JP2021093943A - Measurement system and measurement method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、測定システムおよび測定方法に関する。 The present invention relates to a measuring system and a measuring method.
近年、農作業の省力化のために、植物体の生育状況を監視するシステムの開発が行われている。 In recent years, in order to save labor in agricultural work, a system for monitoring the growth status of plants has been developed.
例えば特許文献1に開示された技術によれば、植物体を撮像した画像を解析することで、植物体の生育状況が判断される。 For example, according to the technique disclosed in Patent Document 1, the growth state of a plant is determined by analyzing an image of the plant.
また、特許文献2に開示された技術によれば、果実をつけた茎に振動を印可して、当該茎の振動の周波数によって果実の生育状況が判断される。 Further, according to the technique disclosed in Patent Document 2, vibration is applied to the stem on which the fruit is attached, and the growth state of the fruit is determined by the frequency of the vibration of the stem.
しかしながら、特許文献1に開示された技術によれば、圃場で栽培される植物体を広くカバーするためには、多数の撮像装置、当該多数の撮像装置を運用するための大量の電力、および画像を解析するための大量のコンピュータリソースが必要となる。よって、コストの点で不利である。 However, according to the technique disclosed in Patent Document 1, in order to widely cover a plant cultivated in a field, a large number of image pickup devices, a large amount of electric power for operating the large number of image pickup devices, and an image are used. Requires a large amount of computer resources to analyze. Therefore, it is disadvantageous in terms of cost.
また、特許文献2に開示された技術によれば、植物体が生育している過程で、果実をつけた茎を見つけ出し、そして見つかった当該茎にセンサなどの装置を取り付ける、という作業が必要となるため、省力化の効果は限定的である。 Further, according to the technique disclosed in Patent Document 2, it is necessary to find a stem with fruits in the process of growing a plant and attach a device such as a sensor to the found stem. Therefore, the effect of labor saving is limited.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、安価でかつ省力化の効果が高い測定システムおよび測定方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a measurement system and a measurement method that are inexpensive and have a high labor-saving effect.
実施形態にかかる測定システムは、植物体を支持する支持具を吊り下げる吊り下げ具と、制御装置と、を備える。吊り下げ具は、支持具に振動を印可する振動装置と、支持具の振動を検出する検出装置と、を備える。制御装置は、振動装置によって支持具に振動が印可された際に検出装置によって検出された支持具の振動の振幅に基づいて、支持具に支持された植物体の重量を推定する。 The measurement system according to the embodiment includes a hanging tool for suspending a support tool for supporting the plant body, and a control device. The hanging tool includes a vibration device that applies vibration to the support tool and a detection device that detects the vibration of the support tool. The control device estimates the weight of the plant supported by the support based on the amplitude of the vibration of the support detected by the detector when the vibration is applied to the support by the vibrating device.
本発明によれば、安価でかつ省力化の効果が高い測定システムおよび測定方法を提供することができる、という効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to provide a measurement system and a measurement method that are inexpensive and have a high labor-saving effect.
以下に添付図面を参照して、実施形態にかかる測定システムおよび測定方法を詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。 The measurement system and the measurement method according to the embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to these embodiments.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態にかかる測定システムの構成の一例を示す模式的な図である。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the measurement system according to the first embodiment.
測定システムは、植物体300を栽培する圃場に設置される吊り下げ具100と、制御装置であるサーバ200と、によって構成されている。サーバ200は、圃場に設置されてもよいし、圃場から離れた位置に設置されてもよい。圃場は、植物体300を栽培するための栽培施設であってもよいし、露地であってもよい。
The measurement system includes a
圃場には、培地400と、保持部500と、が設けられている。培地400は、養液栽培用の培地であってもよいし、土壌であってもよい。培地400には植物体300が植え付けられる。
The field is provided with a medium 400 and a
保持部500は培地400の上方に設けられている。そして、保持部500には、吊り下げ具100が取り付けられている。吊り下げ具100は、支持具600を培地400の上方から吊り下げる。
The
なお、保持部500は、吊り下げ具100の吊り下げ位置を固定する。吊り下げ具100は振動を発生することができるが(後述する)、吊り下げ具100が発生する振動を保持部500ではなく支持具600に伝えるために、保持部500は吊り下げ具100が振動を発生させても出来るだけ揺れ動かない構造を有している。保持部500は、例えば金属製、木製、または竹製などの硬質の素材で構成され得る。
The
吊り下げ具100は、自身が吊り下げる支持具600に振動を印可するとともに、振動が印可されることで実際に引き起こされた支持具600の振動を検出する。そして、吊り下げ具100は、振動の検出値をサーバ200に送信することができる。
The hanging
支持具600は、植物体300の倒伏を防ぐために植物体300を支持する農業資材である。支持具600は、ネットであってもよいし、紐であってもよいし、支柱であってもよい。図1の例では、支持具600はネットであるとしている。なお、支持具600が例えば支柱のように剛性を有する資材である場合、支持具600の下端が地面に届かないように吊り下げ具100によって吊り下げられる。支持具600がネットや紐などの剛性を有さない資材である場合には、支持具600の下端が地面に届いていてもよいし、支持具600の下端が地面に届いていなくてもよい。
