特開 2024-136290 生育状態推定装置、植物管理システム、生育状態推定方法、植物管理方法、及びプログラム

(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】P2024136290

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】生育状態推定装置、植物管理システム、生育状態推定方法、植物管理方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   A01G 7/00 20060101AFI20240927BHJP

   A01G 31/00 20180101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

A01G7/00 603

A01G31/00 612

A01G31/00 601A

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023047369

(22)【出願日】2023-03-23

(71)【出願人】

【識別番号】000006507

【氏名又は名称】横河電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】初谷 恵美子

(72)【発明者】

【氏名】王 俊善

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 平理

【テーマコード（参考）】

2B314

【Ｆターム（参考）】

2B314MA21

2B314MA38

2B314MA39

2B314MA40

2B314MA42

2B314MA45

2B314MA52

2B314NC08

2B314PB22

2B314PB44

2B314PD57

2B314PD58

2B314PD59

2B314PD63

(57)【要約】

【解決手段】生育状態推定装置は、第１時点に撮像された植物を含む第１画像と、前記第１時点より後の第２時点に撮像された前記植物を含む第２画像とを取得する取得部を備えてよい。生育状態推定装置は、前記第１画像及び前記第２画像のそれぞれから前記植物の同一の特定部位を特定する特定部を備えてよい。生育状態推定装置は、前記第１画像及び前記第２画像のそれぞれに含まれる前記同一の特定部位の状態を比較することで、前記植物の生育状態を推定する推定部を備えてよい。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１時点に撮像された植物を含む第１画像と、前記第１時点より後の第２時点に撮像された前記植物を含む第２画像とを取得する取得部と、
前記第１画像及び前記第２画像のそれぞれから前記植物の同一の特定部位を特定する特定部と、
前記第１画像及び前記第２画像のそれぞれに含まれる前記同一の特定部位の状態を比較することで、前記植物の生育状態を推定する推定部と
を備える生育状態推定装置。

【請求項2】

前記植物の特定部位の時間経過に応じた前記植物の特定部位の生育状態の変化を示す変化情報に基づいて、前記第１時点から前記第２時点までの時間経過で変化する前記同一の特定部位の生育状態の変化を予測する予測部をさらに備え、
前記特定部は、前記予測部の予測結果にさらに基づいて、前記第１画像及び前記第２画像のそれぞれから前記同一の特定部位を特定する、請求項１に記載の生育状態推定装置。

【請求項3】

前記推定部は、前記植物の生育状態として、前記植物の生理障害または病害虫に起因する障害の状態を推定する、請求項１に記載の生育状態推定装置。

【請求項4】

前記推定部は、前記第１画像及び前記第２画像のそれぞれに含まれる前記同一の特定部位の状態を比較することで、前記同一の特定部位の大きさの推移と、前記同一の特定部位の障害部分の大きさの推移とを特定し、前記同一の特定部位の大きさの推移と、前記同一の特定部位の障害部分の大きさの推移との比較に基づいて、前記同一の特定部位の障害の進行度を前記植物の生育状態として推定する、請求項３に記載の生育状態推定装置。

【請求項5】

前記推定部は、前記第１時点から前記第２時点までの前記同一の特定部位の大きさの増加率と前記同一の特定部位の障害部分の大きさの増加率との比に基づいて、前記同一の特定部位の障害の進行度を前記植物の生育状態として推定する、請求項４に記載の生育状態推定装置。

【請求項6】

請求項１から５の何れか１つに記載の生育状態推定装置と、
前記推定部による前記植物の生育状態の推定結果に応じた予め定められた条件に従って、前記植物が栽培されている植物工場内の環境を制御する環境制御設備を制御する環境制御部と
を備える植物管理システム。

【請求項7】

前記予め定められた条件は、特定部位の生育状態と、培地の含水量、電気伝導度、水素イオン指数、特定部位の周囲の温度、湿度、特定部位に照射される光量、及び二酸化炭素濃度の少なくとも１つとの関係を示し、
前記環境制御部は、前記予め定められた条件に従って、前記環境制御設備を制御することで、培地の含水量、電気伝導度、水素イオン指数、特定部位の周囲の温度、湿度、葉に照射される光量、及び二酸化炭素濃度の少なくとも１つを調整する、請求項６に記載の植物管理システム。

