2017 Fiscal Year Research-status Report
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16K07974
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| Research Institution | Toin University of Yokohama |
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Principal Investigator |
佐野 元昭 桐蔭横浜大学, 医用工学部, 教授(移行) (90206003)
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| 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(移行) (80257427)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 植物の水ストレス / 固有振動数解析 / CCD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 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
小松菜の葉の減衰振動の映像を、汎用のCCDカメラ（ELECOM, UCAM-DLK130TWH）を用いて、昼夜にわたり1時間おきに撮影した。ただし夜間（夕方18:00から翌朝6:00まで）は消灯しているため、CCDカメラので撮影できるように、夜間、撮影時のみ照明を点灯する必要があるため、まずはその照光システムを、ダイオードを用いた簡単なOR回路と、ソリッドステートリレー回路を組み合わせて作成した。また、葉の固有振動を相関追尾する際、照光に用いていた蛍光灯のフリッカーにより映像に縞模様が現れ、特徴点の追尾に影響が出る場合があることが分かったため、照光に使用する照明を、全て蛍光灯型白色LEDランプに変更して、計測を行った。
このシステムにより1時間おきに撮影された、葉の減衰振動の動画像を、それぞれ解析ソフト（Detect社Dipp-Motion V）で相関追尾し、特徴点の振動変位から葉の固有振動数を求めた結果、以前、レーザ変位計で昼夜連続計測した結果とほぼ同様に、健全な状態では、葉の固有振動数は照光により増加し、照光をやめると減少すること、また、植物に水ストレスを与えると、次第にその日周変化が弱まり、ある時点から、逆に、照光により、葉の固有振動数が減少するようになり、照光をやめると、固有振動数が戻るようになること、そして、ストレスが大きくなるにつれ、照光時の葉の固有振動数の減少が大きくなり、最終的にはそのまましおれるが、その時点で給水を行うと、葉の固有振動数は、戻ることが、確認された。
すなわち、高価なレーザ変位計やハイスピードを使用せずに、汎用のCCDカメラを用いて、葉の固有振動数の日周変化を計測し、植物の水ストレス状態を推定できることが確認された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成29年度中に、当初の目的であった、通常のCCDカメラを用いた葉の固有振動数の24時間計測システムが確立した。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在、CCDカメラで撮影された動画を解析ソフトによって特徴点を相関追尾し、葉の振動の固有振動数を計算しているが、この方法では、自動化が困難である。そこで、この研究の主題である、映像揺らぎから葉の固有振動数を抽出する方法を確立する。その方法については、オプティカルフローなどの運動解析手法が考えられるが、この研究での目的は、葉の運動を詳しく解析することでなく、単に葉の固有振動数（基本振動の周波数）を知りたいだけであるので、より簡単な方法として、多重解像度における、濃淡揺らぎを用いた方法を考案し、その有効性の検証を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
予定していた消耗品類については、在庫でほぼまかなうことができたため、今年度は特に使用しなかった。その代わり、来年度も引き続き研究員を採用する予定であり、その日数を確保するために、繰り越した金額は、その人件費に充てる予定である。
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