JP2021029158A - 管理システム、及び管理プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
まず、本実施の形態に係る植物生産システムについて説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る植物生産システムのブロック図であり、図2は、レタスを生産する温室の設備を示す図である。なお、実際には、温室内には構成要素が多数設けられているが、図2では、一部の構成要素を代表して図示し、この図示されている構成要素を用いて説明する。植物生産システム100は、レタスを自動で水耕栽培にて生産するレタスの温室に設けられているシステムであり、例えば、図1の栽培用装置群1、及び管理装置2を備える。
図2の温室は、レタス9を生産するための設備であり、例えば、樋81、及び柱82を備える。なお、レタス9は、前述の対象植物である。また、以下の説明では、相互に区別する必要がある場合には、レタス91〜98と称して説明し、また、相互に区別する必要がない場合には、レタス9と総称して説明する。
図1の栽培用装置群1は、レタスを栽培するための装置群である。この栽培用装置群1の具体的な種類や構成は任意であるが、例えば、図2の撮影装置3、反射板4、不図示の水量調整装置、及び不図示の液肥濃度調整装置を備える。
撮影装置3は、温室内のレタス9の画像を撮影する撮影手段である。この撮影装置3の具体的な種類や構成は任意であるが、例えば、公知のカメラを用いて構成することができるものであり、また、レタス9を垂直方向における当該レタス9の上側から撮影するものである。また、撮影装置3は、撮影可能な範囲である撮影範囲に応じて温室内に一定間隔毎に設けられているが、ここでは、撮影装置31が図2のレタス91〜98に対応する位置に設けられており、当該撮影装置31の撮影範囲がレタス91〜98を含む範囲であることとして説明する。また、撮影装置3は、当該撮影装置3各々を一意に識別する撮影装置識別情報(以下、識別情報を「ID」と称する)が設定されていることとする。ここでは、例えば、撮影装置31に対して撮影装置IDとして「ID31」が設定されている場合を適宜例示して説明する。
反射板4は、前述の反射手段である。この反射板4の具体的な種類や構成は任意であるが、例えば、日光を比較的高い反射率で反射するものであり、また、任意の回動機構(モータ等)が回動軸41Aを基準に回動させることにより当該反射板4の方向が変更可能となっているものである。また、反射板4は、日光を反射して当てることが可能な範囲である反射範囲に応じて温室内に一定間隔毎に設けられているが、ここでは、反射板41が、図2のレタス91〜98に対応する位置に設けられており、当該反射板41の反射範囲がレタス91〜98を含む範囲(つまり、前述の撮影装置31の撮影範囲と一致する範囲)を含んでいることとして説明する。また、反射板4は、当該反射板4各々を一意に識別する反射板IDが設定されていることとする。ここでは、例えば、反射板41に対して反射板IDとして「ID41」が設定されている場合を適宜例示して説明する。
不図示の水量調整装置は、樋81の水量を調整する水量調整手段である。この水量調整装置の具体的な種類や構成は任意であるが、例えば、図2の樋81の上流側に設けられている不図示の水量調整弁、及び当該水量調整弁を制御する水量調整弁用制御部等を用いて構成することができる。また、水量調整装置の水量調整弁は、温室内の樋81各々と関連付けられて複数設けられていることとし、樋81の水量を各々調整可能となって場合を例示して説明する。
不図示の液肥濃度調整装置は、樋81の液肥濃度を調整する液肥濃度調整手段である。この液肥濃度調整装置の具体的な種類や構成は任意であるが、例えば、図2の樋81の上流側に設けられている不図示の液肥投入口、及び当該液肥投入口から投入する液肥の量を調整する液肥量制御部等を用いて構成することができる。また、液肥濃度調整装置の液肥投入口は、温室内の樋81各々と関連付けられて複数設けられていることとし、樋81の液肥濃度を各々調整可能となって場合を例示して説明する。
図1の管理装置2は、管理システムであり、例えば、通信部21、データ記録部22、及び制御部23を備える。
通信部21は、外部装置(例えば、栽培用装置群1)との間で通信を行う通信手段である。この通信部21の具体的な種類や構成は任意であるが、例えば、通信回路等を用いて構成することができる。
