JPWO2017002321A1 - Plant growing device - Google Patents
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Abstract
制御部(50)は、植物(1)が光照射部(5)へ向かって成長する過程のそれぞれの時点において、植物(1)と光照射部(5)との間の距離(Yk)に応じて光量検出部(8)によって検出されるべき光量の目標値(LSk)を設定する光量設定部(51)と、光量検出部(8)によって検出された光量が光量設定部(51)によって設定された光量の目標値(LSk)に近づくように、光照射部(5)が発する光量を調整する光量調整部(52)と、を含む。The control unit (50) sets the distance (Yk) between the plant (1) and the light irradiation unit (5) at each point in the process of growing the plant (1) toward the light irradiation unit (5). Accordingly, the light amount setting unit (51) for setting the target value (LSk) of the light amount to be detected by the light amount detection unit (8), and the light amount detected by the light amount detection unit (8) are set by the light amount setting unit (51). A light amount adjusting unit (52) for adjusting the light amount emitted by the light irradiation unit (5) so as to approach the set target value (LSk) of the light amount.
Description
植物工場等の室内において人工光源が発した光を植物に照射することによって植物を育成する植物育成装置に関する。 The present invention relates to a plant growing apparatus for growing a plant by irradiating the plant with light emitted by an artificial light source in a room such as a plant factory.
栽培に必要な光をLED(Light Emitting Diode)または蛍光灯などにより光を植物に照射する人工光源型の植物育成装置の開発が進められている。人工光源が発する光の照射による植物の育成においては、植物が成長するにつれて、植物と人工光源との間の距離が小さくなる。そのため、植物の背丈が高くなるにつれて、植物の葉に照射される光量が増加する。したがって、植物の背丈が小さいときに、植物と人工光源との間の距離を適切な値に設定すると、植物の背丈が高くなったときに、植物と人工光源との間の距離は小さすぎるため、人工光源は無駄な電力を消費してしまう。つまり、植物の背丈が高くになるにつれて、無駄な電力が人工光源で消費されるという問題が生じる。 Development of an artificial light source type plant growing apparatus that irradiates a plant with light necessary for cultivation using an LED (Light Emitting Diode) or a fluorescent lamp has been promoted. In growing a plant by irradiation of light emitted from an artificial light source, the distance between the plant and the artificial light source decreases as the plant grows. For this reason, as the height of the plant increases, the amount of light applied to the leaves of the plant increases. Therefore, when the height of the plant is small and the distance between the plant and the artificial light source is set to an appropriate value, the distance between the plant and the artificial light source is too small when the height of the plant is high. The artificial light source consumes useless power. That is, as the height of the plant increases, there arises a problem that wasteful power is consumed by the artificial light source.
この問題を解決するために、次の特許文献1には、植物が成長しているときに、植物の高さを検知する検知手段により人工光源と植物との距離が一定になるように人工光源を移動させる技術が開示されている。
In order to solve this problem, the following
上記した特許文献1に開示された技術によれば、電力消費量を低減するために、人工光源を移動させるための電力が必要となってしまう。したがって、人工光源を移動させることなく、電力消費量をさらに低減することができる植物育成装置が求められている。
According to the technique disclosed in
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、電力消費量を低減することができる植物育成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art. And the objective of this invention is providing the plant growing apparatus which can reduce power consumption.
上記課題を解決するために、本発明のある態様に係る植物育成装置は、所定の位置に固定された植物の地上部へ光を照射するように特定の位置に固定された光照射部と、前記植物の周辺のある固定位置で光量を検出する光量検出部と、前記光量検出部によって検出された前記光量のデータに基づいて前記光照射部が発する光量を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記植物が前記光照射部へ向かって成長する過程のそれぞれの時点において、前記植物と前記光照射部との間の距離に応じて前記光量検出部によって検出されるべき光量の目標値を設定する光量設定部と、前記光量検出部によって検出された前記光量が前記光量設定部によって設定された前記光量の目標値に近づくように、前記光照射部が発する光量を調整する光量調整部と、を含む。 In order to solve the above-described problem, a plant growing device according to an aspect of the present invention includes a light irradiation unit fixed at a specific position so as to irradiate light to a ground part of a plant fixed at a predetermined position, and A light amount detection unit that detects a light amount at a fixed position around the plant, and a control unit that controls the light amount emitted by the light irradiation unit based on the light amount data detected by the light amount detection unit, The control unit determines the amount of light to be detected by the light amount detection unit according to the distance between the plant and the light irradiation unit at each point in the process of the plant growing toward the light irradiation unit. A light amount setting unit that sets a target value, and a light amount that adjusts the light amount emitted by the light irradiation unit so that the light amount detected by the light amount detection unit approaches the target value of the light amount set by the light amount setting unit Adjustment And, including the.
本発明によれば、水耕栽培装置の電力消費量を低減することができる。 According to the present invention, the power consumption of the hydroponic cultivation apparatus can be reduced.
