WO2024084755A1 - 予測方法及び予測プログラム、並びに環境調整方法及び環境調整プログラム - Google Patents

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WO2024084755A1
WO2024084755A1 PCT/JP2023/025916 JP2023025916W WO2024084755A1 WO 2024084755 A1 WO2024084755 A1 WO 2024084755A1 JP 2023025916 W JP2023025916 W JP 2023025916W WO 2024084755 A1 WO2024084755 A1 WO 2024084755A1
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WO
WIPO (PCT)
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fruit
temperature
period
prediction
flowering
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/025916
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English (en)
French (fr)
Inventor
小田篤
杉山智美
礒▲崎▼真英
東出忠桐
Original Assignee
国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 filed Critical 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00—Botany in general
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/04—Forecasting or optimisation specially adapted for administrative or management purposes, e.g. linear programming or "cutting stock problem"
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/02—Agriculture; Fishing; Forestry; Mining

Definitions

  • the present invention relates to a prediction method and a prediction program, as well as an environmental adjustment method and an environmental adjustment program.
  • Patent Documents 1 to 6, etc. may not be able to accurately predict the period from flowering to harvest (cultivation period) or the harvest time.
  • the present invention aims to provide a prediction method and a prediction program that can accurately predict the cultivation period of fruit vegetables.
  • the present invention aims to provide an environmental adjustment method and an environmental adjustment program that can appropriately adjust the cultivation environment of fruit vegetables.
  • the prediction method of the present invention is a prediction method for predicting the cultivation period from flowering of fruit vegetables until the fruit can be harvested, and is a prediction method in which a computer executes the following processes: acquiring or estimating the fruit temperature, which is the temperature on the surface of the fruit of the fruit vegetables after the flowering date; calculating the duration of each of a number of stages into which the period from flowering to harvesting is divided, based on the fruit temperature; and predicting the cultivation period by adding up the calculated durations of each of the multiple stages; and in the calculation process, the contribution of the fruit temperature to the calculation result of the duration of each of the multiple stages is determined for each stage.
  • the prediction method and prediction program of the present invention have the effect of being able to accurately predict the cultivation period of fruit vegetables.
  • the environmental adjustment method and environmental adjustment program of the present invention have the effect of being able to appropriately adjust the cultivation environment of fruit vegetables.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a processing system according to an embodiment.
  • FIG. 2A is a diagram showing the hardware configuration of a processing server and an intermediation server
  • FIG. 2B is a diagram showing the hardware configuration of a user terminal.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of an input/output screen.
  • FIG. 2 is a functional block diagram of a processing server. 13 is a flowchart showing a process of a processing server.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining stages into which the period from flowering to harvest is divided, the daily average fruit temperature in each stage, and the threshold value for each stage.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a relationship between a stage and temperature sensitivity.
  • 8A to 8E are diagrams for explaining the harvest date prediction process according to the first specific example.
  • 9(a) to 9(f) are diagrams (part 1) for explaining the process for matching the predicted harvest date with the target harvest date in the first specific example.
  • 10(a) to 10(f) are diagrams (part 2) for explaining the process for matching the predicted harvest date with the target harvest date in the first specific example.
  • 11A to 11E are diagrams for explaining the harvest date prediction process according to the second specific example.
  • 12(a) to 12(c) are diagrams for explaining the process for matching the predicted harvest date with the target harvest date in the second specific example.
  • Fig. 1 shows a schematic configuration of a prediction system 100 according to one embodiment.
  • the prediction system 100 of this embodiment is a system used by producers of fruit vegetables (strawberries in this embodiment), which performs predictions regarding the harvest time of strawberries and provides the producers with information on the predicted harvest time and information for adjusting the harvest time.
  • the prediction system 100 comprises a processing server 10, an intermediary server 12, and a user terminal 70.
  • the processing server 10, the intermediary server 12, and the user terminal 70 are connected via a network 80 such as the Internet, allowing information to be exchanged between predetermined devices (in this embodiment, between the processing server 10 and the intermediary server 12, and between the intermediary server 12 and the user terminal 70).
  • the processing server 10 acquires information inputted at the user terminal 70 via the intermediary server 12, and executes a process of predicting the strawberry harvest date based on the acquired information.
  • the processing server 10 also identifies how to adjust the cultivation environment so that the predicted harvest date coincides with the target harvest date.
  • the processing server 10 outputs, via the intermediary server 12, to the user terminal 70, information on the predicted strawberry harvest date and information on how to adjust the cultivation environment to match the predicted harvest date to the target harvest date.
  • FIG. 2(a) shows a schematic diagram of the hardware configuration of the processing server 10.
  • the processing server 10 includes a CPU (Central Processing Unit) 90, a ROM (Read Only Memory) 92, a RAM (Random Access Memory) 94, storage (e.g., an SSD (Solid State Drive) or an HDD (Hard Disk Drive)) 96, a network interface 97, and a drive 99 for a portable storage medium.
  • CPU Central Processing Unit
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • storage e.g., an SSD (Solid State Drive) or an HDD (Hard Disk Drive)
  • each part in FIG. 4 are realized by the CPU 90 executing programs (including prediction programs and environmental adjustment programs) stored in the ROM 92 or HDD 96, or programs read by the drive 99 for a portable storage medium from the portable storage medium 91.
  • the functions of each part in FIG. 4 may be realized by an integrated circuit such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or an FPGA (Field Programmable Gate Array). Details of the functions of each part in FIG. 4 will be described later.
  • the intermediary server 12 acquires information input at the user terminal 70 (information necessary for prediction processing in the processing server 10) and transmits it to the processing server 10.
  • the intermediary server 12 also acquires information output from the processing server 10 and transmits it to the user terminal 70.
  • the intermediary server 12 has the same hardware configuration as the processing server 10 (see FIG. 2(a)).
  • the user terminal 70 is a terminal such as a smartphone or a PC (Personal Computer) used by strawberry producers.
  • the producers input the necessary information into the user terminal 70.
  • the user terminal 70 transmits the input information to the intermediary server 12.
  • the user terminal 70 also obtains and displays information output from the processing server 10 via the intermediary server 12.
  • the user terminal 70 has, as an example, a hardware configuration as shown in FIG. 2(b).
  • the user terminal 70 is equipped with a CPU 190, ROM 192, RAM 194, storage 196, a network interface 197, a display unit 193, an input unit 195, and a portable storage medium drive 199 capable of reading data stored in the portable storage medium 191.
  • the display unit 193 includes a liquid crystal display or the like
  • the input unit 195 includes a touch panel, keyboard, mouse, etc.
  • FIG. 3 shows an example of an input/output screen displayed on the display unit 193 of the user terminal 70.
  • the input/output screen has ranges A to D.
  • Range A has input fields for the producer to input the type and variety of fruit vegetables and information on the field (such as name and location), as well as input fields for inputting the start and end times of heating and the opening and closing times of side windows.
  • Range B has input fields for the producer to input information on the flowering date of the seedlings actually planted in the field and information on the number of flowers on that flowering date.
  • Range B also has input fields for the producer to input information indicating when the flowers (fruit) that bloomed on each flowering date are to be harvested (target harvest date).
  • Range C displays the results predicted by the processing server 10 (how many strawberries can be harvested on what date in what month).
  • Range D displays information output from the processing server 10, indicating how the cultivation environment should be changed so that the flowers (fruit) that bloomed on each flowering date can be harvested on the target harvest date.
  • Fig. 4 shows a functional block diagram of the processing server 10.
  • the CPU 90 executes a program to realize each function as shown in Fig. 4.
  • the processing server 10 has an information receiving unit 30, an environmental information acquiring unit 32, a stage period calculating unit 34, a cultivation period predicting unit 36, an adjusting unit 38, and an output unit 40.
  • FIG. 4 also illustrates an environmental information DB 50 and a parameter table 52 stored in the storage 196 of the processing server 10.
  • the environmental information DB 50 stores past environmental information of the field (information on temperature and solar radiation).
  • the environmental information DB 50 also stores predicted values of future environmental information (mesh agricultural weather data) and average values of past environmental information (used as predicted values of future environmental information) obtained from an external server (for example, a server managed by the National Agriculture and Food Research Organization).
