植物栽培方法及び植物栽培装置
【課題】 植物の収穫作業の自動化を容易にすることができる植物栽培方法及び植物栽培装置を提供する。
【解決手段】
植物栽培装置は、植物の複数の苗２，２，…に対して花芽誘導剤を供給するための供給管２１及び噴射ノズル１１を備えており、複数の苗２，２，…のうちの所定の高さまで成長した苗２，２，…における所定の高さの部位に対して、供給管２１及び噴射ノズル１１を用いて花芽誘導剤を供給する。
【解決手段】
植物栽培装置は、植物の複数の苗２，２，…に対して花芽誘導剤を供給するための供給管２１及び噴射ノズル１１を備えており、複数の苗２，２，…のうちの所定の高さまで成長した苗２，２，…における所定の高さの部位に対して、供給管２１及び噴射ノズル１１を用いて花芽誘導剤を供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、果菜類などの植物を栽培する植物栽培方法及びその方法を実施する植物栽培装置に関し、特に花芽誘導剤を用いて植物を栽培する植物栽培方法及び植物栽培装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種農作物の収穫作業を機械により自動化するために、収穫対象物（農作物）の位置を検出するための技術が種々提案されている。例えば、特許文献１には、カラー画像における色別の輝度差に基づいてきゅうり等の果菜類とその葉とを識別することにより、果菜類の位置を検出する果菜収穫機の果菜類検出装置が開示されている。また、特許文献２には、送風部からの送風によって葉を果菜類から離間させ、その際に得られた撮像画像に対して所定の画像処理を施すことによって、葉に隠れた果菜類の位置を検出することができる果菜類の収穫対象部検出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２３７４８号公報
【特許文献２】特開平８−１０３１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の従来の検出装置では、上述したように画像処理技術を用いることによって果菜類などの収穫対象物の位置を検出することができる。そのため、その後はその検出された位置に対して、把持及び切断機能を有するハンド装置等を備えた刈り取り機を用いて刈り取り作業を行うことにより、収穫対象物の刈り取りも自動化することができる。
【０００５】
しかしながら、複数の苗の間で収穫対象物の高さが大きく異なる場合、刈り取り機はハンド装置を大きく上下移動させなければならず、刈り取り作業を効率良く行うことができないという問題がある。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、花芽誘導剤を用いることによって、上記課題を解決することができる植物栽培方法及びその方法を実施するための植物栽培装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明の一の態様の植物栽培方法は、植物の複数の苗の中から所定の高さまで成長した苗を特定する苗特定工程と、前記苗特定工程によって特定された苗における所定の高さの部位に対して花芽誘導剤を供給する花芽誘導剤供給工程とを有している。これにより、複数の苗において共通する高さに花芽を形成することが期待でき、その結果収穫作業の自動化を容易に実現することが可能になる。
【０００８】
ここで、「花芽誘導剤」とは、各種の植物において花芽の形成を誘導したり、着花を促進したりすることができる物質を意味している。この花芽誘導剤としては、花芽形成・着花を促進する花成ホルモン（フロリゲン）や着果・果実肥大を促進するトマトトーン（登録商標）等を挙げることができる。
【０００９】
前記態様の苗特定工程において、撮像装置によって前記複数の苗を撮像し、その結果得られた撮像画像に基づいて前記所定の高さまで成長した苗を特定するようにしてもよい。
【００１０】
また、前記上記態様の花芽誘導剤供給工程において、所定の高さまで成長した前記苗における所定の高さの部位に対して、所定の時間間隔で繰り返し花芽誘導剤を供給するようにしてもよい。
【００１１】
さらに、前記態様において、花芽誘導剤が供給された苗における花芽誘導剤の供給箇所に花芽が形成されたか否かを判定する花芽形成判定工程をさらに有し、前記花芽形成判定工程にて、花芽誘導剤の供給箇所に花芽が形成されたと判定された場合、前記苗を花芽誘導剤の供給対象から除外するようにしてもよい。
【００１２】
また、本発明の一の態様の植物栽培装置は、植物の複数の苗に対して花芽誘導剤を供給する花芽誘導剤供給部を備え、前記複数の苗のうちの所定の高さまで成長した苗における所定の高さの部位に対して、前記花芽誘導剤供給部を用いて花芽誘導剤を供給するように構成されている。
【００１３】
前記態様において、前記複数の苗が所定の方向に沿って定植され、前記花芽誘導剤供給部が、前記所定の方向に沿って延設され、花芽誘導剤を供給するための供給管と、所定の間隔で前記供給管に複数設けられ、当該供給管によって供給される花芽誘導剤を噴射するための噴射ノズルとを具備し、前記所定の高さまで成長した前記苗と対応する位置に設けられている前記噴射ノズルから当該苗における所定の高さの部位に対して花芽誘導剤を噴射するように構成されていてもよい。
【００１４】
また、前記態様において、前記複数の苗を撮像する撮像部をさらに備え、前記花芽誘導剤供給部が、前記撮像部によって得られた撮像画像に基づいて前記所定の高さまで成長したと特定された前記苗における所定の高さの部位に対して花芽誘導剤を供給するように構成されていてもよい。
【００１５】
また、前記態様において、前記花芽誘導剤供給部が、所定の高さまで成長した前記苗における所定の高さの部位に対して、所定の時間間隔で繰り返し花芽誘導剤を供給するように構成されていてもよい。
【００１６】
また、前記態様において、前記花芽誘導剤供給部が、花芽誘導剤が供給された苗における花芽誘導剤の供給箇所に花芽の形成が認められた場合に、当該苗を花芽誘導剤の供給対象から除外するように構成されていてもよい。
【００１７】
さらに、前記態様において、前記花芽誘導剤供給部が、気温を含む生育条件に応じて花芽誘導剤の供給回数及び／又は供給量を変更するように構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る植物栽培方法及び植物栽培装置によれば、花芽誘導剤を用いることによって、各種の果菜類及び花などの植物の収穫作業の自動化を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る植物栽培装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施の形態１に係る植物栽培装置の使用態様を示す模式図。
【図３】本発明の実施の形態１に係る植物栽培装置のＣＰＵが実行する苗特定処理の処理手順を示すフローチャート。
【図４】本発明の実施の形態１に係る植物栽培装置のＣＰＵが実行する花芽誘導剤噴射処理の処理手順を示すフローチャート。
【図５】本発明の実施の形態１に係る植物栽培装置のＣＰＵが実行する花芽形成判定処理の処理手順を示すフローチャート
【図６】本発明の実施の形態２に係る植物栽培装置の構成を示すブロック図。
【図７】本発明の実施の形態２に係る植物栽培装置のＣＰＵが実行する花芽誘導剤噴射処理の処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
［植物栽培装置の構成］
図１は、本発明の実施の形態１に係る植物栽培装置の構成を示すブロック図である。図１に示すとおり、本実施の形態の植物栽培装置１０は、各種のデバイスの動作を制御する制御部としてのＣＰＵ１３と、そのＣＰＵ１３に接続された主記憶装置１４、補助記憶装置１５及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）１６とを備えている。なお、これらのＣＰＵ１３、主記憶装置１４、補助記憶装置１５及び入出力Ｉ／Ｆ１６はバスによって接続されている。
