特開 2024-16729 イチゴの株の情報取得システム

(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】P2024016729

(43)【公開日】2024-02-07

(54)【発明の名称】イチゴの株の情報取得システム

(51)【国際特許分類】

   A01G 22/05 20180101AFI20240131BHJP

   A01G 7/00 20060101ALI20240131BHJP

   G01B 11/02 20060101ALI20240131BHJP

【ＦＩ】

A01G22/05 A

A01G7/00 603

G01B11/02 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022119049

(22)【出願日】2022-07-26

(71)【出願人】

【識別番号】501203344

【氏名又は名称】国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構

(74)【代理人】

【識別番号】100087480

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 修平

(72)【発明者】

【氏名】坪田 将吾

(72)【発明者】

【氏名】深津 時広

(72)【発明者】

【氏名】難波 和彦

【テーマコード（参考）】

2B022

2F065

【Ｆターム（参考）】

2B022AA03

2B022AB15

2F065AA22

2F065AA58

2F065CC00

2F065FF01

2F065JJ03

2F065JJ26

(57)【要約】

【課題】イチゴの株それぞれの葉柄長や葉面積を精度よく算出する。
【解決手段】情報処理装置は、イチゴの株に風を吹き付けない又は第１の速度（弱風）で風を吹き付けて上方から撮影した株の画像から得られる、株の中心と所定の葉の葉柄先端との間の距離Ｄｎと、第２の速度（中風又は強風）で風を吹き付けて上方から撮影した株の画像から得られる、株の中心から葉柄先端までの第２の距離Ｄｍと、の差分（水平投影移動量Ｍ_P）を求める。そして、情報処理装置は、葉面積の値と、撮影時の風の速度と、水平投影移動量Ｍ_Pと、に基づいて、葉柄長の値を算出する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

イチゴの株に上方から風を吹き付ける吹き付け装置と、
前記株の画像を上方から撮影する撮影装置と、
前記吹き付け装置から前記株に風が吹き付けられていない又は前記吹き付け装置から第１の速度で風が吹き付けられた第１の状態で、前記撮影装置を制御して前記株の第１の画像を上方から撮影するとともに、前記吹き付け装置から第２の速度で風が吹き付けられた第２の状態で、前記撮影装置を制御して前記株の第２の画像を上方から撮影する制御装置と、
前記撮影装置が撮影した画像から、前記イチゴの株の所定の葉の葉面積及び葉柄長のうちの一方の値を算出する算出装置と、
を備え、
前記算出装置は、
前記第１の画像内における前記株の中心から前記所定の葉の葉柄先端までの第１の距離と、前記第２の画像内における前記株の中心から前記所定の葉の葉柄先端までの第２の距離と、の差分を特定し、
前記所定の葉の葉面積及び葉柄長のうちの他方の値と、前記第１の状態と前記第２の状態のそれぞれにおいて前記吹き付け装置から前記株に吹き付けられる風の速度と、前記第１の距離と前記第２の距離の差分と、に基づいて、前記所定の葉の葉面積及び葉柄長のうちの一方の値を算出する、
ことを特徴とするイチゴの株の情報取得システム。

【請求項2】

前記算出装置は、
前記算出する処理において、前記葉面積の値と、前記所定の葉の着生時の葉柄角度の値と、前記第１の状態と前記第２の状態のそれぞれにおいて前記吹き付け装置から前記株に吹き付けられる風の速度と、前記第１の距離と前記第２の距離の差分と、に基づいて、前記葉柄長の値を算出する、請求項１に記載のイチゴの株の情報取得システム。

【請求項3】

前記制御装置は、前記第２の画像を撮影する処理を、前記吹き付け装置が吹き付ける風の速度を異ならせつつ複数回実行し、
前記算出装置は、
前記特定する処理において、前記複数回の前記第２の画像を撮影する処理それぞれに対応して、前記第１の距離と前記第２の距離の差分を複数特定し、
前記算出する処理において、特定した前記複数の差分と、前記複数回の前記第２の画像を撮影する処理を行った際の前記風の速度と、に基づいて、前記葉柄長の値を算出する、請求項２に記載のイチゴの株の情報取得システム。

【請求項4】

前記算出装置は、
前記第１の画像及び前記第２の画像の少なくとも一方から、２以上の葉柄を特定し、特定した２以上の前記葉柄が交差する位置を前記株の中心の位置として検出する、又は、前記第１の画像及び前記第２の画像の少なくとも一方から、２以上の葉柄を特定し、特定した２以上の前記葉柄それぞれに接続されている３枚の小葉のうちの中央の小葉の長手方向を示す直線をそれぞれ特定し、特定した複数の直線の交点を前記株の中心の位置として検出する、又は、深層学習により、前記第１の画像及び前記第２の画像の少なくとも一方から、前記株の中心の位置を検出する、請求項１～３のいずれか一項に記載のイチゴの株の情報取得システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、イチゴの株の情報取得システムに関する。

【背景技術】

【0002】

植物の生体計測の有効な方法として、非破壊で広範囲の計測が可能で省力的な、画像計測が知られている。生体計測の対象である植物がイチゴである場合、計測対象には、葉柄の長さ（葉柄長）、葉面積などがある。これらの計測対象は、生育診断や収量予測において重要な要素となるため、精度よく計測できることが好ましい。

【0003】

なお、従来においては、送風機が植物に風を送っているときに、撮影部により植物を撮影して画像を取得し、その画像を処理することにより、植物の育成状態（茎の太さ）を判定する技術が知られている（例えば、特許文献１等参照）。また、画像の時系列的推移に基づいて、植物の生育状況（収穫時期等）を監視する技術も知られている（例えば、特許文献２等参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６－２９９４０号公報

【特許文献2】特開２０１９－３７２２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上述した葉柄長や葉面積については、上記特許文献１、２等を用いても計測することはできない。例えば、葉柄は、葉身（小葉）の下側にあって外側から見えにくいことから、葉柄長を画像計測するのは難しい。また、葉身は互いに重なり合っていることが多いため、葉面積を精度よく計測することも難しい。

【0006】

そこで、本発明は、イチゴの株の情報を精度よく算出することが可能なイチゴの株の情報取得システム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】

【0007】

本発明のイチゴの株の情報取得システムは、イチゴの株に上方から風を吹き付ける吹き付け装置と、前記株の画像を上方から撮影する撮影装置と、前記吹き付け装置から前記株に風が吹き付けられていない又は前記吹き付け装置から第１の速度で風が吹き付けられた第１の状態で、前記撮影装置を制御して前記株の第１の画像を上方から撮影するとともに、前記吹き付け装置から第２の速度で風が吹き付けられた第２の状態で、前記撮影装置を制御して前記株の第２の画像を上方から撮影する制御装置と、前記撮影装置が撮影した画像から、前記イチゴの株の所定の葉の葉面積及び葉柄長のうちの一方の値を算出する算出装置と、を備え、前記算出装置は、前記第１の画像内における前記株の中心から前記所定の葉の葉柄先端までの第１の距離と、前記第２の画像内における前記株の中心から前記所定の葉の葉柄先端までの第２の距離と、の差分を特定し、前記所定の葉の葉面積及び葉柄長のうちの他方の値と、前記第１の状態と前記第２の状態のそれぞれにおいて前記吹き付け装置から前記株に吹き付けられる風の速度と、前記第１の距離と前記第２の距離の差分と、に基づいて、前記所定の葉の葉面積及び葉柄長のうちの一方の値を算出する。