The
培地400に植え付けられた植物体300は、吊り下げ具100によって吊り下げられた支持具600によって支持される。これによって、吊り下げ具100には、支持具600の重量と、植物体300が支持具600に与える荷重と、の合計の荷重がかかった状態となる。
The
なお、図1の例では、植物体300は、つる性植物であり、自力で支持具600に絡みついて成長する。植物体300は、これに限定されない。植物体300は、つる性でなくてもよい。また、植物体300がつる性であるか否かにかかわらず、作業員あるいは作業ロボットが固定具などを用いて植物体300を支持具600に誘引してもよい。
In the example of FIG. 1, the
サーバ200は、吊り下げ具100との間でデータの通信を行うことができる。サーバ200と吊り下げ具100との間のデータの通信路は、有線であってもよいし、無線であってもよいし、それらの組み合わせであってもよい。無線の場合、例えば、BLE(Bluetooth(登録商標) Low Energy)などの電力消費量が少ない通信規格が採用され得る。なお、通信規格の例はこれに限定されない。
The
サーバ200は、支持具600に印可する振動のオン/オフ、支持具600の振動の検出のオン/オフ、および吊り下げ具100から送られてきた振動の検出値に基づく植物体300の重量の推定を実行することができる。
The
第1の実施形態においては、支持具600に所定量のエネルギーの振動が印可される。そして、所定量のエネルギーの振動の印可が終了したタイミングで、支持具600の振動の振幅が取得される。与えられる振動のエネルギーの量が一定とされた場合、振動が印可される対象物が重いほど、振動のエネルギーが与えられた後の振動が小さいという関係が成立する。サーバ200は、取得された振幅と、上記の関係と、に基づいて植物体300の重量(より正確には植物体300が支持具600に与える荷重)を推定する。
In the first embodiment, a vibration of a predetermined amount of energy is applied to the
例えば、サーバ200は、植物体300の重量の推定を複数のタイミングで実行することで、植物体300の重量の推移をモニタリングする。植物体300の重量の増加は、植物体300の生育の度合いを示していると考えられる。例えば、植物体300が例えば果菜であって、植物体300が果実を付けると、植物体300の重量が急に重くなる。植物体300の重量の急増を検知出来れば、植物体300が果実を付けたことが推定できる。
For example, the
このように、第1の実施形態の測定システムによれば、植物体300の重量を植物体300の生育状況を示す情報として取得する。
As described above, according to the measurement system of the first embodiment, the weight of the
なお、ここでは、所定量のエネルギーの振動の印可は、所定期間の連続した振動の印可によって実現されることとする。振動の周波数としては任意の周波数を選択することができる。印可される振動の強度は、印可の期間、一定に維持される。なお、所定量のエネルギーの振動の印可の方法は、これに限定されない。 Here, it is assumed that the application of vibration of a predetermined amount of energy is realized by the application of continuous vibration for a predetermined period. Any frequency can be selected as the vibration frequency. The intensity of the applied vibration is maintained constant during the applied period. The method of applying vibration of a predetermined amount of energy is not limited to this.
また、図1には、1株の植物体300のみが図示されているが、圃場では、多数株の植物体300が栽培される。圃場には、1株ごとに吊り下げ具100および保持部500が設けられてもよいし、複数株ごとに吊り下げ具100および保持部500が設けられてもよい。圃場に設けられた複数の吊り下げ具100は、共通のサーバ200とデータ通信を行うことができる。これによって、1つのサーバ200によって、圃場で栽培される多数の植物体300の重量を収集することが可能である。なお、測定システムは、サーバ200を複数有していてもよい。圃場は複数に区画され、区画毎にサーバ200が設けられてもよい。
Further, although only one
図2は、第1の実施形態にかかる吊り下げ具100のより詳細な構成の一例を示す模式的な図である。
FIG. 2 is a schematic view showing an example of a more detailed configuration of the hanging
吊り下げ具100は、大きく、保持部500に取り付けられる第1部品110と、支持具600が取り付けられる第2部品120と、を備える。
The hanging
第1部品110は、フック111を備えており、フック111によって保持部500に取り付けられる。
The first component 110 includes a hook 111, which is attached to the holding
第2部品120は、フック121を備えており、フック121によって支持具600が第2部品120に取り付けられる。
The second component 120 includes a hook 121, and the
また、第1部品110は、下向きT字構造114を備えている。また、第2部品120は、引っ掛かり部124を備えている。第1部品110の下向きT字構造114の張り出し部115に第2部品120の引っ掛かり部124が引っ掛けられることで、第1部品110と第2部品120とが結合されている。 Further, the first component 110 includes a downward T-shaped structure 114. Further, the second component 120 includes a hooking portion 124. The first component 110 and the second component 120 are connected by hooking the hooked portion 124 of the second component 120 on the overhanging portion 115 of the downward T-shaped structure 114 of the first component 110.
第1部品110と第2部品120との結合部には、振動を検出する検出装置である圧電振動センサ123が介在している。この構造によって、第1部品110と第2部品120とを離間する向きの力(即ち、吊り下げ具100にかかる荷重)が、圧電振動センサ123に圧縮する向きに印可される。そして、圧電振動センサ123は、植物体300を支持している支持具600の振動を波形として検出することが可能である。なお、ここでは、下向きT字構造114の両側の張り出し部115に圧電振動センサ123が設けられている。圧電振動センサ123は、何れか一方の張り出し部115のみに設けられてもよい。
A piezoelectric vibration sensor 123, which is a detection device for detecting vibration, is interposed at the joint portion between the first component 110 and the second component 120. With this structure, a force in the direction of separating the first component 110 and the second component 120 (that is, the load applied to the suspending tool 100) is applied to the piezoelectric vibration sensor 123 in the direction of compression. Then, the piezoelectric vibration sensor 123 can detect the vibration of the
検出装置は、圧電振動センサ123だけに限定されない。振動を検出できるものであれば、任意の検出装置が採用可能である。例えば、変位センサ、速度センサ、または加速度センサが、検出装置として採用され得る。 The detection device is not limited to the piezoelectric vibration sensor 123. Any detection device can be adopted as long as it can detect vibration. For example, a displacement sensor, a velocity sensor, or an acceleration sensor can be adopted as the detection device.
