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Estimation of crop water supply needs by fluctuation analysis of plant images

Research Project

Project/Area Number 16K07974
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Agricultural environmental engineering/Agricultural information engineering
Research InstitutionToin University of Yokohama

Principal Investigator

Sano Motoaki  桐蔭横浜大学, 医用工学部, 教授(移行) (90206003)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 杉本 恒美  桐蔭横浜大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80257427)
Research Collaborator UCHIKAWA Chiharu  
OHDAIRA Takeyuki  
SHIRAKAWA Takashi  
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords植物の水ストレス / 固有振動数解析 / Webカメラ / スピーキング・プラント・アプローチ / 超節水精密農業 / CCDカメラ / 振動数解析
Outline of Final Research Achievements

In order to perform the optimal irrigation control in soil culture, we have studied the methods for estimating the water stress of a plant by the changes in natural frequency of a leaf. However, the correlation tracking method used when measuring the vibration of a leaf by the moving image needs to set an attention area used for tracking, so that the automatic measurement has been difficult.
Therefore, in this research, the method of measuring the natural frequency of the leaf of a plant from the image fluctuation of a plant was proposed as a method not based on the correlation tracking method, and it was verified whether automatic measurement could be performed. As a result, we succeeded in continuous and automatic measurement of the change of natural frequency of leaves every 30 minutes for potted Komatsuna. Thus, it has become possible to automatically measure diurnal changes in the natural frequency of a leaf over a long period of time.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

この方法により、様々な植物について、葉の固有振動数の長期間にわたる日周変化が容易に計測できるようになるため、植物の葉の固有振動数の日周変化の機序の解明がさらに進むものと期待でき、植物生理学的な意味でも意義がある。
また、多くの植物についてデータを取ることにより、葉の固有振動数の日周変動の仕方の変化と葉の水ストレスとの関係についても、より明確になると考えられ、それにより、植物の水ストレス推定がより正確かつ容易に行えるようになることが期待される。その結果、植物工場のみならず、一般家庭においても、土耕栽培植物の最適潅水制御を容易に行なうことができるようになると考えられ、社会的意義も大きいと考えられる。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (7 results) (of which Open Access: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] 画像解析による植物の葉の固有振動数計測2019

    • Author(s)
      内川千春, 杉本恒美, 佐野元昭, 大平武征, 中川 裕, 白川貴志
    • Journal Title

      桐蔭論叢

      Volume: 40

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] 映像の矩形分割による葉の固有振動数計測法を用いた植物の水ストレス推定2019

    • Author(s)
      佐野元昭, 内川千春, 大平武征, 白川貴志, 中川 裕, 杉本恒美
    • Journal Title

      桐蔭論叢

      Volume: 40

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] 植物の葉の固有振動数の日周変動を用いた灌水制御についての検討2018

    • Author(s)
      内川千春 , 杉本恒美, 佐野元昭, 大平武征, 中川裕, 白川貴志
    • Journal Title

      桐蔭論叢

      Volume: 38 Pages: 121-126

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] CCDカメラを用いた葉の固有振動数解析による植物の水ストレス解析22018

    • Author(s)
      佐野元昭, 内川千春, 中川裕, 大平武征, 白川貴志, 杉本恒美
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告(信学技報)

      Volume: 118(US2018-44) Pages: 19-24

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Journal Article] CCDカメラを用いた葉の固有振動数計測による植物の水ストレス推定2017

    • Author(s)
      佐野元昭、内川千春、中川裕、大平武征、白川貴志、杉本恒美
    • Journal Title

      桐蔭論叢

      Volume: 36 Pages: 197-202

    • NAID

      120006313239

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] 植物の葉の固有振動数のモデル化に関する研究(2)2017

    • Author(s)
      内川千春, 中川裕,大平武征,佐野元昭, 杉本恒美
    • Journal Title

      桐蔭論叢

      Volume: 36 Pages: 227-232

    • NAID

      120006313245

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] CCD カメラを用いた葉の固有振動数計測による植物の水ストレス推定2017

    • Author(s)
      佐野元昭, 内川千春, 中川裕, 大平武征, 白川貴志, 杉本恒美
    • Journal Title

      桐蔭論叢

      Volume: 36 Pages: 197-201

    • NAID

      120006313239

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] CCDカメラ画像の矩形領域化による葉の固有振動数解析と植物の水ストレス推定2019

    • Author(s)
      佐野元昭,内川千春,大平武征,白川貴志,中川裕,杉本恒美
    • Organizer
      日本音響学会春季講演発表会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Webカメラ映像の矩形領域分割による葉の固有振動数解析と植物の水ストレス推定2019

    • Author(s)
      佐野元昭, 内川千春, 大平武征, 白川貴志, 中川裕, 杉本恒美
    • Organizer
      2019年電子通信情報学会総合大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] CCDカメラを用いた葉の固有振動解析による植物の水ストレス状態の推定22018

    • Author(s)
      佐野元昭、内川千春、中川裕、大平武征、白川貴志、杉本恒美
    • Organizer
      超音波研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 音波振動を用いた植物の育成状態評価に関す 波振動を用いた植物の育成状態評価に関す る検討2018

    • Author(s)
      杉本恒美, 佐野元昭, 内川千春, 大平武征, 中川裕, 白川貴志
    • Organizer
      日本生物環境工学会2018東京大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] CCDカメラを用いた葉の固有振動計測による植物の水分ストレスの検出22018

    • Author(s)
      佐野元昭、内川千春、中川裕、大平武征、白川貴志、杉本恒美
    • Organizer
      日本生物環境工学会2018東京大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] An analysis of natural frequency of leaf by the fluctuation of CCD camera image and the estimation of water stress of plant2018

    • Author(s)
      Motoaki Sano, Chiharu Uchikawa, Yutaka Nakagawa, Takeyuki Ohdaira, Takashi Shirakawa, and Tsuneyoshi Sugimoto
    • Organizer
      The 39th Symposium on UltraSonic Electronics (USE 2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 通常のCCDカメラを用いた葉の固有振動数解析による植物の水ストレス推定22018

    • Author(s)
      佐野元昭、内川千春、中川裕、大平武征、白川貴志、杉本恒美
    • Organizer
      日本音響学会2018年春季研究発表会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] CCDカメラを用いた葉の固有振動計測による 植物の水分ストレスの検出2017

    • Author(s)
      佐野元昭、内川千春、中川裕、大平武征、白川貴志、杉本恒美
    • Organizer
      日本生物環境工学会2017年松山大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 通常のCCDカメラを用いた葉の固有振動数解析による植物の水ストレス推定2017

    • Author(s)
      佐野元昭、内川千春、中川裕、大平武征、白川貴志、杉本恒美
    • Organizer
      日本音響学会
    • Place of Presentation
      明治大学生田キャンパス
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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