【請求項8】

第１時点に撮像された植物を含む第１画像と、前記第１時点より後の第２時点に撮像された前記植物を含む第２画像とを取得する段階と、
前記第１画像及び前記第２画像のそれぞれから前記植物の同一の特定部位を特定する段階と、
前記第１画像及び前記第２画像のそれぞれに含まれる前記同一の特定部位の状態を比較することで、前記植物の生育状態を推定する段階と
を備える生育状態推定方法。

【請求項9】

第１時点に撮像された植物を含む第１画像と、前記第１時点より後の第２時点に撮像された前記植物を含む第２画像とを取得する段階と、
前記第１画像及び前記第２画像のそれぞれから前記植物の同一の特定部位を特定する段階と、
前記第１画像及び前記第２画像のそれぞれに含まれる前記同一の特定部位の状態を比較することで、前記植物の生育状態を推定する段階と、
前記植物の生育状態の推定結果に応じた予め定められた条件に従って、前記植物が栽培されている植物工場内の環境を制御する環境制御設備を制御する段階と
を備える植物管理方法。

【請求項10】

第１時点に撮像された植物を含む第１画像と、前記第１時点より後の第２時点に撮像された前記植物を含む第２画像とを取得する段階と、
前記第１画像及び前記第２画像のそれぞれから前記植物の同一の特定部位を特定する段階と、
前記第１画像及び前記第２画像のそれぞれに含まれる前記同一の特定部位の状態を比較することで、前記植物の生育状態を推定する段階と
をコンピュータに実行させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、生育状態推定装置、植物管理システム、生育状態推定方法、植物管理方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、レーザスキャナ４により窒素の含有量に対して反射率の異なる２波長からなるパルス測距光をスキャンし、２波長を分離して受光し、各パルス測距光毎に及び２波長毎に、測距値、光量を検出し、測距値に基づき作物の丈を検出し、２波長の受光光量比を検出し、検出された丈、受光光量比に基づき作物の生育状態を検出することが記載されている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 特開２０２２－５４３９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

植物の生育状態を推定する処理の負担を低減することが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明の一態様に係る生育状態推定装置は、第１時点に撮像された植物を含む第１画像と、前記第１時点より後の第２時点に撮像された前記植物を含む第２画像とを取得する取得部を備えてよい。前記生育状態推定装置は、前記第１画像及び前記第２画像のそれぞれから前記植物の同一の特定部位を特定する特定部を備えてよい。前記生育状態推定装置は、前記第１画像及び前記第２画像のそれぞれに含まれる前記同一の特定部位の状態を比較することで、前記植物の生育状態を推定する推定部を備えてよい。

【0005】

前記生育状態推定装置は、特定部位の時間経過に応じた特定部位の生育状態の変化を示す変化情報に基づいて、前記第１時点から前記第２時点までの時間経過で変化する前記同一の特定部位の生育状態の変化を予測する予測部をさらに備えてよい。前記特定部は、前記予測部の予測結果にさらに基づいて、前記第１画像及び前記第２画像のそれぞれから前記同一の特定部位を特定してよい。

【0006】

いずれかの前記生育状態推定装置において、前記推定部は、前記植物の生育状態として、前記植物の生理障害または病害虫に起因する障害の状態を推定してよい。

【0007】

いずれかの前記生育状態推定装置において、前記推定部は、前記第１画像及び前記第２画像のそれぞれに含まれる前記同一の特定部位の状態を比較することで、前記同一の特定部位の大きさの推移と、前記同一の特定部位の障害部分の大きさの推移とを特定し、前記同一の特定部位の大きさの推移と、前記同一の特定部位の障害部分の大きさの推移との比較に基づいて、前記同一の特定部位の障害の進行度を前記植物の生育状態として推定してよい。

【0008】

いずれかの前記生育状態推定装置において、前記推定部は、前記第１時点から前記第２時点までの前記同一の特定部位の大きさの増加率と前記同一の特定部位の障害部分の大きさの増加率との比に基づいて、前記同一の特定部位の障害の進行度を前記植物の生育状態として推定してよい。