  • the environmental information DB 50 may be stored in an external database server.
  • the parameter table 52 is a table that stores parameters used by the stage period calculation unit 34. Details of the parameters stored in the parameter table 52 will be described later.
  • the information receiving unit 30 acquires information that the producer inputs into ranges A and B of the input/output screen in FIG. 3 by operating the user terminal 70 from the intermediary server 12, and passes the acquired information to the environmental information acquisition unit 32, the stage period calculation unit 34, the cultivation period prediction unit 36, and the adjustment unit 38.
  • the environmental information acquisition unit 32 acquires the field temperature information (past data, forecast data, average temperature data, etc.) and solar radiation information (past data, forecast data, average solar radiation data, etc.) entered in range A from the environmental information DB 50. Specifically, the environmental information acquisition unit 32 acquires the temperature and solar radiation information from the earliest of one or more flowering dates entered by the producer from the environmental information DB 50. In addition, the environmental information acquisition unit 32 corrects the temperature information (forecast data and average temperature data) acquired from the environmental information DB 50 based on the heating and side window information entered by the producer, etc. Note that if the producer sets LED lighting information or shading information, the environmental information acquisition unit 32 may correct the solar radiation information based on this information.
  • the stage duration calculation unit 34 calculates the fruit temperature (temperature of the fruit surface) for each day from the air temperature and solar radiation information for each day. In addition, based on the calculated fruit temperature for each day, the stage duration calculation unit 34 calculates the number of days required for each of the multiple stages into which the strawberry cultivation period from flowering to harvest is divided (the duration of each of the multiple stages). The method of calculating the fruit temperature and the duration of each stage by the stage duration calculation unit 34 will be described later.
  • the cultivation period prediction unit 36 adds up the periods of each stage calculated by the stage period calculation unit 34 for each flower (fruit) that bloomed on each flowering day, and predicts the cultivation period of the flower (fruit) that bloomed on each flowering day.
  • the cultivation period prediction unit 36 also predicts the harvest date (ripening date) of the fruit corresponding to each flowering day, based on each flowering day and the cultivation period of the flower (fruit) that bloomed on each flowering day.
  • the adjustment unit 38 determines whether the harvest date predicted by the cultivation period prediction unit 36 (predicted harvest date) matches the target harvest date input by the producer, and if they do not match, determines a fruit temperature that will make the predicted harvest date match the target harvest date.
  • the adjustment unit 38 cooperates with the stage period calculation unit 34 and the cultivation period prediction unit 36 to determine a fruit temperature that will make the predicted harvest date match the target harvest date.
  • the output unit 40 outputs the predicted harvest date from the cultivation period prediction unit 36 and information necessary to match the predicted harvest date determined by the adjustment unit 38 with the target harvest date to the user terminal 70 via the intermediary server 12. As a result, the information output from the output unit 40 is displayed in ranges C and D of the input/output screen on the user terminal 70.
  • the information necessary to match the predicted harvest date with the target harvest date may be fruit temperature information that matches the predicted harvest date determined by the adjustment unit 38 with the target harvest date, or it may be control information for the air temperature and solar radiation required to achieve that fruit temperature.
  • step S10 the information receiving unit 30 waits until information is input from the intermediary server 12. That is, the information receiving unit 30 waits until the information input to the input/output screen of FIG. 3 on the user terminal 70 is transmitted via the intermediary server 12.
  • step S12 the information receiving unit 30 proceeds to step S12.
  • the information receiving unit 30 receives the information input from the intermediary server 12.
  • the information receiving unit 30 passes the received information to the environmental information obtaining unit 32, the stage period calculating unit 34, the cultivation period predicting unit 36, and the adjusting unit 38.
  • the environmental information acquisition unit 32 acquires the necessary environmental information and estimates the cultivation environment. Specifically, the environmental information acquisition unit 32 acquires information on temperature and solar radiation (actual measurements and predicted values) from the flowering date onwards, corrects the temperature information to suit the field conditions based on the heating and side window information entered by the producer, and estimates the temperature inside the facility (°C). Furthermore, if the producer has set information on LED lighting and shading information, the solar radiation information is corrected based on this information to estimate the solar radiation inside the facility (MJ).
  • temperature and solar radiation actual measurements and predicted values
  • step S16 the stage period calculation unit 34 obtains parameters to be used in the processing of steps S18 and S20, which will be described later, from the parameter table 52. Details of the parameters will be described later.
  • step S18 the stage period calculation unit 34 calculates the fruit temperature for each day. Specifically, the stage period calculation unit 34 calculates the fruit temperature for each day using the following formula (1).
  • Fruit temperature (°C) temperature inside the facility ⁇ (a ⁇ ln solar radiation inside the facility + b) ... (1)
  • a and b are parameters (coefficients) that are predefined for each farm field (house). a and b are defined for each farm field in the parameter table 52.
  • step S20 the stage duration calculation unit 34 calculates the duration of each stage (the number of days required for each stage) for each flowering date.
  • the period from the flowering date to the harvest date is divided into several periods, and each period is called a stage (development stage).
  • Each stage is described as s1, s2, ... sn, and the daily average fruit temperature of each stage s1, s2, ... sn is t1, t2, ... tn.
  • the threshold values of each stage s1, s2, ... sn are CTs1, CTs2, ... , CTsn. Note that the values n, t1 to tn, and CTs1 to CTsn are determined in advance for each variety and stored in parameter table 52.
  • the stage period calculation unit 34 calculates the period Tk of each stage sk from the following equation (2).
  • Tk CTsk / (ck ⁇ tk + dk) ...
  • FIG. 7 is a graph that shows a schematic diagram of the relationship between the stage and temperature sensitivity during strawberry maturation.
  • the temperature sensitivity increases as the stage progresses. Therefore, in order to express this temperature sensitivity, the closer the stage is to the harvest date, the larger the value of the parameter ck is set, and the smaller the value of the parameter dk is set. In other words, the closer the stage is to the harvest date, the more susceptible the value of the denominator (ck ⁇ tk+dk) in the above formula (2) is to changes in the value of temperature tk.
  • the denominator (ck ⁇ tk+dk) is the temperature-related index value for one day, and the above formula (2) means that the period (number of days) until the integrated value of the temperature-related index value for one day reaches the threshold value CTsk is the period Tk of stage sk.
  • the cultivation period prediction unit 36 predicts the cultivation period and harvest date for each flowering date.
  • the cultivation period prediction unit 36 predicts the cultivation period (number of days to full ripeness) by adding up the periods Tk of each stage sk obtained for each flowering date as shown in the following formula (3).
  • the cultivation period prediction unit 36 predicts the harvest date for each flowering date using the following formula (4).
  • Harvest date flowering date + cultivation period ... (4)
  • step S24 the adjustment unit 38 compares the harvest date predicted by the cultivation period prediction unit 36 (predicted harvest date) with the target harvest date.
  • step S26 the adjustment unit 38 judges whether the predicted harvest date and the target harvest date match. If the judgment in step S26 is negative, the process proceeds to step S28, where the adjustment unit 38 adjusts the environmental information used in the prediction. For example, if the predicted harvest date is later than the target harvest date, the daily fruit temperature calculated in step S18 is increased by a predetermined temperature (e.g., 0.5°C) in order to accelerate growth. On the other hand, if the predicted harvest date is earlier than the target harvest date, the daily fruit temperature calculated in step S18 is decreased by a predetermined temperature (e.g., 0.5°C) in order to delay growth.
  • a predetermined temperature e.g., 0.5°C
  • step S20 the stage period calculation unit 34 and the cultivation period prediction unit 36 execute the processes in steps S20 and S22 in the same manner as described above.
  • step S24 the adjustment unit 38 again compares the predicted harvest date with the target harvest date. As a result, if the predicted harvest date does not match the target harvest date (S26: No), then in step S28, the adjustment unit 38 adjusts the environmental information used for the prediction (raise or lower the fruit temperature by a certain temperature).
  • step S26 determines whether the determination in step S26 is positive as a result of the processing in steps S20 to S28.
  • the process proceeds to step S30, and the output unit 40 outputs the harvest date (predicted harvest date) initially predicted by the cultivation period prediction unit 36 and the cultivation environment adjustment information obtained as a result of step S28 to the user terminal 70 via the intermediary server 12.
