしても、実際に得られた収穫結果は意図した収穫結果とずれてしまう。そのため、既存の生育モデルを用いた栽培制御では、意図した収量・品質の作物を得ることができないという問題がある。 However, the existing growth model does not consider the stress on the crop, so even if you try to obtain the intended harvest result by cultivation control using the existing growth model, the actual harvest result is not the intended harvest result. It will deviate from the result. For this reason, there is a problem that crops with the intended yield and quality cannot be obtained by cultivation control using existing growth models.
本発明の目的は、意図した収穫結果に近い収穫結果を得ることができる植物栽培支援装置を提供することにある。 The objective of this invention is providing the plant cultivation assistance apparatus which can obtain the harvest result close | similar to the intended harvest result.
上述した課題を解決するため、本発明の栽培支援装置の一態様は、植物の栽培を支援する栽培支援装置であり、栽培対象のストレス情報を計測するストレス情報計測部と、前記栽培対象の環境情報を計測する環境情報計測部と、前記ストレス情報、前記環境情報から、前記栽培対象の内部状態を推定する状態推定部と、前記内部状態の推定結果に基づいて、前記栽培対象の生育状況を推定する生育状況推定部と、前記生育状況の推定結果に基づいて、前記栽培対象の栽培内容を制御する制御部とを有する。 In order to solve the above-described problem, one aspect of the cultivation support device of the present invention is a cultivation support device that supports plant cultivation, a stress information measurement unit that measures stress information of a cultivation target, and the environment of the cultivation target. Based on the environmental information measuring unit that measures information, the stress information, the state estimation unit that estimates the internal state of the cultivation target from the environmental information, and the growth state of the cultivation target based on the estimation result of the internal state It has a growth condition estimation part to estimate and a control part which controls the cultivation contents of the cultivation object based on the estimation result of the growth situation.
本発明の一態様によれば、意図した収穫結果に近い収穫結果が得られる植物栽培支援装置を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a plant cultivation support device that can obtain a harvest result close to the intended harvest result.
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一の又は対応する構成については同一の符号を付して、説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding components may be denoted by the same reference numerals and description thereof may be omitted.
図1は、本発明の実施形態である栽培支援装置の一例(実施例1)を含む栽培支援システムの概略構成図である。図1において、符号100は、本発明の栽培支援装置の一例である支援装置である。符号PLは栽培対象の一例である植物である。符号SOは植物PLを栽培する土壌である。符号WSは、植物の栽培を制御する制御装置(潅水装置)の一部である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a cultivation support system including an example (Example 1) of a cultivation support apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the code |
なお、植物とは、生物を動物、植物、微生物に分類した場合の植物を意味する。また植物は、地表で生育するものだけでなく、海中、水中で育成するものも対象とすることができる。 The plant means a plant when the organism is classified into an animal, a plant, and a microorganism. In addition to plants that grow on the earth's surface, plants that grow in the sea and water can also be targeted.
植物栽培支援装置100の主要部は、コンピュータ110とセンサ部120とで構成されている。植物栽培支援装置100では、図1に示すように、センサ部120が、植物PL及び土壌SOに対して地上部及び地下部に設置されている。センサ部120で得られた各種情報は、コンピュータ110で処理され、植物の制御情報が決定される。得られた制御情報は、潅水装置WSに送られ、この制御情報に基づいて潅水装置WSが植物PLに給水するように制御されている。
The main part of the plant
図2は、植物栽培支援装置100の構成図である。植物栽培支援装置100は、図1でも示したように、主要部がコンピュータ110とセンサ部120とで構成されている。なお、コンピュータ110は、本発明の栽培支援装置における処理部の一例である。
FIG. 2 is a configuration diagram of the plant
コンピュータ110は、図2に示すように、センサ部120と通信するためのインタフェース111と、インタフェース111を通じでセンサ部120から得られたデータを格納する記憶部112と、記憶部112に格納されたデータを処理する演算部113と、得られたデータや演算部113における演算結果を格納する記録部114とを有する。また、インタフェース111、記憶部112、演算部113、及び記録部114は、バス115で接続されている。
As shown in FIG. 2, the
センサ部120は、少なくともストレス情報取得センサ121と環境情報取得センサ122とを含んで構成されている。センサ部120は、所定の時間間隔またはコンピュータ110からの指示を受けて、観測対象の植物PLのストレス情報及び環境情報を取得する。
The
具体的には、センサ部120内のストレス情報取得センサ121が、栽培対象のストレスを計測した情報をストレス情報として取得することができる。植物のストレスとは、その植物にとって理想的な生育環境とは異なる環境に置かれることによって植物にかかる負荷である。
Specifically, the stress
ストレス情報としては、例えば、予め分かっている理想的な生育環境と、実際の生育環境の差異を用いることができる。具体的には、理想的な生育のための気温と、現在の気温の差を用いることができる。また、ストレスのかかる環境下に置かれた植物内では、環境に応答して、さまざまな生理的変化が起こることが知られているため、生理的変化の量を計測し、これをストレス情報として用いても良い。この場合は、例えば、植物の葉の萎れ度合いをストレス情報として用いることができる。 As the stress information, for example, a difference between an ideal growth environment known in advance and an actual growth environment can be used. Specifically, the difference between the temperature for ideal growth and the current temperature can be used. In addition, it is known that various physiological changes occur in response to the environment in a plant placed in a stressed environment, so the amount of physiological change is measured and this is used as stress information. It may be used. In this case, for example, the degree of leaf wilting of the plant can be used as stress information.
本例では、ストレス情報取得センサ121は、例えば、図1に示すように栽培対象である植物PLの葉を撮影して、その萎れ度合い、枯れ度合い等を計測し、計測した情報をストレス情報として取得することができる。なお、ストレス情報取得センサ121は、本発明の栽培支援装置におけるストレス情報計測部の一例である。
In this example, the stress
また、センサ部120内の環境情報取得センサ122は、栽培対象の周辺の環境を計測した情報を環境情報として取得することができる。
Moreover, the environment
環境情報とは、植物の生育されている場所における、地上部もしくは地下部からセンサ等で計測可能なデータである。例えば、気温、土壌湿度などのデータである。センサ等で計測可能なデータの他にも、天気予報などの情報を用いても良い。その他、水遣り量やハウス栽培における暖房の設定温度のような栽培制御の情報などを環境情報として用いても良い。 The environmental information is data that can be measured by a sensor or the like from the above-ground part or the underground part in the place where the plant is grown. For example, data such as temperature and soil humidity. In addition to data measurable by a sensor or the like, information such as a weather forecast may be used. In addition, information on cultivation control such as the amount of watering or the set temperature of heating in house cultivation may be used as environmental information.