【発明の効果】

【0008】

本発明のイチゴの株の情報取得システムは、イチゴの株の情報を精度よく算出することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】一実施形態に係る情報取得システムの構成を概略的に示す図である。

【図2】制御装置及び情報処理装置のハードウェア構成を示す図である。

【図3】制御装置及び情報処理装置の機能ブロック図である。

【図4】図４（ａ）、図４（ｂ）は実験装置を示す図である。

【図5】図５（ａ）は、図４（ａ）の実験装置において、ブロワーを動作させず、風速０ｍとしたときにカメラによって撮影されたイチゴの株の画像であり、図５（ｂ）は、ブロワーから所定の風速で風を吹き付けたときにカメラによって撮影されたイチゴの株の画像である。

【図6】図６（ａ）は、第１の状態と第２の状態における葉柄と葉身の様子を模式的に示す図であり、図６（ｂ）は、葉柄の先端の位置を説明するための図である。

【図7】図７（ａ）は、風速と、単位葉面積当たりの風荷重と、の関係を示すグラフであり、図７（ｂ）は、葉身の抗力係数と風速と、の関係を示すグラフである。

【図8】図８（ａ）～図８（ｅ）は、図４（ａ）の実験装置２００を用いて得られた、イチゴの株の第１葉～第５葉それぞれの、風速ｖに対する葉柄の水平投影移動量Ｍ_pを実測した結果を示すグラフである。

【図9】図９（ａ）～図９（ｅ）は、図８（ａ）～図８（ｅ）の実測値を近似した例を示す図である。

【図10】近似式２を説明するための概略図である。

【図11】近似式３を説明するための概略図である。

【図12】制御装置の処理を示すフローチャートである。

【図13】情報処理装置の処理を示すフローチャートである。

【図14】図１４（ａ）～図１４（ｃ）は、株の中心を検出する方法について説明するための図である。

【図15】図１５（ａ）～図１５（ｇ）は、近似式１を用いて葉柄長Ｌを求める例について説明するための図（その１）である。

【図16】図１６（ａ）～図１６（ｇ）は、近似式１を用いて葉柄長Ｌを求める例について説明するための図（その２）である。

【図17】図１７（ａ）～図１７（ｇ）は、近似式１を用いて葉面積Ａを求める例について説明するための図（その１）である。

【図18】図１８（ａ）～図１８（ｇ）は、近似式１を用いて葉面積Ａを求める例について説明するための図（その２）である。

【図19】図１９（ａ）～図１９（ｇ）は、近似式２を用いて葉柄長Ｌを求める例について説明するための図である。

【図20】図２０（ａ）～図２０（ｇ）は、近似式３を用いて葉柄長Ｌを求める例について説明するための図である。

【図21】図２１（ａ）は、実測した葉柄長と、近似式１を用いて算出した葉柄長（予測葉柄長）との関係を示すグラフであり、図２１（ｂ）は、実測した葉面積と、近似式１を用いて算出した葉面積（予測葉面積）との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、一実施形態に係るイチゴの株の情報取得システムについて、詳細に説明する。

【0011】

図１には、一実施形態に係る情報取得システム１００の構成が概略的に示されている。本実施形態においては、情報取得システム１００は、例えば、図１に示すような栽培ベッド１２で高設栽培されているイチゴの株それぞれの葉柄長や葉面積を算出し、記録するシステムである。地上から栽培ベッド１２の上面までの距離（高さ）は、Ｈ１（Ｈ１は例えば１０００ｍｍ）である。なお、イチゴの株は、栽培ベッド１２で栽培されていなくてもよく、例えば畝に地植えされていてもよい。

【0012】

情報取得システム１００は、モニタリング装置１０と、算出装置としての情報処理装置９０と、を備える。モニタリング装置１０は、栽培ベッド１２近傍を移動して、イチゴの株を上方から撮影した画像を取得する装置である。情報処理装置９０は、モニタリング装置１０と通信可能に接続されており、モニタリング装置１０から取得した画像や位置情報に基づいて、栽培ベッド１２に植えられているイチゴの株それぞれの葉柄長や葉面積を算出する。情報処理装置９０とモニタリング装置１０との間は、有線ＬＡＮ（Local Area Network）等により有線接続されていてもよいし、ＷｉＦｉ等により無線接続されていてもよい。また、情報処理装置９０は、モニタリング装置１０に搭載されていてもよい。なお、本実施形態では、栽培ベッド１２の延伸方向をＸ軸方向とし、水平面内でＸ軸方向と垂直に交差する方向をＹ軸方向とし、鉛直方向をＺ軸方向として説明する。

【0013】

モニタリング装置１０は、図１に示すように、栽培ベッド１２の下方（地面上）においてＸ軸方向に沿って敷設されたレール１４上に設置されている。モニタリング装置１０は、レール１４に沿ってＸ軸方向に移動可能となっている。

【0014】

モニタリング装置１０は、筐体２０と、車輪２２と、撮影装置としてのカメラ２４と、吹き付け装置としてのブロワー２６と、モータ２８と、位置検出装置２９と、制御装置３０と、を備える。筐体２０は略矩形枠状の形状を有する。筐体２０の天井板２０ａは、栽培ベッド１２やイチゴの株の上方まで張り出しており、天井板２０ａの下面（－Ｚ面）とイチゴの株は上下対向した状態となっている。

【0015】

車輪２２は、モータ２８により、レール１４上で回転駆動される。モータ２８は、制御装置３０により回転制御される。すなわち、本実施形態においては、モニタリング装置１０を移動する移動機構として、レール１４上を走行する車輪２２と、モータ２８と、を含む構成を採用している。ただし、これに限らず、移動機構は、地面上を走行する車輪やクローラなどの走行部と、走行部を駆動する駆動装置（モータなど）とを含む構成であってもよい。

【0016】

カメラ２４及びブロワー２６は、筐体２０の天井板２０ａの下面に設けられている。カメラ２４の栽培ベッド１２からの距離（高さ）は、Ｈ２（Ｈ２は例えば１０００ｍｍ）である。カメラ２４は、イチゴの株を上方から撮影する。ブロワー２６は、イチゴの株に対して上方から下方に向けて風を吹き付ける機能を有する。ブロワー２６から吹き付けられる風の速度（風速）は変更可能となっており、制御装置３０により制御される。制御装置３０は、ブロワー２６によって株に風を吹きつけた状態又は風を吹き付けない状態で、カメラ２４を用いて株を上方から撮影する。なお、カメラ２４によって撮影された画像は、制御装置３０に送信され、制御装置３０は、撮影された画像を情報処理装置９０に送信する。また、制御装置３０は、撮影時にブロワー２６から株に吹き付けられる風の速度（風速）の情報を情報処理装置９０に送信する。