以下、図面を参照しながら、実施の形態の植物育成装置100を説明する。
Hereinafter, the
(水耕栽培装置によって栽培される植物)
実施の形態の植物育成装置100を用いて栽培される植物1の例として、オタネニンジン(高麗人参または朝鮮人参)等の根菜類が挙げられる。ただし、実施の形態の植物育成装置100によって栽培され得る植物1は、これに限定されるものではない。(Plants cultivated by hydroponics equipment)
Examples of the
実施の形態の植物育成装置100は、宿根草の水耕栽培に適している。宿根草は、多年生植物のうち、生育に適さない時期(多くの場合冬であるが、夏のこともある)には地上部が枯れてしまうが、その時期をすぎると発芽して再び生育を始めるものをいう。
The
(実施の形態の水耕栽培装置の構造)
図1および図2を用いて、実施の形態1の植物育成装置100を説明する。実施の形態1〜3の植物育成装置100は、いずれも、図1に示される構成を、共通の構成として有している。(Structure of hydroponic cultivation apparatus of embodiment)
The
図1に示されるように、実施の形態の植物育成装置100は、コンテナのような筐体200内に設置されている。筐体200は、実質的に密閉された空間を構成している。筐体200には、扉が設けられている。栽培員は、その扉を開閉することにより、筐体200に入ることができる。筐体200内の空間が植物育成装置100の地上空間26を構成している。実施の形態の植物育成装置100は、栽培槽6、光照射部5、地表面部7、制御部50、および操作部300を備えている。
As shown in FIG. 1, the
栽培槽6には水または養液60が貯留されている。栽培槽6は、水または養液60を排出するための排出配管6Cを備えている。栽培槽6とタンク12とは供給配管6Aによって接続されている。供給配管6Aには、ポンプ11が接続されている。ポンプ11が駆動すると、タンク12内の水または養液60が供給配管6Aを経由して栽培槽6へ供給される。
Water or
植物育成装置100は、水耕栽培用の培地30が挿入され得る貫通孔7Aを有する板状の地表面部7を備えている。栽培槽6内においては、植物1の地下部1Aが、水耕栽培用の培地30を媒介として地表面部7に保持され、それによって、水または養液60の上方に位置付けられている。植物育成装置100の培地30は、植物1の地下部1Aを囲むように配置され、浸透した水分を保持し得るスポンジ等により構成されている。
The
地表面部7は、植物1の地下部1Aが成長する地下空間16と植物1の地上部1Bが成長する地上空間26とを仕切っている。栽培槽6と地表面部7とは、植物1の地下部1Aが成長する地下空間16を内包する栽培室地下部67としての筐体を構成している。栽培室地下部67は、植物1の根1Cが浸るように水または養液60を貯留し、地上空間26から分離するように、地下空間16を内包している。
The
本実施の形態の植物育成装置100においては、地上空間26の植物1の上方に植物1の地上部1Bに光を照射する光照射部5が設けられている。光照射部5は、支持部55によって筐体200の天井面に固定されている。そのため、光照射部5の位置は固定されている。光量検出部8は、地表面部7の上面に取り付けられている。そのため、光量検出部8の位置は固定されている。したがって、光照射部5と光量検出部8との間の距離Xは、一定であって、植物1の地上部1Bの高さHkと植物1から光照射部5までの距離Ykとの和になる。
In the
植物1の成長過程のいずれの段階においても、植物1が光照射部5から光量検出部8までの光の進路から外れるように、植物1、光照射部5、および光量検出部8の位置関係が設定されている。つまり、植物1の一部が光照射部5と光量検出部8との間に存在する時期はない。そのため、光照射部5が発した光は、常に、植物1に遮られることなく、光量検出部8に到達する。
The positional relationship among the
植物1の葉は、水耕栽培用の培地30から上方に突出しているため、光照射部5からの光を受けて、光合成を行うことができる。一方、植物1の根1Cは、地下部1Aの下側部分から、水または養液60に浸るように垂れ下がっている。したがって、植物1は、その根1Cから水または養液60を吸収することができる。
Since the leaf of the
光照射部5は、植物1の地上部1Bに光を照射する明期の状態と植物1の地上部1Bに光を照射しない暗期の状態とに制御される。光照射部5は、自ら発光する人工光源であってもよいが、太陽光または自ら発光する人工光源から導かれた光を植物1に照射する導光体であってもよい。
The
本実施の形態においては、植物1への潅水が、たとえば、地下空間16に設けられた噴霧部により実行される栽培方式が採用されていてもよい。また、植物1への潅水は、薄膜水耕栽培方式、つまり、NFT(Nutrient Film Technique)によって実行されてもよい。さらに、植物1への潅水は、湛液型水耕栽培方式、つまりDFT(Deep Flow Technique)によって実行されてもよい。
In the present embodiment, for example, a cultivation method in which irrigation of the
植物育成装置100は、撮像部95を備えている。撮像部95は、一般的に使用されているビデオカメラである。ただし、撮像部95は、植物1をその温度によって周囲の物体から識別する赤外線カメラであってもよい。撮像部95は、植物1の地上部1Bの画像データを取得し、制御部50へ送信する。
The
植物育成装置100は、植物1の育成者が操作することができる操作部300を備えている。操作部300は、植物1の育成者によって操作され、制御部50へ指令データを送信する。
The
制御部50は、各機器の制御を実行するためのプログラムが外部の記録媒体から内部のメモリにインストールされたコンピュータである。制御部50は、前述のプログラムにしたがって、撮像部95によって取得された画像データまたは操作部300によって入力された指令データに基づいて、光照射部5およびポンプ11を制御する。
The
一般に、植物1の栽培開始から経過した時間Tkと植物1の自然高、すなわち、図1における地上部1Bの高さHkとは、図2のグラフに示されるような関係になる。
In general, the time Tk that has elapsed since the start of cultivation of the
また、光照射部5が発する光量と光照射部5からの距離との関係は、図3のグラフに示されるような関係になる。図3において、光照射部5から光量検出部8までの距離Xは一定であるため、光照射部5が発する光量が一定であれば、光量検出部8が検出する光量LDkも一定である。ただし、光照射部5の経年劣化により、光照射部5が発する光量が低下すると、光量検出部8が検出する光量LDkも低下する。
