特開 2023-28915 野菜生産システム及び野菜生産方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023028915

(43)【公開日】2023-03-03

(54)【発明の名称】野菜生産システム及び野菜生産方法

(51)【国際特許分類】

   A01D 46/30 20060101AFI20230224BHJP

【ＦＩ】

A01D46/30

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021134897

(22)【出願日】2021-08-20

(71)【出願人】

【識別番号】000006622

【氏名又は名称】株式会社安川電機

(74)【代理人】

【識別番号】110003096

【氏名又は名称】弁理士法人第一テクニカル国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山本 武

【テーマコード（参考）】

2B075

【Ｆターム（参考）】

2B075JF05

2B075JF07

(57)【要約】

【課題】収穫を正常且つ安定して行うことが可能な野菜生産システム及び野菜生産方法を提供する。
【解決手段】野菜生産システム１は、葉部３ｂを有する野菜３を、葉部３ｂが上方に位置するように保持する保持具５と、保持具５を移動可能に支持する移載装置１１のハンド３５と、ハンド３５により支持された保持具５を下方から撮像するカメラ１２と、を有し、ハンド３５は、保持具５を保持して所定の撮像位置１０に移動させ、カメラ１２は、撮像位置１０の下方に配置されており、撮像位置１０においてハンド３５により支持された保持具５を下方から撮像する。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

葉部を有する野菜を、前記葉部が上方に位置するように保持する保持具と、
前記保持具を移動可能に支持する支持具と、
前記支持具により支持された前記保持具を下方から撮像する撮像装置と、
を有する、野菜生産システム。

【請求項2】

前記支持具は、
前記保持具を保持して所定の撮像位置に移動させ、
前記撮像装置は、
前記撮像位置の下方に配置されており、前記撮像位置において前記支持具により支持された前記保持具を前記下方から撮像する、
請求項１に記載の野菜生産システム。

【請求項3】

前記保持具を所定の期間をかけて移動させて前記野菜を生育させる栽培棚と、
前記保持具を、前記栽培棚において移載する移載装置と、
をさらに有し、
前記支持具は、
前記移載装置のハンドである、
請求項２に記載の野菜生産システム。

【請求項4】

前記移載装置は、
前記保持具を、前記栽培棚から前記葉部を収穫する収穫工程へと移載し、
前記ハンドは、
前記保持具を前記栽培棚から前記収穫工程へ移載する途中で前記撮像位置に移動させる、
請求項３に記載の野菜生産システム。

【請求項5】

前記撮像装置は、
前記栽培棚又は前記移載装置に設置されている、
請求項３又は４に記載の野菜生産システム。

【請求項6】

前記撮像装置は、
前記保持具、及び、前記葉部を撮像画像に含むように撮像する、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の野菜生産システム。

【請求項7】

前記撮像装置により撮像された画像の全体の面積に対する前記葉部の色面積が占める割合と、所定のしきい値と、を比較することにより、前記野菜の姿勢が正常であるか異常であるかを判定する姿勢判定部をさらに有する、
請求項６に記載の野菜生産システム。

【請求項8】

前記保持具を所定の期間をかけて移動させて前記野菜を生育させる栽培棚と、
前記保持具を、前記栽培棚から前記葉部を収穫する収穫工程へと移載する移載装置と、
前記姿勢判定部により、前記野菜の姿勢が正常であると判定された場合には、前記保持具を前記栽培棚から収穫工程に移載するように前記移載装置を制御し、前記野菜の姿勢が異常であると判定された場合には、前記保持具を前記栽培棚から廃棄工程に移載するように前記移載装置を制御する制御部と、
をさらに有する、
請求項７に記載の野菜生産システム。

【請求項9】

前記姿勢判定部により、前記野菜の姿勢が正常であると判定された回数、及び、前記野菜の姿勢が異常であると判定された回数、の少なくとも一方をカウントし、歩留まりを算出する歩留まり算出部、
をさらに有する、
請求項７又は８に記載の野菜生産システム。

【請求項10】

葉部を有する野菜を前記葉部が上方に位置するように保持する保持具を移動可能に支持することと、
支持された前記保持具を下方から撮像することと、
を有する、野菜生産方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示の実施形態は、野菜生産システム及び野菜生産方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、植物が生育される苗床片を苗床片の上面側に収穫物となる部分を位置させて保持する定植パネルが、搬送経路における切断刃の設けられた切断位置を上流側から下流側に通過するときに、苗床片で生育した植物において収穫物となる部分と根との間が切断刃により切断される根切り収穫機が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１４１６０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

植物の自動生産システムでは、例えば収穫物となる部分が過度に成長していたり、直立せずに倒れている等の理由により、収穫に適した姿勢でない場合がある。上記従来技術では、そのような場合に収穫を正常に行えない可能性があった。

【0005】

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、収穫を正常且つ安定して行うことが可能な野菜生産システム及び野菜生産方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、葉部を有する野菜を、前記葉部が上方に位置するように保持する保持具と、前記保持具を移動可能に支持する支持具と、前記支持具により支持された前記保持具を下方から撮像する撮像装置と、を有する、野菜生産システムが適用される。

【0007】

また、本発明の別の観点によれば、葉部を有する野菜を前記葉部が上方に位置するように保持する保持具を移動可能に支持することと、支持された前記保持具を下方から撮像することと、を有する、野菜生産方法が適用される。

【発明の効果】

【0008】

本発明の野菜生産システム等によれば、収穫を正常且つ安定して行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】野菜生産システムの上方から見た全体構成の一例を概念的に表すシステム構成図である。

【図2】野菜生産システムの側方から見た全体構成の一例を概念的に表すシステム構成図である。

【図3】栽培棚の全体構成の一例を表す斜視図である。

【図4】栽培棚の各棚部におけるレールの配置の一例を表す説明図である。

【図5】栽培棚の各棚部における光源の配置の一例を表す説明図である。

【図6】保持具及びレールの断面構成の一例を表す断面図である。

【図7】移載装置、受け渡し機構、及び廃棄ボックスの構成の一例を表す斜視図である。

【図8】移載装置を制御する第１コントローラの機能構成の一例を表すブロック図である。

【図9】野菜の姿勢が正常である場合のカメラによる保持具の撮像画像の一例を表す説明図である。

【図10】野菜の姿勢が異常である場合のカメラによる保持具の撮像画像の一例を表す説明図である。

【図11】姿勢判定結果に基づく移載装置の動作の一例を表す説明図である。

【図12】第１コントローラが実行する姿勢判定処理に関わる処理手順の一例を表すフローチャートである。

【図13】収穫ロボットの構成の一例を表す側面図である。

【図14】野菜の姿勢判定を保持具の移載タイミングで実行する変形例において、野菜生産システムの側方から見た全体構成の一例を概念的に表すシステム構成図である。

【図15】カメラを移載装置に設置した変形例における、移載装置の構成の一例を表す斜視図である。

【図16】第１コントローラのハードウェア構成例を表すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、野菜生産システムの各構成の説明の便宜上、各図中に示す上下左右前後等の方向を適宜使用する場合があるが、各構成の向きや位置を限定するものではない。

【0011】

＜１．野菜生産システムの全体構成＞
図１及び図２を参照しつつ、本実施形態に係る野菜生産システムの全体構成の一例について説明する。なお、図１及び図２では、各部の詳細な構造については図示を省略し、システム全体の構成を模式的に示している。

【0012】

図１及び図２に示すように、野菜生産システム１は、栽培対象である野菜３を保持具５で保持し、当該保持具５を栽培棚７において所定の期間をかけて移動させることにより野菜３を生育させ、野菜３のうちの収穫対象部分（例えば葉部３ｂ）を収穫するシステムである。野菜生産システム１は、多数の保持具５と、栽培棚７と、搬入装置９と、移載装置１１と、カメラ１２と、受け渡し機構１３と、廃棄ボックス１４と、収穫ロボット１５と、容器コンベア１７と、搬出装置１９とを有する。

