JP7281188B2

JP7281188B2 - 収穫情報出力プログラム、収穫情報出力方法及び収穫情報出力装置

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Publication number: JP7281188B2
Application number: JP2019163876A
Authority: JP
Inventors: 忠桐東出; 裕貴内藤; 幸成村松; 智彦太田
Original assignee: National Agriculture and Food Research Organization
Current assignee: National Agriculture and Food Research Organization
Priority date: 2018-09-21
Filing date: 2019-09-09
Publication date: 2023-05-25
Anticipated expiration: 2039-09-09
Also published as: JP2020053039A

Description

本発明は、収穫情報出力プログラム、収穫情報出力方法及び収穫情報出力装置に関する。

近年、契約出荷により計画的に売り上げを得るため、あるいは収穫作業を行う人員の配置を適正に行うために、作物の収量を正確に予測することが望まれている。

従来においては、温室などの施設において栽培する作物の収量予測は作業者の経験や勘により行われることが多かった。また、最近では、圃場の空撮画像と農作物の特定の成育ステージにおける時系列気象データを用いて収量を推定する技術が知られている（例えば特許文献１等参照）。また、定植時期と積算気温に応じて成育のステージを推測する技術が知られている（例えば特許文献２等参照）。

特開２０１５－４９号公報特開２０１５－５３９２７号公報

しかしながら、上記特許文献１では空撮画像を用いるため、施設内における収量を正確に予測できない可能性がある。

本発明は、施設内における時期ごとの果実の収穫可能数を出力することが可能な収穫情報出力プログラム、収穫情報出力方法及び収穫情報出力装置を提供することを目的とする。

本発明の収穫情報出力プログラムは、施設内で栽培される作物の一部である複数個体についての果実の着果数及び着果日の入力を受け付け、前記果実の着果日と、前記着果日以降の成育環境値の実測値又は推定値とに基づいて、前記複数個体における時期ごとの果実の収穫可能数を推定し、前記複数個体における時期ごとの果実の収穫可能数を統計処理して、前記施設内全体における時期ごとの果実の収穫可能数を算出し、前記算出する処理における算出結果を出力する、処理をコンピュータに実行させるプログラムである。

本発明の収穫情報出力プログラム、収穫情報出力方法及び収穫情報出力装置は、施設内における時期ごとの果実の収穫可能数を出力することができるという効果を奏する。

一実施形態に係る農業システムの構成を示す図である。図１の制御装置のハードウェア構成を示す図である。制御装置の機能ブロック図である。制御装置の処理を示すフローチャートである。株毎に用意されている管理表の一例を示す図である。図４のステップＳ１４で更新された管理表を示す図である。各エリア及び温室の収穫情報の推定結果を管理する表である。図４のステップＳ１８で表示する画面の一例を示す図である。図４のステップＳ２０で表示する画面の一例を示す図である。ステップＳ１０～Ｓ２０の処理が繰り返されることにより更新された管理表を示す図である。図１０のように管理表が更新されたときに表示する画面の一例を示す図である。図１１の画面を表示した後に設定温度を調整した場合に表示する画面の一例を示す図である。図１３（ａ）は、日毎の収穫果数（予測値）と、実際の収穫果数（実測値）とを示すグラフであり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）の収穫果数の予測値から算出した日毎の収量（予測値）と、実際の収量（実測値）とを示すグラフである。各個体における収穫果数の予測値を、各個体の位置情報に基づいてレイアウト表示して出力する例を示す図である。

以下、農業システムの一実施形態について、図１～図１２に基づいて詳細に説明する。図１には、一実施形態に係る農業システム１００の構成が概略的に示されている。本実施形態の農業システム１００は、トマトなどの作物を栽培する大規模施設（例えば温室）における作物の収穫可能数を推定・調整するシステムである。

農業システム１００は、図１に示すように、収穫情報出力装置としての制御装置１０と、屋外センサ１２と、温室１８内の分割された複数のエリア（領域）それぞれに設置された温室内センサ１４と、温室１８内の環境を調整する機器（制御対象機器と呼ぶ）１６と、を備える。制御装置１０、屋外センサ１２、温室内センサ１４、及び制御対象機器１６は、インターネットなどのネットワークを介して接続されており、各装置間において情報のやり取りが可能となっている。

制御装置１０は、温室１８内で作物（トマトとする）を栽培する作業者が利用可能な情報処理装置であり、屋外センサ１２や温室内センサ１４において取得される環境情報や、作業者が入力した情報に基づいて、時期ごと（本実施形態では週ごと）のトマトの最大収穫可能数（収穫できる果実が最大で何個あるか）を推定する。また、制御装置１０は、推定した最大収穫可能数を目標値に近づけるように制御対象機器１６を制御する。なお、制御装置１０の構成や処理の詳細については後述する。

