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JP7828072B2 - Strawberry plant information acquisition system - Google Patents
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JP7828072B2 - Strawberry plant information acquisition system - Google Patents

Strawberry plant information acquisition system

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JP7828072B2
JP7828072B2 JP2022119050A JP2022119050A JP7828072B2 JP 7828072 B2 JP7828072 B2 JP 7828072B2 JP 2022119050 A JP2022119050 A JP 2022119050A JP 2022119050 A JP2022119050 A JP 2022119050A JP 7828072 B2 JP7828072 B2 JP 7828072B2
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

本発明は、イチゴの株の情報取得システムに関する。 The present invention relates to a strawberry plant information acquisition system.

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。 Image measurement is known as an effective method for biometric measurements of plants, as it is non-destructive, allows for wide-area measurements, and is labor-saving. When the plant being biometrically measured is a strawberry, measurement targets include petiole length and leaf area. These measurement targets are important factors in growth diagnosis and yield prediction, so it is desirable to be able to measure them accurately.

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)。 Note that a conventional technology is known in which a photographing unit captures an image of a plant while a fan is blowing air onto the plant, and the image is then processed to determine the plant's growth status (stem thickness) (see, for example, Patent Document 1). Also known is a technology for monitoring the plant's growth status (such as harvest time) based on the chronological progression of images (see, for example, Patent Document 2).

特開2016-29940号公報JP 2016-29940 A 特開2019-37225号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-37225

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。 However, the above-mentioned petiole length and leaf area cannot be measured even using the above-mentioned Patent Documents 1 and 2. For example, since the petiole is located below the leaf blade (leaflet) and is difficult to see from the outside, it is difficult to measure the petiole length using an image. Furthermore, since leaf blades often overlap each other, it is also difficult to measure the leaf area with high accuracy.

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。 Therefore, the present invention aims to provide a strawberry plant information acquisition system that can accurately calculate strawberry plant information.

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柄長の値を算出する算出装置と、を備え、前記第2の速度は、前記吹き付け装置から吹き付ける風の速度を大きくしていったときに前記所定の葉の移動量が所定以下となる速度であり、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、前記第1の状態と前記第2の状態それぞれにおける前記所定の葉の葉柄角度の値と、前記第1の距離と前記第2の距離の差分と、に基づいて、前記所定の葉の葉柄長の値を算出する。 The strawberry plant information acquisition system of the present invention comprises a blowing device that blows wind onto strawberry plants from above, a photographing device that takes images of the plants from above, a control device that controls the photographing device to take a first image of the plants from above in a first state in which no wind is blown onto the plants from the blowing device or in which wind is blown onto the plants from the blowing device at a first speed, and a control device that controls the photographing device to take a second image of the plants from above in a second state in which wind is blown onto the plants from the blowing device at a second speed, and a control device that determines the petiole length of a predetermined leaf of the strawberry plant from the images taken by the photographing device. and a calculation device that calculates a value, where the second speed is a speed at which the movement amount of the specified leaf becomes equal to or less than a predetermined value when the speed of the wind blown from the blowing device is increased, and the calculation device determines the difference between a first distance from the center of the plant to the petiole tip of the specified leaf in the first image and a second distance from the center of the plant to the petiole tip of the specified leaf in the second image, and calculates the petiole length value of the specified leaf based on the petiole angle value of the specified leaf in each of the first and second states and the difference between the first and second distances.

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。 The strawberry plant information acquisition system of the present invention has the effect of being able to accurately calculate strawberry plant information.

第1の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。1 is a diagram schematically illustrating a configuration of an information acquisition system according to a first embodiment. 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。FIG. 2 is a diagram illustrating a hardware configuration of a control device and an information processing device. 第1の実施形態に係る制御装置及び情報処理装置の機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram of a control device and an information processing device according to the first embodiment. 実験装置を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an experimental setup. 図5(a)は、図4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。Figure 5(a) is an image of a strawberry plant taken by a camera in the experimental apparatus of Figure 4 when the blower was not operating and the wind speed was 0 m, and Figure 5(b) is an image of a strawberry plant taken by a camera when wind was blown from the blower at a predetermined wind speed. 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。FIG. 6(a) is a diagram schematically showing the state of the petiole and leaf blade in the first and second states, and FIG. 6(b) is a diagram for explaining the position of the tip of the petiole. 図7(a)~図7(e)は、図4の実験装置を用いて得られた、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Mpを実測した結果を示すグラフである。Figures 7(a) to 7(e) are graphs showing the results of actual measurements of the horizontal projection movement Mp of the petiole of each of the first to fifth leaves of a strawberry plant against the wind speed v, obtained using the experimental apparatus of Figure 4. 図8(a)~図8(e)は、図7(a)~図7(e)の実測値を近似した例を示す図である。8(a) to 8(e) are diagrams showing examples of approximations of the actual measurement values of FIGS. 7(a) to 7(e). 近似式を説明するための概略図(その1)である。FIG. 1 is a schematic diagram (part 1) for explaining an approximation formula. 近似式を説明するための概略図(その2)である。FIG. 10 is a second schematic diagram for explaining an approximation formula. 図11(a)~図11(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。11(a) to 11(c) are diagrams for explaining a method for detecting the center of a stock. 第1の実施形態に係る制御装置の処理を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing processing by the control device according to the first embodiment. 第1の実施形態に係る情報処理装置の処理を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing processing performed by the information processing apparatus according to the first embodiment. 図14(a)~図14(c)は、事前処理部の処理を説明するための図である。14A to 14C are diagrams for explaining the processing of the pre-processing unit. 図15(a)~図15(e)は、近似式を用いて葉柄長L及び葉面積Aを求める例について説明するための図である。15(a) to 15(e) are diagrams for explaining an example of determining the petiole length L and the leaf area A using approximate formulas. 第2の実施形態に係る制御装置及び情報処理装置の機能ブロック図である。FIG. 10 is a functional block diagram of a control device and an information processing device according to a second embodiment. 第2の実施形態に係る制御装置の処理を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing a process of a control device according to a second embodiment. 第2の実施形態に係る情報処理装置の処理を示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating a process performed by an information processing apparatus according to a second embodiment.

《第1の実施形態》
以下、第1の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。
First Embodiment
The strawberry plant information acquisition system according to the first embodiment will be described in detail below.

図1には、第1の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。 Figure 1 shows a schematic configuration of an information acquisition system 100 according to a first embodiment. In this embodiment, the information acquisition system 100 is a system that calculates and records the petiole length and leaf area of each strawberry plant grown in an elevated position in a cultivation bed 12 as shown in Figure 1. The distance (height) from the ground to the top surface of the cultivation bed 12 is H1 (H1 is, for example, 1000 mm). Note that the strawberry plants do not have to be grown in the cultivation bed 12; they may be planted in the ground in a ridge, for example.

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。 The information acquisition system 100 includes a monitoring device 10 and an information processing device 90 as a calculation device. The monitoring device 10 moves near the cultivation bed 12 and acquires images of strawberry plants taken from above. The information processing device 90 is communicatively connected to the monitoring device 10 and calculates the petiole length and leaf area of each strawberry plant planted in the cultivation bed 12 based on the images and position information acquired from the monitoring device 10. The information processing device 90 and the monitoring device 10 may be connected via a wired LAN (Local Area Network) or the like, or wirelessly via Wi-Fi or the like. The information processing device 90 may also be mounted on the monitoring device 10. In this embodiment, the extension direction of the cultivation bed 12 is defined as the X-axis direction, the direction perpendicular to the X-axis direction in a horizontal plane is defined as the Y-axis direction, and the vertical direction is defined as the Z-axis direction.

