JP2009044999A - Plant cultivation controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、植物を育生する養液供給手段の作動を制御して植物の育生を管理する植物栽培制御装置に関するものである。 The present invention relates to a plant cultivation control apparatus that controls the growth of a plant by controlling the operation of a nutrient solution supply means for growing the plant.
トマト等の栽培に関し、特許文献１に示されるように、給水と施肥を所定範囲に制限する植物育生方法が知られている。この育生方法においては、給水と施肥を制限して植物にストレスを与えることにより、土作りを要することなく、糖度の高い野菜、果実を収穫することができる。 Regarding cultivation of tomatoes and the like, as shown in Patent Document 1, a plant growth method is known in which water supply and fertilization are limited to a predetermined range. In this breeding method, vegetables and fruits having a high sugar content can be harvested without requiring soil preparation by limiting water supply and fertilization to give plants stress.
その一方で、育生植物が萎れ始めたタイミングで所定量の給水と施肥を行う必要があることから、タイミングの見極めを誤って植物が過度に萎れた場合には枯死を招き、取り返しがつかない事態を招くという問題があるので、その解決を図るべく、本出願人は、植物の外観情報によって「萎れ度」を算出する手段と、その「萎れ度」に応じて制御される養液供給手段とからなる植物栽培装置（特願２００７−０３６１２３号）を先に提案した。 On the other hand, because it is necessary to feed and fertilize a predetermined amount at the timing when the growing plant begins to wither, if the plant is excessively withered due to misidentification of the timing, it will lead to death and cannot be recovered In order to solve the problem, the applicant of the present invention calculates a “wilting degree” based on the appearance information of the plant, and a nutrient solution supply means controlled according to the “wilting degree” Previously proposed a plant cultivation apparatus (Japanese Patent Application No. 2007-036123).
この提案に係る植物栽培装置は、画像センサーとしてのデジタルカメラ（以下において「デジカメ」と略称する）とパソコンを用いて植物の萎れ度を判定することにより、必要なタイミングで水分、養液を供給するものであり、その植物に適するストレスの範囲内で、育生植物の枯死等の致命的な事態を招くことなく、簡易な構成の装置により確実な成果を得ることができる。
しかしながら、上記植物栽培装置は、画像センサーによって植物を常時監視してその「萎れ度」判定のための画像データ処理による大きな負荷を要することから、データ処理手段に関するコストを抑えつつ育生植物の枯死等の致命的な事態を避けるために、安全な植物ストレス範囲内の養液供給制御とせざるを得ないので十分な糖度が得られない可能性があり、成果の面で限界となるおそれがある。 However, since the plant cultivation apparatus requires a large load due to image data processing for constantly monitoring a plant by an image sensor and determining its “deflection degree”, the dead plant of the growing plant is suppressed while suppressing the cost related to the data processing means. In order to avoid this fatal situation, there is no choice but to control the nutrient solution supply within a safe range of plant stress, so there is a possibility that sufficient sugar content may not be obtained, and there is a possibility that the results will be limited.
解決しようとする問題点は、簡易なデータ処理手段によってコスト負担を抑えつつ、植物の高精度のストレス管理によって十分な成果を確保することが可能な植物栽培制御装置を提供することにある。 The problem to be solved is to provide a plant cultivation control device capable of ensuring a sufficient result by high-precision stress management of plants while suppressing cost burden by simple data processing means.
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、育生植物の葉の状態を検出しうる植物性状検出手段（２）と、この植物性状検出手段（２）による検出情報に基づいて葉の萎れ度を算出する萎れ度算出手段（３ｂ）と、この萎れ度算出手段（３ｂ）により算出された萎れ度が別途設定した養液供給基準値に達したときに育生植物に所定の養液を供給する養液供給手段（５）を作動制御する制御手段（３）とからなる植物栽培制御装置において、上記制御手段（３）は、植物性状検出手段（２）および萎れ度算出手段（３ｂ）を所定のサンプリング間隔で作動制御し、算出された萎れ度が上記養液供給基準値まで所定の範囲に達した時に、それ以降のサンプリング間隔を短く変更して植物性状検出手段（２）と萎れ度算出手段（３ｂ）を作動制御することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is characterized in that a plant property detecting means (2) capable of detecting the state of a leaf of a growing plant, and a leaf based on information detected by the plant property detecting means (2). A wilting degree calculating means (3b) for calculating the wilting degree of the cultivated plants, and when the wilting degree calculated by the wilting degree calculating means (3b) reaches a nutrient solution supply reference value set separately, In the plant cultivation control device comprising the control means (3) for controlling the operation of the nutrient solution supply means (5) for supplying the plant, the control means (3) includes the plant property detection means (2) and the wilting degree calculation means (3b). ) At a predetermined sampling interval, and when the calculated wilting degree reaches a predetermined range up to the nutrient solution supply reference value, the subsequent sampling interval is changed to be short and the plant property detecting means (2) Creates the wilting degree calculation means (3b) And controlling.