【0009】

本発明の一態様に係る植物管理システムは、前記生育状態推定装置と、前記推定部による前記植物の生育状態の推定結果に応じた予め定められた条件に従って、前記植物が栽培されている植物工場内の環境を制御する環境制御設備を制御する環境制御部とを備えてよい。

【0010】

前記植物管理システムにおいて、前記予め定められた条件は、特定部位の生育状態と、培地の含水量、電気伝導度、水素イオン指数、特定部位の周囲の温度、湿度、特定部位に照射される光量、及び二酸化炭素濃度の少なくとも１つとの関係を示してよい。前記環境制御部は、前記予め定められた条件に従って、前記環境制御設備を制御することで、培地の含水量、電気伝導度、水素イオン指数、特定部位の周囲の温度、湿度、特定部位に照射される光量、及び二酸化炭素濃度の少なくとも１つを調整してよい。

【0011】

本発明の一態様に係る生育状態推定方法は、第１時点に撮像された植物を含む第１画像と、前記第１時点より後の第２時点に撮像された前記植物を含む第２画像とを取得する段階を備えてよい。前記生育状態推定方法は、前記第１画像及び前記第２画像のそれぞれから前記植物の同一の特定部位を特定する段階を備えてよい。前記生育状態推定方法は、前記第１画像及び前記第２画像のそれぞれに含まれる前記同一の特定部位の状態を比較することで、前記植物の生育状態を推定する段階を備えてよい。

【0012】

本発明の一態様に係る植物管理方法は、第１時点に撮像された植物を含む第１画像と、前記第１時点より後の第２時点に撮像された前記植物を含む第２画像とを取得する段階を備えてよい。前記植物管理方法は、前記第１画像及び前記第２画像のそれぞれから前記植物の同一の特定部位を特定する段階を備えてよい。前記植物管理方法は、前記第１画像及び前記第２画像のそれぞれに含まれる前記同一の特定部位の状態を比較することで、前記植物の生育状態を推定する段階を備えてよい。前記植物管理方法は、前記植物の生育状態の推定結果に応じた予め定められた条件に従って、前記植物が栽培されている植物工場内の環境を制御する環境制御設備を制御する段階を備えてよい。

【0013】

本発明の一態様に係るプログラムは、第１時点に撮像された植物を含む第１画像と、前記第１時点より後の第２時点に撮像された前記植物を含む第２画像とを取得する段階をコンピュータに実行させてよい。前記プログラムは、前記第１画像及び前記第２画像のそれぞれから前記植物の同一の特定部位を特定する段階を前記コンピュータに実行させてよい。前記プログラムは、前記第１画像及び前記第２画像のそれぞれに含まれる前記同一の特定部位の状態を比較することで、前記植物の生育状態を推定する段階を前記コンピュータに実行させてよい。

【0014】

なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本実施形態に係る植物管理システムの全体構成の機能ブロックの一例を示す図である。

【図2】植物管理装置の機能ブロックの一例を示す図である。

【図3】葉の時間経過に応じた葉の生育状態の変化を示す変化情報の一例を示す図である。

【図4A】時点Ｔ１で撮像される障害部分を含む葉の画像の一例である。

【図4B】時点Ｔ２で撮像される障害部分を含む葉の画像の一例である。

【図5】植物の生育状態の推定及び生育状態に応じた環境制御の手順の一例を示すフローチャートである。

【図6】ハードウェア構成の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

【0017】

図１は、本実施形態に係る植物管理システムの全体構成の機能ブロックの一例を示す図である。植物管理システムは、植物工場１０で栽培される植物３０の生育状態を管理する。植物管理システムは、栽培棚２０、光源設備４０、養液供給設備５０、二酸化炭素供給設備６０、空調設備７０、送風設備８０、撮像装置９０、及び植物管理装置１００を備える。光源設備４０、養液供給設備５０、二酸化炭素供給設備６０、空調設備７０、及び送風設備８０は、環境制御設備の一例である。