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。 As shown in Figure 1, the monitoring device 10 is installed on rails 14 laid along the X-axis direction below the cultivation bed 12 (on the ground). The monitoring device 10 is movable in the X-axis direction along the rails 14.

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。 The monitoring device 10 comprises a housing 20, wheels 22, a camera 24 as a photographing device, a blower 26 as a spraying device, a motor 28, a position detection device 29, and a control device 30. The housing 20 has a generally rectangular frame shape. The ceiling panel 20a of the housing 20 extends above the cultivation beds 12 and strawberry plants, with the underside (-Z surface) of the ceiling panel 20a facing the strawberry plants from above.

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。 The wheels 22 are driven to rotate on the rails 14 by a motor 28. The rotation of the motor 28 is controlled by a control device 30. That is, in this embodiment, the movement mechanism for moving the monitoring device 10 includes the wheels 22 that run on the rails 14 and the motor 28. However, this is not limited to this, and the movement mechanism may also include a running unit such as a wheel or crawler that runs on the ground, and a drive unit (such as a motor) that drives the running unit.

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。 The camera 24 and blower 26 are mounted on the underside of the ceiling panel 20a of the housing 20. The distance (height) of the camera 24 from the cultivation bed 12 is H2 (H2 is, for example, 1000 mm). The camera 24 photographs the strawberry plants from above. The blower 26 has the function of blowing air downward onto the strawberry plants. The speed (wind speed) of the air blown from the blower 26 is adjustable and controlled by the control device 30. The control device 30 photographs the plants from above using the camera 24 with or without air being blown onto the plants by the blower 26. The images captured by the camera 24 are transmitted to the control device 30, which then transmits the captured images to the information processing device 90. The control device 30 also transmits information on the speed (wind speed) of the air blown onto the plants from the blower 26 during photography to the information processing device 90.

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。 The position detection device 29 may be, for example, a position detection device having an RFID reader capable of communicating with multiple RFID (radio frequency identifier) tags installed near the cultivation bed 12, a position detection device having a camera capable of photographing markers installed near the cultivation bed 12, a position detection device that detects position from the amount of rotation of the wheels 22 or motor 28, or an RTK-GNSS (Real Time Kinematic-Global Navigation Satellite System). The position detection device 29 detects the XY position of the camera 24. From the XY position of the camera 24, the XY position of each point within the captured image (capture range) can be determined. The detection results of the position detection device 29 are transmitted to the control device 30.

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。 The control device 30 controls the motor 28 based on the detection results of the position detection device 29 to adjust the position of the monitoring device 10 (the shooting location of the camera 24). The control device 30 also transmits to the information processing device 90 the image captured by the camera 24, its position information (XY position), and information on the speed of the wind blown by the blower 26 when the image was captured. Figure 2 shows the hardware configuration of the control device 30. As shown in Figure 2, the control device 30 includes a CPU (Central Processing Unit) 190, a ROM (Read Only Memory) 192, a RAM (Random Access Memory) 194, a storage unit (such as an HDD (Hard Disk Drive) or SSD (Solid State Drive)) 196, a network interface 197, and a portable storage medium drive 199. These components of the control device 30 are connected to a bus 198. In the control device 30, the functions of the units shown in FIG. 3 are realized by the CPU 190 executing a program stored in the ROM 192 or storage unit 196, or a program read from the portable storage medium 191 by the portable storage medium drive 199. Note that the functions of the units shown in FIG. 3 may also be realized by an integrated circuit such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or FPGA (Field Programmable Gate Array).

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。 The information processing device 90 uses the location information transmitted from the control device 30 to identify the plant photographed in the image. The information processing device 90 also uses the image and wind speed information to calculate the petiole length and leaf area of each plant. The information processing device 90 has the same hardware configuration as the control device 30 (see Figure 2). In the information processing device 90, the CPU 190 executes a program to realize the functions of each unit shown in Figure 3.

(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、後述する式(近似式)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。
(Calculation formula for petiole length and leaf area)
Here, we will explain the mathematical formulas used by the information processing device 90 (calculation unit 56 in FIG. 3, which will be described later) when calculating the petiole length and leaf area. Note that in this embodiment, the formulas (approximation formulas) described later are used, but this is not limiting and other formulas can also be used.

図4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。 Figure 4 shows a schematic diagram of the experimental apparatus 200 used to derive the formula. As shown in Figure 4, the experimental apparatus 200 is equipped with a cultivation pot 202 containing planted strawberry plants. The cultivation pot 202 is installed so that its upper end is at a height H0 (e.g., 500 mm) above the ground. The experimental apparatus 200 also includes a hollow cylinder 204 with a height H2 (e.g., 1000 mm) that covers the strawberry plants. The diameter of this hollow cylinder 204 is, for example, 500 mm. In the experimental apparatus shown in Figure 4, the height H0 of the cultivation pot 202 is set equal to the diameter of the hollow cylinder 204 so that air passes through the hollow cylinder 204 (to achieve rectification). Furthermore, the experimental apparatus 200 is equipped with a camera 24 and a blower 26 at the upper end of the hollow cylinder 204. The camera 24 and blower 26 in Figure 4 are the same as the camera 24 and blower 26 in Figure 1.

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。 Figure 5(a) is an image of a strawberry plant taken by camera 24 when blower 26 is not operating and the wind speed is 0 m. Figure 5(b) is an image of a strawberry plant taken by camera 24 when wind is blown from blower 26 at a predetermined wind speed. As shown in Figure 5(b), when wind is blown from above, the leaf blades are subjected to a force (wind load), and as can be seen by comparing it with Figure 5(a), the leaf stalks fall outward around the base (center of the plant (crown)). The leaf blades also fall outward, and the entire leaf moves outward.

図6(a)には、図5(a)のように風速0mの状態又は弱風(後述する第1の速度の風)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)のように中風又は強風(後述する第2の速度の風)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の状態の葉柄の先端の位置と、第2の状態の葉柄の先端の位置との水平方向の差分MPを、葉柄の水平投影移動量Mp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。 In Fig. 6(a), the state of the entire leaf in a state where a wind speed of 0 m or a weak wind (wind at a first speed described later) is blowing against the leaf blade (first state) as shown in Fig. 5(a) is shown by a thick solid line. Also, in Fig. 6(a), the state of the entire leaf in a state where a moderate or strong wind (wind at a second speed described later) is blowing against the leaf blade (second state) as shown in Fig. 5(b) is shown by a thick dashed line. In Fig. 6(a), the horizontal difference M P between the position of the petiole tip in the first state and the position of the petiole tip in the second state is referred to as the horizontal projection movement amount M p of the petiole. Note that the position of the petiole tip shown in Fig. 6(a) is actually the base (see symbol S) of the petiole (the thin petiole connecting the petiole to the leaf blade) shown in Fig. 6(b).

また、図7(a)~図7(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Mpを実測した結果が示されている。 In addition, Figures 7(a) to 7(e) show the results of actual measurements of the horizontal projection movement Mp of the petiole of each of the first to fifth leaves of a strawberry plant in response to wind speed v, obtained using the experimental device 200.