第1部品110には、電源112およびコントローラ113が内蔵されている。また、第2部品120には、振動装置である振動子122が取り付けられている。 The power supply 112 and the controller 113 are built in the first component 110. A vibrator 122, which is a vibrating device, is attached to the second component 120.
振動子122は、第2部品120を介して支持具600に振動を印可することができる。振動子122による振動の発生の方式は、特定の方式に限定されない。例えば、振動子122は、モータの回転によって振動を発生するものであってもよい。
The vibrator 122 can apply vibration to the
振動子122が発生する振動の周波数は、特定の周波数に限定されない。例えば、支持具600を一体に振動させることができる十分に低い周波数が、振動子122が発生する振動の周波数として選択される。なお、検出装置である圧電振動センサ123としては、少なくとも振動子122が発生する振動の周波数帯の振動を検出できるものが選択される。
The frequency of vibration generated by the vibrator 122 is not limited to a specific frequency. For example, a sufficiently low frequency at which the
電源112は、コントローラ113および振動子122を駆動する電力を供給する。電源112は、例えばバッテリである。なお、電源112としては、商用電源から供給される電力をコントローラ113および振動子122を駆動する電力に変換する回路であってもよい。 The power supply 112 supplies electric power for driving the controller 113 and the vibrator 122. The power supply 112 is, for example, a battery. The power supply 112 may be a circuit that converts the electric power supplied from the commercial power source into the electric power for driving the controller 113 and the vibrator 122.
コントローラ113は、圧電振動センサ123による検出値を取得したり、振動子122による振動の発生のオン/オフを制御したりする。また、コントローラ113は、通信機能を備えており、サーバ200との間でデータ通信を行うことができる。
The controller 113 acquires a value detected by the piezoelectric vibration sensor 123 and controls on / off of vibration generation by the vibrator 122. Further, the controller 113 has a communication function and can perform data communication with the
なお、コントローラ113は、コンピュータプログラムを実行するマイクロコンピュータユニットによって構成されてもよいし、ハードウェア回路によって構成されてもよい。 The controller 113 may be configured by a microprocessor unit that executes a computer program, or may be configured by a hardware circuit.
図3は、第1の実施形態にかかるサーバ200の構成の一例を示す模式的な図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the
サーバ200は、プロセッサ201と、I/O装置202と、RAM(Random Access Memory)203と、ストレージ装置204と、を備えている。プロセッサ201、I/O装置202、RAM203、およびストレージ装置204は、バス205に電気的に接続されている。
The
プロセッサ201は、例えばCPU(Central Processing Unit)である。プロセッサ201は、コンピュータプログラムを実行することができる。
The
I/O装置202は、吊り下げ具100とデータ通信を行うためのインタフェース装置である。
The I /
RAM203は、主記憶装置であり、プロセッサ201に一時データをバッファまたはキャッシュする領域を提供する。
The RAM 203 is the main storage device and provides the
ストレージ装置204は、補助記憶装置であり、RAM203などの主記憶装置よりも大容量の記憶領域を有している。ストレージ装置204は、不揮発性の記憶装置であり、コンピュータプログラムやデータなどを不揮発に記憶することができる。 The storage device 204 is an auxiliary storage device, and has a storage area having a larger capacity than that of the main storage device such as the RAM 203. The storage device 204 is a non-volatile storage device, and can store computer programs, data, and the like non-volatilely.
第1の実施形態によれば、ストレージ装置204には、コンピュータプログラムである測定プログラム210が予め格納されている。プロセッサ201は、例えば、測定プログラム210をストレージ装置204からRAM203にロードする。そして、プロセッサ201は、RAM203にロードされた測定プログラム210を実行することによって、植物体300の重量の推定を実行することができる。
According to the first embodiment, the storage device 204 stores the measurement program 210, which is a computer program, in advance. The
図4は、第1の実施形態にかかる測定システムの動作の一例を示すフローチャートである。なお、本図に説明する一連の処理のうちのサーバ200の動作は、プロセッサ201が測定プログラム210を実行することによって実現する。
FIG. 4 is a flowchart showing an example of the operation of the measurement system according to the first embodiment. The operation of the
まず、測定システムは、初期測定処理を実行する(S101)。初期測定処理は、植物体300を支持していない状態の支持具600の重さを測定するための処理であり、例えば、測定システムが構築された後の、植物体300が培地400に定植される前のタイミングで実施される。植物体300が培地400に定植された後であっても、植物体300が小さいうちに初期測定処理が実行されてもよい。
First, the measurement system executes the initial measurement process (S101). The initial measurement process is a process for measuring the weight of the
初期測定処理が終了すると、測定システムにおいて、サーバ200は、測定タイミングが到来したか否かを判定する(S102)。
When the initial measurement process is completed, the
測定タイミングの設定方法は任意である。例えば、1日間隔または1週間間隔など、所定の周期で測定タイミングが到来するように設定されてもよい。また、植物体300の生育初期と、植物体300の収穫期と、で測定の周期が異なるように測定タイミングが設定されてもよい。また、作業員によって入力された、測定を開始する指示によって、測定タイミングが決定されてもよい。
The method of setting the measurement timing is arbitrary. For example, the measurement timing may be set to arrive at a predetermined cycle such as a one-day interval or a one-week interval. Further, the measurement timing may be set so that the measurement cycle differs between the early stage of growth of the
測定タイミングが到来していない場合には(S102:No)、S102の処理が再び実行される。測定タイミングが到来した場合(S102:Yes)、測定システムは、測定処理を実行する(S103)。S103では、サーバ200によって、植物体300の重量が推定され、記録される。
If the measurement timing has not arrived (S102: No), the process of S102 is executed again. When the measurement timing arrives (S102: Yes), the measurement system executes the measurement process (S103). In S103, the
そして、測定システムは、測定を終了するか否かを判定する(S104)。 Then, the measurement system determines whether or not to end the measurement (S104).
