JP6394118B2 - Plant growing apparatus, plant growing method and program - Google Patents
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Description
本発明は、植物育成装置、植物育成方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a plant growing device, a plant growing method, and a program.
植物工場等において人工的な光源で植物を効率的に育成する技術がある。 There is a technique for efficiently growing plants with an artificial light source in a plant factory or the like.
特許文献1は、植物が育成される育成床と、育成床を支持して移動可能な可動台と、植物の育成状況に応じて、可動台の位置を移動させる制御部と、を備え、植物を適した育成環境の位置に移動させることができる移動式栽培装置を開示している。また、同文献は、可動台を水、養分を含む水溶液、任意の液体等に浮かせて水面の高さを変化させることにより、可動台を上下方向(鉛直方向)に上下させることを開示している。 Patent Document 1 includes a growing floor on which a plant is grown, a movable base that can move while supporting the growing floor, and a control unit that moves the position of the movable base in accordance with the growing situation of the plant. Discloses a mobile cultivation apparatus that can be moved to a position of a suitable cultivation environment. The document also discloses that the movable table is moved up and down (vertical direction) by floating the movable table in water, an aqueous solution containing nutrients, an arbitrary liquid, etc., and changing the height of the water surface. Yes.
特許文献2は、養液を溜める水槽と、水槽内に溜めた養液に対して植物を支持した状態で浮遊するもので、養液に対する浮遊状態を保ったまま水槽内において移動可能なフロートと、段階的に高さを変えて水槽の上方に設けられた光源体と、を備えた栽培装置を開示している。同文献に開示された栽培装置は、植物の成育状況に対応させて、植物を支持したフロートを、養液に浮遊させたまま移動させる。この際、植物と光源体との間隔が所定範囲に保たれるようにフロートを移動させることにより、植物の成育に適するような距離から光を照射できる。
人工的な光源で植物を育成する場合、育成対象となる植物の育成状態によって光源から植物までの距離が変化するため、例えば光源から植物までの距離が小さくなると光を広い範囲に照射できず、光源から植物までの距離が大きくなると光が拡散して無駄になる等、植物に光を効率的に照射できなくなることがあった。 When growing a plant with an artificial light source, because the distance from the light source to the plant changes depending on the growing state of the plant to be grown, for example, if the distance from the light source to the plant becomes small, the light cannot be irradiated over a wide range, When the distance from the light source to the plant is increased, the light may be diffused and wasted, so that the plant may not be efficiently irradiated with light.
特許文献1記載の発明は、植物の位置を移動させたり、光量を制御したりすることはできるが、植物の葉の大きさや葉の形等を考慮して、植物に光を効率的に照射できるように植物と光源との位置関係を精度よく調整するものではない。 The invention described in Patent Document 1 can move the position of the plant and control the amount of light, but efficiently irradiates the plant with light in consideration of the size and shape of the leaf of the plant. It does not adjust the positional relationship between the plant and the light source with high accuracy.
これに対して、特許文献2記載の発明は、植物と光源体との間隔が所定範囲に保たれるように、フロートの移動を行うことが記載されている。しかしながら、光源体の高さを段階的に変えていく構造が複雑となり高価になるという課題があった。そのため、簡易な構成で、植物の育成状態を示す情報を取得して、植物の育成状態に応じて当該植物に光源からの光を効率的に照射することが求められてきた。
On the other hand, the invention described in
本発明は、以上のような課題を解決するためのものであり、簡易な構成で、植物の育成状態に応じて当該植物に光源からの光を効率的に照射することが可能な植物育成装置、植物育成方法及びプログラムを提供することを目的とする。 The present invention is for solving the above-described problems, and has a simple configuration and can efficiently irradiate light from a light source to the plant according to the growing state of the plant. The object is to provide a plant growing method and program.
前記目的を達成するため、本発明に係る植物育成装置の一態様は、
植物を育成するための液体が入れられた液体槽内の前記液体に浮遊する保持体に保持されて光源により光を照射された前記植物を撮影する撮影部と、
前記撮影部の撮影により得られた前記植物の撮影画像を画像処理することにより、前記植物の育成状態を示す情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部が取得した前記植物の前記育成状態を示す前記情報に基づいて、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得する排液量取得部と、
前記排液量取得部が取得した量の前記液体を、前記液体槽から排出する排液部と、
を備える、
ことを特徴とする。
また、前記目的を達成するため、本発明に係る植物育成方法の一態様は、
植物を育成するための液体が入れられた液体槽内の前記液体に浮遊する保持体に保持されて光源により光を照射された前記植物を撮影し、
撮影した前記植物の撮影画像を画像処理することにより、前記植物の育成状態を示す情報を取得し、
取得した前記植物の前記育成状態を示す前記情報に基づいて、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得し、
取得した量の前記液体を、前記液体槽から排出する、
ことを含む、
ことを特徴とする。
また、前記目的を達成するため、本発明に係るプログラムの一態様は、
撮影部と、排液部と、を備える植物育成装置のコンピュータに、
植物を育成するための液体が入れられた液体槽内の前記液体に浮遊する保持体に保持されて光源により光を照射された前記植物を前記撮影部に撮影させる機能、
前記撮影部に撮影させた前記植物の撮影画像を画像処理させることにより、前記植物の育成状態を示す情報を取得させる機能、
取得させた前記植物の前記育成状態を示す前記情報に基づいて、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得させる機能、
取得させた量の前記液体を、前記液体槽から前記排液部に排出させる機能、
を実現させる、
ことを特徴とする。
In order to achieve the object, one aspect of the plant growing device according to the present invention is:
A photographing unit for photographing the plant which is held by a holding body floating in the liquid in a liquid tank in which a liquid for growing the plant is placed and irradiated with light from a light source;
An information acquisition unit that acquires information indicating a growing state of the plant by performing image processing on a captured image of the plant obtained by imaging of the imaging unit;
Based on the information indicating the growing state of the plant acquired by the information acquisition unit, a drainage amount acquisition unit that acquires an amount of the liquid to be discharged from the liquid tank;
A drainage unit that drains the amount of the liquid acquired by the drainage amount acquisition unit from the liquid tank;
Comprising
It is characterized by that.
In order to achieve the above object, one aspect of the plant growing method according to the present invention is:
Photographing the plant irradiated with light from a light source held by a holding body floating in the liquid in a liquid tank containing a liquid for growing the plant,
By performing image processing on the photographed image of the plant that has been photographed, information indicating the growing state of the plant is obtained,
Based on the acquired information indicating the growing state of the plant, obtain the amount of the liquid to be discharged from the liquid tank,
Discharging the obtained amount of the liquid from the liquid tank;
Including that,
It is characterized by that.
In order to achieve the above object, one aspect of the program according to the present invention is as follows:
In a computer of a plant growing device comprising a photographing unit and a drainage unit ,
Ability to the plant which is irradiated with light by the light source held by the holding member suspended in the liquid in the liquid bath liquid was placed for growing plants Ru is photographed on the photographing unit,
Wherein the captured images of the plants were taken to be image processing to imaging unit, Ru to acquire information indicating the development state of the plant function,
Based on the information indicating the development state of were acquired the plant, Ru to acquire an amount of the liquid to be discharged from the liquid bath function,
A function of discharging the obtained amount of the liquid from the liquid tank to the drainage section ;
To realize,
It is characterized by that.
本発明によれば、簡易な構成で、植物の育成状態に応じて当該植物に光源からの光を効率的に照射することが可能な植物育成装置、植物育成方法及びプログラムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a plant growing device, a plant growing method, and a program capable of efficiently irradiating light from a light source to the plant according to the growing state of the plant with a simple configuration. .