上記制御手段により、所定のサンプリング間隔で育生植物の葉の性状情報に基づいて算出された萎れ度について基準値による養液供給条件が判定され、その条件を満たす場合は養液供給手段を作動制御し、この制御処理において、萎れ度が上記養液供給基準に一定範囲まで近づいた時にサンプリング間隔が短く変更され、それ以降は短い間隔で萎れ度による養液供給条件が判定されて養液供給手段が制御される。 The control means determines the nutrient solution supply condition based on the reference value for the degree of wilting calculated based on the leaf property information of the growing plant at a predetermined sampling interval, and when the condition is satisfied, controls the nutrient solution supply means to operate. In this control process, the sampling interval is changed to a short time when the wilting degree approaches the above-mentioned nourishing liquid supply standard, and thereafter, the nourishing liquid supply condition according to the wilting degree is determined at a short interval and the nourishing liquid supply means Is controlled.
請求項１に係る発明は、葉の性状監視と養液供給の判定について、当初はサンプリング間隔を大きくすることにより萎れ度の算出に伴うデータ処理負荷が抑えられ、また、萎れ度が養液供給基準に近づくと短い間隔で監視と判定をすることにより、高精度のタイミングで養液供給が可能となることから、上記構成の植物栽培制御装置は、簡易なデータ処理手段によってコスト負担を抑えつつ、植物の高精度のストレス管理によって十分な成果を確保することが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, the data processing load accompanying the calculation of the wilting degree is suppressed by initially increasing the sampling interval for the monitoring of the leaf properties and the determination of the feeding of the nourishing liquid. By monitoring and determining at short intervals when approaching the standard, it becomes possible to supply nutrient solution at a highly accurate timing. Therefore, the plant cultivation control device having the above configuration suppresses the cost burden by simple data processing means. Sufficient results can be ensured by high-precision stress management of plants.
上記技術思想に基づいて具体的に構成された実施の形態について以下に図面を参照しつつ説明する。
図１に本実施例の植物の栽培方法のシステム構成図を示す。植物としてトマトを例に説明するが、本発明はトマトに限定されるものではない。
トマト生育施設（ハウス）内でロックウールベッド等の培床によって構成した栽培容器１に植えられて生育中のトマトＧの葉をトマトの上方から撮影するために、植物性状検出手段としてのデジタルカメラ（撮影装置）２をハウスの適宜の支持部材に支持させてトマトの上方に配置する。またカメラ２で撮影された画像のデジタルデータは制御装置（コンピュータ）３に送信する構成になっている。さらにトマトが植えられた栽培容器１には培養液供給装置５から培養液が供給される。
Embodiments specifically configured based on the above technical idea will be described below with reference to the drawings.
The system block diagram of the cultivation method of the plant of a present Example is shown in FIG. Although a tomato is demonstrated as an example as a plant, this invention is not limited to a tomato.
A digital camera as a plant property detection means for photographing the tomato G leaves that are planted in a cultivation container 1 constituted by a culture bed such as a rock wool bed in a tomato growth facility (house) from above the tomato. (Photographing device) 2 is supported above an appropriate support member of the house and placed above the tomato. The digital data of the image taken by the
またトマトが植えられた栽培容器１はガーター６に載せておき、該ガーター６の底部には排液流通口６ａを設けておき、栽培容器１に供給された培養液はトマト生育に利用された後に落下して排液タンク７に回収される。ガーター６の底部に設けた排液流通口６ａには排液感知器９が設置されており、該排液感知器９が排液を検出すると、該検出信号が制御装置３に送信され、制御装置３は培養液供給装置５から栽培容器１への培養液の供給を停止させる。
Moreover, the cultivation container 1 in which the tomato was planted was placed on the
なお、上記デジタルカメラ２は、その他の用途のためのハウス内に設置されるカメラをタイムシェアリングしながら利用することもできる。また、一回の培養液のトマトへの供給量は植物に応じてそれぞれ適切な量（５０から２００ｍｌ）である。
The
トマトの葉の萎れ度合を判定する萎れ判定は制御装置３の萎れ度合判定手段である演算処理装置３ｂで行うが、この演算処理装置３ｂによる葉の萎れ度合の判定は図２に示すフローチャートに従って行う。
The wilt determination for determining the degree of wilt of tomato leaves is performed by the
図２に示すフローで、ステップ１でカメラ２で撮影した画像が制御装置３内の画像入力装置３ａに入力されると、ステップ２で葉の上方から撮影した画像を２値化したデータとしてトマトの葉の投影面積を演算処理装置３ｂと記憶装置３ｃを用いて算出する。
In the flow shown in FIG. 2, when the image captured by the
上記トマトの上方からの投影面積は葉の投影面積を正確に算出する必要はなく、たとえば葉に特定の色に対応する画素の数を求めれば足りる。撮影された各画像に対して投影面積を求めてもよく、一定の時間内に撮影された複数の画像を平均化した上で投影面積を求めてもよい。 The projected area from above the tomato does not need to accurately calculate the projected area of the leaf. For example, it is sufficient to obtain the number of pixels corresponding to a specific color on the leaf. The projected area may be obtained for each photographed image, or the projected area may be obtained after averaging a plurality of images photographed within a certain time.