なお、測定の終了の判定方法は任意である。例えば、測定を継続する期間が予め作業員によって設定されて、初期測定処理(S101)または最初の測定処理(S103)が実行されてから当該期間が経過とき、測定を終了すると判定されてもよい。または、測定処理(S103)の実行予定回数が予め設定され、実行予定回数の分の測定処理が実行されたとき、測定を終了すると判定されてもよい。または、作業員によって入力された、測定を終了する指示によって、測定を終了すると判定されてもよい。 The method for determining the end of measurement is arbitrary. For example, it may be determined that the measurement is finished when the period for continuing the measurement is set in advance by the worker and the period elapses after the initial measurement process (S101) or the first measurement process (S103) is executed. .. Alternatively, when the scheduled number of times of execution of the measurement process (S103) is set in advance and the measurement process corresponding to the number of scheduled executions is executed, it may be determined that the measurement is completed. Alternatively, it may be determined that the measurement is finished by the instruction to end the measurement input by the worker.
測定を終了すると判定された場合(S104:Yes)、測定システムの動作が終了する。測定を終了しないと判定された場合(S104:No)、S102の処理が再び実行される。 When it is determined that the measurement is finished (S104: Yes), the operation of the measurement system is finished. If it is determined that the measurement is not completed (S104: No), the process of S102 is executed again.
なお、図4に示された一連の処理は、例えば、吊り下げ具100毎に実行される。
The series of processes shown in FIG. 4 is executed for each hanging
図5は、第1の実施形態にかかる初期測定処理の一例を示すフローチャートである。本図に説明する一連の処理のうちのサーバ200の動作は、プロセッサ201が測定プログラム210を実行することによって実現する。
FIG. 5 is a flowchart showing an example of the initial measurement process according to the first embodiment. The operation of the
まず、サーバ200は、支持具600が静止しているか否かを判定する(S201)。例えば、サーバ200は、コントローラ113を介して圧電振動センサ123による振動の検出値を取得する。検出値を所定の短い時間間隔で取得して、支持具600の振動の振幅が、支持具600が振動していないと見なせるレベル以下となっているか否かを判定する。振動していないと見なせるレベルは、ゼロであってもよいし、ゼロに近い実数であってもよい。
First, the
支持具600が静止していないと判定された場合(S201:No)、サーバ200は、S201の処理を再び実行する。支持具600が静止していると判定された場合(S201:Yes)、サーバ200は、コントローラ113に、振動の印可と、振動の検出と、を開始させるとともに、経過時間の計測を開始する(S202)。
When it is determined that the
そして、サーバ200は、S202の処理が実行されてから所定時間が経過したか否かを判定する(S203)。S203の処理は、所定量のエネルギーの振動の印可が完了したか否かの判定に相当する。
Then, the
所定時間が経過していないと判定された場合(S203:No)、S203の処理が再び実行される。所定時間が経過したと判定された場合(S203:Yes)、サーバ200は、所定時間が経過したと判定されたタイミングにおける振動の振幅を取得する(S204)。
If it is determined that the predetermined time has not elapsed (S203: No), the process of S203 is executed again. When it is determined that the predetermined time has elapsed (S203: Yes), the
そして、サーバ200は、コントローラ113に、振動の印可と、振動の検出と、を停止させるとともに、経過時間の計測を停止する(S205)。
Then, the
そして、サーバ200は、予め設定された振幅と重量との関係に基づいて、取得された振幅から重量を演算する(S206)。S206の処理によって、支持具600の重量が演算される。
Then, the
そして、サーバ200は、取得された重量を、初期値として記憶し(S207)、初期測定処理の動作が終了する。
Then, the
図6は、第1の実施形態にかかる測定処理の一例を示すフローチャートである。本図に説明する一連の処理のうちのサーバ200の動作は、プロセッサ201が測定プログラム210を実行することによって実現する。
FIG. 6 is a flowchart showing an example of the measurement process according to the first embodiment. The operation of the
まず、S301〜S306において、S201〜S206と同じ処理が実行される。ただし、この測定処理が実行されたタイミングにおける植物体300は、初期測定処理が実行された頃よりも生育が進んでおり、S306によって演算された重量は、支持具600の重量と、植物体300の重量(より正確には植物体300が支持具600に与える荷重)と、の合計値に相当する。
First, in S301 to S306, the same processing as in S201 to S206 is executed. However, the
したがって、サーバ200は、S306の処理によってえられた重量から、S207の処理によって記憶された初期値を減算することで、植物体300の重量を演算する(S307)。
Therefore, the
そして、サーバ200は、減算によって得られた植物体300の重量を例えば所定のデータに記録して(S308)、測定処理の動作が終了する。
Then, the
以上述べたように、第1の実施形態によれば、測定システムは、植物体300を支持する支持具600を吊り下げる吊り下げ具100と、制御装置であるサーバ200と、を備える。吊り下げ具100は、支持具600に振動を印可する振動装置である振動子122と、支持具600の振動を検出する検出装置である圧電振動センサ123と、を備える。サーバ200は、振動子122によって支持具600に振動が印可された際に圧電振動センサ123によって検出された支持具600の振動の振幅に基づいて、支持具600に支持された植物体300の重量を推定する。