【0013】

図１に示すように、野菜生産システム１は、左右方向に並列して配置された２つの栽培棚７を有する。栽培棚７では、野菜３を保持した保持具５が所定の期間をかけて移動されることにより、野菜３が生育される。なお、野菜生産システム１が有する栽培棚７の数は２つに限るものではなく、１つでもよいし、３つ以上としてもよい。

【0014】

図２に示すように、搬入装置９は、例えば種子が播種されて発芽した状態の野菜３を保持する保持具５を、野菜生産システム１に搬入する。搬入装置９は例えばコンベアである。搬入装置９により搬入された保持具５は、２つの栽培棚７の後方に配置された移載装置１１により、各栽培棚７にそれぞれ移載される。なお、搬入装置９として、例えば無人搬送車（ＡＧＶ）を使用してもよいし、例えば作業者が台車等を用いて搬入してもよい。

【0015】

移載装置１１は、２つの栽培棚７の各々に対して、前方と後方の両側にそれぞれ配置されている。各移載装置１１は、栽培棚７の前後の両端部において、棚部から棚部へと保持具５を移載する。また、栽培棚７の後方に配置された移載装置１１は、上述したように搬入装置９により搬送された保持具５を栽培棚７に移載する。栽培棚７の前方に配置された移載装置１１は、栽培棚７において生育した野菜３を保持する保持具５を、カメラ１２による撮像位置１０に移動させる。移載装置１１は、撮像された画像の判定結果に応じて、保持具５を受け渡し機構１３又は廃棄ボックス１４のいずれかに移載する。移載装置１１は、例えば野菜３の姿勢が良好であると判定された場合には保持具５を受け渡し機構１３に移載し、野菜３の姿勢が良好でないと判定された場合には保持具５を廃棄ボックス１４に移載する。移載装置１１の動作は、第１コントローラ１６（後述の図８参照）により制御される。

【0016】

カメラ１２（撮像装置の一例）は、撮像位置１０において移載装置１１のハンド３５（支持具の一例。後述の図７参照）により支持された保持具５を下方から撮像する。カメラ１２は、例えば栽培棚７の脚部７ｂに設置されて、撮像位置１０の下方に配置される。カメラ１２の位置は撮像位置１０の下方であれば、斜め下でもよいし真下でもよい。真下でなく斜め下に配置することで、カメラ１２が保持具５から垂れる水滴等により汚れることを防止できる。なお、カメラ１２は、図１に示すように例えば受け渡し機構１３と廃棄ボックス１４との間に配置されてもよいし、その他の位置に配置されてもよい。

【0017】

廃棄ボックス１４は、姿勢が良好でない野菜３が保持具５と共に廃棄される容器である。廃棄ボックス１４は、例えば各栽培棚７の最下段の棚部７ａの下方において、受け渡し機構１３の外側に配置されている。なお、廃棄ボックス１４はその他の位置に配置されてもよい。廃棄ボックス１４は、例えば車輪（図示省略）を備える等により移動可能に構成されてもよいし、作業者が台車等を用いて移動させてもよい。

【0018】

図１に示すように、受け渡し機構１３は、２つの栽培棚７に亘るように左右方向に沿って配設されている。図２に示すように、受け渡し機構１３は、例えば各栽培棚７の最下段の棚部７ａの下方に配置されている。受け渡し機構１３は、２つの栽培棚７の各々から移載された保持具５を、収穫ロボット１５の後側の収穫位置に搬送する。また、受け渡し機構１３はカッタ５３（後述の図７、図１３参照）を有しており、野菜３の葉部３ｂが保持具５から分離されるように切断する。

【0019】

図１に示すように、収穫ロボット１５は、野菜３の葉部３ｂを保持するハンド２０を備えており、当該ハンド２０により収穫対象である葉部３ｂを保持し、容器２１に収容する。収穫ロボット１５は、複数の葉部３ｂを容器２１に詰めるように収容する。容器２１は、例えば番重やコンテナ等である。収穫ロボット１５の動作は、第２コントローラ９７（後述の図１３参照）により制御される。

【0020】

図１に示すように、容器コンベア１７は、搬出装置１９から空の容器２１を受け取り、受け取り位置から左向きに搬送して収穫ロボット１５の前側の詰め込み位置に停止させる。容器コンベア１７は、詰め込み位置において収穫ロボット１５により野菜３の葉部３ｂを収容された容器２１を、さらに左向きに搬送して取り出し位置に停止させる。

【0021】

搬出装置１９は、空の容器２１を容器コンベア１７の受け取り位置に供給すると共に、野菜３の葉部３ｂを収容した容器２１を容器コンベア１７の取り出し位置から取り出し、野菜生産システム１から搬出する。搬出装置１９は、予め設定されたコースを走行して容器２１を搬送する無人搬送車（ＡＧＶ）である。なお、搬出装置１９として、例えばコンベアを使用してもよいし、例えば作業者が台車等を用いて搬出してもよい。

【0022】

＜２．栽培棚＞
図２乃至図５を参照しつつ、栽培棚７の構成の一例について説明する。

【0023】

図２乃至図５に示すように、栽培棚７には、複数段（例えば８段）の棚部７ａが上下方向に多段に積層されて配置されている。各棚部７ａには、複数のレール２３が前後方向に沿って略水平に延設されている。複数のレール２３は、各棚部７ａにおいて左右方向に並設されており、各レール２３は略平行に配置されている。

【0024】

レール２３は、複数の保持具５を長手方向に沿って移動可能に支持する。レール２３は、保持具５が前後方向における一方側から供給されることで、他の支持された複数の保持具５が前後方向における他方側に向けて押し出されてスライド移動するように構成される。

【0025】

栽培棚７における棚部７ａの段数は特に限定されるものではないが、本実施形態では例えば８段である場合を一例として説明する。図３及び図４に示すように、説明の便宜上、栽培棚７の棚部７ａの段について適宜、最下段の１段をＡ段、最上段の１段をＢ段、上から２段目～７段目をまとめてＣ段という。Ａ段は１つの棚部７ａを有し、Ｂ段は１つの棚部７ａを有し、Ｃ段は６つの棚部７ａを有する。図４に示す例では、Ａ段の棚部７ａには比較的多数（例えば８つ）のレール２３が設置されている。Ｂ段の棚部７ａには、Ａ段よりも少ない数（例えば６つ）のレール２３が設置されている。Ｃ段の棚部７ａのそれぞれには、Ｂ段よりもさらに少ない数（例えば４つ）のレール２３が設置されている。

【0026】

図５に示すように、栽培棚７の棚部７ａの上方には、野菜３の葉部３ｂ（後述の図６参照）に光を当てるための複数の光源２５が設置されている。各光源２５は、各棚部７ａの上方にそれぞれ設けられた支持板２７の下面に、左右方向に沿って延在するように設置されている。各光源２５は、前後方向に沿って所定の間隔で配置されている。光源２５の種類は特に限定されるものではないが、野菜３の光合成を促進するため、例えばＬＥＤや蛍光灯等が使用される。

【0027】

図２及び図４に、栽培棚７の各棚部７ａにおける野菜３（保持具５を含む）の移動方向の一例を示す。なお、図４における記号ＳＹ１は、前後方向における前側から後側への野菜３の移動方向を示し、記号ＳＹ２は、反対に後側から前側への野菜３の移動方向を示している。図２及び図４に示すように、Ａ段では、各レール２３において野菜３が後側から前側へ向けて移動される。Ｂ段では、各レール２３において野菜３が前側から後側へ向けて移動される。Ｃ段では、各段とも、各レール２３において野菜３が後側から前側へ向けて移動される。

