(57)【要約】【課題】人手による労力を低減して効率よく植物に受粉させることができる受粉装置を提供する。【解決手段】受粉装置は、撮像された植物の画像に基づいて植物の受粉位置を検出する検出部と、検出された受粉位置に対して花粉を付着させる受粉動作をする受粉動作部と、を備える。【選択図】図９
2013150584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像された植物の画像に基づいて前記植物の受粉位置を検出する検出部と、
前記検出された受粉位置に対して花粉を付着させる受粉動作をする受粉動作部と、
を備えることを特徴とする受粉装置。
【請求項２】
前記検出部は、
予め登録されている花の特徴を示す特徴情報と前記撮像された植物の画像とに基づいて、花の中心位置、花のめしべの位置、または花の位置を前記植物の受粉位置として検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の受粉装置。
【請求項３】
前記特徴情報は、花の形に関する情報、花の大きさに関する情報、または花の色に関する情報を含む
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の受粉装置。
【請求項４】
前記植物の受粉位置に対応付けられた受粉履歴情報を記憶する記憶部から前記検出された受粉位置の受粉履歴情報を読み出し、該読み出した受粉履歴情報に基づいて、前記検出された受粉位置に対する前記受粉動作部の受粉動作を制御する制御部、
を備えることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の受粉装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記読み出した受粉履歴情報に基づいて、前記検出された受粉位置に対して前記受粉動作部に受粉動作させるか否かを制御する
ことを特徴とする請求項４に記載の受粉装置。
【請求項６】
前記検出された受粉位置に対して前記受粉動作部が受粉動作をすることに応じて、前記検出された受粉位置に対応付けて前記植物の受粉位置の受粉履歴情報として受粉済みであるか否かを示す情報を生成し、前記記憶部に記憶させる受粉履歴情報生成部、
を備えることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の受粉装置。
【請求項７】
前記受粉履歴情報生成部は、
予め測定された前記植物の３次元モデルに基づいて生成される前記検出された受粉位置に対応付けて、前記植物の受粉位置の受粉履歴情報を生成する
ことを特徴とする請求項５に記載の受粉装置。
【請求項８】
前記植物の育成状況に基づいて適切な受粉時期を推定する推定部、
を備え、
前記制御部は、
前記推定部により推定された前記適切な受粉時期に基づいて、前記受粉動作部の受粉動作を制御する
ことを特徴とする請求項４から請求項７の何れか１項に記載の受粉装置。
【請求項９】
前記受粉動作部は、
前記検出された受粉位置に対して前記花粉を噴射する噴射部と、
前記検出された受粉位置に対して花粉を塗布する塗布部と、
前記検出された受粉位置を振動させる振動部と、
のうち少なくとも１つ
を備えることを特徴とする請求項１から請求項８の何れか１項に記載の受粉装置。
【請求項１０】
前記植物を撮像する撮像部と、
前記受粉動作部を移動させるアーム部と、
を備え
前記検出部は、
前記撮像部に撮像された前記植物の画像に基づいて前記植物の受粉位置を検出し、
前記制御部は、
前記検出された受粉位置に対する前記受粉動作部の位置を、前記アーム部を介して移動させる
ことを特徴とする請求項４から請求項９の何れか１項に記載の受粉装置。
【請求項１１】
前記植物には、前記受粉位置を特定する識別情報を示す識別子が取り付けられており、
前記識別子から前記識別情報を検出する識別情報検出部、
を備え、
前記検出部は、
前記識別情報検出部により検出された前記識別情報に基づいて前記植物の受粉位置を検出する
ことを特徴とする請求項１から請求項１０の何れか１項に記載の受粉装置。
【請求項１２】
前記識別子は、ＲＦＩＤである
ことを特徴とする請求項１１に記載の受粉装置。
【請求項１３】
前記識別子は、
符号化された模様によって示されている
ことを特徴とする請求項１１に記載の受粉装置。
【請求項１４】
前記識別子は、
前記植物の枝に取り付けられており、
前記検出部は、
前記識別情報検出部により検出された前記識別情報と前記植物の枝の分岐構造とに基づいて、前記植物の受粉位置を検出する
ことを特徴とする請求項１１から請求項１３の何れか１項に記載の受粉装置。
【請求項１５】
前記識別子は、
前記植物の花に対応付けて取り付けられている
ことを特徴とする請求項１１から請求項１４の何れか１項に記載の受粉装置。
【請求項１６】
請求項１から請求項１５の何れか１項に記載の受粉装置、
を備えることを特徴とする植物栽培システム。
【請求項１７】
請求項１６に記載の植物栽培システム、
を備えることを特徴とする植物栽培プラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受粉装置、植物栽培システム、及び植物栽培プラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
植物栽培プラント（植物工場）における植物栽培システムは、栽培作業による負荷を低減し、植物の供給を安定化することができるものとして注目されている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平５−１７５０５号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】仁科  弘重、「地域拠点型”知的太陽光植物工場”の進展」、日本学術会議、公開シンポジウム「知能的太陽光植物工場」、2009年7月3日。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、植物栽培プラントにおいては、栽培環境を制御できるような閉ざされた空間の施設内で植物の栽培が行われている。この場合、自然受粉が困難であるため、人手による受粉が行われている場合がある。また、屋外の空間における植物の栽培においても、確実に受粉させるためや品種改良のために人手による受粉が行われる場合もある。
しかしながら、植物の栽培において人手により受粉させる場合、手作業により植物の一花毎のめしべに花粉を着けていく必要があるため、過大な労力と時間とを要する。更に、受粉済みであるか否かの受粉状態を後から判別することが困難であるため、一度受粉させた後に再度受粉させてしまうことにより労力と時間とのロスが生じたり、花粉の着け忘れが生じたりするという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、人手による労力を低減して効率よく植物に受粉させることができる受粉装置、植物栽培システム、及び植物栽培プラント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、本発明は、撮像された植物の画像に基づいて前記植物の受粉位置を検出する検出部と、前記検出された受粉位置に対して花粉を付着させる受粉動作をする受粉動作部と、を備えることを特徴とする受粉装置である。
【０００８】
また、本発明は、上述の受粉装置を備えることを特徴とする植物栽培システムである。
【０００９】
また、本発明は、上述の植物栽培システムを備えることを特徴とする植物栽培プラントである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、人手による労力を低減して効率よく植物に受粉させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態による植物栽培プラントの概要を示す図である。
【図２】本実施形態における移動型検出装置を示す図である。
【図３】本実施形態における植物栽培システムの構成を示す概略ブロック図である。
【図４】本実施形態における植物の収穫時期の制御を示す図である。
【図５】本実施形態において検出対象となる花と実の位置関係を示す図である。
【図６】本実施形態において検出対象となる実の成熟度の検出を説明する図である。
【図７】本実施形態において検出対象となる葉の状態を示す図である。
【図８】本実施形態における移動型受粉装置を示す図である。
【図９】本実施形態における移動型受粉装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１０】本実施形態における受粉動作の処理を示すフローチャートである。
【図１１】受粉位置を検出する例を示す図である。
【図１２】受粉位置を検出する別の例を示す図である。
【図１３】受粉位置を異なる位置から撮像して得られる複数の画像の一例を示す図である。
【図１４】エンドイフェクタ部における受粉動作の例を示す図である。
【図１５】エンドイフェクタ部における受粉動作の別の例を示す図である。
【図１６】植物にＩＣタグが取り付けられている場合の位置検出の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態による植物栽培プラント４の概要を示す図である。図１（ａ）は、その断面図を示し、図１（ｂ）は、その平面図を示す。
植物栽培プラント４は、植物栽培システム１（図３）を備え、植物の栽培を行う設備である。
図１に示すように、植物栽培プラント４は、植物栽培用の育成床６と、育成床６を外気空間７と隔てるために囲うプラント囲い８と、育成床６で植生される植物９に光を照射するランプ１０とを備えている。植物栽培プラント雰囲気調整装置２はプラント囲い８の内側空間１３の雰囲気を調整するものである。育成床６は、図示の例では土の床であるが、不図示の液肥循環装置を備える水耕栽培用の水耕床であってもよい。
【００１３】
プラント囲い８は、育成床６の周辺を外気空間７と隔てて、栽培される植物に適した雰囲気に保つためのものである。ランプ１０は、図示の例ではプラント囲い８の内部に設置されている。
【００１４】
さらに、植物栽培プラント４はプラント囲い８の内部に、所定条件に調整された空気を供給するための空調機１２を備える。通常、空調機１２は内側空間１３から吸入口１６を通じて空気を取り込んで、調整し、排出口１８から内側空間１３に戻す。
【００１５】
植物栽培プラント雰囲気調整装置２においては、ランプ１０がランプ囲い２０で囲われている。ランプ囲い２０の壁の少なくとも一部は透明である。ランプ囲い２０には、ランプ囲い２０の内側と、内側空間１３及び外気空間７とを選択的に導通する一の管路２２が接続されている。また、ランプ囲い２０には、ランプ囲い２０の内側と、内側空間１３及び外気空間７とを選択的に導通する他の管路２４が接続されている。即ち、一の管路２２は二股管２６の根元で分岐し、二股管２６の一方が内側空間１３に通じ、他方が外気空間７に通じている。他の管路２４は二股管２８の根元で分岐し、二股管２８の一方が内側空間１３に通じ、他方が外気空間７に通じている。二股管２６、２８の根元には２方切り替え弁部３０、３２がそれぞれ設けられている。
【００１６】
外気空間７の温度が内側空間１３の設定温度より高いときには、一の管路２２、他の管路２４とも、外気空間７に通ずるように２方切り替え弁部３０、３２で設定する。外気空間７の温度が内側空間１３の設定温度より低いときには、一の管路２２、他の管路２４とも、内側空間１３に通ずるように２方切り替え弁部３０、３２で設定する。
【００１７】
この選択的な設定により、外気空間７の温度が内側空間１３の設定温度より高いときには、空気が外気空間７から取り込まれ、空気が一の管路２２、ランプ囲い２０、他の管路２４をこの順に経由して矢印Ａの方向に進行して再び外気空間７に放出されるので、ランプ１０がこの空気で冷却される。また、ランプ１０の熱で暖められた空気が内側空間１３に流入することがない。従って、ランプ１０の熱による空調機１２の冷房負荷の増大を防ぎ、空調負荷が軽減される。
【００１８】
また、選択的な設定により、外気空間７の温度が内側空間１３の設定温度より低いときには、空気が内側空間１３から取り込まれ、空気が一の管路２２、ランプ囲い２０、他の管路２４をこの順に経由して矢印Ｂの方向に進行して再び内側空間１３に放出されるので、ランプ１０がこの空気で冷却されるとともにランプ１０の熱で暖められた空気が内側空間１３に還流する。従って、ランプ１０の熱により空調機１２の暖房負荷を軽減することができる。
なお、一の管路２２には、空気を矢印Ａ或いは矢印Ｂの方向に送風するためのファンのような送風手段３６が備えられている。
また、図１（ｂ）に示すように、プラント囲い８の内側空間１３は、隔壁３８によって分割され、内側空間１３−１と１３−２とに分かれている。内側空間１３−１と１３−２とのそれぞれが、異なる環境条件に設定することができる。また、隔壁３８の一部には、内側空間１３−１と１３−２とを行き来することが可能な開閉式の通路が設けられている。
植物９が栽培されている育成床６の間の通路では、移動型検出装置４０が自走して植物９の状態を検出し、また、移動型受粉装置６０（受粉装置）が自走して、植物９の受粉位置を検出し、検出した受粉位置に花粉を付着させる受粉動作をする。
