具体实施方式
以下,关于本发明的栽培系统以及植物观察方法的实施方式,通过参照附图进行说明。在此,以下的实施方式仅表示本发明的栽培系统以及植物观察方法的一个例子。因此,本发明的范围参照以下实施方式,以权利要求项的记述范围为准,并不限定于以下实施方式。
(实施方式1)
图1是切取栽培系统整体的一部分之后的俯视平面图。
图2是侧面表示栽培系统的一部分的侧面图。
如该图所示,栽培系统100是使容放用于栽培植物的栽培床的多个容器200在生长区域301和观察区域302之间移动的栽培系统,具备生长光照射单元109、摄像单元142和控制单元105。在本实施方式,栽培系统100还具备生长输送机102、作业输送机103、摄像光照射单元144和棚屋101。
棚屋101是为了将生长区域301与外部环境隔离起来,使生长区域301的环境稳定化的建造物。在本实施方式,在棚屋101的内部设有主要用于使植物生长的区域的生长区域301和作为观察植物的区域的观察区域302。另外,在本实施方式,观察区域302还具备作为处理区域的功能,可对植物进行浇灌和施肥等,在观察区域302也设置有进行生长处理的处理单元104。
生长输送机102是被配置在生长区域301的输送机,是能够搭载容器200并在水平方向上输送所搭载的容器200的输送机。例如,作为生长输送机102,可以举出具备驱动源的辊轮输送机和具备驱动源的带式输送机。
另外,多台生长输送机102被配置在生长区域301,并且在与容器200的转移方向(该图中的X坐标方向),即,生长输送机102能够输送容器200的方向交叉的方向(Y坐标方向)上排列配置。
作业输送机103是与生长输送机102的端部连接的,用于搭载被配置在观察区域302的容器200的输送机,是能够输送所搭载的容器200的输送机。例如,作为作业输送机103,可例举具备驱动源的辊轮输送机和带式输送机,这一点与生长输送机102并无不同。
在本实施方式,有1台作业输送机103被配置在观察区域302,其输送方向是与生长输送机102的输送方向(X轴方向)交叉的方向(Y轴方向),该作业输送机103与多个生长输送机102的端部连接。另外,在作业输送机103上由处理单元104进行浇灌作业等,因此作业输送机103具有比生长输送机102更高的耐水性。
生长光照射单元109是对被配置在生长区域301的容器200中栽培的植物照射作为生长用光的生长光的装置。在本实施方式,生长光照射单元109作为生长光的光源具备多个LED(未图示)。另外,生长光照射单元109具备第一生长光照射单元191和第二生长光照射单元192,第一生长光照射单元191对观察区域302近旁的生长区域301进行照射,第二生长光照射单元192相比于第一生长光照射单元191而言,对离观察区域302更远处的生长区域301进行照射。在此,图2中虽然省略了图示,但在生长区域301中,在配置有第一生长光照射单元191的地方之外,配置有第二生长光照射单元192。
另外,在本实施方式,观察区域302的近旁是指从观察区域302开始可配置2个容器200的程度的区域,但并不限定于此,作为观察区域302的近旁也可以是在停止了生长光的照射的情况下生长光不混入观察区域302的区域。
第一生长光照射单元191能够与第二生长光照射单元192独立地控制生长光的照射和停止。在本实施方式,用于向第一生长光照射单元191提供电力的电力提供系统和用于向第二生长光照射单元192提供电力的电力供给系统是不同的系统,在各自的系统中独立地进行供电或者停止供电,从而能够能够独立地控制生长光的照射。
在此,生长光是指与自然光(太阳光等)不同的、能够根据植物的种类和植物的成长过程来选择光谱的人工光的总称。例如,生长光具备从自然光的光谱中去除或者降低了特定颜色成分的光谱。在本实施方式,生长光照射单元109具备能够照射红色光的LED和能够照射蓝色光的蓝色LED,并且,以能够针对一个容器200中栽培的植物均等地照射特定比例的红色光和蓝色光、分别照射到被配置在生长区域301的各容器200的光量成为均等的方式来配置LED。