【００２２】
ＣＰＵ１３は、補助記憶装置１５に記憶されているコンピュータプログラムを実行する。これにより、植物栽培装置１０は、各種のデバイスの動作を制御しながら、後述する各種の処理を実行することが可能になる。
【００２３】
主記憶装置１４は、ＳＲＡＭまたはＤＲＡＭ等によって構成されており、補助記憶装置１５に記憶されているコンピュータプログラムの読み出しに用いられる。また、主記憶装置１４は、ＣＰＵ１３がコンピュータプログラムを実行するときに、ＣＰＵ１３の作業領域としても利用される。
【００２４】
補助記憶装置１５は、フラッシュメモリ又はハードディスクなどの不揮発性記憶装置によって構成されており、ＣＰＵ１３に実行させるための種々のコンピュータプログラム及び当該コンピュータプログラムの実行に用いられるデータ等を記憶している。このように補助記憶装置１５に記憶されているデータには、図１に示すとおり、噴射ノズル−カメラ対応情報１５Ａ、噴射対象リスト１５Ｂ及び対象除外リスト１５Ｃが含まれている。これらの各データの詳細については後述する。
【００２５】
入出力Ｉ／Ｆ１６は、ＣＰＵ１３と各種の外部装置とを接続するためのインタフェース装置である。この入出力Ｉ／Ｆ１６には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子で構成される複数のカメラ１２，１２，…と、液状の花芽誘導剤が貯留されている貯留タンク１７に設けられたポンプ１８と、後述するように花芽誘導剤を供給するための供給管に設けられた複数の噴射ノズルの開閉を制御するための複数の噴射弁１９，１９，…とが接続されている。
【００２６】
図２は、上述したように構成された本実施の形態の植物栽培装置の使用態様を示す模式図である。図２において、符号１は並列状に形成された畝を示しており、各畝１の長手方向に沿ってトマトなどの果菜類の複数の苗２，２，…が整列して定植されている。このように、本実施の形態では複数の苗２，２，…が土壌で形成された畝１に定植されているが、本発明はこれに限定されるわけではなく、例えば養液栽培用の栽培ベッド等に定植されていてもよい。
【００２７】
畝１の両側方には一対の支柱２０，２０が所定の間隔離れて立設されている。そして、花芽誘導剤を供給するための供給管２１が、上述したように整列して定植された苗２，２，…の後方でこれら苗２，２，…の整列方向と平行するように、支柱２０，２０間に架設されている。この供給管２１は、ステンレス製の中空のパイプにより構成されており、その内部において貯留タンク１７に貯留されている液状の花芽誘導剤が通流可能なように構成されている。
【００２８】
供給管２１には、所定の間隔を置いて複数の噴射ノズル１１，１１，…が形成されている。この間隔は、苗２，２，…の間隔と同様であることが好ましい。これらの噴射ノズル１１，１１，…のそれぞれは上述した噴射弁１９，１９，…を備えている。ＣＰＵ１３の指示にしたがって各噴射弁１９が動作することによって、噴射ノズル１１，１１，…の開閉が制御される。
【００２９】
噴射ノズル１１，１１，…から噴射された花芽誘導剤をその前方に位置する苗２，２，…における所定の高さの部位に吹き付けるために、噴射ノズル１１，１１，…はそのノズル孔が前方を向くようにして供給管２１に設けられている。なお、噴射ノズル１１，１１，…が、噴射方向を適宜調整できるような可変ノズルであってもよい。
【００３０】
また、供給管２１には、その前方に位置する苗２，２，…を撮像するための上述した複数のカメラ１２，１２，…が設けられている。これらのカメラ１２，１２，…は噴射ノズル１１，１１，…と一対一に対応して設けられており、その撮像範囲に１又は複数の苗２，２，…が含まれるように調整されている。カメラ１２，１２，…により得られた撮像画像データは補助記憶装置１５に記憶される。
【００３１】
なお、補助記憶装置１５に記憶されている撮像画像データには、その撮像画像データを生成したカメラ１２を識別するためのカメラＩＤ情報が付与されている。ＣＰＵ１３は、このカメラＩＤ情報を参照することにより、どのカメラ１２により得られた撮像画像データであるのかを認識することができる。
【００３２】
また、補助記憶装置１５には、各噴射ノズル１１，１１，…を識別するための噴射ノズルＩＤ情報と、当該噴射ノズル１１，１１，…のそれぞれと対応して設けられている各カメラ１２，１２，…のカメラＩＤ情報とが対応付けられた噴射ノズル−カメラ対応情報１５Ａが記憶されている。ＣＰＵ１３は、この噴射ノズル−カメラ対応情報１５Ａを参照することにより、どの噴射ノズル１１がどのカメラ１２と対応して設けられているのかを認識することができる。
【００３３】
なお、上述したとおり、本実施の形態では各カメラ１２，１２，…が噴射ノズルと一対一に対応して設けられているが、本発明はこれに限定されるわけではない。例えば、２つの噴射ノズル１１，１１の間に１つのカメラ１２が設けられる（すなわち、２つの噴射ノズル１１，１１毎に１つのカメラ１２が設けられる）構成であってもよく、また３つ以上の噴射ノズル１１，１１，…毎に１つのカメラ１２が設けられていてもよい。この場合、噴射ノズル−カメラ対応情報１５Ａでは、一対多の関係でカメラＩＤ情報と噴射ノズルＩＤ情報とが対応付けられることになる。
【００３４】
さらに、補助記憶装置１５には、花芽誘導剤の噴射処理を行う噴射ノズル１１の噴射ノズルＩＤ情報で構成される噴射対象リスト１５Ｂと、噴射処理を行う対象から除外される噴射ノズル１１の噴射ノズルＩＤ情報で構成される対象除外リスト１５Ｃとが記憶されている。これらの噴射対象リスト１５Ｂ及び対象除外リスト１５Ｃがどのように生成されてどのように用いられるかについては後述する。
【００３５】
カメラ１２は、苗２，２，…を撮像することができる位置に設けられていればよいため、本実施の形態のように供給管２１に配設されるのではなく、他の位置に配設されていてもよい。噴射ノズル１１，１１，…及び苗２，２，…の両方が撮像範囲に含まれるようにカメラ１２が設けられる場合であれば、ＣＰＵ１３は、撮像画像データを参照することにより、当該撮像画像データに表れている特定の苗２に対して花芽誘導剤を供給するためにはどの噴射ノズル１１を用いればよいのかを認識することができる。
【００３６】
［植物栽培装置の動作］
次に、上述したように構成された植物栽培装置１０の動作について、フローチャートを参照しながら説明する。
本実施の形態の植物栽培装置１０は、大きく分けて、（１）花芽誘導剤を噴射する対象の苗を特定する苗特定処理、（２）苗に対して花芽誘導剤を噴射する花芽誘導剤噴射処理、及び（３）花芽が形成された否かを判定する花芽形成判定処理の３つの処理を実行する。以下では、これらの各処理についてそれぞれ説明する。
【００３７】
（１）苗特定処理
以下に説明する苗特定処理は、毎日又は毎週定められた時間に実行される等、予め定められた時間間隔で繰り返し実行される。ただし、このように自動的に繰り返し実行されるのではなく、オペレータが任意のタイミングで苗特定処理の実行開始を植物栽培装置１０に対して指示し、この指示を受けた植物栽培装置１０が以下の苗特定処理を実行するようにしてもよい。
【００３８】
図３は、本発明の実施の形態１に係る植物栽培装置１０のＣＰＵ１３が実行する苗特定処理の処理手順を示すフローチャートである。
まず、ＣＰＵ１３は、カメラ１２，１２，…に対して撮像処理を指示する（Ｓ１０１）。これにより、カメラ１２，１２，…が苗２，２，…をそれぞれ撮像し、その結果得られた苗２，２，…の撮像画像データが補助記憶装置１５に記憶される。
【００３９】