データ記録部22は、管理装置2の動作に必要なプログラム及び各種のデータを記録する記録手段(格納手段)であり、例えば、外部記録装置としてのハードディスク(図示省略)を用いて構成されている。ただし、ハードディスクに代えてあるいはハードディスクと共に、磁気ディスクの如き磁気的記録媒体、又はDVDやブルーレイディスクの如き光学的記録媒体を含む、その他の任意の記録媒体を用いることができる。
図1に戻って、制御部23は、管理装置2を制御する制御手段である。具体的には、CPU、当該CPU上で解釈実行される各種のプログラム(OSなどの基本制御プログラムや、OS上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む)、及びプログラムや各種のデータを格納するためのRAMの如き内部メモリを備えて構成されるコンピュータである。
次に、このように構成される管理装置2によって実行される日陰部管理処理、及び生育管理処理について説明する。
まず、日陰部管理処理について説明する。図3は、日陰部管理処理のフローチャートである(以下の各処理の説明ではステップを「S」と略記する)。日陰部管理処理は、日陰部に対して光を当てる処理である。この日陰部管理処理を実行するタイミングは任意であるが、例えば、管理装置2の電源をオンした後に繰り返し起動することとし、日陰部管理処理が起動したところから説明する(後述の生育管理処理も同様とする)。ここでは、例えば、図2の柱82によって日光が遮られてレタス96に日陰部が発生した場合を例示して説明する。
次に、生育管理処理について説明する。図5は、生育管理処理のフローチャートである。生育管理処理は、レタス9の育ち具合を管理する処理である。
このように本実施の形態によれば、レタス9に存在する日陰部に対して光を当てることにより、例えば、日陰部によるレタス9の生育に対する悪影響を軽減又は除去することができるので、レタス9を適切に生育することが可能となる。特に、例えば、生育スピードの低下、あるいは、レタス9の品質悪化を防止することが可能となる。
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した本発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、上述の内容に限定されるものではなく、発明の実施環境や構成の細部に応じて異なる可能性があり、上述した課題の一部のみを解決したり、上述した効果の一部のみを奏したりすることがある。
また、上述した各電気的構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各部の分散や統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散又は統合して構成できる。また、本出願における「装置」とは、単一の装置によって構成されたものに限定されず、複数の装置によって構成されたものを含む。また、例えば、図1の植物生産システム100の任意のシステムを管理装置2の一部の機能として当該管理装置2に統合してもよいし、あるいは、管理装置2の各機能を分散配置してもよい。
実施の形態や図面において例示した構成要素に関して、形状、数値、又は複数の構成要素の構造若しくは時系列の相互関係については、本発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。
また、上記実施の形態の図3のSA3では、フィードバック制御に対応する手法で反射板4の方向を変更して日陰部に対して日光を当てる場合について説明したが、これに限らない。例えば、日時に応じて太陽の位置を把握できる点に着目して、図2の撮影装置3、反射板4、及び樋81の位置に基づいて、日時と反射板4の方向に応じて日光が反射される領域を予め特定しておいた上で、SA3の実行時に日時を取得し、取得した日時に基づいて日陰部になっている領域に日光が反射される反射板4の方向を特定し、特定した方向に反射板4が向けられるように制御するように構成してもよい。
また、上記実施の形態の図5のSB2では、同じ樋81で栽培されている複数のレタス9の相互間の相違に基づいて、生育状況を判定する場合について説明したが、これに限らない。例えば、各樋81におけるレタス9の栽培開始日を特定する日付情報がデータ記録部22に記録されていることとし、この記録されている日付情報に着目して栽培開始日が同時期(例えば、同一の日又は2日〜3日ずれた日)である樋81を特定し、この特定した全ての樋81で栽培されている複数のレタス9の相互間の相違に基づいて、生育状況を判定するように構成してもよい。
