1998 Fiscal Year Annual Research Report
マルチスペクトルマシンビジョンを中核としたほ場環境センサによるPFシステムの開発
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10460111
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
寺尾 日出男 北海道大学, 農学部, 教授 (50001467)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石井 一暢 北海道大学, 農学部, 助手 (70301009)
野口 伸 北海道大学, 農学部, 助教授 (40228309)
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| Keywords | マシンビイジョン / マルチスペクトル / ほ場環境センサ / プレシジョンファーミング |
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| Research Abstract |
1) 画像データからの生育情報の抽出と記号化
雑草認識・作物成長情報
画像データを実空間に変換することにより,作物の個体レベルの成長度合に関する情報を取得した.近赤外画像を情報圧縮して作物(大豆)の個体レベルの高さ・幅といったサイズを推定する手法をニューラルネットワークを用いて開発した.800nmの近赤外フィルタを通して取得された画像データを情報圧縮して植生(作物・雑草)密度として記述し,ファジィ推論によって雑草認識を施す.画像中から雑草領域を除去した後,9入力2出力のニューラルネットワークに入力して,作物の高さ・幅を推定する.検証用データに対して0.85程度のr^2が得られた.さらに市販のGISソフトウェアを使用して,作物の生育マップの作成を行った.
住抱栄養情報
作物の栄養状態は可視領域の分光反射特性を用いて認識できる.今年度は作物の窒素ストレスを検出する方法を検討した.すでに窒素ストレス診断用センサとしてミノルタ (株)製のSpadmeterがある.このSPAD値をマシンビジョンによって推定するために,コーンを対象に窒素ストレスの異なる観測プロットを設定して葉の分光反射特性とSPAD値の関係を調べた.窒素ストレスを検出するスペクトルセンサの場合,光波長550nmの葉身反射率を測定する必要がある.開発したSPAD推定アルゴリズムによって推定値とSPAD値の間に0.90のr^2が得られ,作物の窒素ストレス検出法として十分な計測原理を確立した.
2) マルチスペクトルセンサの基本設計
以上の知見を元にマルチスペクトルセンサの基本設計を行なった.160万画素のデジタルカメラを供試して,緑色と赤色領域の550,650nm,近赤外領域の800nmの干渉フィルタを装備する.さらに太陽光の変化を補償するために,イルミネーションセンサを装着して,画像データの正規化を行なう.次年度以降試作システムについて実験を開始する.
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Research Products
(7 results)
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[Publications] N.Noguchi: "Vision Intelligence for an Agricultural Mobile Robot using a Neural Network" Proceeding of 3^<rd> IFAC/CIGR Workshop on Artificial Intelligence in Agriculture. 152-157 (1998)
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[Publications] 野口 伸: "農用移動ロボットの視覚情報処理の知能化" 日本機械学会第75期年次大会講演要旨. 第4巻. 63-64 (1998)
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[Publications] 野口 伸: "視覚情報処理の知能化によるプレシジョンファーミング(第1報)" 第57回農業機械学会年次大会講演要旨. 329-330 (1998)
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[Publications] 野口 伸: "視覚情報処理の知能化によるプレシジョンファーミング(第2報)" 第57回農業機械学会年次大会講演要旨. 331-332 (1998)
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[Publications] N.Noguchi: "Vision Intelligence for Precision Farming optimized Genetic Algorithm and Artificial Neural Network" ASAE paper. 983034. 1-10 (1998)
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[Publications] N.Noguchi: "Sensor for the Crop Environment by Integrating Genetic Algorithm and Fuzzy Logic" 第16回日本ロボット学会学術講演会予稿集. 第2巻. 727-728 (1998)
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[Publications] T.Iida: "Measurement of Crop Nitrogen Status Using Machine Vision for Precision Farming" 第58回農業機械学会年次大会講演要旨. (印刷中). (1999)