屋外センサ１２は、温室１３の外の気温を検出する温度センサや日射を検出する日射センサを含み、検出結果を制御装置１０に対して入力する。

温室内センサ１４は、温室１８内の気温を検出する温度センサ、温室１８内の日射を検出する日射センサ、温室１８内のＣＯ₂濃度を検出するＣＯ₂濃度センサを含み、検出結果を制御装置１０に対して入力する。温室内センサ１４は、一例として、各エリアに１つずつ設けられているものとする。

制御対象機器１６は、ヒートポンプ、換気窓、暖房機、ＣＯ₂施用機、遮光・保温カーテン等を含む。ヒートポンプは、温室１８内の温度を下げる機器であり、換気窓は、温室１８内に外気を取り入れる窓である。暖房機は、温室１８内の温度を上げる機器であり、ＣＯ₂施用機は、温室１８内のＣＯ₂濃度を調整する機器である。また、遮光・保温カーテンは、温室１８内の日射や温度を調整するカーテンである。制御対象機器１６は、制御装置１０の指示に応じた動作を実行することが可能であるものとし、制御対象機器１６の動作により温室１８内の環境が調整される。

ここで、制御装置１０の構成や処理について詳細に説明する。図２には、制御装置１０のハードウェア構成が概略的に示されている。図２に示すように、制御装置１０は、ＣＰＵ９０、ＲＯＭ９２、ＲＡＭ９４、記憶部（ここではＨＤＤ）９６、ネットワークインタフェース９７、表示部９３、入力部９５、及び可搬型記憶媒体用ドライブ９９等を備えている。表示部９３は、液晶ディスプレイ等を含み、入力部９５は、キーボードやマウス、タッチパネル等を含む。これら制御装置１０の構成各部は、バス９８に接続されている。制御装置１０では、ＲＯＭ９２あるいはＨＤＤ９６に格納されているプログラム（収穫情報出力プログラムを含む）、或いは可搬型記憶媒体用ドライブ９９が可搬型記憶媒体９１から読み取ったプログラム（収穫情報出力プログラムを含む）をＣＰＵ９０が実行することにより、図３に示す各部の機能が実現される。なお、図３の各部の機能は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路により実現されてもよい。

図３には、制御装置１０の機能ブロック図が示されている。制御装置１０においては、ＣＰＵ９０がプログラムを実行することにより、図３に示すように、入力受付部３０、環境情報取得部３２、推定部としての果実状態予測部３４、算出部としての収穫情報推定部３６、出力部としての情報出力部３８、調整部４０、及び機器制御部４２としての機能が実現されている。

入力受付部３０は、作業者が入力部９５を介して入力した情報を取得して、果実状態予測部３４に送信する。作業者が入力する情報には、各エリアにおいて栽培されているトマトの株のうち、予め定められている調査対象の株のいずれにおいて着果したかの情報や着果数の情報が含まれる。なお、着果した株や着果数の情報は、作業者が入力しなくてもよい。例えば、温室１８内を巡回するロボットがカメラ等を用いて着果した株や着果数の情報を取得できる場合には、入力受付部３０は、ロボットから入力された情報を取得するようにすればよい。

環境情報取得部３２は、屋外センサ１２や温室内センサ１４の検出結果を取得し、果実状態予測部３４や機器制御部４２に送信する。また、環境情報取得部３２は、将来の環境情報として、過去のデータ（平年値等）及び予測データ（気象予測メッシュ等）を外部サーバなどから取得し、果実状態予測部３４に送信する。

果実状態予測部３４は、入力受付部３０から受信した各株の着果数の情報と、環境情報取得部３２から受信した情報と、に基づいて、各週における各株の最大収穫可能数を予測する。ここで、果実状態予測部３４は、各果実の積算温度（着果後からの各日の平均気温を積算した値）が所定の閾値（例えば８００℃）を超えた場合に収穫できると推定する。このように積算温度から収穫タイミングを予測できる理由は、果実成熟日数は果実温度の関数で表されるものであり、果実温度は日平均気温で近似できるからである。

収穫情報推定部３６は、果実状態予測部３４による予測結果（各株における１週間ごとのトマトの最大収穫可能数）を統計処理することで、温室１８内の各エリアにおける１週間ごとのトマトの最大収穫可能数を推定する。また、収穫情報推定部３６は、各エリアにおける１週間ごとのトマトの最大収穫可能数を合算することで、温室１８内における１週間ごとのトマトの最大収穫可能数を推定する。