次に、ＣＰＵ１３は、補助記憶装置１５から撮像画像データを読み出し（Ｓ１０２）、その読み出した撮像画像データを用いて各苗２の高さを特定する（Ｓ１０３）。この苗２の高さを特定する処理は、例えば苗２の頂点及び茎等が撮像画像データ中のどの位置に表れているかを特定すること等によって行われる。より詳細に説明すると、撮像画像データ中に苗２の頂点が表れておらず且つ茎も表れていない場合は撮像範囲の最下位置よりも苗２が低いと判断し、撮像画像データ中に苗２の頂点は表れていないものの茎が表れている場合は撮像範囲の最上位置よりも苗２が高いと判断する。また、撮像画像データ中に苗２の頂点及び茎の両方が表れている場合は、その頂点の位置と撮像範囲の最下位置との間の距離を用いて苗２の高さを特定する。
【００４０】
次に、ＣＰＵ１３は、ステップＳ１０３にて特定された各苗２の高さと所定の閾値（例えば、撮像範囲の最下位置よりも５ｃｍ上の位置等）とを比較し、その閾値以上の高さの苗２が存在するか否かを判定する（Ｓ１０４）。ここで、閾値以上の高さの苗２が存在しないと判定した場合（Ｓ１０４でＮＯ）、ＣＰＵ１３は処理を終了する。他方、閾値以上の高さの苗２が存在すると判定した場合（Ｓ１０４でＹＥＳ）、その苗２を噴射対象として特定する（Ｓ１０５）。
【００４１】
ステップＳ１０５を実行した後、ＣＰＵ１３は、噴射対象として特定された苗２に対して花芽誘導剤を吹き付けることが可能な噴射ノズル１１を特定する（Ｓ１０６）。この処理は、補助記憶装置１５に記憶されている噴射ノズル−カメラ対応情報１５Ａを参照し、ステップＳ１０４にて閾値以上の高さであると判定された苗２を撮像したカメラ１２のカメラＩＤ情報と対応付けられている噴射ノズルＩＤ情報を特定することによって行われる。ここで、閾値以上の高さの苗２が複数存在する場合は、複数の噴射ノズル１１，１１，…が特定されることになる。
【００４２】
最後に、ＣＰＵ１３は、ステップＳ１０６によって特定された噴射ノズル１１の噴射ノズルＩＤ情報で構成される噴射対象リスト１５Ｂを生成し、その生成した噴射対象リスト１５Ｂを補助記憶装置１５に記憶する（Ｓ１０７）。
【００４３】
（２）花芽誘導剤噴射処理
次に、上記の苗特定処理によって特定された苗に対して花芽誘導剤を噴射する花芽誘導剤噴射処理について説明する。なお、この花芽誘導剤噴射処理も、上記の苗特定処理と同様に、予め定められた時間間隔で自動的に繰り返し実行されてもよく（例えば６時間経過する毎に実行する等）、オペレータの指示を受けたときに実行されるようにしてもよい。
【００４４】
図４は、本発明の実施の形態１に係る植物栽培装置１０のＣＰＵ１３が実行する花芽誘導剤噴射処理の処理手順を示すフローチャートである。
まず、ＣＰＵ１３は、補助記憶装置１５に記憶されている噴射対象リスト１５Ｂを参照して噴射処理を行う噴射ノズル１１を特定する（Ｓ２０１）。次に、ＣＰＵ１３は、補助記憶装置１５に記憶されている対象除外リスト１５Ｃを参照する（Ｓ２０２）。なお、この対象除外リスト１５Ｃは、後述する花芽形成判定処理において生成される。
【００４５】
次に、ＣＰＵ１３は、ステップＳ２０１にて特定した噴射ノズル１１のうち、対象除外リスト１５Ｃに含まれていない噴射ノズル１１（すなわち、噴射対象リスト１５Ｂに含まれており且つ対象除外リスト１５Ｃに含まれていない噴射ノズル１１）を特定し、その噴射ノズル１１を、噴射処理を行う噴射ノズルとして決定する（Ｓ２０３）。
【００４６】
次に、ＣＰＵ１３はポンプ１８を作動させる（Ｓ２０４）。これにより、貯留タンク１７から供給管２１へ花芽誘導剤が供給され、供給管２１内を花芽誘導剤が通流する状態となる。ここで、ＣＰＵ１３は、ステップＳ２０３にて決定した噴射ノズル１１の噴射弁１９に対して噴射動作指示を送り、その結果その噴射ノズル１１が開いてノズル孔から花芽誘導剤が噴射される（Ｓ２０５）。これにより、苗２における所定の高さ（本実施の形態では供給管２１の設置高さとほぼ同じ高さ）の部位に花芽誘導剤が吹き付けられることになる。
【００４７】
一定量の花芽誘導剤を噴射した後、ＣＰＵ１３は噴射弁１９に対して噴射停止指示を送り、その結果花芽誘導剤の噴射が停止する（Ｓ２０６）。その後、ＣＰＵ１３はポンプ１８を停止させ（Ｓ２０７）、処理を終了する。
【００４８】
なお、上述したように花芽誘導剤噴射処理を実行する都度ポンプ１８の作動及び停止を行うのではなく、ポンプ１８を常時作動させておくようにしてもよい。この場合、供給管２１内には常に花芽誘導剤が通流している状態となる。また、貯留タンク１７と供給管２１との間に開閉弁を設け、その開閉弁の開閉動作により供給管２１に対する花芽誘導剤の供給を制御するようにしてもよい。
【００４９】
（３）花芽形成判定処理
次に、苗２に花芽が形成された否かを判定する花芽形成判定処理について説明する。なお、この花芽形成判定処理も、上記の苗特定処理と同様に、予め定められた時間間隔で自動的に繰り返し実行されてもよく（例えば３日経過する毎に実行する等）、オペレータの指示を受けたときに実行されるようにしてもよい。
【００５０】
図５は、本発明の実施の形態１に係る植物栽培装置１０のＣＰＵ１３が実行する花芽形成判定処理の処理手順を示すフローチャートである。
まず、ＣＰＵ１３は、カメラ１２，１２，…に対して撮像処理を指示する（Ｓ３０１）。これにより、カメラ１２，１２，…が苗２，２，…をそれぞれ撮像し、その結果得られた苗２，２，…の撮像画像データが補助記憶装置１５に記憶される。
【００５１】
次に、ＣＰＵ１３は、補助記憶装置１５から撮像画像データを読み出し（Ｓ３０２）、その読み出した撮像画像データを用いて、上記の花芽誘導剤噴射処理によって花芽誘導剤が噴射された箇所に花芽が形成されている苗２が存在するか否かを判定する（Ｓ３０３）。この判定処理は、例えば、撮像画像データに対して輪郭抽出処理を施し、その結果得られた輪郭と、予め用意された花芽の輪郭を示すテンプレートとのマッチング処理を実行すること等により行われる。
【００５２】
ステップＳ３０３において花芽が形成された苗２は存在しないと判定した場合（Ｓ３０３でＮＯ）、ＣＰＵ１３は処理を終了する。これに対し、花芽が形成された苗２が存在すると判定した場合（Ｓ３０３でＹＥＳ）、ＣＰＵ１３はその苗２を花芽誘導剤の噴射除外対象として特定する（Ｓ３０４）。
【００５３】
ステップＳ３０４を実行した後、ＣＰＵ１３は、噴射除外対象として特定された苗２に対して花芽誘導剤を吹き付けることが可能な噴射ノズル１１を特定する（Ｓ３０５）。この処理は、補助記憶装置１５に記憶されている噴射ノズル−カメラ対応情報１５Ａを参照し、ステップＳ３０３にて花芽が形成されたと判定された苗２を撮像したカメラ１２のカメラＩＤ情報と対応付けられている噴射ノズルＩＤ情報を特定することによって行われる。ここで、花芽が形成された苗２が複数存在する場合は、複数の噴射ノズル１１，１１，…が特定されることになる。
【００５４】
最後に、ＣＰＵ１３は、ステップＳ３０５によって特定された噴射ノズル１１の噴射ノズルＩＤ情報で構成される対象除外リスト１５Ｃを生成し、その生成した対象除外リスト１５Ｃを補助記憶装置１５に記憶する（Ｓ３０６）。
【００５５】
上記の花芽形成判定処理を実行することによって、既に花芽が形成された苗２に対して花芽誘導剤を噴射することを回避することができる。
【００５６】
なお、苗特定処理、花芽誘導剤噴射処理及び花芽形成判定処理のそれぞれを実行するタイミングを予め設定しておくようにしてもよい。例えば、苗特定処理を実行した後、花芽誘導剤噴射処理を６時間おきに３回繰り返し、その後所定期間経過後に花芽形成判定処理を実行するというサイクルを繰り返すこと等が考えられる。
【００５７】
上述した苗特定処理、花芽誘導剤噴射処理及び花芽形成判定処理を実行することにより、各苗２における所定の高さの部位に対して花芽誘導剤を吹き付けることができる。そのため、複数の苗２，２，…の収穫物の高さが揃うことが期待できる。これにより、その後の収穫作業の自動化を容易にすることができる。
【００５８】
（実施の形態２）
実施の形態２の植物栽培装置は、気温などの苗の生育条件に応じて花芽誘導剤の噴射回数及び／又は噴射量を変更することができるものである。
【００５９】
［植物栽培装置の構成］