【0018】

栽培棚２０は、野菜、青果、または生花などの植物３０を栽培する。光源設備４０は、ＬＥＤまたは白熱灯などの人工光を照射する複数の光源４２備え、複数の光源４２のそれぞれから植物３０に人工光を照射する。複数の光源４２は、栽培棚２０の栽培面に対向して配置されてよい。本実施形態における植物工場１０は、人工光型植物工場である。しかし、植物工場１０は、太陽光を光源として利用して植物３０を栽培する太陽光型植物工場でもよい。

【0019】

養液供給設備５０は、ポンプ５２及びパイプ５４を有し、ポンプ５２及びパイプ５４を介して、栽培棚２０にカリウムまたはカルシウムなどの各肥料成分を含む養液を供給する。養液供給設備５０は、肥料濃度を適宜調整して、肥料濃度が調整された養液を植物３０に供給する。養液供給設備５０は、肥料濃度が調整された養液を霧状にして、植物３０の根部分に噴霧することで植物３０に養液を供給してもよい。養液供給設備５０は、植物３０が栽培されている培地に水分を供給する潅水設備として機能してもよい。栽培棚２０に供給される潅水量は、養液供給設備５０から栽培棚２０に供給される養液の量を調整することで、調整されてよい。

【0020】

二酸化炭素供給設備６０は、タンク６２及びノズル６４を有する。タンク６２は、二酸化炭素を貯蔵する。二酸化炭素供給設備６０は、タンク６２に貯蔵された二酸化炭素をノズル６４を介して植物工場１０内に供給する。

【0021】

空調設備７０は、植物工場１０内の空気を調温及び調湿し、調温及び調湿された空気を室内空間内に循環させる。送風設備８０は、植物工場１０内に風を供給するサーキュレータまたは扇風機を含む。

【0022】

撮像装置９０は、植物３０の葉３２を撮像する。撮像装置９０は、予め定められた間隔で、植物３０の葉３２を定期的に撮像する。撮像装置９０は、栽培棚２０で栽培されるそれぞれの植物３０の近傍に設けられてよい。または、撮像装置９０は、植物工場１０内を移動する移動式ロボットに設けられてもよい。撮像装置９０は、同一の位置から同一方向に同一の画角で、予め定められた間隔で、植物３０の葉３２を定期的に撮像する。撮像装置９０が移動式ロボットに設けられる場合でも、移動式ロボットは、同一の位置から同一方向に同一の画角で、予め定められた間隔で、植物３０の葉３２を定期的に撮像するように撮像装置９０の姿勢を制御する。移動式ロボットは、車両、飛行体、船舶などの移動体でよい。本実施形態では、撮像装置９０が植物３０の葉３２を撮像する例について説明するが、撮像装置９０が撮像する部位は、葉３２以外の茎、果実、花などの植物３０の他の特定部位でもよい。

【0023】

植物管理装置１００は、光源設備４０、養液供給設備５０、二酸化炭素供給設備６０、空調設備７０、及び送風設備８０を制御することで、植物３０の生育状態を制御する。植物管理装置１００は、光源設備４０、養液供給設備５０、二酸化炭素供給設備６０、空調設備７０、送風設備８０、及び撮像装置９０と無線ネットワークまたは有線ネットワークを介して互いに通信する。植物管理装置１００は、生育状態推定装置の一例である。

【0024】

植物管理装置１００は、中央処理装置（ＣＰＵ）及びメモリを有するコンピュータでよい。光源設備４０、養液供給設備５０、二酸化炭素供給設備６０、空調設備７０、及び送風設備８０は、中央処理装置（ＣＰＵ）及びメモリを有するコンピュータを備えてよい。

【0025】

コンピュータは、パーソナルコンピュータ、タブレット型コンピュータ、スマートフォン、ワークステーション、サーバコンピュータ、または汎用コンピュータ等のコンピュータであってよく、複数のコンピュータが接続されたコンピュータシステムであってもよい。このようなコンピュータシステムもまた広義のコンピュータである。コンピュータは、植物工場の環境制御用に設計された専用コンピュータであってもよく、専用回路によって実現された専用ハードウェアであってもよい。コンピュータは、仮想コンピュータ環境によって実装されてもよい。コンピュータを用いる場合、植物管理装置１００、光源設備４０、養液供給設備５０、二酸化炭素供給設備６０、空調設備７０、及び送風設備８０は、中は、コンピュータによりプログラムを実行することによって実現される。