Further, the relationship between the amount of light emitted from the
図1に示されるように、本実施の形態の植物育成装置100は、光照射部5、光量検出部8、および制御部50を備えている。光照射部5は、前述のように、所定の位置に固定された植物1の地上部1Bへ光を照射するように特定の位置に固定されている。光量検出部8は、植物1の周辺のある固定位置で光量を検出する。制御部50は、光量検出部8によって検出された光量のデータに基づいて光照射部5が発する光量を制御する。制御部50は、光量設定部51および光量調整部52を備えている。
As shown in FIG. 1, the
光量設定部51は、植物1が光照射部5へ向かって成長する過程のそれぞれの時点において、植物1と光照射部5との間の距離Ykに応じて光量検出部8によって検出されるべき光量の目標値LSkを設定する。本実施の形態においては、植物1と光照射部5との間の距離Ykが小さくなるにつれて、光量検出部8によって検出されるべき光量の目標値LSkは小さくなっている。より具体的には、光量の目標値LSkは、植物1と光照射部5との間の距離Ykが変化しても、植物1が光照射部5から受ける実際の光量が一定になるように、予め行われた実験の結果に基づいて決定されている。
The light
光量調整部52は、光量検出部8によって検出された実際の光量が光量設定部51によって設定された光量の目標値LSkに近づくように、光照射部5が発する光量を調整する。したがって、光照射部5を移動させることなく、電力消費量をさらに低減することができる。また、光照射部5が発する光量が所定値に調整されるのではなく、光量検出部8によって検出される光量が所定値に調整される。そのため、経年劣化により光照射部5が発する光量が低下しても、植物1には所望光量の光が照射される。
The light
(実施の形態1)
本実施の形態の植物育成装置100の構成は、図1を用いて説明された植物育成装置100の構成であるため、その説明は特に必要がない限り繰り返さない。以下、実施の形態1の植物育成装置100に特有の構成について説明する。(Embodiment 1)
Since the structure of the
図4に示されるように、本実施の形態の植物育成装置100においては、光量設定部51は、植物1の栽培が開始された後の所定時点から時間を計時するタイマTを含んでいる。光量設定部51は、タイマTによって計時されている時間Tkに基づいて、植物1と光照射部5との間の距離Ykに対応する光量の目標値LSkを設定する。そのため、タイマTを利用して、植物1と光照射部5との間の距離Ykに対応する光量の目標値LSkを容易に設定することができる。
As shown in FIG. 4, in the
図4に示されるように、本実施の形態においては、植物育成装置100の光量設定部51は、高さ選択部C、記憶部M、演算部O、および目標値選択部Sによって構成される。高さ選択部Cは、タイマTによって計時されている時間Tkに対応する植物1の所定部分としての地上部1Bの高さHkを選択する。記憶部Mは、光照射部5から光量検出部8までの距離Xのデータを記憶している。演算部Oは、高さ選択部Cによって選択された植物1の地上部1Bの高さHkのデータと記憶部Mに記憶された光照射部5から光量検出部8までの距離Xのデータとの差Dkのデータを算出する。目標値選択部Sは、演算部Oによって算出された差Dkのデータを植物1と光照射部5との間の距離Ykのデータとして、植物1と光照射部5との間の距離Ykのデータに対応する光量の目標値LSkのデータを選択する。
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the light
ただし、予め行われた実験結果に基づいて決定された時間Tkと光量の目標値LSkとの関係がデータテーブルに記憶されていてもよい。この場合、制御部50は、単にタイマTによって計時されている時間Tkに対応する光量の目標値LSkを選択するだけである。
However, the relationship between the time Tk determined based on the result of an experiment performed in advance and the target value LSK of the light amount may be stored in the data table. In this case, the
次に、図5を用いて、本実施の形態の植物育成装置100の制御部50が実行する光量設定処理1を説明する。
Next, the light
ステップS11において、制御部50は、タイマTが計時している時間Tkのデータを取得する。次に、ステップS12において、制御部50は、高さ選択部Cに、図6に示される所定時点から経過した時間Tkと植物1の地上部1Bの高さHkとの関係が記憶されたデータテーブルを参照させる。それにより、制御部50は、高さ選択部Cに、タイマTによって計時されている時間Tkのデータに対応する植物1の所定部分の高さHkのデータを選択させる。その後、制御部50は、演算部Oに、光照射部5から光量検出部8までの距離Xのデータを記憶する記憶部Mを参照させる。
In step S <b> 11, the
それにより、ステップS13において、制御部50は、演算部Oに、高さ選択部Cによって選択された植物1の地上部1Bの高さHkのデータと記憶部Mに記憶された光照射部5から光量検出部8までの距離Xのデータとの差Dkのデータを算出させる。ステップS14において、制御部50は、目標値選択部Sに、図7に示される光照射部5と植物1との間の距離Ykと光量検出部8によって検出されるべき光量の目標値LSkとの関係が記憶されたデータテーブルを参照させる。
Thereby, in step S13, the
図7に示されるデータテーブルにおいては、植物1と光照射部5との間の距離Ykが小さくなるにつれて、光量検出部8によって検出されるべき光量の目標値LSkは小さくなっている。より具体的には、光量の目標値LSkは、植物1と光照射部5との間の距離Ykが変化しても、植物1が光照射部5から受ける光量が一定になるように、予め行われた実験の結果に基づいて決定されている。
In the data table shown in FIG. 7, as the distance Yk between the
その後、制御部50は、目標値選択部Sに、演算部Oによって算出された差Dkのデータを植物1と光照射部5との間の距離Ykのデータとして、植物1と光照射部5との間の距離Ykのデータに対応する光量の目標値LSkのデータを選択させる。
Thereafter, the
次に、図8を用いて、本実施の形態の植物育成装置100の制御部50が実行する光量調整処理を説明する。