次にステップ３ではステップ２で求めたトマトの葉の投影面積の記憶装置３ｃ中に予め設定されている最大の投影面積に対する比率を求める。ステップ４では前記投影面積比に基づき給液をすべきかどうかを判断する。例えば、７５％を給液基準値とし、投影面積比がこの給液基準値を下回るか否かを基準とすれば、簡単に判断することができる。さらに、投影面積比の時間変化率（微分量）や時間積分量も判断材料に加えても良い。このように所定の給液基準値（７０〜９０％が望ましい）を葉の萎れ度合の判定の目安とする。
Next, in
トマトに対する給液を不要と判断すれば、画像入力のステップ１へ戻る。給液を必要と判断すれば、ステップ５で給液信号を給液信号出力装置３ｄに出力し、該給液信号の出力によって培養液供給装置５のポンプ５ａを作動して、トマトに給液を行う。そして、そのときの投影面積の値を最大投影面積として記憶装置３ｃでの最大投影面積を更新する。
If it is determined that the liquid supply to the tomato is unnecessary, the process returns to step 1 of image input. If it is determined that the liquid supply is necessary, a liquid supply signal is output to the liquid supply
トマトの葉の萎れ度合の判定で、培養液を供給する必要があると、前述のように所定量の培養液を供給するが、一回の培養液の供給で萎れが回復していないと判定されると、一定時間毎（例えば１０〜２０分毎）に萎れ度合いの判定を行い、萎れが無くなり正常値（９８〜１００％）に戻るまで、給液を繰り返す。 When it is necessary to supply the culture solution in the determination of the degree of wilt of the tomato leaves, the predetermined amount of the culture solution is supplied as described above, but it is determined that the wiping has not been recovered by one supply of the culture solution. Then, the degree of wilting is determined every predetermined time (for example, every 10 to 20 minutes), and the liquid supply is repeated until the wilting disappears and returns to a normal value (98 to 100%).
一度に大量の給液を行うと、根圏の変化が大きくなり、根の病気、生理障害等の原因になるため、培養液の所定量を少しずつ供給することでストレスを与えつつも、急激な変化を抑制することで栽培期間を長くすることが可能になる。 If a large amount of liquid is supplied at once, the change in the rhizosphere will increase, causing root diseases, physiological disorders, and so on. It is possible to lengthen the cultivation period by suppressing the change.
このように、上記制御処理は、カメラ２と画像入力装置３ａとによる植物性状検出手段によって育生植物の葉の状態を検出し、萎れ度算出手段３ｂが植物性状検出手段２による検出情報に基づいて葉の萎れ度を算出し、演算処理装置３ｂによる制御手段が上記植物性状検出手段２および萎れ度算出手段３ｂを所定のサンプリング間隔（例えば、昼間１５分〜３０分、夜間１時間）で作動制御することにより、算出された萎れ度が別途設定した養液供給基準値に達したときに給液信号出力装置３ｄによる養液供給手段５が育生植物に所定の養液を供給するように作動制御する。
As described above, the control process detects the state of the leaf of the growing plant by the plant property detecting means by the
この基本処理構成において、上記制御手段は、図３の２４時間タイムチャートに示すように、萎れ度算出手段３ｂによって算出された萎れ度が上記養液供給基準値を７０％とすると、５％以内の範囲、すなわち、萎れ度が７５％に達した時Ｔ１に、それ以降のサンプリング間隔を短く、例えば、５分間隔に変更して植物性状検出手段２と萎れ度算出手段３ｂを作動制御し、養液供給基準値に達した時Ｔ０に養液供給手段５を３０分間作動するとともに、元のサンプリング間隔に戻すように制御処理を構成する。
In this basic processing configuration, as shown in the 24-hour time chart of FIG. 3, the control means is within 5% when the wilting degree calculated by the wilting degree calculating means 3b assumes the nutrient solution supply reference value to be 70%. Range, that is, when the wilting degree reaches 75%, at T1, the subsequent sampling interval is shortened, for example, by changing the interval to 5 minutes to control the operation of the plant property detecting means 2 and the wilting degree calculating
上記制御手段により、所定のサンプリング間隔で育生植物の葉の性状情報に基づいて算出された萎れ度について基準値による養液供給条件が判定され、その条件を満たす場合は養液供給手段が作動し、この制御処理において、萎れ度が上記養液供給基準に近づいた時Ｔ１にサンプリング間隔が短く変更され、それ以降は短い間隔で萎れ度による養液供給条件が判定されて養液供給手段５が制御される。上記例によれば、常時５分間隔で監視する場合と比較すると、処理負荷が約１／６に低減される。 The control means determines the nutrient solution supply condition based on the reference value for the degree of wilting calculated based on the leaf property information of the growing plant at a predetermined sampling interval, and when the condition is satisfied, the nutrient solution supply means operates. In this control process, when the wilting degree approaches the nutrient solution supply standard, the sampling interval is changed to be short, and thereafter, the nutrient solution supply condition according to the degree of wilting is determined at short intervals, and the nutrient solution supply means 5 Be controlled. According to the above example, the processing load is reduced to about 1/6 as compared with the case of always monitoring at intervals of 5 minutes.