【0017】

位置検出装置２９は、例えば、栽培ベッド１２近傍に設置された複数のＲＦＩＤ（radio frequency identifier）タグと通信可能なＲＦＩＤリーダを有する位置検出装置や、栽培ベッド１２近傍に設置されたマーカを撮影可能なカメラを有する位置検出装置、車輪２２やモータ２８の回転量から位置検出を行う位置検出装置、RTK-GNSS（Real Time Kinematic-Global Navigation Satellite System）などである。位置検出装置２９は、カメラ２４のＸＹ位置を検出する。カメラ２４のＸＹ位置からは、撮影される画像（撮影範囲）内の各点のＸＹ位置を特定することができる。また、位置検出装置２９の検出結果は、制御装置３０に送信される。

【0018】

制御装置３０は、位置検出装置２９の検出結果に基づいてモータ２８を制御し、モニタリング装置１０の位置（カメラ２４の撮影箇所）を調整する。また、制御装置３０は、カメラ２４によって撮影された画像と、当該画像の位置情報（ＸＹ位置）と、画像を撮影したときにブロワー２６から吹き付けられていた風の速度（風速）の情報と、を情報処理装置９０に送信する。図２には、制御装置３０のハードウェア構成が示されている。図２に示すように、制御装置３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１９０、ＲＯＭ（Read Only Memory）１９２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１９４、記憶部（ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等）１９６、ネットワークインタフェース１９７、及び可搬型記憶媒体用ドライブ１９９等を備えている。これら制御装置３０の構成各部は、バス１９８に接続されている。制御装置３０では、ＲＯＭ１９２あるいは記憶部１９６に格納されているプログラム、或いは可搬型記憶媒体用ドライブ１９９が可搬型記憶媒体１９１から読み取ったプログラムをＣＰＵ１９０が実行することにより、図３に示す各部の機能が実現される。なお、図３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。

【0019】

情報処理装置９０は、制御装置３０から送信されてきた位置情報を用いて、画像において撮影されている株を特定する。また、情報処理装置９０は、画像と風速の情報とを用いて、各株の葉柄長や葉面積を算出する。情報処理装置９０は、制御装置３０と同様のハードウェア構成（図２参照）を有する。情報処理装置９０では、ＣＰＵ１９０がプログラムを実行することにより、図３に示す各部の機能が実現されている。

【0020】

（葉柄長及び葉面積の算出式について）
ここで、情報処理装置９０（後述する図３の算出部５６）が葉柄長や葉面積を算出する際に用いる数式について説明する。なお、本実施形態では、後述する３種類の式（近似式１～３）のいずれかを用いることとしているが、これに限らず、その他の式を用いることも可能である。

【0021】

図４（ａ）、図４（ｂ）には、数式導出のために用いた実験装置２００が模式的に示されている。図４（ａ）に示すように、実験装置２００には、イチゴの株が植え付けられた栽培ポット２０２が設置される。栽培ポット２０２は、その上端が地上からの高さＨ０（例えば５００ｍｍ）の位置となるように設置される。また、実験装置２００には、イチゴの株を覆う、高さＨ２（例えば１０００ｍｍ）の中空円筒２０４が設けられている。この中空円筒２０４の直径は、例えば５００ｍｍである。なお、図４（ａ）、図４（ｂ）の実験装置では、中空円筒２０４内を風が通り抜ける（整流となる）ように、栽培ポット２０２の高さＨ０を中空円筒２０４の直径と同等の寸法としている。更に、実験装置２００には、中空円筒２０４の上端部にカメラ２４と、ブロワー２６を設置している。なお、図４（ａ）のカメラ２４及びブロワー２６は、図１のカメラ２４及びブロワー２６と同一のものである。

【0022】

図５（ａ）は、ブロワー２６を動作させず、風速０ｍとしたときにカメラ２４によって撮影されたイチゴの株の画像である。また、図５（ｂ）は、ブロワー２６から所定の風速で風を吹き付けたときにカメラ２４によって撮影されたイチゴの株の画像である。図５（ｂ）に示すように上方から風を吹き付けることにより、葉身が力（風荷重）を受けるため、図５（ａ）と比べるとわかるように、葉柄は付け根（株の中心（クラウン））を中心として外側に倒れる。また、葉身も外側に倒れ、葉全体が外側に移動する。

【0023】

図６（ａ）には、図５（ａ）のように風速０ｍの状態又は第１の速度の風（弱風）が葉身に当てられた状態（第１の状態）の葉全体の様子が太実線にて模式的に示されている。また、図６（ａ）には、図５（ｂ）のように第２の速度の風（中風又は強風）が葉身に当てられた状態（第２の状態）の葉全体の様子が太破線にて模式的に示されている。この図６（ａ）において、第１の状態における葉柄の先端の位置と、第２の状態における葉柄の先端の位置との水平方向の差分Ｍ_Pを、葉柄の水平投影移動量Ｍ_pと呼ぶものとする。なお、図６（ａ）に示す葉柄の先端の位置は、実際には、図６（ｂ）に示す小葉柄（葉柄と葉身を繋ぐ細い葉柄）の付け根部分（符号Ｓ参照）であるものとする。

【0024】

次に、図４（ｂ）に示す実験装置２００’について説明する。図４（ｂ）の実験装置２００’は、図４（ａ）の実験装置２００を改良したものである。図４（ｂ）の実験装置２００’においては、地上から高さＨ１（例えば５００ｍｍ）にロードセル２０６が設置され、ロードセル２０６に接続された固定治具２０８には、葉身２１０が設置されている。葉身２１０の上面の高さは、図４（ａ）のイチゴの株の葉身の高さとほぼ同一の高さ（例えば地上から５８１ｍｍ）とした。また、葉身２１０の近傍には風速計２１２を設置した。この実験装置２００’によれば、ブロワー２６のプロペラを所定の回転数で回転させたときの、葉身近傍における風速と、葉身が受ける風の力（風荷重）と、を計測することができる。

【0025】

図７（ａ）は、図４（ｂ）の実験装置２００’を用いて得られた、風速（Air velocity）ｖ（ｍ／ｓ）と、単位葉面積当たりの風荷重（Load/Leaf area）（Ｎ／ｍ²）と、の関係を示すグラフである。図７（ｂ）は、葉身の抗力係数（Drag coefficient）Ｃ_dと風速ｖ（ｍ／ｓ）と、の関係を示すグラフである。

【0026】

また、図８（ａ）～図８（ｅ）には、実験装置２００を用いて得られた、イチゴの株の第１葉～第５葉それぞれの、風速ｖに対する葉柄の水平投影移動量Ｍ_pを実測した結果が示されている。

【0027】

（近似式１について）
本近似式１は、図８（ａ）～図８（ｅ）の実測値に基づいて、風速ｖと水平投影移動量Ｍ_Pとの関係を図９（ａ）～図９（ｅ）において破線で示すように近似した場合の例である。

【0028】

ここで、風荷重の一般式としては、次式（１）が知られている。

【0029】

【数1】

【0030】

なお、上式（１）のＰ（N）は風荷重、ρ（kg/m³）は空気密度、Ａ（m²）は受圧面積（葉面積）、ｖ（m/s）は風速、Ｃ_dは抗力係数である。

【0031】

ここで、葉身の抗力係数Ｃ_dは、風速ｖを用いると、次式（２）のように表される。

【0032】

【数2】

【0033】

なお、ｍ、ｎは係数である。

【0034】

また、水平投影移動量Ｍ_pが風荷重Ｐに対して比例することを比例係数ｋを用いて次式（３）にて表し、その比例係数ｋを用いることで、葉柄長Ｌ（mm）を次式（４）にて表す。

