JP2021108586A - Harvest prediction device and harvest prediction method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、収穫予測装置、収穫予測方法に関する。 The present invention relates to a harvest prediction device and a harvest prediction method.
果菜類は、環境情報の積算値である積算環境値が一定の値を超えることにより、収穫時期を迎える。そのため、現在における積算環境値及び収穫までに農産物が要する残りの環境値を推定することで、農産物の収穫時期を予測する技術が開示されている(例えば、特許文献1)。 Fruits and vegetables reach the harvest time when the integrated environmental value, which is the integrated value of the environmental information, exceeds a certain value. Therefore, a technique for predicting the harvest time of an agricultural product by estimating the current integrated environmental value and the remaining environmental value required for the agricultural product until harvest is disclosed (for example, Patent Document 1).
ところで、農産物の収穫量や収穫時期などの収穫指標は、積算温度や収穫者による長年の経験などに基づいて予測される。しかし、積算温度による予測では、予測に用いられる積算温度と、実際に農産物に積算された温度との間に差異が生じやすい。収穫者による長年の経験に基づいた予測では、熟練された技術を有する収穫者とその技術を有しない収穫者との間に、これもまた差異を生じやすい。そのため、収穫予測装置を用いて農産物における収穫指標の予測精度を高めることが求められている。 By the way, harvest indicators such as the yield and harvest time of agricultural products are predicted based on the integrated temperature and many years of experience by the harvester. However, in the prediction based on the integrated temperature, a difference is likely to occur between the integrated temperature used for the prediction and the temperature actually integrated in the agricultural product. Forecasts based on years of experience by harvesters are also prone to differences between harvesters with skill and harvesters without that skill. Therefore, it is required to improve the prediction accuracy of the harvest index in agricultural products by using the harvest prediction device.
本研究の目的は、農産物における収穫指標の予測精度を向上可能にした収穫予測装置、収穫予測方法を提供することである。 The purpose of this study is to provide a harvest prediction device and a harvest prediction method that can improve the prediction accuracy of the harvest index in agricultural products.
上記課題を解決するための収穫予測装置は、撮像部に接続された制御部を備えた収穫予測装置であって、前記制御部が、前記撮像部から取得した農産物の画像を用いて生育状態を特定し、前記生育状態を用いて、前記農産物の収穫規格を満たすために必要な残生育量を算出し、前記農産物の栽培地域の天候情報を取得して、前記天候情報及び前記残生育量を用いて、前記作物の収穫指標を算出することを特徴とする。 The harvest prediction device for solving the above problems is a harvest prediction device provided with a control unit connected to the image pickup unit, and the control unit uses an image of the agricultural product acquired from the image pickup unit to determine the growing state. Identify and use the growing condition to calculate the residual growth amount required to satisfy the harvesting standard of the agricultural product, acquire the weather information of the cultivation area of the agricultural product, and obtain the weather information and the residual growth amount. It is characterized in that it is used to calculate a harvest index of the crop.
上記構成によれば、現在の農産物の画像が生育状態に反映されると共に、当該生育状態、収穫規格に応じた残生育量、および、現在から収穫時期までの天候情報を用いて農産物の収穫指標が予測される。例えば、収穫指標が収穫量である場合には、農産物における現在の生育度合いが収穫量の予測に反映されると共に、現在から収穫時期までの日数である残生育量と、現在から収穫時期までの天候情報とが収穫量の予測に反映される。また、収穫指標が収穫時期である場合には、農産物における現在の生育度合いが収穫時期の予測に反映されると共に、収穫規格となる重量や大きさを満たすために要する残生育量に、現在から収穫時期までの天候情報が考慮されたうえで、収穫時期が予測される。結果として、農産物の収穫指標の予測精度を向上することが可能となる。 According to the above configuration, the image of the current agricultural product is reflected in the growing condition, and the harvest index of the agricultural product is used by using the growing condition, the residual growth amount according to the harvest standard, and the weather information from the present to the harvest time. Is expected. For example, when the harvest index is the yield, the current growth rate of the agricultural product is reflected in the forecast of the yield, and the remaining growth amount, which is the number of days from the present to the harvest time, and the current to the harvest time. Weather information is reflected in the yield forecast. In addition, when the harvest index is the harvest time, the current degree of growth of agricultural products is reflected in the prediction of the harvest time, and the residual growth amount required to meet the weight and size that is the harvest standard is calculated from the present. The harvest time is predicted after considering the weather information up to the harvest time. As a result, it is possible to improve the prediction accuracy of the harvest index of agricultural products.
上記収穫予測装置において、前記制御部が、前記画像に含まれる農産物の色を特定し、前記色に応じて、収穫時期に収穫規格を満たす農産物の収穫量を前記収穫指標として特定する。 In the harvest prediction device, the control unit specifies the color of the agricultural product contained in the image, and the yield of the agricultural product satisfying the harvest standard at the harvest time is specified as the harvest index according to the color.
上記構成によれば、収穫規格を満たさない農産物の収穫を収穫者に強いることが抑制可能ともなる。また、収穫規格を満たすまで農産物を栽培することが容易でもあるから、高い品質を有した農産物に関わる収穫量の精度を向上させることを可能ともする。 According to the above configuration, it is possible to suppress forcing the harvester to harvest agricultural products that do not meet the harvesting standards. In addition, since it is easy to cultivate agricultural products until they meet the harvesting standards, it is possible to improve the accuracy of the yield of agricultural products having high quality.
上記収穫予測装置において、前記制御部が、前記画像を用いて予測した農産物の重量、および前記画像に含まれる農産物の大きさの少なくとも1つを特定し、前記生育状態と、前記農産物の光合成量に対する前記農産物の成長量とに基づいて、前記収穫規格を満たすために要する前記残生育量を算出し、前記残生育量により、前記収穫規格を満たす収穫時期を前記収穫指標として特定する。 In the harvest prediction device, the control unit specifies at least one of the weight of the agricultural product predicted by using the image and the size of the agricultural product contained in the image, and the growing state and the amount of photosynthesis of the agricultural product. The residual growth amount required to satisfy the harvest standard is calculated based on the growth amount of the agricultural product with respect to the above, and the harvest time satisfying the harvest standard is specified as the harvest index based on the residual growth amount.
上記構成によれば、前記生育状態と、前記農産物の光合成量に対する前記農産物の成長量とに基づいて、収穫規格を満たすために要する残生育量を算出することが可能となる。そして、残生育量と天候情報とから収穫指標である収穫時期の予測を行うことが可能となる。 According to the above configuration, it is possible to calculate the residual growth amount required to satisfy the harvest standard based on the growth state and the growth amount of the agricultural product with respect to the photosynthetic amount of the agricultural product. Then, it becomes possible to predict the harvest time, which is a harvest index, from the residual growth amount and the weather information.
上記課題を解決するための収穫予測方法は、撮像部に接続された制御部を備えた収穫予測装置を用いた収穫予測方法であって、前記制御部が、前記撮像部から取得した農産物の画像を用いて生育状態を特定し、前記生育状態を用いて収穫規格を満たすために必要な残生育量を算出し、前記農産物の栽培地域の天候情報を取得して、前記天候情報及び前記残生育量を用いて、前記農産物の収穫指標を算出することを特徴とする。 The harvest prediction method for solving the above problems is a harvest prediction method using a harvest prediction device provided with a control unit connected to the image pickup unit, and the control unit obtains an image of an agricultural product from the image pickup unit. The growth state is specified using, the residual growth amount required to satisfy the harvest standard is calculated using the growth state, the weather information of the cultivation area of the agricultural product is acquired, and the weather information and the residual growth are obtained. It is characterized in that the harvest index of the agricultural product is calculated using the amount.