(近似式について)
本近似式は、図7(a)~図7(e)の実測値に基づいて、風速vと水平投影移動量MPとの関係を図8(a)~図8(e)において実線で示すように近似した場合の例である。
(About the approximate formula)
This approximation formula is an example of approximating the relationship between wind speed v and horizontally projected displacement M P as shown by the solid lines in FIGS. 8(a) to 8(e) based on the actual measurement values in FIGS. 7(a) to 7(e).

図9、図10は、近似式を説明するための概略図である。図9、図10においては、風速0m又は第1の速度の風(弱風)が当てられたときの葉全体の様子が太実線で示され、第2の速度の風(中風又は強風)が当てられたときの葉全体の様子が太破線で示されている。なお、第2の速度(第2の風速)は、葉身に対して吹き付ける風の速度を大きくしていったときに葉の移動量が所定以下となる速度(すなわち、葉がほとんど移動しなくなる速度)である。図9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、各状態間における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MP(mm)である。 9 and 10 are schematic diagrams for explaining the approximation formula. In FIGS. 9 and 10, the state of the entire leaf when exposed to a wind of 0 m/s or a first speed (weak wind) is shown by a thick solid line, and the state of the entire leaf when exposed to a second speed (moderate or strong wind) is shown by a thick dashed line. The second speed (second wind speed) is the speed at which the leaf movement amount becomes less than a predetermined amount (i.e., the speed at which the leaf hardly moves) when the wind speed blowing against the leaf blade is increased. In FIG. 9, the petiole angle (the angle between the petiole extension direction and the horizontal plane) in the first state is θ (rad), and the petiole angle in the second state is δ (rad). θ can be said to be the value of the petiole angle when the leaf is attached. The actual movement amount of the petiole tip between each state is M (mm), and the horizontally projected movement amount is M P (mm).

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(1)を用いることとした。なお、lは比例係数である。 Based on the knowledge that the wind load on the leaf blade is proportional to the square of the wind speed (v) and the pressure-receiving area (A), we decided to use the following formula (1), where l is the proportionality coefficient.

また、本近似式においては、図10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。 In addition, this approximate formula expresses how the angle δ returns from the state shown by the dashed line due to bending (flexion) of the petiole, as shown in Figure 10.

具体的には、次式(2)を用いることとした。 Specifically, we decided to use the following formula (2):

なお、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。 Here, p is an advance angle coefficient, and (v 4 /p) represents the return of the angle due to bending of the petiole.

更に、本近似式においては、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(3)のように定義した。 Furthermore, in this approximation formula, the formula for converting the length of petiole inclination into a projection value is defined as follows (3):

本実施形態では、上記近似式(式(1)~(3))を用いることで、葉柄長Lと葉面積Aを求める。 In this embodiment, the petiole length L and leaf area A are calculated using the above approximate formulas (formulas (1) to (3)).

(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。
(Functions of the control device 30 and the information processing device 90)
Returning to FIG. 3, the functions of the control device 30 and the information processing device 90 will be described.

(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。
(Functions of the control device 30)
As shown in FIG. 3, the control device 30 has the functions of a position control unit 40, a wind speed control unit 41, an imaging control unit 42, and an image acquisition and transmission unit 44.

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の撮影範囲に各株が順次収まるように、モニタリング装置10を移動させる。 The position control unit 40 controls the motor 28 based on the detection results of the position detection device 29 to adjust the position of the monitoring device 10 (the shooting location of the camera 24). For example, the position control unit 40 moves the monitoring device 10 so that each plant is successively within the shooting range of the camera 24.

風速制御部41は、1つの株がカメラ24の撮影範囲内に収まった状態で、ブロワー26を制御して株に所定速度の風を当てる。 When a single plant is within the shooting range of the camera 24, the wind speed control unit 41 controls the blower 26 to blow air at a predetermined speed onto the plant.

撮影制御部42は、カメラ24を用いて株を上方から撮影する。撮影制御部42は、ブロワー26からの風が当たっていない状態の株や、ブロワー26からの風が当たっている状態の株を撮影する。撮影制御部42は、株の撮影が完了すると、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。 The photography control unit 42 uses the camera 24 to photograph the plants from above. The photography control unit 42 photographs plants that are not being exposed to the wind from the blower 26 and plants that are being exposed to the wind from the blower 26. When the photography control unit 42 has completed photographing a plant, it notifies the position control unit 40 of this fact. Upon receiving this notification, the position control unit 40 adjusts the position of the monitoring device 10 so that the next plant falls within the photography range of the camera 24.

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。 The image acquisition/transmission unit 44 acquires the image captured by the camera 24 and transmits the acquired image to the information processing device 90 together with the position information (XY position) at the time of image capture obtained from the position control unit 40 and the wind speed information at the time of image capture obtained from the wind speed control unit 41.

(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、事前処理部62を有する。
(Functions of the information processing device 90)
As shown in FIG. 3 , the information processing device 90 includes an image acquisition unit 52 , an image analysis unit 54 , a calculation unit 56 , a data management unit 58 , an output unit 60 , and a pre-processing unit 62 .

画像取得部52は、カメラ24によって撮影された株の画像、当該画像の撮影位置の情報、画像撮影時の風速の情報を取得する。 The image acquisition unit 52 acquires images of the stocks taken by the camera 24, information about the location where the images were taken, and information about the wind speed at the time the images were taken.

画像解析部54は、画像取得部52が取得した画像を解析して、解析結果を算出部56に受け渡す。 The image analysis unit 54 analyzes the images acquired by the image acquisition unit 52 and passes the analysis results to the calculation unit 56.

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。 The calculation unit 56 calculates the petiole length and leaf area of the strawberry based on the analysis results of the image analysis unit 54, predetermined coefficients, and information entered by the user.

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。 The data management unit 58 acquires the calculation results (petiole length and leaf area) from the calculation unit 56 and manages them in association with the plant's location information.

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。 The output unit 60 outputs information managed by the data management unit 58.

事前処理部62は、画像取得部52が取得した画像と、画像撮影時の風速の情報と、を用いて、イチゴの葉柄長や葉面積を算出する際に設定する風速(第2の風速)を決定する処理を実行する。以下、第2の風速の決定方法について説明する。なお、前述のように、なお、第2の風速は、葉身に対して吹き付ける風の速度を大きくしていったときに葉の移動量が所定以下となる速度(すなわち、葉がほとんど移動しなくなる速度)である。 The pre-processing unit 62 uses the images acquired by the image acquisition unit 52 and information on the wind speed at the time of image capture to execute a process for determining the wind speed (second wind speed) to be set when calculating the petiole length and leaf area of strawberries. The method for determining the second wind speed is explained below. As mentioned above, the second wind speed is the speed at which the amount of leaf movement becomes less than a predetermined amount when the speed of the wind blowing against the leaf blade is increased (i.e., the speed at which the leaf hardly moves at all).