【００１９】
[植物の育成状況の管理]
最初に、植物栽培プラント４において、移動型検出装置４０が移動しながら、植物の状態を検出する場合を例示する。
【００２０】
図２を参照し、植物栽培プラント４における植物の状態を検出する移動型検出装置４０を示す。
図２は、本実施形態における移動型検出装置４０を示す図である。
移動型検出装置４０は、移動型車両本体４１を台車とする。移動型車両本体４１は、移動手段とする車輪４１Ｗを備え、駆動部（不図示）から供給される動力により移動する。
移動型車両本体４１の上面には、鉛直軸を中心として回転自在に支持されるブラケット４２Ｂが設けられる。そのブラケット４２Ｂには、アーム部４２が設けられ、ブラケット４２Ｂは、アーム部４２を前後方向に転動自在に支持している。また、図２に示すように、移動型検出装置４０が、連続して接続される複数のアーム部４２（４２−１、４２−２、４２−３、４２−４）を備え、アーム部４２の移動型車両本体４１と反対側の先端には、撮像部３００が設けられている。
【００２１】
移動型検出装置４０は、アーム部４２、撮像部３００、移動型検出装置４０の制御部（不図示）を機能させ、自走可能とする電源部（不図示）を備えている。
移動型検出装置４０の制御部は、移動型車両本体４１の移動制御、アーム部４２を要求に応じて駆動して、撮像部３００の位置及び方向を定める駆動制御、撮像部３００を機能させる撮像制御、撮像した画像情報に基づいて検出処理、処理結果などを通信する通信制御などを行う。
移動型検出装置４０は、植物栽培プラント４（図１）において栽培される植物９（図１）の状態を移動しながら検出する。
また、移動型検出装置４０は、移動型車両本体４１の代わりに固定的に設けられた台座であってもよい。
【００２２】
次に、図３を参照し、植物、すなわち農作物の栽培を制御する植物栽培システムの概要について説明する。
図３は、本実施形態における植物栽培システム１の構成の一例を示す概略ブロック図である。
植物栽培システム１は、栽培する植物を収穫して出荷されるまでの工程において、育成環境などの環境条件について制御を施すことにより収穫時期を制御して、収穫予定時期の収穫量を高めることができる。
収穫予定時期の収穫量を高めるには、発芽から収穫までの各工程で、植物の成長を管理する直接的な制御と、間接的な制御とがある。
直接的な制御とは、間引き、剪定などにより植物自体を加工することなどが含まれる。
また、間接的な制御とは、各種環境条件の設定を行うことなどが含まれる。
植物栽培システム１は、植物と、その植物を栽培する環境を制御対象として、その植物の育成状況、収穫時期などを最適化して、収穫予定時期の収穫量を増加するように制御する。
【００２３】
本実施形態に示す植物栽培システム１では、植物の栽培環境を制御対象として、モデル化することにより、それぞれの栽培工程の制御を容易化する。
その制御にあたり、植物自体を直接的な方法だけで完全に制御しきれないこと、屋内環境であったとしても、バラツキがなくなるように環境の均一性を確保することが困難であることなどが、制御を困難とする要因となる。また、成長度合いが植物の個体差に依存することや、同一の個体内であっても、実の収穫時期がバラツクことにより、制御を困難とする要因となっている。
本実施形態では、その制御対象をモデル化し、制御を困難とする要因を外乱として捉え、育成状況に応じて、そのモデルを最適化することにより、収穫予定時期の収穫量を確保する制御を容易にする。
このような植物栽培システムの構成例について説明する。
【００２４】
この図３に示される植物栽培システム１は、例えば、制御対象部１００、判定部２００、撮像部３００、撮像位置移動部４００、プラント制御部５００、及び、移動型受粉装置６０（受粉装置）を備えている。
【００２５】
制御対象部１００は、管理対象である植物９と、植物９の育成環境を制御する環境駆動部１２０を備えている。
植物９は、発芽後の葉、茎、花・実、及び根の状態によって育成状況を判定できる。その育成状況は、基準時（発芽時など）からの経過時間に関係付けて判定することができる。
例えば、葉の状態による判定では、葉の枚数、１枚の葉の大きさ、生い茂った葉の投影面積、しおれ具合（角度、縦横比）などがあげられる。茎の状態による判定では、背丈、枝の張り具合、太さなどがあげられる。花・実の状態による判定では、数、密度、配置、花の開花状態、実の成熟度などがあげられる。根の状態による判定では、長さ、広がり具合などがあげられる。
【００２６】
環境駆動部１２０は、プラント制御部５００から供給される環境制御量に応じて、植物が栽培される育成環境を制御する。ここで、育成環境とは、例えば、植物９に供給される光に関する条件、空気に関する条件、水に関する条件、又は、肥料に関する条件等に基づく環境である。光に関する条件としては、植物９に供給される光の光量、又は、波長等の条件があり、空気に関する条件としては、植物９の周囲の温度、湿度、風量、及び、二酸化炭素濃度等の条件がある。また、水に関する条件としては、植物９に供給される水の水量、又は、水温等の条件があり、肥料に関する条件としては、植物９に供給される水に含まれる養分濃度等の条件がある。
環境駆動部１２０は、光制御部１２１、空調設備１２２、二酸化炭素処理部１２３及び水調整設備１２４を備えている。
【００２７】
光制御部１２１は、発光部又は遮光部を含み、植物９に与える光の光量又は波長を制御する。一般的な植物９は、適当な光の強度及び照射時間に依存する光の量により光合成が行われ、成長が促進される。また、植物９の好日性を利用して、光の照射方向を制御して、植物９の成長する方向を制御する。また、光制御部１２１は、太陽などの自然光と異なり、特定の波長を制限して与えることにより、特定の成長を促進させる。
例えば、発光波長を制限できる発光部としては、発光ダイオード、高圧ネオンランプなどがある。遮光部によって波長を制限する場合には、波長選択性のフィルターを用いる。
【００２８】
空調設備１２２は、植物９が置かれている周囲温度、湿度、及び、風量を制御する。
十分な容量の空気を、適正な周囲温度、湿度、及び、風量に制御して与えることにより、植物９の成長にダメージを与えることなく成長を促進させることができる。
二酸化炭素処理部１２３は、空調設備１２２によって管理されている空気中の二酸化炭素濃度を制御する。適正量の二酸化炭素濃度を維持することにより、光合成を促進させることができる。二酸化炭素処理部１２３は、単に二酸化炭素を発生させるのではなく、他の設備が発生した二酸化炭素を再利用してもよい。
【００２９】
水調整設備１２４は、植物９に給水する水量、水温、及び、養分濃度のうちから、少なくとも１つを制御する。特に水耕栽培である場合、水温及び養分濃度は大事な管理項目である。
このように、植物栽培システム１では、環境駆動部１２０を備えることにより、屋外環境の変化を遮蔽して、人工環境の元で栽培環境を構築する形態と、屋外環境の変化も利用しつつ、適切な環境を補助的に構築する管理支援型の栽培環境とする形態のいずれにも適用可能である。いずれの形態を採用するかは、栽培する植物の種別、栽培時期、成長過程、施設が置かれた環境などの条件により適宜選択される。
例えば、発芽から所定の期間は、人工光を用いて連続照射することにより、成長が促進される植物があることが知られている。また、照射する波長を選択することにより、成長量を制御して目的の成長を促進させることを可能とする。
また、環境駆動部１２０は、内側空間１３−１と１３−２との育成環境それぞれを、プラント制御部５００から供給されるそれぞれの内側空間に対応する環境制御量に応じて、それぞれ制御することができる。すなわち、環境駆動部１２０は、内側空間１３−１と１３−２とのそれぞれを互いに異なる育成環境に制御することができる。
【００３０】
判定部２００は、撮像部３００によって撮像された画像情報と、植物９の育成モデルとに基づいて、植物９の育成状況を判定する。
判定部２００は、検出部２１０、育成モデル部２２０、状況記憶部２３０（記憶部）、及び、育成状況判定部２４０を備えている。
検出部２１０は、撮像された植物９の画像情報から、該植物９の育成状況を検出し、該画像情報と該育成状況を状況記憶部２３０に記憶させる。
また、検出部２１０は、撮像された植物９の画像情報と、その画像を撮像した位置情報から、その画像情報に含まれる植物９の特徴点の位置又は植物９の位置を検出し、検出した位置情報と撮像した時間情報とを、状況記憶部２３０に記憶される画像情報に関連づけて記憶する。
育成モデル部２２０は、複数の育成モデルを備える。育成モデル部２２０に設定される複数の育成モデルは、例えば、基準時（発芽時など）からの経過時間と植物９の育成状況とを関連づける、経過時間による育成状況モデル２２１（第１育成モデル）、花が成実した時の実の位置を推定した、花の位置に対する実の配置モデル２２２（第２育成モデル）、及び、大きさ、形又は色を基準とするパターンを用いて、検出する対象の特徴を抽出し、収穫時期を判定する収穫時期判定モデル２２３（第３育成モデル）を含む。
【００３１】
状況記憶部２３０は、植物９の画像情報、育成状況、画像情報に含まれる植物９の特徴点の位置情報又は植物９の位置情報、及び、撮像した時間情報を関連づけて記憶する。
育成状況判定部２４０は、記憶された画像情報と育成状況との少なくとも一方を用いて、植物９の育成モデルに基づいて育成状況を判定する。
育成状況判定部２４０は、育成モデル部２２０に含まれる、経過時間による育成状況モデル２２１（第１育成モデル）、花の位置に対する実の配置モデル２２２（第２育成モデル）、及び、収穫時期判定モデル２２３（第３育成モデル）の少なくとも一つを基準として、植物９の育成状況を判定する。
【００３２】
撮像部３００は、植物９（と該植物９の周囲の状況）を撮像し、画像情報を生成する。
撮像部３００は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサなどを搭載した撮像装置、及び、撮像用の補助光の発光装置を備えている。
撮像部３００は、撮像位置移動部４００に含まれる移動型検出装置４０(図２)が備えるアーム部４２の先端部に搭載される。アーム部４２の先端部の動きに応じて、撮像位置が変更され、被写体である植物９との相対位置が変化する。また、アーム部４２の先端部に設けられた旋回台に撮像部３００が搭載され、旋回台の制御により任意の方向に旋回可能となる。これらの制御を組み合わせることにより、撮像部３００は、任意の位置、任意の方向から植物９を撮像することが可能となる。
【００３３】
撮像位置移動部４００は、指示された位置まで撮像部３００が撮像する位置を移動させて、植物９を指示された方向から撮像可能とする。
撮像位置移動部４００は、撮像する位置を移動させる移動型検出装置４０(図２)を備え、移動型検出装置４０(図２)には（多関節型の）アーム部４２（ロボットアーム）が設けられる。
そのアーム部４２の先端には、撮像部３００に被写体からの光を導く光学系が設けられており、撮像位置移動部４００は、その光学系の光軸を指示された方向に転回させる。
【００３４】
移動型受粉装置６０は、プラント制御部５００からの指令に基づいて、植物９の受粉位置に花粉を付着させる受粉動作をする。例えば、移動型受粉装置６０は、自走可能な移動手段を備えており、必要に応じて植物栽培プラント４内を移動する。
【００３５】
プラント制御部５００は、撮像位置移動部４００によって移動した位置から撮像された植物９の画像情報に基づいて、植物９の育成モデルを基準として育成状況を判定した結果に従って、植物９の育成環境を制御する。
プラント制御部５００は、育成モデル生成部５１０、環境制御部５２０、位置制御部５３０（撮像位置制御部）、生産計画設計部５４０、収穫計画設計部５５０、剪定計画設計部５７０、受粉計画設計部５８０、及び、受粉指令部５９０を備えている。
育成モデル生成部５１０は、育成モデルを画像情報に基づいて生成し、育成モデル部２２０に保持される育成モデルを更新する。
育成モデル生成部５１０は、画像情報から生成された育成状況によって第１育成モデルを決定する第１モデル生成部、画像情報から開花時の花の位置を検出し第２育成モデルを生成する第２モデル生成部、画像情報から収穫時期を判定する第３育成モデルを生成する第３モデル生成部を備えている。
【００３６】
環境制御部５２０は、判定された育成状況に応じて育成環境を制御する環境制御量を生成する。例えば、環境制御部５２０は、判定された育成状況に応じて植物９に与える光を制御する場合には、光制御部１２１によって、植物９に与える光の光量又は波長を制御する。環境制御部５２０は、判定された育成状況に応じて植物９に与える二酸化炭素濃度を制御する場合には、二酸化炭素処理部１２３によって、植物９が置かれている二酸化炭素濃度を制御する。環境制御部５２０は、判定された育成状況に応じて植物９に与える空気を制御する場合には、空調設備１２２によって、植物９に給水する周囲温度、湿度、及び、風量の少なくともいずれか１つを制御する。環境制御部５２０は、判定された育成状況に応じて植物９に与える水を制御する場合には、水調整設備１２４によって、植物９に給水する水量、水温、周囲温度、及び、養分濃度の少なくともいずれか１つを制御する。また、環境制御部５２０は、内側空間１３−１と１３−２とのそれぞれに対する環境制御量を生成する。