摄像单元142是对被配置在观察区域302的容器200中栽培的植物进行拍摄的照相机。在本实施方式,摄像单元142是具备CCD和CMOS等区域图像感应器的照相机,被配置在能够从作业输送机103上搭载的容器200的上方观察植物的位置。
摄像光照射单元144是对被配置在观察区域302的容器200中栽培的植物照射作为摄像用光的摄像光的装置。
在本实施方式,摄像光照射单元144具备能够人工照射光谱与自然光相近的光的光源,照射光谱与生长光不同的光。
另外,摄像光照射单元144也可以是为了将自然光导入观察区域302而设置在棚屋101的开口。
图3是与机构部的一部分一同表示了控制单元的功能部的方框图。
图4是表示控制单元和机构部的连接状态的示意图。
控制单元105是在摄像单元142进行拍摄时控制生长光照射单元109,从而停止生长光的照射的计算机,其具备摄像控制部151、摄像光照射控制部152和生长光照射控制部153。
摄像控制部151例如是,根据通过通信部171接收到的摄像指示信息或者由输入部173输入的摄像指示信息,而由摄像单元142对植物进行摄像,并从摄像单元142取得像的处理部。另外,摄像控制部151将所取得的像显示在显示部172,并在存储部174存储像和拍摄日期时间、被拍摄的植物的识别信息等。
摄像光照射控制部152是对摄像光照射单元144的摄像光的照射和停止进行控制的处理部。摄像光照射控制部152例如是,根据取得的摄像指示信息,在摄像单元142开始拍摄之前,控制摄像光照射单元144照射摄像光,在取得了表示摄像单元142拍摄结束的信息之后,控制摄像光照射单元144使之停止摄像光的照射的处理部。
生长光照射控制部153是对生长光照射单元109的生长光的照射和停止进行控制的处理部。生长光照射控制部153例如是,根据取得的摄像指示信息,在摄像单元142开始拍摄之前,控制生长光照射单元109停止生长光的照射,在摄像单元142拍摄结束之后,控制生长光照射单元109使之重新开始照射生长光的处理部。
如上所述,在摄像单元142拍摄植物时,抑制生长光混入观察区域302,从而显示部172显示的植物的颜色被显示为准确的颜色。从而,观察显示部172的观察者,能够正确判断植物的生长程度和有无病变。
在本实施方式,生长光照射控制部153,在摄像单元142进行拍摄时,只对第一生长光照射单元191进行控制,来使照射到观察区域302近旁的生长区域301的生长光的照射停止。
根据以上,即使摄像单元142正在拍摄中,第二生长光照射单元192也能够继续对植物照射生长光,并能够尽量抑制摄像对植物的生长所造成的不良影响。
处理单元104是具备能够对被配置在作业输送机103上的容器200提供培养处理所需要的物质的功能的装置。在本实施方式,处理单元104具备可提供肥料提供水的浇灌系统141(参照图2)、读取容器200所持有的用于识别各个容器200的识别信息的信息取得装置143以及用于测量容器200的重量的重量计145。作为培养处理所需要的物质,除了上述的水和上述肥料之外,还可以例举农药和助长剂等。
并且,在本实施方式,栽培系统100具有搬出搬入输送机107(参照图1)。
搬出搬入输送机107是向棚屋101内部搬入容器200,并向棚屋101的外部搬出容器200的输送机,并且是一个横跨于棚屋101的内部和外部而被配置的、输送方向与作业输送机103的输送方向为相同方向的、与作业输送机103的端部连接的输送机。
通过该搬出搬入输送机107,在棚屋101之外就能够进行原本靠人手进行的搬运作业,从而能够抑制人出入棚屋101次数,可使棚屋101保持稳定的环境。
其次,说明上述栽培系统100的观察方法。
通过对栽培系统100整体进行控制的控制单元105,使生长输送机102和作业输送机103运转,将容器200依次移动到观察区域302,直到成为图5所示的状态。当与被配置在作业输送机103侧面的多台摄像单元142对应的位置上分别配置有容器200时,开始进行观察。
控制单元105,取得摄像指示信息之后,进行使生长光照射单元109(在本实施方式中是第一生长光照射单元191)熄灯的控制,并进行使摄像光照射单元144亮灯的控制。