Next, the light amount adjustment process executed by the
ステップS101において、光量調整部52は、光量設定部51によって設定された光量の目標値LSkのデータを取得する。次に、ステップS102において、光量検出部8によって検出された光量LDkのデータを取得する。光量検出部8によって検出された実際の光量LDkのデータは、変動値である。その理由は、前述のように、経年劣化により、光量LDkが低下することがあるためである。
In step S <b> 101, the light
その後、ステップS103において、光量調整部52は、光量設定部51によって設定された光量の目標値LSkと光量検出部8によって検出された実際の光量LDkとが一致するか否かを判定する。このとき、光量の目標値LSkと実際の光量LDkとは、厳密に同一の値でなくともよい。つまり、実際の光量LDkの値は、光量の目標値LSkの値の上下の所定の範囲内にあれば、光量の目標値LSkと実際の光量LDkとが一致するものとする。この所定の範囲は、光量調整の許容誤差に応じて予め適宜設定されている。
Thereafter, in step S <b> 103, the light
ステップS103において、光量の目標値LSkと実際の光量LDkとが一致していれば、光照射部5が発する光量を調整する必要がないため、光量調整部52は、ステップS101〜ステップS103の処理を繰り返す。ステップS103において、光量の目標値LSkと実際の光量LDkとが一致していなければ、ステップS104において、光量調整部52は、実際の光量LDkが光量の目標値LSkよりも小さいか否かを判定する。
In step S103, if the light quantity target value LSK matches the actual light quantity LDk, there is no need to adjust the quantity of light emitted by the
ステップS104において、光量調整部52は、実際の光量LDkが光量の目標値LSkよりも小さければ、光量調整部52は、ステップS105において、光照射部5が発する光量を変化量Δkだけ増加させる。一方、ステップS104において、光量調整部52は、実際の光量LDkが光量の目標値LSkよりも小さくなければ、光量調整部52は、ステップS106において、光量LDkが光量の目標値LSkよりも大きいか否かを判定する。
In step S104, if the actual light amount LDk is smaller than the light amount target value LSK, the light
ステップS106において、実際の光量LDkが光量の目標値LSkよりも大きくなければ、ステップS108において、光量調整部52は、変化量Δkを小さくし、ステップS101の処理を実行する。一方、ステップS106において、光量LDkが光量の目標値LSkよりも大きければ、ステップS107において、光量調整部52は、光照射部5が発する光量を変化量Δkだけ減少させる。その後、ステップS108において、光量調整部52は、変化量Δkを小さくし、ステップS101の処理を実行する。
If the actual light amount LDk is not larger than the target light amount value LSK in step S106, the light
上記の処理において、変化量Δkの初期値は一定値であるが、処理が進行するにつれて、変化量Δkは徐々に小さくなる。そのため、光量検出部8によって検出される実際の光量LDkは、光量設定部51によって設定された光量の目標値LSkに徐々に近づいていく。
In the above processing, the initial value of the change amount Δk is a constant value, but the change amount Δk gradually decreases as the processing proceeds. Therefore, the actual light amount LDk detected by the light
(実施の形態2)
本実施の形態の植物育成装置100の構成は、図1を用いて説明された植物育成装置100の構成であるため、その説明は特に必要がない限り繰り返さない。以下、主として、実施の形態2の植物育成装置100に特有の構成を説明する。(Embodiment 2)
Since the structure of the
図9に示されるように、植物育成装置100は、光量設定のために、植物1の地上部1Bの画像データを取得する撮像部95を使用する。光量設定部51は、撮像部95によって取得された画像データに基づいて、植物1と光照射部5との間の距離Ykに対応する光量の目標値LSkを設定する。そのため、実際の植物1の画像データに基づいて、植物1と光照射部5との間の距離Ykを把握することができる。したがって、植物1と光照射部5との間の距離Ykに対応する光量の目標値LSkを高い精度で設定することができる。
As illustrated in FIG. 9, the
本実施の形態においては、光量設定部51は、高さ抽出部I、記憶部M、および演算部O、および目標値選択部Sによって構成される。高さ抽出部Iは、撮像部95によって取得された画像データから植物1の地上部1Bの高さHkのデータを抽出する。記憶部Mは、光照射部5から光量検出部8までの距離Xのデータを記憶している。地上部1Bは、茎および葉の色または形状等によって他の部分と識別される。その識別された茎および葉の部分の高さが地上部1Bの高さとして抽出される。演算部Oは、高さ抽出部Iによって抽出された植物1の地上部1Bの高さHkのデータと記憶部Mに記憶された光照射部5から光量検出部8までの距離Xのデータとの差Dkのデータを算出する。目標値選択部Sは、演算部Oによって算出された差Dkのデータを植物1と光照射部5との間の距離Ykのデータとして、植物1と光照射部5との間の距離Ykのデータに対応する光量の目標値LSkのデータを選択する。
In the present embodiment, the light
だだし、撮像部95は、植物1と光照射部5との間の双方の画像データを取得するものであってもよい。この場合、制御部50は、画像データから、植物1の地上部1Bの高さHkの代わりに、植物1と光照射部5との間の距離Ykを抽出し、抽出された距離Ykに対応する光量の目標値LSkを選択するだけである。
However, the
次に、図10を用いて、本実施の形態の植物育成装置100の制御部50が実行する光量設定処理2を説明する。
Next, the light quantity setting process 2 executed by the