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図中同一又は相当する部分には同一符号を付す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
(実施形態1)
図1(a)に、本発明の実施形態1に係る植物育成装置の概要を示す。植物育成装置1は、育成対象の植物2を、植物工場等の建物内の育成室5において、水耕栽培により育成するための設備である。図1(a)は、育成対象の植物2の育成を開始した状態における植物育成装置1を示している。植物育成装置1は、溶液槽10と、フロート11と、光源12と、カメラ13と、排液ドレーン14と、余剰溶液入れ15と、液位計16と、給液ポンプ17と、を備える。
(Embodiment 1)
FIG. 1A shows an outline of a plant growing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The plant growing apparatus 1 is a facility for growing a
溶液槽10は、育成対象の植物2を育成するための液体である溶液3を入れる液体槽である。溶液槽10は、育成室5の床に設置され、適宜の量の溶液3を溜めることができる。後述するように、溶液槽10に入れられた溶液3の量で植物2と光源12との距離を調整するため、溶液槽10は、育成対象の植物2が成長後に達することが想定される高さ以上の高さ(深さ)にまで溶液3を入れることができるサイズのものであることが好ましい。
The
溶液3は、育成対象の植物2を育成するための液体である。具体的には、溶液3は、育成対象の植物2の育成に必要な栄養分を含有する養液である。溶液3として、育成対象の植物2に応じて、植物2を適切に育成するための適宜の液体を用いることができる。なお、特段の肥料を用いずに植物2を育成する場合には、溶液槽10に入れられる液体は、栄養分を含有するものではなく、水であってもよい。
植物2は、発明者が実験に採用したのは小松菜とレタス、チンゲン菜、バジル、イタリアンパセリ、コリアンダーである。しかし特に植物の種類は限定されるものではなく、多くの植物に適用できる。
溶液3は一般的な水溶性肥料を水で薄めたもので良く、ハイポニカ(登録商標)を500倍に薄めたものを使用した。場合によっては植物活性剤を混ぜても良い。育てる植物が食用であるか、観賞用であるかによっても溶液3の成分を変える。
The
As for the
The
フロート11は、溶液槽10に入れられた溶液3に浮遊して、植物2を保持する保持体として機能する。フロート11は、溶液3よりも比重が小さい素材によって構成され、液面4上に浮遊しながら、育成対象の植物2を支持する。また、フロート11は、植物2を保持している部位にスポンジ又はそれに準じる溶液透過性を有する部材を備え、植物2に溶液3を供給する。
The
育成対象の植物2は、種子又は苗の状態でフロート11に取り付けられる。そして、フロート11は、育成対象の植物2として、複数個の植物を保持することができる。例えば図1(a)では、フロート11は、育成対象の植物2として、発芽直後の4つの苗を保持している。なお、以下では、フロート11が保持する4つの苗及びそれらの成長後の植物を、植物2と総称する。
The
フロート11の少なくとも上側の面、すなわちカメラ13が設置された側の面の色は、後述する植物2の育成状態を取得する処理において植物2の画像を背景画像から抽出できるようにするため、植物2の色とは異なる色、すなわち光合成する葉の色である緑色以外の色にされる。例えば、フロート11の上面全体を白色にする。
The color of at least the upper surface of the
光源12は、フロート11に保持された植物2に光を照射する。光源12は、複数個の植物2に満遍なく光を照射できるように、フロート11に保持された植物2の上方に複数個並んで設置される。例えば、図1(a)に示した育成開始時においては、光源12は、苗の状態にある植物2の上端から距離L1の高さに設置されている。
The
光源12として、育成対象の植物2に応じて育成に適した波長及び光量の光を照射できるLED(Light Emitting Diode)等の人工光源が用いられる。また、光源12は、植物2に対して熱障害を与えないような、発熱量が小さいものであることが好ましい。なお、光源12は、植物2が光合成するための光を供給する他、カメラ13の撮影用の光源としての役割も有する。
As the
植物2の種類や規模にもよるが、白色光で光量は約15000lux程度の光源として使用した。
しかし、光源は白色光(太陽光)である必要はない。光源12に赤色と青色の単色LEDを使う場合、両方が十分届くために、近づけすぎると好ましくない。(片方しか当たらない位置が出来る為)。葉の大きさを画像から判定して、赤色と青色の単色LEDが一様に葉に当たるように調整する。
光源12の種類としては、LEDのほか、高圧ナトリウムランプ、セラミックメタルハライドランプ、3波長白色蛍光灯、白熱電球、水銀ランプなどが使用され、またこれらの組み合わせも使用される。植物2の種類や育成過程においても最適な光源、光量、波長などが変わってくる。基本的には花や実を得る植物は高光度を必要とし、葉菜類、根菜類は光飽和点が低い。
Although it depends on the type and scale of the
However, the light source need not be white light (sunlight). When red and blue monochromatic LEDs are used as the
As the type of the
光量は、植物2の種類や規模にもより、また、光飽和点(光合成速度が最大になる光強度)と光補償点の間で設定するが、発芽直後は約1万〜1.5万luxの光を照射し、約2週間後から光量を強めて約2万〜2.5万luxの光を照射した。
波長については、植物に有効な放射には生理的有効放射(300〜800nm)と光合成有効放射(400〜700nm)がある。そして発芽時には赤色光(660nm)で発芽が促進されることが知られている。また、節間の伸長作用では、強光下では青色光が抑制効果を、弱光下では赤色光が抑制効果が高く、混合光照射時には遠赤外光が必要とされ、赤色光/遠赤外光比のバランスで伸長成長が左右されることが知られている。更に、500〜600nmの波長領域の光は植物にとって不要であると言われている。一般的に、青色光が多ければ葉は厚く、背丈は抑制気味になり、赤色光が多ければ、葉は薄く、背丈は促進気味になる。
The amount of light depends on the type and scale of the
Regarding the wavelength, radiation effective for plants includes physiological effective radiation (300 to 800 nm) and photosynthetic effective radiation (400 to 700 nm). It is known that germination is promoted by red light (660 nm) during germination. Also, in the internode elongation action, blue light has a suppressive effect under strong light, red light has a high suppressive effect under weak light, and far-infrared light is required during mixed light irradiation. It is known that the growth of growth depends on the balance of external light ratio. Furthermore, it is said that light in the wavelength region of 500 to 600 nm is unnecessary for plants. In general, if there is more blue light, the leaves will be thicker and the height will be restrained, and if there is more red light, the leaves will be thinner and the height will be more accelerating.
カメラ13は、育成対象の植物2を撮影する撮影部として機能する。カメラ13は、フロート11に保持された植物2の上方であって、光源12よりもさらに上方である育成室5の天井に設置され、光源12を支持する支持体の間から植物2を撮影する。例えば、図1(a)に示した育成開始時においては、カメラ13は、苗の状態にある植物2の上端から距離D1の高さに設置されている。
例えば、D1は約10cmである。
The
For example, D1 is about 10 cm.
図1(b)に、育成対象の植物2をカメラ13で撮影した撮影画像を示す。撮影画像30aは、溶液槽10及びフロート11の画像と共に、その中央に苗の状態にある4個の植物2の画像を含む。カメラ13は、例えば撮影画像30aのような、フロート11上の植物2全体を画角に収めた撮影画像を取得する。
FIG. 1B shows a photographed image obtained by photographing the
排液ドレーン14は、溶液槽10内の溶液3を、余剰溶液入れ15に排出する。排液ドレーン14は、配管の途中に開閉弁を備え、溶液槽10から余剰溶液入れ15への溶液3の流量を制御できる。
The
液位計16は、溶液槽10内の液面4の高さを測定して、溶液槽10内の溶液3の液位を取得する。液位計16として、液面4に浮く浮きを利用したフロート式の液位計、又は液面4で反射する超音波を利用する超音波式の液位計等、様々な種類の液位計を用いることができる。なお、液位計16が測定した液面4の高さは、フロート11及びフロート11が保持する植物2の位置の指標としても用いられる。
The
給液ポンプ17は、余剰溶液入れ15に排出された溶液3を汲み上げて、溶液槽10に溶液3を供給する。給液ポンプ17は、溶液槽10内の溶液の消耗が液位計16によって検知された場合に、必要な量の溶液3を余剰溶液入れ15から汲み上げて、再度溶液槽10に戻す。給液ポンプ17として、容積型ポンプ又は非容積型ポンプ等、様々な種類のポンプを用いることができる。
The
植物育成装置1は、排液ドレーン14と給液ポンプ17とを介して溶液槽10内の溶液3の量を制御する液量制御装置(図1(a)では不図示)をさらに備える。
The plant growing device 1 further includes a liquid amount control device (not shown in FIG. 1A) that controls the amount of the
図2(a)に、液量制御装置の物理構成を示す。液量制御装置20は、CPU(Central Processing Unit)21と、ROM(Read Only Memory)22と、RAM(Random Access Memory)23と、計時部24と、記憶部25と、入力部26と、出力部27と、通信部28と、画像処理部29と、を備える。
FIG. 2A shows a physical configuration of the liquid amount control apparatus. The liquid
CPU21は、命令やデータを転送するための伝送経路であるシステムバスを介して液量制御装置20の各部と接続され、液量制御装置20全体を制御する。具体的に説明すると、CPU21は、RAM23をワークメモリとして用いながら、ROM22や記憶部25に記憶されている各種プログラムを適宜実行することにより、液量制御装置20の各部の動作を制御する。
The
計時部24は、例えばRTC(Real Time Clock)等を備え、現在時刻及び経過時間を計測する。
The
記憶部25は、例えばハードディスクやフラッシュメモリのような不揮発性メモリを備え、液量制御装置20が各種処理を行うために使用するプログラム及びデータ、液量制御装置20が各種処理を行うことにより生成又は取得するデータを記憶する。
The
入力部26は、例えばキーボード等である。入力部26は、操作者がキーボードを用いて操作入力したテキストデータ等をCPU21に入力する。
The
出力部27は、例えば液晶ディスプレイ等である。出力部27は、CPU21によって出力されたテキストデータを画面に表示出力する。
The
通信部28は、例えばLAN(Local Area Network)等を介して、有線又は無線で外部の情報端末とデータを通信する。 The communication unit 28 communicates data with an external information terminal in a wired or wireless manner via, for example, a LAN (Local Area Network).