情報出力部３８は、収穫情報推定部３６の推定結果を表示する画面を生成し、表示部９３上に表示する。

調整部４０は、収穫情報推定部３６の推定結果を目標値（目標収穫数）に近づけるために設定温度を調整する。調整部４０は、設定温度を変更した場合、収穫情報推定部３６の推定結果（各エリア又は温室１８全体における１週間ごとの最大収穫可能数）を修正する。このため、情報出力部３８は、調整部４０による調整があった場合に、修正結果を表示する画面を表示する。

ここで、具体的な設定温度を算出する際には、調整部４０は、過去の所定期間（第１の期間）における温室内の気温をセンサ１４により計測し、計測した気温に基づいて、未来の所定期間（第２の期間）における温室内の環境（本実施例では気温）の推移を予測する。そして、調整部４０は、制御機器対象機器１６の性能に応じて目標の気温となるような設定温度を算出する。例えば、調整部４０は、制御対象機器１６を過去の第１の期間と同一の設定とした場合に、温室内の環境がどのように推移するかを予測したり、温室の作業者が制御対象機器１６の設定温度の変更を入力した場合に、当該変更後の設定温度にしたときの温室内の環境の推移を予測する。

機器制御部４２は、調整部４０により調整された設定温度に基づいて、制御対象機器１６を制御する。この場合、機器制御部４２は、屋外センサ１２や温室内センサ１４の検出結果に基づいて、制御する制御対象機器１６及び制御方法を決定し、制御対象機器１６を制御する。

（制御装置１０の処理について）
次に、制御装置１０の処理について、図４のフローチャートに沿って、その他図面を適宜参照しつつ詳細に説明する。

図４の処理の前提として、環境情報取得部３２は、現在における温室１８内外の環境情報と、過去のデータ（平年値等）、予測データ（気象予測メッシュ等）を取得し、果実状態予測部３４に送信しているものとする。

図４の処理では、まず、ステップＳ１０において、入力受付部３０が、着果した株と着果数の入力があるまで待機する。作業者が着果した株及び着果数を入力すると、入力受付部３０は、入力された情報を取得して果実状態予測部３４に送信する。果実状態予測部３４は、入力受付部３０から情報を受け付けると、ステップＳ１２に移行する。なお、本実施形態では、作業者は着果数を確認した場合に、その日のうちに入力するものとする。したがって、作業者は、着果数と着果した日を入力していると言える。なお、作業者が着果数を遅れて入力するような場合には、着果数の情報と併せて着果した日の情報を入力するようにすればよい。

ステップＳ１２に移行すると、果実状態予測部３４は、図５に示すような株毎に用意されている管理表に着果数を入力する。ここで、図５の管理表は、一例としてエリア１のPlantNo.＝１の株についての果実の状態や最大収穫可能数などを管理する表である。果実状態予測部３４は、予め、環境情報取得部３２から取得した環境情報に関する過去のデータや予測データに基づいて、週間積算温度を予測し、図５の管理表に入力しているものとする。例えば、気象予測メッシュは、国内各地の１０日後までの予想気温の情報を含む。このため、果実状態予測部３４は、１０日後までの気温については気象予測メッシュを用いて予測し、１０日後以降は過去のデータ（平年値）を用いて予測できる。したがって、果実状態予測部３４は、気温の予測値から温室１８内の気温を予測し、予測した気温に基づいて週間積算温度を算出し、管理表に入力する。なお、作業者は、設定温度を高めに設定するか低めに設定するかを予め定めておいてもよい。設定温度を高くした場合、短い期間で収穫が可能となるが、１つ１つの果実の大きさ（重さ）は小さくなるという傾向にあり、設定温度を低くした場合、収穫までに比較的長期間を要するが、１つ１つの果実の大きさ（重さ）は大きくなる。

また、図５の管理表では、各果房（第１果房、第２果房…）について、「着果確認」、「個数」、「積算温度」の情報が管理されるようになっている。例えば、第１週に、エリア１のPlantNo.＝１の株の第１果房において５個の着果があったことが入力されたとする（ステップＳ１０）。この場合、ステップＳ１２においては、果実状態予測部３４が、図５の管理表の第１週の行において、第１果房の「着果確認」の欄に「５」を入力するとともに、第１果房の「積算温度」の欄に「０」を入力する。なお、第１週においてその他の株の着果が確認された場合には、果実状態予測部３４は、上記と同様にして、各株に対応する管理表に着果数や積算温度の情報を入力する。