【0026】

図２は、植物管理装置１００の機能ブロックの一例を示す図である。植物管理装置１００は、取得部１０２、特定部１０４、予測部１０６、推定部１０８、環境制御部１１０、及び記憶部１２０を備える。

【0027】

取得部１０２は、撮像装置９０により撮像された画像を予め定められた間隔で定期的に取得する。取得部１０２は、時点Ｔ１に撮像装置９０で撮像された植物３０を含む画像Ｇ１と、時点Ｔ１より後の時点Ｔ２に撮像装置９０により撮像された植物３０を含む画像Ｇ２とを取得する。時点Ｔ１から時点Ｔ２までの期間は、１時間、１日、１週間、１０日などの植物３０の成長速度に応じた任意の期間でよい。

【0028】

特定部１０４は、画像Ｇ１及び画像Ｇ２のそれぞれから植物３０の同一の特定部位を特定する。植物３０の特定部位は、葉、茎、果実、または花でよい。本実施形態では、特定部位として、植物３０の葉を例に詳細に説明する。すなわち、特定部１０４は、画像Ｇ１及び画像Ｇ２のそれぞれから同一の葉３２を特定する。予測部１０６は、葉の時間経過に応じた葉の生育状態の変化を示す変化情報に基づいて、時点Ｔ１から時点Ｔ２までの時間経過で変化する画像Ｇ１及び画像Ｇ２に含まれる同一の葉３２の生育状態の変化を予測する。変化情報は、例えば、図３に示すように、生育期間に応じた葉の面積を示す情報でよい。変化情報は、予め実験等により生育期間ごとに葉の面積を計測することで導出されて、記憶部１２０に記憶されてよい。

【0029】

予測部１０６は、変化情報に基づいて、時点Ｇ１での葉３２の面積Ｓ１から時点Ｇ１の植物３０の生育期間Ｔ１を特定する。さらに、予測部１０６は、変化情報に基づいて、時点Ｇ１から時点Ｇ２まで経過した場合の葉３２の面積Ｓ２を予測する。予測部１０６は、予測結果を特定部１０４に提供する。特定部１０４は、予測結果に基づいて、画像Ｇ１及び画像Ｇ２のそれぞれから同一の葉３２を特定する。特定部１０４は、例えば、画像Ｇ１内の面積Ｓ１の葉を拡大させて、面積Ｓ２の葉の画像を生成し、その画像と、画像Ｇ２の予め定められた領域内の少なくとも１つの葉の画像とをパターンマッチングすることで、画像Ｇ２から同一の葉３２を特定する。予め定められた領域は、画像Ｇ１内の葉３２を含む予め定められた大きさの領域に対応する画像Ｇ２内の領域である。または、特定部１０４は、画像Ｇ２内で、画像Ｇ１の面積Ｓ１の葉が存在した位置を含む予め定められた領域内に含まれる少なくとも１つの葉の面積を導出し、少なくとも１つの葉の中から、面積Ｓ２の葉を特定することで、同一の葉３２を特定する。

【0030】

推定部１０８は、画像Ｇ１及び画像Ｇ２のそれぞれに含まれる同一の葉３２の状態を比較することで、植物３０の生育状態を推定する。推定部１０８は、植物３０の生育状態として、植物３０が健康な状態か否かを推定する。推定部１０８は、植物３０の生育状態として、植物３０の生理障害または病害虫に起因する障害の状態を推定する。

【0031】

推定部１０８は、画像Ｇ１及び画像Ｇ２のそれぞれに含まれる同一の葉３２の状態を比較することで、同一の葉３２の大きさの推移と、同一の葉３２の障害部分の大きさの推移とを特定し、同一の葉３２の大きさの推移と、同一の葉の障害部分の大きさの推移との比較に基づいて、同一の葉３２の障害の進行度を植物の生育状態として推定してよい。