上記方法によれば、撮像部が取得した農産物の画像を用いて生育状態が特定されると共に、当該生育状態を用いて残生育量が算出され、農産物の栽培地域における現在から収穫時期までの天候情報及び残生育量を用いて、農産物の収穫指標が予測される。結果として、上述したように、農産物の収穫指標の予測精度を向上することが可能となる。 According to the above method, the growth state is specified using the image of the agricultural product acquired by the imaging unit, and the residual growth amount is calculated using the growth state, and the weather from the present to the harvest time in the cultivation area of the agricultural product. Using the information and residual growth, the yield index of agricultural products is predicted. As a result, as described above, it is possible to improve the prediction accuracy of the harvest index of agricultural products.
[第1実施形態]
図1および2を参照して、収穫予測装置を備えた収穫予測システムの第1実施形態と収穫予測装置が実行する収穫予測方法について説明する。
[First Embodiment]
The first embodiment of the harvest prediction system including the harvest prediction device and the harvest prediction method executed by the harvest prediction device will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
本実施形態の収穫予測システムは、農産物の収穫指標を算出するために使用される。農産物の収穫指標は、出荷規格を満たす農産物の収穫に関わる値であり、例えば、収穫量、収穫時期、および収穫確率のいずれか1つである。 The harvest prediction system of the present embodiment is used to calculate the harvest index of agricultural products. The harvest index of an agricultural product is a value related to the harvest of an agricultural product satisfying the shipping standard, and is, for example, any one of the yield amount, the harvest time, and the harvest probability.
(収穫指標)
収穫指標の一例である収穫量は、収穫される農産物の重量、所定の方向における寸法などの大きさ、および体積の少なくとも1つである。
(Harvest index)
The yield, which is an example of the harvest index, is at least one of the weight of the agricultural product to be harvested, the size such as the size in a predetermined direction, and the volume.
収穫指標の一例である収穫時期は、例えば、農産物の色、積算温度、および予め設定された任意の期間の少なくとも1つによって定められる。農産物の色は、色相、明度、彩度の少なくとも1つを含む。積算温度は、開花などの一定の起点から農産物が収穫されるまでに積算される温度である。予め設定された任意の期間は、例えば、開花など一定の起点から数える日数によって収穫時期が定められる。農産物の色によって収穫時期が定められる場合には、農産物の色が出荷規格もしくは収穫規格を満たした農産物が収穫可能となる。積算温度によって収穫時期が定められる場合には、積算温度が一定の値を超えることにより農産物が成熟し、農産物が収穫に適した状態となる。 The harvest time, which is an example of a harvest index, is determined by, for example, the color of the produce, the integrated temperature, and at least one of any preset periods. The color of agricultural products includes at least one of hue, lightness and saturation. The integrated temperature is the temperature integrated from a certain starting point such as flowering to the time when the agricultural product is harvested. For any preset period, the harvest time is determined by the number of days counted from a certain starting point such as flowering. When the harvest time is determined by the color of the agricultural product, the agricultural product whose color meets the shipping standard or the harvesting standard can be harvested. When the harvest time is determined by the integrated temperature, the agricultural product matures when the integrated temperature exceeds a certain value, and the agricultural product becomes suitable for harvesting.
収穫指標の一例である収穫確率は、例えば、収穫量の予測値に基づく確率であって、指定された期間内において収穫量が一定の量以上となる確率である。また、収穫指標の一例である収穫確率は、例えば、収穫時期の予測値に基づく確率であって、指定された期間内に収穫される確率である。 The harvest probability, which is an example of the harvest index, is, for example, a probability based on a predicted value of the harvest amount, and is a probability that the harvest amount exceeds a certain amount within a specified period. Further, the harvest probability, which is an example of the harvest index, is, for example, a probability based on a predicted value of the harvest time, and is a probability of being harvested within a designated period.
収穫量を予測することは、収穫に要する作業量を予測することを可能とし、収穫作業に必要な作業員の確保や出荷計画を精度よく行うことを可能とする。収穫時期を予測することは、農産物を収穫可能である時期が予測可能であり、収穫時期に合わせて収穫計画を立てることを可能とする。収穫確率を予測することは、収穫予測の信頼性を数値によって評価することを可能とする。 Predicting the yield makes it possible to predict the amount of work required for harvesting, and it is possible to secure the workers required for the harvesting work and to accurately carry out the shipping plan. Predicting the harvest time makes it possible to predict when the agricultural products can be harvested and to make a harvest plan according to the harvest time. Predicting the harvest probability makes it possible to numerically evaluate the reliability of the harvest forecast.
(農産物)
農産物は、収穫前の状態において収穫部位が撮影可能である野菜であればよく、例えば、トマトやなす、きゅうりを含む果菜類や、いちご、メロン、すいかを含む果実的野菜、キャベツ、ほうれんそう、レタスを含む葉茎菜類である。
(Agricultural products)
Agricultural products may be vegetables whose harvest site can be photographed in the pre-harvest state, for example, fruit vegetables including tomatoes, eggplants and cucumbers, fruit vegetables including strawberries, melons and squid, cabbage, spinach and lettuce. It is a leafy vegetable including.
農産物は、成長過程において、例えば、開花などの起点から最適な収穫指標までの環境情報の積算値が一定である種類の農産物が特に好ましい。農産物の収穫指標が積算環境値によって、予測することが可能であり、収穫規格だけでなく、成熟度を考慮して収穫指標を予測することが可能である。 Agricultural products are particularly preferably of a type in which the integrated value of environmental information from the starting point such as flowering to the optimum harvest index is constant in the growth process. It is possible to predict the harvest index of agricultural products by the integrated environmental value, and it is possible to predict the harvest index by considering not only the harvest standard but also the maturity level.
農産物には、農産物を出荷可能とする、もしくは、出荷する時の品質や規格を区分する出荷規格が設けられる。出荷規格は、等級と階級とに分けられ、等級は、例えば、形状や、色、ツヤなど、品質や形、見た目に関わるものである。階級は、大きさや重量である。 Agricultural products are provided with shipping standards that enable them to be shipped or that classify the quality and standards at the time of shipping. Shipping standards are divided into grades and classes, and grades relate to quality, shape, and appearance, such as shape, color, and luster. Class is size and weight.
また、農産物には、農産物の収穫時期を定める規格である収穫規格が設けられる。収穫規格は、収穫時において農産物の等級及び階級を満たす基準である。農産物は、収穫規格を満たしたものが収穫されることが望ましい。収穫規格は、出荷規格と同様であってもよいし、収穫から出荷までの工程を考慮して、出荷規格よりも低い値で設定されてもよい。なお、収穫指標として収穫量を予測する構成、あるいは収穫量に基づく収穫確率を予測する構成においては、収穫規格のなかに所定の収穫時期が含まれてもよい。 In addition, for agricultural products, a harvest standard, which is a standard for determining the harvest time of agricultural products, is established. Harvesting standards are standards that meet the grade and class of agricultural products at the time of harvesting. It is desirable that agricultural products that meet the harvesting standards are harvested. The harvest standard may be the same as the shipping standard, or may be set at a value lower than the shipping standard in consideration of the process from harvesting to shipping. In the configuration for predicting the yield as a harvest index or the configuration for predicting the harvest probability based on the harvest, a predetermined harvest time may be included in the harvest standard.