次いで、ステップＳ１４では、果実状態予測部３４が、週間積算温度に基づいて、入力された果実の状態を予測する。具体的には、果実状態予測部３４は、図６に示すように、管理表を更新する。この場合、果実状態予測部３４は、第１果房の５個の果実について、週間積算温度を週ごとに積算する。そして、果実状態予測部３４は、積算温度が８００℃以上になった週（図６では、第７、第８週）の値をグレー表示する。この場合、第１週で着果確認された５個の果実は、グレー表示された第７週か第８週に収穫できることを表している。したがって、果実状態予測部３４は、図６の「最大収穫可能数」の第７週、第８週の欄に「５」を表示する。

次いで、ステップＳ１６では、収穫情報推定部３６が、予測結果を統計処理して、一定期間における各エリアの最大収穫可能数を推定する。この場合、収穫情報推定部３６は、例えば、各エリア内の調査対象の株それぞれの週ごとの最大収穫可能数の平均を算出し、平均と標準偏差とに基づいて、各エリアの最大収穫可能数を推定する。例えば、エリア１の第ｎ週において、調査対象の株それぞれの最大収穫可能数の平均値がｍ（果／個体／週）で、標準偏差がｓ（果／個体／週）であったとする。そして、エリア１における栽培株数をｋとすると、エリア１における最大収穫可能数ｇは次式（１）にて推定することができる。
ｇ＝（ｍ±ｓ）×ｋ＝ｍｋ±ｓｋ …（１）

図７は、各エリア及び温室１８の収穫情報の推定結果を管理する表である。ステップＳ１６で算出された「ｍｋ」、「ｓｋ」の値は、図７の表の、エリア１（Ａ１）の「mean」、「ＳＤ」の欄に格納される。なお、収穫情報推定部３６は、その他のエリアの最大収穫可能数についても同様にして推定するため、その他のエリアの「ｍｋ」、「ｓｋ」の値も各エリアの「mean」、「ＳＤ」の欄に格納される。なお、図７には「週間積算温度」の欄も設けられており、各エリアの各週の週間積算温度が格納されている。なお、図７のその他の欄については後述する。

次いで、ステップＳ１８では、収穫情報推定部３６が、推定した各エリアの最大収穫可能数を合算して、一定期間における温室１８内の最大収穫可能数を推定する。この場合、図７の表の各エリアのmean、ＳＤをそれぞれ合算して、meanの合算値を「合計（mean）」の欄に格納し、ＳＤの合計値を「合計（ＳＤ）」の欄に格納する。例えば、図７の第６週のように、Ａ１～Ａ４のmeanが１０５，１１３，９０，１１０であり、ＳＤが２０，２０，２０，２０の場合には、合計（mean）は、１０５＋１１３＋９０＋１１０＝４１８となり、合計（ＳＤ）は、２０＋２０＋２０＋２０＝８０となる。なお、図７の表には、各週における目標収穫数が表示されている。この目標収穫数は、作業者が入力部９５を介して事前に入力するものとする。

ここで、情報出力部３８は、図７の表に基づいて、図８に示すような画面を生成して、表示部９３上に表示（出力）する。なお、図８の画面には、目標収穫数（目標値）と、最大収穫可能数の推定値（合計（mean））の推移を表したグラフも表示されている。

次いで、ステップＳ２０では、調整部４０が、温室１８内の最大収穫可能数が目標値（目標収穫数）に近づくように設定温度を調整し、情報出力部３８が調整結果を出力する。ここで、設定温度の調整対象の週は、予め定めた範囲内（現時点から何週以内）とすることが好ましい。これは、収穫時期に近い果実ほど、温度に対する感受性が強く調節しやすいためである。また、調整対象の週が現時点から離れすぎていると、最大収穫可能数の計算に含めるべき果実が着果していない段階のものまで調整してしまうおそれがあるからである。

調整部４０は、具体的には、以下のようにして設定温度を調整する。
（１）調整部４０は、最大収穫可能数が目標値を上回る場合で、調整対象の週の収穫数を前の週に移動したい場合には、調整対象の週の設定温度を上げるようにする。
（２）調整部４０は、最大収穫可能数が目標値を上回る場合で、調整対象の週の収穫数を後の週に移動したい場合には、調整対象の週の設定温度を下げるようにする。
（３）調整部４０は、最大収穫可能数が目標値を下回る場合で、調整対象の週よりも後の週に収穫のピークがある場合には、調整対象の週の設定温度を上げるようにする。
（４）調整部４０は、最大収穫可能数が目標値を下回る場合で、調整対象の週よりも前の週に収穫のピークがある場合には、調整対象の週よりも前の週の設定温度を下げるようにする。