(第2の風速の決定方法について)
事前処理部62は、制御装置30に対して事前処理を行う旨を通知する。この通知を制御装置30が受信すると、位置制御部40は、予め定められた位置(例えば栽培ベッド12で栽培されている株の1つを撮影可能な位置)にモニタリング装置10を移動させる。また、風速制御部41と撮影制御部42は、所定の株に対して当てる風の速度を変えつつ、カメラ24を用いて株を上方から複数回撮影する。例えば、風速制御部41は、風速0m又は弱風から徐々に風速を上げていき、撮影制御部42は、所定時間間隔で株を上方から撮影する。そして、画像取得・送信部44は、撮影により得られた複数の画像と、各画像が撮影されたときの風速の情報を、画像取得部52を介して事前処理部62に送信する。
(Second method for determining wind speed)
The pre-processing unit 62 notifies the control device 30 that pre-processing will be performed. When the control device 30 receives this notification, the position control unit 40 moves the monitoring device 10 to a predetermined position (e.g., a position where one of the plants grown in the cultivation bed 12 can be photographed). The wind speed control unit 41 and the photography control unit 42 photograph the plant from above multiple times using the camera 24 while changing the wind speed applied to the selected plant. For example, the wind speed control unit 41 gradually increases the wind speed from 0 m/s or a weak wind, and the photography control unit 42 photographs the plant from above at predetermined time intervals. The image acquisition/transmission unit 44 then transmits the multiple images obtained by the photography and information on the wind speed at which each image was taken to the pre-processing unit 62 via the image acquisition unit 52.

事前処理部62は、取得した複数枚の画像と、各画像を撮影したときの風速の情報と、を用いて、イチゴの葉柄長や葉面積を算出する際に設定する風速(第2の風速)を以下のようにして決定する。 The pre-processing unit 62 uses the multiple acquired images and information on the wind speed at the time each image was taken to determine the wind speed (second wind speed) to be set when calculating the petiole length and leaf area of strawberries as follows:

(1) 事前処理部62は、まず、複数の画像それぞれから株の中心を検出する。例えば、事前処理部62は、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、各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、事前処理部62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11(a)に示すように、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11(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11(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、事前処理部62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11(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、事前処理部62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11(a)、図11(b)や図11(c)の方法で株の中心を検出するようにしてもよい。 (1) The pre-processing unit 62 first detects the center of a plant from each of the multiple images. For example, the pre-processing unit 62 can perform deep learning using a large number of images showing the shape and center of a plant as training data, and then use the resulting training model to detect the center of the plant present in each image. The pre-processing unit 62 can also detect the center of a plant using methods other than deep learning. For example, as shown in FIG. 11(a), the image analysis unit 54 can detect multiple petioles from an image and detect the intersection of their extensions as the center of the plant. By using this method, the center of the plant can be accurately detected even if it is hidden by leaves from other plants, as shown in FIG. 11(b). Furthermore, as shown in FIG. 11(c), strawberries typically have three leaflets connected to one petiole. Therefore, the pre-processing unit 62 can, for example, perform a process of drawing a straight line (see the dashed line in FIG. 11(c)) multiple times in the longitudinal direction of the middle leaflet of the three leaflets, and determine the intersection of these straight lines as the center of the plant. The pre-processing unit 62 may prioritize detecting the center of the plant using deep learning, and if the center of the plant cannot be detected using deep learning, may detect the center of the plant using the method shown in Figure 11(a), Figure 11(b), or Figure 11(c).

(2) 次いで、事前処理部62は、各画像から小葉柄を検出する。ここで、事前処理部62は、各画像から、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。このように各葉の小葉柄を検出するのは、各葉の第2の風速を決定するためである。また、(1)で株の中心を検出し、(2)で各葉の小葉柄を検出することとしているのは、葉や葉柄が込み合っている場合でも、各葉の小葉柄と株の中心を検出できれば、後述する距離Dn,Dmを計算することができるからである。例えば、事前処理部62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、事前処理部62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、事前処理部62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、事前処理部62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、事前処理部62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、事前処理部62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、事前処理部62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、事前処理部62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、事前処理部62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。 (2) Next, the pre-processing unit 62 detects petioles from each image. Here, the pre-processing unit 62 detects the leaf blades in order from the first leaf, second leaf, third leaf, etc. from each image, and detects the petioles of each leaf. Detecting the petioles of each leaf in this manner is for determining the second wind speed of each leaf. The reason for detecting the center of the plant in (1) and the petioles of each leaf in (2) is that even if the leaves and petioles are crowded together, if the petioles of each leaf and the center of the plant can be detected, the distances Dn and Dm, described below, can be calculated. For example, the pre-processing unit 62 performs deep learning using a large amount of learning data that associates leaf images with the degree of unexpandedness to obtain a learning model. The pre-processing unit 62 then uses the obtained learning model to detect unexpanded leaves of the plant from within the image, and designates the detected unexpanded leaf as the first leaf. Alternatively, the pre-processing unit 62 may detect leaves from the image and designate the smallest detected leaf as the first leaf. The pre-processing unit 62 may also detect leaves from the image and determine the lightest colored leaf among the detected leaves as the first leaf. Furthermore, the pre-processing unit 62 may also detect leaves from the image and determine the leaf that is closest to the center of the plant among the detected leaves as the first leaf. The pre-processing unit 62 may preferentially apply a method for identifying the first leaf using deep learning, and if the first leaf cannot be identified using this method, may identify the first leaf using one of the other methods described above. The pre-processing unit 62 may also identify the first leaf using multiple of the methods described above and combine the multiple identification results to identify the first leaf. Furthermore, the pre-processing unit 62 may detect the angle of the line connecting the first leaf and the center of the plant relative to a reference line, and identify the leaf located approximately 144° from the center of the plant relative to the direction of growth of the first leaf as the second leaf, the leaf located approximately 144° from the center of the plant relative to the direction of growth of the second leaf (approximately 288° from the direction of growth of the first leaf) as the third leaf, and so on. The pre-processing unit 62 then detects the petioles connected to the identified first leaf, second leaf, etc. Note that deep learning can be used as a method for detecting petioles. However, this is not limiting, and for example, the petiole and one leaf blade can be detected and the connection point between them can be considered to be the petiole. Alternatively, the position where the longitudinal directions of three leaf blades intersect can be considered to be the petiole.

(3) 次いで、事前処理部62は、各画像において、株の中心から各葉の小葉柄までの距離(図6(a)のDnやDm参照)を計測する。 (3) Next, the pre-processing unit 62 measures the distance from the center of the plant to the petiole of each leaf in each image (see Dn and Dm in Figure 6(a)).

(4) 次いで、事前処理部62は、各画像から、水平投影移動量MPを計算する。具体的には、次式(4)より、水平投影移動量MPを計算する。
P=Dm-Dn …(4)
(4) Next, the pre-processing unit 62 calculates the horizontal projection movement amount M P from each image. Specifically, the horizontal projection movement amount M P is calculated using the following equation (4).
M P =Dm-Dn...(4)

なお、Dnは、風速0m又は弱風のときの株の中心から各葉の小葉柄までの距離であり、Dmは、風速0m又は弱風から風速を徐々に上げていったときの株の中心から各葉の小葉柄までの距離である。 Note that Dn is the distance from the center of the plant to the petiole of each leaf when the wind speed is 0 m or weak, and Dm is the distance from the center of the plant to the petiole of each leaf when the wind speed is gradually increased from 0 m or weak.