本例では、環境情報取得センサ122は、図1に示すように、地上部で気温を計測し、地下部で土壌SOの湿度などを計測し、これらの計測した情報を環境情報として取得することができる。なお、環境情報取得センサ122は、本発明の栽培支援装置における環境情報計測部の一例である。
In this example, as shown in FIG. 1, the environment
取得されたストレス情報及び環境情報はコンピュータ110へと伝送され、インタフェース111を介して記憶部112へと格納される。格納されたストレス情報及び環境情報は、演算部113により記憶部112から読み出される。読み出されたストレス情報及び環境情報から植物PLの内部状態が推定され、推定された内部状態に基づいて生育状況が推定される。
The acquired stress information and environment information are transmitted to the
そして、推定された生育状況に基づいて栽培の制御内容(以下、栽培制御内容ともいう)が判断される。栽培制御が必要と判断された場合、演算部113は、図示しない通知手段によって、栽培制御内容を、制御信号として制御装置に送信、ないし予め設定された連絡先へ通知する。これにより、植物PLの栽培内容が制御される。
And the control content of cultivation (henceforth the cultivation control content) is judged based on the estimated growth condition. When it is determined that the cultivation control is necessary, the
ここで、植物の内部状態の一例としては、植物の環境情報に対する感度を用いることができる。このような感度は、例えば、気温が1℃変化したとき、植物のストレスの量がどれほど変化するかといった情報である。この他にも、既存の生育モデルの一部を植物の内部状態として用いても良い。例えば、既存の生育モデルに、植物の光合成による生産物が葉と茎の生長にどのようなバランスで利用されるかの比率が含まれる場合、その比率を植物の内部状態として考えることもできる。 Here, as an example of the internal state of the plant, sensitivity to environmental information of the plant can be used. Such sensitivity is, for example, information on how much the amount of plant stress changes when the temperature changes by 1 ° C. In addition, a part of the existing growth model may be used as the internal state of the plant. For example, when an existing growth model includes a ratio of the balance between the production of a plant photosynthesis product and the growth of leaves and stems, the ratio can be considered as the internal state of the plant.
また、生育状況は、例えば、植物の葉の総面積、茎頂(茎の先端部分)の高さ、つぼみの総数などを示す。 The growth status indicates, for example, the total leaf area of the plant, the height of the shoot apex (the tip of the stalk), the total number of buds, and the like.
図3は、植物栽培支援装置100の機能ブロック図である。図3に示すように、植物栽培支援装置100は、コンピュータ110とセンサ部120で構成されている。コンピュータ110は、内部状態推定部116、生育シミュレーション部117、栽培制御部118を有する。
FIG. 3 is a functional block diagram of the plant
内部状態推定部116は、センサ部120からの情報を入力として植物PLの内部状態を推定することができる。また、生育シミュレーション部117は、内部状態推定部116の推定結果、及びセンサ部120(環境情報取得センサ122)で得られた環境情報を入力として植物PLの生育状況を推定することができる。さらに、栽培制御部118は、生育シミュレーション部117の推定結果に基づいて植物PLの栽培制御内容を判断等することにより植物PLの栽培内容を制御することができる。
The internal
図3では、まずセンサ部120が、栽培対象の植物PLのストレス情報及び環境情報を取得する。取得されたストレス情報及び環境情報は、コンピュータ110に伝送される。コンピュータ110内では、センサ部120の情報を入力として、内部状態推定部116が栽培対象の植物PLの内部状態を推定する。なお、内部状態推定部116における内部状態を推定するための入力として、過去の生育シミュレーション部の出力の履歴を用いても良い。
In FIG. 3, the
内部状態推定部116からの出力、または環境情報取得センサ122により取得された環境情報は、生育シミュレーション部117へ入力され、生育シミュレーション部117が生育状況を推定する。
The output from the internal
そして、栽培制御部118は、生育シミュレーション部117における生育シミュレーションの推定結果を入力として、栽培制御内容を判断する。栽培制御部118で、栽培制御が必要と判断された場合、コンピュータ110の内部または外部に設置された図示しない通知手段によって、栽培制御内容を、制御信号として制御装置に送信または予め設定された連絡先へ通知する。これにより、栽培対象である植物PLの栽培制御が行われる。
And the
なお、内部状態推定部116、生育シミュレーション部117、栽培制御部118は、本発明の栽培支援装置における、状態推定部、生育状況推定部、制御部の各一例である。
In addition, the internal
図4は、実施例1における植物栽培支援装置100による処理のフローを示す図(フローチャート)である。図4では、まず、ストレス情報及び環境情報を取得する(ステップS1201)。具体的には、センサ部120が、所定のタイミングで植物PLのストレス情報及び環境情報を取得する。所定のタイミングとは、コンピュータ110からトリガー信号を受信したタイミング、または予め設定された時刻や時間間隔に基づいて決定されるタイミングである。
FIG. 4 is a diagram (flow chart) illustrating a processing flow by the plant
例えば、時刻tにおいて取得された環境情報xtは、下式で表すことができる。 For example, the environment information x t acquired at time t can be expressed by the following equation.
次に、ストレス情報、環境情報から植物の内部状態を推定する(ステップS1202)。このステップでは、コンピュータ110内の内部状態推定部116が、センサ部120から受信したストレス情報及び環境情報を用いて、植物PLの内部状態を推定する。内部状態の推定については、ストレス情報と、内部状態との関係を予め定義しておき、このループで取得されたストレス情報を当てはめることができる。
Next, the internal state of the plant is estimated from stress information and environmental information (step S1202). In this step, the internal
なお、このループにおいて植物PLの内部状態の推定を行う場合、ステップS1201で取得したデータ情報には所定の項目(例えば、水遣り量、暖房の設定温度、葉を採る量等)が全て揃っている必要はない。すなわち、過去のデータを用いたり、欠損値を許容するモデル化手法を用いても良い。また、ストレス情報に加えて、環境情報や過去の生育状況の推定結果を用いて、内部状態の推定を行っても良い。 In addition, when estimating the internal state of the plant PL in this loop, the data information acquired in step S1201 has all the predetermined items (for example, the amount of watering, the set temperature of heating, the amount of leaves taken, etc.). There is no need. That is, past data may be used, or a modeling technique that allows missing values may be used. Further, in addition to the stress information, the internal state may be estimated by using the environmental information and the estimation result of the past growth state.