図９には、調整部４０が設定温度を調整した後に、情報出力部３８が表示する画面の一例が示されている。図９の画面においては、図８の画面に加えて、「調整前合計（mean、ＳＤ）」の欄と「調整温度」の欄が設けられている。「調整前合計（mean、ＳＤ）」の欄には、図８の画面の「合計（mean、ＳＤ）」の情報がそのまま入力される。また、調整部４０が設定温度を変更した場合、「調整温度」の欄に０以外の数字が入力される。なお、「調整温度」に入力される温度は、１日の調整温度を意味する。このため、「週間積算温度」の欄には、図８の週間積算温度を（調整温度×７）だけ修正した値が入力されている。そして、調整部４０は、修正後の週間積算温度に基づいて、ステップＳ１４～ステップＳ１８と同様の処理を実行する。この結果が、図９の「Ａ１（mean、ＳＤ）」、「Ａ２（mean、ＳＤ）」、「Ａ３（mean、ＳＤ）」、「Ａ４（mean、ＳＤ）」、…、「合計（mean、ＳＤ）」の欄に格納される。なお、図９のグラフには、設定温度を調整した後の最大収穫可能数の推定値（合計（mean））の推移が破線にて示されている。

ステップＳ２０の処理が行われた後は、ステップＳ１０に戻る。その後は、新たに着果数の情報が入力される度に、ステップＳ１２以降の処理が繰り返し実行される。

図１０には、ステップＳ１０～Ｓ２０の処理が繰り返されることにより、管理表が更新された状態が示されている。図１０の例では、第３週に第２果房の着果（５個）が入力され、第２果房の収穫日が第９週と推定されている。ただし、第２果房については、第５週に着果数が４個に減っていることが入力されているため、それ以降（第６週以降）は、第２果房の果実の個数は４個で管理されている。第１、第２果房以外の果房についても同様に管理される。なお、第５果房では、第６週に着果数が３個と入力されたものの、第９週に着果数が４個と入力されている。このように着果数が増えるのは、作業者が最初の段階で見逃していた果実を後に発見した場合などが考えられる。また、遅れて着果した場合には、該当果房の２回目として、改めて入力して同様に管理される。

図１１は、図１０の表が作成された段階で表示部９３上に表示される画面であり、図１２は、その後に設定温度を調整した後の表示画面である。図１２のグラフに示すように、調整後の最大収穫可能数は、調整前の最大収穫可能数（図１１、図１２では「推定値」と記載）よりも目標値に近づいていることがわかる。

なお、図１１や図１２の画面においては、既に経過した週の週間積算温度を、温室内センサ１４で実測された気温に基づいて修正（更新）することとしてもよい。これにより、最大収穫可能数をより精度よく推定することが可能となる。

なお、機器制御部４２は、図４の処理とは別に、各週において、図１２の画面の週間積算温度となるように制御対象機器１６を制御する。この場合、屋外センサ１２及び温室内センサ１４の検出結果と、予測データ（気象予測メッシュ等）と、を考慮して、制御すべき制御対象機器１６と制御方法を決定し、制御を行うようにする。

以上詳細に説明したように、本実施形態によると、入力受付部３０は、温室１８内で栽培されるトマトの調査対象の株における果実の着果日に着果数の入力を受け付け、果実状態予測部３４は、着果日以降の週間積算温度に基づいて、調査対象の株における週ごとの果実の最大収穫可能数を推定する。そして、収穫情報推定部３６は、調査対象の株における週ごとの果実の最大収穫可能数を統計処理して、温室１８全体における週ごとの果実の最大収穫可能数を推定し、情報出力部３８が推定結果を表示部９３上に表示する。これにより、本実施形態では、作業者は調査対象の株の着果日に着果数を入力することで、温室１８全体における週ごとの果実の最大収穫可能数を確認することが可能となっている。したがって、作業者は、最大収穫可能数に基づいて、収穫作業を行う人員配置を適切に調整することが可能となる。また、本実施形態では、調査対象の株における週ごとの果実の最大収穫可能数を統計処理して、温室１８全体における週ごとの果実の最大収穫可能数を推定するため、調査対象の株が少なくても精度よく温室１８全体の最大収穫可能数を推定することができる。

また、本実施形態では、収穫情報推定部３６は、温室１８内を複数のエリアごとに調査対象の株の週ごとの果実の最大収穫可能数を統計処理し、各エリアの週ごとの果実の最大収穫可能数を合算して温室１８全体の週ごとの果実の最大収穫可能数を推定している。これにより、温室１８内が広く、場所ごとに環境が異なるような場合であっても、各エリアの環境情報に基づいてエリアごとに最大収穫可能数を推定することで、温室１８全体の週ごとの最大収穫可能数を精度よく推定することができる。