したがって、上記構成の植物栽培制御装置は、葉の性状監視と養液供給の判定について、当初はサンプリング間隔を大きくすることにより、萎れ度の算出に伴うデータ処理負荷が抑えられ、また、萎れ度が養液供給基準に近づくと短い間隔で監視と判定をすることにより、高精度のタイミングで養液供給が可能となることから、上記構成の植物栽培制御装置により、簡易なデータ処理手段によってコスト負担を抑えつつ、植物の高精度のストレス管理によって十分な成果を確保することが可能となる。 Therefore, the plant cultivation control device having the above configuration can suppress the data processing load associated with the calculation of the deflation degree by initially increasing the sampling interval for the monitoring of the leaf properties and the determination of the nutrient solution supply. Since the nutrient solution can be supplied at a highly accurate timing by monitoring and determining at a short interval when the nutrient solution supply standard is approached, the plant cultivation control device having the above-described configuration allows the cost to be reduced by simple data processing means. Sufficient results can be ensured by high-precision stress management of plants while suppressing the burden.
（日射量）
また、図４の日射量対応処理のタイムチャートに示すように、画像撮影は最低１時間に１回とし、過去に実施された時間Ｔ０と積算日射量に基づいて画像撮影を行い、萎れ度が基準値に近づいた時Ｔ１に５分間隔に切換えるように構成する。
例えば、前回の給液間隔Ｔ０が３６時間、積算日射量が３０ｋｗ毎平方メートルとすると、次回の給液も両条件（特に日射量）が関係有ると予測されるため、リセットの後にその条件を次回の給液に反映させる。このように、目標値から５％の範囲に近づくまで１時間毎に撮影する例によれば、撮影回数を約１／１０に減らすことができる。
(Insolation)
In addition, as shown in the time chart of the solar radiation amount handling process in FIG. 4, the image capturing is performed at least once per hour, and the image capturing is performed based on the past time T0 and the integrated solar radiation amount. When approaching the reference value, it is configured to switch to an interval of 5 minutes at T1.
For example, if the previous liquid supply interval T0 is 36 hours and the accumulated solar radiation amount is 30 kW per square meter, the next liquid supply is predicted to be related to both conditions (particularly the solar radiation amount). Reflect in the liquid supply. As described above, according to the example in which photographing is performed every hour until the target value approaches the range of 5%, the number of photographing can be reduced to about 1/10.
（養液栽培装置）
次に、画像撮影による萎れ度の算出に適する養液栽培装置について説明する。
養液栽培装置は、ハウス内部の平面図を図５に示すように、床面Ｆを青色シートで覆うとともに、灰色の温湯配管Ｐも青色ペイントを塗布することにより、特に灰色の温湯配管Ｐによるデジタル画像のばらつきを回避して、植物Ｇの葉を背景部分から確実に分離でき、正確な制御を行うことができる。
(Nutrient culture equipment)
Next, a hydroponic cultivation apparatus suitable for calculating the degree of wilting by image shooting will be described.
As shown in FIG. 5, the hydroponics apparatus covers the floor F with a blue sheet, and the gray hot water pipe P is also coated with a blue paint so that the gray hot water pipe P is used. By avoiding variations in the digital image, the leaves of the plant G can be reliably separated from the background portion, and accurate control can be performed.
また、苗株が大きく成長することにより、株元の白いロックウールベッドＢは見えなくなるが、定植直後で植物体が小さい場合は、ロックウールベッドＢを青色ペイントで染布することにより、真上からのカメラ画像における植物体を背景部分から容易に区別することができる。同様に、トマトの株末を吊るための誘引フックが白色の場合は判別不能なので、誘引ひもと合わせて青色にすることで判別精度を向上することができる。 In addition, when the seedling grows large, the white rock wool bed B, which is the original plant, becomes invisible. However, if the plant body is small immediately after planting, the rock wool bed B is dyed with blue paint. The plant body in the camera image from can be easily distinguished from the background portion. Similarly, when the attracting hook for suspending the tomato stock powder is white, it is impossible to discriminate. Therefore, it is possible to improve the discriminating accuracy by combining the attracting cord with blue.
（別の制御例）
次に、積算日射量による別の制御例について説明すると、別途求めた積算日射量の関係線図を図６に示すように、萎れによる給液間隔とその期間の積算日射量の平均値を算出しておき、図７の日射量による制御例のフローチャートに示すように、基本ループとして、萎れ度の判定処理（Ｓ１ａ）によって給液実施処理（Ｓ２）を行い、さらに加えて、基準値の１．１倍の積算日射量の確認処理（Ｓ１ｂ）を行う。
このような制御処理における上記積算日射量の確認処理（Ｓ１ｂ）により、カメラの故障等の異常をカバーして育生植物の保護を図ることができる。
(Another control example)
Next, another control example based on the integrated solar radiation amount will be described. As shown in FIG. 6, a relationship diagram of the separately obtained integrated solar radiation amount is used to calculate the average value of the cumulative solar radiation amount during the liquid supply interval due to wilting and the period thereof. In addition, as shown in the flowchart of the control example based on the amount of solar radiation in FIG. 7, as a basic loop, the liquid supply execution process (S2) is performed by the determination process (S1a) of the wilting degree. (1) The process of confirming the accumulated solar radiation amount (S1b) is performed.