次に、ストレス情報、環境情報、及び植物PLの内部状態の推定結果から、生育モデルを用いて生育状況を推定する(ステップS1203)。このステップでは、コンピュータ110内の生育シミュレーション部117が、センサ部120から受信した環境情報及びステップS1202で推定した植物PLの内部状態から、予め定められた生育モデルを用いて生育状況を推定する。
Next, the growth status is estimated using the growth model from the stress information, the environmental information, and the estimation result of the internal state of the plant PL (step S1203). In this step, the
ここで、生育モデルは、植物の生長または発育の進み方を数学的に表現したものであり、例えば、一日平均気温の情報を変数とする日生長速度の関数等で示される。 Here, the growth model is a mathematical expression of how a plant grows or grows. For example, the growth model is represented by a function of a daily growth rate using information on the average daily temperature as a variable.
次に、生育状況の推定結果(以下、生育状況推定結果ともいう)に基づいて栽培対象である植物PLの栽培内容を制御する。具体的には、まず生育状況推定結果から栽培制御内容を判断する(ステップS1204)。このステップでは、コンピュータ110内の栽培制御部118が、推定した生育状況に基づいて、植物PLに対する栽培制御が必要か否かを判断する。栽培制御内容の判断は、次のような方法で行うことができる。
Next, the cultivation contents of the plant PL to be cultivated are controlled based on the growth situation estimation result (hereinafter also referred to as the growth situation estimation result). Specifically, the cultivation control content is first determined from the growth status estimation result (step S1204). In this step, the
例えば、達成したい収穫結果Hとして、ストレス等が考慮されていない既存の生育モデルの出力を用いた収穫結果があるとする。一方、このループにおける時刻をtとしたとき、ステップS1203における生育状況の推定結果から、収穫結果の現在における予測Ht ´を算出する。HとHt ´には、差異が生じる可能性が高い。この差異をdiff(H,Ht ´)とすると、diff(H,Ht ´)は、ストレス、環境情報などの関数である。diff(H,Ht ´)の値が、次のステップで小さくなるよう、栽培の制御内容を決定する。 For example, it is assumed that there is a harvest result using an output of an existing growth model in which stress or the like is not considered as the harvest result H to be achieved. On the other hand, when the time in this loop is t, the current predicted H t ′ of the harvest result is calculated from the growth state estimation result in step S1203. There is a high possibility of a difference between H and H t ′ . If this difference is diff (H, H t ′ ), diff (H, H t ′ ) is a function such as stress and environmental information. The cultivation control content is determined so that the value of diff (H, H t ′ ) becomes smaller in the next step.
具体的な方法としては、実施できる栽培制御内容の組み合わせの中から、diff(H,Ht ´)が小さくなるケースを選択する方法等を用いることができる。 As a specific method, a method of selecting a case where diff (H, H t ′ ) becomes small can be used from among combinations of cultivation control contents that can be implemented.
栽培制御内容をCとしたとき、Cは次のように表すことができる。具体的には、栽培制御内容Cは、栽培制御の項目別の操作の量で表され、全ての項目について一通りずつ操作量をまとめ、以下のように表記することができる。 When the content of cultivation control is C, C can be expressed as follows. Specifically, the cultivation control content C is represented by the amount of operation for each item of the cultivation control, and the operation amount can be summarized for each item one by one and expressed as follows.
Ckは、例えば、下の表1のようなデータ構造となっている。 C k has a data structure as shown in Table 1 below, for example.
ステップS1205で栽培制御が必要と判断された場合は、次に栽培制御内容を通知ないし制御信号として送信する(ステップS1206)。コンピュータ110内の栽培制御部118は、図示しない通知手段を用いて、栽培制御内容を、制御信号として制御装置に送信、ないし予め設定された連絡先へ通知することができる。
If it is determined in step S1205 that the cultivation control is necessary, then the cultivation control content is transmitted as a notification or control signal (step S1206). The
制御信号の送信内容としては、例えば、栽培施設に設置されている機器(図1の潅水装置WS等)の設定値、潅水(以下「水遣り」とも言う)や収穫を行うといった指示などである。通知方法としては、メールや電話による通知の他、スマートフォン用の専用アプリやディスプレイを用いて視覚的に通知を行ってもよい。また、ブザーを鳴らす、回転灯を光らせるといった通知方法を採用してもよい。 The transmission contents of the control signal include, for example, a set value of a device (such as the irrigation device WS in FIG. 1) installed in the cultivation facility, an instruction to perform irrigation (hereinafter also referred to as “watering”), and harvesting. As a notification method, in addition to notification by email or telephone, notification may be performed visually using a smartphone dedicated application or display. Moreover, you may employ | adopt the notification method of sounding a buzzer or making a revolving light shine.
以上、ステップS1201からステップS1206までが1回のストレス情報及び環境情報の取得に付随して実施される一連の処理フローである。これらのステップが完了したら、制御を終了するか否かを判定し(ステップS1207)、終了しない場合はステップS1201に戻り、所定の時刻または時間間隔を経た後にステップS1201からステップS1206が繰り返される。 As described above, steps S1201 to S1206 are a series of processing flows performed in association with the acquisition of stress information and environmental information once. When these steps are completed, it is determined whether or not to end the control (step S1207). If not, the process returns to step S1201, and after a predetermined time or time interval, steps S1201 to S1206 are repeated.