(栽培所)
農産物は、栽培所で栽培される。栽培所は、生育環境が管理されてもよいし、管理されなくてもよい。生育環境は、農産物の光合成に影響を与える要素であり、例えば、温度、二酸化炭素濃度、湿度、光条件、散水量、肥料、風量や風向きである。生育環境が管理される栽培所は、生育環境のうち少なくとも一つが管理される。
(Cultivation plant)
Agricultural products are cultivated in farms. The growing environment of the plantation may or may not be controlled. The growing environment is a factor that influences the photosynthesis of agricultural products, for example, temperature, carbon dioxide concentration, humidity, light conditions, watering amount, fertilizer, air volume and wind direction. At least one of the growing environments is managed in the cultivation plant where the growing environment is managed.
栽培所は、開放されてもよいし、密封されてもよいし、半密封されてもよい。生育環境が管理される栽培所は、密封または半密封されることが好ましい。密封または半密封される栽培所は、外部環境から受ける栽培所内の生育環境の変化を抑制することが可能であり、より生育環境を管理しやすくなる。 The plantation may be open, sealed or semi-sealed. Cultivations where the growing environment is controlled are preferably sealed or semi-sealed. A cultivated plant that is sealed or semi-sealed can suppress changes in the cultivated environment in the cultivated environment that are received from the external environment, and it becomes easier to manage the cultivated environment.
光条件は、日長時間と光波長と光強度とから構成される。日長時間は、1日における明期の時間であり、照明が点灯する時間である。日長時間は、農産物の光周性を考慮して設定される。光波長は、農産物の栄養素や味、食感に影響を及ぼすため、農産物の特徴に合わせて、選択されてもよい。 The light condition is composed of a long day, a light wavelength, and a light intensity. The long day is the time of the light period in one day, and is the time when the lights are turned on. The daytime is set in consideration of the photoperiodism of agricultural products. Since the light wavelength affects the nutrients, taste, and texture of the agricultural product, it may be selected according to the characteristics of the agricultural product.
光強度は、農産物に照射される光の強度であり、太陽光を遮光する日射遮蔽部材によって、調整される。光強度は、光補償点以上光飽和点以下であることが望ましい。光強度が光補償点以上であることは、農産物の成長を促すことが可能である。光強度が光飽和点以下であることは、光源のコストを抑えることや、過度な光合成により生じる農産物の品質低下を抑制する。 The light intensity is the intensity of light radiated to agricultural products, and is adjusted by a solar radiation shielding member that blocks sunlight. It is desirable that the light intensity is equal to or higher than the light compensation point and lower than the light saturation point. When the light intensity is equal to or higher than the light compensation point, it is possible to promote the growth of agricultural products. When the light intensity is below the light saturation point, the cost of the light source is suppressed and the deterioration of the quality of agricultural products caused by excessive photosynthesis is suppressed.
生育環境が制御される栽培所は、収穫指標、および残生育量の少なくとも一方に基づいて、農産物の生育環境を制御されるように構成されてもよい。
例えば、収穫指標として収穫量を予測する構成において、栽培所は、制御盤と、センサーと、生育環境制御装置とを備えてもよい。制御盤は、所定の収穫時期までの残生育量と、環境情報部50から送信される環境情報とを用いて、生育環境制御部を制御する。生育環境制御部は、栽培所内の生育環境を制御可能な装置であり、例えば、空調機や、二酸化炭素発生装置、光源、送風機、加湿器、日射遮蔽部材である。センサーは、栽培所内の生育環境を測定し、制御盤に送信する。制御盤は、センサーから送信された生育環境の測定結果を考慮して、農産物の生育に適した生育環境を形成するように生育環境制御部を制御する。
A plantation in which the growing environment is controlled may be configured to control the growing environment of agricultural products based on at least one of a harvest index and a residual growth amount.
For example, in a configuration for predicting the yield as a harvest index, the plantation may include a control panel, a sensor, and a growing environment control device. The control panel controls the growth environment control unit by using the residual growth amount up to a predetermined harvest time and the environmental information transmitted from the
例えば、収穫指標として収穫時期を予測する構成において、栽培所は、さらに光合成最適ソフトを備えてもよい。光合成最適ソフトは、収穫予測装置20から送信される残生育量および収穫指標の少なくとも一方と、環境情報部50から送信される環境情報とを用いて、現在における最適な光合成速度を算出する。光合成最適ソフトは、算出した現在における最適な光合成速度を制御盤に送信する。制御盤は、光合成最適ソフトから受信した、現在における最適な光合成速度に基づいて、生育環境制御部を制御する。制御盤は、センサーから送信された生育環境の測定結果を考慮して、最適な光合成速度が得られるように生育環境を制御する。
For example, in a configuration for predicting the harvest time as a harvest index, the plantation may further be equipped with photosynthesis optimum software. The photosynthesis optimum software calculates the current optimum photosynthesis rate by using at least one of the residual growth amount and the harvest index transmitted from the
例えば、センサーから受信された生育環境の測定結果が、光合成最適ソフトによって算出された最適な光合成速度を保つことが可能である生育環境である場合は、生育環境を維持するように生育環境制御部によって制御する。一方、センサーにおいて受信された生育環境の測定結果が、最適な光合成速度を保つことが可能である生育環境と差が生じる場合、最適な生育環境に近似させるように生育環境制御部によって生育環境を制御する。 For example, if the measurement result of the growth environment received from the sensor is a growth environment that can maintain the optimum photosynthesis rate calculated by the photosynthesis optimum software, the growth environment control unit so as to maintain the growth environment. Controlled by. On the other hand, if the measurement result of the growing environment received by the sensor differs from the growing environment in which the optimum photosynthetic rate can be maintained, the growing environment is adjusted by the growing environment control unit so as to approximate the optimum growing environment. Control.