画像処理部29は、画像データを画像演算プロセッサによって加工処理する。画像処理部29は、例えば画像データの重ね合わせ演算やアルファブレンディング等の透過演算、各種の飽和演算を実行する。
The
図2(b)に、液量制御装置20の機能構成を示す。液量制御装置20は、情報取得部31と、排液量取得部32と、排液部34と、液位取得部36と、給液部37と、を備える。
FIG. 2B shows a functional configuration of the liquid
情報取得部31は、カメラ13の撮影により得られた植物2の撮影画像を処理することにより、植物2の育成状態を示す情報を取得する。
排液量取得部32は、情報取得部31が取得した植物2の育成状態を示す情報に基づいて、溶液槽10から排出すべき溶液3の量を取得する。
排液部34は、排液ドレーン14を制御して、排液量取得部32が取得した量の溶液3を、溶液槽10から排出する。
液位取得部36は、液位計16が測定した、溶液槽10に入れられた溶液3の液位を取得する。
給液部37は、液位取得部36が取得した液位に基づいて、溶液槽10内の溶液3が不足していると判別した場合に、給液ポンプ17を制御して、溶液槽10に溶液3を供給する。
The
The drainage
The
The liquid
When the
CPU21は、ROM22や記憶部25に記憶されたソフトウェアプログラムをRAM23に読み出して、そのソフトウェアプログラムを実行制御することにより、上記の各部として機能する。これら各部の機能の詳細については、図3及び図4のフローチャートが示す液量制御装置20が実行する液量制御処理の流れの中で、説明する。
The
以下、図3のフローチャートを参照して、液量制御装置20が実行する液量制御処理の流れを説明する。
Hereinafter, the flow of the liquid amount control process executed by the liquid
育成開始時において、溶液槽10の中に溶液3をなるべく多く入れることで、フロート11をなるべく高い位置に上げる。この状態において、液位計16は、液面4の高さの測定を開始する。
At the start of the growth, the
CPU21は、計時部24により、育成開始から、又は直前にカメラ13で植物2を撮影してからの経過時間を測定して(ステップS100)、指定時間が経過したか否かを判別する(ステップS101)。
The
植物育成装置1は、例えば1日に1回、定期的にカメラ13で植物2を撮影して溶液3の量を調整する。この場合、CPU21は、育成開始から、又は直前にカメラ13で植物2を撮影してから24時間が経過したか否かを、計時部24により判別する。あるいは、CPU21は、計時部24により現在時刻を取得して、1日の決められた時刻になったか否かを判別してもよい。指定時間が経過していない場合(ステップS101;NO)、CPU21は、処理をステップS100に戻して、指定時間が経過するまで待機する。
The plant growing device 1 adjusts the amount of the
指定時間が経過すると(ステップS101;YES)、CPU21は、カメラ13で植物2を撮影して(ステップS102)、植物2の撮影画像を取得する。具体的に説明すると、CPU21は、カメラ13に撮影指令を送って、育成対象の植物2を含む育成室5内の現在の状態を示す画像を取得する。例えば、現在が育成開始時である場合には、CPU21は、図1(b)に示した撮影画像30aを取得する。
When the specified time elapses (step S101; YES), the
CPU21は、得られた撮影画像に基づいて、排液量取得処理を実行する(ステップS103)。以下、実施形態1における排液量取得処理の詳細について、図4のフローチャートに示す排液量取得処理1を参照して説明する。
The
排液量取得処理において、情報取得部31は、第1に、得られた撮影画像の色分布を解析することにより、撮影画像の中から育成対象の植物2の画像の領域を検出する(ステップS200)。
In the drainage amount acquisition process, the
具体的に説明すると、情報取得部31は、画像処理部29の機能により撮影画像の中の各画素の画素値を解析して、撮影画像の中から植物2の色である緑色の領域を特定する。上述したように、フロート11の上面の色は植物2の色として想定される緑色とは異なる色にされ、且つ、カメラ13は一様な光を照射する光源12の下で植物2を撮影する。そのため、情報取得部31は、撮影画像の中から植物2が写った範囲を容易に検出することができる。
Specifically, the
植物2の画像の領域を検出すると、情報取得部31は、第2に、植物2の育成状態を示す情報として、検出した領域のサイズ、すなわち撮影画像における植物2のサイズを取得する(ステップS201)。
When the area of the image of the
具体的に説明すると、情報取得部31は、撮影画像として得られたカメラ13の画角内に領域のうち、フロート11の外側の領域を無視して、フロート11の上面の色である白色と、植物2の色である緑色と、に2分化された領域に注目する。そして、白色と緑色とに2分化された領域中における緑色の比率を計算することで、撮影画像における植物2のサイズを取得する。
More specifically, the
撮影画像における植物2のサイズを取得すると、続いて、排液量取得部32は、取得したサイズから植物2の高さを予測する(ステップS202)。そして、カメラ13の撮影により得られた撮影画像における植物2のサイズが一定に保たれるように、溶液槽10から排出すべき排液量を取得する(ステップS203)。
高さの予測値は、植物2の種類固有の葉のサイズから算出してもよいし、一定に保ちたい葉のサイズ時点を育成者が指定することでそのサイズが保たれるようにして算出してもよい。
When the size of the
The predicted height may be calculated from the leaf size specific to the
図5(a)に、植物育成装置1の植物2の成長後の状態を示す。図5(a)に示すように、図1(a)に示した育成開始状態から時間が経過して、植物2が成長して背が高くなると、光源12から植物2の上端までの距離がL1からL2に縮まり、上方から植物2を撮影しているカメラ13と植物2との距離もD1からD2に縮まる。これに加え、植物2の葉のサイズも大きくなる。そのため、図5(b)に示すように、カメラ13による撮影画像30bにおける植物2のサイズは、図1(b)に示した撮影画像30aにおける植物2のサイズに比べて、大きくなる。
FIG. 5A shows a state after the growth of the
カメラ13から撮影された植物2のサイズが大きくなると、光源12からの光が植物2の全体に行き届きにくくなる。これを回避するため、排液部34は、撮影画像における植物2のサイズが一定に保たれるように、溶液槽10から溶液3を排出してフロート11の位置を下げ、光源12から植物2までの距離を大きくする。
When the size of the
排液量取得処理の具体例について説明する。カメラ13による撮影画像における植物2のサイズは、カメラ13と植物2との距離の2乗に比例する。すなわち、例えば、撮影画像における植物2のサイズを1/4に縮小したい場合、カメラ13と植物2との距離を2倍に遠ざければよい。図1(b)に示した育成開始時に得られた撮影画像30aにおける植物2のサイズをS1と表し、図5(b)に示した撮影画像30bにおける植物のサイズをS2と表すと、撮影画像における植物2のサイズを育成開始時のサイズであるS1に保つためには、カメラ13と植物2との距離を、撮影画像30bを取得したときのカメラ13と植物2との距離D2から、√(S2/S1)倍に遠ざければよい。
A specific example of the drainage amount acquisition process will be described. The size of the
排液量取得部32は、カメラ13から植物2までの距離D2を√(S2/S1)倍に遠ざけるだけの排液量を算出する。この排液量をW1と表すと、排液量W1は、溶液槽10の断面積Aを用いて、下記(1)式のように定められる。
W1 = D2×(√(S2/S1)−1)×A ・・・(1)
The drainage
W1 = D2 × (√ (S2 / S1) −1) × A (1)
ここで、カメラ13と植物2との現在の距離(例えば撮影画像30bを取得したときの距離D2)は、距離を測定する測定器を用いることで精度よく取得することができる。あるいは、後述する実施形態2における植物2の側方からカメラ13で撮影する特徴と組み合わせることで、カメラ13と植物2との現在の距離を取得することもできる。この場合、液量制御装置20は、育成開始時に得られた撮影画像30aにおける植物2のサイズS1と、溶液槽10の断面積Aと、を予め記憶部25に記憶しておく。そして、カメラ13による植物2の現在の育成状態を示す撮影画像が得られると、排液量取得部32は、撮影画像における植物2のサイズと、カメラ13と植物2との現在の距離とから、上記(1)式に従って、排液量W1を算出する。
Here, the current distance between the
一方で、カメラ13と植物2との現在の距離を取得する手段がない場合には、葉のサイズが植物2の成長過程によらずに一定であると仮定することで、育成開始時におけるカメラ13と植物2との距離D1から、現在の距離を見積もることができる。例えば、撮影画像における葉のサイズが育成開始時から変化していないと仮定した場合、図5(b)に示した撮影画像30bを取得したときのカメラ13と植物2との距離D2は、“D2≒D1×√(S1/S2)”で定められる距離として見積もることができる。このように見積もることで、排液量取得部32は、撮影画像30bを取得したときの植物2の高さを予測する。
On the other hand, when there is no means for acquiring the current distance between the
カメラ13と植物2との現在の距離が“D2≒D1×√(S1/S2)”であると予測した場合、排液量W1を定める上記(1)式は、育成開始時におけるカメラ13と植物2との距離D1を用いて、下記(1’)式のように書き換えられる。この場合、液量制御装置20は、育成開始時に得られた撮影画像30aにおける植物2のサイズS1と、溶液槽10の断面積Aと、育成開始時におけるカメラ13と植物2との距離D1と、を予め記憶部25に記憶しておく。そして、カメラ13による植物2の現在の育成状態を示す撮影画像が得られると、排液量取得部32は、撮影画像における植物2のサイズから、下記(1’)式に従って、排液量W1を算出する。
