2019 Fiscal Year Research-status Report
Study on imaging and visualization technology for an inside of a plant community in a large-scale field
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18K05910
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| Research Institution | Akita Prefectural University |
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Principal Investigator |
山本 聡史 秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (20391526)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 作物群落 / 生育情報 / ポイントクラウド / ドローン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、大規模ほ場の作物群落に分け入って、作物側面の画像とカメラの位置姿勢情報を取得するマシンビジョンを構築し、ドローンにより取得したデータと統合してほ場全体の作物群落のポイントクラウドを生成し、CTスキャンのようにわかりやすく可視化する技術を開発する。
本年度は、全方位カメラ（リコーTHETA V）をドローンに取り付けてイネの群落内部の撮影を試みた。ドローン（DJI社Matrice 600Pro）にRTK-GNSS受信機を搭載し、繰り返し同じ場所の群落の経時変化を観測できるようにした。ドローンのジンバルに長さ1 mのステーを取り付け、ステー先端に全方位カメラを搭載したが、ジンバルのモータのトルクが不足し、強風でドローンが大きく動いた場合、カメラが揺れることがあった。予め飛行経路を入力し、60aのほ場10か所でカメラを地上高0.5 ｍまで降下させ、群落内部の様子を動画で撮影した。撮影時期が9月下旬でイネが収穫直前であり、群落内部から葉や穂の近接画像が得られた。撮影時は晴天であったため、全方位カメラに青空が大きく写り、ほ場の土壌表面は暗く撮影されて有用な情報は得られなかったが、夜間に照明を搭載して撮影することにより、土壌表面の撮影も可能と考えられた。さらに、従来のドローンを用いたほ場の三次元モデル構築において、多数のマーカーをほ場に配置しないと三次元モデルに歪みが生じるという問題があったが、RTK-GNSSを用いた空撮技術により、2.4 haのタマネギほ場において、ほ場周辺にマーカーを3か所程度設置するだけで高精度な三次元モデルを生成できる見込みが得られた。
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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
全方位カメラと高精度位置決めが可能なRTK-GNSS搭載ドローンにより、大規模ほ場において作物群落内部の情報を自動でサンプリングする見込みが得られた。一方、ジンバルのトルク不足によるカメラの揺れやドローンのダウンバーストによる作物群落の揺れが観察され、画像が不鮮明になることがあった。逆に、近接する葉に遮蔽されて作物群落の他の部分の情報が得られないこともあった。これを踏まえ、自立走行車両を利用して作物群落内部を撮影し、比較検討する必要があると考えられる。最終年度は、これまで検討した手法を総合的に活用し、群落内部の可視化技術の開発に取り組む。以上より、最終年度に計画に沿って研究を進めることができると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
作物群落の撮影方法について、高精度な位置決めが可能なドローンを用いたほ場の三次元モデル構築が可能となり、全方位カメラを用いて群落内部を広範囲に撮影できた。最終年度は、自律走行車両に全方位カメラを搭載して得られる情報を解析するとともに、三次元モデルと作物群落内部の情報の統合を試み、CTスキャンのようにわかりやすく可視化する技術を開発する。
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| Causes of Carryover |
作物群落の情報収集に必要な機器について一部研究室所有の物品を使用できたため、次年度使用額が生じた。
最終年度は、自律走行車両の利用も含め、これまで構築した手法により作物群落の生育情報を取得し、解析するために必要な経費を計上する。
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Research Products
(1 results)