本実施の形態の植物育成装置100の制御部50が実行する光量調整処理2は、図8を用いて説明された実施の形態1の光量調整処理と同一であるため、その説明は繰り返さない。以下、本実施の形態の光量設定処理2のみを説明する。
The light amount adjustment process 2 executed by the
ステップS21において、制御部50は、撮像部95に植物1の地上部1Bの画像データを取得させる。ステップS22において、制御部50は、高さ抽出部Iに撮像部95によって取得された画像データから植物1の地上部1Bの高さHkのデータを抽出させる。次に、ステップS23において、制御部50は、演算部Oに、光照射部5から光量検出部8までの距離Xのデータを記憶する記憶部Mを参照させる。それにより、ステップS24において、制御部50は、演算部Oに、高さ抽出部Iによって抽出された高さHkのデータと記憶部Mに記憶された距離Xのデータとの差Dkのデータを算出させる。次に、ステップS25において、制御部50は、目標値選択部Sに、図7に示される距離Ykと目標値LSkとの関係を示すデータテーブルを参照させる。それにより、制御部50は、目標値選択部Sに、演算部Oによって算出された差Dkのデータを植物1と光照射部5との間の距離Ykのデータとして、植物1と光照射部5との間の距離Ykのデータに対応する光量の目標値LSkのデータを選択させる。
In step S <b> 21, the
(実施の形態3)
本実施の形態の植物育成装置100の構成は、図1を用いて説明された植物育成装置100の構成であるため、その説明は特に必要がない限り繰り返さない。以下、主として、実施の形態3の植物育成装置100に特有の構成を説明する。(Embodiment 3)
Since the structure of the
図11に示されるように、植物育成装置100は、光量設定のために、植物1の育成者が操作可能な操作部300を使用する。光量設定部51は、操作部300によって入力された植物1の成長の程度に関する情報に基づいて、植物1と光照射部5との間の距離Ykに対応する光量の目標値LSkを設定する。そのため、植物1の育成者自身が植物1の実際の成長の程度を確認した上で、植物1と光照射部5との間の距離Yに対応する光量の目標値LSkを設定することができる。
As shown in FIG. 11, the
本実施の形態の植物1の成長の程度に関する情報は、植物1の所定部分としての地上部1Bの高さHkのデータである。この高さHkのデータは、植物1の栽培者の目視または測定器具を用いた測定によって決定される。本実施の形態においては、光量設定部51は、記憶部M、演算部O、および目標値選択部Sによって構成される。記憶部Mは、光照射部5から光量検出部8までの距離Xのデータを記憶する。演算部Oは、操作部300によって入力された植物1の地上部1Bの高さHkのデータと記憶部Mに記憶された光照射部5から光量検出部8までの距離Xのデータとの差Dkのデータを算出する。目標値選択部Sは、演算部Oによって算出された差Dkのデータを植物1と光照射部5との間の距離Ykのデータとして、植物1と光照射部5との間の距離Ykのデータに対応する光量の目標値LSkのデータを選択する。
The information regarding the degree of growth of the
ただし、たとえば、予め行われた実験結果に基づいて決定された植物1の地上部1Bの高さHkと光量の目標値LSkとの関係がデータテーブルに記憶されていてもよい。この場合、制御部50は、単に操作部300によって入力された植物1の地上部1Bの高さHkに対応する光量の目標値LSkを選択するだけである。
However, for example, the relationship between the height Hk of the above-
次に、図12を用いて、本実施の形態の植物育成装置100の制御部50が実行する光量設定処理3を説明する。
Next, the light quantity setting process 3 executed by the
本実施の形態の植物育成装置100の制御部50が実行する光量調整処理3は、図8を用いて説明された実施の形態1の光量調整処理と同一であるため、その説明は繰り返さない。以下、本実施の形態の光量設定処理3のみを説明する。
Since the light amount adjustment process 3 executed by the
ステップS31において、制御部50は、操作部300によって育成者が入力した植物1の所定部分としての地上部1Bの高さHkのデータを受け付ける。次に、ステップS32において、制御部50は、演算部Oに、光照射部5から光量検出部8までの距離Xのデータを記憶する記憶部Mを参照させる。ステップS33において、制御部50は、演算部Oに、操作部300によって入力された植物1の地上部1Bの高さHkのデータと記憶部Mに記憶された距離Ykのデータとの差Dkのデータを算出させる。その後、ステップS34において、制御部50は、目標値選択部Sに、図7に示される光照射部5と植物1との間の距離Ykと光量検出部8によって検出されるべき光量の目標値LSkとの関係を示すデータテーブルを参照させる。それにより、制御部50は、目標値選択部Sに、演算部Oによって算出された差Dkのデータを光照射部5と植物1との間の距離Ykのデータとして、光照射部5と植物1との間の距離Ykのデータに対応する光量の目標値LSkのデータを選択させる。
In step S <b> 31, the
以下、実施の形態の植物育成装置100の特徴的構成およびそれにより得られる効果を説明する。
Hereinafter, the characteristic structure of the
(1) 植物育成装置100は、光照射部5、光量検出部8、および制御部50を備えている。光照射部5は、所定の位置に固定された植物1の地上部1Bへ光を照射するように特定の位置に固定される。光量検出部8は、植物1の周辺のある固定位置で光量を検出する。制御部50は、光量検出部8によって検出された光量のデータに基づいて光照射部5が発する光量を制御する。
(1) The
制御部50は、光量設定部51および光量調整部52を備えている。光量設定部51は、植物1が光照射部5へ向かって成長する過程のそれぞれの時点において、植物1と光照射部5との間の距離Ykに応じて光量検出部8によって検出されるべき光量の目標値LSkを設定する。光量調整部52は、光量検出部8によって検出された光量が光量設定部51によって設定された光量の目標値LSkに近づくように、光照射部5が発する光量を調整する。
The
上記の構成によれば、植物1と光照射部5との間の距離Ykに応じて光量検出部8によって検出されるべき光量の目標値LSkを設定することができる。したがって、光照射部5を移動させなくとも、植物1と光照射部5との間の距離Ykに応じた光量の光を植物1に照射することができる。その結果、光照射部5の電力消費量を低減することができる。