  • the cultivation environment adjustment information may be information indicating that the fruit temperature should be raised/lowered by X°C, or information on how to adjust the air temperature or solar radiation within the facility in order to raise/lower the fruit temperature by X°C.
  • the latter information may be derived from the former information and the above formula (1).
  • the producer can adjust the cultivation environment of the field based on the cultivation environment adjustment information output to the user terminal 70. If the user terminal 70 is connected to an environmental control device installed in the field, the user terminal 70 may automatically control the environmental control device based on the cultivation environment adjustment information. This can save the producer the trouble of adjusting the device.
  • Figure 8(a) shows a state in which a producer has input, into range B of the input/output screen ( Figure 3), that 300 fruits bloomed on November 9th, that 500 fruits bloomed on November 10th, and that 200 fruits bloomed on November 11th, and further input December 19th, 20th, and 21st as the target harvest dates for the fruits corresponding to each flowering date.
  • the stage period calculation unit 34 calculates the fruit temperature for each day from the information on the temperature and solar radiation acquired by the environmental information acquisition unit 32, and the fruit temperature values shown in FIG. 8(b) are obtained.
  • the strawberry cultivation period is divided into four stages s1 to s4, and the daily average fruit temperatures t1 to t4 for each stage s1 to s4 are obtained as shown in FIG. 8(c).
  • the periods of the stages s1 to s4 need to be set, but in the initial stage, a predetermined approximate period is used as the period of the stages s1 to s4 for obtaining the daily average fruit temperatures t1 to t4.
  • the stage period calculation unit 34 uses the set daily average fruit temperatures to obtain the period of each stage, then recalculates the daily average fruit temperatures t1 to t4 for each stage period, and then repeats the process of recalculating the daily average fruit temperatures t1 to t4 for each stage period.
  • the stage duration calculation unit 34 calculates the durations T1 to T4 of each stage based on the above formula (2). For example, when the durations T1 to T4 of each stage are calculated for a fruit whose flowering date is November 10, the results are as shown in Figure 8 (d).
  • the parameters CTs1 to CTs4 in the above formula (2) are 150, c1, c2, c3, and c4 are 0.15, 0.6, 0.9, and 1.0, and d1, d2, d3, and d4 are 15, 5, 0, and 0.
  • the cultivation period prediction unit 36 adds up the periods T1 to T4 of each stage and predicts the cultivation period. As a result, as shown in FIG. 8(e), the cultivation period is predicted to be 45 days. In this case, the cultivation period prediction unit 36 predicts that the harvest date for the flowers (fruit) that bloomed on November 10th will be December 25th, 45 days after the flowering date.
  • the target harvest date for the flowers (fruit) that bloomed on November 10th is December 20th, as shown in FIG. 8(a), which does not match the predicted harvest date (December 25th).
  • the adjustment unit 38 raises the fruit temperature used in the prediction by a predetermined temperature (here, 0.5°C), and causes the stage period calculation unit 34 and the cultivation period prediction unit 36 to predict the harvest date again. That is, since the daily average fruit temperature for each stage is as shown in FIG. 9(a), when the period for each stage is calculated using this daily average fruit temperature, it becomes as shown in FIG. 9(b), and the harvest date is predicted to be December 23rd, as shown in FIG. 9(c).
  • the adjustment unit 38 further raises the fruit temperature used in the prediction by 0.5°C (see FIG. 9(d)) and causes the stage period calculation unit 34 and the cultivation period prediction unit 36 to predict the harvest date again (see FIG. 9(e) and FIG. 9(f)).
  • the harvest date is predicted to be December 23rd, as shown in FIG. 9(f).
  • the adjustment unit 38 further raises the fruit temperature used in the prediction by 0.5°C (see FIG. 10(a)) and causes the stage period calculation unit 34 and the cultivation period prediction unit 36 to predict the harvest date again (see FIG. 10(b) and FIG. 10(c)).
  • the harvest date is predicted to be December 22nd, as shown in FIG. 10(c).
  • the adjustment unit 38 further raises the fruit temperature used in the prediction by 0.5°C (see FIG. 10(d)) and causes the stage period calculation unit 34 and the cultivation period prediction unit 36 to predict the harvest date again (see FIG. 10(e) and FIG. 10(f)).
  • the harvest date is predicted to be December 20th, as shown in FIG. 10(f).
  • the above process provides information that if the fruit temperature is raised by an average of 2°C, the predicted harvest date can be matched to the target harvest date. Therefore, the output unit 40 can output to the user terminal 70 information such as that if environmental control is not performed, the fruit can be harvested on the originally predicted harvest date (see FIG. 8(e)), and that in order to harvest on the target harvest date, the fruit temperature must be raised by an average of 2°C (or that in order to raise the fruit temperature, the air temperature in the field must be raised, or the amount of solar radiation or LED lighting must be controlled).
  • the producer has entered into range B of the input/output screen ( Figure 3) that 300 fruit bloomed on October 31st, 500 fruit bloomed on November 1st, and 200 fruit bloomed on November 2nd, and has also entered December 19th, 20th, and 21st as the target harvest dates for the fruits corresponding to each flowering date.
  • the stage period calculation unit 34 calculates the fruit temperature for each day from the air temperature and solar radiation information acquired by the environmental information acquisition unit 32, and the fruit temperature values shown in Figure 11(b) are obtained.
  • the strawberry cultivation period is divided into four stages s1 to s4, and the daily average fruit temperatures t1 to t4 for each stage s1 to s4 are obtained as shown in Figure 11(c).
  • the stage duration calculation unit 34 calculates the durations T1 to T4 of each stage based on the above formula (2). For example, suppose that when the durations T1 to T4 of each stage are calculated for a fruit whose flowering date is November 1st, the results are as shown in Figure 11 (d). Note that the parameters (coefficients) CTs1 to CTs4, c1 to c4, and d1 to d4 in the above formula (2) of this specific example 2 are the same as those in the above specific example 1.
  • the cultivation period prediction unit 36 adds up the periods T1 to T4 of each stage and predicts the cultivation period. As a result, as shown in FIG. 11(e), the cultivation period prediction unit 36 predicts that the cultivation period will be 44 days. In this case, the cultivation period prediction unit 36 predicts that the harvest date for the flowers (fruit) that bloomed on November 1st will be December 15th, 44 days after the flowering date.
  • the target harvest date for the flowers (fruit) that bloomed on November 1st is December 20th, which does not match the predicted harvest date.
  • the adjustment unit 38 repeats the process of lowering the fruit temperature used for prediction by a predetermined temperature (here, 0.5°C) until the predicted harvest date and the target harvest date match.
  • a predetermined temperature here, 0.5°C
  • the period of each stage can be calculated as shown in FIG. 12(b), and as a result, information is obtained that the harvest date can be matched with the target harvest date (December 20th), as shown in FIG. 12(c).
  • the output unit 40 can therefore output to the user terminal 70 information such as that, if environmental control is not performed, the fruit will be harvested on the predicted harvest date (see FIG. 11(e)), and that in order to harvest on the target harvest date, the fruit temperature must be lowered by 2.0°C (i.e., in order to lower the fruit temperature by 2.0°C, the air temperature inside the facility must be lowered and/or the amount of solar radiation inside the facility must be reduced).
  • the stage period calculation unit 34 of the processing server 10 calculates the fruit temperature after the flowering date of the strawberries, and calculates the periods T1 to T4 of each of the multiple stages into which the period from flowering to harvest is divided based on the fruit temperature.
  • the cultivation period prediction unit 36 predicts the cultivation period by adding up the periods T1 to T4 of each stage calculated by the stage period calculation unit 34.
  • the contribution of the fruit temperature to the calculation result of the period of each stage is determined for each stage.
  • the periods T1 to T4 of each stage can be accurately calculated taking into account the temperature sensitivity of each stage.
  • the cultivation period and harvest date can be predicted by adding up the periods T1 to T4 of each stage that have been accurately calculated, so that the cultivation period and harvest date can be accurately predicted.