【0032】

推定部１０８は、時点Ｇ１から時点Ｇ２までの同一の葉３２の大きさ（面積）の増加率と同一の葉３２の障害部分の大きさ（面積）の増加率との比に基づいて、同一の葉３２の障害の進行度を植物３０の生育状態として推定してよい。

【0033】

推定部１０８は、例えば、図４Ａに示すような時点Ｔ１の画像Ｇ１内の葉３２から障害部分３４を特定し、葉３２の面積Ｓ１及び障害部分３４の面積Ｓ３を導出する。さらに、推定部１０８は、図４Ｂに示すような時点Ｔ２の画像Ｇ２内の葉３２から障害部分３４を特定し、葉３２の面積Ｓ２及び障害部分３４の面積Ｓ４を導出する。推定部１０８は、葉３２の増加率Ｓ２／Ｓ１に対する障害部分３４の増加率Ｓ４／Ｓ３の比Ｒを導出する。推定部１０８は、葉の増加率に対する障害部分の増加率の比と障害の進行度とを関係を示す関係情報に基づいて比Ｒに対応する障害の進行度を特定することで、植物３０の生育状態を推定する。

【0034】

環境制御部１１０は、推定部１０８による植物３０の生育状態の推定結果に応じた予め定められた条件に従って、植物３０が栽培されている植物工場１０内の環境を制御する環境制御設備を制御する。環境制御部１１０は、推定部１０８による植物３０の生育状態の推定結果に応じた予め定められた条件に従って、光源設備４０、養液供給設備５０、二酸化炭素供給設備６０、空調設備７０、及び送風設備８０の少なくとも１つを制御してよい。

【0035】

予め定められた条件は、葉の生育状態と、培地の含水量、電気伝導度、水素イオン指数、葉の周囲の温度、湿度、葉に照射される光量、及び二酸化炭素濃度の少なくとも１つとの関係を示してよい。環境制御部１１０は、予め定められた条件に従って、環境制御装置を制御することで、培地の含水量、電気伝導度、水素イオン指数、葉の周囲の温度、湿度、葉に照射される光量、及び二酸化炭素濃度の少なくとも１つを調整してよい。環境制御部１１０は、予め定められた条件に従って、光源設備４０、養液供給設備５０、二酸化炭素供給設備６０、空調設備７０、及び送風設備８０の少なくとも１つを制御することで、培地の含水量、電気伝導度、水素イオン指数、葉の周囲の温度、湿度、葉に照射される光量、及び二酸化炭素濃度の少なくとも１つを調整してよい。

【0036】

葉の生理障害の種類ごとに生理障害を抑制させるための対策は経験的に知られている。また、推定部１０８は、予め記憶部１２０に記憶された葉の生理障害の種類ごとの画像と、画像Ｇ１及び画像Ｇ２に含まれる同一の葉３２の画像とをパターンマッチングすることで、植物３０に生じている葉の生理障害の種類を推定してよい。記憶部１２０は、生理障害の種類ごとに、光源設備４０、養液供給設備５０、二酸化炭素供給設備６０、空調設備７０、及び送風設備８０の少なくとも１つの制御内容を記憶してよい。環境制御部１１０は、推定された葉３２の生理障害の種類に応じた制御内容を記憶部１２０を参照することで特定し、特定された制御内容に応じて、光源設備４０、養液供給設備５０、二酸化炭素供給設備６０、空調設備７０、及び送風設備８０の少なくとも１つを制御してよい。

【0037】

環境制御部１１０は、例えば、葉３２の生理障害として、カルシウム欠乏によるチップバーンが進行している場合、養液に含まれるカルシウムの含有量が増加するように、養液供給設備５０を制御してよい。あるいは、環境制御部１１０は、光源４２の光量を減少さるべく、光源設備４０を制御してよい。環境制御部１１０は、植物工場１０内の温度を下げるべく、空調設備７０を制御してよい。環境制御部１１０は、植物工場１０内の温度を効率的に下げるべく、植物工場１０内に供給する風の風量が増加するように送風設備８０を制御してよい。

【0038】

記憶部１２０は、植物管理装置１００で動作するプログラムを記憶する。プログラムは、植物管理装置１００が備えるプロセッサ上で実行されることで取得部１０２、特定部１０４、予測部１０６、推定部１０８、及び環境制御部１１０としてプロセッサを機能させる。