According to said structure, the target value Lsk of the light quantity which should be detected by the light
(2) 制御部50は、植物1の栽培が開始された後の所定時点から時間を計時するタイマTを含んでいてもよい。この場合、光量設定部51は、タイマTによって計時されている時間Tkに基づいて、植物1と光照射部5との間の距離Ykに対応する光量の目標値LSkを設定することが好ましい。
(2) The
上記の構成によれば、一般に制御部50等のコンピュータに備えられているタイマTを利用して、植物1と光照射部5との間の距離Ykに対応する光量の目標値LSkを容易に設定することができる。
According to the above configuration, the target value Lsk of the light amount corresponding to the distance Yk between the
(3) 光量設定部51は、高さ選択部C、記憶部M、演算部O、および目標値選択部Sを備えていてもよい。高さ選択部Cは、タイマTによって計時されている時間Tkに対応する植物1の所定部分の高さHkを選択する。記憶部Mは、光照射部5から光量検出部8までの距離Xのデータを記憶する。演算部Oは、高さ選択部Cによって選択された植物1の所定部分の高さHkのデータと記憶部Mに記憶された光照射部5から光量検出部8までの距離Xのデータとの差Dkのデータを算出する。目標値選択部Sは、演算部Oによって算出された差Dkのデータを植物1と光照射部5との間の距離Ykのデータとして、植物1と光照射部5との間の距離Ykのデータに対応する光量の目標値LSkのデータを選択する。
(3) The light
上記の構成によれば、記憶部Mに記憶された光照射部5から光量検出部8までの距離Xのデータを変更することにより、光照射部5と光量検出部8との間の距離Xが異なる植物育成装置100においても、同様の制御を適用することができる。
According to said structure, by changing the data of the distance X from the
(4) 植物育成装置100は、植物1の地上部1Bの画像データを取得する撮像部95をさらに備えていてもよい。この場合、光量設定部51は、撮像部95によって取得された画像データに基づいて、植物1と光照射部5との間の距離Ykに対応する光量の目標値LSkを設定することが好ましい。
(4) The
上記の構成によれば、実際の植物1の画像データに基づいて、植物1と光照射部5との間の距離Ykを把握することができる。そのため、植物1と光照射部5との間の距離Ykに対応する光量の目標値LSkを高い精度で設定することができる。
According to said structure, based on the image data of the
(5) 光量設定部51は、高さ抽出部I、記憶部M、および演算部O、および目標値選択部Sを含んでいる。高さ抽出部Iは、撮像部95によって取得された画像データから植物1の所定部分の高さHkのデータを抽出する。記憶部Mは、光照射部5から光量検出部8までの距離Xのデータを記憶する。演算部Oは、高さ抽出部Iによって抽出された植物1の所定部分の高さHkのデータと記憶部Mに記憶された光照射部5から光量検出部8までの距離Xのデータとの差Dkのデータを算出する。目標値選択部Sは、演算部Oによって算出された差Dkのデータを植物1と光照射部5との間の距離Ykのデータとして、植物1と光照射部5との間の距離Ykのデータに対応する光量の目標値LSkのデータを選択する。
(5) The light
上記の構成によれば、記憶部Mに記憶された光照射部5から光量検出部8までの距離Xのデータを変更することにより、光照射部5と光量検出部8との間の距離Xが異なる植物育成装置100においても、同様の制御を適用することができる。
According to said structure, by changing the data of the distance X from the
(6) 植物育成装置100は、植物1の育成者が操作可能な操作部300をさらに備えていてもよい。この場合、光量設定部51は、操作部300によって入力された植物1の成長の程度に関する情報に基づいて、植物1と光照射部5との間の距離Ykに対応する光量の目標値LSkを設定することが好ましい。
(6) The
上記の構成によれば、植物1の育成者自身が植物1の育成の程度を確認した上で、植物1と光照射部5との間の距離Ykに対応する光量の目標値LSkを設定することができる。
According to the above configuration, the grower of the
(7) 植物1の成長の程度に関する情報は、植物1の所定部分の高さHkのデータを含んでいてもよい。この場合、光量設定部51は、記憶部M、演算部O、および目標値選択部Sを含んでいることが好ましい。記憶部Mは、光照射部5から光量検出部8までの距離Xのデータを記憶する。演算部Oは、操作部300によって入力された植物1の所定部分の高さHkのデータと憶部Mに記憶された光照射部5から光量検出部8までの距離Xのデータとの差Dkのデータを算出する。目標値選択部Sは、演算部Oによって算出された差Dkのデータを植物1と光照射部5との間の距離Ykのデータとして、植物1と光照射部5との間の距離Ykのデータに対応する光量の目標値LSkのデータを選択する。
(7) The information regarding the degree of growth of the
上記の構成によれば、記憶部Mに記憶された光照射部5から光量検出部8までの距離Xのデータを変更することにより、光照射部5と光量検出部8との間の距離Xが異なる植物育成装置100においても、同様の制御を適用することができる。
According to said structure, by changing the data of the distance X from the
(8) 植物育成装置100は、植物1の地上部1Bが成長する地上空間26と植物1の地下部1Aが成長する地下空間16とを分離する地表面部7をさらに備えていてもよい。この場合、光照射部5は、植物1の地上部1Bの上方に設けられ、光量検出部8は、前記地表面部7の上面に設けられていてもよい。
(8) The
上記の構成によれば、植物1の地上部1Bが成長するときの高さHkの変化の測定結果を利用して、植物1と光照射部5との間の距離Ykを算出することができる。
According to said structure, the distance Yk between the
(9) 植物1の生長過程のいずれの段階においても、植物1が光照射部5から光量検出部8までの光の進路から外れるように、植物1、光照射部5、および光量検出部8の位置関係が設定されていることが好ましい。