As described above, according to the first embodiment, the measurement system includes a
振動子122、圧電振動センサ123、およびそれを制御するコントローラ113は、撮像装置などに比べて安価に製造または購入することが可能である。よって、植物体300毎に吊り下げ具100を設置した場合であっても、撮像装置によって得られる画像の解析によって植物体の生育を測る特許文献1に開示された技術に比べて安価に測定システムを構築することができる。
The vibrator 122, the piezoelectric vibration sensor 123, and the controller 113 that controls the vibrator can be manufactured or purchased at a lower cost than an imaging device or the like. Therefore, even when the hanging
また、振動子122、圧電振動センサ123、およびそれを制御するコントローラ113、などで消費される電力は、撮像装置で消費される電力と比べて少ない。よって、測定システムの運用に要する電力は、特許文献1に開示された技術に比べて少ない。 Further, the electric power consumed by the vibrator 122, the piezoelectric vibration sensor 123, the controller 113 that controls the vibrator, and the like is smaller than the electric power consumed by the imaging device. Therefore, the power required to operate the measurement system is less than that of the technique disclosed in Patent Document 1.
また、吊り下げ具100毎に得られるデータは、画像データに比べてサイズを小さいため、制御装置であるサーバ200としては、特許文献1に開示された技術で必要となるような高性能のコンピュータが不要である。また、吊り下げ具100から得られる振動の検出値に対する処理は、画像データの解析に比べて簡単である。これらのことから、制御装置であるサーバ200には高い性能は必要とされず、サーバ200に要するコストを削減することができる。
Further, since the data obtained for each hanging
また、第1の実施形態によれば、特許文献2に開示された技術では必要となった、果実をつけた茎を見つけ出し、見つかった当該茎にセンサなどの装置を取り付ける、という作業が不要である。第1の実施形態によれば、1株〜複数株毎に植物体300の生育前に予め吊り下げ具100を設けておくだけで、重量測定にかかるその後の手作業は必要ない。
Further, according to the first embodiment, it is not necessary to find the stem with the fruit and attach a device such as a sensor to the found stem, which is necessary in the technique disclosed in Patent Document 2. is there. According to the first embodiment, only the hanging
つまり、第1の実施形態によれば、安価でかつ省力化の効果が高い測定システムを得ることができる。 That is, according to the first embodiment, it is possible to obtain a measurement system that is inexpensive and has a high labor-saving effect.
また、吊り下げ具100は、特許文献1に開示された技術と異なり、光学部品を有しないので、泥やホコリなどの汚れが付着したとしても、当該汚れが運用の支障となることはない。
Further, unlike the technique disclosed in Patent Document 1, the hanging
また、吊り下げ具100は、大きさおよび重量を撮像装置に比べて抑制することができる。よって、吊り下げ具100の設置が容易である。
Further, the size and weight of the hanging
なお、第1の実施形態によれば、サーバ200は、支持具600に所定量のエネルギーの振動が印可されたタイミングで検出された振幅に基づいて、植物体300の重量を推定した。より具体的には、サーバ200は、支持具600に所定の期間だけ継続して振動が印可されたタイミングで検出された振幅に基づいて、植物体300の重量を推定した。
According to the first embodiment, the
よって、簡単な構成によって植物体300の重量を得ることができる。
Therefore, the weight of the
また、第1の実施形態によれば、サーバ200は、第1のタイミング(例えば図4のS101)において、支持具600の第1の重量を演算する(例えば図5のS206)。そして、サーバ200は、第1のタイミングよりも後の第2のタイミング(例えば図4のS104)において、支持具600の第2の重量を演算し(例えば図6のS306)、第2の重量から第1の重量を減算することによって、植物体の重量を推定する(例えば図6のS307)。
Further, according to the first embodiment, the
これによって、支持具600の重量を除いた植物体300の正味の重量を推定することが可能となる。
This makes it possible to estimate the net weight of the
なお、測定システムは、必ずしも支持具600の第1の重量を演算する処理を実行しなくてもよい。作業者などが予めサーバ200に支持具600の重量を入力しておき、サーバ200は、図6のS307の処理においては、S306の処理によって得られた第2の重量から、予め入力された重量を減算することによって、植物体の重量を推定してもよい。
The measuring system does not necessarily have to execute the process of calculating the first weight of the
また、測定システムは、図6のS306の処理によって得られた第2の重量を以て植物体300の重量と見なして記録してもよい。
In addition, the measuring system may record the second weight obtained by the treatment of S306 in FIG. 6 as the weight of the
なお、第1の実施形態によれば、吊り下げ具100は、圃場に設けられた保持部500に取り付けられる第1部品110と、支持具600を吊り下げる第2部品120と、備えている。検出装置である圧電振動センサ123は、第1部品110と第2部品120との結合部に介在する。
According to the first embodiment, the suspending
これによって、第2部品120に吊り下げられた、植物体300を支持している状態の支持具600の振動を検出することが可能である。
Thereby, it is possible to detect the vibration of the
また、第1の実施形態によれば、振動装置である振動子122は、第2部品120に取り付けられている。 Further, according to the first embodiment, the vibrator 122, which is a vibrating device, is attached to the second component 120.