  • the temperature-related index value (ck ⁇ tk+dk) for each day of each stage is calculated, and the period until the integrated value of the temperature-related index value for each day reaches the threshold value (CTsk) is defined as the period of each stage.
  • CTsk threshold value
  • the contribution of fruit temperature to the temperature-related index value is determined for each stage. Therefore, the temperature-related index value can be calculated taking into account the temperature sensitivity of each stage, and the periods T1 to T4 of each stage can be calculated with high accuracy by using the integrated value of this temperature-related index value.
  • the temperature sensitivity (parameters ck and dk in formula (2)) is determined for each item and variety, so the duration of each stage, the cultivation period, and the harvest date can be predicted with high accuracy regardless of the item or variety.
  • the fruit temperature is estimated based on the temperature of the environment in which the fruit is grown and the amount of solar radiation (see formula (1) above). By estimating the fruit temperature in this manner, it is not necessary to actually measure the fruit temperature. Furthermore, by using the fruit temperature, it is possible to predict the duration of each stage, the cultivation period, and the harvest date with greater accuracy than when simply using the air temperature inside the facility.
  • the flowering date and number of flowers are input by the producer, it is also possible to predict the number of fruits that can be harvested on the predicted harvest date. This allows the harvest volume for each day to be predicted with high accuracy at an early stage, so in the case of a tourist strawberry farm, the number of reservations to be accepted for visits can be set to an appropriate value at an early stage.
  • the number of reservations to be accepted for visits can be set to an appropriate value at an early stage.
  • employment adjustments for part-time employees can be made appropriately.
  • the processing server 10 of this embodiment outputs to the user terminal 70 adjustment information for fruit temperature (i.e. air temperature and solar radiation) to match the predicted harvest date information (predicted harvest date) as described above with the target harvest date.
  • This allows producers who view the adjustment information to appropriately adjust the cultivation environment based on the adjustment information.
  • the user terminal 70 controls equipment that adjusts the cultivation environment, it can automatically adjust the cultivation environment appropriately. By adjusting to an appropriate cultivation environment in this way, it becomes possible to align the harvest date with a period of high demand, allowing producers to trade strawberries at a higher price and increase profits.
  • the case where the producer manually inputs the flowering date and the number of flowers into the input/output screen has been described, but this is not limited to the above.
  • images taken using a camera installed in the field or a camera attached to a mobile device that moves within the field can be analyzed, and the flowering date and the number of flowers can be automatically detected based on the analysis results. This eliminates the need for the producer to walk around the field to ascertain the flowering date and number of flowers and then manually input the information.
  • the processing server 10 outputs to the user terminal 70 information on the adjustment of the cultivation environment that minimizes the adjustment range of the fruit temperature and enables the target number of fruits to be harvested on the target harvest date.
  • the prediction system 100 has been described as having an intermediary server 12, but this is not limited to the above.
  • the intermediary server 12 may be omitted, and the processing server 10 and the user terminal 70 may directly exchange information.
  • the processing server 10 predicts the cultivation period and harvest date of strawberries, but this is not limited to the above, and the processing server 10 may predict the cultivation period and harvest date of other fruit vegetables.
  • the formula for calculating the fruit temperature may be a formula other than the above formula (1), and the formula for calculating the period Tk of each stage may be a formula other than the above formula (2) as long as it takes into account the temperature sensitivity of each stage.