(9) The
上記の構成によれば、光照射部5が発する光を光量検出部8が適切に検出できないという状況が発生しないようにすることができる。
According to said structure, the situation where the light
(10) 植物1と光照射部5との間の距離Ykが小さくなるにつれて、光量の目標値LSkが小さくなることが好ましい。
(10) As the distance Yk between the
上記の構成によれば、植物1が必要とする光量の要件を具備しながら、電力消費量を低減することができる。
According to said structure, electric power consumption can be reduced, satisfy | filling the requirement of the light quantity which the
(11) 光量の目標値LSkは、植物1と光照射部5との間の距離Ykが変化しても、植物1が光照射部5から受ける実際の光量が一定になるように設定されている。
(11) The target value LSk of the light amount is set so that the actual light amount that the
上記の構成によれば、植物1が必要とする光量の要件を具備する状態を維持しながら、電力消費量を極力低減することができる。
本出願は、2015年7月2日に出願された日本出願の特願2015−133425号に基づく優先権を主張し、当該日本出願に記載された全ての記載内容を参照によって援用するものである。According to said structure, power consumption can be reduced as much as possible, maintaining the state which comprises the requirements of the light quantity which the
This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2015-133425, filed on July 2, 2015, and incorporates all the content described in the Japanese application by reference. .
1 植物
1A 地下部
1B 地上部
5 光照射部
7 地表面部
8 光量検出部
16 地下空間
26 地上空間
50 制御部
51 光量設定部
52 光量調整部
95 撮像部
100 植物育成装置
Dk 差
Hk 高さ
I 高さ抽出部
LSk 光量の目標値
C 高さ選択部
M 記憶部
O 演算部
S 目標値選択部
T タイマ
X 距離
Yk 距離DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記植物の周辺のある固定位置で光量を検出する光量検出部と、
前記光量検出部によって検出された前記光量のデータに基づいて前記光照射部が発する光量を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記植物が前記光照射部へ向かって成長する過程のそれぞれの時点において、前記植物と前記光照射部との間の距離に応じて前記光量検出部によって検出されるべき光量の目標値を設定する光量設定部と、
前記光量検出部によって検出された前記光量が前記光量設定部によって設定された前記光量の目標値に近づくように、前記光照射部が発する光量を調整する光量調整部と、を含む、植物育成装置。A light irradiator fixed at a specific position so as to irradiate the ground part of the plant fixed at a predetermined position; and
A light amount detector for detecting the light amount at a fixed position around the plant;
A control unit that controls the amount of light emitted by the light irradiation unit based on the light amount data detected by the light amount detection unit,
The controller is
At each point in the process of growing the plant toward the light irradiation unit, a target value of the light amount to be detected by the light amount detection unit is set according to the distance between the plant and the light irradiation unit. A light intensity setting unit;
A plant growth device, comprising: a light amount adjustment unit that adjusts a light amount emitted by the light irradiation unit so that the light amount detected by the light amount detection unit approaches a target value of the light amount set by the light amount setting unit .
前記光量設定部は、前記タイマによって計時されている時間に基づいて、前記植物と前記光照射部との間の距離に対応する前記光量の目標値を設定する、請求項1に記載の植物育成装置。The control unit includes a timer for measuring time from a predetermined time after the cultivation of the plant is started,
2. The plant growth according to claim 1, wherein the light amount setting unit sets a target value of the light amount corresponding to a distance between the plant and the light irradiation unit, based on a time counted by the timer. apparatus.