【0035】

【数3】

【0036】

なお、上式（４）は、ｋ＝ａＬ＋ｂを変形した式であり、式（４）中のａ、ｂは予め求めておく必要のある係数である。

【0037】

本近似式１においては、上式（１）～（４）を用いることで、葉面積Ａから、葉柄長Ｌを求めることができる。

【0038】

一方、葉柄長Ｌから葉面積Ａを算出する場合、次式（５）に葉柄長Ｌを代入することでｋを求め、式（６）にｋやその他の値を代入することで、葉面積Ａを求めることができる。なお、式（６）は、上式（１）、（３）から得られる式である。

【0039】

【数4】

【0040】

（近似式２）
次に、近似式２について説明する。本近似式２は、図８（ａ）～図８（ｅ）の実測値に基づいて、風速ｖと水平投影移動量Ｍ_Pとの関係を、図９（ａ）～図９（ｅ）において実線で示すように近似した場合の例である。

【0041】

図１０は、近似式２を説明するための概略図である。図１０においては、第１の状態（風速０ｍ又は第１の風速（弱風）の場合）の葉全体の様子が太実線で示され、第２の状態（第２の風速（中風又は強風）の場合）の葉全体の様子が太破線で示されている。図１０において、第１の状態における葉柄角（葉柄の延びる方向と水平面との間の角度）がθ（rad）であり、第２の状態における葉柄角がδ（rad）である。なお、θは、葉の着生時の葉柄角度の値であるといえる。また、第１の状態と第２の状態との間の葉柄先端の実際の移動量がＭ（mm）であり、水平投影移動量がＭ_P（ｍｍ）である。

【0042】

このとき、葉身が受ける風荷重が風速（ｖ）の二乗と受圧面積（Ａ）に比例するという知見をベースにして、次式（７）を用いることとした。なお、ｌは比例係数である。

【0043】

【数5】

【0044】

また、葉柄が株の付け根から外側に倒れるとき、付け根部分を中心に葉柄の先端が円運動をすると仮定し、風圧を受けた時の葉柄の培地（水平面）に対する傾斜角δを次式（８）のように定義した。

【0045】

【数6】

【0046】

更に、葉柄が傾斜した長さを投影値に換算するための式を次式（９）のように定義した。

【0047】

【数7】

【0048】

本近似式２においては、上式（７）～（９）を用いることで、葉面積Ａから、葉柄長Ｌを求めることができる。

【0049】

（近似式３）
次に、近似式３について説明する。本近似式３は、図８（ａ）～図８（ｅ）の実測値に基づいて、風速ｖと水平投影移動量Ｍ_Pとの関係を、図９（ａ）～図９（ｅ）において薄い実線で示すように近似した場合の例である。図１１は、近似式３を説明するための概略図である。近似式３においては、図１１に示すように、葉柄の曲がり（しなり）によって角度δが破線で示す状態から戻ることを表現した。

【0050】

具体的には、次式（１０）を用いることとした。

【0051】

【数8】

【0052】

なお、上式（１０）の（θ－Ｍ／Ｌ）は、上式（８）の右辺とほぼ同一の内容を意味している。また、ｐは進角係数であり、（ｖ⁴／ｐ）は、葉柄のしなりによって角度が戻ることを表現したものである。

【0053】

本近似式３においては、式（７）、（９）、（１０）を用いることで、葉面積Ａから、葉柄長Ｌを求めることができる。

【0054】

（制御装置３０及び情報処理装置９０の機能について）
図３に戻り、制御装置３０及び情報処理装置９０が有する機能について、説明する。

【0055】

（制御装置３０の機能）
制御装置３０は、図３に示すように、位置制御部４０、風速制御部４１、撮影制御部４２、画像取得・送信部４４の機能を有する。

【0056】

位置制御部４０は、位置検出装置２９の検出結果に基づいてモータ２８を制御し、モニタリング装置１０の位置（カメラ２４の撮影箇所）を調整する。例えば、位置制御部４０は、カメラ２４の撮影範囲に各株（少なくとも１つの株の中心と当該株の葉柄長Ｌや葉面積Ａを求める対象の葉を含む範囲）が順次収まるように、モニタリング装置１０を移動させる。

【0057】

風速制御部４１は、少なくとも１つの株の中心と当該株の葉柄長Ｌや葉面積Ａを求める対象の葉を含む範囲がカメラ２４の撮影範囲内に収まった状態で、ブロワー２６を制御して株を第１の状態にする。ここで、第１の状態は、ブロワー２６から風を吹き付けていない状態であるものとする。ただし、第１の状態は、ブロワー２６から第１の速度の風（弱風）を吹き付けた状態であってもよい。また、少なくとも１つの株の中心と当該株の葉柄長Ｌや葉面積Ａを求める対象の葉を含む範囲がカメラ２４の撮影範囲内に収まった状態で、ブロワー２６を制御して株を第２の状態にする。ここで、第２の状態は、ブロワー２６から第１の速度よりも速い第２の速度の風（中風又は強風）を吹き付けた状態である。

【0058】

撮影制御部４２は、カメラ２４を用いて第１の状態の株を上方から撮影する。また、撮影制御部４２は、カメラ２４を用いて第２の状態の株を上方から撮影する。撮影制御部４２は、第１の状態の株及び第２の状態の株の撮影を行うと、その旨を位置制御部４０に通知する。位置制御部４０は、当該通知を受けると、次の株がカメラ２４の撮影範囲内に収まるように、モニタリング装置１０の位置を調整する。

【0059】

画像取得・送信部４４は、カメラ２４によって撮影された画像を取得し、位置制御部４０から得られる画像撮影時の位置情報（ＸＹ位置）及び風速制御部４１から得られる画像撮影時の風速の情報とともに、取得した画像を情報処理装置９０に送信する。

【0060】

（情報処理装置９０の機能）
情報処理装置９０は、図３に示すように、画像取得部５２、画像解析部５４、算出部５６、データ管理部５８、出力部６０を有する。

【0061】

画像取得部５２は、第１の状態で撮影された株の画像（第１の画像）、及び第１の画像の撮影位置の情報と風速の情報、第２の状態で撮影された株の画像（第２の画像）、及び第２の画像の撮影位置の情報と風速の情報を取得する。

【0062】

画像解析部５４は、画像取得部５２が撮影した第１の画像及び第２の画像を解析して、解析結果を算出部５６に受け渡す。

【0063】

算出部５６は、画像解析部５４の解析結果と、予め定められている係数やユーザが入力した情報に基づいて、イチゴの葉柄長や葉面積を算出する。

【0064】

データ管理部５８は、算出部５６による算出結果（葉柄長や葉面積）を取得し、株の位置情報と紐づけて管理する。

【0065】

出力部６０は、データ管理部５８において管理されている情報を出力する。

【0066】

（制御装置３０の処理について）
図１２には、制御装置３０の処理がフローチャートにて示されている。

【0067】

図１２の処理が開始されると、まずステップＳ１０において、位置制御部４０は、位置検出装置２９の検出結果に基づいてモータ２８を制御し、カメラ２４を用いてイチゴの株（少なくとも株の中心と計測対象の葉を含む範囲）を撮影可能な位置までモニタリング装置１０を移動する。なお、栽培ベッド１２上の株それぞれのおおよその位置は予めわかっているものとする。