位置制御部５３０は、撮像位置移動部４００を制御して、植物９を撮像する位置及び方向を指示する。位置制御部５３０は、撮像部３００の位置、撮像方向を変更して目的に応じた画像情報を撮像するために撮像位置移動部４００を制御する。
【００３７】
生産計画設計部５４０は、撮像された画像情報に基づいて生産計画を設計する。
収穫計画設計部５５０は、第３育成モデルに基づいて、収穫計画を設計する。
配置計画設計部５６０は、第１育成モデルに基づいて、植物栽培プラント４において栽培される植物９の配置計画を設計する。
剪定計画設計部５７０は、第１育成モデルに基づいて、植物９を剪定する剪定計画を設計する。また、剪定計画設計部５７０は、第２育成モデルに応じて、植物９の花（実）を剪定する剪定計画を設計する。
受粉計画設計部５８０は、第１育成モデルに基づいて、植物９に受粉させる受粉計画を設計する。
【００３８】
受粉指令部５９０は、移動型受粉装置６０が備えている受粉装置制御部６００（図９を用いて後述）に対して、移動型受粉装置６０に受粉動作を実行させる対象となる植物９の位置又は植物９の花の位置（すなわち、目標位置）を制御指令値として通知する。また、受粉指令部５９０は、受粉計画設計部５８０が設計した受粉計画に基づいて、移動型受粉装置６０に受粉動作を実行させる。
【００３９】
（植物の収穫時期の制御）
次に、図４を参照し、本実施形態における植物の収穫時期の制御について説明する。
図４は、本実施形態における植物の収穫時期の制御を示す図である。
この図４に示されるグラフは、横軸を発芽からの経過日数（時間）、縦軸が植物の成長度合いを示し、いわゆる成長曲線の形状を有する。このグラフが示すように、成長度合いは経過日数に応じた関数として定義することができ、特定の環境条件下における傾向を、過去のデータに基づいて生成された育成モデルを植物９の育成状況管理の基準とする。
【００４０】
グラフＳ４ａは、植物９の育成状況管理の基準とする成長曲線を示す育成モデルである。このグラフＳ４ａに基づいて、収穫時期を設定することができる。
グラフＳ４ｂは、植物の育成状況管理を行わずに、グラフＳ４ａに示した育成モデルより遅れて成長する過程を示す。このグラフＳ４ｂに示すように育成すると収穫時期が、計画より遅れてしまうことになる。そこで、植物栽培システム１では、育成の過程で検出された育成状況の遅れを、周囲の環境を制御することにより、育成状況を促進させるように制御する。
育成状況を促進する場合には、制御対象である植物９の種別、及び、対策を実施する時期に応じて処理内容が選択される。例えば、対策の内訳として、光照射量を増加させたり、周囲温度、水温を高めたり、必要な養分量を増加させたりするなどの方法があげられる。
【００４１】
一方、育成状況を遅らせる場合にも、制御対象である植物９の種別、及び、対策を実施する時期に応じて処理内容が選択される。例えば、対策の内訳として、光照射量を減少させたり、周囲温度、水温を低下させたり、必要な養分量を減少させたりするなどの方法があげられる。
【００４２】
また、検出部２１０による育成状況の検出は、各個体の状況を検出し、それぞれ検出された結果に基づいて総合的に判定することも可能である。その総合的な判定では、それぞれ検出された検出結果を平均化したり、バラツキを検出したりするなど、各種統計処理の手法を適用できる。
例えば、全体を複数の区画に分割し、その区画に含まれる植物９から検出された結果を区画ごとにまとめて判定することも可能である。このように区画を分割することにより、配置された位置によるバラツキを検出することができる。
【００４３】
また、異なる種類の植物を区画ごとに配置して、それぞれに適した環境を設定することも可能である。
植物９の育成状況の検出には、１つの判定基準によって検出してもよく、或いは、複数の判定基準によって検出した複数の変数に基づいて判定してもよい。
【００４４】
（植物の育成状況の判定）
次に、図５から７を参照し、本実施形態における植物の育成状況の判定について説明する。
判定部２００によって行われる植物９の育成状況の判定では、検出対象に応じて複数の判定項目を選択することができる。例えば、判定部２００によって行われる植物９の育成状況の判定では、検出対象として、葉、茎、花・実、又は、根を選択することができ、選択された検出対象に応じて複数の判定項目を選択することができる。
検出部２１０は、以下に示す判定項目に応じて、選択された検出対象の状態を検出する。育成状況判定部２４０は、検出された検出対象の状態について、記憶された画像情報と育成状況との少なくとも一方を用いて、植物９の育成モデルに基づいて育成状況を判定する。また、育成状況判定部２４０は、判定の基準とする育成モデルを、育成モデル部２２０に備えられている複数の育成モデルの中から判定項目に応じて選択する。
【００４５】
判定部２００における葉の状態による判定では、葉の枚数、１枚の葉の大きさ、生い茂った葉の投影面積、しおれ具合（角度、一枚の葉の縦横比）などが判定項目としてあげられる。
葉の枚数は、予め定められた範囲内に存在する枚数、或いは、茎（特定された枝）に着いた葉の枚数を計数することにより検出される。
１枚の葉の大きさは、特定された葉の大きさ、予め定められた範囲内に存在する葉の大きさの平均、或いは、茎（特定された枝）に着いた葉の大きさの平均を算出することにより検出される。また、葉の大きさは、長手方向（縦）の長さ、長手方向と直交する方向（横）の長さ、面積とすることができる。
生い茂った葉の投影面積は、植物９の側面から鉛直面に投影された面積として検出される。
また、葉のしおれ具合によって、水分不足などのストレスを容易に検出することができる。しおれた状態では、葉先が下を向くことから、葉のしおれ具合は、水平面と葉の表面とがなす角度から検出される。或いは、葉のしおれ具合は、一枚の葉の縦横比から算出されてもよい。しおれたことにより葉の張りがなくなり、見かけ上の横幅が狭くなる。そのため、しおれ具合により、一枚の葉の縦横比が変化する。
【００４６】
判定部２００における茎の状態による判定では、茎の背丈、枝の張り具合、茎の太さなどが判定項目としてあげられる。
茎の背丈は、茎（或いは先端の葉）の先の高さから検出される。例えば、茎の背丈は、撮像部３００の高さを茎の高さと一致させることにより、撮像部３００の高さから検出できる。
枝の張り具合は、枝分かれしている分岐数、或いは、枝の長さから検出される。
茎の太さは、基準の高さの茎の太さから検出される。
【００４７】
判定部２００における花・実の状態による判定では、数、密度、配置、花の開花状態、実の成熟度などが判定項目としてあげられる。
図５は、検出対象となる花と実の位置関係を示す図である。
図５（ａ）、（ｃ）に開花期の状態を示し、図５（ｂ）、（ｄ）に成実期の状態を示す。
実の位置が花の位置に依存することから、花の数及び位置を特定することにより、実の数と位置を特定することができる。開花期に示す花ｆ１、ｆ２の位置は、成実期には実Ｆ１、Ｆ２の位置として変化する。
花（実）の数は、予め定められた範囲内に存在する数量、或いは、茎（特定された枝）に着いた花（実）の数量を計数することにより検出される。
花（実）の密度は、検出された花（実）の数量を単位容量で除算することにより算出される。或いは、花（実）の密度は、簡易的には、撮像された画像の所定の範囲に存在する花（実）の数量を計数することにより検出される。
花（実）の配置は、３次元計測の手法を用いることにより３次元座標位置として検出される。また、検出された花の位置から、成実期の実の位置を推定することができる。実の大きさ、重量を仮定して、その実がぶら下がる枝の強度と長さを演算条件とすることより、花の３次元座標位置に基づいて、実の推定位置を算出することができる。
この算出された推定位置から、隣接する実との干渉を推定することができる。つまり、実の大きさより、相対距離が近い場合には、干渉が生じると推定することができる。
花の開花状態は、花の形、花の大きさ、又は花の色等に基づいて、開花しているか否か（又は、花の開き具合）の状態として検出される。なお、花の開花状態は、植物９の１個体において開花した花の割合（例えば、蕾の数に対して開花した花の割合）としてもよい。また、花の開花状態は、植物栽培プラント４の植物９における開花した花の割合としてもよい。
【００４８】
ところで、実の成熟度は、実の色の変化に基づいて検出できる場合がある。
図６は、検出対象となる実の成熟度の検出を説明する図である。
図６（ａ）に示されるように、熟した実Ｆ３の色と熟しきらない実Ｆ４の色とが異なる場合に適用できる。熟しきらない実Ｆ４の色Ｃ１に対し、熟した実Ｆ３の色Ｃ２への色の変化を検出することにより、実の成熟度を検出できる。
図６（ｂ）に示されるように、実の一部（例えば、下側）の色Ｃ２が変色し、その変色した範囲（Ｚ２）を検出することにより実の成熟度を検出できる。
実の成熟度は、成熟度が高くなるにつれ、光の透過量が高く変化する場合がある。実に対して所定の光量の光（測定補助光）を照射して、その透過光の量を検出する。例えば、実の下部（又は側面）に接近した位置から測定補助光を照射して、撮像部３００は、透過された光を検出する。その際、撮像部３００の画角に、補助光源からの直接光が入らないように位置関係を調整する。
【００４９】
判定部２００における根の状態による判定では、長さ、広がり具合などが判定項目としてあげられる。水耕栽培であれば、根の長さを検出できる場合がある。根の長さは、株の位置からの長さとして検出される。根の広がり具合は、株の位置から広がった根の面積により検出される。根の長さも広がり具合も、いずれも水中であることから直接的には検出されにくい。しかし、例えば、補助光を照射することにより生じる根の影により、根の長さや広がり具合を間接的に検出することができる。
【００５０】
上記に示した、検出部２１０は、植物９を検出する直接的な検出方法のほかに、直接検出された結果に基づいた３次元モデルを作成することにより、直接検出できない情報を間接的に検出してもよい。
図７は、検出対象となる葉の状態を示す図である。
図７（ａ）に、４枚の葉の着いた茎を俯瞰した画像として示す。
植物９の側面から撮像した画像情報では、この図に示されるような画像情報を取得できるが、平面的な状態を検出するのは困難である。そこで、４枚の葉を３次元情報として抽出する。
図７（ｂ）に、図７（ａ）に示した４枚の葉を３次元情報とした結果に基づいて、水平面に投射した結果を示す。このような次数変換の方法を採ることにより、植物９の上部からの撮像が困難な場合でも、任意の高さの範囲に含まれる葉の平面投射図を作成することができる。破線の円は、葉の先端の近傍を通過する円を示す。
【００５１】
図７（ｃ）に、図７（ａ）に示した４枚の葉が、しおれた状態を示す。それぞれの葉の先端が地面に向かって垂れ下がった状態を示す。この状態の４枚の葉を３次元情報として抽出する。
図７（ｄ）に、図７（ｂ）と同様に図７（ｃ）に示した４枚の葉を３次元情報とした結果に基づいて、水平面に投射した結果を示す。４枚の葉がしおれた状態となったことにより、葉の先端の近傍を通過する円は、図７（ｂ）に示した葉の先端の近傍を通過する円より小さな円となる。
このように投射された葉のイメージが示す葉の先端の近傍を通過する円の直径により、葉の成長度合い、しおれ具合などの検出を行うことができる。
また、茎の先端に花が咲く「菊」のような植物の花の状態を検出することに応用できる。
【００５２】
（育成モデルの生成）
次に、プラント制御部５００において育成モデル生成部５１０が生成する育成モデルについて説明する。
前述の「（植物の育成状況の判定）」において、判定項目に応じて目的にあった検出条件による植物９の育成状況の検出について示した。ここでは、検出された育成状況を判定するための基準（判定項目）として用いる育成モデルの生成について示す。
最初に、基準時（発芽時など）からの経過時間に応じて、植物９の育成状況を判定するために、基準時（発芽時など）からの経過時間と植物９の育成状況とを関連づける経過時間による育成状況モデル（第１育成モデル）が必要とされる。
この第１育成モデルには、各種項目を選択することができる。例えば、葉の状態による判定では、葉の枚数、１枚の葉の大きさ、生い茂った葉の投影面積、しおれ具合（角度、縦横比）などがあげられる。茎の状態による判定では、背丈、枝の張り具合、太さなどがあげられる。花・実の状態による判定では、数、密度、配置、花の開花状態、実の成熟度などがあげられる。根の状態による判定では、長さ、広がり具合などがあげられる。
選択された項目において、例えば、基準時（発芽時など）からの経過時間に応じた成長曲線に基づいた数値を基準値とすることにより、モデル化することができる。
この第１育成モデルは、個体の成長の基準とするだけでなく、隣接する個体との干渉を判定する場合にも用いることができる。
【００５３】
また、花が成実した時の実の位置を推定した、花の位置に対する実の配置モデル（第２育成モデル）が必要とされる。
この第２育成モデルには、花・実の３次元座標位置に基づく３次元モデルにおける花・実の状態による判定では、判定項目として、数、密度、配置などがあげられる。
