広域ネットワークを利用する知能的植物工場の基礎的研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11460121
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 橋本 康 愛媛大学, 農学部, 教授 (30036298)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 仁科 弘重 愛媛大学, 農学部, 教授 (70134509) ; 竹内 利信 四国総合研究所, 研究員 ; 森本 哲夫 愛媛大学, 農学部, 助教授 (50127916) ; 羽藤 堅治 愛媛大学, 農学部, 助手 (50274345)
• Keywords: コンピュータ・ネットワーク / 3次元植物モデル / 画像処理・認識 / AI(人口知能) / 知能的制御

Research Abstract

本研究は分散的に運用される複数個の植物工場をネットワークで連結し、効果的且つ知能的な植物工場の実現を目指す。本年度の研究成果として以下の4項目を報告する。
1.植物体のモデル化の研究をロボット化への関わりを目途に、テレ・イグジスタンスの概念に着目し植物のモデル化に適するアルゴリズムの検討を行った。計測はステレオ画像法を用い、モデルの作成は植物の外周のデータと細線化によって得られた中心部分のデータを利用し、3次元モデルをバーチャル空間に作成した。同じ画像から芯線と輪郭線を一緒に抽出することで、より人間の視覚に近い植物モデルを仮想の3次元空間内に構築することが出来た。より高速なアルゴリズムの検討が必要である「成果論文-1」。
2.イチゴ収穫ロボットの視覚センサの画像処理システムおける画像認識の自動化を目的として、収穫時期の果実の判定および目的果実の抽出、その処理の高速化について検討した。画像の解像度は、縦320ピクセル、横200ピクセル、1ピクセルあたり16ビットである。画像の主な処理は、1.CCDからの画像入力、2.二値化処理による果実の認識、3.ノイズ除去、輪郭データの補正、4.収穫時期の果実の分離、5.チェーンコードによる果実の分離である。多くの有用な知見が得られた「成果論文-2」。
3.苗の供給ベルトコンベヤと、植え付け機から構成されるホワイトキャベツの移植装置の品質診断のための画像処理の研究を行い、1秒間に5枚の画像を処理する設定目標に対する良好な成果が得られた。システムの問題点は、診断のための閾値のキャリブレーションにあり、この閾値の決定を自動化するための検討が必要である[成果論文-3]。
4.上記のように画像処理・認識を活用した知能的な植物工場を実現するシステム制御について人工知能を含むアルゴリズムや、作業の自動化の全体像を検討した[成果論文-4]。

Research Products

• [Publications] K.Haou: "Application for 3D-model of IT to real process system in plant factories"Proc. of 3rd EFITA Conference. (Proceeding). 295-300 (2001)
• [Publications] K.hatou: "The optimization of the fruity separation algorithm of accumulating the strawberry automatic harvesting robot"Proc. of 2nd IFAC Workshop on Intelligent Control for Agricultural Applications. (Proceeding). 100-104 (2001)
• [Publications] K.Hatou: "Image analysis for planting machine of white cabbage"Proc. of 3rd IFAC/CIGR Workshop on CAPPT2001. (Proceeding). 173-178 (2001)
• [Publications] Y.Hashimoto: "Intelligent Systems for Agriculture in Japan"IEEE Control System Magazine. 21・5. 71-85 (2001)