By the confirmation process (S1b) of the integrated solar radiation amount in such a control process, it is possible to protect the growing plant by covering an abnormality such as a camera failure.
（異常処理）
次に、画像撮影に関する異常処理について説明する。
所定間隔（例えば、５分間隔）の画像撮影に際し、管理作業により作業員が撮影されることがあり、正確な制御ができないので、作業員等が撮影された場合は、２分後に再撮影する。この判定基準は、画像のピクセル数の極端な変動（例えば、１０％低下）の場合に行う。
(Abnormal processing)
Next, the abnormality process related to image shooting will be described.
When taking images at a predetermined interval (for example, every 5 minutes), a worker may be photographed by management work, and accurate control cannot be performed. Therefore, if a worker or the like is photographed, re-photograph after 2 minutes. . This determination criterion is used in the case of an extreme change (for example, a 10% decrease) in the number of pixels of the image.
具体的には、図８の異常処理についてのタイムチャートに示すように、１回のサイクルを５分間とし、その８：００→８：０５の例について、８：００から撮影Ａと計算Ｂの処理をし、その異常判定によって８：０２に再度の撮影Ａｔ、計算Ｂｔをし、待機Ｃの後、次の撮影Ａ、計算Ｂは、予定通り８：０５から実施する。上記の１サイクルにおいて、撮影Ａの時間は１分間の間に１回の撮影を行い、計算Ｂの時間は、撮影データをピクセルに直し、萎れ度を計算する。このような異常時の判断をピクセル数の変動により処理することにより、常に正確な制御が可能となる。 Specifically, as shown in the time chart for the abnormal process in FIG. 8, one cycle is set to 5 minutes, and the example of the 8: 00 → 8: 05 is taken from 8:00 to the shooting A and the calculation B. Processing is performed, and the imaging At and calculation Bt are performed again at 8:02 according to the abnormality determination, and after standby C, the next imaging A and calculation B are performed from 8:05 as scheduled. In the above-described one cycle, the shooting A is performed once in one minute, and the calculation B is performed by converting the shooting data into pixels and calculating the degree of deflation. By processing such a determination at the time of abnormality based on the variation in the number of pixels, accurate control can always be performed.
また、夜間のフラッシュが弱い場合や作動しない場合は、相対萎れ度の１００％基準値が異なるため、萎れ度合いが変わり、制御できなくなることから、その対応例として、２４時間について５分間隔でタイマーによりデジカメ撮影をし、全撮影についてフラッシュを強制的に使用し、夜間のフラッシュの不具合時のデータは使用しない。この場合の判別は、撮影データの容量が絶対数（８００ｋｂｔ）以下になった場合に行うものとする。例えば、８：００のデータ容量が８００ｋｂｔ以下の時は８：００のデータ計算は実施しない（８：００のデータはなしとなる）。このようなフラッシュ異常による基準値のずれを無くすことにより、正確な制御が可能となる。 Also, if the nighttime flash is weak or does not work, the 100% reference value of relative wilt is different, so the degree of wilt changes and control becomes impossible. Takes a digital camera and forcibly uses the flash for all shooting, and does not use the data at the time of the flash failure at night. The determination in this case is performed when the capacity of the shooting data becomes an absolute number (800 kbt) or less. For example, when the data capacity at 8:00 is 800 kbt or less, the data calculation at 8:00 is not performed (the data at 8:00 is not present). By eliminating the deviation of the reference value due to such flash abnormality, accurate control becomes possible.
また、別の制御方法として、デジカメの撮影時間は日の出〜日の入までとし、間隔は任意設定可能（例えば、５分間隔）、撮影はフラッシュを強制使用して前記システムに適用する。例えば、図９の昼間処理のタイムチャートに示すように、１０月１日は日の出６：００〜日の入１８：００を撮影範囲Ｗ、１０月２日は日の出６：０１〜日の入１７：５９を撮影範囲Ｗとする。
上記制御は、夜間は湿度が上昇して萎れ度が回復し、給液が行われることがないため、昼間の撮影のみ実施とすることにより、自動時間調整機能によって都度の設定が必要なくなる。
Further, as another control method, the digital camera can be taken from sunrise to sunset, the interval can be arbitrarily set (for example, every 5 minutes), and the flash is forcibly used in the system. For example, as shown in the time chart of daytime processing in FIG. 9, the shooting range W is 6:00 to 18:00 on October 1 and the shooting range W is 10:01 to 17 on sunrise on October 2. : 59 is the shooting range W.
In the above control, the humidity rises and the degree of wilt is restored at night, and no liquid supply is performed. Therefore, only the daytime shooting is performed, so that the automatic time adjustment function does not need to be set each time.