このように実施例1の植物栽培支援装置100では、栽培対象の植物のストレス及び周辺の環境の情報から、ストレスを考慮した生育状況を推定し、推定した生育状況に基づいて、栽培の制御内容を決定することで、栽培制御を適切に行うことができる。そのため、意図する高収量や高品質の作物を、安定かつ容易に生産することが可能となる。したがって、実施例1の植物栽培支援装置100によれば、意図する収量、品質に近い収穫結果を得るための栽培制御が可能となる。
Thus, in the plant
具体的には、水分量を意図的に不足させることによって水分ストレスを掛けて栽培した作物は、そうでない作物に比べてサイズが小さくなることが知られているが、本例によれば、このようなストレス情報を考慮した栽培制御を行うことができるため、意図した高収量・高品質の作物を得ることができる。 Specifically, it is known that crops cultivated under water stress by intentionally deficient water content are smaller in size than crops that do not. Since cultivation control in consideration of such stress information can be performed, an intended high-yield and high-quality crop can be obtained.
次に、本発明の実施形態である栽培支援装置の他の一例(実施例2)について説明する。なお、実施例2において、実施例1と共通する部分については、説明を省略する場合がある。実施例2では、植物PLの内部状態として、植物PLの環境に対する感度を用いた場合の栽培の制御内容を決定する。植物の環境に対する感度に基づいて栽培の制御内容を決定することによって、目的とする結果を得るために必要なストレスを与えることができる。 Next, another example (Example 2) of the cultivation support apparatus according to the embodiment of the present invention will be described. Note that in the second embodiment, description of portions common to the first embodiment may be omitted. In Example 2, as the internal state of the plant PL, the content of cultivation control when the sensitivity of the plant PL to the environment is used is determined. By determining the content of cultivation control based on the sensitivity of the plant to the environment, it is possible to give the stress necessary to obtain the desired result.
環境とは、環境情報取得センサ122から取得される環境情報の項目(例えば、気温、土壌SOの湿度など)を示す。植物の環境に対する感度は、次のように定めることができる。まず、時刻tにおけるストレスの計測値をStと表す。ストレス値Stは、環境情報などを用いた関数として表されるものとする。つまり、実施例1における環境情報xtの表記を用いると、以下のような関係で表すことができる。 The environment indicates items of environmental information acquired from the environmental information acquisition sensor 122 (for example, temperature, humidity of soil SO, etc.). The sensitivity of the plant to the environment can be determined as follows. First, the measured value of stress at time t is expressed as S t. The stress value St is expressed as a function using environmental information or the like. In other words, the use of notation environmental information x t in the first embodiment, can be represented by the following relation.
この条件下で、(ステップS1201で取得したストレス情報及び環境情報から植物の内部状態を推定する(ステップS1202)。本例では、ステップS1202で、植物の環境に対する感度を推定する。推定する方法としては、例えば、回帰式を用いて推定する方法を用いることができる。 Under this condition (the internal state of the plant is estimated from the stress information and environmental information acquired in step S1201 (step S1202). In this example, the sensitivity of the plant to the environment is estimated in step S1202. For example, a method of estimating using a regression equation can be used.
本例では、ストレスを説明変数、内部状態を目的変数とした以下のような関数faを、予備実験等によって予め導出しておき、同時刻に取得したストレス情報を当てはめる。 In this example, the stress explanatory variables, the function f a as follows for the purpose variable internal state in advance derived by a preliminary experiment or the like, fitting the obtained stress information at the same time.
次に、ストレス情報、環境情報、植物の内部状態推定結果から生育モデルを用いて生育状況を推定する(ステップS1203)。本例では、ステップS1203で、生育モデルの、ストレスがない場合のシミュレーション結果をR、ストレスがかかった場合のシミュレーション結果をR´とする。以下のような関係式を、予備実験等によって予め導出しておき、同時刻に取得したストレス情報を当てはめることで、ストレスを考慮した生育状況の推定結果が得られる。 Next, a growth state is estimated using a growth model from stress information, environmental information, and the internal state estimation result of a plant (step S1203). In this example, in step S1203, the simulation result of the growth model when there is no stress is R, and the simulation result when stress is applied is R ′. The following relational expression is derived in advance by a preliminary experiment or the like, and by applying the stress information acquired at the same time, a growth state estimation result considering the stress can be obtained.
生育状況推定結果から栽培制御内容を判断する(ステップS1204)。本例では、ステップS1202において推定した内部状態に基づいて、diff(H,Ht ´)が小さくなるような制御内容を決定する。制御内容を決定する方法としては、例えば、実施できる栽培制御内容の組み合わせの中から、diff(H,Ht ´)が小さくなるケースを選択する方法を用いることができる。 The cultivation control content is determined from the growth state estimation result (step S1204). In this example, based on the internal state estimated in step S1202, the control content is determined such that diff (H, H t ′ ) becomes small. As a method for determining the control content, for example, a method of selecting a case where diff (H, H t ′ ) is small from among combinations of cultivation control content that can be implemented can be used.
この方法では、栽培の制御内容ごとに、環境情報の変化量が明らかになっていることを前提とする。つまり、栽培制御項目のうちの一つCiにおける環境情報の変化量は、以下の関係式で表すことができる。 This method is based on the premise that the amount of change in environmental information is clarified for each control content of cultivation. That is, the variation of environmental information in one C i of cultivation the control items can be expressed by the following equation.
このように実施例2の形態では、植物の環境に対する感度を用いて栽培の制御内容が決定されるため、植物に対して適切なストレスを与えることが可能となり、意図する収量・品質により近い収穫結果を得ることができる。また、予備実験及び簡単なデータの解析によって栽培対象の内部状態を推定することができるため、栽培対象の制御が容易である。 Thus, in the form of Example 2, since the control content of cultivation is determined using the sensitivity to the environment of the plant, it becomes possible to give an appropriate stress to the plant, and the harvest is closer to the intended yield / quality. The result can be obtained. Moreover, since the internal state of the cultivation object can be estimated by preliminary experiments and simple data analysis, the cultivation object can be easily controlled.
また、実施例2の変形例として、実施例2の内部状態の推定に隠れ状態を持つモデルを用いてもよい。上述の実施例2では内部状態の推定に、予め明らかにしておいた、xtの変化量とStの変化量の関係式を用いたが、実施例2の変形例では、過去のストレス値及び環境情報と、隠れ状態を持つモデルとを用いることにより、内部状態を推定することができる。この場合、モデルの隠れ状態を、内部状態と定義する。 As a modification of the second embodiment, a model having a hidden state may be used for estimating the internal state of the second embodiment. The estimation of Example 2, the internal state of the above, previously evident and which had been, but using the change amount of the equation of variation and S t of x t, in the modification of the second embodiment, past the stress values The internal state can be estimated by using the environment information and the model having the hidden state. In this case, the hidden state of the model is defined as an internal state.