W1 ≒ D1×{1−√(S1/S2)}×A ・・・(1’)
When it is predicted that the current distance between the
W1≈D1 × {1-√ (S1 / S2)} × A (1 ′)
なお、排液量取得部32は、上記(1)式又は(1’)式に限らず、他の方法に基づいて排液量を取得してもよい。撮影画像における植物2のサイズが大きくなるほど多くの量の溶液3を排出するように、植物2のサイズと排液量との対応関係を予め用意しておいて、その対応関係に基づいて、情報取得部31が取得した撮影画像における植物2のサイズから排液量を取得してもよい。
The drainage
排液量取得部32が排液量を取得すると、図4のフロートチャートは終了する。以下、図3のフローチャートの説明に戻る。排液量取得部32が排液量を取得すると、排液部34は、排液が必要であるか否かを判別する(ステップS104)。例えば、排液部34は、排液量取得部32が取得した排液量が、予め定められた閾値となる量よりも多くの量であった場合、排液が必要であると判別する。
When the drainage
排液が必要であると判別した場合(ステップS104;YES)、排液部34は、排液処理を実行する(ステップS105)。すなわち、排液部34は、排液量取得部32が取得した量の溶液3が排出されるように、排液ドレーン14の開閉弁を制御して、溶液槽10内の溶液3を余剰溶液入れ15に排出する。
When it is determined that drainage is necessary (step S104; YES), the
図6(a)に、植物育成装置1の排液後の状態を示す。排液処理により、溶液槽10内の溶液3の量が減少することで、フロート11の位置が、図5(a)に示した状態よりも下がる。その結果、光源12と植物2との距離がL2からL3に広がる。また、カメラ13と植物2との距離がD2からD3に広がる。
FIG. 6A shows a state after drainage of the plant growing device 1. By reducing the amount of the
排液部34が排液処理を実行すると、液量制御処理はステップS102に戻る。すなわち、CPU21は、排液後の状態における植物2をカメラ13で撮影する(ステップS102)。そして、得られた撮影画像を解析することにより排液量取得処理を実行して(ステップS103)、再度の排液が必要か否かを判別する(ステップS104)。
When the
例えば、CPU21は、図6(a)に示した排液後の状態における植物2をカメラ13で撮影することにより、図6(b)に示した撮影画像30cを取得する。排液によってフロート11の位置を下げたことにより、撮影画像30cにおける植物2のサイズは、育成開始時に得られた撮影画像30aにおける植物2のサイズとほぼ同じになる。このように、液量制御装置20は、カメラ13で撮影した撮影画像内における植物2のサイズが一定に保たれるように、溶液槽10内の溶液3の量を制御する。
For example, the
なお、排液により溶液3の量を制御した後、例えば1度の排液処理で適切な量の溶液3を溶液槽10から排出できなかった場合等、ステップS104において再度排液が必要であると判別した場合には、排液部34は、再度排液処理を実行する(ステップS105)。
In addition, after controlling the amount of the
一方で、ステップS104において排液が必要ないと判別した場合(ステップS104;NO)、次に、液位取得部36が、液位計16により、溶液槽10内の現在の液位を取得する(ステップS106)。そして、液位取得部36が取得した液位に基づいて、給液部37は、給液が必要であるか否かを判別する(ステップS107)。
On the other hand, when it is determined in step S104 that drainage is not necessary (step S104; NO), the liquid
例えば、植物2が成長のために溶液槽10内の溶液3を吸収することにより、溶液槽10内の溶液3が減少する。給液部37は、液位計16により液面4の高さを検出することで、溶液槽10内の溶液3が不足しているか否かを判別して、必要であれば給液ポンプ17で余剰溶液を追加する。これにより、溶液槽10内の溶液3の不足と、植物2が光源12から離れすぎることと、を回避する。
For example, when the
液位取得部36は、例えば排液処理を実行する毎に、各排液処理後の時点での液位を液位計16で測定して記憶部25に記憶しておく。そして、ステップS106において液位取得部36が液位を取得すると、給液部37は、記憶部25から直近に排液処理を実行した後に測定した液位を読み出して、現在の液位と比較する。比較の結果、直近に排液処理を実行した後に測定した液位から現在の液位への減少量が、予め定められた閾値となる量を超えた場合に、給液部37は、給液が必要であると判別する。
The liquid
給液が必要であると判別した場合(ステップS107;YES)、給液部37は、給液処理を実行する(ステップS108)。すなわち、給液部37は、給液ポンプ17を制御して、必要な量の溶液3を余剰溶液入れ15から汲み出して、溶液槽10に供給する。例えば、給液部37は、直近に排液処理を実行した後に測定した液位と現在の液位との差分に、溶液槽10の断面積を乗じることにより得られる量の溶液3を溶液槽10に供給する。これにより、溶液槽10内の液位を、直近に排液処理を実行した後に測定した液位にまで戻す。
When it is determined that liquid supply is necessary (step S107; YES), the
給液部37が給液処理を実行すると、液量制御処理はステップS102に戻る。すなわち、CPU21は、排液後の状態における植物2をカメラ13で撮影する(ステップS102)。そして、得られた撮影画像を解析することにより排液量取得処理を実行して(ステップS103)、再度の排液又は給液が必要か否かを判別する(ステップS104,ステップS107)。
When the
一方で、ステップS107において給液が必要でないと判別した場合(ステップS107;NO)、液量制御処理はステップS100に戻る。すなわち、CPU21は、計時部24により経過時間を測定して、カメラ13で撮影して溶液槽10内の溶液3の量を制御すべき次のタイミングが訪れるまで待機する。以上により、実施形態1における液量制御処理の1サイクルの処理が終了する。液量制御装置20は、このような処理を繰り返して溶液槽10内の溶液3の量を制御することにより、植物2と光源12との距離を調整する。
On the other hand, when it is determined in step S107 that liquid supply is not necessary (step S107; NO), the liquid amount control process returns to step S100. That is, the
以上説明したように、実施形態1に係る植物育成装置1は、溶液槽10に入れられた溶液3に浮かべられたフロート11に育成対象の植物2を保持させ、溶液槽10内の溶液3を排出又は供給することでフロート11を上下させることにより、光源12と植物2との距離を調整する。上方に設置したカメラ13による植物2の撮影画像を画像処理した結果に基づいて距離を調整するため、光源12からの光を育成対象の植物2に効率的に照射することができるように、光源12と植物2との距離を精度よく調整することができる。
As described above, the plant growing device 1 according to the first embodiment holds the
また、溶液槽10内の溶液3の量によって植物2の位置を調整するため、実施形態1に係る植物育成装置1は、植物2の位置を移動させるための大がかりな機構を必要とせず、カメラ13、排水ドレーン14及び給液ポンプ17といった最低限の備品を用いた簡易な構成で、光源12からの光を育成対象の植物2に効率的に照射しながら植物2を育成できる。そして、装置の小型軽量化が可能なため、一般家庭でも、植物育成装置1を用いて植物2を育成できる。また、排液と給液とを自動的に実行するため、長期に亘る水やりを配慮することなく、植物2を育成することができる。さらには、カメラ13で育成対象の植物2を撮影しているため、植物2の育成者は、植物2を収穫すべき適切なタイミングを逃さず知ることができる。
Moreover, since the position of the
(実施形態2)
図7(a)に、本発明の実施形態2に係る植物育成装置の概要を示す。図7(a)は、育成対象の植物2の育成を開始した状態における植物育成装置1aを示している。実施形態2に係る植物育成装置1aは、溶液槽10と、フロート11と、光源12と、カメラ13aと、排液ドレーン14と、余剰溶液入れ15と、液位計16と、給液ポンプ17と、を備える。また、植物育成装置1aは、排液ドレーン14と給液ポンプ17とを介して溶液槽10内の溶液3の量を制御する液量制御装置20(図7(a)では不図示)をさらに備える。
(Embodiment 2)
FIG. 7 (a) shows an outline of a plant growing apparatus according to
実施形態1に係る植物育成装置1では、カメラ13は、フロート11に保持された育成対象の植物2の上方に設置された。これに対して、実施形態2に係る植物育成装置1aでは、カメラ13aは、フロート11に保持された育成対象の植物2の側方であって、例えば育成室5の側壁に設置され、植物2を側方から撮影する。実施形態2に係る植物育成装置1aが備えるその他の構成については、実施形態1に係る植物育成装置1が備える構成と同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
In the plant growing apparatus 1 according to the first embodiment, the
図7(b)に、育成対象の植物2をカメラ13aで撮影した撮影画像を示す。撮影画像30dは、溶液槽10及びフロート11の画像と共に、苗の状態にある植物2を側方から写した画像を含む。カメラ13aは、例えば撮影画像30dのような、フロート11上の植物2を横から画角に収めた撮影画像を取得する。撮影画像30dでは、植物2の上端が撮影画像30dの下端から高さH1の位置にある様子が写っている。
FIG. 7B shows a photographed image obtained by photographing the