  • the above processing functions can be realized by a computer.
  • a program is provided that describes the processing contents of the functions that the processing device should have.
  • the above processing functions are realized on the computer by executing the program on the computer.
  • the program describing the processing contents can be recorded on a computer-readable storage medium (excluding carrier waves, however).
  • a program When a program is distributed, it is sold, for example, in the form of a portable storage medium on which the program is recorded, such as a DVD (Digital Versatile Disc) or a CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory).
  • a portable storage medium on which the program is recorded such as a DVD (Digital Versatile Disc) or a CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory).
  • the program can also be stored in the storage device of a server computer, and transferred from the server computer to other computers via a network.
  • a computer that executes a program stores, for example, a program recorded on a portable storage medium or a program transferred from a server computer in its own storage device. The computer then reads the program from its own storage device and executes processing in accordance with the program. The computer can also read a program directly from a portable storage medium and execute processing in accordance with that program. The computer can also execute processing in accordance with the received program each time a program is transferred from the server computer.

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Abstract

果菜類における開花から果実の収穫が可能になるまでの栽培期間を精度よく予測するため、コンピュータは、開花日以降の前記果菜類の果実表面の温度である果実温度を取得又は推定し、前記果実温度に基づいて、前記開花から前記収穫に至るまでの期間を分割した複数のステージそれぞれの期間を算出し、算出した前記複数のステージそれぞれの期間を合計して、前記栽培期間を予測する、処理を実行し、前記算出する処理においては、前記複数のステージそれぞれの期間の算出結果に対する前記果実温度の寄与度がステージごとに定められていることとする。

Description

予測方法及び予測プログラム、並びに環境調整方法及び環境調整プログラム
　本発明は、予測方法及び予測プログラム、並びに環境調整方法及び環境調整プログラムに関する。
　果菜類は、時期によって需要が変化する。例えば、イチゴはクリスマスやお正月に需要が大きいため、生産者はこのような時期に収穫して出荷できれば、高値で取引でき、収益を上げることができる。このため、従来、生産者は、長年の経験や勘に基づいて、収穫時期を予測し、様々な調整を行うことで、果実の収穫時期を需要が大きい時期に合わせるようにしていた。
　これに対し、最近では、積算温度等から収穫時期などの成育に関する情報を予測する技術が出現してきている（例えば特許文献１～６等参照）。
特開平５－３３６８４３号公報 特開平７－１１１２５号公報 特開２０１３－１９１１０７号公報 特開２０１５－１７６３３９号公報 特開２０１９－１７６７６６号公報 国際公開第２０２０／２６３５８号
　しかしながら、従来の方法（特許文献１～６等）では、開花から収穫までの期間（栽培期間）や収穫時期を精度よく予測できない可能性がある。
　本発明は、果菜類の栽培期間を精度よく予測することが可能な予測方法及び予測プログラムを提供することを目的とする。また、本発明は、果菜類の栽培環境を適切に調整することが可能な環境調整方法及び環境調整プログラムを提供することを目的とする。
　本発明の予測方法は、果菜類における開花から果実の収穫が可能になるまでの栽培期間を予測する予測方法であって、開花日以降の前記果菜類の果実表面の温度である果実温度を取得又は推定し、前記果実温度に基づいて、前記開花から前記収穫に至るまでの期間を分割した複数のステージそれぞれの期間を算出し、算出した前記複数のステージそれぞれの期間を合計して、前記栽培期間を予測する、処理をコンピュータが実行し、前記算出する処理において、前記複数のステージそれぞれの期間の算出結果に対する前記果実温度の寄与度がステージごとに定められている、予測方法である。
　本発明の予測方法及び予測プログラムは、果菜類の栽培期間を精度よく予測することができるという効果を奏する。また、本発明の環境調整方法及び環境調整プログラムは、果菜類の栽培環境を適切に調整することができるという効果を奏する。
一実施形態に係る処理システムの構成を示す図である。 図２（ａ）は、処理サーバ、仲介サーバのハードウェア構成を示す図であり、図２（ｂ）は、利用者端末のハードウェア構成を示す図である。 入出力画面の一例を示す図である。 処理サーバの機能ブロック図である。 処理サーバの処理を示すフローチャートである。 開花から収穫までの期間を分割したステージと、各ステージの日平均果実温度、各ステージの閾値を説明するための図である。 ステージと温度感受性の関係を模式的に示す図である。 図８（ａ）～図８（ｅ）は、具体例１に係る収穫日の予測処理について説明するための図である。 図９（ａ）～図９（ｆ）は、具体例１において予測収穫日を目標収穫日と一致させるための処理について説明するための図（その１）である。 図１０（ａ）～図１０（ｆ）は、具体例１において予測収穫日を目標収穫日と一致させるための処理について説明するための図（その２）である。 図１１（ａ）～図１１（ｅ）は、具体例２に係る収穫日の予測処理について説明するための図である。 図１２（ａ）～図１２（ｃ）は、具体例２において予測収穫日を目標収穫日と一致させるための処理について説明するための図である。
　以下、予測システムの一実施形態について、図１～図１２（ｃ）に基づいて詳細に説明する。図１には、一実施形態に係る予測システム１００の構成が概略的に示されている。本実施形態の予測システム１００は、果菜類（本実施形態ではイチゴとする）の生産者が利用するシステムであり、イチゴの収穫時期に関する予測を実行し、予測した収穫時期の情報や収穫時期を調整するための情報を生産者に提供するシステムである。
　予測システム１００は、図１に示すように、処理サーバ１０と、仲介サーバ１２と、利用者端末７０と、を備える。なお、処理サーバ１０、仲介サーバ１２、利用者端末７０は、インターネットなどのネットワーク８０を介して接続されており、予め定められた装置間（本実施形態では処理サーバ１０と仲介サーバ１２の間、仲介サーバ１２と利用者端末７０の間）において情報のやり取りが可能となっている。
　処理サーバ１０は、利用者端末７０において入力された情報を仲介サーバ１２を介して取得し、取得した情報に基づいて、イチゴの収穫日を予測する処理を実行する。また、処理サーバ１０は、予測した収穫日が目標収穫日になるようにするために、どのように栽培環境を調整すればよいかを特定する。更に、処理サーバ１０は、仲介サーバ１２を介して、利用者端末７０に対し、予測したイチゴの収穫日の情報や、予測した収穫日を目標収穫日に合わせるための栽培環境の調整方法についての情報を出力する。
　図２（ａ）には、処理サーバ１０のハードウェア構成が概略的に示されている。図２（ａ）に示すように、処理サーバ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９０、ＲＯＭ（Read Only Memory）９２、ＲＡＭ（Random Access Memory）９４、ストレージ（例えばＳＳＤ（Solid State Drive）やＨＤＤ（Hard Disk Drive））９６、ネットワークインタフェース９７、及び可搬型記憶媒体用ドライブ９９等を備えている。これら処理サーバ１０の構成各部は、バス９８に接続されている。処理サーバ１０では、ＲＯＭ９２あるいはＨＤＤ９６に格納されているプログラム（予測プログラム、環境調整プログラムを含む）、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をＣＰＵ９０が実行することにより、図４に示す各部の機能が実現される。なお、図４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４の各部の機能の詳細については、後述する。