ここで、隠れ状態とは、環境情報のように直接観測することができないが、時間変化していると仮定されるものを示す。例えば、植物が現在「栄養生長」、「生殖生長」のどちらの状態にあるかという情報は、植物を何らかの計測手段を用いて計測できる情報ではないが、栽培に際して重要であるため、仮想的に定義されているものである。 Here, the hidden state refers to what is assumed to be changing with time, although it cannot be observed directly like environmental information. For example, the information on whether a plant is currently in “vegetative growth” or “reproductive growth” is not information that can be measured using any measuring means, but it is important for cultivation. Is defined.
環境情報xtの各々の要素に対し、少なくとも1つの対応する内部状態があるとする。つまり、時刻tにおける内部状態をatと表すと、以下のように定義されるものとする。 For each of the elements of the environmental information x t, and there is at least one corresponding internal state. That is, the internal state at time t is expressed as a t, it shall be defined as follows.
図5及び図6は、ある一日における、過去のストレス情報、制御情報、複数の環境情報(環境情報1及び環境情報2)から植物PLの内部状態を推定した結果を示すグラフである。このうち図5は、ストレス情報(ストレスの計測値)、制御情報(栽培制御値)の変化を示し、図6は、内部状態の推定結果として、制御に対する感度、環境情報1、2に対する感度の変化を示す。
5 and 6 are graphs showing a result of estimating the internal state of the plant PL from past stress information, control information, and a plurality of environment information (
図7及び図8は、別の一日における、過去のストレス情報、制御情報、複数の環境情報(環境情報1及び環境情報2)から植物PLの内部状態を推定した結果を示すグラフである。このうち図7は、ストレス情報(ストレスの計測値)、制御情報(栽培制御値)の変化を示し、図8は、内部状態の推定結果として、制御に対する感度、環境情報1、2に対する感度の変化を示す。
7 and 8 are graphs showing results of estimating the internal state of the plant PL from past stress information, control information, and a plurality of environment information (
このように、過去のストレス情報及び環境情報と隠れ状態を持つモデルとを用いて内部状態を推定することにより、予備実験等により内部状態の推定に必要な情報を予め用意する必要がない。また、目的変数及び説明変数に欠損値が存在しても内部状態を推定することができるため、取得した情報に欠損がある場合でも意図した収量、品質により近い栽培制御が可能である。 As described above, by estimating the internal state using the past stress information and environment information and the model having the hidden state, it is not necessary to prepare in advance information necessary for estimating the internal state by a preliminary experiment or the like. In addition, since the internal state can be estimated even if there are missing values in the objective variable and the explanatory variable, cultivation control closer to the intended yield and quality is possible even if the acquired information is missing.
次に、栽培支援装置の他の一例(実施例3)について説明する。なお、実施例3において、実施例1と共通する部分については、説明を省略する場合がある。実施例3では、植物の内部状態として、生育モデルに含まれる項目を用いた場合の栽培の制御内容を決定する。生育モデルに含まれる項目に基づいて栽培の制御内容を決定することによって、目的とする結果を得るために必要なストレスを与えることができる。 Next, another example (Example 3) of the cultivation support apparatus will be described. Note that in the third embodiment, description of portions common to the first embodiment may be omitted. In Example 3, the contents of cultivation control when items included in the growth model are used as the internal state of the plant are determined. By determining the control content of cultivation based on the items included in the growth model, it is possible to give the stress necessary for obtaining the intended result.
ここでは、生育モデルが、1つ以上の項目の関数で表されるとする。生育モデルの項目は、例えば、状態変数などであり、ストレスによって変化するものと考える。ストレスによって変化しうる生育モデルの項目を集めたものをaと置き、生育モデルの出力をGと表すと、以下のような関係となる。 Here, it is assumed that the growth model is represented by a function of one or more items. The items of the growth model are, for example, state variables and are considered to change due to stress. When a collection of items of growth models that can be changed by stress is set as a and the output of the growth model is expressed as G, the following relationship is obtained.
この条件の下で、ステップS1201で取得したストレス情報及び環境情報から植物の内部状態を推定する(ステップS1202)。本例では、ステップS1202において、生育モデルに含まれる項目の変化を内部状態として推定する。推定する方法としては、例えば、回帰式を用いて推定することができる。ストレスを説明変数、内部状態を目的変数とした以下のような関数fjを、予備実験等によって予め導出しておき、同時刻に取得したストレス情報を当てはめる。 Under this condition, the internal state of the plant is estimated from the stress information and environment information acquired in step S1201 (step S1202). In this example, in step S1202, a change in an item included in the growth model is estimated as an internal state. As an estimation method, for example, it can be estimated using a regression equation. The following function f j with stress as an explanatory variable and internal state as an objective variable is derived in advance by a preliminary experiment or the like, and stress information acquired at the same time is applied.
ストレス情報、環境情報、植物の内部状態推定結果から生育モデルを用いて生育状況を推定する(ステップS1203)。ステップS1203では、ステップS1202で内部状態として推定した生育モデルに含まれる項目を、生育モデルの関数gに当てはめることにより、生育状況を推定する。 The growth state is estimated using the growth model from the stress information, the environmental information, and the internal state estimation result of the plant (step S1203). In step S1203, the growth status is estimated by applying the item included in the growth model estimated as the internal state in step S1202 to the function g of the growth model.
そして、得られた生育状況推定結果から栽培制御内容を判断し(ステップS1204)、栽培制御が必要と判断された場合は(ステップS1205)、栽培制御内容を通知ないし制御信号として送信する(ステップS1206)。 And the cultivation control content is judged from the obtained growth situation estimation result (step S1204), and when it is judged that the cultivation control is necessary (step S1205), the cultivation control content is notified or transmitted as a control signal (step S1206). ).
実施例3の形態によれば、ストレスを考慮した生育モデルのずれを、モデルの構造に自然に組み込むことができるため、生育モデルのずれを高い精度で推定することができる。そのため、意図する収量、品質を得るための栽培制御をより的確に行うことができる。 According to the form of the third embodiment, the deviation of the growth model in consideration of stress can be naturally incorporated into the model structure, so that the deviation of the growth model can be estimated with high accuracy. Therefore, cultivation control for obtaining the intended yield and quality can be performed more accurately.