【0028】

栽培棚７の前側に位置する移載装置１１は、Ａ段からＢ段への野菜３（保持具５を含む）の移載と、Ｃ段から撮像位置１０を介して受け渡し機構１３又は廃棄ボックス１４への野菜３の移載を行う。移載装置１１は、野菜３の上下方向の移載と併せて、左右方向の振り分けも行う。また、栽培棚７の後側に位置する移載装置１１は、搬入装置９からＡ段への野菜３の移載と、Ｂ段からＣ段への野菜３の移載を行う。移載装置１１は、野菜３の上下方向の移載と併せて、左右方向の振り分けも行う。

【0029】

以上の移動経路において、Ａ段→Ｂ段→Ｃ段の順で移載されるに従って、左右方向におけるレール間隔が次第に広くなる。これにより、野菜３全体の大きさが保持具５よりも小さい育苗段階ではレール間隔が最も狭いＡ段で密集して栽培し、その後にレール間隔が段階的に広くなるようにＢ段→Ｃ段の順で移動させることができる。これにより、各野菜３が次第に大きく生育する段階に応じてレール間隔を広くできる。その結果、栽培棚７全体の設置面積を野菜３の栽培に効率的に利用できる。

【0030】

＜３．保持具、レール＞
図６を参照しつつ、保持具５及びレール２３の構成の一例について説明する。

【0031】

図６に示すように、保持具５は、葉部３ｂを有する野菜３を、葉部３ｂが上方に位置するように保持する。保持具５は、野菜生産システム１の栽培対象である野菜３を１株ごとに保持する。つまり、保持具５と野菜３の株は１対１の関係である。なお、ここでいう「１株」とは、単一の種子から生育される１つの個体をいう。例えば図７に示す野菜３のように、複数（単一でもよい）の葉部３ｂが１本の茎部３ａによって支持されることで１つの個体としてまとまっているものは１株である。また、例えば茎部３ａが分岐等により複数ある場合でも、その根部３ｃがつながることで１つの個体としてまとまっているものは１株である。

【0032】

保持具５は、左右方向、前後方向の各方向においてそれぞれ対称な形状を有する。したがって、保持具５は長手方向である前後方向（つまり移動方向）において正逆両方向で使用できる方向互換性を有する。保持具５は、摺動性の高い材料（例えば樹脂。金属等でもよい）で一体成形されており、保持具５を支持するレール２３に対してスライド可能に構成されている。

【0033】

保持具５は、本体部５７、保持筒部５９、穴部６１、及びガイド板部６３を有する。本体部５７は、上方からの平面視において前後方向を長手方向とした略矩形形状に形成されている。本体部５７のうち左右方向両側の縁部は、移載装置１１のハンド３５により把持された際に支持される支持部６５として機能する。図６に示す例では、支持部６５は、前後方向から見て等脚台形状に形成されているが、三角形や円形等、他の形状としてもよい。

【0034】

保持筒部５９は、本体部５７の前後方向及び左右方向の中心位置に形成されており、上下方向に貫通した穴部６１を有する。保持筒部５９の上端開口部は、本体部５７の上面から突出せずに略面一の状態で形成され、下端開口部は本体部５７の下面から下方に突出して形成されている。保持筒部５９は、例えば穴部６１が丸穴である円筒形状に形成されている。なお、穴部６１を四角形等の多角形状に形成してもよいし、保持筒部５９を多角筒形状としてもよい。

【0035】

ガイド板部６３は、本体部５７の上面から上方に突出して前後方向に延設された一対の平板形状部であり、保持筒部５９の上端開口部を挟んだ左右方向の２箇所に並設されている。本体部５７は下方側が開口して中抜きされた中空構造で形成されており、保持具５の重量が軽量化されている。

【0036】

なお、以上説明した保持具５の構成は一例であり、上記以外の構成としてもよい。例えば、上記では保持具５を一体成形としたが、複数の部品で構成されてもよい。

【0037】

図６に示すように、レール２３は、レール部６７と、水槽部６９とを有しており、摺動性の高い材料（例えば樹脂。金属等でもよい）で一体成形されている。レール部６７は、左右方向に所定の幅を有し前後方向に延設された左右一対の上レール板６７ａと、上レール板６７ａの下方位置で左右方向に所定の幅を有し前後方向に延設された左右一対の下レール板６７ｂとを有する。上レール板６７ａの対向する側の縁部には、下方に突出する上レール突起部６７ｃが形成されている。上レール突起部６７ｃと下レール板６７ｂとの間の空間に、保持具５の本体部５７が収容される。一対の上レール板６７ａの間の上レール溝６７ｄには、保持具５における一対のガイド板部６３が収容される。

【0038】

水槽部６９は、前後方向に延設された一対の側壁部６９ａと、一対の側壁部６９ａの下端に亘るように前後方向に延設された底壁部６９ｂとを有する。水槽部６９は、全体が上方を開放した断面略Ｕ字状の長尺の水槽であり、内部に培養液７１が貯留される。培養液７１は、例えばポンプ等の適宜の流動手段（図示省略）により前後方向に流動（循環）される。なお、培養液７１を流動させずに滞留した状態としてもよい。

【0039】

レール２３に挿入された保持具５は、レール部６７の内側の空間７３に収容される。保持具５は、本体部５７の下面が左右の下レール板６７ｂの上面にスライド可能に接触するとともに、本体部５７の上面が左右の上レール突起部６７ｃに当接する。このようにして、レール２３が保持具５を上下から挟み込むことで、保持具５の傾きや倒れを防止する。保持具５の本体部５７の下面である保持具支持面７５は、本体部５７の下面が開口しているため、下レール板６７ｂの上面であるレール支持面７７との接触面積が減少され、レール２３との摺動性を向上できる。以上の構成により、保持具５は、培養液７１が循環する水路を有する栽培棚７に移動可能な状態で支持（載置）される。

【0040】

保持具５の保持筒部５９の穴部６１には培地７９が充填され、培地７９に播種された種から生育した野菜３の茎部３ａを保持する。野菜３は、穴部６１の下端開口部を介して根部３ｃを水槽部６９内の培養液７１に浸しつつ、穴部６１の上端開口部を介して葉部３ｂをレール２３の上方に膨出させて成長する。培地７９としては、例えば寒天等のゲル状培地を使用してもよいし、スポンジ、ウレタン、ロックウール等の固形培地を使用してもよい。野菜３の生育が進むと、最終的に茎部３ａの径が穴部６１の内径と略一致するまで太くなり、ほとんどの培地７９が抜け落ち、保持筒部５９が野菜３を直接支持する状態となる。

【0041】

野菜生産システム１では、スペーサ（図示省略）が複数の保持具５の間に挿入されることで、保持具５の前後方向の間隔が調整される。スペーサとして、上記保持具５と共通の部品、すなわち穴部６１に培地７９を充填しない空の状態の保持具５が使用されてもよい。なお、レール２３上で移動可能な構成であれば、例えば保持筒部５９を備えない形状（穴部６１が埋められた形状）などのように、保持具５と異なる形状に成形されたスペーサでもよい。レール２３では、複数の保持具５と共に複数のスペーサも前後方向に沿って整列し、それら全体が移動可能に支持される。レール２３の前後方向における一方側からスペーサが供給されるごとに、すでに支持されている保持具５及びスペーサの全体が他方側に向けて移動する。保持具５間のスペーサの数を調整することで、野菜３が次第に大きく生育する段階に応じて保持具５同士の前後方向の間隔を調整できる。なお、光が培養液７１に照射されると藻の発生を促すことになるため、スペーサは穴部を備えない形状のものが好ましい。