(5) 次いで、事前処理部62は、各葉について、風速を上げても水平投影移動量MPがほとんど変化しなくなる風速を第2の風速として決定する。すなわち、各葉について水平投影移動量MPの変化量が予め定められている閾値以下となる風速を第2の風速として決定する。なお、上記のようにして決定された第2の風速は、上記処理において撮影した株と定植日が同一又は近い株について適用することができるものとする。 (5) Next, the pre-processing unit 62 determines, for each leaf, the wind speed at which the horizontal projection movement amount M P changes little even when the wind speed is increased, as the second wind speed. In other words, the pre-processing unit 62 determines, for each leaf, the wind speed at which the change in the horizontal projection movement amount M P is equal to or less than a predetermined threshold, as the second wind speed. Note that the second wind speed determined as described above can be applied to plants whose planting date is the same as or close to that of the plant photographed in the above process.

(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。なお、以下の処理で撮影する対象の株は、事前処理部62において第2の風速を決定する際に撮影した株と定植日が同一又は近い株であるものとする。また、本実施形態では、一例として、所定の葉(例えば第4葉)の葉柄長や葉面積を計測する場合の処理について説明する。したがって、制御装置30は、図12の処理において、事前処理部62が決定した各葉の第2の風速のうち、所定の葉の第2の風速を用いる。
(Regarding processing by the control device 30)
FIG. 12 is a flowchart showing the processing of the control device 30. It is assumed that the plants to be photographed in the following processing are plants whose planting date is the same as or close to that of the plants photographed when the pre-processing unit 62 determines the second wind speed. In this embodiment, as an example, processing for measuring the petiole length and leaf area of a predetermined leaf (e.g., the fourth leaf) will be described. Therefore, in the processing of FIG. 12 , the control device 30 uses the second wind speed of the predetermined leaf from the second wind speeds for each leaf determined by the pre-processing unit 62.

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。 When the processing in Figure 12 begins, first in step S10, the position control unit 40 controls the motor 28 based on the detection results of the position detection device 29, and moves the monitoring device 10 to a position where the camera 24 can photograph the strawberry plants. Note that the approximate position of each plant on the cultivation bed 12 is assumed to be known in advance.

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。 Next, in step S12, the wind speed control unit 41 turns off the blower 26 or controls the wind speed from the blower 26 to a first wind speed (weak wind) (i.e., so that the stumps are in a first state). Note that here, the first state is assumed to be a windless state. Note that if the blower 26 is in an OFF state when step S12 is performed, the wind speed control unit 41 does not control the blower 26 and maintains the state as is.

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。 Next, in step S14, the photography control unit 42 uses the camera 24 to photograph the strawberry plants from above.

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。 In step S16, the image acquisition/transmission unit 44 acquires the image (first image) captured in step S14 from the camera 24 and transmits the first image, information about the position at which the first image was captured obtained from the position control unit 40, and information about the wind speed of the blower 26 at which the first image was captured obtained from the wind speed control unit 41 to the information processing device 90.

次いで、ステップS18において、風速制御部41は、ブロワー26からの風の速度が事前処理部62によって決定された第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。 Next, in step S18, the wind speed control unit 41 controls the wind speed from the blower 26 to the second wind speed (medium or strong) determined by the pre-processing unit 62 (i.e., so that the stalks are in the second state).

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。 Next, in step S20, the photography control unit 42 uses the camera 24 to photograph the strawberry plants from above.

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。 Next, in step S22, the image acquisition/transmission unit 44 acquires the image (second image) captured in step S20 from the camera 24 and transmits the second image, information about the position at which the second image was captured, obtained from the position control unit 40, and information about the wind speed of the blower 26 at which the second image was captured, obtained from the wind speed control unit 41, to the information processing device 90.

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。 Then, the process returns to step S10. Note that the wind speed control unit 41 may stop the operation of the blower 26 before returning to step S10. When the process returns to step S10, the position control unit 40 moves to photograph the next plant. Then, in steps S12 to S22, the control device 30 performs the process of photographing the first and second images of the next plant.

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。 12, the monitoring device 10 is moved (S10), a first image is captured at a first wind speed (S12, S14), a second image is captured at a second wind speed (S18, S20), and the monitoring device 10 is moved again (S10). However, this is not a limitation. For example, images of multiple plants (first images) may be captured while the monitoring device 10 is moved with the blower 26 turned off or maintained at a first wind speed, and then images of multiple plants (second images) may be captured while the monitoring device 10 is moved with the blower 26 maintained at a second wind speed. The image acquisition and transmission unit 44 may then associate the first and second images captured at the same location (i.e., the first and second images of the same plant) and transmit them to the information processing device 90 along with location information and wind speed information.

(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。
(Regarding processing by the information processing device 90)
Next, the processing of the information processing device 90 will be described with reference to the flowchart of FIG.

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。 When the processing in Figure 13 starts, first in step S30, the image acquisition unit 52 acquires image, position information, and wind speed information transmitted from the image acquisition/transmission unit 44 of the control device 30.

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。このステップS32における株の中心の検出方法は、事前処理部62の処理において説明した方法(例えば深層学習を用いる方法や、図11(a)~図11(c)の方法)と同様である。 Next, in step S32, the image analysis unit 54 detects the center of the plant from either the image in the first state or the image in the second state. The method for detecting the center of the plant in step S32 is similar to the method described in the processing of the pre-processing unit 62 (for example, the method using deep learning or the method shown in Figures 11(a) to 11(c)).

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。このステップS34の処理は、事前処理部62の処理と同様である。 Next, in step S34, the image analysis unit 54 detects petioles from the image in the first state. The processing in step S34 is similar to the processing in the pre-processing unit 62.

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は計測が必要な所定の葉のみについて計測する。 Next, in step S36, the image analysis unit 54 uses the first image to measure the distance Dn (see Figure 6(a)) from the center of the plant to the petiole. Note that the distance Dn is measured only for the specified leaves that require measurement.

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。 Next, in step S38, the image analysis unit 54 detects petioles from the image in the second state. The processing in step S38 is the same as that in step S34 described above.

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は計測が必要な所定の葉のみについて計測する。 Next, in step S40, the image analysis unit 54 uses the second image to measure the distance Dm (see Figure 6(a)) from the center of the plant to the petiole. Note that the distance Dm is measured only for the specified leaves that require measurement.

次いで、ステップS42において、算出部56は、水平投影移動量MPを上式(4)に基づいて計算する。 Next, in step S42, the calculation unit 56 calculates the horizontal projection movement amount M P based on the above equation (4).

次いで、ステップS44において、算出部56は、上述した近似式(上式(1)~(3))を用いて、所定の葉の葉柄長Lや葉面積Aを算出する。このステップS44の処理の詳細については後述する。 Next, in step S44, the calculation unit 56 calculates the petiole length L and leaf area A of the specified leaf using the above-mentioned approximation formulas (formulas (1) to (3) above). Details of the processing of step S44 will be described later.

次いで、ステップS46において、データ管理部58は、株の位置と対応付けて葉柄長L及び葉面積Aを管理する。 Next, in step S46, the data management unit 58 manages the petiole length L and leaf area A in association with the plant position.

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。 Next, in step S48, the output unit 60 determines whether an output request has been input. If the determination in step S48 is negative, the process returns to step S30; if the determination is positive, the process proceeds to step S50.

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。 When the process proceeds to step S50, the output unit 60 outputs the data for which an output request has been made. Then, the process returns to step S30 and the above process is repeated.