また、本実施形態では、調整部４０が、収穫情報推定部３６により推定された温室１８全体の週ごとの果実の最大収穫可能数に基づいて、設定温度を調整することとしている。これにより、最大収穫可能数を目標値に近づけるように、設定温度を調整することが可能となる。

なお、上記実施形態では、果実の収穫時期を推定するために用いる成育環境値として、週間積算温度を用いる場合について説明したが、これに限られるものではない。成育環境値としては、例えば、気温及び日射の少なくとも一方を用いることとしてもよい。例えば、成育環境値としては、週間積算温度に代えて、日平均気温に第１の係数を掛けた値と日平均日射に第２の係数を掛けた値を１週間分合計した値を用いることとしてもよい。あるいは、週間積算温度に代えて、日平均気温と日平均日射と第３の係数とを掛けた値を１週間分合計した値を用いることしてもよいし、その他の値を用いることとしてもよい。

なお、上記実施形態では、制御装置１０は、温室１８全体における週ごとの果実の最大収穫可能数を推定する場合について説明したが、これに限らず、温室１８全体における週ごとの果実の最大収量を推定することとしてもよい。この場合の最大収量は、最大収穫数に果実１つの重さ（１果重）を掛けることで算出することができる。１果重は、例えばトマトの品種ごとにあらかじめ定められた値を用いることができる。なお、作業者が大きめの果実のみを収穫する場合、小さめの果実のみを収穫する場合、大きめの果実と小さめの果実の両方を収穫する場合など、作業者の収穫の傾向に応じて１果重を異ならせてもよい。

なお、上記実施形態では、調整部４０が温室１８内の設定温度を調整することにより、最大収穫可能数を調整する場合について説明したが、このような調整を行っても最大収穫可能数を目標値に近づけられない可能性もある。このような場合には、収穫可能な積算温度（閾値）を変更することで、最大収穫可能数を調整することとしてもよい。例えば、最大収穫可能数が目標値よりも多い場合には、閾値を高く（例えば９２０℃以上）し、最大収穫可能数が目標値よりも少ない場合には、閾値を低く（例えば７８０℃以上）することとしてもよい。このように作業者が閾値を変更する旨の設定を行った場合には、設定に応じて、上述した処理をやり直すようにすればよい。また、目標値が達成見込みであっても、市況等の情勢変化により、当初の目標値よりも出荷を減らしたい場合や多く出荷したい場合においても、同様な方法を取ることができる。

なお、上記実施形態では、機器制御部４２が設定温度に基づいて制御対象機器１６を制御する場合について説明したが、これに限られるものではない。すなわち、制御装置１０は、制御対象機器１６を制御せずに、図１１や図１２の画面を表示部９３に表示するのみであってもよい。この場合、作業者が、表示された設定温度になるように制御対象機器１６を動作させるようにすればよい。

なお、上記実施形態では、調整部４０が、最大収穫可能数が目標値に近づくように設定温度を調整する場合について説明したが、これに限られるものではない。すなわち、調整部４０を省略してもよい。この場合、作業者は、収穫情報推定部３６が推定した最大収穫可能数を参照して、最大収穫可能数が目標値に近づくように、制御対象機器１６の設定を適宜手動で調整するようにしてもよい。

なお、上記実施形態では、制御装置１０は、時期ごとの果実の最大収穫可能数として、１週間ごとの果実の最大収穫可能数を推定する場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、１日～数日ごと、あるいは１週間以上の単位で（例えば１０日ごとや、２週間ごとなどの単位で）、果実の最大収穫可能数を推定することとしてもよい。

（実施例）
以下、実施例について説明する。本実施例では、トマトの着果数、気温を基にトマトの収穫果数及び収量を予測するとともに、栽培後に得られた実測値を用いて、予測値の検証を行った。

本実施例において栽培したトマトの品種は、ＣＦ桃太郎ヨークであり、播種年月日を２０１９年１月２８日、定植年月日を２０１９年３月４日とした。また、栽植密度は、３．１株／ｍ²とし、１０個体を調査対象とした。

各果実の果実成熟日数（Ｄｈ：着果から収穫までの日数）は、着果から収穫までの積算日平均気温をΣTh（本実施例では、ΣTh＝８００℃）とし、着果から収穫までの日平均気温をＴとすると、次式（２）にて表すことができる。
Ｄｈ＝ΣTh／Ｔ …（２）