【0068】

次いで、ステップＳ１２において、風速制御部４１は、ブロワー２６をＯＦＦにする又はブロワー２６からの風の速度が第１の風速（弱風）となるように（すなわち、株が第１の状態になるように）制御する。なお、ここでは、第１の状態は無風状態であるものとする。なお、ステップＳ１２を行う際に、ブロワー２６がＯＦＦ状態である場合には、風速制御部４１は、ブロワー２６の制御を行わずに、そのままの状態を維持する。

【0069】

次いで、ステップＳ１４において、撮影制御部４２は、カメラ２４を用いて、イチゴの株を上方から撮影する。

【0070】

ステップＳ１６において、画像取得・送信部４４は、ステップＳ１４において撮影された画像（第１の画像）をカメラ２４から取得し、第１の画像と、位置制御部４０から得られる第１の画像を撮影したときの位置の情報と、風速制御部４１から得られる第１の画像を撮影したときのブロワー２６の風速の情報と、を情報処理装置９０に送信する。

【0071】

次いで、ステップＳ１８において、風速制御部４１は、ブロワー２６からの風の速度が第２の風速（中風又は強風）になるように（すなわち、株が第２の状態になるように）制御する。

【0072】

次いで、ステップＳ２０において、撮影制御部４２は、カメラ２４を用いて、イチゴの株を上方から撮影する。

【0073】

次いで、ステップＳ２２において、画像取得・送信部４４は、ステップＳ２０において撮影された画像（第２の画像）をカメラ２４から取得し、第２の画像と、位置制御部４０から得られる第２の画像を撮影したときの位置の情報と、風速制御部４１から得られる第２の画像を撮影したときのブロワー２６の風速の情報と、を情報処理装置９０に送信する。

【0074】

その後は、ステップＳ１０に戻る。なお、風速制御部４１は、ステップＳ１０に戻る前に、ブロワー２６の動作を停止してもよい。ステップＳ１０に戻ると、位置制御部４０は、次の株を撮影するための移動を行う。そして、ステップＳ１２～Ｓ２２において、制御装置３０は、次の株についての第１の画像及び第２の画像の撮影処理等を実行する。

【0075】

なお、詳細については後述するが、図１２のステップＳ１８、Ｓ２０、Ｓ２２については、第２の風速を異ならせて複数回繰り返すこともあるものとする。

【0076】

なお、図１２の処理では、モニタリング装置１０を移動して（Ｓ１０）、第１の風速で第１の画像を撮影した後（Ｓ１２、Ｓ１４）、第２の風速で第２の画像を撮影し（Ｓ１８、Ｓ２０）、再度モニタリング装置１０を移動する（Ｓ１０）、という処理を繰り返すこととしたがこれに限られるものではない。例えば、ブロワー２６をＯＦＦの状態又は第１の風速に維持した状態で、モニタリング装置１０を移動しつつ、複数の株の画像（第１の画像）を撮影し、その後に、ブロワー２６を第２の風速に維持した状態で、モニタリング装置１０を移動しつつ、複数の株の画像（第２の画像）を撮影してもよい。そして、画像取得・送信部４４は、同一の位置で撮影された第１の画像と第２の画像（すなわち、同一の株を撮影した第１、第２の画像）を対応付けて、位置情報及び風速の情報とともに、情報処理装置９０に送信するようにしてもよい。

【0077】

（情報処理装置９０の処理について）
次に、情報処理装置９０の処理について、図１３のフローチャートに沿って、説明する。

【0078】

図１３の処理が開始されると、まずステップＳ３０において、画像取得部５２は、制御装置３０の画像取得・送信部４４から送信されてくる画像や位置の情報、風速の情報を取得する。

【0079】

次いで、ステップＳ３２において、画像解析部５４は、第１の状態の画像と前記第２の状態の画像のいずれかから株の中心を検出する。具体的には、画像解析部５４は、例えば、株の形状と株の中心とを示す多数の画像を学習データとして深層学習を行い、得られた学習モデルを用いて、取得した画像（第１の画像又は第２の画像）内に存在する株の中心を検出することができる。また、画像解析部５４は、深層学習以外の方法を用いて、株の中心を検出することもできる。例えば、画像解析部５４は、図１４（ａ）に示すように、第２の画像から、複数の葉柄を検出し、それらの延長線上の交点を株の中心として検出することができる。この方法を採用すると、図１４（ｂ）に示すように株の中心が他の株の葉などにより隠れている場合でも、株の中心を精度よく検出することができる。また、図１４（ｃ）に示すように、イチゴは通常３枚の小葉が１つの葉柄に接続されているので、画像解析部５４は、例えば、３枚の小葉のうち真ん中の小葉の長手方向に直線（図１４（ｃ）の破線参照）を引く処理を複数回行い、それらの直線の交点を株の中心としてもよい。なお、画像解析部５４は、深層学習を用いた株の中心の検出を優先的に実施し、深層学習では株の中心を検出できなかった場合に、図１４（ａ）、図１４（ｂ）や図１４（ｃ）の方法で株の中心を検出するようにしてもよい。

【0080】

次いで、ステップＳ３４において、画像解析部５４は、第１の状態の画像から小葉柄を検出する。ここで、画像解析部５４は、第１葉、第２葉、第３葉…というように順に葉身を検出し、各葉の小葉柄を検出する。例えば、画像解析部５４は、葉の画像と未展開の度合いとを関連付けた多数の学習データを用いて深層学習を行い、学習モデルを得る。そして、画像解析部５４は、得られた学習モデルを用いて、画像内から株の未展開葉を検出し、検出された未展開葉を第１葉とする。また、画像解析部５４は、画像から葉を検出し、検出された葉のうち最も小さな葉を第１葉と決定することとしてもよい。また、画像解析部５４は、画像から葉を検出し、検出された葉のうち最も色が薄い葉を第１葉と決定することとしてもよい。更に、画像解析部５４は、画像から葉を検出し、検出された葉のうち株の中心からの距離が最も短い葉を第１葉と決定することとしてもよい。なお、画像解析部５４は、深層学習により第１葉を特定する方法を優先的に適用し、当該方法では第１葉を特定できなかった場合に、上述したその他の方法で第１葉を特定するようにしてもよい。また、画像解析部５４は、上述した方法のうちの複数の方法を用いて第１葉を特定し、複数の特定結果を総合して第１葉を特定するようにしてもよい。更に、画像解析部５４は、第１葉と株の中心を結ぶ直線の、基準線に対する角度を検出し、株の中心を起点に第１葉の伸びる方向から約１４４°回転したところにある葉を第２葉、株の中心を起点に第２葉の伸びる方向から約１４４°回転したところにある（第１葉の伸びる方向から約２８８°回転したところにある）葉を第３葉、…と特定する。そして、画像解析部５４は、特定した第１葉、第２葉、…につながっている小葉柄を検出する。なお、小葉柄を検出する方法としては、深層学習を採用することができる。ただし、これに限らず、例えば、葉柄と１枚の葉身を検出してその連結点を小葉柄とみなしてもよい。また、３枚の葉身の長手方向が交差する位置を小葉柄とみなしてもよい。