また、実施例3の変形例1として、生育モデルとして既存の生育モデルを用い、植物の内部状態として、該生育モデルに含まれる状態変数及びパラメータを用いて栽培の制御内容を決定することができる。
Moreover, as
実施例3の変形例1では、具体的な生育モデルとして、既存の生育モデルである「TOMGRO」(JONES J W (Univ. Florida, Gainesville)、DAYAN E (ARO, Hanegev)、ALLEN L H (ARS, USDA, FL)、Trans ASAE (Am Soc Agric Eng)第34巻第2号663〜672頁、1991年3月発行)を用いる。「TOMGRO」は、アメリカ合衆国で開発された、主にトマトの収量を予測するための生育モデルである。
In
「TOMGRO」では、入力として、気温、気中のCO2濃度、光量が用いられる。「TOMGRO」の内部には、複数の状態変数があり、ステップごとに更新され、更新される値を用いて収量予測値が計算される。「TOMGRO」の場合、入力も状態変数の一部として扱う。また、複数のパラメータがあり、これらのパラメータは、通常の場合、栽培期間を通じて一定の値に設定されている。 In “TOMGRO”, the temperature, the CO 2 concentration in the air, and the amount of light are used as inputs. Within “TOMGRO”, there are a plurality of state variables, which are updated at each step, and the predicted yield value is calculated using the updated value. In the case of “TOMGRO”, the input is also handled as a part of the state variable. Moreover, there are a plurality of parameters, and these parameters are usually set to a constant value throughout the cultivation period.
本実施例においては、「TOMGRO」に含まれる状態変数及びパラメータのうち、ストレスによって影響を受けるものを植物の内部状態と定義し、ストレスの計測値から内部状態を推定する。 In the present embodiment, among the state variables and parameters included in “TOMGRO”, those affected by stress are defined as the internal state of the plant, and the internal state is estimated from the measured stress value.
ストレスによって影響を受けるものとしては、例えば、TOMGROの状態変数及びパラメータのうち、気温(状態変数)、各部分への光合成生産物の分配量のバランスを決める定数(パラメータ)が挙げられるが、これらに限定されない。これらのデフォルトの値は、ストレスを考慮しない値となっているため、ストレス情報を用いて更新するのが好ましい。更新する方法としては、例えば、回帰、隠れ状態をもつモデルを用いることができるが、この方法に限定されない。 For example, among the state variables and parameters of TOMGRO, there are temperature (state variables) and constants (parameters) that determine the balance of the amount of photosynthetic product distributed to each part. It is not limited to. Since these default values are values that do not take stress into consideration, it is preferable to update using the stress information. As a method of updating, for example, a model having regression and hidden states can be used, but is not limited to this method.
実施例3の変形例1の形態によれば、既存の生育モデルを用いて、トマトなどの植物の生育状況を、ストレスを考慮して推定することができる。すなわち、既存の生育モデルを用いる場合でも、ストレスを考慮した栽培制御ができるため、意図した収穫結果に近い収穫結果が得られる。
According to the form of the
さらに、実施例3の変形例2として、実施例3の内部状態の推定に隠れ状態を持つモデルを用いてもよい。実施例3では、内部状態の推定に、予め明らかにしておいたajとSの関係式を用いたが、実施例3の変形例2では、過去のストレス値、過去のajの値と、隠れ状態を持つモデルを用いることでも、内部状態を推定することができる。 Furthermore, as a second modification of the third embodiment, a model having a hidden state may be used for the estimation of the internal state of the third embodiment. In the third embodiment, the relational expression of a j and S that has been clarified in advance is used for the estimation of the internal state. However, in the second modification of the third embodiment, the past stress value, the past a j value, The internal state can also be estimated by using a model having a hidden state.
実施例3の変形例2では、まず、各々のaj(j∈M)に対し、少なくとも1つの対応する内部状態があるとする。つまり、時刻tにおける内部状態をatと表すと、以下のように定義されるものとする。 In the second modification of the third embodiment, first, it is assumed that there is at least one corresponding internal state for each a j (jεM). That is, the internal state at time t is expressed as a t, it shall be defined as follows.
その後、現在のステップで実際に得られる観測値の実測値に基づき、現在のステップの内部状態を修正する。すなわち、ストレスの予測値をSp、実測値をSm、内部状態の予測値をap、修正後の内部状態をarとすると、一般には、状態フィルタは以下のような関数となる。 Thereafter, the internal state of the current step is corrected based on the actual measurement value actually obtained in the current step. That is, assuming that the predicted value of stress is S p , the actually measured value is S m , the predicted value of the internal state is a p , and the corrected internal state is a r , the state filter generally has the following function.
また、隠れ状態を持つモデルによる推定の場合、目的変数及び説明変数に欠損値が存在しても、内部状態を推定することができるため、取得した情報に欠損がある場合でも意図した収量、品質により近い栽培制御が可能である。なお、隠れ状態を用いる手段としては、この他にも、例えば機械学習などがあるが、これ以外の方法で内部状態を推定しても良く、特に手段は限定されない。 In addition, in the case of estimation using a model having a hidden state, the internal state can be estimated even if there are missing values in the objective variable and explanatory variable, so the intended yield and quality can be achieved even if the acquired information is missing. Closer cultivation control is possible. In addition, as means for using the hidden state, for example, there is machine learning or the like, but the internal state may be estimated by other methods, and the means is not particularly limited.
栽培支援装置のさらに他の一例(実施例4)として、栽培制御内容の決定、生育モデルの出力以外の指標を用いる方法について説明する。なお、実施例4において、実施例1と共通する部分については、説明を省略する場合がある。実施例4では、栽培制御内容を決定する際に、生育モデルの出力以外の指標を用いる。 As still another example (Example 4) of the cultivation support apparatus, a method of using an index other than the determination of the contents of cultivation control and the output of the growth model will be described. Note that in the fourth embodiment, description of portions common to the first embodiment may be omitted. In Example 4, when determining the cultivation control content, an index other than the output of the growth model is used.