なお、育成室5内のカメラ13aが設置された側壁に対して反対側の側壁6の色は、後述する植物2の育成状態を取得する処理において植物2の画像を背景画像から抽出できるようにするため、植物2の色とは異なる色、すなわち光合成する葉の色である緑色以外の色(例えば白色)にされる。あるいは、側壁6を緑色以外の色にする代わりに、側壁6と植物2との間に緑色以外の色の衝立を設置することにより、カメラ13aによる撮影画像の背景を緑色以外の色にしてもよい。
In addition, the color of the
実施形態2に係る植物育成装置1aにおいて、液量制御装置20は、植物2をカメラ13aで撮影した撮影画像30d等に基づいて、溶液槽10内の溶液3の量を制御する。実施形態2において、液量制御装置20が実行する液量制御処理は、実施形態1と同様、図3のフローチャートの流れに従う。
In the plant growing device 1a according to the second embodiment, the liquid
すなわち、CPU21は、計時部24により、育成開始から、又は直前にカメラ13aで植物2を撮影してからの経過時間を測定して(ステップS100)、指定時間が経過したか否かを判別する(ステップS101)。指定時間が経過していない場合(ステップS101;NO)、CPU21は、処理をステップS100に戻して、指定時間が経過するまで待機する。
That is, the
指定時間が経過すると(ステップS101;YES)、CPU21は、カメラ13aで植物2を撮影して(ステップS102)、植物2の撮影画像を取得する。CPU21は、得られた撮影画像に基づいて、排液量取得処理を実行する(ステップS103)。
When the specified time has elapsed (step S101; YES), the
ステップS103における排液量取得処理は、実施形態1と実施形態2とで異なる。以下、実施形態2における排液量取得処理の詳細について、図8のフローチャートに示す排液量取得処理2を参照して説明する。
The drainage amount acquisition process in step S103 differs between the first embodiment and the second embodiment. Hereinafter, details of the drainage volume acquisition process definitive to
排液量取得処理において、情報取得部31は、第1に、得られた撮影画像の色分布を解析することにより、撮影画像の中から育成対象の植物2の画像の領域を検出する(ステップS300)。
In the drainage amount acquisition process, the
具体的に説明すると、情報取得部31は、画像処理部29の機能により撮影画像の中の各画素の画素値を解析して、撮影画像の中から植物2の色である緑色の領域を特定する。上述したように、側壁6の色は植物2の色として想定される緑色とは異なる色にされ、且つ、カメラ13aは一様な光を照射する光源12の下で植物2を撮影する。そのため、情報取得部31は、撮影画像の中から植物2が写った範囲を容易に検出することができる。
Specifically, the
植物2の画像の領域を検出すると、情報取得部31は、第2に、植物2の育成状態を示す情報として、検出した領域の最上位置、すなわち植物2の高さを取得する(ステップS301)。例えば、育成開始時において、情報取得部31は、図7(b)に示した撮影画像30dから、撮影画像30dの下端から植物2の上端までの高さであるH1を取得する。
When the area of the image of the
そして、排液量取得部32は、情報取得部31が取得した植物2の高さが一定に保たれるように、溶液槽10から排出すべき排液量を取得する(ステップS302)。
And the drainage
図9(a)に、植物育成装置1aの植物2の成長後の状態を示す。図9(a)に示すように、図7(a)に示した育成開始状態から時間が経過して、植物2が成長して背が高くなると、光源12から植物2の上端までの距離がL1からL2に縮まる。そのため、図9(b)に示すように、カメラ13aによる撮影画像30eにおける植物2の高さH2は、図7(b)に示した撮影画像30dにおける植物2の高さH1に比べて、高くなる。
FIG. 9A shows a state after the growth of the
植物2の高さが高くなると、光源12からの光が植物2の全体に行き届きにくくなる。これを回避するため、排液部34は、撮影画像における植物2の高さが一定に保たれるように、溶液槽10から溶液3を排出してフロート11の位置を下げ、光源12から植物2までの距離を大きくする。
When the height of the
そのために、排液量取得部32は、フロート11の位置を距離“H2−H1(=L1−L2)”だけ下げるための排液量を算出する。この排液量をW2と表すと、排液量W2は、溶液槽10の断面積Aを用いて、下記(2)式のように定められる。
W2 = (H2−H1)×A ・・・(2)
Therefore, the drainage
W2 = (H2-H1) × A (2)
液量制御装置20は、育成開始時に得られた撮影画像30dにおける植物2の高さH1と、溶液槽10の断面積Aと、を予め記憶部25に記憶しておく。そして、カメラ13aによる植物2の現在の育成状態を示す撮影画像が得られると、撮影画像における植物2の高さから、上記(2)式に従って、排液量W2を算出する。
The liquid
なお、排液量取得部32は、上記(2)式に限らず、他の方法に基づいて排液量を取得してもよい。撮影画像における植物2の高さが高くなるほど多くの量の溶液3を排出するように、植物2の高さと排液量との対応関係を予め用意しておいて、その対応関係に基づいて、情報取得部31が取得した撮影画像における植物2の高さから排液量を取得してもよい。
In addition, the drainage
排液量取得部32が排液量を取得すると、図8のフロートチャートは終了する。以下、図3のフローチャートを参照して、実施形態2における液量制御処理について説明する。
When the drainage
排液量取得部32が排液量を取得すると、排液部34は、排液が必要であるか否かを判別する(ステップS104)。例えば、排液部34は、排液量取得部32が取得した排液量が、予め定められた閾値となる量よりも多くの量であった場合、排液が必要であると判別する。
When the drainage
排液が必要であると判別した場合(ステップS104;YES)、排液部34は、排液処理を実行する(ステップS105)。すなわち、排液部34は、排液量取得部32が取得した量の溶液3が排出されるように、排液ドレーン14の開閉弁を制御して、溶液槽10内の溶液3を余剰溶液入れ15に排出する。
When it is determined that drainage is necessary (step S104; YES), the
図10(a)に、植物育成装置1の排液後の状態を示す。排液処理により、溶液槽10内の溶液3の量が減少することで、フロート11の位置が、図9(a)に示した状態よりも下がる。その結果、光源12と植物2との距離がL2からL1に広がる。
FIG. 10A shows a state after draining the plant growing device 1. By reducing the amount of the
排液部34が排液処理を実行すると、液量制御処理はステップS102に戻る。すなわち、CPU21は、排液後の状態における植物2をカメラ13aで撮影する(ステップS102)。そして、得られた撮影画像を解析することにより排液量取得処理を実行して(ステップS103)、再度の排液が必要か否かを判別する(ステップS104)。
When the
例えば、CPU21は、図10(a)に示した排液後の状態における植物2をカメラ13aで撮影することにより、図10(b)に示した撮影画像30fを取得する。排液によってフロート11の位置を下げたことにより、撮影画像30fにおける植物2の高さは、育成開始時に得られた撮影画像30dにおける植物2の高さとほぼ同じH1になる。このように、液量制御装置20は、カメラ13aで撮影した撮影画像内における植物2の高さが一定に保たれるように、溶液槽10内の溶液3の量を制御する。
For example, the
なお、排液により溶液3の量を制御した後、例えば1度の排液処理で適切な量の溶液3を溶液槽10から排出できなかった場合等、ステップS104において再度排液が必要であると判別した場合には、排液部34は、再度排液処理を実行する(ステップS105)。
In addition, after controlling the amount of the
一方で、ステップS104において排液が必要ないと判別した場合(ステップS104;NO)、次に、液位取得部36が、液位計16により、溶液槽10内の現在の液位を取得する(ステップS106)。そして、液位取得部36が取得した液位に基づいて、給液部37は、給液が必要であるか否かを判別する(ステップS107)。この液位取得部36及び給液部37の処理については、実施形態1で説明した処理と同じであるので、ここでは説明を省略する。
On the other hand, when it is determined in step S104 that drainage is not necessary (step S104; NO), the liquid
最終的に、ステップS107において給液が必要でないと判別した場合(ステップS107;NO)、液量制御処理はステップS100に戻る。すなわち、CPU21は、計時部24により経過時間を測定して、カメラ13aで撮影して溶液槽10内の溶液3の量を制御すべき次のタイミングが訪れるまで待機する。以上により、実施形態2における液量制御処理の1サイクルの処理が終了する。液量制御装置20は、このような処理を繰り返して溶液槽10内の溶液3の量を制御することにより、植物2と光源12との距離を調整する。
Finally, when it is determined in step S107 that liquid supply is not necessary (step S107; NO), the liquid amount control process returns to step S100. That is, the
以上説明したように、実施形態2に係る植物育成装置1aは、実施形態1に係る植物育成装置1が植物2の上方に設置されたカメラ13により植物2を撮影したのに対して、植物2の側方に設置されたカメラ13aにより植物2を撮影して植物2の高さを取得する。そして、取得した高さに基づいて溶液槽10内の溶液3を排出して、光源12と植物2との距離を調整する。これにより、実施形態2に係る植物育成装置1aは、実施形態1に係る植物育成装置1とは異なる方法により、簡易な構成で光源12と植物2との距離を精度よく調整でき、光源12からの光を育成対象の植物2に効率的に照射しながら植物2を育成できる。