【0081】

次いで、ステップＳ３６において、画像解析部５４は、第１の画像を用いて、株の中心から小葉柄までの距離Ｄｎ（図６（ａ）参照）を計測する。なお、距離Ｄｎは第１葉、第２葉、…のそれぞれについて計測してもよいし、計測が必要な所定の葉のみについて計測してもよい。

【0082】

次いで、ステップＳ３８において、画像解析部５４は、第２の状態の画像から小葉柄を検出する。このステップＳ３８の処理は、上述したステップＳ３４と同様である。

【0083】

次いで、ステップＳ４０において、画像解析部５４は、第２の画像を用いて、株の中心から小葉柄までの距離Ｄｍ（図６（ａ）参照）を計測する。なお、距離Ｄｍは第１葉、第２葉、…のそれぞれについて計測してもよいし、計測が必要な所定の葉のみについて計測してもよい。

【0084】

次いで、ステップＳ４２において、算出部５６は、水平投影移動量Ｍ_Pを計算する。具体的には、次式（１１）より、水平投影移動量Ｍ_Pを計算する。
Ｍ_P＝Ｄｍ－Ｄｎ …（１１）

【0085】

次いで、ステップＳ４４において、算出部５６は、近似式を１～３のいずれかを用いて、各葉の葉柄長Ｌを算出する。

【0086】

次いで、ステップＳ４６において、データ管理部５８は、位置と対応付けて葉柄長Ｌを管理する。

【0087】

次いで、ステップＳ４８において、出力部６０は、出力要求が入力されたか否かを判断する。このステップＳ４８の判断が否定された場合には、ステップＳ３０に戻るが、肯定された場合には、ステップＳ５０に移行する。

【0088】

ステップＳ５０に移行すると、出力部６０は、出力要求のあったデータを出力する。その後は、ステップＳ３０に戻り、上記処理を繰り返し実行する。

【0089】

（実施例）
次に実施例を用いて、図１３のステップＳ４４の処理について説明する。

【0090】

（近似式１を用いて葉柄長Ｌを求める例）
図１５（ａ）～図１５（ｇ）は、近似式１を用いて葉柄長Ｌを求める例について説明するための図である。なお、本例では、前述したように、次式（１）～（４）を用いる。

【0091】

【数9】

【0092】

図１５（ａ）には、近似式１を用いる場合に予め求めておく必要のある係数ｍ、ｎ，ａ，ｂの一例が示されている。ｍ，ｎは、式（２）の係数であり、ａ、ｂは、式（４）の係数である。

【0093】

図１５（ｂ）には、第１の状態における風速（第１の風速）ｖ１と、第２の状態における風速（第２の風速）ｖ２の一例が示されている。これら第２の風速ｖ２と第１の風速ｖ１との差が、式（１）、（２）のｖとなる。

【0094】

図１５（ｃ）には、第１の画像から得られる、株の中心から小葉柄までの距離Ｄ１と、第２の画像から得られる、株の中心から小葉柄までの距離Ｄ２の一例が示されている。また、図１５（ｄ）には、図１５（ｃ）の距離Ｄ２と距離Ｄ１との差から求まる（上式（１１）参照）、水平投影移動量Ｍ_Pの値が示されている。なお、単位pixelで表されている値は、画像内における寸法を意味し、単位ｍｍで表されている値は、カメラと培地の距離から換算した実際の寸法を意味する。

【0095】

算出部５６は、式（２）に、図１５（ａ）の係数ｍ（＝１．３４）、ｎ（＝－０．３４）と、図１５（ｂ）から求まる値ｖ（＝ｖ２－ｖ１＝１．５ｍ／ｓ）を代入することで、抗力係数Ｃｄを求める。この計算により求められたＣｄの値が、図１５（ｅ）に示されている。

【0096】

次いで、算出部５６は、ユーザによって入力された葉面積Ａの値（図１５（ｆ）参照）と、空気密度ρ（＝１．２ｋｇ／ｍ³）と、ｖ、Ｃｄの値を式（１）に代入することで、葉が受ける風荷重Ｐを求める。図１５（ｇ）には、風荷重Ｐの計算結果が示されている。

【0097】

次いで、算出部５６は、式（３）にＭ_P（図１５（ｄ））と、Ｐ（図１５（ｇ））の値を代入することで係数ｋを求める。図１５（ｇ）には、係数ｋの計算結果が示されている。

【0098】

更に、算出部５６は、係数ｋと、係数ａ、ｂ（図１５（ａ）参照）を式（４）に代入することで、葉柄長Ｌを求める。図１５（ｇ）には、葉柄長Ｌの計算結果が示されている。図１５（ａ）～図１５（ｇ）の例では、葉柄長Ｌ＝１３９．３９４ｍｍと計算されており、真値＝１３５ｍｍと近似する値を導き出すことができることが分かった。

【0099】

図１６（ａ）～図１６（ｇ）には、第２の風速ｖ２を２．３ｍ／ｓ、３．０ｍ／ｓ、３．８ｍ／ｓとしたときの計算結果を示している。第２の風速ｖ２を２．３ｍ／ｓとした場合、葉柄長Ｌは１２６．７２７ｍｍと計算された。また、第２の風速ｖ２を３．０ｍ／ｓとした場合、葉柄長Ｌは１１０．６１４ｍｍと計算された。また、第２の風速ｖ２を３．８ｍ／ｓとした場合、葉柄長Ｌは１４２．０５９ｍｍと計算された。これらの計算された葉柄長Ｌは、真値１３５ｍｍと近似する値となった。

【0100】

（近似式１を用いて葉面積Ａを求める例）
図１７（ａ）～図１７（ｇ）は、近似式１を用いて葉面積Ａを求める例について説明するための図である。なお、本例では、前述のように、次式（５）、（６）を用いる。

【0101】

【数10】

【0102】

図１７（ａ）～図１７（ｅ）は、葉柄長Ｌを求める場合（図１５（ａ）～図１５（ｅ））と同様である。

【0103】

算出部５６は、ユーザによって入力された葉柄長Ｌの値（図１７（ｆ）参照）と、係数ａ、ｂ（図１７（ａ）参照）を式（５）に代入することで、係数ｋを求める。図１７（ｇ）には、係数ｋの計算結果が示されている。

【0104】

また、算出部５６は、算出した係数ｋ、空気密度ρ（＝１．２ｋｇ／ｍ³）と、ｖ、Ｃｄ（図１７（ｅ））、Ｍ_P（図１７（ｄ））を、式（６）に代入することで、葉面積Ａを求める。図１７（ｇ）には、葉面積Ａの計算結果が示されている。図１７（ａ）～図１７（ｇ）の例では、葉面積Ａ＝７７３０．５７ｍｍ²と計算されており、真値＝７４８４ｍｍ²と近似する値を導き出すことができることが分かった。