選択された項目において、花の位置に対する実の配置を推定した位置、実の大きさを基準値とすることにより、モデル化することができる。
この第２育成モデルは、個々の実の成長の基準とするだけでなく、隣接する実のそれぞれの大きさと隔離距離により、隣接する実の干渉を判定する場合にも用いることができる。
【００５４】
また、大きさ、形又は色を基準とするパターンを用いて、検出する対象の特徴を抽出して収穫時期を判定する収穫時期判定モデル（第３育成モデル）が必要となる。
【００５５】
つまり、育成モデル生成部５１０は、判定項目として選択された項目に対応する数値をモデル化することにより基準値を生成し、育成モデル部２２０の初期値とする。
育成モデル生成部５１０は、育成モデルの生成を画像情報に基づいて生成して、更新する。生成した育成モデルと、実際の状態との乖離が大きい場合には、無理な制御量を与えることとなる場合がある。その場合には、育成モデル生成部５１０は、予め定めた閾値を基準に判定して育成モデルを補正し、育成モデル部に保持された値を更新する。なお、育成モデルの更新は、段階的に定めた成長課程によって更新周期を変更してもよい。
【００５６】
判定部２００では、検出部２１０によって検出された値と、育成モデル部２２０に保持された各育成モデルの値とに基づいて育成状況判定部２４０によって判定（演算）することにより、検出された値と、育成モデル部２２０に保持された各育成モデルの値との差を算定し、育成状況を判定する。
【００５７】
なお、育成モデル生成部５１０は、育成モデルの値を、過去に検出された検出値、過去に設定されたモデルの値などを統計処理して算定しても良い。
【００５８】
（周囲環境の制御）
環境制御部５２０は、判定された育成状況に応じて育成環境を制御する環境制御量を生成する。例えば、環境制御部５２０は、判定された育成状況に応じて植物９に与える光を制御する場合には、光制御部１２１によって、植物９に与える光の光量又は波長を制御する。環境制御部５２０は、判定された育成状況に応じて植物９に与える二酸化炭素濃度を制御する場合には、二酸化炭素処理部１２３によって、植物９が置かれている二酸化炭素濃度を制御する。環境制御部５２０は、判定された育成状況に応じて植物９に与える空気を制御する場合には、空調設備１２２によって、植物９に供給する空気の温度、湿度、及び、風量の少なくともいずれか１つを制御する。環境制御部５２０は、判定された育成状況に応じて植物９に与える水を制御する場合には、水調整設備１２４によって、植物９に給水する水量、水温、及び、養分濃度の少なくとも１つを制御する。
例えば、育成状況を促進させるためには、環境制御部５２０は、光制御部１２１によって、植物９に与える光の照度を高め、照射時間を長くして、光量が増加するように制御する。また、空調設備１２２によって、植物９の周囲温度を高めることにより、育成状況を促進させることができる。このような条件の制御では、植物の種類、育成過程などによって異なり、それぞれに適する制御内容が定められる。
周囲環境の制御は、栽培時には、環境制御部５２０により比較的短い周期で繰り返し行われ、異常値の検出を早く行うことにより、植物９へのダメージを低減し、適切な環境で栽培できるようにする。
【００５９】
（撮像位置の制御）
位置制御部５３０は、撮像位置移動部４００を制御して、植物９を撮像する位置及び方向を指示する。位置制御部５３０は、撮像部３００の位置、撮像方向を変更して目的に応じた画像情報を撮像するために撮像位置移動部４００を制御する。
撮像位置移動部４００は、多間接型のアーム部４２を備える移動型検出装置４０を備えていることから、撮像部３００の位置を柔軟に設定することができる。
植物９の実が、葉や他の実の影になるような位置であっても、それらに影響されない位置に撮像部３００を容易に移動させることができる。これにより、撮影対象の植物９の実が葉や他の実の影に隠れていたとしても、それらに妨げられることなく、撮影対象の植物９の実を撮像部３００で確実に撮像することができる。
なお、撮像部３００は、アーム部４２の先端部に配置するものとしたが、アーム部４２の先端に近いアームや、同アームに設けられた雲台に設けられていても良い。また、アーム部４２の先端としたが、アーム部４２に内蔵されていても良い。
【００６０】
（生産計画の設計）
生産計画設計部５４０は、撮像された画像情報に基づいて生産計画を設計する。画像情報に基づいた生産計画を設計することにより、収穫するか否かの判定に限らず、植物栽培システム１の設備を有効に利用して、効率良く植物９を栽培することが可能となる。また、この生産計画は、目的の時期の出荷量を調整することにも利用できる。
【００６１】
（収穫計画の設計）
収穫計画設計部５５０は、第３育成モデルに基づいて、収穫計画を設計する。
第３育成モデルに基づいて設計することにより、収穫可能か否かの判定の精度を高めることができる。この判定を行うことにより、例えば、それぞれの実の収穫時期を適正化させることができ、品質を揃えることが可能となる。
収穫計画を設計するための画像情報は、各植物９に対して他の処理を行うために接近した際に、取得することもできる。或いは、過去に設計した収穫計画によって、収穫順序が策定されていれば、その収穫順に応じて検出頻度を制御することも可能である。すなわち、収穫計画により収穫時期が遅くなると判定された実に対する検出頻度を粗くして、収穫時期が近い実に対する検出頻度を高めることができるので、検出効率を高めることができる。
また、収穫時期を繰り上げ、或いは延期させる判定条件として用いることもできる。これにより、必要な出荷量に応じた量を収穫することができる。
【００６２】
（配置計画の設計）
配置計画設計部５６０は、第１育成モデルに基づいて、植物栽培プラント４において栽培される植物９の配置計画を設計する。第１育成モデルに基づいて設計することにより、成長後の植物９の個体の大きさを算定することができる。
この配置計画を策定することにより、成長過程で隣接する植物、或いは、施設との干渉を未然に防いで、効率良く植物を配置することができる。この配置計画は、いわゆる、間引きを行う場合や、互いの異なる種類の植物同士の相性が合わない場合の適切な配置等の判定基準となる。
【００６３】
（剪定計画の設計）
剪定計画設計部５７０は、第１育成モデルに基づいて、植物９を剪定する剪定計画を設計する。
これにより、隣接する植物９、或いは、自らの枝に干渉する場合を推定することができ、剪定する枝とその位置を適正に選定することができる。
また、剪定計画設計部５７０は、第２育成モデルに基づいて、植物９の花（実）を剪定する剪定計画を設計する。
これにより、植物９に成実する位置を算定することにより、自らの枝や実に干渉する場合を推定することができ、剪定する枝や実を選定し、剪定する位置を適正に選定することができる。
【００６４】
（受粉計画の設計）
受粉計画設計部５８０は、第１育成モデルに基づいて、植物９に受粉させる受粉計画を設計する。例えば、受粉計画設計部５８０は、基準時（発芽時など）からの経過時間と、検出された植物９における花の開花状態とに基づいて、植物９に受粉させる時期を算定する。これにより、受粉計画設計部５８０は、植物栽培プラント４において栽培されている植物９に受粉させる時期を育成状況に応じた受粉時期に計画することができる。
なお、受粉計画を設計するための画像情報は、各植物９に対して他の処理を行う際に接近した際に、取得することもできる。或いは、過去に設計した受粉計画によって、受粉順序が策定されていれば、その受粉順序に応じて検出頻度を制御することも可能である。すなわち、受粉計画により受粉時期が遅くなると判定された植物９に対する検出頻度を粗くして、受粉時期が近い植物９に対する検出頻度を高めることができるので、検出効率を高めることができる。
【００６５】
（植物栽培システムの制御）
本実施形態に示した植物栽培システム１では、撮像部３００は、植物１１０を撮像し、画像情報を生成する。
撮像位置移動部４００（撮像位置移動手段）は、撮像部３００が撮像する位置を移動させる（多関節型の）アーム部４２(ロボットアーム)を備えることにより、自由な位置と方向から植物９の状況を測定することができ、その測定された画像情報に基づいて、環境条件を制御することにより、収穫時期を制御することが可能となる。
【００６６】
このような、植物栽培システム１によって大規模化が容易に行えるようになることから、受粉作業を効率よく行うことが必要とされる。また、人手による受粉作業は、従来からも労力を必要とする作業であったため、効率を向上させるだけでなく省力化を図る必要がある。
【００６７】
[植物に受粉させる処理]
次に、植物栽培プラント４において、移動型受粉装置６０が移動しながら植物９に受粉させる処理について説明する。
【００６８】
図８は、移動型受粉装置６０（受粉装置）を示す図である。図８（ａ）に示すように、移動型受粉装置６０は、移動型車両本体６１を台車とする。移動型車両本体６１は、移動手段とする車輪６１Ｗを備え、駆動部（不図示）から供給される動力により移動する。
その駆動部は、移動型車両本体６１に搭載されており、移動型受粉装置６０を移動させる制御量に応じて車輪６１Ｗを駆動する。
移動型車両本体６１の上面には、鉛直軸を中心として回転自在に支持されるブラケット６２Ｂが設けられている。そのブラケット６２Ｂには、アーム部６２が設けられており、ブラケット６２Ｂは、アーム部６２を前後方向に転動自在に支持している。また、図８に示すように、移動型受粉装置６０は、連続して接続される複数のアーム部６２（６２−１、６２−２、６２−３、６２−４）を備えている。
【００６９】
また、アーム部６２の移動型車両本体６１と反対側の先端部（６２−４）には、エンドイフェクタ部６３（受粉動作部）と、撮像部６４と、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）リーダ６５とが設けられている(図８（ｂ）参照)。図８（ｂ）に示すエンドイフェクタ部６３は、植物９に対して花粉を噴射する噴射部６３Ａを備えている。噴射部６３Ａは、空気圧などにより花粉を噴射するパイプ状のノズルを有しており、例えば、予め採取された花粉が収納されている収納部（不図示）と接続されている管を介して、花粉をノズルの先端から噴射する。また、噴射部６３Ａは、アーム部６２−４に対して長手方向に突出量を変更可能である。
【００７０】
なお、エンドイフェクタ部６３は、図８（ｂ）に示す噴射部６３Ａに代えて、図８（ｃ）に示す塗布部６３Ｂ、又は、図８（ｄ）に示す振動部６３Ｃを備えている構成としてもよい。
図８（ｃ）に示す塗布部６３Ｂは、例えば、人手による人工受粉作業で用いられるのと同様な綿棒を有しており、アーム部６２−４に対して転動自在に支持されている。そして、塗布部６３Ｂは、アーム部６２−４に支持されている側を支点として揺動可能である。例えば、塗布部６３Ｂは、予め採取された花粉が収納されている収納部（不図示）から花粉を綿棒の先端部に付着させた後、先端部を植物９の受粉位置に擦りつけるように揺動することにより、その花粉を受粉位置に塗布する（付着させる）。また、塗布部６３Ｂは、アーム部６２−４に対して長手方向に突出量を変更可能である。
なお、塗布部６３Ｂは、一花の中でめしべとおしべとが近接した位置に配置されている花に受粉動作する場合、予め採取された花粉を綿棒の先端部に付着させずに、めしべとおしべとに擦りつけるように先端部を揺動することにより、そのおしべに含まれている花粉をめしべに付着させる受粉動作をしてもよい。
また、図８（ｄ）に示す振動部６３Ｃは、植物９を挟んで保持（挟持）する挟み機構を有しており、アーム部６２−４に対して転動自在に支持されている。そして、振動部６３Ｃは、アーム部６２−４に支持されている側を支点として、揺動可能である。例えば、植物９が一花の中でめしべとおしべとが近接した位置に配置されている花を有する場合、振動部６３Ｃは、植物９を挟持して揺動することにより、植物９の受粉位置を振動させて受粉させる。また、振動部６３Ｃは、アーム部６２−４に対して長手方向に突出量を変更可能である。
【００７１】
なお、エンドイフェクタ部６３を、噴射部６３Ａ、塗布部６３Ｂ、又は振動部６３Ｃのうちいずれの構成とするかは、例えば、受粉対象とする植物９の種類などによって定められる。例えば、他家受粉を主とする植物に対しては、噴射部６３Ａ又は塗布部６３Ｂを用いて、予め採取された他の花の花粉を受粉位置に付着させる受粉が望ましい。なお、品種改良などを目的として異なる品種の花粉を付着させる場合も同様に、噴射部６３Ａ又は塗布部６３Ｂを用いて、予め採取された花粉を付着させることができる。一方、自家受粉（特に、同花受粉）を主とする植物に対しては、塗布部６３Ｂ又は振動部６３Ｃを用いて、同じ一花内の花粉を受粉位置に付着させる受粉が望ましい。
【００７２】
撮像部６４は、植物９（と該植物９の周囲の状況）を撮像し、画像情報を生成する。撮像部６４は、ＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサなどを搭載した撮像装置、撮像装置に付帯する光学系、及び、撮像用の補助光の発光装置を備えている。また、撮像部６４は、エンドイフェクタ部６３の上部又は下部に設けられ、受粉対象とする植物９を撮像し、その植物９の受粉位置を検出する。なお、撮像部６４をエンドイフェクタ部６３のいずれの位置に設けるかは、エンドイフェクタ部６３の用途、受粉対象とする植物９の種類などによって定められる。