(収穫予測システムの構成)
図1を参照して、収穫予測システムの構成を説明する。収穫予測システムは、撮像部10と収穫予測装置20と端末40とを有する。
(Structure of harvest prediction system)
The configuration of the harvest prediction system will be described with reference to FIG. The harvest prediction system includes an
撮像部10及び端末40と、収穫予測装置20とは、ネットワークを通じて、相互にデータの送信および受信を行う。また、撮像部10と端末40とがネットワークを通じて、相互にデータの送信および受信を行ってもよい。撮像部10、収穫予測装置20および端末40間の通信に利用されるネットワークの各々は、インターネット等の汎用通信回線であってもよいし、各装置の通信のための専用通信回線であってもよい。また、上記ネットワークは、独立した複数のネットワークを含んでいてもよいし、共通した1つのネットワークであってもよい。
The
(撮像部)
撮像部10は、農産物の画像を撮影し、撮影した画像を収穫予測装置20へ送信する。撮像部10は、固定されてもよいし、移動可能であってもよい。また、撮像部10は、農産物を俯瞰的に撮影してもよいし、一個または一房の農産物を接写してもよい。撮像部10は、動画を撮影可能であってもよい。撮像部10は、撮影するタイミングが定期的であってもよいし、不定期であってもよい。
(Image pickup unit)
The
(端末)
端末40は、スマートフォンやタブレット端末やパーソナルコンピュータ等のコンピュータ端末である。端末40は、収穫規格を入力することで、収穫予測装置20に収穫規格のデータを送信することが可能である。入力される収穫規格は、任意の値でよく、農産物が収穫時に満たす値として設定される。収穫規格は、複数のパラメーターとして入力されてもよい。
(Terminal)
The terminal 40 is a computer terminal such as a smartphone, a tablet terminal, or a personal computer. By inputting the harvest standard, the terminal 40 can transmit the data of the harvest standard to the
端末40は、収穫予測装置20において予測された収穫指標が表示される。端末40は、収穫指標だけでなく、農産物の画像、生育状態、栽培所における農産物の場所および収穫予測装置20に記憶されるデータの閲覧が可能であってもよい。また、端末40は、撮像部10や収穫予測装置20から受信したデータを他の端末に送信してもよい。
The terminal 40 displays the harvest index predicted by the
端末40において表示される収穫指標は、例えば、収穫指標の予測値、あるいは、予測値が含まれる所定の数値範囲を色、図形、絵、文字等によって表現した指標である。また、端末40は、指定した期間において栽培所全体で収穫可能な農産物の量や場所、場所を示す符号が表示可能であってもよい。収穫可能な農産物の量は、栽培所全体における収穫量であってもよいし、栽培所の一部であってもよい。 The harvest index displayed on the terminal 40 is, for example, a predicted value of the harvest index or an index expressing a predetermined numerical range including the predicted value by colors, figures, pictures, characters, and the like. In addition, the terminal 40 may be able to display a code indicating the amount, place, and place of agricultural products that can be harvested in the entire cultivation plant during the designated period. The amount of agricultural products that can be harvested may be the yield of the entire plantation or a part of the plantation.
(収穫予測装置)
図2を参照に、収穫予測装置20の構成について説明する。
収穫予測装置20は、CPU、RAM及びROM等のメモリ等を備え、農産物の栽培地域の天候情報を取得して、天候情報及び残生育量を用いて、農産物の収穫指標を算出することを特徴とする。収穫予測装置20は、通信部21と、制御部30と、制御部30に接続する算出モデル22とを有する。収穫予測装置20によって、予測される収穫指標は、1つであってもよいし、複数であってもよい。
(Harvest prediction device)
The configuration of the
The
通信部21は、ネットワークを通じて、撮像部10、端末40、他の端末および外部の情報提供センターと情報の受信及び送信を行う。通信部21は、データの受信を定期的に行ってもよいし、不定期に行ってもよい。通信部21は、収穫指標を算出する都度にデータの受信または送信をしてもよい。また、通信部21は、制御部30からの指示に基づいて、データを受信する対象や、受信するデータが選択されてもよい。
The
また、通信部21は、天候情報を取得する。天候情報の情報提供は、例えば、外部の情報提供センターによって行われ、例えば、気象庁や特定の法人または個人によって設置されるサーバーである。天候情報は、農産物が栽培される栽培所を含む所定の範囲の地域である栽培地域における天候情報である。
In addition, the
栽培地域の天候情報を取得することは、定期的に天候情報をまとめて受信してもよいし、毎時または毎日天候情報が更新されてもよい。また、外部の情報提供センターに問い合わせることで受信してもよい。 To acquire the weather information of the cultivation area, the weather information may be collectively received on a regular basis, or the weather information may be updated hourly or daily. You may also receive it by contacting an external information provision center.
天候情報は、例えば、週間天気予報であってもよいし、時間ごとに予報される天気予報であってもよいが時間ごとの天気予報が望ましい。時間単位の天気予報は、1日の日射量を予測する精度を高めることが可能である。 The weather information may be, for example, a weekly weather forecast or an hourly weather forecast, but an hourly weather forecast is desirable. Hourly weather forecasts can improve the accuracy of predicting the amount of solar radiation per day.
天候情報は、天気だけの情報であってもよいが、日照時間、平均気温、降水確率のうち1以上の情報があることが望ましい。特に日照時間は、1日における農産物の日射量の予測精度を向上可能であり、平均気温は、積算温度の予測精度を向上可能である。また、天候情報は、表形式であってもよいし、地図形式であってもよい。地図形式は、例えば、天気図や雨雲レーダーである。 The weather information may be only the weather information, but it is desirable that the weather information has one or more of the sunshine duration, the average temperature, and the probability of precipitation. In particular, the sunshine duration can improve the prediction accuracy of the amount of solar radiation of agricultural products in one day, and the average temperature can improve the prediction accuracy of the integrated temperature. Further, the weather information may be in a table format or a map format. The map format is, for example, a weather map or a rain cloud radar.
制御部30は、通信部21によって受信された情報を制御し、画像解析部31と残生育量算出部32と収穫指標算出部33と情報提供部34とを有する。制御部30は、通信部21を通じて、撮像部10に接続される。
The
画像解析部31は、たとえば、GPU(Graphics Processing Unit)または画像処理用に構成されたFPGA(Field−Programmable Gate Array)などのプロセッサを含む。画像解析部31は、撮像部10から受信した画像を解析することで、農産物の生育状態を特定する。生育状態は、現在の農産物の色、ツヤ、大きさ、重量、形、及び、肥大量等である。
The
画像解析部31は、例えば、カラーチャートなどの基準を参照して、生育状態の一例である農産物の色を特定する。この際、農産物の色は、農産物全体の色から算出される平均値であってもよいし、特定部位における色であってもよい。あるいは、画像解析部31は、例えば、実測値に基づいて構築された数理モデル、あるいは学習済みモデルを記憶し、当該モデルを用いた画像解析によって、農産物の生育状態を特定してもよい。
The
画像解析部31は、農産物の個体を区別する際に、個体認識情報を検出してもよい。個体認識情報とは、農産物を個々に区別可能である情報であって、例えば、栽培所における農産物の位置や、農産物における位置が紐づけられる。個体認識情報は、タグ、カラーコード、バーコード、QRコード(登録商標)によって、農産物に付加されてもよい。個体認識情報は、接写された農産物であっても、個体を認識することを可能とし、一個体の農産物における成長過程を記録することが可能である。
The
画像解析部31は、農産物の画像から、サビ果、裂果、病害、病虫害、食害等により出荷できない農産物を検出してもよい。出荷不能である農産物が検出されたことは、端末40を通じてユーザーに通知される。通知されたユーザーは、出荷不能である農産物が検出されたことに基づく適切な対応を行うことが可能である。農産物の画像から出荷できない農産物を検出し、ユーザーに通知することは、例えば、農産物が病害の被害にあった場合、病害を受けた農産物を早めに取り除くことで、他の農産物への二次被害を抑えることが可能である。
The
画像解析部31は、撮像部10において撮影された複数の角度からの画像を用いて、農産物の3Dモデルを作成して、作成された3Dモデルから農産物の体積や重量を算出してもよい。農産物の3Dモデルから農産物の体積や重量を算出する際に、数理モデルを使用してもよいし、学習済みモデルを使用してもよい。
The
(残生育量算出部)
残生育量算出部32は、生育状態を用いて、農産物の収穫規格を満たすために必要な残生育量を算出する処理を実行する。残生育量算出部32は、現在の農産物における生育状態を入力値として、画像解析部31から提供される。収穫規格は、ユーザーによる端末40からの提供によって予め設定されている。
(Residual growth amount calculation unit)
The residual growth
残生育量を算出する処理は、収穫指標の種別ごとに異なる。
例えば、収穫指標として収穫量を予測する構成、あるいは収穫量に基づく収穫確率を予測する構成において、残生育量算出部32は、現在から所定の収穫時期までの日数を残生育量として算出する。
The process of calculating the residual growth amount differs depending on the type of harvest index.