【0042】

なお、以上説明したレール２３の構成は一例であり、上記以外の構成としてもよい。例えば、上記ではレール２３を一体成形としたが、複数の部品で構成されてもよい。

【0043】

＜４．移載装置、受け渡し機構＞
図７を参照しつつ、移載装置１１及び受け渡し機構１３の構成の一例について説明する。なお、図７では一例として左側の栽培棚７の前側に配置される移載装置１１を示しているが、他の移載装置１１についても同様の構成である。また、図７では一例として受け渡し機構１３のうち左側の栽培棚７の下側に配置される部分を示しているが、受け渡し機構１３のうち右側の栽培棚７の下側に配置される部分についても同様の構成である。図７において、Ｘ軸正の方向が右、Ｘ軸負の方向が左、Ｙ軸正の方向が後、Ｙ軸負の方向が前、Ｚ軸正の方向が上、Ｚ軸負の方向が下に対応する。

【0044】

図７に示すように、移載装置１１は、基台２９と、基台２９上に設置された門型の支持枠３１と、支持枠３１に設けられたアクチュエータ３３と、ハンド３５とを有する。

【0045】

支持枠３１は、基台２９上にＸ軸方向に対向するようにＺ軸方向に沿って設置された一対の支柱３１ａと、一対の支柱３１ａの上端にＸ軸方向に沿って架け渡された略水平な梁３１ｂとを有する。

【0046】

アクチュエータ３３は、Ｘ軸ユニット３７、Ｚ軸ユニット３９、及びＹ軸ユニット４１を有する。Ｘ軸ユニット３７は、ビーム３７ａと、スライダ３７ｂと、Ｘ軸モータ３７ｃとを有する。ビーム３７ａは、一対の支柱３１ａ間にＸ軸方向に略水平に架設される。スライダ３７ｂは、ビーム３７ａにＸ軸方向に沿って移動自在に支持される。Ｘ軸モータ３７ｃは、例えばビーム３７ａの左端に取り付けられ、スライダ３７ｂをＸ軸方向に駆動する。

【0047】

Ｚ軸ユニット３９は、ビーム３９ａと、スライダ３９ｂと、Ｚ軸モータ３９ｃとを有する。ビーム３９ａは、上端が梁３１ｂにＸ軸方向に移動自在に支持されるとともに、スライダ３７ｂに固定される。スライダ３９ｂは、ビーム３９ａにＺ軸方向に沿って移動自在に支持される。Ｚ軸モータ３９ｃは、例えばビーム３９ａの下端に取り付けられ、スライダ３９ｂをＺ軸方向に駆動する。

【0048】

Ｙ軸ユニット４１は、ビーム４１ａと、スライダ４１ｂと、Ｙ軸モータ４１ｃとを有する。スライダ４１ｂは、スライダ３９ｂに固定される。ビーム４１ａは、スライダ４１ｂによりＹ軸方向に移動自在に支持される。Ｙ軸モータ４１ｃは、例えばビーム４１ａの前端に取り付けられ、ビーム４１ａをＹ軸方向に駆動する。

【0049】

アクチュエータ３３では、Ｘ軸モータ３７ｃによりスライダ３７ｂがＸ軸方向に駆動すると、ビーム３９ａがＸ軸方向に移動し、これに伴ってビーム４１ａがＸ軸方向に移動する。Ｚ軸モータ３９ｃによりスライダ３９ｂがＺ軸方向に駆動すると、これに伴ってビーム４１ａがＺ軸方向に移動する。Ｙ軸モータ４１ｃによりスライダ４１ｂとビーム４１ａとがＹ軸方向に相対的に駆動すると、これに伴ってビーム４１ａがＹ軸方向に移動する。このようにして、アクチュエータ３３は、ビーム４１ａをＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向に移動させる。

【0050】

ハンド３５は、アクチュエータ３３のビーム４１ａの後側の先端に取り付けられており、保持具５を把持する。アクチュエータ３３は、ビーム４１ａを３軸方向に移動させることにより、ハンド３５を前後方向（レール２３の長手方向）、左右方向（レール２３の並設方向）、及び、上下方向（棚部７ａの積み重ね方向。高さ方向）の３方向に沿って移動させる。

【0051】

移載装置１１は、例えばレール２３の端部に位置する保持具５を抜き出す場合には、ハンド３５で保持具５を両側から挟んで把持し、抜き出す。移載装置１１は、例えばレール２３の端部へ保持具５を挿入する場合には、ハンド３５で把持した保持具５を挿入先のレール２３の端部に移動させ、レール２３に挿入する。ハンド３５は、保持具５を把持したままＹ軸方向（前後方向）に１ピッチ分（保持具５の前後方向の長さ分）だけ押し込む。これにより、挿入した保持具５とレール２３上に支持されている複数の保持具５を１ピッチ分スライドさせることができる。このようにして、移載装置１１は、保持具５の挿入先のレール２３上に支持されている複数の保持具５の列全体を搬送方向に移動させる。挿入した後に、ハンド３５が開いて保持具５の把持を解除する。

【0052】

前述のように、移載装置１１は、生育した野菜３を保持した保持具５を、Ｃ段のレール２３から抜き出して撮像位置１０に移動させる。撮像位置１０の下方にはカメラ１２が配置されている。なお、図７ではカメラ１２が設置される栽培棚７の脚部７ｂの図示を省略している。カメラ１２は、撮像位置１０において移載装置１１のハンド３５により支持された保持具５を下方から撮像する。第１コントローラ１６は、カメラ１２により撮像された画像に基づいて、生育した野菜３の姿勢が正常であるか異常であるかを判定する。移載装置１１は、野菜３の姿勢が正常であると判定された場合には保持具５を受け渡し機構１３の運搬装置４９に移載し、野菜３の姿勢が異常であると判定された場合には保持具５を廃棄ボックス１４に廃棄する。

【0053】

受け渡し機構１３は、移載された保持具５を保持して左右方向に移動し、収穫ロボット１５に受け渡す。図７に示すように、受け渡し機構１３は、複数の支柱４３と、ビーム４５と、モータ４７と、運搬装置４９とを有する。

【0054】

ビーム４５は、複数の支柱４３（図７では１つのみ図示）により、２つの栽培棚７に亘るように左右方向に沿って延設されている。モータ４７は、例えばビーム４５の端部に取り付けられており、運搬装置４９をＸ軸方向（左右方向）に往復移動させる。

【0055】

運搬装置４９は、保持具５を保持するための保持部５１と、カッタ５３と、カッタ駆動装置５５とを有する。保持部５１は、保持具５を収容して保持可能に構成されており、生育した野菜３を保持した保持具５が移載装置１１により前側から挿入される。カッタ５３（切断具の一例）は、Ｙ軸方向（前後方向）に駆動して、野菜３の葉部３ｂが保持具５から分離されるように野菜３の茎部３ａを切断する。カッタ駆動装置５５は、カッタ５３をＹ軸方向（前後方向）に進退するように駆動させる。カッタ駆動装置５５は、例えばエアシリンダである。なお、カッタ駆動装置５５として、例えばソレノイドやリニアモータ等を使用してもよい。また、カッタ５３とカッタ駆動装置５５を運搬装置４９に搭載せず、収穫位置に設置し、外部から運搬装置４９にアクセスする構成としてもよい。例えば、カッタ５３とカッタ駆動装置５５を分離装置（図示省略）に設置してもよい。分離装置は、保持具５から茎部３ａや根部３ｃを分離させる装置であり、収穫位置に停止された運搬装置４９と連通するように設置されている。この場合、運搬装置４９が分離装置正面に移動後、分離装置側からカッタ５３が飛び出る構成としてもよい。

【0056】

運搬装置４９は、２つの栽培棚７の各々に対し、少なくとも１台ずつ設置されている。これにより、２つの栽培棚７から例えば交互に収穫ロボット１５に野菜３を搬送することが可能となり、収穫効率を向上できる。なお、運搬装置４９を各栽培棚７に対して複数台ずつ設置してもよい。この場合、ビーム４５を例えば上下方向又は前後方向に複数本並設してもよい。