また、各果実の予測収穫日数は、次式（３）にて表すことができる。
予測収穫日数＝果実成熟日数(着果日から現在まで)＋果実成熟日数(現在から収穫日まで) …（３）

この場合において、着果日から現在までの積算日平均気温をΣToとし、予測収穫果数算出時の前週の平均気温をTpとすると、上式（３）は、上式（２）を考慮すると、次式（４）にて表すことができる。
予測収穫日数＝果実成熟日数(着果日から現在まで)＋(ΣTh－ΣTo)／Tp
…（４）

ここで、本実施例においては、着果日から第ｋ週の第０日（月曜日）の０時において、着果日から第ｋ週の第ｎ日（ｎ＝１～６、火曜日～日曜日）における収穫果数を予測することとした。この予測においては、着果日から現在（第ｋ週の第０日（月曜日）の０時まで）の積算気温がわかっているものとし、Tf_k₀と表すこととした。また、現在（第ｋ週の第０日）の時点では、第ｋ週の第ｎ日の日平均気温はわからないため、本実施例では、第ｋ週の第ｎ日の日平均気温は、第ｋ－１週の日平均気温Tp_k-1と同様であるものとみなした。

この場合、第ｋ週の第１日（火曜日）の０時までの着果果実の推定積算気温（Tf_k1）は、次式（５）から算出することができる。
Tf_k₁＝Tf_k₀＋(1×Tp_k-1) …（５）

同様に、第ｋ週の第２日（水曜日）の０時まで、第３日（木曜日）の０時まで、…、第６日（日曜日）の０時まで、の着果果実の推定積算温度（Tf_k₂、Tf_k₃、…、Tf_k₆)は、次式（６）、（７）、（８）から算出することができる。
Tf_k₂＝Tf_k₀＋(2×Tp_k-1) …（６）
Tf_k₃＝Tf_k₀＋(3×Tp_k-1) …（７）
…
Tf_k₆＝Tf_k_0＋(6×Tp_k-1) …（８）

したがって、本実施例では、各果実に関して第ｋ週の第ｎ日における推定積算温度Tf_k_nを求め、求めた推定積算温度Tf_k_nがΣThを超えた場合に、その果実を収穫できる果実（成熟果実）と推定することとした。すなわち、各果実において、上式（４）～（８）より、（n×Tp_k-1）が（ΣTh－Tf_k_n）を超えた日（第ｎ日）をその果実を収穫できる日と推定することとした。そして、第ｋ週の第ｎ日における予測収穫果数（Nf_k_n）を求めた。

図１３（ａ）には、上述したようにして予測した日毎の収穫果数（予測値）と、実際の収穫果数（実測値）とが棒グラフにて示されている。なお、図１３（ａ）は、２０１９年６月１０日～６月２２日における、１０個体の合計収穫果数の予測値及び実測値を示している。本実施例においては、図１３（ａ）に示すように、収穫果数の予測値と、収穫果数の実測値とが各日において同一になった。

図１３（ｂ）には、図１３（ａ）の収穫果数の予測値から算出した日毎の収量（予測値）と、実際の収量（実測値）と、が棒グラフにて示されている。なお、図１３（ｂ）の予測値は、図１３（ａ）の収穫果数の予想値に、２５０ｇ／個を掛けた値となっている。本実施例においては、図１３（ｂ）に示すように、日毎の収量（予測値）と、実際の収量（実測値）とを概ね一致させることができた。

ここで、作業者は、各トマトの収穫可否を、推定積算温度Tf_k_nがΣThを超えた果実の存在情報に基づいて判断することとした。例えば、ある個体において推定積算温度Tf_k_nがΣThを超えた果実が存在しない場合には、作業者は収穫果実の探索を最初から行わず、次の個体に移動した。また、ある個体において推定積算温度Tf_k_nがΣThを超えた果実が存在する場合には、作業者はその個体において最も着色の進んだ果実を選択して収穫した。

以上のように、本実施例では、トマトの収穫果数や収量を適切に予測することができるため、管理者は、収穫果数や収量の予測値に基づいて、収穫作業を行う人員配置を適切に調整することができる。また、作業者は、収穫可能な果実の存在情報とその個体の中の果実着色程度を考慮することにより、収穫に適したトマトを収穫することが可能である。したがって、管理者は、作業者に対してどの程度着色したトマトを収穫すべきかを作業者間で統一させる、いわゆる、目合わせなどの指示をしなくてもよくなる。