これによって、第2部品120に吊り下げられた、植物体300を支持している状態の支持具600に、振動を印可することが可能となる。
This makes it possible to apply vibration to the
また、第1の実施形態によれば、植物体を保持する支持具に振動を印可するステップ(例えば図6のS302)と、支持具600に振動が印可された際に支持具600の振動を検出するステップ(例えば図6のS302、S304)と、検出された支持具600の振動の振幅に基づいて植物体300の重量を推定するステップ(例えば図6のS304、S306〜S307)と、を含む。
Further, according to the first embodiment, the step of applying vibration to the support for holding the plant (for example, S302 in FIG. 6) and the vibration of the
これによって、安価でかつ高い省力化の効果を実現することができる測定方法を得ることができる。 This makes it possible to obtain a measurement method that is inexpensive and can realize a high labor-saving effect.
(第2の実施形態)
与えられる振動のエネルギーが一定とされた場合、振動が印可される対象物が重いほど、振動のエネルギーが与えられた後の振動が小さいという関係が成立する。この関係に基づけば、振動の振幅が所定の大きさに至るまでに要するエネルギーの量は、振動が印可される対象が重いほど、多くなることが理解できる。
(Second embodiment)
When the energy of the given vibration is constant, the relationship is established that the heavier the object to which the vibration is applied, the smaller the vibration after the energy of the vibration is given. Based on this relationship, it can be understood that the amount of energy required for the amplitude of vibration to reach a predetermined magnitude increases as the object to which vibration is applied becomes heavier.
第2の実施形態では、振動の振幅が所定の大きさになるまでに要した振動の印可の期間に基づいて植物体300の重量が推定される。振動の振幅が所定の大きさになるまでに要した期間は、振動の振幅が所定の大きさになるまでに要したエネルギーの量に対応する。
In the second embodiment, the weight of the
第2の実施形態にかかる測定システムは、第1の実施形態にかかる測定システムと同じハードウェア構成を備えている。第2の実施形態にかかる測定システムが実行する処理の一部が、第1の実施形態にかかる測定システムと異なっている。以降では、第1の実施形態と異なる事項について重点的に説明し、第1の実施形態と同じ事項については説明を省略する。 The measurement system according to the second embodiment has the same hardware configuration as the measurement system according to the first embodiment. A part of the processing executed by the measurement system according to the second embodiment is different from the measurement system according to the first embodiment. Hereinafter, matters different from those of the first embodiment will be mainly described, and description of the same matters as those of the first embodiment will be omitted.
第2の実施形態においては、第1の実施形態と同様に、図4に示された一連の動作が実行され得る。 In the second embodiment, as in the first embodiment, the series of operations shown in FIG. 4 can be performed.
図7は、第2の実施形態にかかる初期測定処理の一例を示すフローチャートである。本図に説明する一連の処理のうちのサーバ200の動作は、プロセッサ201が測定プログラム210を実行することによって実現する。
FIG. 7 is a flowchart showing an example of the initial measurement process according to the second embodiment. The operation of the
まず、S401およびS402において、S201およびS202と同様の処理が実行される。S402の後、サーバ200は、検出された振動の振幅が所定の大きさに至ったか否かを判定する(S403)。
First, in S401 and S402, the same processing as in S201 and S202 is executed. After S402, the
振幅が所定の大きさに至っていないと判定された場合(S403:No)、S403の処理が再び実行される。振幅が所定の大きさに至っていると判定された場合(S403:Yes)、サーバ200は、そのタイミングにおける経過時間を取得する(S404)。そして、サーバ200は、コントローラ113に、振動の印可と、振動の検出と、を停止させるとともに、経過時間の計測を停止する(S405)。
If it is determined that the amplitude has not reached a predetermined magnitude (S403: No), the process of S403 is executed again. When it is determined that the amplitude has reached a predetermined magnitude (S403: Yes), the
そして、サーバ200は、予め設定された経過時間と重量との関係に基づいて、取得された経過時間から重量を演算する(S406)。S406の処理によって、支持具600の重量が演算される。
Then, the
そして、サーバ200は、取得された重量を、初期値として記憶し(S407)、初期測定処理の動作が終了する。
Then, the
図8は、第2の実施形態にかかる測定処理の一例を示すフローチャートである。本図に説明する一連の処理のうちのサーバ200の動作は、プロセッサ201が測定プログラム210を実行することによって実現する。
FIG. 8 is a flowchart showing an example of the measurement process according to the second embodiment. The operation of the
まず、S501〜S506において、S401〜S406と同じ処理が実行される。ただし、この測定処理が実行されたタイミングにおける植物体300は、初期測定処理が実行された頃よりも生育が進んでおり、S506によって演算された重量は、支持具600の重量と、植物体300の重量(より正確には植物体300が支持具600に与える荷重)と、の合計値に相当する。
First, in S501 to S506, the same processing as in S401 to S406 is executed. However, the
したがって、サーバ200は、S506の処理によってえられた重量から、S407の処理によって記憶された初期値を減算することで、植物体300の重量を演算する(S507)。
Therefore, the
そして、サーバ200は、減算によって得られた植物体300の重量を例えば所定のデータに記録して(S508)、測定処理の動作が終了する。
Then, the
このように、第2の実施形態によれば、制御装置であるサーバ200は、検出された振幅が所定の大きさになるまでに要した支持具600に継続して振動が印可された期間に基づいて、植物体300の重量を推定する。