【0105】

図１８（ａ）～図１８（ｇ）には、第２の風速ｖ２を２．３ｍ／ｓ、３．０ｍ／ｓ、３．８ｍ／ｓとしたときの計算結果を示している。第２の風速ｖ２を２．３ｍ／ｓとした場合、葉面積Ａは７０１９．７６ｍｍ²と計算された。また、第２の風速ｖ２を３．０ｍ／ｓとした場合、葉面積Ａは６１１５．６４ｍｍ²と計算された。また、第２の風速ｖ２を３．８ｍ／ｓとした場合、葉面積Ａは７８８０．０８ｍｍ²と計算された。これらの計算された葉面積Ａは、真値７４８４ｍｍ²と近似する値となることが分かった。

【0106】

（近似式２を用いて葉柄長Ｌを求める例）
図１９（ａ）～図１９（ｇ）は、近似式２を用いて葉柄長Ｌを求める例について説明するための図である。なお、本例では、前述のように、次式（７）～（９）を用いる。

【0107】

【数11】

【0108】

図１９（ａ）は、近似式２を用いる場合に予め求めておく必要のある係数ｌの一例が示されている。ｌは、式（７）の係数である。また、図１９（ｂ）には、ユーザが入力する値である、葉面積Ａ、葉柄角度θ（図１０参照）及びθから求まるｃｏｓθの値の一例が示されている。葉柄角度θは、事前に測定してもよいし、葉位と葉柄角度θとの関係が事前にわかっていれば、その関係を用いて葉柄角度θを求めることとしてもよい。

【0109】

図１９（ｃ）には、第１の状態における風速（第１の風速）ｖ１と、第２の状態における風速（第２の風速）ｖ２～ｖ８の一例が示されている。これら第２の風速ｖ２～ｖ８と第１の風速ｖ１との差が、式（７）のｖとなる。本実施例では、ブロワー２６から吹きつける風の速度を異ならせつつ、第２の画像を２枚以上（図１９（ｃ）では、７枚）撮影する。

【0110】

図１９（ｄ）には、第１の状態（風速ｖ１）で撮影された画像と、第２の状態（風速ｖ２～ｖ８）で撮影された画像とから算出した水平投影移動量Ｍ_Pの値が示されている。Ｍ_P１は、風速ｖ２のときに得られた株の中心から小葉柄までの距離Ｄ２と、風速ｖ１のときに得られた株の中心から小葉柄までの距離Ｄ１の差分である。また、Ｍ_P２は、風速ｖ３のときに得られた株の中心から小葉柄までの距離Ｄ２と、風速ｖ１のときに得られた株の中心から小葉柄までの距離Ｄ１の差分である。Ｍ_P３～Ｍ_P７についても同様である。このように、本実施例では、第１の画像と、第２の画像との組み合わせごとに、水平投影移動量Ｍ_Pを算出する。

【0111】

算出部５６は、図１９（ｂ）の葉面積Ａの値、風速ｖ２～ｖ８のいずれか、及び図１９（ａ）の係数ｌの値を式（７）に代入することで、風速ｖ２～ｖ８それぞれにおける葉柄の移動量Ｍを算出する。図１５（ｅ）には、第１の状態（風速ｖ１）で撮影された画像と、第２の状態（風速ｖ２～ｖ８）で撮影された画像とから算出した葉柄の移動量Ｍ（図１０参照）の値Ｍ１～Ｍ７が示されている。

【0112】

算出部５６は、式（８）と式（９）の値Ｌ（葉柄長）に仮の値をおき、風圧を受けたときの葉柄の傾斜角δと、水平投影移動量Ｍ_P’を求める（図１９（ｆ）、図１９（ｇ）参照）。そして、水平投影移動量Ｍ_P’（図１９（ｇ））と、水平投影移動量Ｍ_P（図１９（ｄ））との関係の傾きが１に近づくように、葉柄長Ｌの値を最適化する。図１９（ｇ）の例では、葉柄長Ｌを１３２．２８６ｍｍとしたときに、水平投影移動量Ｍ_P１’～Ｍ_P４’と、水平投影移動量Ｍ_P１～Ｍ_P４との関係の傾きが１に近づくことが分かった。したがって、本実施例では、葉柄長Ｌを１３２．２８６ｍｍとした。この値は、真値＝１６１．３１５８ｍｍと近似していた。

【0113】

なお、図１９（ａ）～図１９（ｇ）の例では、複数の水平投影移動量Ｍ_PとＭ_P’から葉柄長Ｌを最適化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、フーリエ変換等を用いてｃｏｓを展開することにより、１つの水平投影移動量Ｍ_Pを用いて、葉柄長Ｌを求めるようにしてもよい。

【0114】

（近似式３を用いて葉柄長Ｌを求める例）
図２０（ａ）～図２０（ｇ）は、近似式３を用いて葉柄長Ｌを求める例について説明するための図である。なお、本例は、イチゴの株の第３葉についての値である。なお、本例では、前述のように、次式（７）、（９）、（１０）を用いる。

【0115】

【数12】

【0116】

図２０（ａ）は、近似式３を用いる場合に予め求めておく必要のある係数ｌ、ｐ（進角係数）の一例が示されている。ｌは、式（７）の係数である。また、ｐは、式（１０）の係数である。

【0117】

また、図２０（ｂ）には、ユーザが入力する値である、葉面積Ａ、葉柄角度θ（図１１参照）及びθから求まるｃｏｓθの値の一例が示されている。葉柄角度θは、事前に測定してもよいし、葉位と葉柄角度θとの関係が事前にわかっていれば、その関係を用いて葉柄角度θを求めることとしてもよい。

【0118】

図２０（ｃ）には、第１の状態における風速（第１の風速）ｖ１と、第２の状態における風速（第２の風速）ｖ２～ｖ８の一例が示されている。これら第２の風速ｖ２～ｖ８と第１の風速ｖ１との差が、式（７）、（１０）のｖとなる。本実施例では、ブロワー２６から吹きつける風の速度を異ならせつつ、第２の画像を２枚以上（図２０（ｃ）では、７枚）撮影する。

【0119】

図２０（ｄ）には、第１の状態（風速ｖ１）で撮影された画像と、第２の状態（風速ｖ２～ｖ８）で撮影された画像とから算出した水平投影移動量Ｍ_Pの値が示されている。Ｍ_P１は、風速ｖ２のときに得られた株の中心から小葉柄までの距離Ｄ２と、風速ｖ１のときに得られた株の中心から小葉柄までの距離Ｄ１の差分である。また、Ｍ_P２は、風速ｖ３のときに得られた株の中心から小葉柄までの距離Ｄ２と、風速ｖ１のときに得られた株の中心から小葉柄までの距離Ｄ１の差分である。Ｍ_P３～Ｍ_P７についても同様である。このように、本実施例では、第１の画像と、第２の画像との組み合わせごとに、水平投影移動量Ｍ_Pを算出する。