For example, in the configuration of predicting the yield as a harvest index or the configuration of predicting the harvest probability based on the yield, the residual growth
例えば、収穫指標として収穫時期を予測する構成、あるいは収穫時期に基づく収穫確率を予測する構成において、残生育量算出部32は、まず、収穫規格を満たすために要する残規格値を算出する。残規格値は、収穫規格を満たすために要する農産物の重量、大きさ、色などである。残規格値は、画像解析部31において算出された現在の農産物における生育状態と、収穫規格とを比較することによって算出される。例えば、農産物における色の収穫規格が、Red:255、Green:22、Blue:22であり、農産物における現在の生育状態が、Red:255、Green:69、Blue:22である場合、Green:47が残規格値である。例えば、農産物における重量の収穫規格が150gであり、農産物における現在の生育状態が100gである場合、50gが残規格値である。
For example, in the configuration of predicting the harvest time as a harvest index or the configuration of predicting the harvest probability based on the harvest time, the residual growth
次いで、残生育量算出部32は、残規格値に基づいて、収穫規格を満たすために農産物が要する残生育量を算出する。残生育量は、収穫規格を満たすまでに要する農産物の生育量である。残生育量は、例えば、収穫規格を満たすまでに要する光合成量である残光合成量や、収穫規格を満たすまでに要する積算温度である残積算温度である。積算温度は、栽培所を含む地域における日平均気温の積算である。残生育量算出部32は、残生育量の算出に際して、先に算出された残規格値、および算出モデル22に含まれるモデルを用いる。
Next, the residual growth
(収穫指標算出部)
収穫指標算出部33は、残生育量算出部32が算出した残生育量と、通信部21において取得した栽培地域の天候情報とを用いて、収穫指標を算出する処理を実行する。
(Harvest index calculation department)
The harvest
収穫指標算出部33は、収穫指標の予測に際して、例えば、現在から収穫時期までにわたる栽培地域の天候情報から、現在から収穫時期までにわたる当該地域での日平均気温を予測する。この際、収穫指標算出部33は、天候情報に平均気温が含まれる場合には、当該平均気温を日平均気温としてもよい。また、天候情報に最高気温と最低気温とが含まれる場合には、これらの平均値を日平均気温としてもよい。また、天候情報に気温が含まれない場合には、天気の情報から日平均気温を予測してもよいし、さらに、前年度における天気ごとの月別平均気温を天候情報として取り扱い、この月別平均気温から日平均気温を予測してもよい。
When predicting the harvest index, the harvest
収穫指標算出部33は、収穫指標の予測に際して、例えば、現在から収穫時期までにわたる栽培地域の天候情報から、現在から収穫時期までにわたる当該地域での日射量を予測する。この際、収穫指標算出部33は、晴天時の日射量と、予報される天気における曇量係数との乗算によって日射量を算出する。晴天時の日射量は、晴天時において、栽培所を含む地域へ照射される太陽光の量であり、大気圏外法線面直達日射量に対して、晴天時の大気透過率を乗じて求められる。晴天時の大気透過率は、例えば、月別に設定されてもよい。曇量係数は、全天空に占める雲に覆われた部分の割合である曇量の係数である。例えば、晴れ、曇り、雨における曇量の月平均である。曇量は、0+、0〜9、10−、10の13段階の整数値で表されるが、曇量係数は、0〜1の範囲内における数値によって示されてもよい。天候情報において、表示される天気によって曇量係数は決定される。また、収穫指標算出部33は、1日の天候情報に複数の天気が含まれる場合に、曇量係数の平均値を使用してもよい。例えば、1日の天候情報が晴れのち曇りである場合に、収穫指標算出部33は、晴れおよび曇りの曇量係数の平均値を日射量として算出する。なお、収穫指標の算出に際しては、例えば、収穫後から出荷における工程が考慮されてもよく、収穫後から出荷までの日にちや移動条件などを端末40から入力することで、収穫時期の予測に反映されてもよい。収穫指標算出部33は、一房の農産物を収穫指標の予測単位としてもよいし、一個の農産物を収穫指標の予測単位としてもよい。
When predicting the harvest index, the harvest
収穫指標を予測する処理は、収穫指標の種別ごとに異なる。
例えば、収穫指標として収穫量を予測する構成、あるいは収穫量に基づく収穫確率を予測する構成において、収穫指標算出部33は、画像解析部31において算出された現在の農産物における生育状態、残生育量算出部32で算出された残生育量である日数、および現在から所定の収穫時期までの天候情報を用いて、収穫指標を算出する。この際、収穫指標算出部33は、一例として、天候情報から予測される日平均気温と、残生育量である日数とから予測される農産物の成長量から、所定の収穫時期における農産物の重量である収穫量を算出する。成長量は、農産物が光合成を行うことで成長する量であり、農産物の重量、所定の方向における寸法などの大きさ、および体積の少なくとも1つである。なお、収穫指標算出部33は、収穫指標の算出に際して、算出モデル22に含まれるモデルを用いてもよい。
The process of predicting the harvest index differs depending on the type of harvest index.
For example, in a configuration for predicting the yield as a harvest index or a configuration for predicting the harvest probability based on the harvest, the harvest
例えば、収穫指標として収穫時期を予測する構成、あるいは収穫時期に基づく収穫確率を予測する構成において、収穫指標算出部33は、残生育量算出部32で算出された残生育量、および現在から所定の収穫時期までの天候情報を用いて、収穫指標を算出する。この際、収穫指標算出部33は、一例として、天候情報から予測される積算温度が残積算温度に到達する時期を、収穫時期として出力する。また、収穫指標算出部33は、他の例として、天候情報から予測された日射量などから得られる積算光合成量が残光合成量に到達する時期を、収穫時期として出力する。なお、収穫指標算出部33は、収穫指標の算出に際して、算出モデル22に含まれるモデルを用いてもよい。また、収穫指標算出部33は、天候情報が日照時間や、日射量、光強度の情報を含む場合、それらを積算光合成量の算出に用いてもよい。
For example, in a configuration for predicting the harvest time as a harvest index or a configuration for predicting the harvest probability based on the harvest time, the harvest
算出モデル22は、収穫指標を算出するための1以上のモデルを記憶する。算出モデル22が記憶するモデルは、実測値に基づいて算出された数理モデルであってもよいし、教師データを用いて機械学習を行なった学習済みモデルであってもよい。
The
例えば、残生育量として残光合成量を算出するためのモデルは、農産物の色、大きさ、重量および、成長量からなる群から選択される少なくとも1つの残規格値と、光合成量との相関関係を示すモデルである。残生育量として残光合成量を算出するためのモデルは、例えば、色相の変化量である残規格値Green:47を入力値とし、収穫規格を満たすために要する残光合成量を出力するように構築されている。 For example, a model for calculating the amount of afterglow synthesis as the amount of residual growth correlates the amount of photosynthesis with at least one residual standard value selected from the group consisting of the color, size, weight, and amount of growth of agricultural products. It is a model showing. The model for calculating the afterglow synthesis amount as the afterglow amount is constructed so that, for example, the afterglow synthesis amount required to satisfy the harvest standard is output by using the afterglow standard value Green: 47, which is the amount of change in hue, as an input value. Has been done.