なお、上記実施例では、制御装置１０は、トマトの株（個体）それぞれの温室１８内における位置情報の入力を受け付け、各個体の果実の着果数及び着果日の情報と気温の実測値や推定値とに基づいて、各個体における日毎の収穫果数を予測し、予測値と位置情報とを対応付けて管理するようにすることができる。この場合、制御装置１０は、各個体の位置情報に基づいて収穫果数の予測値をレイアウトしたマップ情報（図１４に示す情報）を生成して、管理者や作業者に対して提供することができる。図１４のマップ情報には、ある日において、温室１８内のどの位置で、何個のトマトを収穫できるかの情報が含まれる。ここで、図１４のマップ情報は、紙媒体を用いて視覚的に提供してもよいし、タブレット、スマートフォン、スマートウォッチ、眼鏡型端末等の電子機器から視覚的に（及び聴覚的に）提供してもよい。電子機器を用いて情報を提供する場合には、電子機器の位置（すなわち、電子機器を保有する作業者の位置）をＧＰＳ等を用いて測定して、電子機器（作業者）の位置も併せて表示することとしてもよい。

このように、作業者や管理者に対して、収穫可能なトマトの個数を位置ごとに知らせることで、成熟前の果実の早取りや収穫忘れによるロスを削減することができる。また、作業者や管理者は、温室１８内において成熟したトマトがどこに分布しているかを俯瞰することができるため、作業効率を考慮して作業者の作業動線を決定することができる。また、管理者は、ΣThの値を調整することで、出荷量調整を適切に行うことができる。

なお、上記の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、処理装置が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体（ただし、搬送波は除く）に記録しておくことができる。

プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）などの可搬型記憶媒体の形態で販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。

プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記憶媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記憶媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、サーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。

上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。

１０制御装置（収穫情報出力装置）
３０入力受付部
３４果実状態予測部（推定部）
３６収穫情報推定部（算出部）
３８情報出力部（出力部）

Claims

施設内で栽培される作物の一部である複数個体についての果実の着果数及び着果日の入力を受け付け、
前記果実の着果日と、前記着果日以降の成育環境値の実測値又は推定値とに基づいて、前記複数個体における時期ごとの果実の収穫可能数を推定し、
前記複数個体における時期ごとの果実の収穫可能数を統計処理して、前記施設内全体における時期ごとの果実の収穫可能数を算出し、
前記算出する処理における算出結果を出力する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする収穫情報出力プログラム。
前記算出する処理では、前記施設内の複数領域それぞれに存在する複数個体における時期ごとの果実の収穫可能数を統計処理して、各領域における時期ごとの果実の収穫可能数を算出し、算出結果を合算することで、前記施設内全体における時期ごとの果実の収穫可能数を算出する、ことを特徴とする請求項１に記載の収穫情報出力プログラム。
前記算出する処理において算出した前記施設内全体における時期ごとの果実の収穫可能数に基づいて、前記施設内の成育環境を調整する、処理を前記コンピュータに更に実行させることを特徴とする請求項１又は２に記載の収穫情報出力プログラム。
前記成育環境値は、前記施設内の温度及び日射の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の収穫情報出力プログラム。
収穫可能な前記果実の重量を推定し、
推定した重量と前記算出する処理で算出した時期ごとの収穫可能数との積を、時期ごとの収量として算出する、処理を前記コンピュータに更に実行させることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の収穫情報出力プログラム。
施設内で栽培される作物の各個体についての位置の情報、果実の着果数及び着果日の入力を受け付け、
前記果実の着果日と、前記着果日以降の成育環境値の実測値又は推定値とに基づいて、前記各個体における時期ごとの果実の収穫可能数を推定し、
前記各個体における前記時期ごとの果実の収穫可能数に関する情報を、前記各個体の位置の情報に基づいてレイアウトしたマップ情報を生成して、出力する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする収穫情報出力プログラム。
施設内で栽培される作物の一部である複数個体についての果実の着果数及び着果日の入力を受け付け、
前記果実の着果日と、前記着果日以降の成育環境値の実測値又は推定値とに基づいて、前記複数個体における時期ごとの果実の収穫可能数を推定し、
前記複数個体における時期ごとの果実の収穫可能数を統計処理して、前記施設内全体における時期ごとの果実の収穫可能数を算出し、
前記算出する処理における算出結果を出力する、
処理をコンピュータが実行することを特徴とする収穫情報出力方法。
施設内で栽培される作物の一部である複数個体についての果実の着果数及び着果日の入力を受け付ける入力受付部と、
前記果実の着果日と、前記着果日以降の成育環境値の実測値又は推定値とに基づいて、前記複数個体における時期ごとの果実の収穫可能数を推定する推定部と、
前記複数個体における時期ごとの果実の収穫可能数を統計処理して、前記施設内全体における時期ごとの果実の収穫可能数を算出する算出部と、
前記算出部の算出結果を出力する出力部と、
を備える収穫情報出力装置。