前記タイマによって計時されている時間に対応する前記植物の所定部分の高さを選択する高さ選択部と、
前記光照射部から前記光量検出部までの距離のデータを記憶する記憶部と、
前記高さ選択部によって選択された前記植物の所定部分の高さのデータと前記記憶部に記憶された前記光照射部から前記光量検出部までの距離のデータとの差のデータを算出する演算部と、
前記演算部によって算出された前記差のデータを前記植物と前記光照射部との間の距離のデータとして、前記植物と前記光照射部との間の距離のデータに対応する前記光量の目標値のデータを選択する目標値選択部と、を含む、請求項2に記載の植物育成装置。The light quantity setting unit is
A height selection unit for selecting the height of the predetermined part of the plant corresponding to the time measured by the timer;
A storage unit that stores data of a distance from the light irradiation unit to the light amount detection unit;
Calculation for calculating difference data between the height data of the predetermined part of the plant selected by the height selection unit and the distance data from the light irradiation unit to the light amount detection unit stored in the storage unit And
Using the difference data calculated by the calculation unit as data on the distance between the plant and the light irradiation unit, the target value of the light amount corresponding to the data on the distance between the plant and the light irradiation unit The plant growth device according to claim 2, further comprising: a target value selection unit that selects the data.
前記光量設定部は、前記撮像部によって取得された前記画像データに基づいて、前記植物と前記光照射部との間の距離に対応する前記光量の目標値を設定する、請求項1に記載の植物育成装置。An image pickup unit for acquiring image data of the above-ground part of the plant;
The said light quantity setting part sets the target value of the said light quantity corresponding to the distance between the said plant and the said light irradiation part based on the said image data acquired by the said imaging part. Plant growing device.
前記撮像部によって取得された前記画像データから前記植物の所定部分の高さのデータを抽出する高さ抽出部と、
前記光照射部から前記光量検出部までの距離のデータを記憶する記憶部と、
前記高さ抽出部によって抽出された前記植物の所定部分の高さのデータと前記記憶部に記憶された前記光照射部から前記光量検出部までの距離のデータとの差のデータを算出する演算部と、
前記演算部によって算出された前記差のデータを前記植物と前記光照射部との間の距離のデータとして、前記植物と前記光照射部との間の距離のデータに対応する前記光量の目標値のデータを選択する目標値選択部と、を含む、請求項4に記載の植物育成装置。The light quantity setting unit is
A height extraction unit for extracting data on the height of a predetermined part of the plant from the image data acquired by the imaging unit;
A storage unit that stores data of a distance from the light irradiation unit to the light amount detection unit;
Calculation for calculating difference data between the height data of the predetermined part of the plant extracted by the height extraction unit and the distance data from the light irradiation unit to the light amount detection unit stored in the storage unit And
Using the difference data calculated by the calculation unit as data on the distance between the plant and the light irradiation unit, the target value of the light amount corresponding to the data on the distance between the plant and the light irradiation unit The plant growth apparatus according to claim 4, further comprising: a target value selection unit that selects the data.
前記光量設定部は、前記操作部によって入力された前記植物の成長の程度に関する情報に基づいて、前記植物と前記光照射部との間の距離に対応する前記光量の目標値を設定する、請求項1に記載の植物育成装置。It further comprises an operation unit that can be operated by the plant grower,
The light amount setting unit sets a target value of the light amount corresponding to a distance between the plant and the light irradiation unit, based on information on the degree of growth of the plant input by the operation unit. Item 1. The plant growing device according to Item 1.
前記光量設定部は、
前記光照射部から前記光量検出部までの距離のデータを記憶する記憶部と、
前記操作部によって入力された前記植物の所定部分の高さのデータと前記記憶部に記憶された前記光照射部から前記光量検出部までの距離のデータとの差のデータを算出する演算部と、
前記演算部によって算出された前記差のデータを前記植物と前記光照射部との間の距離のデータとして、前記植物と前記光照射部との間の距離のデータに対応する前記光量の目標値のデータを選択する目標値選択部と、を含む、請求項6に記載の植物育成装置。The information regarding the degree of growth of the plant includes data on the height of a predetermined part of the plant,
The light quantity setting unit is
A storage unit that stores data of a distance from the light irradiation unit to the light amount detection unit;
A calculation unit that calculates difference data between the height data of the predetermined part of the plant input by the operation unit and the distance data from the light irradiation unit stored in the storage unit to the light amount detection unit; ,
Using the difference data calculated by the calculation unit as data on the distance between the plant and the light irradiation unit, the target value of the light amount corresponding to the data on the distance between the plant and the light irradiation unit The plant growth device according to claim 6, further comprising: a target value selection unit that selects the data.
前記光照射部は、前記植物の前記地上部の上方に設けられ、
前記光量検出部は、前記地表面部の上面に設けられた、請求項1〜7のいずれかに記載の植物育成装置。It further comprises a ground surface part that separates the ground space in which the above-ground part of the plant grows and the underground space in which the underground part of the plant grows,
The light irradiation part is provided above the ground part of the plant,
The plant light growing device according to claim 1, wherein the light amount detection unit is provided on an upper surface of the ground surface portion.
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