（複数制御）
次に、糖度の異なるトマトを育生する場合については、例えば、図１０の複数区画の育生ハウス構成図に示すように、異なった制御区画を１台のカメラＣで制御可能に構成する。区画１では目標糖度８％、しおれ７０％、区画２では糖度目標なし、しおれ９０％とし、これらを1台のデジカメＣによって安価に制御することができる。
(Multiple control)
Next, in the case of growing tomatoes having different sugar levels, for example, as shown in the diagram of the breeding house of a plurality of sections in FIG. 10, different control sections are configured to be controllable by one camera C. In section 1, the target sugar content is 8% and wilting is 70%, and in
また、所定のレールを設けてデジカメＣを移動可能に構成し、デジカメを養液制御と病虫害診断の兼用とする。この場合、カメラは「通常」と「観察」に切換え可能に構成し、「通常」は萎れ度、「観察」はオートフォーカスズーム操作によって作業者がカメラを介して目視により葉の色や虫を撮影する。このように、養液制御だけでなく、病虫害等の診断にもカメラを有効利用することができる In addition, a predetermined rail is provided so that the digital camera C can be moved, and the digital camera is used for both the nutrient solution control and the pest and disease diagnosis. In this case, the camera is configured so that it can be switched between “normal” and “observation”, “normal” is a degree of deflation, and “observation” is an autofocus zoom operation that allows the operator to visually observe the color of the leaves and insects through the camera. Take a picture. In this way, the camera can be used effectively not only for nutrient solution control but also for diagnosis of diseases and pests.
また、カメラ位置については、図１１の育生ハウス構成図に示すように、デジカメＣを養液制御と病虫害診断の兼用とし、カメラ移動用のレールＲを設け、1条２列植えの場合Ａ、または、振り分けの場合Ｂに、条の中心線上にカメラＣを配置することにより、２列のトマトの萎れ度を同時に撮影することができる。 As for the camera position, as shown in the diagram of the nursery house in FIG. 11, the digital camera C is used for both nutrient solution control and disease and disease diagnosis, and a camera movement rail R is provided. Alternatively, in the case of sorting B, by arranging the camera C on the center line of the strip, the wilting degree of the two rows of tomatoes can be photographed simultaneously.
（重量方式）
次に、植物性状検出手段として重量方式の養液供給による栽培装置について説明する。
図１２の育生ハウスの構成図に示すように、トマト等の誘引紐Ｓにかかる重量を利用して給液のタイミングを決定する。重量は、ばね測りＭを利用し、その値をパソコンＰＣに送信する。上記誘引紐Ｓに係る重量を測定することで、例えば、通常時は６５０ｇ、ストレス時は４００ｇのように、トマトのストレス度を容易に判断することができる。このようにして、正確な給液制御が可能となる。
(Weight method)
Next, a cultivation apparatus using a weight-type nutrient solution supply as a plant property detection means will be described.
As shown in the block diagram of the nursery house in FIG. 12, the timing of the liquid supply is determined using the weight applied to the attracting string S such as tomato. For the weight, the spring measurement M is used, and the value is transmitted to the personal computer PC. By measuring the weight related to the attraction string S, for example, it is possible to easily determine the degree of stress of the tomato, such as 650 g in normal time and 400 g in stress. In this way, accurate liquid supply control is possible.
（日射量方式）
次に、日射量によって萎れ度を補正する処理について説明する。
例えば、図１３の日射量対応の設定値変更経過例に示すように、制御設定値を７０％として日射量（ワット毎平方メートル）が７０になると７１％、９０になると７３％に日射量の大きさにより一時的に自動的に萎れ度を補正する。
(Solar radiation method)
Next, processing for correcting the degree of wilting according to the amount of solar radiation will be described.
For example, as shown in the example of change in the setting value corresponding to the amount of solar radiation in FIG. 13, when the control setting value is 70% and the amount of solar radiation (watts per square meter) becomes 70, the amount of solar radiation increases to 71% and when it reaches 90, the amount of solar radiation increases to 73%. Thus, the degree of wilting is automatically corrected temporarily.
日射量が大きい時は萎れ度が激しく進み、植物体内のストレスも大きく掛かっているため、設定値を１〜３％程度低くしてトマト樹に対する水ストレスをやわらげて樹の老化を防ぐことができる。ただし、日射量が大きくない時（設定値以下になった時）は元に戻すものとする。 When the amount of solar radiation is large, the degree of wilt progresses severely, and the stress in the plant body is also greatly applied, so the set value can be lowered by about 1 to 3% to reduce the water stress on the tomato tree and prevent the tree from aging . However, when the amount of solar radiation is not large (when it falls below the set value), it will be restored.
従来では測定間隔（５分）弱のタイムラグがあるが、日射量に基づく上記制御により、図１４のタイムチャートに示すように、連続撮影により、制御設定値となった時Ｔの後にすぐに給液が可能となる。 Conventionally, there is a time lag of slightly less than the measurement interval (5 minutes). However, with the above control based on the amount of solar radiation, as shown in the time chart of FIG. Liquid becomes possible.
（距離センサー方式）
次に、植物性状検出手段として距離センサー方式の養液供給による栽培装置については、ハウスの立面図（ａ）および平面図（ｂ）を図１５に示すように、萎れの度合いは距離センサーＳを利用し、このセンサーＳは一定の速度にて決められた範囲をハウスの梁に沿って往復移動するように構成する。
(Distance sensor method)
Next, about the cultivation apparatus by a nutrient solution supply of a distance sensor system as a plant property detection means, as shown in the elevation (a) and plan view (b) of the house in FIG. The sensor S is configured to reciprocate along a beam of the house within a range determined at a constant speed.