例えば、残生育量として積算温度を算出するためのモデルは、農産物の色、大きさ、重量、および、成長量からなる群から選択される少なくとも1つの残規格値と、積算温度との相関関係を示すモデルである。残生育量として残積算温度を算出するためのモデルは、例えば、色相の変化量である残規格値Green:47を入力値とし、収穫規格を満たすために要する残積算温度を出力するように構築されている。 For example, a model for calculating the integrated temperature as the residual growth amount is a correlation between the integrated temperature and at least one residual standard value selected from the group consisting of the color, size, weight, and growth amount of agricultural products. It is a model showing. The model for calculating the residual integrated temperature as the residual growth amount is constructed so that, for example, the residual standard value Green: 47, which is the amount of change in hue, is used as an input value, and the residual integrated temperature required to satisfy the harvest standard is output. Has been done.
例えば、収穫指標として収穫量を予測する構成、あるいは収穫量に基づく収穫確率を予測する構成において、収穫指標を算出するためのモデルは、現在の農産物の色、ツヤ、大きさ、重量、形、及び、肥大量などの生育状態、残生育量である日数、および、現在から所定の収穫時期までの天候情報に基づく日平均気温を入力とする。収穫指標を算出するためのモデルは、これら生育状態、日数、および天候情報と、農産物の重量である収穫量との相関関係を用い、収穫量を出力するように構築されている。 For example, in a configuration that predicts the yield as a harvest index, or a configuration that predicts the harvest probability based on the yield, the model for calculating the harvest index is the color, luster, size, weight, shape, and the current agricultural product. In addition, the growth state such as a large amount of fertilizer, the number of days remaining to grow, and the daily average temperature based on the weather information from the present to the predetermined harvest time are input. The model for calculating the harvest index is constructed to output the yield by using the correlation between the growth state, the number of days, and the weather information and the yield, which is the weight of the agricultural product.
例えば、収穫指標として収穫時期を予測する構成、あるいは収穫時期に基づく収穫確率を予測する構成において、収穫指標を算出するためのモデルは、残光合成量や積算温度などの残生育量、および現在から所定の収穫時期までの天候情報に基づく日射量を入力とする。収穫指標を算出するためのモデルは、これら残生育量、および天候情報と、収穫時期との相関関係を用い、収穫時期を出力するように構築されている。 For example, in the configuration of predicting the harvest time as a harvest index or the configuration of predicting the harvest probability based on the harvest time, the model for calculating the harvest index is the residual growth amount such as the afterglow synthesis amount and the integrated temperature, and the present. Enter the amount of solar radiation based on the weather information up to the specified harvest time. The model for calculating the harvest index is constructed to output the harvest time by using the correlation between the residual growth amount and the weather information and the harvest time.
なお、残生育量算出部32、および収穫指標算出部33は、積算環境値や農産物の色に基づく、農産物の成熟度によって数理モデルを使い分けてもよい。光合成量に対して農産物の生育速度が、農産物の成熟度に依存して変化する農産物において、農産物の成熟度に合わせた算出モデル22を使用することによって、より正確に農産物の生育量を算出することが可能となる。
The residual growth
情報提供部34は、端末40において表示する情報を作成する。情報提供部34は、収穫指標算出部33が算出した収穫指標を含む情報を生成する。収穫指標を含む情報は、例えば、農産物の画像や、生育状態、残光合成量、栽培所における農産物の場所や、農産物の個体を区別する情報を含んでもよい。端末40において収穫量や収穫時期が表示されることは、収穫に要する作業量を把握することを可能として収穫計画を立てやすくする。端末40において収穫確率が表示されることは、収穫時期の信憑性を把握することを可能とする。
The
収穫予測装置20は、収穫指標の予測に用いた残生育量や天候情報などのデータ、および収穫指標の予測結果を栽培所へ送信してもよい。また、栽培所は、収穫予測装置20から送信されたデータに基づいて農産物の生育環境を制御してもよい。
The
収穫予測装置20から送信されたデータに基づいて農産物の生育環境が制御されることは、気候が起因した大幅な収穫指標の変更を抑制する。また、収穫指標を任意の値となるように、生育環境を制御することも可能である。収穫予測装置20から送信されたデータに基づいて農産物の生育環境が制御されることは、収穫計画を容易に立てることを可能とする。
Controlling the growing environment of agricultural products based on the data transmitted from the
(収穫指標の予測方法)
上記収穫予測装置20が実行する収穫指標の予測方法について説明する。
収穫指標の予測方法は、撮像部に接続された制御部を備えた収穫予測装置を用いた収穫予測方法であって、前記制御部が、前記撮像部から取得した農産物の画像を用いて生育状態を特定し、前記生育状態を用いて収穫規格を満たすために必要な残生育量を算出し、前記農産物の栽培地域の天候情報を取得して、前記天候情報及び前記残生育量を用いて、前記農産物の収穫指標を算出することを特徴とする。
(Forecasting method of harvest index)
The method of predicting the harvest index executed by the
The method of predicting the harvest index is a harvest prediction method using a harvest prediction device provided with a control unit connected to the image pickup unit, and the control unit uses an image of an agricultural product acquired from the image pickup unit to grow. Is specified, the residual growth amount required to satisfy the harvest standard is calculated using the growth state, the weather information of the cultivation area of the agricultural product is acquired, and the weather information and the residual growth amount are used. It is characterized in that the harvest index of the agricultural product is calculated.
撮像部10から取得した農産物の画像を用いて生育状態を特定することとは、撮像部10において撮影された農産物の画像から、画像解析部31において画像解析されることによって、農産物の生育状態を特定することである。
Identifying the growth state using the image of the agricultural product acquired from the
撮像部10は、栽培所において農産物の画像を撮影する。撮像部10は、撮影された農産物の画像を収穫予測装置20へ送信する。収穫予測装置20は、画像解析部31において農産物の画像から農産物を認識し、画像解析を行う。画像解析部31は、一房または一個の農産物を検出する。画像解析部31は、検出された農産物の画像を解析することによって、農産物の生育状態を特定する。
The
生育状態を用いて収穫規格を満たすために必要な残生育量を算出することは、残生育量算出部32において、生育状態を用いて、収穫規格を満たすために必要な残生育量を算出することである。
To calculate the residual growth amount required to meet the harvest standard using the growth state, the residual growth
農産物の栽培地域の天候情報を取得して、前記天候情報及び前記残生育量を用いて、前記農産物の収穫指標を算出することは、収穫指標算出部33において行われる。収穫指標算出部33は、通信部21において農産物の栽培地域の天候情報を取得し、天候情報及び残生育量を用いて、農産物の収穫指標を算出する。
The harvest
収穫指標として収穫量を予測する構成、あるいは収穫量に基づく収穫確率を予測する構成において、残生育量算出部32は、現在から所定の収穫時期までの日数を残生育量として算出する。
In the configuration of predicting the yield as a harvest index or the configuration of predicting the harvest probability based on the yield, the residual growth
一方、収穫指標として収穫時期を予測する構成、あるいは収穫時期に基づく収穫確率を予測する構成において、残生育量算出部32は、まず、収穫規格を満たすために要する色や重量などの残規格値を算出する。次いで、残生育量算出部32は、収穫規格を満たすために農産物が要する光合成量や積算温度などの残生育量を算出する。
On the other hand, in the configuration of predicting the harvest time as a harvest index or the configuration of predicting the harvest probability based on the harvest time, the residual growth
予測された収穫指標は、情報提供部34によって、端末40において表示可能であるようにデータの加工や変換が行われる。情報提供部34によって、端末40において表示可能となったデータは、端末40へ送信される。データを受信した端末40は、収穫予測装置20による収穫指標の予測結果を提供する。
The predicted harvest index is processed and converted by the
収穫時期が温度に依存する場合、天候情報から温度を予測することによって、収穫時期を算出してもよい。
農産物の色によって収穫時期を特定した後に、収穫規格を満たす収穫量を予測してもよい。
If the harvest time depends on the temperature, the harvest time may be calculated by predicting the temperature from the weather information.