As described above, the plant growing apparatus 1a according to the second embodiment is configured such that the plant growing apparatus 1 according to the first embodiment photographs the
(変形例)
以上に本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は一例であり、本発明の適用範囲はこれに限られない。すなわち、本発明の実施形態は種々の応用が可能であり、あらゆる実施の形態が本発明の範囲に含まれる。
(Modification)
Although the embodiment of the present invention has been described above, the above embodiment is an example, and the scope of application of the present invention is not limited to this. That is, the embodiments of the present invention can be applied in various ways, and all the embodiments are included in the scope of the present invention.
例えば、本発明に係る植物育成装置は、撮影部として、実施形態1に係る植物育成装置1が備えていた育成対象の植物2の上方に設置された第1の撮影部としてのカメラ13と、実施形態2に係る植物育成装置1aが備えていた育成対象の植物2の側方に設置された第2の撮影部としてのカメラ13aと、をいずれも備え、上方と側方とのいずれの方向からも植物2を撮影してもよい。
For example, the plant growing device according to the present invention includes a
この場合、情報取得部31は、植物2の育成状態を示す情報として、上方に設置されたカメラ13の撮影により得られた植物2の第1の撮影画像を解析することにより、第1の撮影画像における植物2のサイズを、側方に設置されたカメラ13aの撮影により得られた植物2の第2の撮影画像を解析することにより、第2の撮影画像における植物2の高さを、それぞれ取得する。そして、排液量取得部32は、植物2のサイズと高さとの両方に基づいて、溶液槽10から排出すべき溶液3の量を取得する。上方と側方との2方向から撮影することにより、光源12から植物2までの距離の情報と光源12に対する植物2の葉の広がりの情報とをどちらも取得することができるため、フロート11に保持された植物2の位置を、光源12からの光を植物2の全体に効率よく照射することができるように、精度よく調整することができる。
In this case, the
また、上記実施形態では、情報取得部31は、カメラ13又はカメラ13aの撮影により得られた植物2の撮影画像を処理することにより、植物2の育成状態を示す情報を取得した。しかし、本発明に係る植物育成装置は、カメラ等の撮影手段に限らず、超音波やレーザーによって距離を測定する測定手段を備え、情報取得部31は、測定手段により光源12と植物2との距離を測定することにより植物2の育成状態を示す情報を取得してもよい。
Moreover, in the said embodiment, the
また、上記実施形態では、情報取得部31は、カメラ13又はカメラ13aの撮影により得られた撮影画像における色分布を解析することにより、撮影画像における植物2のサイズ又は高さを取得した。しかし、本発明では、情報取得部31は、色分布の解析に限らず、例えばカメラ13又はカメラ13aの撮影により得られた異なる複数の時点における植物2の撮影画像を解析することにより、撮影画像の中から植物2の成長によって時間変化する領域を検出して、検出した領域から植物2のサイズ又は高さを取得してもよい。
Moreover, in the said embodiment, the
また、上記実施形態では、植物2が発芽直後の苗の状態から育成を開始した。しかし、育成対象の植物を種子から育成する場合には、育成する種子が光発芽種子か暗発芽種子かによって、発芽時点での光源12のオン/オフを制御してもよい。例えば育成する種子が光発芽種子である場合、発芽前から光源12をオンにしておいて、発芽前から種子に向けて光源12から光を照射する。一方で、育成する種子が暗発芽種子である場合には、育成開始時には光源12をオフにしておいて、発芽に必要であると見積もられる規定期間が経過後に光源12がオンに切り替わり、種子に向けて光を照射し始めるように、光源12を制御する。このように育成する種子の種類に応じて光源12のオン/オフを制御することにより、育成対象の植物を適切に育成することができる。
光発芽種子にはレタス、小松菜、イチゴ、カボチャなどがあり、暗発芽種子にはトマト、エンドウ、インゲンマメ、トウモロコシなどがある。
Moreover, in the said embodiment, the
Light germinated seeds include lettuce, Japanese mustard spinach, strawberry, and pumpkin. Dark germinated seeds include tomato, peas, kidney beans, and corn.
なお、本発明に係る機能を実現するための構成を予め備えた植物育成装置として提供できることはもとより、プログラムの適用により、既存の情報処理装置等を、本発明に係る植物育成装置が備える液量制御装置として機能させることもできる。すなわち、上記実施形態で例示した液量制御装置20による各機能構成を実現させるためのプログラムを、既存の情報処理装置等を制御するCPU等が実行できるように適用することで、本発明に係る植物育成装置が備える液量制御装置として機能させることができる。
The amount of liquid provided in the plant growing device according to the present invention can be provided as a plant growing device provided with a configuration for realizing the function according to the present invention, as well as the existing information processing device or the like by application of the program. It can also function as a control device. That is, according to the present invention, a program for realizing each functional configuration by the liquid
また、このようなプログラムの適用方法は任意である。プログラムを、例えば、フレキシブルディスク、CD(Compact Disc)−ROM、DVD(Digital Versatile Disc)−ROM、メモリカード等のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納して適用できる。さらに、プログラムを搬送波に重畳し、インターネットなどの通信媒体を介して適用することもできる。例えば、通信ネットワーク上の掲示板(BBS:Bulletin Board System)にプログラムを掲示して配信してもよい。そして、このプログラムを起動し、OS(Operating System)の制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、上記の処理を実行できるように構成してもよい。 Moreover, the application method of such a program is arbitrary. The program can be applied by being stored in a computer-readable storage medium such as a flexible disk, a CD (Compact Disc) -ROM, a DVD (Digital Versatile Disc) -ROM, or a memory card. Furthermore, the program can be superimposed on a carrier wave and applied via a communication medium such as the Internet. For example, the program may be posted on a bulletin board (BBS: Bulletin Board System) on a communication network and distributed. The program may be started and executed in the same manner as other application programs under the control of an OS (Operating System) so that the above-described processing can be executed.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明は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。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。 Although several embodiments of the present invention have been described, the present invention is included in the invention described in the claims and the equivalents thereof. Hereinafter, the invention described in the scope of claims of the present application will be appended.