図4のステップS1201〜S1204で生育状況推定結果から栽培制御内容を判断する際に、実施例1では、達成したい収穫結果Hとして、生育モデルの出力をそのまま用いて、生育シミュレーションのずれを小さくするように制御内容が決定される。これに対して、実施例4では、生育モデルの出力以外の指標を用いることができる。 In step S1201 to S1204 in FIG. 4, when judging the cultivation control content from the growth state estimation result, in Example 1, the output of the growth model is used as it is as the harvest result H to be achieved, and the deviation of the growth simulation is reduced. Thus, the control content is determined. On the other hand, in Example 4, indices other than the output of a growth model can be used.
達成したい収穫結果Hとしては、例えば、生育モデルに含まれない収穫量、品質、収穫日など植物に関する指標の他、施設の消費電力、人件費をはじめとするコストや、利益といった運用に関する指標などがある。このとき、収穫結果Hは、以下のように、生育モデルの出力であるGや、ストレス情報、環境情報、制御項目の記録などの関数で表されているのが好ましい。 Examples of the harvest result H to be achieved include, for example, indicators related to plants such as harvest amount, quality, and harvest date that are not included in the growth model, as well as indicators related to operations such as facility power consumption, labor costs, and profits. There is. At this time, the harvest result H is preferably represented by a function such as G, which is the output of the growth model, stress information, environmental information, and control item recording, as described below.
実施例4の形態によれば、栽培制御内容の決定に、生育モデルの出力だけでなく、その他の指標を用いることができるため、意図する収量、品質により近い栽培制御をさらに高い精度で行うことができる。 According to the form of Example 4, since it is possible to use not only the output of the growth model but also other indicators for the determination of the cultivation control content, the cultivation control closer to the intended yield and quality is performed with higher accuracy. Can do.
また、本実施形態のさらに他の一例(実施例5)では、ストレス情報として水ストレスを用いた場合の栽培制御について説明する。なお、実施例5において、実施例1と共通する部分については、説明を省略する場合がある。 Moreover, in another example (Example 5) of this embodiment, the cultivation control at the time of using water stress as stress information is demonstrated. Note that in the fifth embodiment, description of portions common to the first embodiment may be omitted.
実施例5では、ストレス情報として、水ストレスを用いて栽培の制御内容を決定することができる。水ストレスとは、水分ストレス、乾燥ストレスともいい、植物に水分が不足することによってかかるストレスである。植物に水ストレスがかかる要因は様々である。例えば、与えられる水の量が少ないこと、水の電気伝導度が高いこと(塩ストレスとも呼ばれる)、根域が制限されたために根からの吸水量が減少することなどが挙げられる。 In Example 5, the control content of cultivation can be determined using water stress as stress information. Water stress is also referred to as water stress or drought stress, and is stress caused by lack of water in plants. There are various factors that cause water stress on plants. For example, the amount of water provided is small, the electrical conductivity of water is high (also called salt stress), and the amount of water absorbed from the root is reduced because the root zone is limited.
本例では、図4のステップS1201でストレス情報及び環境情報を取得する際に、ストレス情報取得センサとして、例えば、以下のような装置を用いることができる。
・植物の生体情報として水分ストレスを計測する装置
・土壌や大気の状態、与えられる水の組成などを計測することによって間接的に植物の水分ストレスを計測する装置
・カメラを用いた画像処理等により間接的に植物の水分ストレスを計測する装置(図1参照)
水ストレスは、これらの装置等を用いることにより、他のストレス情報に比べて取得し易いストレス情報である。そのため、実施例5のように、ストレス情報として水ストレスを用いることにより、意図する収量、品質に近い収穫結果が得られる栽培制御を容易に行うことができる。さらに、水は植物の栽培にとって最も重要な要素であるため、水ストレスをストレス情報として用いることにより、効率の良い栽培制御が可能である。
In this example, when acquiring stress information and environmental information in step S1201 of FIG. 4, for example, the following apparatus can be used as a stress information acquisition sensor.
・ Devices that measure water stress as biological information of plants ・ Devices that measure water stress of plants indirectly by measuring soil and atmospheric conditions, composition of water provided, etc. ・ Image processing using a camera, etc. A device for indirectly measuring water stress in plants (see Fig. 1)
Water stress is stress information that can be easily obtained compared to other stress information by using these devices. Therefore, as in Example 5, by using water stress as the stress information, it is possible to easily perform cultivation control that provides a harvest result close to the intended yield and quality. Furthermore, since water is the most important element for plant cultivation, efficient cultivation control is possible by using water stress as stress information.
また、本発明の栽培支援方法は、上述の栽培支援装置の一例(植物栽培支援装置100)を用いて実行することができる(図1〜図4)。 Moreover, the cultivation assistance method of this invention can be performed using an example (plant cultivation assistance apparatus 100) of the above-mentioned cultivation assistance apparatus (FIGS. 1-4).
具体的には、植物の栽培を支援する栽培支援方法として、栽培対象のストレス情報を計測するステップ(図4のステップS1201)、栽培対象の環境情報を計測するステップ(図4のステップS1202)、ストレス情報、環境情報から、栽培対象の内部状態を推定するステップ(図4のステップS1203)、内部状態の推定結果に基づいて、前記栽培対象の生育状況を推定するステップ(図4のステップS1204)、生育状況の推定結果に基づいて、栽培対象の栽培内容を制御するステップ(図4のステップS1205〜S1207)を実行する(実施例1参照)。 Specifically, as a cultivation support method for supporting cultivation of plants, a step of measuring stress information of a cultivation target (step S1201 in FIG. 4), a step of measuring environmental information of a cultivation target (step S1202 in FIG. 4), A step of estimating the internal state of the cultivation target from the stress information and the environment information (step S1203 in FIG. 4), and a step of estimating the growth state of the cultivation target based on the estimation result of the internal state (step S1204 in FIG. 4). Based on the estimation result of the growth situation, the step of controlling the cultivation contents of the cultivation target (steps S1205 to S1207 in FIG. 4) is executed (see Example 1).
これにより、栽培対象の植物のストレス及び周辺の環境の情報から、ストレスを考慮した生育状況を推定し、推定した生育状況に基づいて、栽培の制御内容を決定することで、栽培制御を適切に行うことができる。そのため、意図する高収量や高品質の作物を、安定かつ容易に生産することが可能となる。したがって、この栽培支援方法を用いることにより、意図する収量、品質に近い収穫結果を得るための栽培制御が可能となる。 Thereby, from the information on the stress of the plant to be cultivated and the surrounding environment information, the growth situation considering the stress is estimated, and the cultivation control content is determined based on the estimated growth situation, thereby appropriately controlling the cultivation control. It can be carried out. Therefore, it is possible to stably and easily produce intended high yield and high quality crops. Therefore, by using this cultivation support method, cultivation control for obtaining a harvest result close to the intended yield and quality becomes possible.