然后,对摄像单元142进行控制使之拍摄容器200的内部,并取得各自的像。被取得的像,被显示在显示部172。此时,画面所显示的是在没有生长光混入的状态下拍摄的植物的像,因此,观察者能够正确地掌握植物的生长状态和有无病变。
观察结束后,控制处理单元104进行浇灌处理等。在此,由于能够正确地掌握植物的状态,因此,对于被判断为生长慢的植物,能够变更肥料的量和质并个别施肥,另外,对于被判断为有病变的植物,能够个别提供对应于病变的药剂等。
观察以及培养处理等结束后,将容器200放回到生长输送机102,并对其他生长输送机102上搭载的容器200进行同样的处理。
根据以上,能够对被配置在生长区域301的全容器200中栽培的植物进行观察和处理。
在此,本发明并不限定于上述实施方式。例如,通过对本说明书中记载的结构要素进行任意组合,或者,通过从构成要素中除去其若干而构成的其他实施方式也属于本愿发明的实施方式。另外,在不超出本发明的宗旨,即,权利要求项的文字记载所示意思的范围内,将本领域技术人员所想到的各种变形方式实施于上述实施方式的变形例也属于本发明。
例如,生长输送机102和作业输送机103的布局可以是如图1所示的往返型,还可以是如图6所示的循环型。
具体而言,循环型的栽培系统100所具备的作业输送机103与多个生长输送机102的两端连接。作业输送机103被配置成U字型,多个生长输送机102分别与U字型的作业输送机103连接成架桥状。从而,由生长输送机102和作业输送机103形成能够使容器200循环的路径。因此,栽培系统100具备能够使相当于生长输送机102的数量的容器200循环的循环路径。
通过采用如上所述的循环型的栽培系统100,在观察区域302至少设置1台摄像单元142,就能够对全容器200内的植物进行观察。
另外,关于容器200和栽培床并无特别限定。容器200可采用树脂和木质、金属制等任意的材质。被容放在容器200内的栽培床可以采用水栽培用的液体、土壤栽培用的土,或者土壤的代用品等任意的物质。另外,深度较浅的托盘等也属于容器200。
另外,也可以将观察区域302和用于进行生长处理的处理区域分离配置。
(实施方式2)
以下,关于本发明的栽培系统以及植物观察方法的其他实施方式,参照附图进行说明。
图7是切取栽培系统的整体的一部分之后的俯视平面图。
图8是侧面表示输送容器时的栽培系统的一部分的侧面图。
图9是侧面表示拍摄时的栽培系统的一部分的侧面图。
如这些图所示,栽培系统100是使容放用于栽培植物的栽培床的容器200在生长区域301和观察区域302之间移动的栽培系统,其具备生长光照射单元109、摄像单元142和遮光单元106。在本实施方式,栽培系统100还具备生长输送机102、作业输送机103、摄像光照射单元144和棚屋101。
棚屋101是为了将生长区域301与外部环境隔离起来,使生长区域301的环境稳定化的建造物。在本实施方式,在棚屋101的内部设有主要用于使植物生长的区域的生长区域301和作为观察植物的区域的观察区域302。另外,在本实施方式,观察区域302还具备作为处理区域的功能,可对植物进行浇灌和施肥等,在观察区域302也设置有进行生长处理的处理单元(未图示)。
生长输送机102是被配置在生长区域301的输送机,是能够搭载容器200并在水平方向上输送所搭载的容器200的输送机。例如,作为生长输送机102,可以举出具备驱动源的辊轮输送机和具备驱动源的带式输送机。
另外,多台生长输送机102被配置在生长区域301,并且在与容器200的转移方向(该图中的X坐标方向),即,生长输送机102能够输送容器200的方向交叉的方向(Y坐标方向)上排列配置。
作业输送机103是与生长输送机102的端部连接的,用于搭载被配置在观察区域302的容器200的输送机,是能够输送所搭载的容器200的输送机。例如,作为作业输送机103,可举出具备驱动源的辊轮输送机和带式输送机,这一点与生长输送机102并无不同。
在本实施方式,有1台作业输送机103被配置在观察区域302,其输送方向是与生长输送机102的输送方向(X轴方向)交叉的方向(Y轴方向),该作业输送机103与多个生长输送机102的端部连接。另外,在作业输送机103上由处理单元104进行浇灌作业等,因此作业输送机103具有比生长输送机102更高的耐水性。