【0057】

＜５．姿勢判定処理＞
図８乃至図１２を参照しつつ、第１コントローラ１６による姿勢判定処理について説明する。

【0058】

図８に、第１コントローラ１６の機能構成の一例を示す。図８に示すように、第１コントローラ１６は、制御部１８と、モーション制御部３２と、サーボアンプ２２とを有する。制御部１８は、例えば演算装置（ＣＰＵ）、記録装置、入力装置等を有するコンピュータであり、機能構成として、姿勢判定部２４と、動作制御部２６と、歩留まり算出部２８とを有する。

【0059】

前述のように、カメラ１２は、撮像位置１０において移載装置１１のハンド３５により支持された保持具５を下方から撮像する。撮像された画像は、カメラ１２から第１コントローラ１６に送信される。姿勢判定部２４は、カメラ１２により撮像された画像に基づいて、生育した野菜３の姿勢が正常であるか異常であるかを判定する。具体的には、姿勢判定部２４は、撮像された画像の全体の面積に対する葉部３ｂの色面積が占める割合と、予め設定された当該割合に関するしきい値とを比較することにより、野菜３の姿勢が正常であるか異常であるかを判定する。

【0060】

生育した野菜３は、葉部３ｂが過度に成長していたり、保持具５から直立せずに横向きに倒れている等の理由により、収穫に適した姿勢でない場合がある。その場合、例えば保持具５を受け渡し機構１３の運搬装置４９に移載する場合に、姿勢を崩した野菜３が装置に干渉する等により、収穫を正常に行えない可能性がある。また、姿勢を崩した野菜３の葉部３ｂが培養液７１が付着した根部３ｃやカッタ５３の刃に触れて、収穫対象である葉部３ｂに培養液７１が付着し、汚損する等のリスクも考えられる。

【0061】

本実施形態では、保持具５を下方から撮像することにより、野菜３が収穫に適した姿勢の場合には、葉部３ｂが保持具５の上方に位置するため、撮像された画像において葉部３ｂの領域が小さくなる（保持具５の領域が大きくなる）。一方、野菜３が収穫に適した姿勢でない場合には、葉部３ｂが保持具５の下方に回り込む等により、葉部３ｂの領域が増加する。したがって、姿勢判定部２４が野菜３の姿勢の良否を簡易且つ正確に判定することが可能となる。

【0062】

図９及び図１０に、カメラ１２による撮像画像３０の一例を示す。図９は、野菜３の姿勢が正常である場合の撮像画像の例であり、図１０は、野菜３の姿勢が異常である場合の撮像画像の例である。なお、図９及び図１０では保持具５を把持するハンド３５の図示を省略している。

【0063】

図９及び図１０に示すように、カメラ１２は、保持具５及び野菜３の葉部３ｂを撮像画像３０に含むように撮像する。図９及び図１０における撮像画像３０は、カメラ１２により撮像される範囲を示す。図９に示すように、野菜３の姿勢が正常である場合には、撮像画像３０における保持具５（根部３ｃを含む）の領域が比較的大きくなることから、撮像画像３０の全体の面積に対する葉部３ｂの緑色の色面積が占める割合が小さくなる。一方、図１０に示すように、野菜３の姿勢が異常である場合には、葉部３ｂが保持具５の下方に回り込む等により、撮像画像３０の全体の面積に対する葉部３ｂの緑色の色面積が占める割合が大きくなる。姿勢判定部２４は、撮像画像３０の全体の面積に対する緑色の面積が占める割合が、所定のしきい値より小さい場合には野菜３の姿勢が正常であると判定し、所定のしきい値以上である場合には野菜３の姿勢が異常であると判定する。所定のしきい値は、保持具５を把持するハンド３５や野菜３の根部３ｃの領域等を考慮して設定される（例えば５０％等）。姿勢判定部２４が葉部３ｂの緑色の色面積で判定することで、保持具５やハンド３５の色が緑色でなければそれらの色の種類に左右されることなく姿勢を判定できる。

【0064】

なお、例えば保持具５やハンド３５の色が白色である場合には、根部３ｃも白色であることから、姿勢判定部２４は白色の色面積で判定してもよい。また、例えば保持具５の形状を記憶しておき、撮像画像３０から保持具５の形状を認識できない場合に野菜３の姿勢が異常であると判定する等、色面積以外の判定手法を用いてもよい。

【0065】

動作制御部２６（制御部の一例）は、姿勢判定部２４による判定結果に基づいて移載装置１１の動作を制御する。図１１に、姿勢判定結果に基づく移載装置１１の動作の一例を示す。図１１に示すように、動作制御部２６は、姿勢判定部２４により野菜３の姿勢が正常であると判定された場合には、ハンド３５で把持した保持具５を撮像位置１０から受け渡し機構１３の運搬装置４９（収穫工程の一例）に移載するように、移載装置１１を制御する。また動作制御部２６は、姿勢判定部２４により野菜３の姿勢が異常であると判定された場合には、ハンド３５で把持した保持具５を撮像位置１０から廃棄ボックス１４（廃棄工程の一例）に移載するように、移載装置１１を制御する。

【0066】

歩留まり算出部２８は、姿勢判定部２４により、野菜３の姿勢が正常であると判定された回数、及び、野菜３の姿勢が異常であると判定された回数、の少なくとも一方をカウントし、歩留まりを算出する。

【0067】

モーション制御部３２は、動作制御部２６から入力された位置指令に基づいて、移載装置１１のハンド３５の手先位置を当該位置指令が指示する位置に移動させるために必要となる移載装置１１のアクチュエータ３３の各モータ３７ｃ，３９ｃ，４１ｃの目標回転角度等を演算し、対応するモータ位置指令を出力する。

【0068】

サーボアンプ２２は、モーション制御部３２から入力されたモータ位置指令に基づいて、移載装置１１のアクチュエータ３３の各モータ３７ｃ，３９ｃ，４１ｃに供給する駆動電力の制御を行い、移載装置１１の動作を制御する。また、サーボアンプ２２は、ハンド３５を駆動するアクチュエータ（例えばエアシリンダ、モータ等）を制御し、ハンド３５の動作も制御する。

【0069】

第１コントローラ１６は、移載装置１１と一体に配置されてもよいし、分離して配置されてもよい。第１コントローラ１６は、制御部１８と給電部（サーボアンプ２２等）とが分離されてもよい。この場合、給電部が移載装置１１に取り付けられてもよい。また、第１コントローラ１６は、制御部１８に加えて又は代えて、例えばモーションコントローラやプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）等を備えてもよい。

【0070】

なお、上述した姿勢判定部２４、動作制御部２６、歩留まり算出部２８等における処理等は、これらの処理の分担の例に限定されるものではなく、例えば、更に少ない数の処理部（例えば１つの処理部）で処理されてもよく、また、更に細分化された処理部により処理されてもよい。また、第１コントローラ１６の各処理部は、アクチュエータ等に駆動電力を給電する部分（サーボアンプ２２等）のみ実際の装置により実装され、その他の機能は後述するＣＰＵ９０１（図１６参照）が実行するプログラムにより実装されてもよいし、その一部又は全部がＡＳＩＣやＦＰＧＡ、その他の電気回路等の実際の装置により実装されてもよい。

【0071】

図１２に、第１コントローラ１６が実行する姿勢判定処理に関わる処理手順の一例を示す。

【0072】

図１２に示すように、ステップＳ１０では、第１コントローラ１６は、動作制御部２６により、ハンド３５で栽培棚７のＣ段のレール２３の前方側の端部から保持具５を取り出すように、移載装置１１を制御する。

【0073】

ステップＳ２０では、第１コントローラ１６は、動作制御部２６により、ハンド３５で把持した保持具５を栽培棚７から受け渡し機構１３に移載する途中で撮像位置１０に移動するように、移載装置１１を制御する。