　図１に戻り、仲介サーバ１２は、利用者端末７０において入力された情報（処理サーバ１０における予測処理に必要な情報）を取得して、処理サーバ１０に送信する。また、仲介サーバ１２は、処理サーバ１０から出力された情報を取得して、利用者端末７０に送信する。なお、仲介サーバ１２は、処理サーバ１０と同様のハードウェア構成を有している（図２（ａ）参照）。
　利用者端末７０は、イチゴの生産者が利用するスマートフォンやＰＣ（Personal Computer）などの端末である。生産者は、利用者端末７０に必要な情報を入力する。利用者端末７０は、入力された情報を仲介サーバ１２に送信する。また、利用者端末７０は、仲介サーバ１２を介して、処理サーバ１０から出力される情報を取得し、表示する。
　ここで、利用者端末７０は、一例として、図２（ｂ）に示すようなハードウェア構成を有する。図２（ｂ）に示すように、利用者端末７０は、ＣＰＵ１９０、ＲＯＭ１９２、ＲＡＭ１９４、ストレージ１９６、ネットワークインタフェース１９７、表示部１９３、入力部１９５、及び可搬型記憶媒体１９１に格納されたデータを読み取り可能な可搬型記憶媒体用ドライブ１９９等を備えている。表示部１９３は、液晶ディスプレイ等を含み、入力部１９５はタッチパネルや、キーボード、マウス等を含む。これら利用者端末７０の構成各部は、バス１９８に接続されている。
　図３には、利用者端末７０の表示部１９３に表示される入出力画面の一例が示されている。図３に示すように、入出力画面には、範囲Ａ～範囲Ｄが設けられている。範囲Ａには、生産者が、果菜類の品目や品種や、圃場の情報（名称や位置等）を入力するための入力欄が設けられているとともに、暖房の開始・終了時期や、側窓の解放・閉鎖時期を入力するための入力欄が設けられている。範囲Ｂには、実際に圃場に定植した苗の開花日の情報や、その開花日における開花数の情報を生産者等が入力するための入力欄が設けられている。また、範囲Ｂには、各開花日に開花した花（果実）をいつ収穫したいかを示す情報（目標収穫日）を生産者が入力するための入力欄が設けられている。範囲Ｃには、処理サーバ１０が予測した結果（何月何日に何個のイチゴが収穫できるか）が表示される。範囲Ｄには、処理サーバ１０から出力される情報であって、各開花日に開花した花（果実）を目標収穫日に収穫できるようにするために、栽培環境をどのように変えるべきかを示す情報が表示される。
（処理サーバ１０が有する機能について）
　図４には、処理サーバ１０の機能ブロック図が示されている。処理サーバ１０においては、ＣＰＵ９０がプログラムを実行することにより、図４に示すような各機能が実現されている。具体的には、処理サーバ１０は、情報受付部３０と、環境情報取得部３２と、ステージ期間算出部３４と、栽培期間予測部３６と、調整部３８と、出力部４０と、を有している。
　なお、図４には、処理サーバ１０のストレージ１９６等に格納されている環境情報ＤＢ５０及びパラメータテーブル５２についても図示されている。環境情報ＤＢ５０には、圃場の過去の環境情報（気温や日射量の情報）が蓄積されている。また、環境情報ＤＢ５０には、外部のサーバ（例えば国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構が管理するサーバ）から取得した、将来の環境情報の予測値（メッシュ農業気象データ）や、過去の環境情報の平年値（将来の環境情報の予測値として用いる）が蓄積されている。なお、環境情報ＤＢ５０は、外部のデータベースサーバに格納されていてもよい。
　パラメータテーブル５２は、ステージ期間算出部３４が用いるパラメータを格納するテーブルである。パラメータテーブル５２に格納されているパラメータの詳細については、後述する。
　情報受付部３０は、生産者が利用者端末７０を操作して、図３の入出力画面の範囲Ａ及び範囲Ｂに入力した情報を仲介サーバ１２から取得し、取得した情報を環境情報取得部３２、ステージ期間算出部３４、栽培期間予測部３６、調整部３８に受け渡す。
　環境情報取得部３２は、範囲Ａに入力された圃場の気温の情報（過去データ、予測データ、平年気温データなど）及び日射量の情報（過去データ、予測データ、平年日射量データなど）を、環境情報ＤＢ５０から取得する。具体的には、環境情報取得部３２は、生産者が入力した１又は複数の開花日のうち最も早い日以降の気温及び日射量の情報を環境情報ＤＢ５０から取得する。また、環境情報取得部３２は、環境情報ＤＢ５０から取得した気温の情報（予測データや平年気温データ）を、生産者等が入力した暖房や側窓の情報に基づいて補正する。なお、環境情報取得部３２は、生産者がＬＥＤ照明の情報や遮光の情報を設定した場合には、これらの情報に基づいて日射量の情報を補正してもよい。
　ステージ期間算出部３４は、各日の気温と日射量の情報から、各日における果実温度（果実表面の温度）を算出する。また、ステージ期間算出部３４は、算出した各日の果実温度に基づいて、イチゴが開花から収穫に至るまでの栽培期間を分割した複数のステージそれぞれに要する日数（複数のステージそれぞれの期間）を算出する。なお、ステージ期間算出部３４による、果実温度の算出方法及び各ステージの期間の算出方法については、後述する。
　栽培期間予測部３６は、各開花日に開花した花（果実）ごとにステージ期間算出部３４が算出した各ステージの期間を合算して、各開花日に開花した花（果実）の栽培期間を予測する。また、栽培期間予測部３６は、各開花日と、各開花日に開花した花（果実）の栽培期間とに基づいて、各開花日に対応する果実の収穫日（成熟日）を予測する。
　調整部３８は、栽培期間予測部３６が予測した収穫日（予測収穫日）が、生産者が入力した目標収穫日と一致するか否かを判断し、一致しない場合には、予測収穫日と目標収穫日とを一致させるような果実温度を求める。なお、調整部３８は、ステージ期間算出部３４及び栽培期間予測部３６と協働して、予測収穫日と目標収穫日とを一致させるような果実温度を求める。
　出力部４０は、栽培期間予測部３６による予測収穫日や、調整部３８が求めた予測収穫日と目標収穫日とを一致させるために必要な情報を仲介サーバ１２を介して利用者端末７０に出力する。これにより、利用者端末７０上の入出力画面の範囲Ｃや範囲Ｄには、出力部４０から出力された情報が表示される。なお、予測収穫日と目標収穫日とを一致させるために必要な情報は、調整部３８が求めた予測収穫日と目標収穫日とを一致させるような果実温度の情報であってもよいし、当該果実温度にするために必要な気温や日射量の制御情報であってもよい。
（処理サーバ１０の処理について）
　次に、処理サーバ１０の処理について、図５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５の処理が開始されると、まずステップＳ１０において、情報受付部３０は、仲介サーバ１２から情報の入力があるまで待機する。すなわち、情報受付部３０は、利用者端末７０において図３の入出力画面に入力された情報が仲介サーバ１２を介して送信されてくるまで待機する。情報受付部３０は、仲介サーバ１２から情報の入力があると、ステップＳ１２に移行する。
　ステップＳ１２に移行すると、情報受付部３０は、仲介サーバ１２から入力された情報を取得する。情報受付部３０は、取得した情報を環境情報取得部３２、ステージ期間算出部３４、栽培期間予測部３６、及び調整部３８に受け渡す。
　次いで、ステップＳ１４において、環境情報取得部３２は、必要な環境情報を取得し、栽培環境を推定する。具体的には、環境情報取得部３２は、開花日以降の気温及び日射量の情報（実測値や予測値）を取得し、生産者が入力した暖房や側窓の情報に基づいて気温の情報を圃場の状況に合わせて補正し、施設内気温（℃）を推定する。また、生産者がＬＥＤ照明の情報や遮光の情報を設定している場合には、これらの情報に基づいて日射量の情報を補正し、施設内日射量（ＭＪ）を推定する。
　次いで、ステップＳ１６において、ステージ期間算出部３４は、後述するステップＳ１８、Ｓ２０の処理に用いるパラメータをパラメータテーブル５２から取得する。なお、パラメータの詳細については後述する。
　次いで、ステップＳ１８において、ステージ期間算出部３４は、各日の果実温度を算出する。具体的には、ステージ期間算出部３４は、次式（１）を用いて、各日の果実温度を算出する。
　果実温度（℃）＝施設内気温×（ａ・ln施設内日射量＋ｂ）　　　…（１）
　ここで、ａ，ｂは、圃場（ハウス）ごとに予め定められたパラメータ（係数）である。ａ，ｂは、パラメータテーブル５２において圃場ごとに定義されている。
　次いで、ステップＳ２０において、ステージ期間算出部３４は、開花日ごとに、各ステージの期間（各ステージに要する日数）を算出する。
　ここで、本実施形態においては、図６に示すように、開花日から収穫日までの期間を複数に区切り、それぞれの期間をステージ（発育ステージ）と呼ぶものとする。また、各ステージをs1、s2、…snと記述し、各ステージs1、s2、…snの日平均果実温度をt1、t2、…tnとする。更に、各ステージs1、s2、…snの閾値をCTs1、CTs2、…、CTsnとする。なお、値ｎ、t1～tn、CTs1～CTsnについては、品種ごとに予め定められ、パラメータテーブル５２に格納されているものとする。
　ステージ期間算出部３４は、各ステージskの期間Ｔkを、次式（２）から算出する。
　Ｔk＝CTsk／(ck・tk＋dk)　　　…（２）
　上式（２）において、ck、dkは、品種ごとに定められたパラメータ（係数）であり、パラメータテーブル５２に格納されている。図７は、ステージとイチゴの成熟における温度感受性との関係を模式的に示すグラフである。図７に示すように、イチゴの場合、ステージが進めば進むほど、温度感受性が大きくなる。したがって、この温度感受性を表現するために、ステージが収穫日に近いほど、パラメータckの値が大きく設定され、パラメータdkの値が小さく設定される。すなわち、ステージが収穫日に近いほど、上式（２）の分母（ck・tk＋dk）の値が、温度tkの値の変化による影響を受けやすくなっている。なお、分母（ck・tk＋dk）は１日の温度関連指標値であり、上式（２）は、１日の温度関連指標値の積算値が閾値CTskに達するまでの期間（日数）がステージskの期間Tkであることを意味している。