なお、上記説明においては、所定の葉に対応する第2の風速を用いて撮影を行い、所定の葉の葉柄長L及び葉面積Aを算出する例について説明したが、これに限らず、複数の葉位の葉の葉柄長L及び葉面積Aを算出することとしてもよい。この場合、複数の葉位の葉それぞれに対応する第2の風速を用いて各株を撮影する必要がある。また、各葉の葉柄長L及び葉面積Aは、各葉に対応する第2の風速で撮影した画像(第2の画像)を用いて算出する。この場合、葉柄長L及び葉面積Aは葉位ごとに対応付けて管理する。 In the above explanation, an example was described in which an image was taken using a second wind speed corresponding to a specified leaf and the petiole length L and leaf area A of the specified leaf were calculated. However, this is not limited to this, and the petiole length L and leaf area A of leaves at multiple leaf positions may also be calculated. In this case, it is necessary to photograph each plant using a second wind speed corresponding to each of the multiple leaf positions. Furthermore, the petiole length L and leaf area A of each leaf are calculated using an image (second image) taken at the second wind speed corresponding to each leaf. In this case, the petiole length L and leaf area A are managed in association with each leaf position.

(実施例)
次に実施例を用いて、事前処理部62の処理、及び図13のステップS44の処理について説明する。
(Example)
Next, the processing of the pre-processing unit 62 and the processing of step S44 in FIG. 13 will be described using an example.

図14(a)、図14(b)は、事前処理部62が取得した複数の画像を撮影したときの風速の情報と、複数の画像から得られた水平投影移動量MPの値を示している。また、図14(c)は、風速と、水平投影移動量MPと、の関係を座標系(横軸:風速、縦軸:水平投影移動量MP)上に示したものである。なお、本例は、イチゴの株の第4葉の水平投影移動量MPについて示している。 14(a) and 14(b) show information on wind speed when multiple images were taken by the pre-processing unit 62, and the value of horizontal projection movement M P obtained from the multiple images. Also, FIG. 14(c) shows the relationship between wind speed and horizontal projection movement M P on a coordinate system (horizontal axis: wind speed, vertical axis: horizontal projection movement M P ). This example shows the horizontal projection movement M P of the fourth leaf of a strawberry plant.

図14(c)からは、葉の移動量が所定以下となる風速(葉がほとんど移動しなくなる風速)として、風速4.503m/sが特定されるので、事前処理部62は、この風速4.503m/sを第2の風速として決定する。 From Figure 14(c), a wind speed of 4.503 m/s is identified as the wind speed at which the amount of leaf movement is below a predetermined level (the wind speed at which leaves hardly move at all), so the pre-processing unit 62 determines this wind speed of 4.503 m/s as the second wind speed.

図15(a)~図15(e)は、上式(1)~(3)を用いて葉柄長L及び葉面積Aを算出する例を説明するための図である。なお、本例は、イチゴの株の第4葉についての値である。 Figures 15(a) to 15(e) are diagrams illustrating an example of calculating petiole length L and leaf area A using the above formulas (1) to (3). Note that this example shows values for the fourth leaf of a strawberry plant.

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l、p(進角係数)の一例が示されている。lは、式(1)の係数であり、pは、式(2)の係数である。 Figure 15(a) shows an example of the coefficients l and p (advance angle coefficients) that must be calculated in advance when using approximate formula 1. l is the coefficient of formula (1), and p is the coefficient of formula (2).

また、図15(b)には、ユーザが入力する値である、受圧時葉柄角δ、葉柄角度θ(図10参照)の一例が示されている。なお、δ、θは、事前に測定してもよいし、葉位とδ、θとの関係が事前にわかっていれば、その関係を用いてδ、θを求めることとしてもよい。 Figure 15(b) also shows an example of the petiole angle δ and petiole angle θ (see Figure 10) when pressure is applied, which are values entered by the user. Note that δ and θ may be measured in advance, or if the relationship between leaf position and δ and θ is known in advance, δ and θ may be calculated using that relationship.

図15(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の一例が示されている。この第2の風速v2と第1の風速v1との差が、式(1)、(2)のvとなる。 Figure 15(c) shows an example of the wind speed (first wind speed) v1 in the first state and the wind speed (second wind speed) v2 in the second state. The difference between this second wind speed v2 and the first wind speed v1 is v in equations (1) and (2).

算出部56は、式(3)のMPとして図15(d)の値を代入するとともに、δ、θとして図15(b)の値を代入することで、葉柄長Lを算出する。この結果、葉柄長Lは、図15(e)に示すように、170.8311mmと計算される。なお、このときの葉柄長Lの真値は165mmであったので、上記方法により、葉柄長Lとして真値に近い値を導き出すことができることが分かる。 The calculation unit 56 calculates the petiole length L by substituting the value in FIG. 15(d) for M P in Equation (3) and the values in FIG. 15(b) for δ and θ. As a result, the petiole length L is calculated to be 170.8311 mm, as shown in FIG. 15(e). Note that the true value of the petiole length L in this case was 165 mm, indicating that the above method can derive a value for the petiole length L close to the true value.

また、算出部56は、上記のようにして算出した葉柄長L、図15(b)のδ、θ、図15(a)のp、v=4.503m/sを上式(3)に代入することで、葉柄の移動量M(図10参照)を求める。この結果、葉柄の移動量Mとして、図15(e)に示す値(M=48.37061mm)が得られる。 The calculation unit 56 also calculates the petiole movement amount M (see Figure 10) by substituting the petiole length L calculated as above, δ and θ in Figure 15(b), and p and v = 4.503 m/s in Figure 15(a) into the above equation (3). As a result, the value shown in Figure 15(e) (M = 48.37061 mm) is obtained as the petiole movement amount M.

更に、算出部56は、上記のようにして求めた葉柄の移動量Mと、v=4.503m/sと、図15(a)のlの値を上式(1)に代入することで、葉面積Aを算出する。この結果、葉面積Aは、図15(e)に示すように、20388.81mm2と計算される。なお、このときの葉面積Aの真値は20240.78mm2であったので、上記方法により、葉面積Aとして真値に近い値を導き出すことができることが分かる。 Furthermore, the calculation unit 56 calculates the leaf area A by substituting the petiole movement amount M calculated as above, v = 4.503 m/s, and the value of l in Figure 15(a) into the above formula (1). As a result, the leaf area A is calculated to be 20388.81 mm2 , as shown in Figure 15(e). Note that the true value of the leaf area A at this time was 20240.78 mm2 , so it can be seen that the above method can derive a value for the leaf area A that is close to the true value.

以上、詳細に説明したように、本第1の実施形態によると、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)。このとき、第2の速度(風速)は、ブロワー26から吹き付ける風の速度を大きくしていったときに葉の移動量が所定以下となる速度(葉がほとんど移動しなくなる速度)とされている。また、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MP)を求める。更に、情報処理装置90は、第1の状態での葉柄角度θと、第2の状態での葉柄角度δと、水平投影移動量MPと、を用いて、式(3)より葉柄長Lを求める。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Lを精度よく算出することができる(図15(e)参照)。 As described above in detail, according to the first embodiment, the control device 30 controls the camera 24 to capture a first image of the plant from above in a first state in which no wind is blown onto the plant from the blower 26 or in which wind is blown onto the plant from the blower 26 at a first speed, and controls the camera 24 to capture a second image of the plant from above in a second state in which wind is blown onto the plant from the blower 26 at a second speed ( FIG. 12 ). The second speed (wind speed) is set to a speed at which the amount of leaf movement becomes less than a predetermined value (i.e., the leaf hardly moves) as the wind speed from the blower 26 increases. The information processing device 90 also calculates the difference (horizontal projection movement amount M P ) between the distance Dn from the center of the plant to the tip of the petiole of a given leaf in the first image and the second distance Dm from the center of the plant to the tip of the petiole of a given leaf in the second image. Furthermore, the information processing device 90 calculates the petiole length L using the petiole angle θ in the first state, the petiole angle δ in the second state, and the horizontal projection shift amount M P according to equation (3). Thus, even if the petiole is located below the leaf blade (leaflet) and is difficult to see from the outside, the petiole length L can be calculated accurately by using the first and second images (see FIG. 15( e)).