詳細には、ベッドＢに支持したトマトＧの株列の上方を距離センサーＳの移動によってスキャンし、例えば、１０００回／１０ｍで測定し、その検出距離を積算する。通常時Ｇ１に比べて萎れ時Ｇ２はベッドＢまでの距離検出回数が増えるため、その積算距離が増えることから、これを萎れと判断して養液制御に利用することができる。 In detail, the upper part of the stock line of tomato G supported on the bed B is scanned by the movement of the distance sensor S, for example, measured at 1000 times / 10 m, and the detected distance is integrated. Since the number of times of distance detection to the bed B increases at the time of the deflation G2 as compared to the normal time G1, the integrated distance increases, so that it can be determined to be deflated and used for nutrient solution control.
（生理障害対応）
次に、生理障害対応の栽培装置については、図１６のハウス構成図に示すように、萎れ度検出カメラＣ１の他に、果実監視カメラＣ２を設けてトマトＧの果実の生理障害も監視し、その程度に応じて萎れ度合いを自動的に設定変更するシステムを構成する。
(For physiological disorders)
Next, about the cultivation apparatus corresponding to a physiological disorder, as shown in the house block diagram of FIG. 16, in addition to the wilting degree detection camera C1, a fruit monitoring camera C2 is provided to monitor the physiological disorder of the fruit of the tomato G, A system that automatically sets and changes the degree of deflation according to the degree is configured.
トマトの糖度は、同じストレスを与えたとすると、生育ステージが大きくなる程、糖度は上昇するが生理障害も多く発生する傾向にあることから、上記両データによって糖度と製品率を監視することにより高糖度トマトの生産が可能となる。 The sugar content of tomatoes increases with increasing growth stage, but the sugar content tends to increase but more physiological disorders occur. Production of sugary tomatoes becomes possible.
詳細には、萎れ、実測糖度、生理障害の状況を図１７の経過表に示すように、目標糖度が満足するまで一定の萎れ度で給液し、目標糖度が満足したら製品監視カメラＣ２が作動し、製品の生理障害に応じて一定の萎れ度から自動的に萎れ度を緩め（例えば、７０％→７５％または８０％）て栽培する。 Specifically, as shown in the progress chart of FIG. 17, the conditions of wilting, measured sugar content, and physiological disorders are supplied until the target sugar content is satisfied, and the product monitoring camera C2 is activated when the target sugar content is satisfied. Then, depending on the physiological disorder of the product, the wilting degree is automatically relaxed from a certain wilting degree (for example, 70% → 75% or 80%) and cultivated.
上記において、実測糖度は糖度予測システムによって得られる予測糖度であり、また、果実の生理障害はその色により、例えば、下方位置から見た緑または赤の果実の中央部の黒変によって判別する。このようにして、目標糖度をクリアするとともに、製品率も向上することができる。 In the above, the measured sugar content is the predicted sugar content obtained by the sugar content prediction system, and the physiological disorder of the fruit is determined by its color, for example, by the blackening of the central part of the green or red fruit viewed from the lower position. In this way, the target sugar content can be cleared and the product rate can be improved.
１ 栽培容器
２ カメラ（植物性状検出手段）
３ 制御装置（制御手段）
３ａ 画像入力装置
３ｂ 演算処理装置（萎れ度算出手段）
５ 培養液供給装置（養液供給手段）
Ｇ トマト（植物）
Ｔ１ 間隔切換時
Ｔ０ 給液時
1
3 Control device (control means)
3a
5 Culture solution supply device (nutrient supply unit)
G Tomato (plant)
T1 interval switching T0 liquid supply
Claims (1)
上記制御手段（３）は、植物性状検出手段（２）および萎れ度算出手段（３ｂ）を所定のサンプリング間隔で作動制御し、算出された萎れ度が上記養液供給基準値まで所定の範囲に達した時に、それ以降のサンプリング間隔を短く変更して植物性状検出手段（２）と萎れ度算出手段（３ｂ）を作動制御することを特徴とする植物栽培制御装置。 A plant property detecting means (2) capable of detecting the state of the leaf of the growing plant, a wilt degree calculating means (3b) for calculating the degree of leaf wilt based on the detection information by the plant property detecting means (2), Control means for controlling the operation of the nutrient solution supply means (5) for supplying a predetermined nutrient solution to the growing plant when the wilt degree calculated by the wilt degree calculation means (3b) reaches a nutrient solution supply reference value set separately. (3) In the plant cultivation control device comprising:
The control means (3) operates and controls the plant property detection means (2) and the wilting degree calculation means (3b) at a predetermined sampling interval, and the calculated wilting degree falls within a predetermined range up to the nutrient solution supply reference value. A plant cultivation control device characterized in that when it reaches, the subsequent sampling interval is changed short to control the operation of the plant property detection means (2) and the wilting degree calculation means (3b).