また、撮像部６４は、エンドイフェクタ部６３の動きに応じて、撮像位置が変更され、被写体である植物９との相対位置が変化する。なお、アーム部６２−４が長手方向の軸を中心に旋回可能に構成されて旋回制御されることにより、アーム部６２−４の先端に搭載されている撮像部６４が任意の方向に旋回可能としてもよい。これらの制御を組み合わせることにより、撮像部６４は、任意の位置、任意の方向から植物９を撮像することが可能となる。
【００７３】
ＲＦＩＤリーダ６５は、タグやラベル状に加工されたアンテナ付きのＩＣチップ（以下、ＩＣタグ）に登録されているＩＤ情報を、電磁誘導方式又は電波方式などによって非接触通信することにより読み取る。また、ＲＦＩＤリーダ６５は、例えば、アーム部６２−４の先端部、かつ撮像部６４による撮像処理を妨げない位置に搭載されており、植物９に取り付けられているＩＤタグからＩＤ情報を読み取る。
【００７４】
なお、図示していないが、移動型受粉装置６０は、例えば、無線通信により通信信号を送受信するための送受信部を備えている。例えば、移動型受粉装置６０は、受粉指令部５９０から無線通信により送信された指令信号を受信し、受信した指令信号に基づいて受粉処理を実行する。さらに、図示していないが、移動型受粉装置６０は、蓄電池と蓄電池からの電力を供給する電源部とを備え、移動型受粉装置６０が備えている各部への電力を供給する。
【００７５】
図９は、本実施形態における移動型受粉装置６０の構成の一例を示す概略ブロック図である。図３、図８に示した構成と同じ構成には、同じ符号を附す。
移動型受粉装置６０は、移動型受粉装置６０に備えられている各部を制御する受粉装置制御部６００を備えている。
受粉装置制御部６００は、移動制御部６１０、受粉位置制御部６２０、受粉動作制御部６３０、撮像制御部６４０、受粉位置検出部６５０（検出部）、受粉履歴情報生成部６６０、識別情報検出部６７０、及び、受粉処理制御部６８０（制御部）を備えている。
【００７６】
移動制御部６１０は、受粉処理制御部６８０からの指令情報に従って、複数の車輪６１Ｗをそれぞれ駆動して移動型受粉装置６０を目標位置に移動させる制御を行う。また、移動制御部６１０は、移動範囲の地図情報を記憶しており、受粉処理制御部６８０からの指令情報は、その地図情報に応じた座標情報（目標位置座標情報）によって指示される。また、移動制御部６１０は、慣性航法などの手段により現在位置の位置座標を検出することができ、指示された座標情報と、現在位置の位置座標との差がなくなるように、フィードバック制御を行って、目標位置に移動させる。なお、受粉処理制御部６８０からの指令情報は、現在位置を基準とした相対的な位置情報であってもよい。
【００７７】
受粉位置制御部６２０は、受粉処理制御部６８０からの指令情報に従って、アーム部６２を駆動してアーム部６２の先端部を目標位置に移動させる制御を行う。さらに、受粉位置制御部６２０は、受粉位置検出部６５０により検出された受粉位置に対するエンドイフェクタ部６３の位置を、アーム部６２を駆動して（介して）移動させる制御をする。すなわち、受粉位置制御部６２０は、受粉位置検出部６５０により検出された受粉位置にエンドイフェクタ部６３が受粉動作するための位置に、アーム部６２を駆動してエンドイフェクタ部６３を移動させる制御をする。また、受粉位置制御部６２０は、アーム部６２の状態を状態変数によって示し、状態変数を用いた多値制御を行う。受粉位置制御部６２０は、アーム部６２を移動させる範囲内に植物９が存在することを、撮像部６４によって撮像された画像情報を判定することにより検出でき、植物９への接触を防止することができる。また、受粉位置制御部６２０は、第２育成モデルによって示される植物９の空間情報に基づいて、植物９に接触するか否かを検出してもよい。
【００７８】
受粉動作制御部６３０は、受粉処理制御部６８０からの指令情報に従って、エンドイフェクタ部６３を駆動して受粉する植物９の受粉位置に対して花粉を付着させる受粉動作を制御する。ここでいう受粉動作とは、上述した噴射部６３Ａにより受粉位置に対して花粉を噴射する動作、塗布部６３Ｂにより受粉位置に対して花粉を塗布する動作、振動部６３Ｃにより受粉位置を振動させる動作、などである。また、受粉位置は、後述する受粉位置検出部６５０により検出された受粉位置である。
【００７９】
撮像制御部６４０は、受粉処理制御部６８０からの指令情報に従って、撮像部６４を制御して受粉対象の植物９（と該植物９の周囲の状況）を撮像し、画像情報を生成させる。撮像制御部６４０は、撮像部６４が備えている撮像装置、撮像装置に付帯する光学系、及び、撮像用の補助光の発光装置を制御する。
撮像制御部６４０は、アーム部６２及びエンドイフェクタ部６３の動きに応じて、撮像部６４の撮像位置が変更され、被写体である植物９との相対位置が変化する。また、撮像部６４が搭載されているアーム部６２−４が旋回可能な場合は、撮像制御部６４０は、旋回制御することにより撮像部６４を任意の方向に旋回させることができる。これらの制御を組み合わせることにより、撮像制御部６４０は、撮像部６４を制御して、任意の位置、任意の方向から植物９を撮像することが可能となる。
【００８０】
受粉位置検出部６５０は、受粉処理制御部６８０からの指令情報に従って、予め登録されている花の特徴を示す特徴情報と撮像部６４により撮像された植物９の画像とに基づいて、植物９の受粉位置（例えば、植物９の花の中心位置、花のめしべの位置、又は花の位置）を検出する。
例えば、受粉位置検出部６５０には、植物９の花の特徴を示す特徴情報として、花の形に関する情報、花の大きさに関する情報、又は花の色に関する情報などが予め登録されている。また、受粉位置検出部６５０は、撮像部６４により撮像された植物９の画像に対して画像処理を行って、植物９の受粉位置を検出するために必要とされる画像情報、すなわち、花の特徴を示す特徴情報に関する画像情報を抽出する。そして、受粉位置検出部６５０は、花の特徴を示す特徴情報と画像情報とに基づいて、パターンマッチングを用いて検出する方法や、特徴情報に基づく特徴量の評価値を算出して検出する方法などにより、植物９の花の位置、及び受粉位置を検出する。また、受粉位置検出部６５０は、検出した受粉位置を、受粉処理制御部６８０に出力する。
【００８１】
受粉履歴情報生成部６６０は、受粉処理制御部６８０からの指令情報に従って、受粉位置検出部６５０により検出された受粉位置に対して、受粉動作制御部６３０の制御によりエンドイフェクタ部６３が受粉動作をすることに応じて、受粉履歴情報を生成する。例えば、受粉履歴情報生成部６６０は、検出された受粉位置に対応付けて、植物９の受粉位置の受粉履歴情報として受粉済みであるか否かを示す情報を生成する。例えば、この受粉位置は、植物栽培システム１において予め測定された植物９の３次元モデル（検出部２１０により検出された花の３次元座標位置）に基づいて生成される位置である。なお、受粉履歴情報生成部６６０は、さらに、受粉位置に対して受粉動作をした日時に対応付けて、受粉履歴情報を生成してもよい。そして、受粉履歴情報生成部６６０は、生成した受粉履歴情報を状況記憶部２３０に記憶させる。これにより、植物９の受粉位置それぞれの受粉履歴情報を、それぞれの受粉位置に対応付けて記憶させることができる。なお、受粉履歴情報生成部６６０が生成する受粉履歴情報は、状況記憶部２３０に代えて、受粉装置制御部６００において記憶される構成としてもよい。
【００８２】
識別情報検出部６７０は、ＲＦＩＤリーダ６５を介してＩＣタグに登録されているＩＤ情報を検出する。例えば、植物９には、受粉位置を特定する識別情報を示すＩＣタグ（識別子）が取り付けられており、識別情報検出部６７０は、ＲＦＩＤリーダ６５を介してＩＣタグから識別情報を検出する。受粉位置検出部６５０は、この識別情報検出部６７０により検出された識別情報に基づいて、植物９の受粉位置を検出する処理を実行する。
例えば、ＩＣタグが植物９の枝に取り付けられており、受粉位置検出部６５０は、識別情報検出部６７０により検出された識別情報と植物９の枝の分岐構造とに基づいて、植物９の受粉位置を検出する。なお、ＩＣタグが植物９の花に対応付けて取り付けられており、識別情報検出部６７０により検出された識別情報に基づいて、植物９の受粉位置を検出してもよい。
【００８３】
受粉処理制御部６８０は、受粉指令部５９０から通知された、移動型受粉装置６０に受粉動作を実行させる対象となる植物９の位置又は植物９の花の位置（すなわち、目標位置）を制御指令値として受け付ける。
そして、受粉処理制御部６８０は、受け付けた制御指令値に従って、移動制御部６１０を制御して、車輪６１Ｗを駆動させて、移動型受粉装置６０を目標位置に移動させる。なお、受粉処理制御部６８０により移動制御部６１０を制御するための指令情報は、移動型受粉装置６０が移動する範囲の地図情報に応じた座標情報（目標位置座標情報）によって指示される。さらに、受粉処理制御部６８０は、受け付けた制御指令値に従って、受粉位置制御部６２０を制御してアーム部６２を駆動して、アーム部６２の先端部を目標位置に移動させる制御を行う。
【００８４】
また、受粉処理制御部６８０は、撮像制御部６４０を制御して、撮像部６４に受粉対象の植物９（と該植物９の周囲の状況）を撮像させて画像情報を生成させる。そして、受粉処理制御部６８０は、受粉位置検出部６５０を制御して、撮像部６４により撮像されて生成された植物９の画像情報に基づいて、植物９の受粉位置を検出させる。さらに、受粉処理制御部６８０は、受粉位置制御部６２０と受粉動作制御部６３０とを制御して、受粉位置検出部６５０により検出された受粉位置に対して花粉を付着させる受粉動作をさせる。
【００８５】
また、受粉処理制御部６８０は、受粉履歴情報生成部６６０を制御して、受粉履歴情報を生成させる。また、受粉処理制御部６８０は、状況記憶部２３０から植物９の受粉位置に対応付けられた受粉履歴情報を読み出し、該読み出した受粉履歴情報に基づいて、検出された受粉位置に対するエンドイフェクタ部６３の受粉動作を制御する。例えば、受粉処理制御部６８０は、読み出した受粉履歴情報に基づいて、検出された受粉位置に対してエンドイフェクタ部６３に受粉動作させるか否かを制御する。
なお、受粉処理制御部６８０は、植物９の育成状況に基づいて適切な受粉時期を推定する推定部６８１を備え、推定部６８１により推定された適切な受粉時期に基づいて、エンドイフェクタ部６３の受粉動作を制御してもよい。ここで、植物９の育成状況に基づく適切な受粉時期とは、例えば、植物９の種類ごとに定められている適切な受粉時期であって、植物９の花が開花してからの日数（例えば、開花の２日後から数日後の間）などにより示されている適切な受粉時期である。なお、この推定部６８１は、判定部２００又はプラント制御部５００に備えられていてもよく、推定された受粉時期が受粉処理制御部６８０に通知される構成としてもよい。
【００８６】
以上の構成により、移動型受粉装置６０は、植物栽培プラント４内において栽培されている植物９の受粉位置に対して花粉を付着させる受粉動作を自動化して行うことができる。よって、移動型受粉装置６０は、人手による労力を低減して効率よく植物９に受粉させることができる。
【００８７】
次に、図１０を参照して、移動型受粉装置６０による受粉動作について説明する。
図１０は、本実施形態における受粉動作の処理の一例を示すフローチャートである。
まず、受粉装置制御部６００の受粉処理制御部６８０は、プラント制御部５００の受粉指令部５９０から、移動型受粉装置６０に受粉動作を実行させる対象となる植物９の位置又は植物９の花の位置（すなわち、目標位置）を示す制御指令値を受け取る（ステップＳ１）。次に、受粉処理制御部６８０は、受け取った制御指令値に基づいて、移動制御部６１０に移動型受粉装置６０を目標位置に移動させる指令情報を出力する。移動制御部６１０は、受粉処理制御部６８０からの指令情報に従って、受粉動作を実行させる対象となる植物９の位置又は植物９の花の位置（すなわち、目標位置）に移動型受粉装置６０を移動させる（ステップＳ２）。
【００８８】
続いて、受粉処理制御部６８０は、目標位置に移動型受粉装置６０を移動させた後、状況記憶部２３０から読み出した受粉履歴情報に基づいて、受粉対象となる植物９の花が受粉済みであるか否かを植物９の一花毎に判定する（ステップＳ３）。ここで、受粉履歴情報とは、例えば、植物９の受粉位置に対応付けられている受粉済みであるか否かを示す情報であって、移動型受粉装置６０により受粉動作されることに応じて受粉履歴情報生成部６６０によって生成されて状況記憶部２３０に記憶されている情報である。そして、ステップＳ３において、受粉対象となる植物９の花が全て受粉済みであると判定された場合、受粉処理制御部６８０は、ステップＳ２に処理を戻し、次の受粉対象である植物９の花の位置へ移動型受粉装置６０を移動させる。
【００８９】