【0039】

図５は、植物３０の生育状態の推定及び生育状態に応じた環境制御の手順の一例を示すフローチャートである。

【0040】

取得部１０２は、撮像装置９０により撮像された時点Ｔ１の画像Ｇ１及び時点Ｔ２の画像Ｇ２を取得する（Ｓ１００）。予測部１０６は、葉の時間経過に応じた葉の生育状態の変化を示す変化情報に基づいて、時点Ｔ１から時点Ｔ２までの時間経過で変化する画像Ｇ１及び画像Ｇ２に含まれる同一の葉３２の生育状態の変化を予測する（Ｓ１０２）。

【0041】

特定部１０４は、予測結果に基づいて、画像Ｇ１及び画像Ｇ２のそれぞれから同一の葉３２を特定する（Ｓ１０４）。推定部１０８は、画像Ｇ１及び画像Ｇ２内の葉３２に予め定められた障害に対応する画像部分が含まれるか否かを判定することで、葉３２に障害があるか否かを判定する（Ｓ１０６）。推定部１０８は、葉３２に障害がないと判定した場合、植物３０が健康状態であると推定する（Ｓ１０８）。

【0042】

推定部１０８は、葉３２に障害があると判定した場合、画像Ｇ１及び画像Ｇ２のそれぞれに含まれる同一の葉３２の状態を比較することで、同一の葉３２の大きさの推移と、同一の葉３２の障害部分の大きさの推移とを特定し、同一の葉３２の大きさの推移と、同一の葉の障害部分の大きさの推移との比較に基づいて、同一の葉３２の障害の進行度を植物３０の生育状態として推定する（Ｓ１１０）。

【0043】

次いで、環境制御部１１０は、推定部１０８による推定結果に基づいて、植物３０が予め定められた生育状態となるように、光源設備４０、養液供給設備５０、二酸化炭素供給設備６０、空調設備７０、及び送風設備８０の少なくとも１つの環境制御設備を制御する（Ｓ１１２）。

【0044】

以上の本実施形態によれば、異なる時点に撮像された画像間で植物３０の同一の葉などの特定部位を特定して、同一の葉などの特定部位の変化に基づいて、植物の生育状態を推定できる。よって、植物の生育状態を推定する処理の負担を低減できる。また、撮像装置９０を準備すれば、植物の生育状態、例えば、植物の生理障害または病害虫に起因する障害の進行度を推定できるので、低コストで植物の生育状態が良好になるようにより精度よく環境制御できる。

【0045】

図６は、本実施形態の態様を全体的または部分的に具現化し得るコンピュータ１２００の一例を示す。コンピュータ１２００にインストールされたプログラムは、コンピュータ１２００に、本発明の実施形態に係る装置に関連付けられるオペレーションまたは当該装置の１または複数の「部」として機能させることができる。または、当該プログラムは、コンピュータ１２００に当該オペレーションまたは当該１または複数の「部」を実行させることができる。当該プログラムは、コンピュータ１２００に、本発明の実施形態に係るプロセスまたは当該プロセスの段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ１２００に、本明細書に記載のフローチャート及びブロック図のブロックのうちのいくつかまたは全てに関連付けられた特定のオペレーションを実行させるべく、ＣＰＵ１２１２によって実行されてよい。

【0046】

本実施形態によるコンピュータ１２００は、ＣＰＵ１２１２、及びＲＡＭ１２１４を含み、それらはホストコントローラ１２１０によって相互に接続されている。コンピュータ１２００はまた、通信インタフェース１２２２、入力／出力ユニットを含み、それらは入力／出力コントローラ１２２０を介してホストコントローラ１２１０に接続されている。コンピュータ１２００はまた、ＲＯＭ１２３０を含む。ＣＰＵ１２１２は、ＲＯＭ１２３０及びＲＡＭ１２１４内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御する。