After specifying the harvest time by the color of the agricultural product, the yield that meets the harvest standard may be predicted.
以上、上記実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)画像解析部31において、撮像部10によって撮影された画像から農産物の生育状態を解析することが可能である。これにより、農産物の生育状態を手作業によって測定する負担を軽減させることが可能である。
As described above, according to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The
(2)収穫予測装置20は、現在の農産物における生育状態、残生育量、および、現在から収穫時期までの天候情報とを用いて収穫指標を予測する。収穫指標算出部33によって、収穫指標が予測可能であることは、農産物が収穫されるまでの状況を容易に把握することが可能である。そのため、収穫計画を立てやすくなる。
(2) The
(3)そして、収穫指標が収穫量である場合には、農産物における現在の生育度合いが収穫量の予測に反映されると共に、現在から収穫時期までの日数である残生育量と、現在から収穫時期までの気温などとが収穫量の予測に反映される。また、収穫指標が収穫時期である場合には、農産物における現在の生育度合いが収穫時期の予測に反映されると共に、収穫規格となる重量や大きさを満たすために要する残生育量に、現在から収穫時期までの気温などが考慮されたうえで、収穫時期が予測される。結果として、農産物の収穫指標の予測精度を向上することが可能となる。 (3) Then, when the harvest index is the harvest amount, the current growth degree of the agricultural product is reflected in the forecast of the harvest amount, and the remaining growth amount which is the number of days from the present to the harvest time and the harvest from the present. The temperature up to the time is reflected in the forecast of yield. In addition, when the harvest index is the harvest time, the current degree of growth of agricultural products is reflected in the prediction of the harvest time, and the residual growth amount required to meet the weight and size that is the harvest standard is calculated from the present. The harvest time is predicted after considering the temperature up to the harvest time. As a result, it is possible to improve the prediction accuracy of the harvest index of agricultural products.
(4)残生育量算出部32によって、残光合成量を算出可能であることは、農産物が収穫時期までに要する光合成量を把握することが可能であり、農産物の成長度合を数値によって把握することが可能である。そのため、農産物の生育を把握する上で指標が設けられることは、農産物の生育状況の把握を容易とする。
(4) The fact that the amount of afterglow synthesis can be calculated by the residual growth
(5)収穫規格が色、重量、および大きさの少なくとも1つであることは、出荷規格を満たした状態で出荷される出荷量を向上させることが可能である。また、収穫時において、色、重量、および大きさの少なくとも1つが収穫規定を満たさない農産物が収穫されることを抑制し、農産物の収穫量及び収穫時の品質を向上させることが可能である。また、出荷規格を満たすまで農産物を栽培することが容易でもあるから、残生育量を特定するための収穫規格が、色、重量、および大きさの少なくとも1つであることは、高い品質を有した農産物に関わる収穫量の精度、または収穫時期の精度を向上させることを可能ともする。 (5) The fact that the harvesting standard is at least one of color, weight, and size can improve the shipping amount shipped in a state where the shipping standard is satisfied. In addition, it is possible to suppress the harvesting of agricultural products whose color, weight, and size do not meet the harvesting regulations at the time of harvesting, and to improve the yield and quality of the agricultural products at the time of harvesting. In addition, since it is easy to cultivate agricultural products until they meet the shipping standards, it is of high quality that the harvesting standard for specifying the residual growth amount is at least one of color, weight, and size. It is also possible to improve the accuracy of the yield or the harvest time of the produced agricultural products.
(6)端末40において入力された収穫規格に基づいて、収穫規格を満たした農産物が収穫可能である時期が算出される。そのため、収穫予測装置20によって収穫可能であると予測された農産物は、収穫規格を満たした状態である確率を向上させる。
(6) Based on the harvesting standard input on the terminal 40, the time when the agricultural product satisfying the harvesting standard can be harvested is calculated. Therefore, the agricultural products predicted to be harvestable by the
[第2実施形態]
図3および4を参照に、収穫予測装置を備えた収穫予測システムの第2実施形態を、第1実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第2実施形態にかかる収穫予測システムは、環境情報部、ログ制御部、学習部、ログ記憶部、学習用情報記憶部、および、学習結果記憶部を有する点と、学習部によって収穫時期の予測が学習される点とにおいて第1実施形態と異なっている。図3および4では、第1実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成にはそれぞれ同一の符号を付して示し、重複する説明は割愛する。
[Second Embodiment]
The second embodiment of the harvest prediction system including the harvest prediction device will be described with reference to FIGS. 3 and 4, focusing on the differences from the first embodiment. The harvest prediction system according to the second embodiment has an environmental information unit, a log control unit, a learning unit, a log storage unit, a learning information storage unit, and a learning result storage unit, and the harvest time is determined by the learning unit. It differs from the first embodiment in that the prediction of is learned. In FIGS. 3 and 4, substantially the same configurations as those described in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
(環境情報部)
図3に示すように、収穫予測システムは、環境情報部50をさらに有する。環境情報部50は、栽培所を含む地域での現在の温度、二酸化炭素濃度、および光条件を含む環境情報を生成する。環境情報部50は、環境情報を定期的に取得してもよいし、不定期に取得してもよい。また、撮像部10と連動して、撮像部10が農産物の収穫時に環境情報を取得してもよい。撮像部10において撮影された画像と、環境情報とを対応づけることが可能である。
(Environmental Information Department)
As shown in FIG. 3, the harvest prediction system further includes an
環境情報部50は、生成した栽培所を含む地域における実際の環境情報を収穫予測装置20にネットワークを通じて、送信する。また、環境情報部50は、撮像部10および端末40と相互にデータの送信および受信を行ってもよい。環境情報部50、撮像部10、収穫予測装置20および端末40間の通信に利用されるネットワークの各々は、インターネット等の汎用通信回線であってもよいし、各装置の通信のための専用通信回線であってもよい。また、上記ネットワークは、独立した複数のネットワークを含んでいてもよいし、共通した1つのネットワークであってもよい。
The
(収穫予測装置)
図4に示すように、収穫予測装置20は、さらに、制御部30において、ログ制御部35および学習部36を有する。また、制御部30には、算出モデル22の他に、ログ記憶部23と、学習用情報記憶部24と、学習結果記憶部25が接続される。
(Harvest prediction device)
As shown in FIG. 4, the
ログ制御部35は、撮像部10、環境情報部50及び収穫予測装置20において生成された農産物に関わる情報の記憶を制御する。ログ制御部35は、撮像部10、環境情報部50及び収穫予測装置20から送信されたデータを日時と対応させ、ログ記憶部23に記憶させる。
The
学習部36は、学習用情報記憶部24に記憶されている学習用情報を用いて機械学習を行う。学習部36は、学習用情報に含まれる複数の値から、最適な収穫時期の値を得るための学習結果が取得される。機械学習は、教師あり学習であってもよいし、教師なし学習であってもよい。また、教師あり学習器は、線形回帰を行う演算器であってもよいし、サポートベクターマシンであってもよいし、決定木であってもよいし、ランダムフォレストであってもよいし、Ada Boostであってもよいし、ニューラルネットワークであってもよい。
The
学習部36は、学習結果を学習結果記憶部25に記憶させ、画像解析部31、残生育量算出部32、および、収穫指標算出部33において使用されるモデルを、学習結果に基づいて補正する。
The
ログ記憶部23は、撮像部10、環境情報部50及び収穫予測装置20において取得された農産物に関する情報と、日時とを対応させたログを記憶する。ログ記憶部23は、例えば、環境情報、撮影画像、および、算出モデルの中から少なくとも一つと、日時情報とを対応付けたレコードを記憶する。
The log storage unit 23 stores a log in which the information about the agricultural products acquired by the
学習用情報記憶部24は、学習用情報を記憶する。学習用情報とは、学習部36が学習処理を行う際に用いられるデータである。学習用情報は、収穫指標の予測に使用した情報及びモデルと、予測された収穫指標と、収穫指標の適正度を測る評価情報とが対応づけられた情報である。学習用情報は、農産物を含む地域における環境情報と、農産物の画像と、環境情報及び画像を取得した日時とが対応づけられた情報を含んでもよい。
The learning information storage unit 24 stores learning information. The learning information is data used when the
学習結果記憶部25は、学習部36の学習処理によって得られた学習結果を示す情報を記憶する。学習結果記憶部25によって記憶される学習結果は、画像解析部31、残生育量算出部32および収穫指標算出部33によって使用される。
The learning
以上説明したように、本実施形態によれば、上記(1)〜(6)の効果が得られるとともに、さらに以下の効果が得られる。
(7)環境情報部50は、栽培所における環境情報を生成する。そのため、収穫予測装置20は、農産物が生育する生育環境の情報を取得することが可能であって、生育環境と農産物とを対応付けることが可能である。これにより、収穫予測装置20は、現在の農産物における生育状態と、現在までの生育環境との関係性を考慮して、学習部36に学習処理を行わせることが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the above-mentioned effects (1) to (6) can be obtained, and the following effects can be further obtained.