また、上記実施の形態の任意の処理に対して、機械学習の技術を適用してもよい。例えば、図3のSA2の処理を、機械学習を用いて行うように構成してもよいし、あるいは、前述のように、図5のSB2の処理を、機械学習を用いて行うように構成してもよい。
また、上記実施の形態のSB2においては、管理者の携帯端末を介して生育状況を報知する場合について説明したが、他の任意の手法で報知するように構成してもよい。例えば、管理装置2自体にディスプレイ又はスピーカを設けて、表示出力したり音声出力したりすることにより、報知するように構成してもよい。
また、上記実施の形態の反射板4の代わりに、又は当該反射板4と共に照射部を用いるように構成してもよい。「照射部」とは、前述の照射手段である。この照射部の具体的な種類や構成は任意であるが、例えば、発光ダイオードを用いて構成することができ、例えば、図2のレタス9各々に対して個別に光を照射できるように温室の複数個所に設けてもよい。そして、図3のSA3において、温室内の照射部の設置位置を示す情報を予め記録しておき、管理部233が、当該記録されている情報に基づいて、レタス9の日陰部に光を照射可能な照射部を特定し、特定した照射部から光を出力することにより、レタス9の日陰部に対して光を出力するように構成してもよい。このように構成することにより、日陰部に対して人工光を当てることにより、例えば、太陽の高度等を意識することなく日陰部に対して光を当てることができるので、光を当てるための制御を簡略化することができる。また、当てる光の強度を比較的容易に制御することが可能となる。
また、上記実施の形態の反射板4について、レタス9を任意の個数単位(例えば、1個単位、あるいは、2個以上単位等)で反射した光を当てられるように、反射板4の形状、サイズ、個数等を設計した上で、当該設置した反射板4を用いて、レタス9各々に対して任意の個数単位で光を当てるように構成してもよい。そして、このように構成した反射板4を用いて、SA3において日陰部に対して反射した光を当てたり、あるいは、SB3において生育状況が異常であるものと判定されたレタス9に対して反射した光を当てたりするように構成してもよい。また、例えば、1つのレタス9に対して反射して光を当てることが可能となる反射板4を複数個構成した上で、反射板4の向きを変更してレタス9に対して光を当てる反射板4の個数を調整することにより、反射してレタス9に当てられる光の照射量を調整するように構成してもよい。
また、上記実施の形態又は変形例の照射部又は反射板を用いて、季節又は時期に応じてレタス9に当てる光の量を調整するように構成してもよい。例えば、梅雨の時期にレタス9に当てる光の量が夏の時期にレタス9に当てる光の量よりも多くなるように構成してもよい。
また、上記実施の形態において、レタス9の日陰部に対して、光を当てる優先度を決定した上で、当該決定した優先度に応じて光を当ててもよい。図6は、撮影装置で撮影した画像を例示した図である。なお、この図6は図4の画像と概略的には同様であるが、日陰部画像901が存在しており、レタス画像G94、G96、G98に当該日陰部画像G900、G901が重畳されている。この図6に示すように、図2のレタス9のうちの複数のレタス9に対して日陰部が存在する場合、管理部233が、当該日陰部が存在する複数のレタス9の各々に対して、光を当てる優先性の度合いである優先度を決定し、決定した優先度に基づいて、反射板4を制御して光を当てるように構成してもよい。
また、図2の温室内の任意の装置も制御するように構成してもよい。例えば、画像処理の精度を向上させる観点から、図3のSA1又は図5のSB1において撮影装置3で撮影する所定時間(例えば、10分〜15分等)前に、制御部23が不図示の細霧冷房の運転を停止するように構成してもよい。また、図2の温室内においてレタス9に関する作業を行う作業用ロボットを設けて、当該作業用ロボットのアーム部を用いて、レタス9を操作するように構成してもよい。例えば、樋81の穴に対して挿入位置が浅いレタス9を押し込む操作をアーム部に行わせてもよい。
また、上記実施の形態の特徴と、変形例の特徴を任意に組み合わせてもよい。
付記1の管理システムは、対象植物の生産を管理する管理システムであって、前記対象植物を撮像した画像を取得する取得手段と、前記取得手段が取得した画像に基づいて、前記対象植物に関する判定を行う判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて、前記対象植物の生産を管理する管理処理を行う管理手段と、を備え、前記判定手段は、少なくとも、日陰となっている日陰部が前記対象植物に存在するか否かを判定し、前記管理手段は、少なくとも前記日陰部が前記対象植物に存在するものと前記判定手段が判定した場合に、前記対象植物に存在する前記日陰部に対して光を当てる処理を前記管理処理として行う。