一方、ステップＳ３において、受粉対象となる植物９の花が受粉済みでないと判定された花がある場合、受粉処理制御部６８０は、受粉済みでないと判定された花を撮像部６４が撮像するための位置に、受粉位置制御部６２０を制御してアーム部６２の先端部を移動させる。そして、受粉位置検出部６５０は、受粉処理制御部６８０からの指令情報に従って、予め登録されている花の特徴を示す特徴情報と撮像部６４により撮像された植物９の画像とに基づいて、植物９の受粉位置を検出する（ステップＳ４）。
【００９０】
次に、受粉処理制御部６８０は、受粉動作制御部を制御して、受粉位置検出部６５０により検出された受粉位置に対して、エンドイフェクタ部６３を介して花粉を受粉させる受粉動作をさせる（ステップＳ５）。
また、受粉処理制御部６８０は、受粉履歴情報生成部６６０を制御して、ステップＳ５における受粉動作に応じて受粉履歴情報を生成させ、受粉位置に対応付けて状況記憶部２３０に記憶させる（ステップＳ６）。
【００９１】
次に、受粉処理制御部６８０は、受粉対象となる植物９が他にあるか否かを判定する（ステップＳ７）。ステップＳ７において、受粉対象となる植物９が他にあると判定された場合、受粉処理制御部６８０は、ステップＳ２に処理を戻し、移動制御部６１０に移動型受粉装置６０を次の目標位置に移動させる指令情報を出力する。
一方、ステップＳ７において、受粉対象となる植物９が他にないと判定された場合、受粉処理制御部６８０は、受粉動作を終了するための予め決められた終了処理（例えば、移動型受粉装置６０を規定の停止位置に移動させる等）を実行して、処理を終了する。
【００９２】
なお、ステップＳ３において、受粉処理制御部６８０は、受粉履歴情報に基づいて、受粉対象となる植物９の花が受粉済みであるか否かを植物９の一花毎に判定するのに加えて、適切な受粉時期であるか否かを植物９の一花毎に判定してもよい。例えば、受粉処理制御部６８０は、推定部６８１により植物９の育成状況に基づいて推定された適切な受粉時期により判定することができる。
【００９３】
以上のように、移動型受粉装置６０は、撮像した植物９の画像に基づいて植物９の受粉位置を検出し、検出した受粉位置に対して、育成状況及び受粉履歴情報に基づいて適切に受粉動作を行う。これにより、移動型受粉装置６０は、植物栽培プラント４内において栽培されている植物９の受粉位置に対して花粉を付着させる受粉動作を自動化するとともに、適切な受粉位置に対して適切な受粉時期に受粉動作をすることができる。よって、移動型受粉装置６０は、人手による労力を低減して効率よく植物９に受粉させることができる。
【００９４】
続いて、本実施形態における移動型受粉装置６０に係る各処理の詳細について説明する。
【００９５】
（受粉対象となる植物の位置の指令）
プラント制御部５００における受粉指令部５９０は、移動型受粉装置６０に受粉動作を実行させる対象となる植物９の位置又は植物９の花の位置（すなわち、目標位置）を定める。
受粉指令部５９０は、受粉装置制御部６００に対して、移動型受粉装置６０に受粉動作を実行させる対象となる植物９の位置又は植物９の花の位置（すなわち、目標位置）を制御指令値として通知する。
受粉装置制御部６００では、受粉処理制御部６８０が、その制御指令値である目標位置を受け付ける。受粉処理制御部６８０からの指令情報に従って、移動制御部６１０が車輪６１Ｗを駆動して移動型受粉装置６０を目標位置に移動させる。
受粉処理制御部６８０からの指令情報は、移動型受粉装置６０が移動する範囲の地図情報に応じた座標情報（目標位置座標情報）によって指示される。
【００９６】
（受粉対象となる植物の位置への移動）
移動制御部６１０は、受粉処理制御部６８０からの指令情報に従って、移動型受粉装置６０に受粉動作を実行させる対象となる植物９の位置又は植物９の花の位置（すなわち、目標位置）に移動型受粉装置６０を移動させる。
例えば、移動制御部６１０は、内部の記憶領域に、移動型受粉装置６０が移動する範囲の地図情報を記憶しており、受粉処理制御部６８０からの指令情報が、その地図情報に応じた座標情報により示されていることから、変換することなく制御目標とすることができる。
さらに、移動制御部６１０は、慣性航法などの手段により現在位置の位置座標を検出することができる。仮に、初期の地図情報には登録されていない、移動に障害となる情報を付加して記憶することができる。また、移動制御部６１０は、繰り返して移動する際に、移動の障害となる箇所として判定した位置の情報や、実際に通過できた経路情報などを記憶する。これにより、移動制御部６１０は、障害箇所を避けて、実際に通過できた経路が集中し、通過頻度の高いところが通りやすい場所として判定することができる。このように、記憶された情報に基づいて、通路の状態を判定しながら移動することができるので、効率よい経路を選択して移動することができる。
そして、移動制御部６１０は、指示された座標情報と、現在位置の位置座標との差がなくなるように、位置情報によるフィードバック制御を行って、移動型受粉装置６０を目標位置に到達させる。
【００９７】
また、移動制御部６１０は、受粉処理制御部６８０からの指令情報を、受粉動作を開始させる位置として、その位置を基準に、予め定められた方向に順次移動して作業を行うことも選択できる。その選択は、受粉指令部５９０からの指示に応じて選択することができる。
さらに、移動制御部６１０は、移動効率を高めるために、位置に応じた速度制御を行ってもよい。例えば、移動制御部６１０は、地図情報を参照して、目標位置まで遠い場合、直線的に移動する距離が長い場合、障害物が移動経路近傍にない場合などの状況を検出し移動速度を高める。その逆に、移動制御部６１０は、地図情報を参照して、停止位置が近い場合、方向変換を行う場所に近い場合、障害物近傍を通過する場合、悪路を通過する場合などの状況を検出し移動速度を低減させる。また、移動制御部６１０は、速度制御を行う条件として、参照した地図情報のほかに、撮像部６４が検出した画像情報や、移動型受粉装置６０に備える加速度センサなどによって検出された情報に基づいて検出した進路の状態を用いることができる。
【００９８】
（受粉対象の植物の判定）
移動型受粉装置６０は、目標位置に到達すると、続いて、その目標位置の植物９の状態を検出する。まず、移動型受粉装置６０は、受粉対象である植物９の花が、受粉させる対象として適切な時期であるか否か、受粉済みであるか否かなどを判定する。
その判定を行う植物９の花の位置（３次元座標位置）は、前述した花の位置に対する実の配置モデル２２２として登録され管理されている。
移動型受粉装置６０の受粉処理制御部６８０は、花の位置に対する実の配置モデル２２２（第２育成モデル）における花の位置の情報に基づいて、受粉対象である植物９の花の位置に従った順番に、受粉させる対象として適切な時期であるか否か、受粉済みであるか否かなどを判定することにより、受粉させる対象であるか否かを植物９の一花毎に判定する。
【００９９】
なお、受粉処理制御部６８０は、目標位置に到達した後、撮像部６４に受粉対象の植物９を撮像させて画像情報を生成し、該植物９のそれぞれの花の位置の最新情報を再度検出してもよい。そして、受粉処理制御部６８０は、検出された花の位置の最新情報に従って、順番に、受粉させる対象であるか否かを植物９の一花毎に判定してもよい。なお、この検出された花の位置の最新情報は、プラント制御部５００又は育成モデル部２２０に出力されて、花の位置に対する実の配置モデル２２２（第２育成モデル）にフィードバックされる。
【０１００】
例えば、受粉処理制御部６８０は、経過時間による育成状況モデル２２１（第１育成モデル）の情報（例えば、花の開花時期からの経過時間）に基づいて、推定部６８１が推定した適切な受粉時期であるか否かを、植物９の一花毎に判定をする。また、受粉処理制御部６８０は、状況記憶部２３０から受粉位置に対応付けられた受粉履歴情報を読み出し、該読み出した受粉履歴情報に基づいて、受粉済みであるか否かを植物９の一花毎に判定する。そして、例えば、受粉処理制御部６８０は、適切な受粉時期であり、かつ、受粉済みでないと判定した花を受粉させる対象であると判定する。一方、受粉処理制御部６８０は、適切な受粉時期でない、又は、受粉済みであると判定した花を受粉させる対象でないと判定する。
このように、受粉処理制御部６８０は、育成状況及び受粉履歴情報に基づいて、植物９の受粉位置が適切な受粉時期であるか否か、及び、受粉済みであるか否かを判定することができる。
【０１０１】
（受粉対象の植物の受粉位置の検出）
受粉処理制御部６８０は、受粉させる対象であると判定した花に対して、撮像部６４が該花を撮像するための位置に、受粉位置制御部６２０を制御してアーム部６２の先端部を移動させる。この位置は、前述したように、花の位置に対する実の配置モデル２２２（第２育成モデル）の情報に基づく花の位置、又は、移動型受粉装置６０により撮像された画像情報に基づいて検出された最新情報の花の位置である。
【０１０２】
次に、受粉処理制御部６８０は、受粉させる対象であると判定した花に花粉を付着させるための該花の受粉位置を受粉位置検出部６５０に検出させる。
受粉位置検出部６５０は、受粉処理制御部６８０からの指令情報に従って、予め登録されている花の特徴を示す特徴情報と撮像部６４により撮像された植物９の画像とに基づいて、植物９の受粉位置を検出する。例えば、受粉位置検出部６５０は、植物９の花の中心位置、花のめしべの位置、又は花の位置を受粉位置として検出する。ここで、花の特徴を示す特徴情報とは、例えば、花の形に関する情報、花の大きさに関する情報、花の色に関する情報などである。
【０１０３】
図１１は、受粉位置を検出する例を示す図である。
この図は、花の輪郭を検出してから、花の形及び花の大きさに基づいた花の中心位置を受粉位置として検出する場合の例であり、撮像部６４により撮像された花の画像（花弁に対して正面から撮像される花の画像）を示している。
図１１（ａ）に示す例では、受粉位置検出部６５０は、画像から花ｆ１０の輪郭Ｌ１０を検出し、検出した輪郭Ｌ１０に基づく花ｆ１０の形と花ｆ１０の大きさとに基づいて、花の受粉位置を検出する。例えば、受粉位置検出部６５０は、花ｆ１０の輪郭Ｌ１０に対する中心（重心）位置Ｃ１０を中心として、輪郭Ｌ１０の大きさに対して所定の割合を乗じて算出される範囲（この図では、中心位置Ｃ１０と半径ｒ１０とによる範囲）により示される領域Ｋ１０を、花の受粉位置として検出する。
ここで、花ｆ１０の形、及び、花ｆ１０の大きさに関する情報は、受粉位置検出部６５０に花の特徴情報として予め登録されている。そして、受粉位置検出部６５０は、この花の特徴情報と画像情報とに基づいて、例えば、パターンマッチングを用いて上述した花の輪郭を検出する。また、受粉位置を算出するための花の大きさに対する所定の割合も、上述の花ｆ１０の大きさに関する情報として登録されている。この所定の割合は、例えば、植物９の種類によって定められる花の大きさに対する受粉位置の大きさ（めしべの大きさ）の割合であり、検出対象の植物９の種類毎に登録されている。
【０１０４】
図１１（ｂ）に示す例は、撮像部６４により撮像された花の画像が、花弁に対して斜め上方向から撮像された画像の場合である。
植物９の種類によって、この撮像された方向からであっても受粉位置が検出可能な場合、受粉位置検出部６５０は、斜め上方向から撮像された楕円形状の花弁の輪郭Ｌ１１を検出し、この楕円形状の中心（重心）位置Ｃ１１を中心として、花ｆ１０の大きさに対して所定の割合を乗じて算出される範囲（この図では、中心位置Ｃ１０と、半径ｒ１１、ｒ１１‘とによる楕円形状の範囲）の大きさにより示される領域Ｋ１１を、花の受粉位置として検出する。
【０１０５】
図１１（ｃ）に示す例は、撮像部６４により撮像された花の画像が、花弁に対して横方向（花弁の正面方向に対して直交する方向）から撮像された画像の場合である。このように横方向から撮像された花ｆ１０の画像（或いは、裏側から撮像された花ｆ１０の画像など）では、受粉位置検出部６５０は、花弁の輪郭Ｌ１２を適切に検出することが困難であり、輪郭Ｌ１２に対する中心（重心）位置Ｃ１２、又は半径ｒ１３を算出することも困難である。よって、このような場合、受粉位置検出部６５０は、受粉位置を検出できない又は検出精度が低下することになる。そのため、撮像される花ｆ１０の方向が受粉位置を検出できる方向になるように、撮像部６４の位置を変更する必要がある。
【０１０６】
例えば、受粉位置検出部６５０は、撮像部６４により撮像された花ｆ１０の画像に基づいて、撮像された花の方向を示す情報と受粉位置を検出できないことを示す情報とを、受粉処理制御部６８０に出力する。受粉処理制御部６８０は、受粉位置検出部６５０により入力された、撮像された花ｆ１０の方向を示す情報と受粉位置を検出できないことを示す情報とに基づいて、受粉位置制御部６２０を制御してアーム部６２を駆動し、アーム部６２の先端部（撮像部６４のある位置）を、受粉位置を検出できる位置（例えば、図１１（ａ）に示すように花弁に対して正面方向となる位置）に移動させる制御をする。受粉処理制御部６８０は、撮像部６４の位置を移動させる制御が終了した後、受粉位置検出部６５０に再び受粉位置を検出させる。これにより、受粉位置検出部６５０は、図（ａ）に示す例と同様に受粉位置を検出する。
【０１０７】