また、本実施形態では、情報処理装置90は、葉柄長L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の差vと、葉柄角度δ、θと、に基づいて、葉面積A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、葉面積を精度よく算出することができる(図15(e)参照)。 In addition, in this embodiment, the information processing device 90 calculates the value of the leaf area A based on the value of the petiole length L, the difference v in the speed of the air blown onto the plant from the blower 26 in the first state and the second state, and the petiole angles δ and θ. This allows the leaf area to be calculated with high accuracy even when leaf blades are overlapping (see Figure 15(e)).

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。 The wind speed distribution of the blower 26 is strongest directly below the blower 26 and weaker at positions further away from the blower 26. Therefore, if the monitoring device 10 is moved while the blower 26 is maintained in a constant state, the plants transition from a state in which they are exposed to weak wind (first state) to a state in which they are exposed to strong wind (second state). Therefore, in the above embodiment, images may be captured when the plants are located away from directly below the blower 26 (first state) and when they are located close to directly below the blower 26 (second state), and the processing shown in FIG. 13 may be performed using these images. In this case, the monitoring device 10 may have a first camera positioned away from the blower 26 in the X-axis direction to capture images of the plants in the first state, and a second camera positioned near the blower 26 to capture images of the plants in the second state. Alternatively, a single camera may be used to photograph the stock in the first state and the stock in the second state at different angles, and the images may be corrected to appear as if they were photographed from the same angle, before being used in the processing shown in Figure 13 above.

《第2の実施形態》
次に、第2の実施形態について説明する。図16には、本第2の実施形態に係る制御装置30と情報処理装置90の機能ブロック図が示されている。図16と図3(第1の実施形態)とを比較するとわかるように、本第2の実施形態の情報処理装置90は、事前処理部62を有しておらず、これに伴って制御装置30と情報処理装置90の処理が第1の実施形態と異なっている点に特徴を有している。具体的には、本第2の実施形態においては、事前に第2の速度を決定せずに、各株の撮影結果に基づいて株毎に第2の速度を決定(特定)する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment will be described. Fig. 16 shows a functional block diagram of a control device 30 and an information processing device 90 according to the second embodiment. As can be seen by comparing Fig. 16 with Fig. 3 (the first embodiment), the information processing device 90 according to the second embodiment does not include a pre-processing unit 62, and as a result, the processing of the control device 30 and the information processing device 90 differs from that of the first embodiment. Specifically, in the second embodiment, the second speed is not determined in advance, but is determined (specified) for each plant based on the photographing results of each plant.

(制御装置30の処理について)
図17には、第2の実施形態に係る制御装置30の処理がフローチャートにて示されている。
(Regarding processing by the control device 30)
FIG. 17 is a flowchart showing the processing of the control device 30 according to the second embodiment.

図17に示すように、制御装置30は、ステップS10~S16を第1の実施形態と同様に実行する。すなわち、ステップS10~S16では、風速0mの状態又は第1の風速の風を当てた状態で、株の撮影を行う。次いで、ステップS18’では、風速制御部41は、ブロワー26からの風の速度が次の風速になるように制御する。なお、本実施形態では、事前に、ステップS18’で段階的に設定する風速の値が予め定められているものとする(例えば、図14(a)の風速v1~v7)。したがって、風速制御部41は、ステップS18’を行うたびに、風速v1、v2…というように、段階的に風速を上げていく。 As shown in FIG. 17, the control device 30 executes steps S10 to S16 in the same manner as in the first embodiment. That is, in steps S10 to S16, photographs of the plants are taken with a wind speed of 0 m/s or with wind at a first wind speed. Next, in step S18', the wind speed control unit 41 controls the wind speed from the blower 26 to the next wind speed. Note that in this embodiment, the wind speed values to be set in stages in step S18' are predefined (for example, wind speeds v1 to v7 in FIG. 14(a)). Therefore, each time step S18' is performed, the wind speed control unit 41 increases the wind speed in stages, such as wind speed v1, v2, etc.

ステップS18’の後は、ステップS20、S22が、上記第1の実施形態と同様に実行される。そして、次のステップS24では、全ての風速(例えば風速v1~v7)での撮影が完了したか否かを判断する。このステップS24の判断が否定された場合には、ステップS18’に戻るが、肯定された場合には、ステップS10に戻る。 After step S18', steps S20 and S22 are executed in the same manner as in the first embodiment. Then, in the next step S24, it is determined whether or not shooting has been completed at all wind speeds (e.g., wind speeds v1 to v7). If the determination in step S24 is negative, the process returns to step S18'; if the determination is positive, the process returns to step S10.

このように、本第2の実施形態では、株の撮影において、複数の風速(例えば、v0~v7)の風が当てられた状態の株の画像を取得するようにしている。 In this way, in this second embodiment, when photographing stocks, images are obtained of stocks exposed to wind at multiple wind speeds (e.g., v0 to v7).

(情報処理装置90の処理について)
図18には、本第2の実施形態に係る情報処理装置90の処理がフローチャートにて示されている。本第2の実施形態においては、第1の実施形態の処理(図13)のステップS42、S43の間に、ステップS43の処理を実行する点に特徴を有している。
(Regarding processing by the information processing device 90)
18 is a flowchart showing the processing of the information processing device 90 according to the second embodiment. The second embodiment is characterized in that the processing of step S43 is executed between steps S42 and S43 of the processing of the first embodiment (FIG. 13).

図18の処理が開始されると、ステップS30~S42については、上記第1の実施形態と同様に実行される。ただし、第2の状態の画像としては、複数の風速(例えば、v1~v7)のときに得られた複数(例えば、7枚)の画像が得られる。したがって、ステップS42においては、水平投影移動量MPが、複数(例えば7つ)得られる。なお、この第2の風速の特定方法は、上記第1の実施形態の事前処理部62による第2の風速の決定方法と同一の方法である。すなわち、図18のステップS30において、図14(a)に示すようなデータが得られ、ステップS42において、図14(b)に示すようなデータが得られるので、ステップS43では、これらのデータを用いて、第2の風速を特定する(図14(c)参照)。 When the processing of FIG. 18 is started, steps S30 to S42 are executed in the same manner as in the first embodiment. However, as the second state images, multiple (e.g., seven) images obtained at multiple wind speeds (e.g., v1 to v7) are obtained. Therefore, in step S42, multiple (e.g., seven) horizontal projection displacements M P are obtained. Note that the method for identifying this second wind speed is the same as the method for determining the second wind speed by the pre-processing unit 62 in the first embodiment. That is, in step S30 of FIG. 18, data such as that shown in FIG. 14(a) is obtained, and in step S42, data such as that shown in FIG. 14(b) is obtained. Therefore, in step S43, these data are used to identify the second wind speed (see FIG. 14(c)).

