作物管理用知能ロボットの試作研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04556035
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 木谷 収 東京大学, 農学部, 教授 (00024539)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 米川 智司 東京大学, 農学部, 助手 (70191658) ; 坂井 直樹 東京大学, 農学部, 助教授 (00092213) ; 鳥居 徹 東京大学, 農学部, 助手 (60172227) ; 岡本 嗣男 東京大学, 農学部, 助教授 (40031215)
• Keywords: ロボット / 自律走行 / 超音波 / 形状認識 / 走行システム / 作物管理 / 除草 / 防除

Research Abstract

新しい機械除草システムや薬害のない防除システムを求めて、圃場を自律走行するインテリジェント化されたロボットを設計、試作し、性能試験を行った。作業対象としては、畑作、ハウス栽培における作物管理作業を考えた。本ロボットは、超音波距離計を用いて環境を認識して自律走行するシステムを考えているが、汎用性を増すことを目的として、視覚センサによる環境認識機能の研究を追加した。
本年度は超音波センサによる自律走行制御システムについて特に試験と改良を重ねた。超音波反射波の画像より作物列の位置を確率的に求める方法を開発し、作物列までの距離及び操舵角を操作量とするファジーモデルを適用し、推論法としては前件部に台形メンバーシップ関数、後件部に線形式を用いた。走行実験よりこのモデルを同定し、いろいろな条件下での自律走行試験を行って、性能の改善につとめた。
また視覚センサによる作物列検出の研究では、各種の自然光条件での畑作物列の画像をハフ変換によって処理し、作物列を認識することができた。しかし、作目、圃場条件、天候によっては、画像の二値化、ハフ変換が困難な場合も少なからずあり、変換パラメータを各種条件によって自動的に調整することを試みている。
作業装置については、動力エネルギーの少ない鉗子の選定を行い、装置化への基本設計を行った。また、基礎実験に適した圃場の整備を行った。

Research Products

• [Publications] 戸田 勝善: "自律移動ロボットに関する研究(第1報)-ファジィモデルの応用-" 農業機械学会誌. 55(4). 99-105 (1993)
• [Publications] M.Toda: "Studies on Autonomous Vehicles for Agricultural Robotics" The American Society of Agricultural Engineers,Paper. No.993091. 1-13 (1993)
• [Publications] 柏嵜 勝: "超音波によるほ場面形状の計測に関する研究(第1報)-計測システムの基礎特性-" 農業機械学会誌. 53(6). 23-31 (1991)
• [Publications] 柏嵜 勝: "超音波によるほ場面プロフィールの測定(第6報)-ほ場面反射波のシミュレーション-" 第51回農業機械学会年次大会講演要旨. 221-222 (1992)
• [Publications] 戸田 勝善: "自律走行ロボットに関する研究-ファジィモデルの応用-" 第51回農業機械学会年次大会講演要旨. 255-256 (1992)
• [Publications] 草野 信之: "圧電ハンドの制御に関する研究" 第50回農業機械学会年次大会講演要旨. 420-421 (1992)
• [Publications] 岡本 嗣男: "知能ロボット工学" 実教出版, 215 (1992)
• [Publications] 木谷 収: "生物生産機械学" コロナ, 291 (1993)