図６は、本発明の実施の形態２に係る植物栽培装置の構成を示すブロック図である。図６に示すとおり、本実施の形態の植物栽培装置３０は、実施の形態１の場合と同様に補助記憶装置１５を備えており、その補助記憶装置１５には噴射制御情報１５Ｄが記憶されている。この噴射制御情報１５Ｄは、気温、降水量及び日照時間などの苗の生育条件と、その生育条件に対応付けられた花芽誘導剤の噴射量とで構成されている。具体的に説明すると、噴射制御情報１５Ｄには、「気温が１０℃乃至１５℃、降水量が直近の５日間で１０ｍｍ以下、日照時間が直近の５日間で６０時間以上」などの生育条件と、「１回当たり０．５ｍｌ」などの花芽誘導剤の噴射量とが対応付けられている。後述するように、本実施の形態の植物栽培装置３０は、この噴射制御情報１５Ｄに基づいて花芽誘導剤噴射処理を実行する。なお、植物栽培装置３０のその他の構成については実施の形態１の場合と同様であるので、同一符号を付して説明を省略する。
【００６０】
［植物栽培装置の動作］
本実施の形態の植物栽培装置３０も、実施の形態１の場合と同様に、（１）苗特定処理、（２）花芽誘導剤噴射処理、及び（３）花芽形成判定処理を実行する。このうち、苗特定処理及び花芽形成判定処理については実施の形態１の場合と同様であるため説明を省略する。以下、花芽誘導剤噴射処理について、フローチャートを参照しながら説明する。
【００６１】
（２）花芽誘導剤噴射処理
図７は、本発明の実施の形態２に係る植物栽培装置３０のＣＰＵ１３が実行する花芽誘導剤噴射処理の処理手順を示すフローチャートである。なお、図中、ステップＳ２０１乃至Ｓ２０７については実施の形態１の場合と同様であるので、説明を省略する。
【００６２】
植物栽培装置３０のＣＰＵ１３は、ステップＳ２０３を実行した後、補助記憶装置１５に記憶されている噴射制御情報１５Ｄを参照する（Ｓ４０１）。次に、ＣＰＵ１３は、現在の生育条件と合致する生育条件を噴射制御情報１５Ｄに含まれる生育条件の中から検索し、検索された生育条件と対応付けられている花芽誘導剤の噴射量を特定する（Ｓ４０２）。
【００６３】
なお、現在の生育条件はオペレータによって予め植物栽培装置３０に与えられていてもよく、また、植物栽培装置３０が外部の装置から自動的に取得できるように構成されていてもよい。
【００６４】
その後のステップＳ２０５において、ＣＰＵ１３は、ステップＳ４０２にて特定した噴射量で花芽誘導剤を噴射するように噴射弁１９の動作を制御する。これにより、生育条件に適した量の花芽誘導剤を苗２における所定の高さの部位に対して噴射することが可能になる。
【００６５】
なお、噴射制御情報１５Ｄにおいて生育条件と対応付けられている情報として、上記の花芽誘導剤の噴射量に代えて、または当該噴射量と共に、花芽誘導剤の噴射回数を用いるようにしてもよい。具体的には、各生育条件に対して「１日３回噴射、１回当たりの０．５ｍｌ」などの情報が対応付けられることによって噴射制御情報１５Ｄが構成されていてもよい。この場合、苗２に対する花芽誘導剤の噴射を生育条件に適した回数行うことが可能になる。
【００６６】
また、植物の種類毎に異なる噴射制御情報１５Ｄが用意されていてもよい。この場合、植物の種類に応じて適切な噴射量及び／又は噴射回数を設定することが可能になる。
【００６７】
（その他の実施の形態）
上記の各実施の形態では、植物栽培装置が備えるＣＰＵ１３によって各種の画像処理が実行されているが、本発明はこのような構成に限定されるわけではない。例えば、画像処理専用のプロセッサを別途設け、そのプロセッサが上述した画像処理を実行するような構成であってもよい。
【００６８】
上記の各実施の形態の植物栽培装置は、屋外及び屋内の何れの環境においても使用することが可能である。いわゆる植物工場においても使用することができ、その場合は生育条件を制御しやすいため、収穫物を同一の高さに揃えやすいという利点がある。
【００６９】
上記の各実施の形態では、苗特定処理において画像処理により花芽誘導剤の噴射対象の苗を特定しているが、本発明はこれに限定されるわけではない。例えば、各苗について播種時期を記憶しておき、その播種時期から一定期間経過した苗は所定高さに到達したと判断して花芽誘導剤の噴射対象とするようにしてもよい。また、人間が目視により苗の高さを確認して、花芽誘導剤の噴射対象となる苗を特定するようにしてもよい。その場合は、人間が噴射対象リストをマニュアルで作成し、それを植物栽培装置１０に対して入力する。これにより、植物栽培装置１０は上記の各実施の形態と同様にしてその後の花芽誘導剤噴射処理等を実行することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の植物栽培方法及び植物栽培装置は、トマト及びきゅうりなどの各種の果菜類並びに各種の花などの植物の収穫作業の自動化を容易にするための植物栽培方法及び植物栽培装置等として有用である。
【符号の説明】
【００７１】
１ 畝
２ 苗
１０，３０ 植物栽培装置
１１ 噴射ノズル
１２ カメラ
１３ ＣＰＵ
１４ 主記憶装置
１５ 補助記憶装置
１５Ａ 噴射ノズル−カメラ対応情報
１５Ｂ 噴射対象リスト
１５Ｃ 対象除外リスト
１５Ｄ 噴射制御情報
１７ 貯留タンク
１８ ポンプ
１９ 噴射弁
２０ 支柱
２１ 供給管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、果菜類などの植物を栽培する植物栽培方法及びその方法を実施する植物栽培装置に関し、特に花芽誘導剤を用いて植物を栽培する植物栽培方法及び植物栽培装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種農作物の収穫作業を機械により自動化するために、収穫対象物（農作物）の位置を検出するための技術が種々提案されている。例えば、特許文献１には、カラー画像における色別の輝度差に基づいてきゅうり等の果菜類とその葉とを識別することにより、果菜類の位置を検出する果菜収穫機の果菜類検出装置が開示されている。また、特許文献２には、送風部からの送風によって葉を果菜類から離間させ、その際に得られた撮像画像に対して所定の画像処理を施すことによって、葉に隠れた果菜類の位置を検出することができる果菜類の収穫対象部検出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２３７４８号公報
【特許文献２】特開平８−１０３１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の従来の検出装置では、上述したように画像処理技術を用いることによって果菜類などの収穫対象物の位置を検出することができる。そのため、その後はその検出された位置に対して、把持及び切断機能を有するハンド装置等を備えた刈り取り機を用いて刈り取り作業を行うことにより、収穫対象物の刈り取りも自動化することができる。
【０００５】
しかしながら、複数の苗の間で収穫対象物の高さが大きく異なる場合、刈り取り機はハンド装置を大きく上下移動させなければならず、刈り取り作業を効率良く行うことができないという問題がある。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、花芽誘導剤を用いることによって、上記課題を解決することができる植物栽培方法及びその方法を実施するための植物栽培装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明の一の態様の植物栽培方法は、植物の複数の苗の中から所定の高さまで成長した苗を特定する苗特定工程と、前記苗特定工程によって特定された苗における所定の高さの部位に対して花芽誘導剤を供給する花芽誘導剤供給工程とを有している。これにより、複数の苗において共通する高さに花芽を形成することが期待でき、その結果収穫作業の自動化を容易に実現することが可能になる。
【０００８】
ここで、「花芽誘導剤」とは、各種の植物において花芽の形成を誘導したり、着花を促進したりすることができる物質を意味している。この花芽誘導剤としては、花芽形成・着花を促進する花成ホルモン（フロリゲン）や着果・果実肥大を促進するトマトトーン（登録商標）等を挙げることができる。