As described above, according to the second embodiment, the
つまり、第2の実施形態においても、サーバ200は、振動子122によって支持具600に振動が印可された際に圧電振動センサ123によって検出された支持具600の振動の振幅に基づいて、支持具600に支持された植物体300の重量を推定する。
That is, also in the second embodiment, the
また、第2の実施形態によれば、植物体を保持する支持具に振動を印可するステップ(例えば図8のS502)と、支持具600に振動が印可された際に支持具600の振動を検出するステップ(例えば図8のS502〜S503)と、検出された支持具600の振動の振幅に基づいて植物体300の重量を推定するステップ(例えば図8のS503〜S504、506〜507)と、を含む。
Further, according to the second embodiment, the step of applying vibration to the support for holding the plant (for example, S502 in FIG. 8) and the vibration of the
(第3の実施形態)
第1の実施形態によれば、各測定処理においては、支持具600込みの植物体300の重量の推定値から支持具600の重量の推定値を減算することで植物体300の推定値が演算された。植物体300の推定値の演算方法はこれに限定されない。
(Third Embodiment)
According to the first embodiment, in each measurement process, the estimated value of the
使用される支持具600の大きさや素材により振動に対する振幅の変化が異なる。よって、作業員は、実際に使用される支持具600と、計測対象物の植物体300が取り得るであろう範囲で重量が既知の重りを複数容易して、予め振動に対する振幅の変化を確認する。当該確認によって得られた振動と振幅との関係は、サーバ200に保存され、測定処理では、当該関係に基づいて、植物体300の重量が演算されてもよい。
The change in amplitude with respect to vibration differs depending on the size and material of the
例えば、作業員は、図9に示されるように、植物体300を定植する前などに、支持具600に重り700を取り付けて、サーバ200は、S301〜S305の処理を実行する。これによって、支持具600に重り700の荷重がかかっている状態において振動の印可が開始されてから所定時間が経過したときの振幅の大きさが得られる。S301〜S305の処理は、重り700の重さを変えて、複数回、実行される。S301〜S305の処理は、重り700が取り付けられていない場合にも実行される。
For example, as shown in FIG. 9, the worker attaches the weight 700 to the
図10は、振動の印可が開始されてから所定時間が経過したときの振幅の大きさをプロットして得られるグラフの一例を示す図である。本図に示されるように、重り700が取り付けられていない場合と、100〜500gまで100g刻みで重り700の重さが変化させられた場合と、に測定された振幅の大きさがプロットされている。プロットされた6点のデータを、例えば累乗近似などによってフィッティングすると、関係800が得られる。こうして得られた関係800は、サーバ200に保存される。なお、図10に示された関係800は一例である。重り700の重さと振動の印可が開始されてから所定時間が経過したときの振幅の大きさとの関係は図10に示された例に限定されない。
FIG. 10 is a diagram showing an example of a graph obtained by plotting the magnitude of the amplitude when a predetermined time has elapsed since the application of vibration was started. As shown in this figure, the magnitude of the measured amplitude is plotted when the weight 700 is not attached and when the weight of the weight 700 is changed in 100 g increments from 100 to 500 g. There is. Fitting the plotted six-point data, for example by exponentiation, yields a relationship of 800. The
関係800が得られた後、実際の測定処理が実施される。実際の測定処理では、サーバ200は、S301〜S305の処理を実行し、その後、関係800に基づいて、取得された振幅から重量を演算する。これによって得られた重量は、植物体300の重量の推定値と見なされる。
After the
このように、作業員は、実際に使用される支持具600を用いた実験によって植物体300の重量と所定時間の振動が印可された場合の振幅の大きさとの関係800を求めておき、サーバ200は、測定処理では、関係800に基づいて植物体300の重量を推定してもよい。その場合には、初期値は不要とすることができる。
In this way, the worker obtains the
(第4の実施形態)
第2の実施形態によれば、各測定処理においては、支持具600込みの植物体300の重量の推定値から支持具600の重量の推定値を減算することで植物体300の推定値が演算された。植物体300の推定値の演算方法はこれに限定されない。
(Fourth Embodiment)
According to the second embodiment, in each measurement process, the estimated value of the
例えば、作業員は、図9に示されるように、植物体300を定植する前などに、支持具600に重り700を取り付けて、サーバ200は、S501〜S505の処理を実行する。これによって、支持具600に重り700の荷重がかかっている状態において振動の振幅の大きさが所定の大きさになるまでに要する時間が得られる。S501〜S505の処理は、重り700の重さを変えて、複数回、実行される。S501〜S505の処理は、重り700が取り付けられていない場合にも実行される。
For example, as shown in FIG. 9, the worker attaches the weight 700 to the
図11は、振動の印可が開始されてから振動の振幅の大きさが所定の大きさになるまでに要する時間をプロットして得られるグラフの一例を示す図である。本図に示されるように、重り700が取り付けられていない場合と、100〜600gまで100g刻みで重り700の重さが変化させられた場合と、に測定された時間がプロットされて、プロットされた7点のデータを累乗近似などによってフィッティングすると、関係900が得られる。こうして得られた関係900は、サーバ200に保存される。なお、この関係900は一例である。重り700の重さと振動の印可が開始されてから振動の振幅の大きさが所定の大きさになるまでに要する時間との関係は図11に示された例に限定されない。
FIG. 11 is a diagram showing an example of a graph obtained by plotting the time required from the start of applying vibration to the magnitude of vibration amplitude reaching a predetermined magnitude. As shown in this figure, the time measured is plotted and plotted when the weight 700 is not attached and when the weight of the weight 700 is changed in 100 g increments from 100 to 600 g. By fitting the data of only 7 points by power approximation or the like, the
関係900が得られた後、実際の測定処理が実施される。実際の測定処理では、サーバ200は、S501〜S505の処理を実行し、その後、関係900に基づいて、取得された時間から重量を演算する。これによって得られた重量は、植物体300の重量の推定値と見なされる。