【0074】

ステップＳ３０では、第１コントローラ１６は、カメラ１２により、撮像位置１０においてハンド３５により支持された保持具５を下方から撮像し、画像を取得する。

【0075】

ステップＳ４０では、第１コントローラ１６は、姿勢判定部２４により、上記ステップＳ３０で取得した撮像画像に基づいて、野菜３の姿勢が正常であるか異常であるかを判定する。正常であると判定した場合には、ステップＳ５０に進む。異常であると判定した場合には、ステップＳ６０に進む。

【0076】

ステップＳ５０では、第１コントローラ１６は、動作制御部２６により、ハンド３５で把持した保持具５を収穫工程（受け渡し機構１３の運搬装置４９）に移動するように、移載装置１１を制御する。

【0077】

ステップＳ６０では、第１コントローラ１６は、動作制御部２６により、ハンド３５で把持した保持具５を廃棄工程（廃棄ボックス１４）に移動するように、移載装置１１を制御する。

【0078】

ステップＳ７０では、第１コントローラ１６は、移載装置１１による保持具５の移載が終了したか否かを判定する。保持具５の移載が終了していない場合には（ステップＳ７０：ＮＯ）、ステップＳ１０に戻り、上記と同様の手順を繰り返す。保持具５の移載が終了した場合には（ステップＳ７０：ＹＥＳ）、本フローチャートを終了する。

【0079】

以上説明した処理手順は一例であって、上記手順の少なくとも一部を削除又は変更してもよいし、上記以外の手順を追加してもよい。上記手順の少なくとも一部の順番を変更してもよいし、複数の手順が単一の手順にまとめられてもよい。

【0080】

＜６．収穫ロボット＞
図１３を参照しつつ、収穫ロボットの１５の構成の一例について説明する。

【0081】

受け渡し機構１３は、左右の栽培棚７のそれぞれに対応して設置された運搬装置４９により、左右の栽培棚７のそれぞれから野菜３を収穫ロボット１５の後側の収穫位置に搬送する。収穫位置で停止した運搬装置４９は、カッタ５３を駆動させ、葉部３ｂが保持具５から分離されるように野菜３の茎部３ａを切断する。

【0082】

収穫ロボット１５は、アーム８１と、ハンド２０とを有する。収穫ロボット１５は、例えば６つの関節部を備えた垂直多関節型の６軸ロボットとして構成されている。収穫ロボット１５は、アーム８１の駆動によりハンド２０を受け渡し機構１３の運搬装置４９に移動させて、野菜３の葉部３ｂを把持し、茎部３ａが切断された後に容器２１に搬送して開放することにより、葉部３ｂを容器２１に収容する。

【0083】

収穫ロボット１５は、６軸以外（例えば５軸や７軸等）の垂直多関節型のロボットとしてもよいし、例えば水平多関節型やパラレルリンク型等、垂直多関節型以外のロボットとしてもよい。また、汎用ロボットではなく、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸、並びに、θｘ，θｙ，θｚ方向（Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸周りの回転方向）のうち少なくとも１方向に移動可能なアクチュエータにハンド２０を取り付けた、収穫専用の自動機としてもよい。

【0084】

アーム８１は、基台８３と、旋回部８５と、下腕部８７と、上腕部８９と、手首部９１と、フランジ部９３とを有する。基台８３は、例えば床面Ｆに設置されている。なお、基台８３は床面Ｆに固定された架台等に設置されてもよい。また、基台８３を例えば無人搬送車（ＡＧＶ）やレールに設置する等により、収穫ロボット１５を移動可能な構成としてもよい。

【0085】

旋回部８５は、基台８３の上端部に、上下方向に略平行な回転軸Ａｘ１まわりに旋回可能に連結されている。旋回部８５は、基台８３との間の関節部に設けられたアクチュエータＡｃ１の駆動により、基台８３の上端部に対し、回転軸Ａｘ１まわりに旋回駆動される。

【0086】

下腕部８７は、旋回部８５の一方側の側部に、回転軸Ａｘ１に略垂直な回転軸Ａｘ２まわりに旋回可能に連結されている。下腕部８７は、旋回部８５との間の関節部に設けられたアクチュエータＡｃ２の駆動により、旋回部８５の一方側の側部に対し、回転軸Ａｘ２まわりに旋回駆動される。

【0087】

上腕部８９は、下腕部８７の先端側に、回転軸Ａｘ２に略平行な回転軸Ａｘ３まわりに旋回可能且つ回転軸Ａｘ３に略垂直な回転軸Ａｘ４回りに回動可能に連結されている。上腕部８９は、下腕部８７との間の関節部に設けられたアクチュエータＡｃ３の駆動により、下腕部８７の先端側に対し、回転軸Ａｘ３まわりに旋回駆動される。また上腕部８９は、アクチュエータＡｃ３との間に設けられたアクチュエータＡｃ４の駆動により、下腕部８７の先端側に対し、回転軸Ａｘ４まわりに回動駆動される。

【0088】

手首部９１は、上腕部８９の先端側に、回転軸Ａｘ４に略垂直な回転軸Ａｘ５まわりに旋回可能に連結されている。手首部９１は、上腕部８９との間の関節部に設けられたアクチュエータＡｃ５の駆動により、上腕部８９の先端側に対し、回転軸Ａｘ５まわりに旋回駆動される。

【0089】

フランジ部９３は、手首部９１の先端側に、回転軸Ａｘ５に略垂直な回転軸Ａｘ６まわりに回動可能に連結されている。フランジ部９３は、手首部９１との間の関節部に設けられたアクチュエータＡｃ６の駆動により、手首部９１の先端側に対し、回転軸Ａｘ６まわりに回動駆動される。

【0090】

ハンド２０は、フランジ部９３の先端に取り付けられており、フランジ部９３の回転軸Ａｘ６まわりの回動と共に、回転軸Ａｘ６まわりに回動する。ハンド２０は、複数の指部材１１１を備えており、野菜３の葉部３ｂを把持する。

【0091】

収穫ロボット１５の各関節部を駆動するアクチュエータＡｃ１～Ａｃ６は、サーボモータ（図示省略）、減速機（図示省略）、及びブレーキ等（図示省略）を有する。なお、サーボモータ、減速機及びブレーキ等は、必ずしも回転軸Ａｘ１～Ａｘ６上に配置される必要はなく、これらの回転軸Ａｘ１～Ａｘ６から離れた位置に配置されてもよい。

【0092】

なお、上記では、アーム８１の長手方向（あるいは延在方向）に沿った回転軸まわりの回転を「回動」と呼び、アーム８１の長手方向（あるいは延在方向）に略垂直な回転軸まわりの回転を「旋回」と呼んで区別している。

【0093】

容器コンベア１７は、搬出装置１９から空の容器２１を受け取り、当該容器２１を収穫ロボット１５の前側の詰め込み位置に搬送して停止させる。容器コンベア１７は、詰め込み位置の容器２１に対して収穫ロボット１５により野菜３の葉部３ｂの詰め込み作業が実行されている間に、受け取り位置において搬出装置１９から新たに空の容器２１を受け取る。容器コンベア１７は、収穫ロボット１５による詰め込み作業が完了すると、葉部３ｂが充填された容器２１を取り出し位置に搬送するのと並行して、受け取り位置にある新たな空の容器２１を詰め込み位置に搬送する。これにより、空の容器２１を途切れることなく詰め込み位置に供給することができる。容器コンベア１７は、アクチュエータ９５により駆動される。

【0094】

第２コントローラ９７は、アーム８１に設けられた上記アクチュエータＡｃ１～Ａｃ６、及び、ハンド２０に設けられたアクチュエータ１０５等の駆動を制御することにより、収穫ロボット１５及びハンド２０の動作を制御する。第２コントローラ９７は、例えば演算装置（ＣＰＵ）、記録装置、入力装置等を有する制御部と、収穫ロボット１５に駆動電力を供給する給電部（サーボアンプ等）等を有する。なお、第２コントローラ９７は、上記制御部に加えて又は代えて、例えばモーションコントローラやプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）等を備えてもよい。また第２コントローラ９７は、例えばエアシリンダであるカッタ駆動装置５５へのエアの供給を制御することにより、カッタ５３の動作を制御する。また第２コントローラ９７は、アクチュエータ９５の駆動を制御することにより、容器コンベア１７の動作を制御する。