【０００９】
前記態様の苗特定工程において、撮像装置によって前記複数の苗を撮像し、その結果得られた撮像画像に基づいて前記所定の高さまで成長した苗を特定するようにしてもよい。
【００１０】
また、前記上記態様の花芽誘導剤供給工程において、所定の高さまで成長した前記苗における所定の高さの部位に対して、所定の時間間隔で繰り返し花芽誘導剤を供給するようにしてもよい。
【００１１】
さらに、前記態様において、花芽誘導剤が供給された苗における花芽誘導剤の供給箇所に花芽が形成されたか否かを判定する花芽形成判定工程をさらに有し、前記花芽形成判定工程にて、花芽誘導剤の供給箇所に花芽が形成されたと判定された場合、前記苗を花芽誘導剤の供給対象から除外するようにしてもよい。
【００１２】
また、本発明の一の態様の植物栽培装置は、植物の複数の苗に対して花芽誘導剤を供給する花芽誘導剤供給部を備え、前記複数の苗のうちの所定の高さまで成長した苗における所定の高さの部位に対して、前記花芽誘導剤供給部を用いて花芽誘導剤を供給するように構成されている。
【００１３】
前記態様において、前記複数の苗が所定の方向に沿って定植され、前記花芽誘導剤供給部が、前記所定の方向に沿って延設され、花芽誘導剤を供給するための供給管と、所定の間隔で前記供給管に複数設けられ、当該供給管によって供給される花芽誘導剤を噴射するための噴射ノズルとを具備し、前記所定の高さまで成長した前記苗と対応する位置に設けられている前記噴射ノズルから当該苗における所定の高さの部位に対して花芽誘導剤を噴射するように構成されていてもよい。
【００１４】
また、前記態様において、前記複数の苗を撮像する撮像部をさらに備え、前記花芽誘導剤供給部が、前記撮像部によって得られた撮像画像に基づいて前記所定の高さまで成長したと特定された前記苗における所定の高さの部位に対して花芽誘導剤を供給するように構成されていてもよい。
【００１５】
また、前記態様において、前記花芽誘導剤供給部が、所定の高さまで成長した前記苗における所定の高さの部位に対して、所定の時間間隔で繰り返し花芽誘導剤を供給するように構成されていてもよい。
【００１６】
また、前記態様において、前記花芽誘導剤供給部が、花芽誘導剤が供給された苗における花芽誘導剤の供給箇所に花芽の形成が認められた場合に、当該苗を花芽誘導剤の供給対象から除外するように構成されていてもよい。
【００１７】
さらに、前記態様において、前記花芽誘導剤供給部が、気温を含む生育条件に応じて花芽誘導剤の供給回数及び／又は供給量を変更するように構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る植物栽培方法及び植物栽培装置によれば、花芽誘導剤を用いることによって、各種の果菜類及び花などの植物の収穫作業の自動化を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る植物栽培装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施の形態１に係る植物栽培装置の使用態様を示す模式図。
【図３】本発明の実施の形態１に係る植物栽培装置のＣＰＵが実行する苗特定処理の処理手順を示すフローチャート。
【図４】本発明の実施の形態１に係る植物栽培装置のＣＰＵが実行する花芽誘導剤噴射処理の処理手順を示すフローチャート。
【図５】本発明の実施の形態１に係る植物栽培装置のＣＰＵが実行する花芽形成判定処理の処理手順を示すフローチャート
【図６】本発明の実施の形態２に係る植物栽培装置の構成を示すブロック図。
【図７】本発明の実施の形態２に係る植物栽培装置のＣＰＵが実行する花芽誘導剤噴射処理の処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
［植物栽培装置の構成］
図１は、本発明の実施の形態１に係る植物栽培装置の構成を示すブロック図である。図１に示すとおり、本実施の形態の植物栽培装置１０は、各種のデバイスの動作を制御する制御部としてのＣＰＵ１３と、そのＣＰＵ１３に接続された主記憶装置１４、補助記憶装置１５及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）１６とを備えている。なお、これらのＣＰＵ１３、主記憶装置１４、補助記憶装置１５及び入出力Ｉ／Ｆ１６はバスによって接続されている。
【００２２】
ＣＰＵ１３は、補助記憶装置１５に記憶されているコンピュータプログラムを実行する。これにより、植物栽培装置１０は、各種のデバイスの動作を制御しながら、後述する各種の処理を実行することが可能になる。
【００２３】
主記憶装置１４は、ＳＲＡＭまたはＤＲＡＭ等によって構成されており、補助記憶装置１５に記憶されているコンピュータプログラムの読み出しに用いられる。また、主記憶装置１４は、ＣＰＵ１３がコンピュータプログラムを実行するときに、ＣＰＵ１３の作業領域としても利用される。
【００２４】
補助記憶装置１５は、フラッシュメモリ又はハードディスクなどの不揮発性記憶装置によって構成されており、ＣＰＵ１３に実行させるための種々のコンピュータプログラム及び当該コンピュータプログラムの実行に用いられるデータ等を記憶している。このように補助記憶装置１５に記憶されているデータには、図１に示すとおり、噴射ノズル−カメラ対応情報１５Ａ、噴射対象リスト１５Ｂ及び対象除外リスト１５Ｃが含まれている。これらの各データの詳細については後述する。
【００２５】
入出力Ｉ／Ｆ１６は、ＣＰＵ１３と各種の外部装置とを接続するためのインタフェース装置である。この入出力Ｉ／Ｆ１６には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子で構成される複数のカメラ１２，１２，…と、液状の花芽誘導剤が貯留されている貯留タンク１７に設けられたポンプ１８と、後述するように花芽誘導剤を供給するための供給管に設けられた複数の噴射ノズルの開閉を制御するための複数の噴射弁１９，１９，…とが接続されている。
【００２６】
図２は、上述したように構成された本実施の形態の植物栽培装置の使用態様を示す模式図である。図２において、符号１は並列状に形成された畝を示しており、各畝１の長手方向に沿ってトマトなどの果菜類の複数の苗２，２，…が整列して定植されている。このように、本実施の形態では複数の苗２，２，…が土壌で形成された畝１に定植されているが、本発明はこれに限定されるわけではなく、例えば養液栽培用の栽培ベッド等に定植されていてもよい。
【００２７】
畝１の両側方には一対の支柱２０，２０が所定の間隔離れて立設されている。そして、花芽誘導剤を供給するための供給管２１が、上述したように整列して定植された苗２，２，…の後方でこれら苗２，２，…の整列方向と平行するように、支柱２０，２０間に架設されている。この供給管２１は、ステンレス製の中空のパイプにより構成されており、その内部において貯留タンク１７に貯留されている液状の花芽誘導剤が通流可能なように構成されている。
【００２８】
供給管２１には、所定の間隔を置いて複数の噴射ノズル１１，１１，…が形成されている。この間隔は、苗２，２，…の間隔と同様であることが好ましい。これらの噴射ノズル１１，１１，…のそれぞれは上述した噴射弁１９，１９，…を備えている。ＣＰＵ１３の指示にしたがって各噴射弁１９が動作することによって、噴射ノズル１１，１１，…の開閉が制御される。
【００２９】
噴射ノズル１１，１１，…から噴射された花芽誘導剤をその前方に位置する苗２，２，…における所定の高さの部位に吹き付けるために、噴射ノズル１１，１１，…はそのノズル孔が前方を向くようにして供給管２１に設けられている。なお、噴射ノズル１１，１１，…が、噴射方向を適宜調整できるような可変ノズルであってもよい。
【００３０】
また、供給管２１には、その前方に位置する苗２，２，…を撮像するための上述した複数のカメラ１２，１２，…が設けられている。これらのカメラ１２，１２，…は噴射ノズル１１，１１，…と一対一に対応して設けられており、その撮像範囲に１又は複数の苗２，２，…が含まれるように調整されている。カメラ１２，１２，…により得られた撮像画像データは補助記憶装置１５に記憶される。