その後は、ステップS43で特定された第2の風速及び第2の風速に対応する水平投影移動量MPを用いて、ステップS43以降の処理が、上記第1の実施形態と同様に行われる。 Thereafter, the processes from step S43 onward are performed in the same manner as in the first embodiment, using the second wind speed identified in step S43 and the horizontal projection movement amount M P corresponding to the second wind speed.

これにより、上記第1の実施形態と同様、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、葉柄長Lを精度よく算出することができる。また、葉身が重なり合っている場合であっても、葉面積Aを精度よく算出することができる。 As with the first embodiment, this allows for accurate calculation of the petiole length L even when the petiole is located below the leaf blade (leaflet) and is difficult to see from the outside. Furthermore, even when the leaf blades overlap, the leaf area A can be calculated accurately.

また、本第2の実施形態では、株毎に第2の速度を特定するため、株それぞれの葉柄長Lや葉面積Aを精度よく算出することができる。 Furthermore, in this second embodiment, the second speed is specified for each plant, so the petiole length L and leaf area A of each plant can be calculated with high accuracy.

なお、上記第2の実施形態では、図17のステップS18’、S20、S22の処理を実行するたびに、水平投影移動量MPの変化を求め、水平投影移動量MPの変化が所定以下になったときの風速を第2の風速と特定してもよい。この場合、第2の風速が特定された段階で、ステップS24の判断が肯定されるようにしてもよい。 In the second embodiment, the change in the horizontal projection movement amount M P may be calculated each time the processes of steps S18', S20, and S22 in Fig. 17 are executed, and the wind speed at which the change in the horizontal projection movement amount M P becomes equal to or smaller than a predetermined value may be identified as the second wind speed. In this case, the determination in step S24 may be made positive once the second wind speed is identified.

なお、上記実施形態では、ステップS18’で段階的に設定する風速の値を予め定めておく場合について説明したが、これに限らず、過去の処理(例えば、前回の処理)で決定した第2の風速に基づいて、段階的に設定する風速の値を決定してもよい。 In the above embodiment, the case where the wind speed values to be set in stages in step S18' are determined in advance is described. However, this is not limited to this. The wind speed values to be set in stages may also be determined based on the second wind speed determined in a previous process (e.g., the previous process).

なお、上記第2の実施形態の処理(図17、図18の処理)を最初の株に対して実行し、2つ目以降の株については、上記第1の実施形態の処理(図12、図13の処理)を実行することとしてもよい。すなわち、最初の株の処理において特定した第2の風速を、2つ目以降の株の処理において流用してもよい。 It is also possible to perform the processing of the second embodiment (processing in Figures 17 and 18) on the first plant, and then perform the processing of the first embodiment (processing in Figures 12 and 13) on the second and subsequent plants. In other words, the second wind speed identified in processing the first plant may be used in processing the second and subsequent plants.

なお、上記第1、第2の実施形態では、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。 In the first and second embodiments, the monitoring device 10 moves on the ground, but this is not limited to this. For example, an unmanned aerial vehicle (drone or multicopter) equipped with a camera 24, blower 26, position detection device 29, and control device 30 may also be used as the monitoring device. In this case, the strength of the wind hitting the plants can be adjusted by adjusting the height of the unmanned aerial vehicle and the relative positions of the unmanned aerial vehicle and the observation target. In this case, the blower 26 may be omitted. Note that adjusting the height of the unmanned aerial vehicle and the relative positions of the unmanned aerial vehicle and the observation target changes the relative positions of the camera 24 and the observation target, which changes the shooting distance and shooting angle. However, the above processing can be performed taking into account the relative positions of the unmanned aerial vehicle and the observation target.

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。 The above-described embodiment is a preferred example of the present invention. However, it is not limited to this, and various modifications are possible within the scope of the gist of the present invention.

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
24 Camera (photography device)
26 Blower (spraying device)
30 Control device 90 Information processing device (calculation device)
100 Information Acquisition System

Claims (4)

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柄長の値を算出する算出装置と、
を備え、
前記第2の速度は、前記吹き付け装置から吹き付ける風の速度を大きくしていったときに前記所定の葉の移動量が所定以下となる速度であり、
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、
前記第1の状態と前記第2の状態それぞれにおける前記所定の葉の葉柄角度の値と、前記第1の距離と前記第2の距離の差分と、に基づいて、前記所定の葉の葉柄長の値を算出する、
ことを特徴とするイチゴの株の情報取得システム。
A blowing device that blows air onto strawberry plants from above,
a photographing device for photographing an image of the stock from above;
a control device that controls the photographing device to photograph a first image of the plant from above in a first state where no wind is blown from the blowing device to the plant or where wind is blown from the blowing device at a first speed, and that controls the photographing device to photograph a second image of the plant from above in a second state where wind is blown from the blowing device at a second speed;
a calculation device that calculates the value of the petiole length of a predetermined leaf of the strawberry plant from the image captured by the photographing device;
Equipped with
the second speed is a speed at which the movement amount of the predetermined leaf becomes equal to or less than a predetermined amount when the speed of the wind blown from the blowing device is increased,
The calculation device
determining a difference between a first distance from the center of the plant to the tip of the petiole of the specified leaf in the first image and a second distance from the center of the plant to the tip of the petiole of the specified leaf in the second image;
calculating a value of the petiole length of the specified leaf based on values of the petiole angle of the specified leaf in each of the first state and the second state and a difference between the first distance and the second distance;
A strawberry plant information acquisition system characterized by:
前記制御装置は、前記第2の速度を異ならせつつ、前記第2の画像の撮影を複数回行い、
前記算出装置は、複数の前記第2の画像に基づいて、複数の前記第2の速度及び複数の前記第2の画像の中から、前記葉柄長の値を算出する際に用いる第2の速度及び第2の画像を決定する、ことを特徴とする請求項1に記載のイチゴの株の情報取得システム。
the control device captures the second image a plurality of times while varying the second speed;
The strawberry plant information acquisition system described in claim 1, characterized in that the calculation device determines the second speed and second image to be used when calculating the petiole length value from among the multiple second speeds and multiple second images based on the multiple second images.
前記第1の状態と前記第2の状態それぞれにおける前記所定の葉の葉柄角度の値は、予め入力された値である、ことを特徴とする請求項1に記載のイチゴの株の情報取得システム。 The strawberry plant information acquisition system described in claim 1, characterized in that the values of the petiole angle of the specified leaf in each of the first and second states are pre-entered values. 前記算出装置は、
前記算出する処理において、前記所定の葉の葉柄長の値と、前記第1の状態と前記第2の状態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の差分と、前記第1の状態と前記第2の状態それぞれにおける前記所定の葉の葉柄角度の値と、に基づいて、前記所定の葉の葉面積の値を算出する、
ことを特徴とする請求項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。
The calculation device
In the calculation process, a value of the leaf area of the specified leaf is calculated based on the value of the petiole length of the specified leaf, the difference in speed of the wind blown from the blowing device to the plant in the first state and the second state, and the value of the petiole angle of the specified leaf in each of the first state and the second state.
4. The strawberry plant information acquisition system according to claim 1, wherein the strawberry plant information acquisition system is a system for acquiring information on strawberry plants.
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