付記1に記載の管理システム、及び付記9に記載の管理プログラムによれば、対象植物に存在する日陰部に対して光を当てることにより、例えば、日陰部による対象植物の生育に対する悪影響を軽減又は除去することができるので、対象植物を適切に生育することが可能となる。特に、例えば、生育スピードの低下、あるいは、対象植物の品質悪化を防止することが可能となる。
2 管理装置
3 撮影装置
4 反射板
9 レタス
21 通信部
22 データ記録部
23 制御部
31 撮影装置
41 反射板
41A 回動軸
81 樋
82 柱
91 レタス
92 レタス
93 レタス
94 レタス
95 レタス
96 レタス
97 レタス
98 レタス
100 植物生産システム
231 取得部
232 判定部
233 管理部
811 樋
812 樋
G91 レタス画像
G92 レタス画像
G93 レタス画像
G94 レタス画像
G95 レタス画像
G96 レタス画像
G97 レタス画像
G98 レタス画像
G900 日陰部画像
G901 日陰部画像
Claims (9)
- 対象植物の生産を管理する管理システムであって、
前記対象植物を撮像した画像を取得する取得手段と、
前記取得手段が取得した画像に基づいて、前記対象植物に関する判定を行う判定手段と、
前記判定手段の判定結果に基づいて、前記対象植物の生産を管理する管理処理を行う管理手段と、を備え、
前記判定手段は、少なくとも、日陰となっている日陰部が前記対象植物に存在するか否かを判定し、
前記管理手段は、少なくとも前記日陰部が前記対象植物に存在するものと前記判定手段が判定した場合に、前記対象植物に存在する前記日陰部に対して光を当てる処理を前記管理処理として行う、
管理システム。 - 前記対象植物は、建物内で生産されており、
前記判定手段は、前記建物の部材又は前記建物の内外の遮蔽物が日光を遮ることにより発生する前記日陰部が存在するか否かを判定する、
請求項1に記載の管理システム。 - 前記管理手段は、日光を反射する反射手段であって、位置又は方向を変更可能な前記反射手段の位置又は方向を制御することにより、前記日陰部に対して日光を当てる処理を行う、
請求項1又は2に記載の管理システム。 - 前記管理手段は、人工光を照射する照射手段を制御することにより、前記日陰部に対して人工光を当てる処理を行う、
請求項1から3の何れか一項に記載の管理システム。 - 前記対象植物の育成履歴を特定する育成履歴情報を格納する格納手段、を備え、
前記管理手段は、前記格納手段が格納する前記育成履歴情報に基づいて、前記日陰部における光を当てる複数の候補領域に対して光を当てる優先度を決定し、当該決定した優先度に基づいて、前記複数の候補領域に対して光を当てる処理を行う、
請求項1から4の何れか一項に記載の管理システム。 - 前記判定手段は、前記対象植物の生育状況を判定し、
前記管理手段は、前記判定手段の判定結果に基づいて、前記対象植物の生育に関する処理を前記管理処理として行う、
請求項1から5の何れか一項に記載の管理システム。 - 前記管理手段は、前記対象植物の生育状況を報知する処理、又は、前記対象植物の生育状況を調整するための処理を行う、
請求項6に記載の管理システム。 - 前記管理手段は、前記対象植物に対する光の照射量を調整する処理、前記対象植物に対する水量を調整する処理、又は前記対象植物に対する液肥濃度を調整する処理を、前記対象植物の生育状況を調整するための処理として行う、
請求項7に記載の管理システム。 - 対象植物の生産を管理する管理プログラムであって、
コンピュータを、
前記対象植物を撮像した画像を取得する取得手段と、
前記取得手段が取得した画像に基づいて、前記対象植物に関する判定を行う判定手段と、
前記判定手段の判定結果に基づいて、前記対象植物の生産を管理する管理処理を行う管理手段と、として機能させ、
前記判定手段は、少なくとも、日陰となっている日陰部が前記対象植物に存在するか否かを判定し、
前記管理手段は、少なくとも前記日陰部が前記対象植物に存在するものと前記判定手段が判定した場合に、前記対象植物に存在する前記日陰部に対して光を当てる処理を前記管理処理として行う、
管理プログラム。
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