(付記1)
植物を育成するための液体を入れる液体槽と、
前記液体槽に入れられた前記液体に浮遊して、前記植物を保持する保持体と、
前記保持体に保持された前記植物に光を照射する光源と、
前記植物を撮影する撮影部と、
前記撮影部の撮影により得られた前記植物の撮影画像を画像処理することにより、前記植物の育成状態を示す情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部が取得した前記植物の育成状態を示す情報に基づいて、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得する排液量取得部と、
前記排液量取得部が取得した量の前記液体を、前記液体槽から排出する排液部と、
を備えることを特徴とする植物育成装置。
(Appendix 1)
A liquid tank containing a liquid for growing plants;
A holder that floats in the liquid in the liquid tank and holds the plant;
A light source for irradiating light to the plant held by the holding body;
A photographing unit for photographing the plant;
An information acquisition unit that acquires information indicating a growing state of the plant by performing image processing on a captured image of the plant obtained by imaging of the imaging unit;
Based on the information indicating the growing state of the plant acquired by the information acquisition unit, a drainage amount acquisition unit that acquires the amount of the liquid to be discharged from the liquid tank;
A drainage unit that drains the amount of the liquid acquired by the drainage amount acquisition unit from the liquid tank;
A plant growing apparatus comprising:
(付記2)
前記撮影部は、前記植物の上方に設置され、
前記情報取得部は、前記植物の育成状態を示す情報として、前記撮影部の撮影により得られた前記植物の撮影画像における前記植物のサイズを取得し、
前記排液量取得部は、前記液体槽から排出すべき前記液体の量として、前記情報取得部が取得した前記植物のサイズが大きくなるほど多くの量を取得する、
ことを特徴とする付記1に記載の植物育成装置。
(Appendix 2)
The photographing unit is installed above the plant,
The information acquisition unit acquires the size of the plant in the photographed image of the plant obtained by photographing of the photographing unit as information indicating the growing state of the plant,
The drainage amount acquisition unit acquires a larger amount as the amount of the liquid to be discharged from the liquid tank as the size of the plant acquired by the information acquisition unit increases.
The plant growing device according to supplementary note 1, wherein
(付記3)
前記排液量取得部は、前記撮影部の撮影により得られた前記植物の撮影画像における前記植物のサイズが一定に保たれるように、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得する、
ことを特徴とする付記2に記載の植物育成装置。
(Appendix 3)
The drainage amount acquisition unit acquires the amount of the liquid to be discharged from the liquid tank so that the size of the plant in the captured image of the plant obtained by imaging of the imaging unit is kept constant. ,
The plant growing device according to
(付記4)
前記保持体の前記撮影部が設置された側の面の色は、緑色以外の色であり、
前記情報取得部は、前記撮影部の撮影により得られた前記植物の撮影画像における色分布に基づいて、前記植物のサイズを取得する、
ことを特徴とする付記2又は3に記載の植物育成装置。
(Appendix 4)
The color of the surface of the holding body on which the photographing unit is installed is a color other than green,
The information acquisition unit acquires the size of the plant based on the color distribution in the captured image of the plant obtained by imaging of the imaging unit.
The plant growing device according to
(付記5)
前記撮影部は、前記植物の側方に設置され、
前記情報取得部は、前記植物の育成状態を示す情報として、前記撮影部の撮影により得られた前記植物の撮影画像から前記植物の高さを取得し、
前記排液量取得部は、前記液体槽から排出すべき前記液体の量として、前記情報取得部が取得した前記植物の高さが高くなるほど多くの量を取得する、
ことを特徴とする付記1に記載の植物育成装置。
(Appendix 5)
The photographing unit is installed on the side of the plant,
The information acquisition unit acquires the height of the plant from a photographed image of the plant obtained by photographing of the photographing unit as information indicating a growing state of the plant,
The drainage amount acquisition unit acquires a larger amount as the amount of the liquid to be discharged from the liquid tank as the height of the plant acquired by the information acquisition unit increases.
The plant growing device according to supplementary note 1, wherein
(付記6)
前記排液量取得部は、前記情報取得部が取得した前記植物の高さが一定に保たれるように、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得する、
ことを特徴とする付記5に記載の植物育成装置。
(Appendix 6)
The drainage amount acquisition unit acquires the amount of the liquid to be discharged from the liquid tank so that the height of the plant acquired by the information acquisition unit is kept constant.
The plant growing device according to
(付記7)
前記撮影部は、前記植物を上方から撮影する第1の撮影部と、前記植物を側方から撮影する第2の撮影部と、を含み、
前記情報取得部は、前記植物の育成状態を示す情報として、前記第1の撮影部の撮影により得られた前記植物の第1の撮影画像における前記植物のサイズを、前記第2の撮影部の撮影により得られた前記植物の第2の撮影画像から前記植物の高さを、それぞれ取得し、
前記排液量取得部は、前記情報取得部が取得した前記植物のサイズと前記植物の高さとに基づいて、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得する、
ことを特徴とする付記1に記載の植物育成装置。
(Appendix 7)
The photographing unit includes a first photographing unit that photographs the plant from above, and a second photographing unit that photographs the plant from the side,
The information acquisition unit uses the size of the plant in the first photographed image of the plant obtained by photographing of the first photographing unit as information indicating the growing state of the plant, as the information of the second photographing unit. Obtaining the height of the plant from the second photographed image of the plant obtained by photographing,
The drainage amount acquisition unit acquires the amount of the liquid to be discharged from the liquid tank based on the size of the plant and the height of the plant acquired by the information acquisition unit.
The plant growing device according to supplementary note 1, wherein
(付記8)
前記液体槽に入れられた前記液体の液位を取得する液位取得部と、
前記液位取得部が取得した前記液位に基づいて、前記液体槽内の前記液体が不足していると判別した場合に、前記液体槽に前記液体を供給する給液部と、
をさらに備えることを特徴とする付記1から7のいずれかに記載の植物育成装置。
(Appendix 8)
A liquid level acquisition unit for acquiring the liquid level of the liquid placed in the liquid tank;
When it is determined that the liquid in the liquid tank is insufficient based on the liquid level acquired by the liquid level acquisition unit, a liquid supply unit that supplies the liquid to the liquid tank;
The plant growing device according to any one of appendices 1 to 7, further comprising:
(付記9)
液体槽に、植物を育成するための液体を入れ、
前記植物を保持した保持体を、前記液体槽に入れられた前記液体に浮遊させ、
前記保持体に保持された前記植物に、光源から光を照射し、
前記植物を撮影し、
撮影した植物の撮影画像を画像処理することにより、前記植物の育成状態を示す情報を取得し、
取得した前記植物の育成状態を示す情報に基づいて、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得し、
取得した前記量の前記液体を、前記液体槽から排出する、
ことを特徴とする植物育成方法。
(Appendix 9)
Put the liquid to grow the plant in the liquid tank,
The holding body holding the plant is suspended in the liquid placed in the liquid tank,
Irradiating light from a light source to the plant held on the holding body,
Photographed the plant,
By processing the captured image of the photographed plant, information indicating the growing state of the plant is obtained,
Based on the acquired information indicating the growing state of the plant, obtain the amount of the liquid to be discharged from the liquid tank,
Discharging the obtained amount of the liquid from the liquid tank;
A plant growing method characterized by that.
(付記10)
コンピュータに、
植物を育成するための液体が入れられた液体槽内の当該液体に浮遊する保持体に保持され、光源により光を照射され撮影された前記植物の育成状態を示す情報を取得させ、
取得させた前記植物の育成状態を示す情報に基づいて、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得させ、
取得させた前記量の前記液体を、前記液体槽から排出させる、
ことを特徴とするプログラム。
(Appendix 10)
On the computer,
It is held in a holding body floating in the liquid in a liquid tank in which a liquid for growing a plant is placed, and information indicating a growing state of the plant that is irradiated with light and photographed by a light source is acquired.
Based on the acquired information indicating the growing state of the plant, the amount of the liquid to be discharged from the liquid tank is acquired,
Draining the obtained amount of the liquid from the liquid tank;
A program characterized by that.
1,1a…植物育成装置、2…植物、3…溶液、4…液面、5…育成室、6…側壁、10…溶液槽、11…フロート、12…光源、13,13a…カメラ、14…排液ドレーン、15…余剰溶液入れ、16…液位計、17…給液ポンプ、20…液量制御装置、21…CPU、22…ROM、23…RAM、24…計時部、25…記憶部、26…入力部、27…出力部、28…通信部、29…画像処理部、30a,30b,30c,30d,30e,30f…撮影画像、31…情報取得部、32…排液量取得部、34…排液部、36…液位取得部、37…給液部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a ... Plant growing apparatus, 2 ... Plant, 3 ... Solution, 4 ... Liquid surface, 5 ... Growing room, 6 ... Side wall, 10 ... Solution tank, 11 ... Float, 12 ... Light source, 13, 13a ... Camera, 14 DESCRIPTION OF SYMBOLS Drainage drain, 15 ... Surplus solution container, 16 ... Liquid level meter, 17 ... Supply pump, 20 ... Liquid quantity control device, 21 ... CPU, 22 ... ROM, 23 ... RAM, 24 ... Timekeeping unit, 25 ... Memory , 26 ... input part, 27 ... output part, 28 ... communication part, 29 ... image processing part, 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f ... photographed image, 31 ... information acquisition part, 32 ...
