農業用自律走行車両への人工知能の応用

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01560262
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 倉田 和彦 新潟大学, 農学部, 教授 (90018789)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中野 和弘 新潟大学, 農学部, 助教授 (70188994) ; 亀岡 孝治 三重大学, 生物資源学部, 助教授 (90177600)
• Keywords: 自律走行 / ファジイ制御 / ニュ-ラルネットワ-ク / 画像処理 / 人工知能

Research Abstract

1.接触型センサ-による直進走行の学習制御:ハウス内走行用のバッテリ-カ-の前部左右に、ヒゲセンサ-を取り付け、ヒゲセンサ-と畝の接触をポテンションメ-タ-を通じて感知、この情報に基づき駆動モ-タ-のブレ-キを操作し、車両の直進制御を行った。従来の数値制御やON・OFF制御と学習制御方式による制御精度実験をモデル走行路を用いて実施した。その結果、学習制御は、数回の学習走行が終了すると従来の制御方式に比べ、その制御精度が高くなることが明かとなった。
2.非接触型センサ-による直進走行のファジイ制御:畝間の感知用に超音波センサ-を車両の左右に取り付け、これにより車両の畝間からの距離及び進行方向への傾きを測定した。これらの測定値をファジイ入力とした。直進の程度、及び左右のぶれを表すメンバ-シップ関数を数通り用意し、それらを組合せ72通りのフファジイ関数を準備した。ファジイ演算は、重心法を用い、ファジイ出力を左右10段階の旋回角度とし、車両の駆動モ-タ-の回転数を制御した。モデル走行路を用いて、直進走行の制御実験を行った結果、最適なファジイ関数を用いた場合では、左右2cm程度の誤差で制御が出来た。
3.ニュ-ラルネットワ-クによる走行路認知:CCDカメラからの画像を用いた走行経路認知にニュ-ラルネットワ-クを用いることを試みた。シミュレ-ションでは、認知画面上の目標白線の幅・ノイズの程度、及びニュ-ラルネットの中間層のニュ-ロン数を変化させ、学習の収束程度と白線の認知精度を比較した。その結果、ノイズの少ない画面で学習した場合に未学習の画面の認知でも良い事が判明した。中間層のニュ-ロン数は8個程度で良い事も分かった。シミュレ-ション結果を基に、時速2Kmで走行する車両上から撮影した実画像を用いた認知実験を行った。その結果、左右5cm程度の誤差で目標線を認知できた。

Research Products

• [Publications] Kazuhiko KURATA: "The Recent Situation of Computerization in Agriculture in Japan" XXIV CIOSTAーCIGR CONGRESS BOOK. 26-30 (1990)
• [Publications] Masahiko KANEKO: "Development of Image Processing Systems by Neural Networks" XXIV CIOSTAーCIGR CONGRESS BOOK. 59-64 (1990)
• [Publications] 安達 仁: "ハウス内自律走行車両のファジイ制御に関する研究" 農業機械学会シンポジウム資料. 1-2 (1990)
• [Publications] 金子 昌彦: "農業用自律走行車両の制御に関する研究" 農業機械学会誌.
• [Publications] システム農学会編: "人工知能と装置化農業(p23〜41を分担)" 農林統計協会, 158 (1990)