After the
このように、作業員は、実際に使用される支持具600を用いた実験によって植物体300の重量と振動の印可が開始されてから振動の振幅の大きさが所定の大きさになるまでに要する時間との関係900を求めておき、サーバ200は、測定処理では、関係900に基づいて植物体300の重量を推定してもよい。その場合には、初期値は不要とすることができる。
In this way, the worker can perform the experiment using the actually used
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. This novel embodiment can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
100 吊り下げ具、110 第1部品、111 フック、112 電源、113 コントローラ、114 下向きT字構造、115 張り出し部、120 第2部品、121 フック、122 振動子、123 圧電振動センサ、124 引っ掛かり部、200 サーバ、201 プロセッサ、202 I/O装置、203 RAM、204 ストレージ装置、205 バス、210 測定プログラム、300 植物体、400 培地、500 保持部、600 支持具、700 重り、800,900 関係。 100 hanging tool, 110 first part, 111 hook, 112 power supply, 113 controller, 114 downward T-shaped structure, 115 overhang, 120 second part, 121 hook, 122 oscillator, 123 piezoelectric vibration sensor, 124 hook part, 200 servers, 201 processors, 202 I / O devices, 203 RAM, 204 storage devices, 205 buses, 210 measurement programs, 300 plants, 400 media, 500 holders, 600 supports, 700 weights, 800,900 relationships.
Claims (8)
前記振動装置によって前記支持具に振動が印可された際に前記検出装置によって検出された前記支持具の振動の振幅に基づいて、前記支持具に支持された前記植物体の重量を推定する制御装置と、
を備える測定システム。 A hanging tool including a vibrating device for suspending a support for supporting a plant and applying vibration to the support, and a detecting device for detecting the vibration of the support.
A control device that estimates the weight of the plant supported by the support based on the amplitude of the vibration of the support detected by the detection device when vibration is applied to the support by the vibration device. When,
A measurement system equipped with.
請求項1に記載の測定システム。 The control device estimates the weight of the plant based on the amplitude detected at the timing when a vibration of a predetermined amount of energy is applied to the support.
The measurement system according to claim 1.
請求項1または請求項2に記載の測定システム。 The control device estimates the weight of the plant based on the amplitude detected at the timing when vibration is continuously applied to the support for a predetermined period of time.
The measurement system according to claim 1 or 2.
請求項1に記載の測定システム。 The control device estimates the weight of the plant based on the period of continuous vibration application to the support required for the detected amplitude to reach a predetermined magnitude.
The measurement system according to claim 1.
第1のタイミングにおいて、前記支持具の第1の重量を演算し、
前記第1のタイミングよりも後の第2のタイミングにおいて、前記支持具の第2の重量を演算し、前記第2の重量から前記第1の重量を減算することによって、前記植物体の重量を推定する、
請求項1から4の何れか一項に記載の測定システム。 The control device is
At the first timing, the first weight of the support is calculated.
At the second timing after the first timing, the weight of the plant is calculated by calculating the second weight of the support and subtracting the first weight from the second weight. presume,
The measurement system according to any one of claims 1 to 4.
圃場に設けられた保持部に取り付けられる第1部品と、
前記支持具を吊り下げる第2部品と、
を備え、
前記検出装置は、圧電振動センサであって、前記第1部品と前記第2部品との結合部に介在する、
請求項1から4の何れか一項に記載の測定システム。 The hanging tool is
The first part attached to the holding part provided in the field and
The second part that suspends the support and
With
The detection device is a piezoelectric vibration sensor, which is interposed at a joint portion between the first component and the second component.
The measurement system according to any one of claims 1 to 4.
請求項6に記載の測定システム。 The vibrating device is attached to the second component.
The measuring system according to claim 6.
前記支持具に振動が印可された際に前記支持具の振動を検出するステップと、
検出された前記支持具の振動の振幅に基づいて前記植物体の重量を推定するステップと、
を含む測定方法。 Steps to apply vibration to the support that holds the plant,
A step of detecting the vibration of the support when the vibration is applied to the support, and
A step of estimating the weight of the plant based on the detected vibration amplitude of the support, and
Measurement method including.
Priority Applications (1)
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