【００３１】
なお、補助記憶装置１５に記憶されている撮像画像データには、その撮像画像データを生成したカメラ１２を識別するためのカメラＩＤ情報が付与されている。ＣＰＵ１３は、このカメラＩＤ情報を参照することにより、どのカメラ１２により得られた撮像画像データであるのかを認識することができる。
【００３２】
また、補助記憶装置１５には、各噴射ノズル１１，１１，…を識別するための噴射ノズルＩＤ情報と、当該噴射ノズル１１，１１，…のそれぞれと対応して設けられている各カメラ１２，１２，…のカメラＩＤ情報とが対応付けられた噴射ノズル−カメラ対応情報１５Ａが記憶されている。ＣＰＵ１３は、この噴射ノズル−カメラ対応情報１５Ａを参照することにより、どの噴射ノズル１１がどのカメラ１２と対応して設けられているのかを認識することができる。
【００３３】
なお、上述したとおり、本実施の形態では各カメラ１２，１２，…が噴射ノズルと一対一に対応して設けられているが、本発明はこれに限定されるわけではない。例えば、２つの噴射ノズル１１，１１の間に１つのカメラ１２が設けられる（すなわち、２つの噴射ノズル１１，１１毎に１つのカメラ１２が設けられる）構成であってもよく、また３つ以上の噴射ノズル１１，１１，…毎に１つのカメラ１２が設けられていてもよい。この場合、噴射ノズル−カメラ対応情報１５Ａでは、一対多の関係でカメラＩＤ情報と噴射ノズルＩＤ情報とが対応付けられることになる。
【００３４】
さらに、補助記憶装置１５には、花芽誘導剤の噴射処理を行う噴射ノズル１１の噴射ノズルＩＤ情報で構成される噴射対象リスト１５Ｂと、噴射処理を行う対象から除外される噴射ノズル１１の噴射ノズルＩＤ情報で構成される対象除外リスト１５Ｃとが記憶されている。これらの噴射対象リスト１５Ｂ及び対象除外リスト１５Ｃがどのように生成されてどのように用いられるかについては後述する。
【００３５】
カメラ１２は、苗２，２，…を撮像することができる位置に設けられていればよいため、本実施の形態のように供給管２１に配設されるのではなく、他の位置に配設されていてもよい。噴射ノズル１１，１１，…及び苗２，２，…の両方が撮像範囲に含まれるようにカメラ１２が設けられる場合であれば、ＣＰＵ１３は、撮像画像データを参照することにより、当該撮像画像データに表れている特定の苗２に対して花芽誘導剤を供給するためにはどの噴射ノズル１１を用いればよいのかを認識することができる。
【００３６】
［植物栽培装置の動作］
次に、上述したように構成された植物栽培装置１０の動作について、フローチャートを参照しながら説明する。
本実施の形態の植物栽培装置１０は、大きく分けて、（１）花芽誘導剤を噴射する対象の苗を特定する苗特定処理、（２）苗に対して花芽誘導剤を噴射する花芽誘導剤噴射処理、及び（３）花芽が形成された否かを判定する花芽形成判定処理の３つの処理を実行する。以下では、これらの各処理についてそれぞれ説明する。
【００３７】
（１）苗特定処理
以下に説明する苗特定処理は、毎日又は毎週定められた時間に実行される等、予め定められた時間間隔で繰り返し実行される。ただし、このように自動的に繰り返し実行されるのではなく、オペレータが任意のタイミングで苗特定処理の実行開始を植物栽培装置１０に対して指示し、この指示を受けた植物栽培装置１０が以下の苗特定処理を実行するようにしてもよい。
【００３８】
図３は、本発明の実施の形態１に係る植物栽培装置１０のＣＰＵ１３が実行する苗特定処理の処理手順を示すフローチャートである。
まず、ＣＰＵ１３は、カメラ１２，１２，…に対して撮像処理を指示する（Ｓ１０１）。これにより、カメラ１２，１２，…が苗２，２，…をそれぞれ撮像し、その結果得られた苗２，２，…の撮像画像データが補助記憶装置１５に記憶される。
【００３９】
次に、ＣＰＵ１３は、補助記憶装置１５から撮像画像データを読み出し（Ｓ１０２）、その読み出した撮像画像データを用いて各苗２の高さを特定する（Ｓ１０３）。この苗２の高さを特定する処理は、例えば苗２の頂点及び茎等が撮像画像データ中のどの位置に表れているかを特定すること等によって行われる。より詳細に説明すると、撮像画像データ中に苗２の頂点が表れておらず且つ茎も表れていない場合は撮像範囲の最下位置よりも苗２が低いと判断し、撮像画像データ中に苗２の頂点は表れていないものの茎が表れている場合は撮像範囲の最上位置よりも苗２が高いと判断する。また、撮像画像データ中に苗２の頂点及び茎の両方が表れている場合は、その頂点の位置と撮像範囲の最下位置との間の距離を用いて苗２の高さを特定する。
【００４０】
次に、ＣＰＵ１３は、ステップＳ１０３にて特定された各苗２の高さと所定の閾値（例えば、撮像範囲の最下位置よりも５ｃｍ上の位置等）とを比較し、その閾値以上の高さの苗２が存在するか否かを判定する（Ｓ１０４）。ここで、閾値以上の高さの苗２が存在しないと判定した場合（Ｓ１０４でＮＯ）、ＣＰＵ１３は処理を終了する。他方、閾値以上の高さの苗２が存在すると判定した場合（Ｓ１０４でＹＥＳ）、その苗２を噴射対象として特定する（Ｓ１０５）。
【００４１】
ステップＳ１０５を実行した後、ＣＰＵ１３は、噴射対象として特定された苗２に対して花芽誘導剤を吹き付けることが可能な噴射ノズル１１を特定する（Ｓ１０６）。この処理は、補助記憶装置１５に記憶されている噴射ノズル−カメラ対応情報１５Ａを参照し、ステップＳ１０４にて閾値以上の高さであると判定された苗２を撮像したカメラ１２のカメラＩＤ情報と対応付けられている噴射ノズルＩＤ情報を特定することによって行われる。ここで、閾値以上の高さの苗２が複数存在する場合は、複数の噴射ノズル１１，１１，…が特定されることになる。
【００４２】
最後に、ＣＰＵ１３は、ステップＳ１０６によって特定された噴射ノズル１１の噴射ノズルＩＤ情報で構成される噴射対象リスト１５Ｂを生成し、その生成した噴射対象リスト１５Ｂを補助記憶装置１５に記憶する（Ｓ１０７）。
【００４３】
（２）花芽誘導剤噴射処理
次に、上記の苗特定処理によって特定された苗に対して花芽誘導剤を噴射する花芽誘導剤噴射処理について説明する。なお、この花芽誘導剤噴射処理も、上記の苗特定処理と同様に、予め定められた時間間隔で自動的に繰り返し実行されてもよく（例えば６時間経過する毎に実行する等）、オペレータの指示を受けたときに実行されるようにしてもよい。
【００４４】
図４は、本発明の実施の形態１に係る植物栽培装置１０のＣＰＵ１３が実行する花芽誘導剤噴射処理の処理手順を示すフローチャートである。
まず、ＣＰＵ１３は、補助記憶装置１５に記憶されている噴射対象リスト１５Ｂを参照して噴射処理を行う噴射ノズル１１を特定する（Ｓ２０１）。次に、ＣＰＵ１３は、補助記憶装置１５に記憶されている対象除外リスト１５Ｃを参照する（Ｓ２０２）。なお、この対象除外リスト１５Ｃは、後述する花芽形成判定処理において生成される。
【００４５】
次に、ＣＰＵ１３は、ステップＳ２０１にて特定した噴射ノズル１１のうち、対象除外リスト１５Ｃに含まれていない噴射ノズル１１（すなわち、噴射対象リスト１５Ｂに含まれており且つ対象除外リスト１５Ｃに含まれていない噴射ノズル１１）を特定し、その噴射ノズル１１を、噴射処理を行う噴射ノズルとして決定する（Ｓ２０３）。
【００４６】
次に、ＣＰＵ１３はポンプ１８を作動させる（Ｓ２０４）。これにより、貯留タンク１７から供給管２１へ花芽誘導剤が供給され、供給管２１内を花芽誘導剤が通流する状態となる。ここで、ＣＰＵ１３は、ステップＳ２０３にて決定した噴射ノズル１１の噴射弁１９に対して噴射動作指示を送り、その結果その噴射ノズル１１が開いてノズル孔から花芽誘導剤が噴射される（Ｓ２０５）。これにより、苗２における所定の高さ（本実施の形態では供給管２１の設置高さとほぼ同じ高さ）の部位に花芽誘導剤が吹き付けられることになる。
【００４７】