(7) The
(8)学習部36は、学習情報から学習結果を算出し、その学習結果を学習結果記憶部25に記憶させる。画像解析部31、残生育量算出部32、および、収穫指標算出部33は、学習結果に基づいて算出モデル22を補正することで、より正確に収穫指標の予測を行うことが可能となる。
(8) The
[他の実施形態]
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施できる。
・栽培所において制御される生育環境は、温度、二酸化炭素濃度、光条件のうち、1つ以上であってもよいし、全て制御されなくてもよい。栽培所において生育環境を制御しない、もしくは制御される生育環境の数が少ないことは、栽培所で農産物を生育する上で複雑な生育環境の管理システムを有さなくてもよい。また、生育環境を管理するために生じるコストを抑えることが可能となる。
[Other Embodiments]
The above embodiment can be modified as follows.
-The growing environment controlled in the cultivation plant may be one or more of temperature, carbon dioxide concentration, and light conditions, or all of them may not be controlled. The fact that the growing environment is not controlled in the farm or the number of controlled growing environments is small means that it is not necessary to have a complicated growing environment management system for growing agricultural products in the farm. In addition, it is possible to reduce the cost incurred in managing the growing environment.
・収穫予測装置20は、天候情報から算出される日射量から、農産物の生育に最適な生育環境での温度を算出してもよい。収穫予測装置20は、日射量と最適温度から、農産物の光合成量を算出し、光合成量に基づいて収穫指標を算出してもよい。
-The
・栽培所は、生育環境が一定の値、もしくは、規則的に制御されてもよい。一定の値もしくは規則的に生育環境が制御される栽培所は、生育環境の管理が容易となる。
・生育状態は、画像から生成された情報に限らず、現在の農産物を用いて測定された実測値であってもよい。
-In the cultivation plant, the growing environment may be controlled to a certain value or regularly. In a cultivation plant where the growing environment is controlled to a certain value or regularly, the growing environment can be easily managed.
-The growth state is not limited to the information generated from the image, but may be an actually measured value measured using the current agricultural product.
10…撮像部 20…収穫予測装置 21…通信部 22…算出モデル 23…ログ記憶部 24…学習用情報記憶部 25…学習結果記憶部 30…制御部 31…画像解析部 32…残生育量算出部 33…収穫指標算出部 34…情報提供部 35…ログ制御部 36…学習部 40…端末 50…環境情報部
10 ...
Claims (4)
前記制御部が、
前記撮像部から取得した農産物の画像を用いて生育状態を特定し、
前記生育状態を用いて、前記農産物の収穫規格を満たすために必要な残生育量を算出し、
前記農産物の栽培地域の天候情報を取得して、前記天候情報及び前記残生育量を用いて、前記農産物の収穫指標を算出することを特徴とする収穫予測装置。 It is a harvest prediction device equipped with a control unit connected to the image pickup unit.
The control unit
The growth state was identified using the image of the agricultural product acquired from the imaging unit, and the growth state was specified.
Using the growing condition, the residual growing amount required to meet the harvesting standard of the agricultural product was calculated.
A harvest prediction apparatus characterized in that the weather information of the cultivation area of the agricultural product is acquired, and the harvest index of the agricultural product is calculated by using the weather information and the residual growth amount.
前記画像に含まれる前記農産物の色を特定し、
前記色に応じて、収穫時期に前記収穫規格を満たす前記農産物の収穫量を前記収穫指標として特定する
請求項1に記載の収穫予測装置。 The control unit
Identify the color of the agricultural product contained in the image and
The harvest prediction device according to claim 1, wherein the yield of the agricultural product satisfying the harvest standard at the time of harvest is specified as the harvest index according to the color.
前記画像を用いて予測した前記農産物の重量、および前記画像に含まれる前記農産物の大きさの少なくとも1つを特定し、
前記生育状態と、前記農産物の光合成量に対する前記農産物の成長量とに基づいて、前記収穫規格を満たすために要する前記残生育量を算出し、
前記残生育量により、前記収穫規格を満たす収穫時期を前記収穫指標として特定する
請求項1に記載の収穫予測装置。 The control unit
At least one of the weight of the produce predicted using the image and the size of the produce contained in the image is specified.
Based on the growing state and the growing amount of the agricultural product with respect to the photosynthetic amount of the agricultural product, the residual growing amount required to satisfy the harvesting standard was calculated.
The harvest prediction device according to claim 1, wherein a harvest time satisfying the harvest standard is specified as the harvest index based on the residual growth amount.
前記制御部が、
前記撮像部から取得した農産物の画像を用いて生育状態を特定し、
前記生育状態を用いて収穫規格を満たすために必要な残生育量を算出し、
前記農産物の栽培地域の天候情報を取得して、前記天候情報及び前記残生育量を用いて、前記農産物の収穫指標を算出することを特徴とする収穫予測方法。 It is a harvest prediction method using a harvest prediction device equipped with a control unit connected to an imaging unit.
The control unit
The growth state was identified using the image of the agricultural product acquired from the imaging unit, and the growth state was specified.
Using the above growing conditions, the amount of residual growth required to meet the harvesting standards was calculated.
A harvest prediction method characterized in that the weather information of the cultivation area of the agricultural product is acquired, and the harvest index of the agricultural product is calculated by using the weather information and the residual growth amount.
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