また、栽培対象の内部状態を推定するステップでは、環境情報に対する栽培対象の感度を栽培対象の内部状態として推定することができる(実施例2参照)。これにより、植物の環境に対する感度を用いて栽培の制御内容が決定されるため、植物に対して適切なストレスを与えることが可能となり、意図する収量・品質により近い収穫結果を得ることができる。また、予備実験及び簡単なデータの解析によって栽培対象の内部状態を推定することができるため、栽培対象の制御が容易である。 Moreover, in the step of estimating the internal state of the cultivation target, the sensitivity of the cultivation target with respect to the environmental information can be estimated as the internal state of the cultivation target (see Example 2). Thereby, since the control content of cultivation is determined using the sensitivity with respect to the environment of a plant, it becomes possible to give an appropriate stress with respect to a plant and can obtain the harvest result closer to the intended yield and quality. Moreover, since the internal state of the cultivation object can be estimated by preliminary experiments and simple data analysis, the cultivation object can be easily controlled.
また、栽培対象の内部状態を推定するステップでは、隠れ状態を持つモデルを用いて内部状態を推定することができる(実施例2の変形例および実施例3の変形例2参照)。これにより、上述のように過去のストレス情報及び環境情報を用いることができるため、予備実験等により内部状態の推定に必要な情報を予め用意する必要がない。また、隠れ状態を持つモデルによる推定の場合、目的変数及び説明変数に欠損値が存在しても、内部状態を推定することができるため、取得した情報に欠損がある場合でも意図した収量、品質により近い栽培制御が可能である。 Moreover, in the step of estimating the internal state of the cultivation target, the internal state can be estimated using a model having a hidden state (see the modified example of Example 2 and the modified example 2 of Example 3). Thereby, since the past stress information and environmental information can be used as described above, it is not necessary to prepare in advance information necessary for estimation of the internal state by a preliminary experiment or the like. In addition, in the case of estimation using a model having a hidden state, the internal state can be estimated even if there are missing values in the objective variable and explanatory variable, so the intended yield and quality can be achieved even if the acquired information is missing. Closer cultivation control is possible.
さらに、栽培対象の内部状態を推定するステップでは、制御対象の内部状態が状態変数またはパラメータで表されている(実施例3の変形例1参照)。これにより、状態変数及びパラメータのうち、ストレスによって影響を受けるものを植物の内部状態と推定することで、既存の生育モデルを用いて、トマトなどの植物の生育状況を、ストレスを考慮して推定することができる。すなわち、既存の生育モデルを用いる場合でも、ストレスを考慮した栽培制御ができるため、意図した収穫結果に近い収穫結果を得ることができる。
Furthermore, in the step of estimating the internal state of the cultivation target, the internal state of the control target is represented by a state variable or a parameter (see
なお、上記の栽培支援方法は、本発明の栽培支援方法の一例である。本例では栽培支援方法の実行に上述の栽培支援装置の一例を用いたが、本発明の栽培支援方法はこの栽培支援装置を用いた場合に限定されるのではなく、種々の形態で実行することができる。また、本発明の栽培支援方法の一例は、コンピュータ(植物栽培支援装置100のコンピュータ110等)にプログラムを読み取らせることにより実行することができる。
In addition, said cultivation assistance method is an example of the cultivation assistance method of this invention. In this example, an example of the above-described cultivation support apparatus is used to execute the cultivation support method. However, the cultivation support method of the present invention is not limited to the case where this cultivation support apparatus is used, and is executed in various forms. be able to. Moreover, an example of the cultivation assistance method of this invention can be performed by making a computer (
このようなプログラムは、任意のプログラム提供手段(記録媒体、伝送手段など)により適宜提供することができる。このプログラムは、本発明の栽培支援プログラムの一例である。 Such a program can be appropriately provided by any program providing means (recording medium, transmission means, etc.). This program is an example of the cultivation support program of the present invention.
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the invention described in the claims. Is possible.
100 植物栽培支援装置
110 コンピュータ
116 内部状態推定部
117 生育シミュレーション部
118 栽培制御部
120 センサ部
121 ストレス情報取得センサ
122 環境情報取得センサ
PL 植物
DESCRIPTION OF
Claims (10)
栽培対象のストレス情報を計測するストレス情報計測部と、
前記栽培対象の環境情報を計測する環境情報計測部と、
前記ストレス情報、前記環境情報から、前記栽培対象の内部状態を推定する状態推定部と、
前記内部状態の推定結果に基づいて、前記栽培対象の生育状況を推定する生育状況推定部と、
前記生育状況の推定結果に基づいて、前記栽培対象の栽培内容を制御する制御部とを有することを特徴とする栽培支援装置。 A cultivation support device for supporting cultivation of plants,
A stress information measuring unit for measuring stress information of a cultivation target;
An environmental information measuring unit for measuring environmental information of the cultivation target;
From the stress information and the environmental information, a state estimation unit that estimates an internal state of the cultivation target,
Based on the estimation result of the internal state, a growth state estimation unit that estimates the growth state of the cultivation target,
A cultivation support device, comprising: a control unit that controls cultivation contents of the cultivation target based on the estimation result of the growth state.
栽培対象のストレス情報を計測するステップと、
前記栽培対象の環境情報を計測するステップと、
前記ストレス情報、前記環境情報から、前記栽培対象の内部状態を推定するステップと、
前記内部状態の推定結果に基づいて、前記栽培対象の生育状況を推定するステップと、
前記生育状況の推定結果に基づいて、前記栽培対象の栽培内容を制御するステップとを有することを特徴とする栽培支援方法。 A cultivation support method for supporting plant cultivation,
Measuring stress information of the cultivation target;
Measuring environmental information of the cultivation target;
Estimating the internal state of the cultivation target from the stress information and the environmental information;
Based on the estimation result of the internal state, estimating the growth status of the cultivation target,
And a step of controlling the cultivation contents of the cultivation object based on the estimation result of the growth state.
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