生长光照射单元109是对被配置在生长区域301的容器200中栽培的植物照射作为生长用光的生长光的装置。在本实施方式,生长光照射单元109作为生长光的光源具备多个LED(未图示)。在此,图8中虽然省略了图示,生长区域301的整体配置有生长光照射单元109。
在此,生长光是指与自然光(太阳光等)不同的、能够根据植物的种类和植物的成长过程来选择光谱的人工光的总称。例如,生长光具备从自然光的光谱中去除或者降低了特定颜色成分的光谱。在本实施方式,生长光照射单元109具备能够照射红色光的LED和能够照射蓝色光的蓝色LED,并且,以能够针对一个容器200中栽培的植物均等地照射特定比例的红色光和蓝色光、分别照射到被配置在生长区域301的各容器200的光量成为均等的方式来配置LED。
摄像单元142是对被配置在观察区域302的容器200中栽培的植物进行拍摄的照相机。在本实施方式,摄像单元142是具备CCD和CMOS等区域图像感应器的照相机。
摄像光照射单元144是对被配置在观察区域302的容器200中栽培的植物照射作为摄像用光的摄像光的装置。
在本实施方式,摄像光照射单元144具备能够人工照射出光谱与自然光(太阳光)相近的光的光源,照射光谱与生长光不同的光。
另外,摄像光照射单元144也可以是为了将自然光(太阳光)导入观察区域302而设置在棚屋101的开口。
遮光单元106是在摄像单元142进行拍摄时,遮断照射在作为摄像对象的植物上的生长光的装置。在本实施方式,遮光单元106具备遮光体161、移动单元162和控制单元105。
遮光体161是遮断由生长光照射单元109照射的生长光的部件。在本实施方式,遮光体161是底部开放的矩形箱状的部件,由生长光的透射率几乎为0的部件(例如,铝制的板子)等构成。
另外,在遮光体161的顶部设有插通孔169。该插通孔169是用于在被固定设置的摄像单元142和摄像光照射单元144的周围配置遮光体161,以及使遮光体161在上下方向上移动的孔。由此,拍摄时,使插通孔169和遮光体161嵌合,从而阻止生长光进入遮光体161的内部,在使容器200移动时,可使遮光体161上升。由此,能够使容器200和摄像单元142的位置关系(高度关系)始终保持一定,从而能够稳定地进行植物生长程度的观察等。
另外,在本实施方式,在摄像单元142的侧面,安装有包含浇灌用喷嘴等的处理单元104。遮光体161,在处理单元104进行喷水等时也下降并围住处理单元104,从而起到能防止水等飞散到容器200外边的防护罩的作用。因此,遮光体161由兼备遮光性和耐水性的部件构成。
移动单元162是使遮光体161移动的装置。在本实施方式,移动单元162被安装在基础部,且具备在上下方向上被配置的支柱164和沿着支柱在上下方向上移动的输送器163。作为输送器163,可例举利用气流或者电动机等而沿着支柱移动的结构等。遮光体161被安装在输送器163上,是能够随着输送器163的移动而在上下方向上移动的结构。
图10是表示与机构部的一部分一同表示控制单元的功能部的方框图。
图11是表示控制单元和机构部的连接状态的示意图。
控制单元105是通过控制移动单元162,以使在摄像单元142进行拍摄时将遮光体161配置在遮断生长光的位置,而在容器200移动时将遮光体161配置在容器200的输送路径外的计算机,其具备摄像控制部151、摄像光照射控制部152、移动单元控制部155和输送机控制部154。
摄像控制部151例如是,根据通过通信部171接收到的摄像指示信息或者由输入部173输入的摄像指示信息,来使摄像单元142对植物进行拍摄,并从摄像单元142取得像的处理部。另外,摄像控制部151将所取得的像显示于显示部172的同时,将像的拍摄日期时间、被拍摄的植物的识别信息等存储在存储部174。
摄像光照射控制部152是对摄像光照射单元144的摄像光的照射和停止进行控制的处理部。摄像光照射控制部152例如是,根据所取得的摄像指示信息,在摄像单元142开始拍摄之前,控制摄像光照射单元144使之照射摄像光,在取得了表示摄像单元142拍摄结束的信息之后,控制摄像光照射单元144使之停止摄像光的照射的处理部。