　次いで、ステップＳ２２において、栽培期間予測部３６は、開花日ごとに、栽培期間及び収穫日を予測する。栽培期間予測部３６は、開花日ごとに得られた各ステージskの期間Tkを次式（３）のように合算して、栽培期間（完熟日数）を予測する。
　栽培期間＝T1＋T2＋…＋Tn
　　　　　＝CTs1／(c1・t1＋d1)＋CTs2／(c2・t2＋d2)＋…
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…＋CTsn／(cn・tn＋dn)　…（３）
　また、栽培期間予測部３６は、次式（４）を用いて、開花日ごとに収穫日を予測する。
　収穫日＝開花日＋栽培期間　　　…（４）
　次いで、ステップＳ２４において、調整部３８は、栽培期間予測部３６が予測した収穫日（予測収穫日）と目標収穫日を比較する。
　次いで、ステップＳ２６において、調整部３８は、予測収穫日と目標収穫日とが一致するか否かを判断する。このステップＳ２６の判断が否定されると、ステップＳ２８に移行し、調整部３８は、予測に用いる環境情報を調整する。例えば、予測収穫日の方が目標収穫日よりも遅い場合には、成長を早めるために、ステップＳ１８で算出された日ごとの果実温度を所定温度（例えば０．５℃）上げる。一方、予測収穫日の方が目標収穫日よりも早い場合には、成長を遅らせるために、ステップＳ１８で算出された日ごとの果実温度を所定温度（例えば０．５℃）下げる。その後は、ステップＳ２０に戻り、ステージ期間算出部３４及び栽培期間予測部３６は、ステップＳ２０、Ｓ２２の処理を上記と同様に実行する。そして、ステップＳ２４に移行すると、調整部３８は、再度、予測収穫日と目標収穫日を比較する。その結果、予測収穫日と目標収穫日とが一致していなければ（Ｓ２６：否定）、再度ステップＳ２８において、調整部３８は、予測に用いる環境情報を調整する（果実温度を所定温度上げる又は下げる）。
　その後、ステップＳ２０～Ｓ２８の処理の結果、ステップＳ２６の判断が肯定されると、ステップＳ３０に移行し、出力部４０は、栽培期間予測部３６が最初に予測した収穫日（予測収穫日）と、ステップＳ２８の結果得られる栽培環境の調整情報を仲介サーバ１２を介して利用者端末７０に出力する。なお、栽培環境の調整情報は、果実温度をＸ℃上げればよい／Ｘ℃下げればよいという情報であってもよいし、果実温度をＸ℃上げる／又は下げるために施設内気温や施設内日射量をどのように調整すればよいかの情報であってもよい。後者の情報については、前者の情報と、上式（１）とから導き出せばよい。以上により、図５の全処理が終了する。
　なお、生産者は、利用者端末７０に出力された栽培環境の調整情報に基づいて、圃場の栽培環境を調整すればよい。なお、利用者端末７０が、圃場内に設置された環境制御用の機器と接続されている場合には、栽培環境の調整情報に基づいて、利用者端末７０が環境制御用の機器を自動制御するようにしてもよい。これにより、生産者が機器を調整する手間を省くことができる。
　以下、処理サーバ１０による処理の具体例について、図８（ａ）～図１２（ｃ）を参照しつつ、詳細に説明する。
（具体例１）
　まず、図８（ａ）～図１０（ｆ）に基づいて、具体例１について説明する。図８（ａ）には、生産者が、入出力画面（図３）の範囲Ｂに、開花日１１月９日に３００個が開花したこと、開花日１１月１０日に５００個が開花したこと、開花日１１月１１日に２００個が開花したこと、を入力し、更に、各開花日に対応する果実の目標収穫日として、１２月１９日、２０日、２１日を入力した状態が示されている。
　そして、環境情報取得部３２が取得した気温や日射量の情報から、ステージ期間算出部３４が各日の果実温度を算出した結果、図８（ｂ）に示すような果実温度の値が得られたとする。また、本具体例１では、イチゴの栽培期間が４つのステージs1～s4に分かれており、各ステージs1～s4の日平均果実温度t1～t4が図８（ｃ）のように求められたとする。なお、図８（ｃ）の日平均果実温度t1～t4を求める段階で、ステージs1～s4の期間を設定する必要があるが、最初の段階では、日平均果実温度t1～t4を求めるためのステージs1～s4の期間は予め定めておいたおおよその期間を用いる。そして、ステージ期間算出部３４は、設定した日平均果実温度を用いて各ステージの期間を求めた後に、求めた各ステージの期間の日平均果実温度t1～ｔ4を再計算し、更に、再計算後の日平均果実温度t1～ｔ4を用いて各ステージの期間を再度求める、という処理を繰り返すようにすればよい。
　そして、ステージ期間算出部３４は、上式（２）に基づいて、各ステージの期間T1～T4を算出する。例えば、開花日が１１月１０日の果実について各ステージの期間T1～T4を求めたところ、図８（ｄ）のようになったとする。なお、本具体例１においては、上式（２）のパラメータCTs1～CTs4が１５０であり、c1、c2、c3、c4が０．１５、０．６、０．９、１．０であり、d1、d2、d3、d4が１５、５、０、０である。
　そして、栽培期間予測部３６は、各ステージの期間T1～T4を合算し、栽培期間を予測する。その結果、図８（ｅ）に示すように、栽培期間は、４５日と予測されたものとする。この場合、栽培期間予測部３６は、１１月１０日に開花した花（果実）の収穫日を、開花日から４５日後の１２月２５日と予測する。
　なお、開花日が１１月９日、１１日の果実の収穫日についても同様に予測する。その結果、開花日が１１月９日、１１日の果実の収穫日は１２月２４日、２６日と予測される。
　ここで、１１月１０日に開花した花（果実）の目標収穫日は、図８（ａ）に示すように、１２月２０日であり、予測した収穫日（１２月２５日）とは一致していない。この場合、予測した収穫日を目標収穫日に合わせるためには、イチゴの成育を早くする必要がある。したがって、調整部３８は、例えば予測に用いる果実温度を所定温度（ここでは０．５℃）だけ上げ、ステージ期間算出部３４及び栽培期間予測部３６に、収穫日の予測を再度実行させる。すなわち、各ステージの日平均果実温度は、図９（ａ）に示すようになるため、この日平均果実温度を用いて、各ステージの期間を計算すると、図９（ｂ）に示すようになり、収穫日は図９（ｃ）に示すように１２月２３日と予測される。
　しかしながら、上記のように果実温度を０．５℃上げても、予測収穫日と目標収穫日は一致していないので、調整部３８は、更に予測に用いる果実温度を０．５℃上げ（図９（ｄ）参照）、ステージ期間算出部３４及び栽培期間予測部３６に、収穫日の予測を再度実行させる（図９（ｅ）、図９（ｆ）参照）。この結果、収穫日は、図９（ｆ）に示すように、１２月２３日と予測される。
　しかしながら、上記のように果実温度を１．０℃上げても、予測収穫日と目標収穫日は一致していないので、調整部３８は、更に予測に用いる果実温度を０．５℃上げ（図１０（ａ）参照）、ステージ期間算出部３４及び栽培期間予測部３６に、収穫日の予測を再度実行させる（図１０（ｂ）、図１０（ｃ）参照）。この結果、収穫日は、図１０（ｃ）に示すように、１２月２２日と予測される。
　しかしながら、上記のように果実温度を１．５℃上げても、予測収穫日と目標収穫日は一致していないので、調整部３８は、更に予測に用いる果実温度を０．５℃上げ（図１０（ｄ）参照）、ステージ期間算出部３４及び栽培期間予測部３６に、収穫日の予測を再度実行させる（図１０（ｅ）、図１０（ｆ）参照）。この結果、収穫日は、図１０（ｆ）に示すように、１２月２０日と予測される。
　以上のような処理により、果実温度を平均２℃上げれば、予測収穫日を目標収穫日に合わせることができるという情報が得られる。したがって、出力部４０は、利用者端末７０に向けて、環境制御を行わなければ、最初に予想した収穫日（図８（ｅ）参照）に収穫できること、目標収穫日に収穫できるようにするためには、果実温度を平均２℃上げなければならないこと（あるいは、果実温度を上げるために、圃場の気温を上げたり、日射量やＬＥＤ照明を制御しなければならないこと）等を出力することができる。
（具体例２）
　次に、具体例２について、図１１（ａ）～図１２（ｃ）に基づいて説明する。
　図１１（ａ）には、生産者が、入出力画面（図３）の範囲Ｂに、開花日１０月３１日に３００個が開花したこと、開花日１１月１日に５００個が開花したこと、開花日１１月２日に２００個が開花したこと、を入力し、更に、各開花日に対応する果実の目標収穫日として、１２月１９日、２０日、２１日を入力した状態が示されている。
　そして、環境情報取得部３２が取得した気温や日射量の情報から、ステージ期間算出部３４が各日の果実温度を算出した結果、図１１（ｂ）に示すような果実温度の値が得られたとする。また、本具体例２では、イチゴの栽培期間が４つのステージs1～s4に分かれており、各ステージs1～s4の日平均果実温度t1～t4が図１１（ｃ）のように求められたとする。
　この場合、ステージ期間算出部３４は、上式（２）に基づいて、各ステージの期間T1～T4を算出する。例えば、開花日が１１月１日の果実について各ステージの期間T1～T4を求めたところ、図１１（ｄ）のようになったとする。なお、本具体例２の上式（２）のパラメータ（係数）CTs1～CTs4、c1～c4、d1～d4は、上記具体例１と同一である。
　そして、栽培期間予測部３６は、各ステージの期間T1～T4を合算し、栽培期間を予測する。その結果、図１１（ｅ）に示すように、栽培期間は４４日と予測されたとする。この場合、栽培期間予測部３６は、１１月１日に開花した花（果実）の収穫日を、開花日から４４日後の１２月１５日と予測する。
　なお、開花日が１１月９日、１１日の果実の収穫日についても同様に予測する。その結果、開花日が１１月９日、１１日の果実の収穫日は、１２月１４日、１６日と予測される。