【0047】

通信インタフェース１２２２は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。ハードディスクドライブが、コンピュータ１２００内のＣＰＵ１２１２によって使用されるプログラム及びデータを格納してよい。ＲＯＭ１２３０はその中に、アクティブ化時にコンピュータ１２００によって実行されるブートプログラム等、及び／またはコンピュータ１２００のハードウェアに依存するプログラムを格納する。プログラムが、ＣＲ－ＲＯＭ、ＵＳＢメモリまたはＩＣカードのようなコンピュータ可読記憶媒体またはネットワークを介して提供される。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体の例でもあるＲＡＭ１２１４、またはＲＯＭ１２３０にインストールされ、ＣＰＵ１２１２によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ１２００に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置または方法が、コンピュータ１２００の使用に従い情報のオペレーションまたは処理を実現することによって構成されてよい。

【0048】

例えば、通信がコンピュータ１２００及び外部デバイス間で実行される場合、ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インタフェース１２２２に対し、通信処理を命令してよい。通信インタフェース１２２２は、ＣＰＵ１２１２の制御の下、ＲＡＭ１２１４、またはＵＳＢメモリのような記憶媒体内に提供される送信バッファ領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、またはネットワークから受信した受信データを記憶媒体上に提供される受信バッファ領域等に書き込む。

【0049】

また、ＣＰＵ１２１２は、ＵＳＢメモリ等のような外部記憶媒体に格納されたファイルまたはデータベースの全部または必要な部分がＲＡＭ１２１４に読み取られるようにし、ＲＡＭ１２１４上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。ＣＰＵ１２１２は次に、処理されたデータを外部記憶媒体にライトバックしてよい。

【0050】

様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、及びデータベースのような様々なタイプの情報が記憶媒体に格納され、情報処理を受けてよい。ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプのオペレーション、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索／置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をＲＡＭ１２１４に対しライトバックする。また、ＣＰＵ１２１２は、記憶媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第２の属性の属性値に関連付けられた第１の属性の属性値を有する複数のエントリが記憶媒体内に格納される場合、ＣＰＵ１２１２は、第１の属性の属性値が指定される、条件に一致するエントリを当該複数のエントリの中から検索し、当該エントリ内に格納された第２の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第１の属性に関連付けられた第２の属性の属性値を取得してよい。

【0051】

上で説明したプログラムまたはソフトウェアモジュールは、コンピュータ１２００上またはコンピュータ１２００近傍のコンピュータ可読記憶媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワークまたはインターネットに接続されたサーバシステム内に提供されるハードディスクまたはＲＡＭのような記憶媒体が、コンピュータ可読記憶媒体として使用可能であり、それによりプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ１２００に提供する。

【0052】

コンピュータ可読媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよい。その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読媒体は、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読媒体のより具体的な例としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ（登録商標））、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ-ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイ（ＲＴＭ）ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。

【0053】

コンピュータ可読命令は、１または複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコードまたはオブジェクトコードのいずれかを含んでよい。ソースコードまたはオブジェクトコードは、従来の手続型プログラミング言語を含む。従来の手続型プログラミング言語は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、またはＳｍａｌｌｔａｌｋ（登録商標）、ＪＡＶＡ（登録商標）、Ｃ＋＋等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、及び「Ｃ」プログラミング言語または同様のプログラミング言語でよい。コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサまたはプログラマブル回路に対し、ローカルにまたはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を介して提供されてよい。プロセッサまたはプログラマブル回路は、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく、コンピュータ可読命令を実行してよい。プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。

【0054】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【0055】

特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

【符号の説明】

【0056】

１０ 植物工場
２０ 栽培棚
３０ 植物
３２ 葉
３４ 障害部分
４０ 光源設備
４２ 光源
５０ 養液供給設備
５２ ポンプ
５４ パイプ
６０ 二酸化炭素供給設備
６２ タンク
６４ ノズル
７０ 空調設備
８０ 送風設備
９０ 撮像装置
１００ 植物管理装置
１０２ 取得部
１０４ 特定部
１０６ 予測部
１０８ 推定部
１１０ 環境制御部
１２０ 記憶部
１２００ コンピュータ
１２１０ ホストコントローラ
１２１２ ＣＰＵ
１２１４ ＲＡＭ
１２２０ 入力／出力コントローラ
１２２２ 通信インタフェース
１２３０ ＲＯＭ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】