このように、受粉位置検出部６５０は、撮像部６４により撮像された植物９の画像に基づいて、植物９の受粉位置を検出することができる。また、受粉処理制御部６８０は、受粉位置検出部６５０により検出された植物９の花の位置や方向を示す画像情報に基づいて、受粉位置制御部６２０を制御し、アーム部６２を介して撮像部６４の位置を移動させる。つまり、受粉処理制御部６８０は、植物９の画像に基づいて、受粉位置を検出するために適した位置から撮像部６４により植物９が撮像されるように撮像部６４の位置を移動させることができる。
【０１０８】
なお、受粉位置検出部６５０は、図１１を用いて説明したような、花の形に関する情報及び花の大きさに関する情報を花の特徴情報とする他に、花の色に関する情報も花の特徴情報として用いてもよい。
図１２は、受粉位置を検出する別の例を示す図である。
図１２（ａ）は、花の輪郭を検出してから、花の形、花の大きさ、及び花の色に基づいた花の中心位置を受粉位置として検出する場合の例であり、撮像部６４により撮像された花の画像（花弁に対して正面から撮像される花の画像）を示している。
この図に示すように、受粉位置検出部６５０は、花ｆ１０の色に関する情報として、例えば、花弁の色に対してめしべ周辺の色が異なることを利用する。例えば、受粉位置検出部６５０は、花ｆ１０の輪郭Ｌ１３を検出し、検出した輪郭Ｌ１３の範囲の中おける中心（重心）位置Ｃ１３とめしべ周辺の色が異なる領域とに基づく範囲（この図では、中心位置Ｃ１３と半径ｒ１３とによる範囲）により示される領域Ｋ１３を、受粉位置として検出することができる。
【０１０９】
なお、色の情報として、可視光線の反射による情報に代えて、近紫外線の反射による情報を用いてもよい。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）が一般的な色の情報（可視光線の反射による情報）を用いる例を示しているに対して、近紫外線の反射による情報を用いる例を示している。例えば、ミツバチなどのような花の受粉を媒介する昆虫は、近紫外線を感知することができる。この図に示すように、たいていの花は、近紫外線の反射率が花の位置によって異なり、花粉や蜜のある花の中心側が吸収部、その周りの外側が反射部となっている。よって、受粉位置検出部６５０は、近紫外線の反射による色の情報を用いる場合、花弁の外側に比較して中心側が暗くなる（紫外線の吸収が大きい）ことを利用して、受粉位置を検出することができる。すなわち、受粉位置検出部６５０は、近紫外線の反射による画像情報に基づいて、花ｆ１０の輪郭Ｌ１４を検出し、検出した輪郭Ｌ１３の範囲の中おける中心（重心）位置Ｃ１４と花弁の中心側の暗い領域とに基づく範囲（この図では、中心位置Ｃ１４と半径ｒ１４とによる範囲）により示される領域Ｋ１４を、受粉位置として検出することができる。  なお、撮像部６４は、例えば、紫外線透過フィルターと可視光線遮断フィルターとを組み合わせ、これらのフィルターを介して撮像する構成とすることにより、近紫外線による画像を撮像することができる。
【０１１０】
また、受粉位置検出部６５０は、植物９の花の中心位置に代えて、花のめしべの位置、又は花の位置を受粉位置として検出してもよい。
例えば、受粉位置検出部６５０は、花の形、花の大きさ、又は花の色に関する情報として、めしべの形、めしべの大きさ、又はめしべの色に関する情報を登録しておき、パターンマッチングなどを用いてめしべの位置を受粉位置として検出してもよい。めしべの位置を検出することにより、より特定された位置に花粉を付着させる受粉動作が可能となる。
また、例えば、花の大きさが比較的小さい場合などは、検出された花の位置全体（花弁の輪郭により示される領域の内側全体）に受粉動作（例えば、噴射部６３Ａにより花粉を噴射する動作）をした方が、更に詳細に受粉位置を検出して受粉動作をするよりも効率がよい場合がある。このような場合、受粉位置検出部６５０は、花の形、花の大きさ、又は花の色に関する情報に基づいて検出した花弁の輪郭により示される領域の内側全体（すなわち、花の位置）を、受粉位置として検出してもよい。
このように、受粉位置検出部６５０は、撮像された植物９の画像に基づいて、花の中心位置、花のめしべの位置、又は花の位置を受粉位置として検出することができる。
【０１１１】
（受粉位置への受粉動作）
続いて、移動型受粉装置６０は、上述の受粉位置の検出処理により検出された受粉位置に対して、花粉を受粉させる受粉動作をする。
まず、受粉処理制御部６８０は、検出された受粉位置に対して受粉動作するための位置にエンドイフェクタ部６３を移動させる。具体的には、受粉処理制御部６８０は、受粉位置制御部６２０を制御してアーム部６２を介してエンドイフェクタ部６３を移動させる。また、受粉処理制御部６８０は、検出された受粉位置とエンドイフェクタ部６３の位置との距離を、受粉動作の方法（例えば、噴射、塗布、又は振動）に従って適した距離に精度よく合わせることができれば、植物９に花粉を付着させる受粉動作の処理の効率を高め、かつ受粉や受精が成功する確立を高めることができる。
【０１１２】
検出された受粉位置に対して受粉動作する位置にエンドイフェクタ部６３を移動させる際、受粉位置検出部６５０は、受粉位置とエンドイフェクタ部６３の位置との間の距離を、例えば、以下に示す第１の方法、又は第２の方法により検出することができる。
受粉位置検出部６５０が行う距離検出の第１の方法は、植物９の受粉位置を異なる位置から撮像して得られた複数の画像情報に基づいて、受粉位置までの距離を算定する方法である。例えば、左右の目で見たときに生じる像の違いに基づいた処理である。
図１３は、受粉位置を異なる位置から撮像して得られる複数の画像の一例を示す図である。
図１３（ａ）は、左目に対応する位置から受粉位置を撮像した画像であり、図１３（ｂ）、は、右目に対応する位置から受粉位置を撮像した画像である。この図において、符号Ｋ１５は花ｆ１０の検出された受粉位置の領域、符号６３Ａはエンドイフェクタ部６３の噴射部６３Ａを示している。
この方法は、１つの撮像部６４の位置を左右に動かし、それぞれの位置から得られた２つの画像情報に基づいて、２次元の画像として撮像された受粉位置の領域Ｋ１５をそれぞれ抽出する。そして、３次元空間における２つの撮像位置と、抽出された受粉位置の領域Ｋ１５との関係から、対象とする受粉位置までの距離を検出する。
或いは、１つの撮像部６４の位置を左右に動かさずに、互いに異なる位置に光軸が配置される光学系を介して得られた被写体像を撮像部６４によって撮像してもよい。また、２つの撮像部６４を互いに異なる位置に配置してもよい。
【０１１３】
受粉位置検出部６５０が行う距離検出の第２の方法は、撮像部６４における光学系の合焦位置に応じて変化する画像の先鋭度に基づいて植物９までの距離を算定する方法である。受粉位置検出部６５０は、いわゆるカメラのオートフォーカス技術を利用して被写体までの距離を計測する。
撮像部６４は、撮像部６４から被写体までの距離と、光学系の合焦位置が等しい場合（被写界深度の範囲内にある場合）に、その被写体にピントが合い、コントラストの高い像を得る（画像の先鋭度が高まる）。受粉位置検出部６５０は、撮像制御部６４０による光学系の合焦位置の情報を検出することにより、受粉位置（被写体）までの距離を計測する。なお、撮像部６４は、アーム部６２−４の先端部に設けられている場合、受粉位置に接近した状態であり、被写体までの距離が近い。このような近距離の撮影では、被写界深度が浅くなるため、光学系の合焦位置を用いた検出が容易となる。
これにより、受粉処理制御部６８０は、検出された受粉位置に対して受粉動作する位置にエンドイフェクタ部６３を移動させる際、検出された受粉位置とエンドイフェクタ部６３の位置との間の距離を受粉動作に適した位置に精度よく合わせることができる。
【０１１４】
続いて、受粉処理制御部６８０は、検出された受粉位置に対して受粉動作するための位置にエンドイフェクタ部６３を移動させた後、受粉動作制御部６３０を制御して、エンドイフェクタ部６３に受粉動作をさせる。図１４は、エンドイフェクタ部６３における受粉動作の例を示す図である。
図１４（ａ）は、エンドイフェクタ部６３が噴射部６３Ａを備えている場合の受粉動作の例を示している。この図に示すように受粉処理制御部６８０は、受粉位置検出部６５０により検出された花ｆ１０の受粉位置に対して花粉を噴射するための適した位置に、受粉位置制御部６２０を制御して噴射部６３Ａを移動させる。そして、受粉処理制御部６８０は、受粉動作制御部６３０を制御して噴射部６３Ａから受粉位置に対して花粉を噴射させる。
【０１１５】
図１４（ｂ）は、エンドイフェクタ部６３が塗布部６３Ｂを備えている場合の受粉動作の例を示している。この図に示すように受粉処理制御部６８０は、受粉位置検出部６５０により検出された花ｆ１０の受粉位置に対して花粉を塗布するための適した位置に、受粉位置制御部６２０を制御して塗布部６３Ｂを移動させる。そして、受粉処理制御部６８０は、受粉動作制御部６３０を制御して塗布部６３Ｂの綿棒形状の先端部に付着させた花粉を受粉位置に対して塗布させる。
【０１１６】
図１４（ｃ）は、エンドイフェクタ部６３が振動部６３Ｃを備えている場合の受粉動作の例を示している。この図に示すように受粉処理制御部６８０は、受粉位置検出部６５０により検出された花ｆ１０近傍の花軸（茎）の位置に、受粉位置制御部６２０を制御して振動部６３Ｃを移動させる。そして、受粉処理制御部６８０は、受粉動作制御部６３０を制御して振動部６３Ｃに花ｆ１０近傍の花軸（茎）を挟持させて揺動させることにより受粉位置を振動させる。
【０１１７】
図１５は、エンドイフェクタ部６３における受粉動作の別の例を示す図である。
植物の花の構造の中には、マメ科の植物やトマト等のようにめしべが花の中に隠れているものがある。以下に、図１５を参照して花のめしべが隠れている構造の植物に対する受粉動作の例を説明する。
図１５（ａ）は、マメ科の植物の花のように、めしべ（ｐｉ）とおしべ（ｓｔ）とが花弁の中に隠れている花ｆ２０に受粉動作する場合の例を示している。このような花は、例えば、マルハナバチが花の中に入り込むことにより受粉がされる虫媒花である。このような場合、移動型受粉装置６０は、エンドイフェクタ部６３が備えている噴射部６３Ａ又は塗布部６３Ｂの先端部を花の中に挿入して、花弁の中に隠れているめしべ（ｐｉ）に花粉を付着させることができる。図１５（ａ）は、噴射部６３Ａの先端部が挿入されている例を示している。
【０１１８】
図１５（ｂ）は、トマトの花のように、おしべ（ｓｔ）がめしべ（ｐｉ）の外側を取り囲んで筒状に並んでおり、めしべ（ｐｉ）が隠れている花ｆ３０に受粉動作する場合の例を示している。このような花は、例えば、振動により外側を取り囲んでいるおしべ（ｓｔ）から花粉が放出されてめしべ（ｐｉ）に受粉がされる風媒花である。このような場合、移動型受粉装置６０は、エンドイフェクタ部６３が備えている振動部６３Ｃにより花を振動させることによりめしべ（ｐｉ）に花粉を付着させることができる。なお、移動型受粉装置６０は、エンドイフェクタ部６３が備えている塗布部６３Ｂを用いて、筒状に並んでいるおしべ（ｓｔ）に塗布部６３Ｂを断続的に押しあてて振動を与える受粉動作をしてもよい。
このように、移動型受粉装置６０は、植物９の花の種類に応じた適切な受粉動作を、検出した受粉位置に対して無人化された処理により行うことができる。
【０１１９】
（受粉履歴情報の生成）
受粉処理制御部６８０は、上述の受粉動作処理を実行した後に、受粉履歴情報生成部６６０に受粉履歴情報を生成させる。例えば、受粉処理制御部６８０は、受粉位置検出部６５０により検出された受粉位置にエンドイフェクタ部６３を介して受粉動作をさせることに応じて、該受粉位置に対応付けて、植物９の受粉位置の受粉履歴情報として受粉済みであることを示す情報を生成させる。すなわち、受粉履歴情報生成部６６０は、受粉処理制御部６８０からの指令情報に従って、検出された受粉位置に対応付けて、植物９の受粉位置の受粉履歴情報として受粉済みであるか否かを示す情報を生成する。なお、この受粉位置は、植物栽培システム１において予め測定された植物９の３次元モデル（検出部２１０により検出された花の３次元座標位置）に基づいて生成される位置である。そして、受粉履歴情報生成部６６０は、生成した受粉履歴情報を状況記憶部２３０に記憶させる。
【０１２０】
また、受粉履歴情報生成部６６０は、受粉履歴情報を生成する際に、さらに、受粉位置に対して受粉動作をした日時を該受粉履歴情報に対応付けて生成する。この場合、受粉処理制御部６８０は、受粉済みであるか否かの情報に加えて、受粉済みの受粉位置に対しての受粉日時の情報も得ることができる。これにより、受粉処理制御部６８０は、例えば、受粉済みとされている受粉位置が所定の時間経過後に受精に至っていない場合（例えば、受粉させた日時に対して所定時間経過後においても、受精により落ちるはずの花弁が残っている場合など）、該受粉位置の花を撮像した画像に基づいて受精に至っていないことを判定することも可能である。この場合、受粉処理制御部６８０は、受精に至っていないことを判定した結果に基づいて、受精に至っていない受粉位置に対して、再度、受粉動作制御部６３０を制御して受粉動作をさせることができる。
このように、移動型受粉装置６０は、受粉位置に対して受粉動作をすることに応じて、受粉履歴情報生成部６６０により、該受粉位置の受粉履歴情報を生成することができる。
【０１２１】
（識別情報を用いた受粉位置の特定）
次に、識別子による識別情報を用いて、受粉位置を特定して検出する処理について説明する。