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015040767A1 (en) * | 2013-09-17 | 2015-03-26 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Hydroponic device |
| WO2018111064A1 (en) * | 2016-12-15 | 2018-06-21 | Herrera Cadena Isaac Abraham | System for monitoring and controlling water stress in order to optimise oil extraction |
| JP2019097395A (en) * | 2017-11-28 | 2019-06-24 | 井関農機株式会社 | Plant cultivation equipment |
| JP2020043779A (en) * | 2018-09-14 | 2020-03-26 | 株式会社クボタ | Watering control system |
| JP2020043780A (en) * | 2018-09-14 | 2020-03-26 | 株式会社クボタ | Watering control system |
| JP2020137415A (en) * | 2019-02-26 | 2020-09-03 | 国立大学法人静岡大学 | Irrigation timing determination system, irrigation control system, and irrigation timing determination method |
| JP2021058146A (en) * | 2019-10-08 | 2021-04-15 | ヤンマーパワーテクノロジー株式会社 | Environment control system for agricultural greenhouse |
| CN115454181A (en) * | 2022-10-08 | 2022-12-09 | 南通智大信息技术有限公司 | Internet of things-based intelligent monitoring method and system for agricultural greenhouse |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0767485A (en) * | 1993-09-01 | 1995-03-14 | Takeo Kinjiyou | Solar radiation sensitive type automatic method and device for controlling nutritive solution supply |
| JPH07123864A (en) * | 1993-11-04 | 1995-05-16 | Toshiba Corp | Measure/control unit for plant community status |
| JPH08266156A (en) * | 1995-04-03 | 1996-10-15 | Tokyo Gas Co Ltd | Judgment of acclimatization of transplanted seedling |
| JPH09275782A (en) * | 1996-04-16 | 1997-10-28 | Hitachi Ltd | Device for hydroponics |
| JP2006223216A (en) * | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Iseki & Co Ltd | Cultivating facility |
| JP2007306846A (en) * | 2006-05-18 | 2007-11-29 | Ehime Univ | Liquid supply controlling device |
-
2007
- 2007-08-20 JP JP2007213553A patent/JP5233204B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0767485A (en) * | 1993-09-01 | 1995-03-14 | Takeo Kinjiyou | Solar radiation sensitive type automatic method and device for controlling nutritive solution supply |
| JPH07123864A (en) * | 1993-11-04 | 1995-05-16 | Toshiba Corp | Measure/control unit for plant community status |
| JPH08266156A (en) * | 1995-04-03 | 1996-10-15 | Tokyo Gas Co Ltd | Judgment of acclimatization of transplanted seedling |
| JPH09275782A (en) * | 1996-04-16 | 1997-10-28 | Hitachi Ltd | Device for hydroponics |
| JP2006223216A (en) * | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Iseki & Co Ltd | Cultivating facility |
| JP2007306846A (en) * | 2006-05-18 | 2007-11-29 | Ehime Univ | Liquid supply controlling device |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JPN6012064262; 村川 昇万: '投影面積変化に基づいた給液制御システムによる高糖度トマト生産' 生物環境情報システム学研究発表論文集 ９巻, 2006, 第２１頁, 愛媛大学農学部 * |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015040767A1 (en) * | 2013-09-17 | 2015-03-26 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Hydroponic device |
| JP2015057957A (en) * | 2013-09-17 | 2015-03-30 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Hydroponic device |
| WO2018111064A1 (en) * | 2016-12-15 | 2018-06-21 | Herrera Cadena Isaac Abraham | System for monitoring and controlling water stress in order to optimise oil extraction |
| JP2019097395A (en) * | 2017-11-28 | 2019-06-24 | 井関農機株式会社 | Plant cultivation equipment |
| JP7154077B2 (en) | 2018-09-14 | 2022-10-17 | 株式会社クボタ | Irrigation control system |
| JP2020043780A (en) * | 2018-09-14 | 2020-03-26 | 株式会社クボタ | Watering control system |
| JP7090516B2 (en) | 2018-09-14 | 2022-06-24 | 株式会社クボタ | Irrigation control system |
| JP2020043779A (en) * | 2018-09-14 | 2020-03-26 | 株式会社クボタ | Watering control system |
| JP2020137415A (en) * | 2019-02-26 | 2020-09-03 | 国立大学法人静岡大学 | Irrigation timing determination system, irrigation control system, and irrigation timing determination method |
| JP7198496B2 (en) | 2019-02-26 | 2023-01-04 | 国立大学法人静岡大学 | Irrigation timing determination system, Irrigation control system, Irrigation timing determination method |
| JP2021058146A (en) * | 2019-10-08 | 2021-04-15 | ヤンマーパワーテクノロジー株式会社 | Environment control system for agricultural greenhouse |
| CN115454181A (en) * | 2022-10-08 | 2022-12-09 | 南通智大信息技术有限公司 | Internet of things-based intelligent monitoring method and system for agricultural greenhouse |
| CN115454181B (en) * | 2022-10-08 | 2023-07-25 | 南通智大信息技术有限公司 | Intelligent agricultural greenhouse monitoring method and system based on Internet of things |
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| Publication number | Publication date |
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