移动单元控制部155,在摄像单元142进行拍摄时,控制移动单元162,以使输送器163下降,直到遮光体161掩盖容器200中栽培的植物的状态位置,以防止生长光照射到植物。另一方面,移动单元控制部155,在输送器163上升到了使遮光体161全被配置在容器200的输送路径外的位置时,向输送机控制部154发送表示允许生长输送机102和作业输送机103驱动的驱动许可信号。
输送机控制部154,在保持驱动许可信号的期间,控制生长输送机102和作业输送机103,以将容器200输送到规定的位置。
根据以上,在摄像单元142对植物进行拍摄时,在观察区域302抑制生长光照射到植物,从而使显示部172显示的植物的颜色被显示为准确的颜色。因此,观察显示部172的观察者,能够正确判断植物的生长程度和有无病变。
另外,在本实施方式,栽培系统100具备处理单元(未图示)和搬出搬入输送机107(参照图7)。
处理单元是具备对被配置在作业输送机103上的容器200提供培养处理所需要的物质的功能的装置。在本实施方式,处理单元具备可提供肥料提供水的浇灌系统、取得容器200所持有的用于识别各个容器200的识别信息的信息取得装置、测量容器200的重量的重量计。作为培养处理所需要的物质,除了上述水和上述肥料之外,还可以例举农药和助长剂等。
搬出搬入输送机107是向棚屋101内部搬入容器200,并向棚屋101的外部搬出容器200的输送机,并且是一个横跨于棚屋101的内部和外部而被配置的、输送方向与作业输送机103的输送方向为相同方向的、与作业输送机103的端部连接的输送机。
通过该搬出搬入输送机107,在棚屋101之外就能够进行原本靠人手进行的搬运作业,从而能够抑制人出入棚屋101次数,可使棚屋101保持稳定环境。
其次,说明上述栽培系统100的观察方法。
通过对栽培系统100整体进行控制的控制单元105,使生长输送机102和作业输送机103运转,将容器200依次移动到观察区域302,直到成为图12所示的状态。在此期间,输送器163被配置在最上部。
当容器200被配置在作业输送机103上的规定位置时,移动单元控制部155控制移动单元162,使遮光体161掩盖容器200的上部,使输送器163下降到生长光照射不到植物的位置,并将输送器163配置在最下部。
然后,通过由摄像光照射控制部152进行控制,使被安装在各遮光体161内部的摄像光照射单元144亮灯。
然后,对被安装在各遮光体161内部的摄像单元142进行控制,使之对容器200内的植物进行拍摄,并取得各自的像。所取得的像被显示在显示部172。此时,由于画面上显示在没有生长光混入的状态下拍摄的植物的像,因此观察者能够准确地把握植物的生长状态和有无病变。
观察结束后,可以控制处理单元来进行浇灌处理等。在此,由于能够准确把握植物的状态,因此,对于被判断为生长慢的植物,能够变更肥料的量和质并个别施肥,另外,对于被判断为有病变的植物,能够个别提供对应于病变的药剂等。
观察以及培养处理等结束后,使遮光单元上升,将容器200放回到生长输送机102,并对其他生长输送机102上搭载的容器200进行同样的处理。
根据以上,能够对被配置在生长区域301的全容器200中栽培的植物进行观察和处理。
在此,本发明并不限定于上述实施方式。例如,通过对本说明书中记载的结构要素进行任意组合,或者,通过从构成要素中除去其若干而构成的其他实施方式也属于本愿发明的实施方式。另外,在不超出本发明的宗旨,即,权利要求项的文字记载所示意思的范围内,将本领域技术人员所想到的各种变形方式实施于上述实施方式的变形例也属于本发明。
例如,如图13所示,遮光单元106可以是,对生长区域301和观察区域302的境界进行开闭,在闭状态下(实线所示),遮断照射到观察区域302的生长光,在开状态下(2点虚线所示),允许输送容器200的结构。
另外,生长输送机102和作业输送机103的布局可以是如图1所示的往返型,还可以是如图6所示的循环型。