上述の実施形態においては、植物栽培プラント４内で栽培されている植物９の位置、花の位置、受粉位置などは、撮像された画像情報に基づいて３次元座標位置として生成される。そして、生成された３次元座標位置に基づいて、移動型受粉装置６０は、受粉位置への制御を実行する。それに対して、位置を検出する別の方法の一例として、受粉位置を特定する識別情報を示すＩＣタグ（識別子）が植物９に取り付けられていて、移動型受粉装置６０が、この識別情報に基づいて、植物９の位置、花の位置、受粉位置などを検出して受粉位置への制御を実行する方法もある。なお、このＩＣタグによる識別情報は、上述の画像情報に基づいて生成された３次元座標位置における概略の位置（領域）判定や位置の検出精度向上のための補助情報としても有効である。
【０１２２】
例えば、移動型受粉装置６０の識別情報検出部６７０は、アーム部６２−４の先端部に備えられているＲＦＩＤリーダ６５を介して、植物９に取り付けられているＩＣタグに登録されているＩＤ情報を検出する。このＩＤ情報は、植物９の位置、花の位置、受粉位置などそれぞれの位置座標と対応付けられて状況記憶部２３０に記憶されている。なお、移動型受粉装置６０が記憶部を有していてもよく、該記憶部に、上述のＩＤ情報がそれぞれの位置座標と対応付けられて記憶される構成としてもよい。そして、受粉位置検出部６５０は、識別情報検出部６７０により検出されたＩＤ情報に対応付けられている位置座標を、受粉位置を特定する識別情報として状況記憶部２３０から読み出し、この読み出した位置座標に基づいて植物９の受粉位置を検出する。
【０１２３】
また、受粉履歴情報生成部６６０は、この検出されたＩＣタグに登録されているＩＤ情報に対応づけて、受粉履歴情報を生成してもよい。この場合、例えば、受粉処理制御部６８０は、受粉履歴情報に基づいて、ＩＤ情報対応付けられている受粉位置毎に受粉済みであるか否かを判定する。
【０１２４】
なお、このＩＣタグは、作業者によって植物９に取り付けられてもよいし、人手によらない取り付けロボット等によって植物９に取り付けられてもよい。
【０１２５】
次に、図１６を参照して植物９に取り付けられているＩＣタグに基づく位置検出についての例を説明する。
図１６は、植物９にＩＣタグが取り付けられている場合の位置検出の例を説明する図である。
【０１２６】
図１６（ａ）、（ｂ）は、植物９の枝（茎）にＩＣタグが取り付けられている場合の位置検出の例を示している。一般的な植物は、成長の伸張過程において茎の先端が分裂して枝分かれした枝（茎）を生じ、それらの枝（茎）による分岐構造を有している。図１６（ａ）に示す植物９は、大本の幹（茎）Ｂ０から成長に従って分岐点Ｎ１〜Ｎ３においてそれぞれ枝分かれした枝（茎）Ｂ１〜Ｂ３を有している。また、幹（茎）Ｂ０及び枝（茎）Ｂ１〜Ｂ３のそれぞれには、花軸を介して花が着いている。幹（茎）Ｂ０には花ｆ１５（１）が、枝（茎）Ｂ１には花ｆ１５（２）及び花ｆ１５（３）が、枝（茎）Ｂ２には花ｆ１５（４）及び花ｆ１５（５）が、枝（茎）Ｂ３には花ｆ１５（６）が、それぞれ着いている。
【０１２７】
また、ＩＣタグＴａｇ０〜Ｔａｇ３は、幹（茎）Ｂ０及び枝（茎）Ｂ１〜Ｂ３のそれぞれに対応して植物９に取り付けられている。ＩＣタグＴａｇ１は、幹（茎）Ｂ０の根元近傍の位置に取り付けられており、幹（茎）Ｂ０に対応している。ＩＣタグＴａｇ２〜Ｔａｇ４は、分岐点Ｎ１〜Ｎ３の近傍の位置に取り付けられており、ＩＣタグＴａｇ２が枝（茎）Ｂ１に、ＩＣタグＴａｇ２が枝（茎）Ｂ２に、ＩＣタグＴａｇ３が枝（茎）Ｂ３に、それぞれ対応している。
【０１２８】
図１６（ｂ）は、ＩＣタグＴａｇ０〜Ｔａｇ３がそれぞれ対応している幹（茎）Ｂ０及び枝（茎）Ｂ１〜Ｂ３を、破線の矢印ｂ０〜ｂ３で示している。例えば、ＩＣタグＴａｇ０〜Ｔａｇ３には、それぞれ破線の矢印ｂ０〜ｂ３で示している区間の幹（茎）又は枝（茎）に着いている花の位置、又は受粉位置を特定する識別情報としてＩＤ情報が登録されている。そして、このＩＤ情報は、植物９の枝（茎）の分岐構造と対応づけられて状況記憶部２３０に記憶されている。
また、植物９の枝（茎）の分岐構造は、例えば、撮像された植物９の画像から画像処理により検出される。そして、植物９の枝（茎）の分岐構造は、検出された枝が３次元計測の手法を用いることにより３次元位置座標として検出され、３次元モデル化されて状況記憶部２３０に記憶される。
これにより、移動型受粉装置６０は、識別情報検出部６７０により検出されたＩＤ情報（識別情報）と植物９の枝（茎）の分岐構造とに基づいて、植物９のそれぞれの枝（茎）毎に受粉位置を検出することができる。
【０１２９】
例えば、図１６（ａ）、（ｂ）に示す植物９において、移動型受粉装置６０は、ＩＣタグから検出されたＩＤ情報と枝（茎）の分岐構造とに基づいて、幹（茎）Ｂ０及び枝（茎）Ｂ１〜Ｂ３毎に対応している領域を受粉位置として検出する。一例としては、移動型受粉装置６０は、ＩＣタグＴａｇ１のＩＤ情報により、枝（茎）Ｂ１に対応している領域、すなわち、枝（茎）Ｂ１に着いている花ｆ１５（２）、ｆ１５（３）を受粉位置として検出する。同様に、移動型受粉装置６０は、ＩＣタグＴａｇ２のＩＤ情報により、枝（茎）Ｂ２に対応している領域、すなわち、枝（茎）Ｂ２に着いている花ｆ１５（４）、ｆ１５（５）を受粉位置として検出する。また、同様に、ＩＣタグＴａｇ０のＩＤ情報により花ｆ１５（１）を、ＩＣタグＴａｇ３のＩＤ情報により花ｆ１５（６）を、それぞれ受粉位置として検出する。
【０１３０】
なお、移動型受粉装置６０は、ＩＣタグから検出されたＩＤ情報と枝の分岐構造とに基づいて、それぞれのＩＤ情報に対応する枝（茎）に着いている花の位置毎に受粉位置を検出してもよい。例えば、移動型受粉装置６０は、ＩＣタグＴａｇ１のＩＤ情報により、枝（茎）Ｂ１に着いている花ｆ１５（２）の位置及び花ｆ１５（３）の位置毎に受粉位置を検出してもよい。
【０１３１】
また、それぞれのＩＤ情報に対応する枝（茎）に着いている花の位置、又は受粉位置を、それぞれ対応するＩＣタグの位置、又は、植物９の大本の幹（茎）に対応するＩＣタグの位置を基準とした位置座標として検出してもよい。例えば、移動型受粉装置６０は、花ｆ１５（２）の位置及び花ｆ１５（３）のそれぞれの位置をＩＣタグＴａｇ１の位置を基準とした位置座標として検出してもよいし、ＩＣタグＴａｇ０の位置を基準とした位置座標として検出してもよい。
【０１３２】
また、移動型受粉装置６０は、植物９の大本の幹（茎）に対応するＩＣタグＴａｇ０のＩＤ情報に、その植物９に着いている花の位置、又は受粉位置の全てを対応させてもよい。例えば、移動型受粉装置６０は、植物９の大本の幹（茎）に対応するＩＣタグＴａｇ０のＩＤ情報に対応付けて、その植物９の全ての受粉位置における受粉履歴情報を生成してもよい。すなわち、移動型受粉装置６０は、例えば、植物９の苗毎に受粉済みであるか否かの情報を生成してもよい。
【０１３３】
また、受粉位置を特定する識別情報を示すＩＣタグ（識別子）は、植物９の一花毎に取り付けられていてもよい。
図１６（ｃ）、（ｄ）は、植物９の一花毎にＩＣタグが取り付けられている場合の位置検出の例を示している。図１６（ｃ）に示すように、花ｆ１５（１）〜ｆ１５（６）にそれぞれＩＣタグＴａｇ１１〜Ｔａｇ１６が取り付けられている。この場合、図１６（ｂ）に示すように、花ｆ１５（１）〜ｆ１５（６）の位置は、それぞれに取り付けられているＩＣタグＴａｇ１１〜Ｔａｇ１６のＩＤ情報と対応付けられている。これにより、移動型受粉装置６０は、識別情報検出部６７０により検出されたＩＤ情報（識別情報）に基づいて、植物９のそれぞれの花毎に受粉位置を検出することができる。
なお、上述の受粉位置を特定する識別情報を示すＩＣタグ（識別子）は、受粉済みの受粉位置のみに取り付けてもよい。これにより、該受粉位置が受粉済みであることを検出することができる。
【０１３４】
このように、移動型受粉装置６０は、植物９の分岐された枝（茎）毎に取り付けられているＩＣタグによる識別情報を用いることにより、植物９の受粉位置（位置座標）を、分岐された枝（茎）毎に概略判定することで作業効率を上げることができる。また、例えば、育成環境において受粉位置が内的又は外的な要因で動いた場合であっても、移動型受粉装置６０は、植物９の分岐された枝（茎）毎や一花毎に取り付けられているＩＣタグによる識別情報を用いることにより、植物９の受粉位置（位置座標）を精度よく検出することができる。
【０１３５】
なお、上述の識別子としてＩＣタグを用いた識別方法は、他の識別子を用いた識別方法としてもよく、例えば、１次元バーコードやマトリックス型２次元コードなどのような符号化された模様によって示されている識別子を用いた識別方法としてもよい。これらの符号化された模様からＩＤ情報を検出する場合、識別情報検出部６７０は、それぞれの識別子に対応した読み取り装置を介して検出する構成としてもよいし、又は、撮像部６４を介して撮像された画像に基づいて検出する構成としてもよい。
また、識別子には、例えば、受粉履歴情報や育成状況に関する情報などのＩＤ情報以外の情報が登録されていてもよい。
【０１３６】
また、上述の識別子を用いた識別方法は、受粉位置を検出するために用いられる他に、実の位置を検出するために用いられてもよい。実の位置の検出に用いられることにより、識別子による識別情報と植物９の枝（茎）の分岐構造とに基づいて、上述の受粉位置と同様に実の位置（位置座標）を検出することができる。
【０１３７】
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
例えば、植物９に対する受粉作業は、移動型受粉装置６０のみで行われる場合に限られるものではなく、この移動型受粉装置６０による受粉動作処理と、作業者の人手による受粉作業と、の両方で行われる作業であってもよい。その場合、受粉履歴情報は、移動型受粉装置６０の受粉動作に応じて生成される以外に、作業者による受粉作業に応じて、その受粉作業中の作業者の動きを画像から検出して生成されてもよいし、また、作業者により入力装置（不図示）から受粉履歴に関する情報が入力されて生成されてもよい。
【０１３８】
また、移動型検出装置４０と移動型受粉装置６０は、それぞれ複数台を稼動させ、それぞれ独立した処理を行うことができる。
【０１３９】
また、図３に示した構成において、プラント制御部５００は、独立して設ける必要ななく、複数の植物栽培システム、複数の移動型受粉装置６０を制御する形態としてもよい。
【０１４０】
また、本実施形態の植物栽培プラント４は、陸上の施設であることを制限するものではない。例えば、植物栽培プラント４は、水上を航行する移動手段を備えることにより、海上を移動することも可能となる。植物栽培プラント４は、四季の気温変動に応じて、適正な緯度に移動することにより、気候による温度と、植物栽培プラントの温度差を少なくすることができ、空調設備や、水温制御設備による損失を低減させることが可能となる。その移動は、例えば、四季に応じて設定して４回程度とすることとしてもよい。
【０１４１】
また、例えば、植物栽培プラント４は、地中、水中に構築することにより、温度の変化の少ない環境を構築することが可能となる。
【０１４２】
なお、本実施形態の植物栽培プラント４は、一つのプラント内に複数の種類の植物９を一緒に栽培することができる。
植物栽培プラント４の内部の空間を分割する隔壁を設けて、隔てられた空間単位で栽培する植物９の種類を設定することにより実現できる。また、その隔壁の位置を移動可能な構造とすることにより、分割する空間の広さ（容量）を変更することができる。このような隔壁を設けたことにより、栽培する植物の量に応じて空間を分割することができる。
例えば、収穫が終わった空間を利用して、次の栽培の準備を開始することができる。
また、同じ種類を栽培する場合では、環境条件を変更して、収穫時期を分割された空間ごとに制御することができる。
【０１４３】
なお、上述の植物栽培システム１、移動型検出装置４０、移動型受粉装置６０は、内部にコンピュータシステムを有している。そして、各機能部の動作の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータシステムが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでいうコンピュータシステムとは、ＣＰＵ及び各種メモリやＯＳ、周辺機器等のハードウェアを含むものである。
【０１４４】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
【符号の説明】
【０１４５】
１  植物栽培システム、４  植物栽培プラント、９  植物、６０  移動型受粉装置、６２  アーム部、６３  エンドイフェクタ部（受粉動作部）、６３Ａ  噴射部、６３Ｂ  塗布部、６３Ｃ  振動部、６４  撮像部、６５０  受粉位置検出部（検出部）、６６０  受粉履歴情報生成部、６７０  識別情報検出部、６８０  受粉処理制御部（制御部）、６８１  推定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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