【0120】

算出部５６は、図２０（ｂ）の葉面積Ａの値、風速ｖ２～ｖ８のいずれか、及び図２０（ａ）の係数ｌの値を式（７）に代入することで、風速ｖ２～ｖ８それぞれにおける葉柄の移動量Ｍを算出する。図２０（ｅ）には、第１の状態（風速ｖ１）で撮影された画像と、第２の状態（風速ｖ２～ｖ８）で撮影された画像とから算出した葉柄の移動量Ｍ（図１１参照）の値Ｍ１～Ｍ７が示されている。

【0121】

また、算出部５６は、式（９）と式（１０）の値Ｌ（葉柄長）に仮の値をおき、風圧を受けたときの葉柄の傾斜角δと、水平投影移動量Ｍ_P’を求める（図２０（ｆ）、図２０（ｇ）参照）。そして、水平投影移動量Ｍ_P’（図２０（ｇ））と、水平投影移動量Ｍ_P（図２０（ｄ））との関係の傾きが１に近づくように、葉柄長Ｌの値を最適化する。図２０（ｇ）の例では、葉柄長Ｌを１６３．２８５４３６２ｍｍとしたときに、水平投影移動量Ｍ_P１’～Ｍ_P７’と、水平投影移動量Ｍ_P１～Ｍ_P７との関係の傾きが１に近づくことが分かった。したがって、本実施例では、葉柄長Ｌを１６３．２８５４３６２ｍｍとした。この値は、真値＝１６１．３１５８ｍｍと近似していた。

【0122】

なお、図２０（ａ）～図２０（ｇ）の例では、複数の水平投影移動量Ｍ_PとＭ_P’から葉柄長Ｌを最適化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、フーリエ変換等を用いてｃｏｓを展開することにより、１つの水平投影移動量Ｍ_Pを用いて、葉柄長Ｌを求めるようにしてもよい。

【0123】

以上、詳細に説明したように、本実施形態によると、制御装置３０は、ブロワー２６から株に風が吹き付けられていない又はブロワー２６から第１の速度で風が吹き付けられた第１の状態で、カメラ２４を制御して株の第１の画像を上方から撮影するとともに、ブロワー２６から第２の速度で風が吹き付けられた第２の状態で、カメラ２４を制御して株の第２の画像を上方から撮影する（図１２）。また、情報処理装置９０は、カメラ２４が撮影した画像から、イチゴの株の所定の葉の葉柄長の値を算出する。この算出において、情報処理装置９０は、第１の画像内における株の中心から所定の葉の葉柄先端までの距離Ｄｎと、第２の画像内における株の中心から所定の葉の葉柄先端までの第２の距離Ｄｍと、の差分（水平投影移動量Ｍ_P）を求める。そして、情報処理装置９０は、所定の葉の葉面積の値と、第１の状態と前記第２の状態のそれぞれにおいてブロワー２６から株に吹き付けられた風の速度と、水平投影移動量Ｍ_Pと、に基づいて、所定の葉の葉柄長の値を算出する。これにより、葉柄が葉身（小葉）の下側にあって外側から見えにくい場合であっても、上記第１の画像と第２の画像を用いることで、葉柄長を精度よく算出することができる。図２１（ａ）には、実測した葉柄長と、近似式１を用いて算出した葉柄長（予測葉柄長）との関係がグラフにて示されている。実測した葉柄長（ｘ軸）と予測葉柄長（ｙ軸）の関係はｙ＝１．００ｘと近似することができ、Ｒ²は、０．９５と高いため、本実施形態により、精度よく葉柄長を算出できることがわかる。

【0124】

また、本実施形態では、情報処理装置９０は、所定の葉の葉柄長の値と、第１の状態と前記第２の状態のそれぞれにおいてブロワー２６から株に吹き付けられた風の速度と、水平投影移動量Ｍ_Pと、に基づいて、所定の葉の葉面積の値を算出する。これにより、葉身が重なり合っている場合であっても、上記第１の画像と第２の画像を用いることで、葉面積を精度よく算出することができる。図２１（ｂ）には、実測した葉面積と、近似式１を用いて算出した葉面積（予測葉面積）との関係がグラフにて示されている。実測した葉面積（ｘ軸）と予測葉面積（ｙ軸）の関係はｙ＝１．０２ｘと近似することができ、Ｒ²は、０．８７と高いため、本実施形態により、精度よく葉面積を算出できることがわかる。

【0125】

また、本実施形態では、情報処理装置９０は、近似式２、３を用いることによって、葉面積Ａと、葉の着生時の葉柄角度θと、撮影時の風の速度と、水平投影移動量Ｍ_Pと、に基づいて、葉柄長Ｌを算出する。このようにしても、葉柄長を精度よく算出することができる。

【0126】

また、本実施形態では、制御装置３０は、図１９、図２０に示すように、ブロワー２６から吹きつける風の速度を異ならせつつ、第２の画像を２枚以上撮影する。そして、情報処理装置９０は、第１の画像と、第２の画像との組み合わせごとに、水平投影移動量Ｍ_Pを算出し、算出した水平投影移動量Ｍ_Pそれぞれと、各画像の撮影時の風速を用いて、葉柄長Ｌを算出する。このようにしても、葉柄長Ｌを高精度に算出することができる。

【0127】

なお、ブロワー２６の風速分布は、ブロワー２６の直下が最も強く、ブロワー２６から離れた位置は弱くなる。このため、ブロワー２６を一定の状態に維持しつつ、モニタリング装置１０を移動させた場合、株は、弱い風が当たっている状態（第１の状態）から、強い風が当たっている状態（第２状態）に遷移する。したがって、上記実施形態においては、株がブロワー２６の直下から離れた位置にあるとき（第１の状態にあるとき）と、株がブロワー２６の直下に近い位置にあるとき（第２の状態にあるとき）と、のそれぞれにおいて画像を撮影し、それぞれの画像を用いて、上記図１３の処理を実行するようにしてもよい。この場合、モニタリング装置１０は、第１の状態の株を撮影するため、ブロワー２６からＸ軸方向に離れた位置に配置された第１カメラと、第２の状態の株を撮影するため、ブロワー２６近傍に配置された第２のカメラと、を有していてもよい。また、１つのカメラで第１の状態の株及び第２の状態の株を異なる角度で撮影し、各画像を同一角度から撮影したように補正して、上記図１３の処理に用いるようにしてもよい。

【0128】

なお、上記実施形態では、モニタリング装置１０が地面上を移動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、カメラ２４やブロワー２６、位置検出装置２９、制御装置３０を搭載した無人航空機（ドローンやマルチコプタ）をモニタリング装置として用いることとしてもよい。この場合、無人航空機の高さや、無人航空機と観測対象との位置関係を調整することで、株に当たる風の強さを調整することもできる。このようにする場合には、ブロワー２６を省略してもよい。なお、無人航空機の高さや、無人航空機と観測対象との位置関係を調整すると、カメラ２４と観測対象の位置関係が変化するため、撮影距離や撮影角度が変化するが、無人航空機と観測対象の位置関係を加味して上記処理を行うこととすればよい。

【0129】

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。

【符号の説明】

【0130】

２４ カメラ（撮影装置）
２６ ブロワー（吹き付け装置）
３０ 制御装置
９０ 情報処理装置（算出装置）
１００ 情報取得システム

【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】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】