一定量の花芽誘導剤を噴射した後、ＣＰＵ１３は噴射弁１９に対して噴射停止指示を送り、その結果花芽誘導剤の噴射が停止する（Ｓ２０６）。その後、ＣＰＵ１３はポンプ１８を停止させ（Ｓ２０７）、処理を終了する。
【００４８】
なお、上述したように花芽誘導剤噴射処理を実行する都度ポンプ１８の作動及び停止を行うのではなく、ポンプ１８を常時作動させておくようにしてもよい。この場合、供給管２１内には常に花芽誘導剤が通流している状態となる。また、貯留タンク１７と供給管２１との間に開閉弁を設け、その開閉弁の開閉動作により供給管２１に対する花芽誘導剤の供給を制御するようにしてもよい。
【００４９】
（３）花芽形成判定処理
次に、苗２に花芽が形成された否かを判定する花芽形成判定処理について説明する。なお、この花芽形成判定処理も、上記の苗特定処理と同様に、予め定められた時間間隔で自動的に繰り返し実行されてもよく（例えば３日経過する毎に実行する等）、オペレータの指示を受けたときに実行されるようにしてもよい。
【００５０】
図５は、本発明の実施の形態１に係る植物栽培装置１０のＣＰＵ１３が実行する花芽形成判定処理の処理手順を示すフローチャートである。
まず、ＣＰＵ１３は、カメラ１２，１２，…に対して撮像処理を指示する（Ｓ３０１）。これにより、カメラ１２，１２，…が苗２，２，…をそれぞれ撮像し、その結果得られた苗２，２，…の撮像画像データが補助記憶装置１５に記憶される。
【００５１】
次に、ＣＰＵ１３は、補助記憶装置１５から撮像画像データを読み出し（Ｓ３０２）、その読み出した撮像画像データを用いて、上記の花芽誘導剤噴射処理によって花芽誘導剤が噴射された箇所に花芽が形成されている苗２が存在するか否かを判定する（Ｓ３０３）。この判定処理は、例えば、撮像画像データに対して輪郭抽出処理を施し、その結果得られた輪郭と、予め用意された花芽の輪郭を示すテンプレートとのマッチング処理を実行すること等により行われる。
【００５２】
ステップＳ３０３において花芽が形成された苗２は存在しないと判定した場合（Ｓ３０３でＮＯ）、ＣＰＵ１３は処理を終了する。これに対し、花芽が形成された苗２が存在すると判定した場合（Ｓ３０３でＹＥＳ）、ＣＰＵ１３はその苗２を花芽誘導剤の噴射除外対象として特定する（Ｓ３０４）。
【００５３】
ステップＳ３０４を実行した後、ＣＰＵ１３は、噴射除外対象として特定された苗２に対して花芽誘導剤を吹き付けることが可能な噴射ノズル１１を特定する（Ｓ３０５）。この処理は、補助記憶装置１５に記憶されている噴射ノズル−カメラ対応情報１５Ａを参照し、ステップＳ３０３にて花芽が形成されたと判定された苗２を撮像したカメラ１２のカメラＩＤ情報と対応付けられている噴射ノズルＩＤ情報を特定することによって行われる。ここで、花芽が形成された苗２が複数存在する場合は、複数の噴射ノズル１１，１１，…が特定されることになる。
【００５４】
最後に、ＣＰＵ１３は、ステップＳ３０５によって特定された噴射ノズル１１の噴射ノズルＩＤ情報で構成される対象除外リスト１５Ｃを生成し、その生成した対象除外リスト１５Ｃを補助記憶装置１５に記憶する（Ｓ３０６）。
【００５５】
上記の花芽形成判定処理を実行することによって、既に花芽が形成された苗２に対して花芽誘導剤を噴射することを回避することができる。
【００５６】
なお、苗特定処理、花芽誘導剤噴射処理及び花芽形成判定処理のそれぞれを実行するタイミングを予め設定しておくようにしてもよい。例えば、苗特定処理を実行した後、花芽誘導剤噴射処理を６時間おきに３回繰り返し、その後所定期間経過後に花芽形成判定処理を実行するというサイクルを繰り返すこと等が考えられる。
【００５７】
上述した苗特定処理、花芽誘導剤噴射処理及び花芽形成判定処理を実行することにより、各苗２における所定の高さの部位に対して花芽誘導剤を吹き付けることができる。そのため、複数の苗２，２，…の収穫物の高さが揃うことが期待できる。これにより、その後の収穫作業の自動化を容易にすることができる。
【００５８】
（実施の形態２）
実施の形態２の植物栽培装置は、気温などの苗の生育条件に応じて花芽誘導剤の噴射回数及び／又は噴射量を変更することができるものである。
【００５９】
［植物栽培装置の構成］
図６は、本発明の実施の形態２に係る植物栽培装置の構成を示すブロック図である。図６に示すとおり、本実施の形態の植物栽培装置３０は、実施の形態１の場合と同様に補助記憶装置１５を備えており、その補助記憶装置１５には噴射制御情報１５Ｄが記憶されている。この噴射制御情報１５Ｄは、気温、降水量及び日照時間などの苗の生育条件と、その生育条件に対応付けられた花芽誘導剤の噴射量とで構成されている。具体的に説明すると、噴射制御情報１５Ｄには、「気温が１０℃乃至１５℃、降水量が直近の５日間で１０ｍｍ以下、日照時間が直近の５日間で６０時間以上」などの生育条件と、「１回当たり０．５ｍｌ」などの花芽誘導剤の噴射量とが対応付けられている。後述するように、本実施の形態の植物栽培装置３０は、この噴射制御情報１５Ｄに基づいて花芽誘導剤噴射処理を実行する。なお、植物栽培装置３０のその他の構成については実施の形態１の場合と同様であるので、同一符号を付して説明を省略する。
【００６０】
［植物栽培装置の動作］
本実施の形態の植物栽培装置３０も、実施の形態１の場合と同様に、（１）苗特定処理、（２）花芽誘導剤噴射処理、及び（３）花芽形成判定処理を実行する。このうち、苗特定処理及び花芽形成判定処理については実施の形態１の場合と同様であるため説明を省略する。以下、花芽誘導剤噴射処理について、フローチャートを参照しながら説明する。
【００６１】
（２）花芽誘導剤噴射処理
図７は、本発明の実施の形態２に係る植物栽培装置３０のＣＰＵ１３が実行する花芽誘導剤噴射処理の処理手順を示すフローチャートである。なお、図中、ステップＳ２０１乃至Ｓ２０７については実施の形態１の場合と同様であるので、説明を省略する。
【００６２】
植物栽培装置３０のＣＰＵ１３は、ステップＳ２０３を実行した後、補助記憶装置１５に記憶されている噴射制御情報１５Ｄを参照する（Ｓ４０１）。次に、ＣＰＵ１３は、現在の生育条件と合致する生育条件を噴射制御情報１５Ｄに含まれる生育条件の中から検索し、検索された生育条件と対応付けられている花芽誘導剤の噴射量を特定する（Ｓ４０２）。
【００６３】
なお、現在の生育条件はオペレータによって予め植物栽培装置３０に与えられていてもよく、また、植物栽培装置３０が外部の装置から自動的に取得できるように構成されていてもよい。
【００６４】
その後のステップＳ２０５において、ＣＰＵ１３は、ステップＳ４０２にて特定した噴射量で花芽誘導剤を噴射するように噴射弁１９の動作を制御する。これにより、生育条件に適した量の花芽誘導剤を苗２における所定の高さの部位に対して噴射することが可能になる。
【００６５】
なお、噴射制御情報１５Ｄにおいて生育条件と対応付けられている情報として、上記の花芽誘導剤の噴射量に代えて、または当該噴射量と共に、花芽誘導剤の噴射回数を用いるようにしてもよい。具体的には、各生育条件に対して「１日３回噴射、１回当たりの０．５ｍｌ」などの情報が対応付けられることによって噴射制御情報１５Ｄが構成されていてもよい。この場合、苗２に対する花芽誘導剤の噴射を生育条件に適した回数行うことが可能になる。
【００６６】
また、植物の種類毎に異なる噴射制御情報１５Ｄが用意されていてもよい。この場合、植物の種類に応じて適切な噴射量及び／又は噴射回数を設定することが可能になる。
【００６７】
（その他の実施の形態）
上記の各実施の形態では、植物栽培装置が備えるＣＰＵ１３によって各種の画像処理が実行されているが、本発明はこのような構成に限定されるわけではない。例えば、画像処理専用のプロセッサを別途設け、そのプロセッサが上述した画像処理を実行するような構成であってもよい。
【００６８】
上記の各実施の形態の植物栽培装置は、屋外及び屋内の何れの環境においても使用することが可能である。いわゆる植物工場においても使用することができ、その場合は生育条件を制御しやすいため、収穫物を同一の高さに揃えやすいという利点がある。
【００６９】