Claims (14)
前記撮影部の撮影により得られた前記植物の撮影画像を画像処理することにより、前記植物の育成状態を示す情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部が取得した前記植物の前記育成状態を示す前記情報に基づいて、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得する排液量取得部と、
前記排液量取得部が取得した量の前記液体を、前記液体槽から排出する排液部と、
を備える、
ことを特徴とする植物育成装置。 A photographing unit for photographing the plant which is held by a holding body floating in the liquid in a liquid tank in which a liquid for growing the plant is placed and irradiated with light from a light source ;
An information acquisition unit that acquires information indicating a growing state of the plant by performing image processing on a captured image of the plant obtained by imaging of the imaging unit;
Based on the information indicating the development state of the plant by the information acquiring unit has acquired, and drained quantity acquisition unit that acquires the amount of the liquid to be discharged from the liquid bath,
A drainage unit that drains the amount of the liquid acquired by the drainage amount acquisition unit from the liquid tank;
Equipped with a,
A plant growing apparatus characterized by that.
前記情報取得部は、前記植物の前記育成状態を示す前記情報として、前記撮影部の前記撮影により得られた前記植物の前記撮影画像における前記植物のサイズを取得し、
前記排液量取得部は、前記液体槽から排出すべき前記液体の量として、前記情報取得部が取得した前記植物の前記サイズが大きくなるほど多くの量を取得する、
ことを特徴とする請求項1に記載の植物育成装置。 The photographing unit is installed above the plant,
The information acquisition unit, as the information indicating the development state of the plant, to get the size of the plants in the captured image of the plant obtained by the imaging of the imaging unit,
The drainage quantity acquisition unit, as the amount of the liquid to be discharged from the liquid bath, to obtain a more large amount the size of the plant by the information acquiring unit acquires increases,
Plant growing apparatus according to claim 1, wherein the this.
ことを特徴とする請求項2に記載の植物育成装置。 The drainage quantity acquisition unit, as the size of the plants in the captured image of the plant obtained by the imaging of the imaging unit is kept constant, the amount of the liquid to be discharged from the liquid bath To get the
Plant growing apparatus according to claim 2, wherein the this.
前記情報取得部は、前記撮影部の前記撮影により得られた前記植物の前記撮影画像における色分布に基づいて、前記植物の前記サイズを取得する、
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の植物育成装置。 The color of the surface of the holding body on which the photographing unit is installed is a color other than green,
The information acquisition unit, based on the color distribution in the captured image of the plant obtained by the imaging of the imaging unit acquires the size of the plant,
Plant growing apparatus according to claim 2 or 3, characterized and this.
ことを特徴とする請求項2から4のいずれか1項に記載の植物育成装置。The plant growing device according to any one of claims 2 to 4, wherein the plant growing device is characterized in that:
前記情報取得部は、前記植物の前記育成状態を示す前記情報として、前記撮影部の前記撮影により得られた前記植物の前記撮影画像から前記植物の高さを取得し、
前記排液量取得部は、前記液体槽から排出すべき前記液体の量として、前記情報取得部が取得した前記植物の前記高さが高くなるほど多くの量を取得する、
ことを特徴とする請求項1に記載の植物育成装置。 The photographing unit is installed on the side of the plant,
The information acquisition unit, as the information indicating the development state of the plant, to obtain the height from the captured image the plants of the plant obtained by the imaging of the imaging unit,
The drainage quantity acquisition unit, as the amount of the liquid to be discharged from the liquid bath, to obtain a more large amount the height of the plant by the information acquiring unit acquires increases,
Plant growing apparatus according to claim 1, wherein the this.
ことを特徴とする請求項6に記載の植物育成装置。 The drainage quantity acquisition unit, as the height of the plant by the information acquiring unit acquires is kept constant, to obtain an amount of the liquid to be discharged from the liquid bath,
Plant growing apparatus according to claim 6, wherein the this.
前記情報取得部は、前記撮影部の前記撮影により得られた前記植物の前記撮影画像における色分布に基づいて、前記植物の前記高さを取得する、The information acquisition unit acquires the height of the plant based on a color distribution in the captured image of the plant obtained by the imaging of the imaging unit.
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の植物育成装置。The plant growing device according to claim 6 or 7, characterized in that.
前記情報取得部は、前記撮影部の前記撮影により得られた前記植物の前記撮影画像における色分布に基づいて、前記植物の前記高さを取得する、The information acquisition unit acquires the height of the plant based on a color distribution in the captured image of the plant obtained by the imaging of the imaging unit.
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の植物育成装置。The plant growing device according to claim 6 or 7, characterized in that.
ことを特徴とする請求項6から9のいずれか1項に記載の植物育成装置。The plant growing device according to any one of claims 6 to 9, wherein
前記情報取得部は、前記植物の前記育成状態を示す前記情報として、前記第1の撮影部の撮影により得られた前記植物の第1の撮影画像における前記植物のサイズを、前記第2の撮影部の撮影により得られた前記植物の第2の撮影画像から前記植物の高さを、それぞれ取得し、
前記排液量取得部は、前記情報取得部が取得した前記植物の前記サイズと前記植物の前記高さとに基づいて、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得する、
ことを特徴とする請求項1に記載の植物育成装置。 The photographing unit includes a first photographing unit that photographs the plant from above, and a second photographing unit that photographs the plant from the side,
The information acquisition unit, as the information indicating the development state of the plant, the size of the plants in the first captured image of the plants obtained by the photographing of the first imaging unit, said second imaging Obtaining the height of the plant from the second photographed image of the plant obtained by photographing the part,
The drainage quantity acquisition unit, based on said height of said plant and the size of the plant by the information acquiring unit has acquired, to acquire an amount of the liquid to be discharged from the liquid bath,
Plant growing apparatus according to claim 1, wherein the this.
前記液位取得部が取得した前記液位に基づいて、前記液体槽内の前記液体が不足していると判別した場合に、前記液体槽に前記液体を供給する給液部と、
をさらに備える、
ことを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の植物育成装置。 A liquid level acquisition unit for acquiring the liquid level of the liquid placed in the liquid tank;
When it is determined that the liquid in the liquid tank is insufficient based on the liquid level acquired by the liquid level acquisition unit, a liquid supply unit that supplies the liquid to the liquid tank;
Further comprising
Plant growing apparatus according to any one of claims 1 to 11, characterized in and this.
撮影した前記植物の撮影画像を画像処理することにより、前記植物の育成状態を示す情報を取得し、
取得した前記植物の前記育成状態を示す前記情報に基づいて、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得し、
取得した量の前記液体を、前記液体槽から排出する、
ことを含む、
ことを特徴とする植物育成方法。 Photographing the plant irradiated with light from a light source held by a holding body floating in the liquid in a liquid tank containing a liquid for growing the plant,
By image processing the captured image captured said plant to obtain information indicating a growing condition of the plants,
Based on the obtained said information indicating the breeding condition of the plants, to get the amount of the liquid to be discharged from the liquid bath,
Discharging the obtained amount of the liquid from the liquid tank;
Including that,
Plant growth wherein a call.
植物を育成するための液体が入れられた液体槽内の前記液体に浮遊する保持体に保持されて光源により光を照射された前記植物を前記撮影部に撮影させる機能、
前記撮影部に撮影させた前記植物の撮影画像を画像処理させることにより、前記植物の育成状態を示す情報を取得させる機能、
取得させた前記植物の前記育成状態を示す前記情報に基づいて、前記液体槽から排出すべき前記液体の量を取得させる機能、
取得させた量の前記液体を、前記液体槽から前記排液部に排出させる機能、
を実現させる、
ことを特徴とするプログラム。 In a computer of a plant growing device comprising a photographing unit and a drainage unit ,
Ability to the plant which is irradiated with light by the light source held by the holding member suspended in the liquid in the liquid bath liquid was placed for growing plants Ru is photographed on the photographing unit,
Wherein the captured images of the plants were taken to be image processing to imaging unit, Ru to acquire information indicating the development state of the plant function,
Based on the information indicating the development state of were acquired the plant, Ru to acquire an amount of the liquid to be discharged from the liquid bath function,
A function of discharging the obtained amount of the liquid from the liquid tank to the drainage section ;
To realize,
A program characterized by that.
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