【0095】

第２コントローラ９７は、収穫ロボット１５と一体に配置されてもよいし、分離して配置されてもよい。また第２コントローラ９７は、上述した制御部と給電部とが分離されてもよい。この場合、給電部が収穫ロボット１５に取り付けられてもよい。また第２コントローラ９７は、アーム８１を制御する部分と、ハンド２０を制御する部分とが分離されてもよい。この場合、ハンド２０を制御する部分がハンド２０に取り付けられてもよい。また第２コントローラ９７は、収穫ロボット１５を制御する部分と、カッタ５３を制御する部分と、容器コンベア１７を制御する部分の少なくともいずれかが、分離されてもよい。この場合、各制御部分は制御対象である装置に取り付けられてもよい。また、前述の第１コントローラ１６と第２コントローラ９７とが一体の制御装置として構成されてもよい。

【0096】

以上において、生育した野菜３を保持した保持具５を受け渡し機構１３により収穫ロボット１５に搬送して葉部３ｂを切断する工程、収穫ロボット１５により葉部３ｂを容器２１に収容する工程、及び、搬出装置１９により葉部３ｂが詰められた容器２１を搬出する工程が、収穫工程に相当する。また、姿勢が異常である野菜３を保持した保持具５を廃棄ボックス１４に廃棄し、当該廃棄ボックス１４を所定の廃棄場所に移動する工程が、廃棄工程に相当する。

【0097】

＜７．実施形態の効果＞
以上説明したように、本実施形態の野菜生産システム１は、葉部３ｂを有する野菜３を、葉部３ｂが上方に位置するように保持する保持具５と、保持具５を移動可能に支持する移載装置１１のハンド３５と、ハンド３５により支持された保持具５を下方から撮像するカメラ１２と、を有する。

【0098】

本実施形態の野菜生産システム１では、野菜３を保持する保持具５が、栽培棚７のレール２３により移動可能に支持される。保持具５が所定の期間をかけて移動されることで、野菜３の葉部３ｂが生育される。このとき、葉部３ｂが過度に成長していたり、保持具５から直立せずに横向きに倒れている等の理由により、野菜３が収穫に適した姿勢でない場合がある。その場合、例えば保持具５を栽培棚７から収穫工程に移載する場合に、姿勢を崩した野菜３が装置に干渉する等により、収穫を正常に行えない可能性がある。また、姿勢を崩した野菜３の葉部３ｂが、培養液７１が付着した根部３ｃやカッタ５３の刃に触れて汚損する等のリスクも考えられる。

【0099】

本実施形態では、移載装置１１のハンド３５により支持された保持具５を、カメラ１２により下方から撮像する。下方から撮像することにより、野菜３が収穫に適した姿勢の場合には撮像された画像において保持具５の領域が比較的大きいのに対し、野菜３が収穫に適した姿勢でない場合には葉部３ｂの領域が増加することになるので、野菜３の姿勢の良否を簡易且つ正確に判定することが可能となる。これにより、野菜３の姿勢が良好である場合にのみ保持具５を収穫工程に移載し、野菜３の姿勢が良好でない場合には例えば廃棄を行うといった仕分けを自動で実施することができる。以上により、収穫を正常且つ安定して行うことが可能になると共に、野菜３の汚損を防止することが可能となる。

【0100】

本実施形態において、移載装置１１のハンド３５は、保持具５を保持して所定の撮像位置１０に移動させ、カメラ１２は、撮像位置１０の下方に配置されており、撮像位置１０においてハンド３５により支持された保持具５を下方から撮像してもよい。

【0101】

この場合、任意の位置を撮像位置として、保持具５を下方から撮像することができる。これにより、上記実施形態のように保持具５を栽培棚７から収穫工程に移載する途中に撮像位置を設定することで、野菜３の姿勢の良否判定を工程間（栽培工程と収穫工程の間）において効率良く行うことができる。また、システムのレイアウトに応じて撮像位置を自由なエリアに設定することができるので、レイアウトの自由度を向上できる。

【0102】

本実施形態において、野菜生産システム１は、保持具５を所定の期間をかけて移動させて野菜３を生育させる栽培棚７と、保持具５を、栽培棚７において移載する移載装置１１と、を有してもよく、その場合には、移載装置１１のハンド３５で保持具５を支持してもよい。

【0103】

この場合、保持具５を栽培棚７において移載する移載装置１１を利用して、保持具５を撮像位置１０に移動させることができる。これにより、保持具５を撮像位置１０に移動させたり支持するための装置を新たに用意する必要がなくなるので、システム構成を簡素化できる。また、システムのレイアウトに応じて撮像位置を自由なエリアに設定することができるので、レイアウトの自由度を向上できる。

【0104】

本実施形態において、移載装置１１は、保持具５を、栽培棚７から葉部３ｂを収穫する収穫工程へと移載し、ハンド３５は、保持具５を栽培棚７から収穫工程へ移載する途中で撮像位置１０に移動させてもよい。

【0105】

この場合、保持具５を栽培棚７から収穫工程へ移載する途中で、撮像を行って野菜３の姿勢の良否判定を行うことができる。収穫工程へ移載する直前のタイミングは野菜３が最も生育が進んだ状態であるため、野菜３の姿勢の良否を適切なタイミングで判定できる。また、野菜３の姿勢が正常であると判定された場合には、保持具５をそのまま収穫工程に移載し、野菜３の姿勢が異常であると判定された場合には、保持具５を収穫工程に移載せずに廃棄することが可能となる。したがって、野菜３の姿勢の良否判定を工程間において効率良く行うことができる。

【0106】

本実施形態において、カメラ１２は、栽培棚７に設置されてもよい。

【0107】

この場合、カメラ１２用の設置具を新たに用意する必要がなくなるので、システムの部品数を削減できる。また、栽培棚７は棚部７ａや脚部７ｂ等の多数の構造材を有するので、それらを利用してカメラ１２を自由な位置に設置できる。これにより、保持具５を下方から撮像することが可能な位置であれば、システムのレイアウトに応じてカメラ１２を自由なエリアに設置することができるので、レイアウトの自由度を向上できる。

【0108】

本実施形態において、カメラ１２は、保持具５及び葉部３ｂを撮像画像３０に含むように撮像してもよい。

【0109】

この場合、野菜３が収穫に適した姿勢の場合には、撮像された画像において保持具５の領域が比較的大きいのに対し、野菜３が収穫に適した姿勢でない場合には、葉部３ｂの領域が増加することになる。これにより、野菜３の姿勢の良否を簡易且つ正確に判定することが可能となる。

【0110】

本実施形態において、野菜生産システム１は、カメラ１２により撮像された画像の全体の面積に対する葉部３ｂの色面積が占める割合と、所定のしきい値と、を比較することにより、野菜３の姿勢が正常であるか異常であるかを判定する姿勢判定部２４を有してもよい。

【0111】

この場合、保持具５の色を葉部３ｂとは異なる色（例えば白色）としておくことにより、葉部３ｂの色面積の割合を判定する簡易な画像処理により、野菜３の姿勢の良否を正確に判定することができる。これにより、例えばＡＩ（人工知能）等を使用した複雑な画像処理を行う必要がなくなるので、第１コントローラ１６の処理負担を軽減できると共に、コストを削減できる。