上記の各実施の形態では、苗特定処理において画像処理により花芽誘導剤の噴射対象の苗を特定しているが、本発明はこれに限定されるわけではない。例えば、各苗について播種時期を記憶しておき、その播種時期から一定期間経過した苗は所定高さに到達したと判断して花芽誘導剤の噴射対象とするようにしてもよい。また、人間が目視により苗の高さを確認して、花芽誘導剤の噴射対象となる苗を特定するようにしてもよい。その場合は、人間が噴射対象リストをマニュアルで作成し、それを植物栽培装置１０に対して入力する。これにより、植物栽培装置１０は上記の各実施の形態と同様にしてその後の花芽誘導剤噴射処理等を実行することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の植物栽培方法及び植物栽培装置は、トマト及びきゅうりなどの各種の果菜類並びに各種の花などの植物の収穫作業の自動化を容易にするための植物栽培方法及び植物栽培装置等として有用である。
【符号の説明】
【００７１】
１ 畝
２ 苗
１０，３０ 植物栽培装置
１１ 噴射ノズル
１２ カメラ
１３ ＣＰＵ
１４ 主記憶装置
１５ 補助記憶装置
１５Ａ 噴射ノズル−カメラ対応情報
１５Ｂ 噴射対象リスト
１５Ｃ 対象除外リスト
１５Ｄ 噴射制御情報
１７ 貯留タンク
１８ ポンプ
１９ 噴射弁
２０ 支柱
２１ 供給管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物の複数の苗の中から所定の高さまで成長した苗を特定する苗特定工程と、
前記苗特定工程によって特定された苗における所定の高さの部位に対して花芽誘導剤を供給する花芽誘導剤供給工程と
を有する、植物栽培方法。
【請求項２】
前記苗特定工程において、撮像装置によって前記複数の苗を撮像し、その結果得られた撮像画像に基づいて前記所定の高さまで成長した苗を特定する、請求項１に記載の植物栽培方法。
【請求項３】
前記花芽誘導剤供給工程において、所定の高さまで成長した前記苗における所定の高さの部位に対して、所定の時間間隔で繰り返し花芽誘導剤を供給する、請求項１又は２に記載の植物栽培方法。
【請求項４】
花芽誘導剤が供給された苗における花芽誘導剤の供給箇所に花芽が形成されたか否かを判定する花芽形成判定工程をさらに有し、
前記花芽形成判定工程において、花芽誘導剤の供給箇所に花芽が形成されたと判定された場合、前記苗を花芽誘導剤の供給対象から除外する、請求項１乃至３の何れかに記載の植物栽培方法。
【請求項５】
植物の複数の苗に対して花芽誘導剤を供給する花芽誘導剤供給部を備え、
前記複数の苗のうちの所定の高さまで成長した苗における所定の高さの部位に対して、前記花芽誘導剤供給部を用いて花芽誘導剤を供給するように構成されている植物栽培装置。
【請求項６】
前記複数の苗が所定の方向に沿って定植され、
前記花芽誘導剤供給部が、
前記所定の方向に沿って延設され、花芽誘導剤を供給するための供給管と、
所定の間隔で前記供給管に複数設けられ、当該供給管によって供給される花芽誘導剤を噴射するための噴射ノズルと
を具備し、
前記所定の高さまで成長した前記苗と対応する位置に設けられている前記噴射ノズルから当該苗における所定の高さの部位に対して花芽誘導剤を噴射するように構成されている、請求項５に記載の植物栽培装置。
【請求項７】
前記複数の苗を撮像する撮像部をさらに備え、
前記花芽誘導剤供給部が、前記撮像部によって得られた撮像画像に基づいて前記所定の高さまで成長したと特定された前記苗における所定の高さの部位に対して花芽誘導剤を供給するように構成されている、請求項５又は６に記載の植物栽培装置。
【請求項８】
前記花芽誘導剤供給部が、所定の高さまで成長した前記苗における所定の高さの部位に対して、所定の時間間隔で繰り返し花芽誘導剤を供給するように構成されている、請求項５乃至７の何れかに記載の植物栽培装置。
【請求項９】
前記花芽誘導剤供給部が、花芽誘導剤が供給された苗における花芽誘導剤の供給箇所に花芽の形成が認められた場合に、当該苗を花芽誘導剤の供給対象から除外するように構成されている、請求項５乃至８の何れかに記載の植物栽培装置。
【請求項１０】
前記花芽誘導剤供給部が、気温を含む生育条件に応じて花芽誘導剤の供給回数及び／又は供給量を変更するように構成されている、請求項４乃至９の何れかに記載の植物栽培装置。
【請求項１】
植物の複数の苗の中から所定の高さまで成長した苗を特定する苗特定工程と、
前記苗特定工程によって特定された苗における所定の高さの部位に対して花芽誘導剤を供給する花芽誘導剤供給工程と
を有する、植物栽培方法。
【請求項２】
前記苗特定工程において、撮像装置によって前記複数の苗を撮像し、その結果得られた撮像画像に基づいて前記所定の高さまで成長した苗を特定する、請求項１に記載の植物栽培方法。
【請求項３】
前記花芽誘導剤供給工程において、所定の高さまで成長した前記苗における所定の高さの部位に対して、所定の時間間隔で繰り返し花芽誘導剤を供給する、請求項１又は２に記載の植物栽培方法。
【請求項４】
花芽誘導剤が供給された苗における花芽誘導剤の供給箇所に花芽が形成されたか否かを判定する花芽形成判定工程をさらに有し、
前記花芽形成判定工程において、花芽誘導剤の供給箇所に花芽が形成されたと判定された場合、前記苗を花芽誘導剤の供給対象から除外する、請求項１乃至３の何れかに記載の植物栽培方法。
【請求項５】
植物の複数の苗に対して花芽誘導剤を供給する花芽誘導剤供給部を備え、
前記複数の苗のうちの所定の高さまで成長した苗における所定の高さの部位に対して、前記花芽誘導剤供給部を用いて花芽誘導剤を供給するように構成されている植物栽培装置。
【請求項６】
前記複数の苗が所定の方向に沿って定植され、
前記花芽誘導剤供給部が、
前記所定の方向に沿って延設され、花芽誘導剤を供給するための供給管と、
所定の間隔で前記供給管に複数設けられ、当該供給管によって供給される花芽誘導剤を噴射するための噴射ノズルと
を具備し、
前記所定の高さまで成長した前記苗と対応する位置に設けられている前記噴射ノズルから当該苗における所定の高さの部位に対して花芽誘導剤を噴射するように構成されている、請求項５に記載の植物栽培装置。
【請求項７】
前記複数の苗を撮像する撮像部をさらに備え、
前記花芽誘導剤供給部が、前記撮像部によって得られた撮像画像に基づいて前記所定の高さまで成長したと特定された前記苗における所定の高さの部位に対して花芽誘導剤を供給するように構成されている、請求項５又は６に記載の植物栽培装置。
【請求項８】
前記花芽誘導剤供給部が、所定の高さまで成長した前記苗における所定の高さの部位に対して、所定の時間間隔で繰り返し花芽誘導剤を供給するように構成されている、請求項５乃至７の何れかに記載の植物栽培装置。
【請求項９】
前記花芽誘導剤供給部が、花芽誘導剤が供給された苗における花芽誘導剤の供給箇所に花芽の形成が認められた場合に、当該苗を花芽誘導剤の供給対象から除外するように構成されている、請求項５乃至８の何れかに記載の植物栽培装置。
【請求項１０】
前記花芽誘導剤供給部が、気温を含む生育条件に応じて花芽誘導剤の供給回数及び／又は供給量を変更するように構成されている、請求項４乃至９の何れかに記載の植物栽培装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１６０７３５（Ｐ２０１１−１６０７３５Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７８１７（Ｐ２０１０−２７８１７）
【出願日】平成２２年２月１０日（２０１０．２．１０）
【出願人】（３０２０６４７６２）株式会社日本総合研究所 (367)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１０日（２０１０．２．１０）
【出願人】（３０２０６４７６２）株式会社日本総合研究所 (367)
【Ｆターム（参考）】
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