　ここで、１１月１日に開花した花（果実）の目標収穫日は、図１１（ａ）に示すように、１２月２０日であり、予測した収穫日とは一致していない。この場合、予測収穫日（１２月１５日）を目標収穫日（１２月２０日）に合わせるためには、イチゴの成育を遅くする必要がある。したがって、調整部３８は、予測収穫日と目標収穫日が一致するまで、予測に用いる果実温度を所定温度（ここでは０．５℃）下げる処理を繰り返す。その結果、図１２（ａ）に示すように、果実温度を平均２．０℃下げれば、図１２（ｂ）に示すように各ステージの期間が算出でき、その結果、図１２（ｃ）に示すように、収穫日を目標収穫日（１２月２０日）に合わせることができるという情報が得られる。
　したがって、出力部４０は、利用者端末７０に向けて、環境制御を行わなければ、予想した収穫日（図１１（ｅ）参照）に収穫できること、目標収穫日に収穫できるようにするためには、果実温度を２．０℃下げなければならないこと（すなわち、果実温度を２．０℃下げるために、施設内気温を下げたり、施設内日射量を下げなければならないこと）等を出力することができる。
　以上、詳細に説明したように、本実施形態によると、処理サーバ１０のステージ期間算出部３４は、イチゴの開花日以降の果実温度を算出し、果実温度に基づいて、開花から収穫に至るまでの期間を分割した複数のステージそれぞれの期間T1～T4を算出する。また、栽培期間予測部３６は、ステージ期間算出部３４が算出した各ステージの期間T1～T4を合計して栽培期間を予測する。また、ステージ期間算出部３４が各ステージの期間T1～T4を算出する式（式（２））において、各ステージの期間の算出結果に対する果実温度の寄与度がステージごとに定められている。これにより、本実施形態では、ステージごとの温度感受性を考慮して、各ステージの期間T1～T4を精度よく求めることができる。また、精度よく求められた各ステージの期間T1～T4を合算して栽培期間や収穫日を予測するため、栽培期間や収穫日を精度よく予測することができる。
　また、本実施形態によると、式（２）において、各ステージの１日ごとの温度関連指標値(ck・tk＋dk)を求め、１日ごとの温度関連指標値の積算値が閾値（CTsk）に達するまでの期間を各ステージの期間とする。そして、温度関連指標値に対する果実温度の寄与度がステージごとに定められている。したがって、ステージごとの温度感受性を考慮して、温度関連指標値を求めることができ、この温度関連指標値の積算値を用いることで、各ステージの期間T1～T4を精度よく求めることができる。
　また、本実施形態では、温度感受性（式（２）のパラメータck、dk）は、品目や品種ごとに定められているため、品目や品種に関わらず、精度よく各ステージの期間や栽培期間、収穫日を予測することができる。
　また、本実施形態では、果実温度を推定する際に、果実が栽培されている環境の温度と、日射量と、に基づいて推定する（上式（１）参照）。このように果実温度を推定することで、実際に果実温度を測定する必要がなくなる。また、果実温度を用いることで、単に施設内気温を用いる場合と比べ、精度よく各ステージの期間や栽培期間、収穫日を予測することができる。
　また、本実施形態では、生産者によって開花日と開花数が入力されるため、予測された収穫日に収穫できる果実数についても予測することができる。これにより、早い段階で高精度に各日の収穫量を予測できるため、観光イチゴ農園であれば、来場予約の受付数を早い段階で適切な値に設定することができる。また、一般的なイチゴ生産者であれば、パート従業員の雇用調整を適切に行うことができる。
　また、本実施形態の処理サーバ１０は、上記のように予測された収穫日の情報（予測収穫日）と目標収穫日とを一致させるための果実温度（すなわち気温や日射量）の調整情報を、利用者端末７０に出力する。これにより、調整情報を見た生産者は、調整情報に基づいて栽培環境を適切に調整することができる。また、利用者端末７０が、栽培環境を調整する機器を制御する場合には、自動的に栽培環境を適切に調整することができる。このように適切な栽培環境に調整することにより、収穫日を需要が大きい時期に合わせることができるようになるため、生産者は、イチゴを高値で取引でき、収益を上げることができる。
　なお、上記実施形態では、開花日と開花数を生産者が入出力画面に手入力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、圃場に設置したカメラや圃場内を移動する移動装置に設けられたカメラを用いて撮影された画像を解析し、解析結果に基づいて、開花日と開花数を自動的に検出してもよい。これにより、生産者が圃場内を歩き回って開花日と開花数を把握し、手入力する作業を無くすことができる。
　なお、上記実施形態では、生産者が、入出力画面の範囲Ｂにおいて、開花日、開花数と対応付けて目標収穫日を入力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、開花日とは関係なく、目標収穫日と目標収穫数を入力してもよい。この場合、処理サーバ１０では、果実温度の調整幅が最も少なく、かつ目標収穫日に目標収穫数の果実が収穫できるようにするための栽培環境の調整情報を利用者端末７０に対して出力すればよい。
　なお、上記実施形態では、予測システム１００が、仲介サーバ１２を有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、仲介サーバ１２を省略し、処理サーバ１０と利用者端末７０とが直接情報のやり取りを行うようにしてもよい。
　なお、上記実施形態では、処理サーバ１０がイチゴの栽培期間や収穫日を予測する場合について説明したが、これに限らず、その他の果菜類の栽培期間や収穫日を予測することとしてもよい。
　なお、上記実施形態で挙げた各式は一例である。果実温度を算出する式は、上式（１）以外の式であってもよいし、各ステージの期間Tkを算出する式は、ステージごとの温度感受性を考慮した式であれば、上式（２）以外の式であってもよい。
　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。
　　

Claims (10)

  1. 　果菜類における開花から果実の収穫が可能になるまでの栽培期間を予測する予測方法であって、
    　開花日以降の前記果菜類の果実表面の温度である果実温度を取得又は推定し、
    　前記果実温度に基づいて、前記開花から前記収穫に至るまでの期間を分割した複数のステージそれぞれの期間を算出し、
    　算出した前記複数のステージそれぞれの期間を合計して、前記栽培期間を予測する、処理をコンピュータが実行し、
    　前記算出する処理において、前記複数のステージそれぞれの期間の算出結果に対する前記果実温度の寄与度がステージごとに定められている、ことを特徴とする予測方法。
  2. 　前記算出する処理は、前記複数のステージそれぞれにおける前記果実温度に基づいて、各ステージの１日ごとの温度関連指標値を求め、前記各ステージの１日ごとの前記温度関連指標値の積算値がステージごとに設定された閾値に達するまでの期間を算出する処理であり、
    　前記温度関連指標値に対する前記果実温度の寄与度が前記ステージごとに定められている、ことを特徴とする請求項１に記載の予測方法。
  3. 　前記寄与度は、前記果菜類の品目及び品種ごとに定められている、ことを特徴とする請求項１に記載の予測方法。
  4. 　前記果実温度を推定する場合、前記果実が栽培されている環境の温度と、日射量と、に基づいて推定することを特徴とする請求項１に記載の予測方法。
  5. 　複数の開花日における開花数の情報を取得する処理を前記コンピュータが実行し、
    　前記予測する処理では、前記複数の開花日それぞれに対応する前記栽培期間を予測し、予測した前記栽培期間と、前記開花数の情報と、に基づいて、各日における果実の収穫数を予測する、ことを特徴とする請求項１に記載の予測方法。
  6. 　請求項１～５のいずれか一項に記載の予測方法を用いて予測した結果を取得し、
    　前記予測した結果が所望の値となるように、前記果実が栽培されている環境の温度と、日射量と、の少なくとも一方を調整し、調整結果を出力する、処理をコンピュータが実行することを特徴とする環境調整方法。
  7. 　果菜類における開花から果実の収穫が可能になるまでの栽培期間を予測する予測プログラムであって、
    　開花日以降の前記果菜類の果実表面の温度である果実温度を取得又は推定し、
    　前記果実温度に基づいて、前記開花から前記収穫に至るまでの期間を分割した複数のステージそれぞれの期間を算出し、
    　算出した前記複数のステージそれぞれの期間を合計して、前記栽培期間を予測する、処理をコンピュータに実行させ、
    　前記算出する処理において、前記複数のステージそれぞれの期間の算出結果に対する前記果実温度の寄与度がステージごとに定められている、ことを特徴とする予測プログラム。
  8. 　複数の開花日における開花数の情報を取得する処理を前記コンピュータに実行させ、
    　前記予測する処理では、前記複数の開花日それぞれに対応する前記栽培期間を予測し、予測した前記栽培期間と、前記開花数の情報と、に基づいて、各日における果実の収穫数を予測する、ことを特徴とする請求項７に記載の予測プログラム。
  9. 　果菜類の開花日以降の前記果菜類の果実の表面の温度である果実温度を取得又は推定し、
    　前記果実温度に基づいて、開花から収穫に至るまでの栽培期間を分割した複数のステージそれぞれの期間を算出し、
    　算出した前記複数のステージそれぞれの期間を合計して、前記栽培期間を予測し、
    　前記予測する処理における予測結果が所望の値となるように、前記果実が栽培されている環境の温度と、日射量と、の少なくとも一方を調整し、調整結果を出力する、
    処理をコンピュータに実行させ、
    　前記算出する処理において、前記複数のステージそれぞれに要する日数の算出結果に対する前記果実温度の寄与度がステージごとに定められている、ことを特徴とする環境調整プログラム。
  10. 　複数の開花日における開花数の情報を取得する処理を前記コンピュータに実行させ、
    　前記予測する処理では、前記複数の開花日それぞれに対応する前記栽培期間を予測し、予測した前記栽培期間と、前記開花数の情報と、に基づいて、各日における果実の収穫数を予測する、ことを特徴とする請求項９に記載の環境調整プログラム。
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