具体而言,循环型的栽培系统100所具备的作业输送机103与多个生长输送机102的两端连接。作业输送机103被配置成U字型,多个生长输送机102分别与U字型的作业输送机103连接成架桥状。从而,由生长输送机102和作业输送机103形成能够使容器200循环的路径。因此,栽培系统100具备能够使相当于生长输送机102的数量的容器200循环的循环路径。
通过采用如上所述的循环型的栽培系统100,在观察区域302至少设置1台摄像单元142,就能够对全容器200内的植物进行观察。
另外,关于容器200和栽培床并无特别限定。容器200可采用树脂和木质、金属制等任意的材质。被容放在容器200内的栽培床可以采用水栽培用的液体、土壤栽培用的土,或者土壤的代用品等任意的物质。另外,深度较浅的托盘等也属于容器200。
另外,也可以将观察区域302和用于进行生长处理的处理区域分离配置。
另外,“遮光”并不只意味着完全遮断生长光的情况下,还包括能够根据由摄像单元142拍摄的图像来恰当地观察植物的范围内的生长光泄露。例如,可以在遮光体161的一部分(例如,生长区域301的相反侧的部分),设置用于目视确认做遮光体161内部的透明的窗。
另外,除了在摄像单元142的侧面设置处理单元104之外,还可以将摄像单元142和处理单元104配置在其它位置。
另外,除了固定配置摄像单元142之外,还可以在遮光体161上安装摄像单元142,在移动遮光体161的同时移动摄像单元142。
另外,如图15以及图16所示,栽培系统100的遮光单元106可以具备被固定设置在生长区域301和观察区域302之间的、墙壁型的遮光体161。在此情况下,在栽培系统100中,具备作为输送单元的功能的作业输送机103输送容器200,时得在摄像单元142进行拍摄时被配置在遮断生长光的位置。在本实施方式,输送机103具备以回避遮光体161的方式在生长区域301和观察区域302之间迂回输送容器200的路径,相对于遮光体161,在生长区域301的背面配置容器200。
另外可以采用栽培系统的植物观察方法,该栽培系统是指能够使容放用于栽培植物的栽培床的多个容器在生长区域和观察区域之间移动,并具备生长光照射单元的栽培系统,该生长光照射单元对被配置在上述生长区域的植物照射作为植物生长用光的生长光,该植物观察方法的特征在于,当用于对被配置在上述观察区域的植物进行拍摄的拍摄单元进行拍摄时,通过由控制单元对用于移动遮光体的移动单元进行控制,来遮断照射到作为拍摄对象的植物的生长光。
根据以上,在摄像单元对植物进行拍摄时,能够防止照射在生长区域的生长光照射到被配置在观察区域的植物上,从而能够拍摄到植物的准确颜色。因此,能够恰当地判断植物的生长程度和病变。
另外可以采用栽培系统的植物观察方法,该栽培系统是指能够使容放用于栽培植物的栽培床的多个容器在生长区域和观察区域之间移动,并具备生长光照射单元的栽培系统,该生长光照射单元对被配置在上述生长区域的植物照射作为植物生长用光的生长光,该植物观察方法的特征在于,当用于对被配置在上述观察区域的植物进行拍摄的拍摄单元进行拍摄时,通过对上述生长光照射单元进行控制来停止上述生长光的照射。
根据以上,在通过摄像单元拍摄植物时,能够防止照射在生长区域的生长光混入观察区域,从而能够拍摄到植物的准确的颜色。因此,能够恰当地判断植物的生长程度和病变。
另外,对用于使计算机执行上述植物观察方法中包含的各处理的程序进行实施,也属于本发明的实施。当然,对记录有该程序的记录介质进行实施,也属于本发明的实施。
本发明可利用于包括蘑菇等在内的植物的栽培。
符号说明
100 栽培系统
101 棚屋
102 生长输送机
103 作业输送机
104 处理单元
105 控制单元
106 遮光单元
107 搬出搬入输送机
109 生长光照射单元
141 浇灌系统
142 摄像单元
143 信息取得装置
144 摄像光照射单元
145 重量计
151 摄像控制部
152 摄像光照射控制部
153 生长光照射控制部
154 输送机控制部
155 移动单元控制部
161 遮光体
162 移动单元
163 输送器
164 支柱
169 插通孔
171 通信部
172 显示部
173 输入部
174 存储部
191 第一生长光照射单元
192 第二生长光照射单元
200 容器
301 生长区域
302 观察区域