【0112】

本実施形態において、野菜生産システム１は、保持具５を所定の期間をかけて移動させて野菜３を生育させる栽培棚７と、保持具５を、栽培棚７から葉部３ｂを収穫する収穫工程へと移載する移載装置１１と、姿勢判定部２４により、野菜３の姿勢が正常であると判定された場合には、保持具５を栽培棚７から収穫工程に移載するように移載装置１１を制御し、野菜３の姿勢が異常であると判定された場合には、保持具５を栽培棚７から廃棄工程に移載するように移載装置１１を制御する動作制御部２６と、を有してもよい。

【0113】

この場合、野菜３の姿勢が良好である場合にのみ保持具５を栽培棚７から収穫工程に移載し、野菜３の姿勢が良好でない場合には廃棄を行うことができる。これにより、収穫を正常且つ安定して行うことができると共に、野菜３の汚損を防止することができるので、野菜生産システム１の歩留まりを向上できる。

【0114】

本実施形態において、野菜生産システム１は、姿勢判定部２４により、野菜３の姿勢が正常であると判定された回数、及び、野菜３の姿勢が異常であると判定された回数、の少なくとも一方をカウントし、歩留まりを算出する歩留まり算出部２８を有してもよい。

【0115】

この場合、野菜生産システム１の歩留まりを管理することができる。これにより、例えば歩留まりが低下した場合には、野菜３が過度に成長しないようにシステムを調整する等が可能となる。

【0116】

＜８．変形例＞
開示の実施形態は、上記に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。

【0117】

以上では、保持具５を栽培棚７から収穫工程へ移載する途中で、カメラ１２による撮像を行って野菜３の姿勢を判定するようにしたが、姿勢判定を行うタイミングは上記に限定されるものではない。例えば、栽培棚７において保持具５を移載するタイミングで野菜３の姿勢判定を実行してもよい。例えば図１４に示すように、栽培棚７の後側に位置する移載装置１１が、保持具５をＢ段からＣ段へ移載する途中で撮像位置１０に移動させ、カメラ１２による撮像を行って野菜３の姿勢を判定してもよい。この場合、移載装置１１は、野菜３の姿勢が正常であると判定された場合には保持具５をそのままＣ段へ移載し、野菜３の姿勢が異常であると判定された場合には保持具５を廃棄ボックス１４に廃棄する。本変形例の場合には、野菜３の生育途中において姿勢の良否判定を行うことができる。

【0118】

また以上では、カメラ１２を栽培棚７に設置する場合について説明したが、カメラ１２の設置場所は栽培棚７に限定されるものではない。例えば図１５に示すように、カメラ１２を移載装置１１に設置してもよい。図１５に示す例では、カメラ１２は例えばＹ軸ユニット４１のビーム４１ａの下方に設置されている。この場合、ハンド３５を撮像位置で停止させることなく、移動させながら保持具５を下方から撮像することができる。これにより、野菜生産システム１による生産効率を向上することができる。

【0119】

また、例えばカメラ１２を栽培棚７におけるレール２３の下方に設置しておき、レール２３により移動可能に支持された保持具５をカメラ１２により下方から撮像してもよい。この場合、レール２３が保持具を移動可能に支持する支持具の一例となる。

【0120】

＜９．第１コントローラのハードウェア構成例＞
図１６を参照しつつ、上記で説明した第１コントローラ１６のハードウェア構成例について説明する。図１６中では、第１コントローラ１６の各アクチュエータに駆動電力を給電する機能に係る構成を適宜省略して図示している。なお、第２コントローラ９７についても同様のハードウェア構成としてもよい。

【0121】

図１６に示すように、第１コントローラ１６は、例えば、ＣＰＵ９０１と、ＲＯＭ９０３と、ＲＡＭ９０５と、ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡ等の特定の用途向けに構築された専用集積回路９０７と、入力装置９１３と、出力装置９１５と、記録装置９１７と、ドライブ９１９と、接続ポート９２１と、通信装置９２３とを有する。これらの構成は、バス９０９や入出力インターフェース９１１を介し相互に信号を伝達可能に接続されている。

【0122】

プログラムは、例えば、ＲＯＭ９０３やＲＡＭ９０５、ハードディスク等の記録装置９１７等に記録しておくことができる。

【0123】

プログラムは、例えば、フレキシブルディスクなどの磁気ディスク、各種のＣＤ・ＭＯディスク・ＤＶＤ等の光ディスク、半導体メモリ等のリムーバブルな記録媒体９２５に、一時的又は非一時的（永続的）に記録しておくこともできる。このような記録媒体９２５は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することもできる。この場合、これらの記録媒体９２５に記録されたプログラムは、ドライブ９１９により読み出されて、入出力インターフェース９１１やバス９０９等を介し上記記録装置９１７に記録されてもよい。

【0124】

プログラムは、例えば、ダウンロードサイト・他のコンピュータ・他の記録装置等（図示せず）に記録しておくこともできる。この場合、プログラムは、ＬＡＮやインターネット等のネットワークＮＷを介し転送され、通信装置９２３がこのプログラムを受信する。そして、通信装置９２３が受信したプログラムは、入出力インターフェース９１１やバス９０９等を介し上記記録装置９１７に記録されてもよい。

【0125】

プログラムは、例えば、適宜の外部接続機器９２７に記録しておくこともできる。この場合、プログラムは、適宜の接続ポート９２１を介し転送され、入出力インターフェース９１１やバス９０９等を介し上記記録装置９１７に記録されてもよい。

【0126】

ＣＰＵ９０１が、上記記録装置９１７に記録されたプログラムに従い各種の処理を実行することにより、上記の姿勢判定部２４、動作制御部２６、歩留まり算出部２８等による処理が実現される。ＣＰＵ９０１は、例えば、上記記録装置９１７からプログラムを直接読み出して実行してもよいし、ＲＡＭ９０５に一旦ロードした上で実行してもよい。ＣＰＵ９０１は、例えば、プログラムを通信装置９２３やドライブ９１９、接続ポート９２１を介し受信する場合、受信したプログラムを記録装置９１７に記録せずに直接実行してもよい。

【0127】

ＣＰＵ９０１は、必要に応じて、例えばマウス・キーボード・マイク（図示せず）等の入力装置９１３から入力する信号や情報に基づいて各種の処理を行ってもよい。

【0128】

ＣＰＵ９０１は、上記の処理を実行した結果を、例えば表示装置や音声出力装置等の出力装置９１５から出力してもよい。ＣＰＵ９０１は、必要に応じて処理結果を通信装置９２３や接続ポート９２１を介し送信してもよい。ＣＰＵ９０１は、処理結果を上記記録装置９１７や記録媒体９２５に記録させてもよい。

【0129】

以上の説明において、「垂直」「平行」「平面」等の記載がある場合には、当該記載は厳密な意味ではない。それら「垂直」「平行」「平面」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に垂直」「実質的に平行」「実質的に平面」という意味である。

【0130】

以上の説明において、外観上の寸法や大きさ、形状、位置等が「同一」「同じ」「等しい」「異なる」等の記載がある場合は、当該記載は厳密な意味ではない。それら「同一」「同じ」「等しい」「異なる」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に同一」「実質的に同じ」「実質的に等しい」「実質的に異なる」という意味である。

【0131】

以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。その他、一々例示はしないが、上記実施形態や各変形例は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。

【0132】

以上説明した実施形態や変形例等が解決しようとする課題や効果は、上述した内容に限定されるものではない。実施形態や変形例等によって、上述されていない課題を解決したり、上述されていない効果を奏することもでき、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。

【符号の説明】

【0133】

１ 野菜生産システム
３ 野菜
３ｂ 葉部
５ 保持具
７ 栽培棚
１０ 撮像位置
１１ 移載装置
１２ カメラ（撮像装置）
１６ 第１コントローラ
２１ 容器
２４ 姿勢判定部
２６ 動作制御部（制御部）
２８ 歩留まり算出部
３５ ハンド（支持具）
５３ カッタ
９７ 第２コントローラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】