2021 Fiscal Year Research-status Report
三次元計測と三次元モデルを用いた植物形状の定量的評価手法の開発
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20K06316
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
岡山 毅 茨城大学, 農学部, 教授 (90575226)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
望月 佑哉 茨城大学, 農学部, 助教 (30805007)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 三次元解析 / イチゴ / 成育モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2020年度は、屋内栽培システムの準備、深度カメラによるイチゴ植物撮影実験およびイチゴ植物の水ストレス応答の三次元解析予備実験を実施した。また、並行 してイチゴ植物の三次元パラメトリック基礎モデルの構築も実施した。
2021年度は、2020年度に準備した屋内栽培システムを利用して、深度カメラと並んで三次元情報の取得手法として利用実績のあるフォトグラメトリ手法を用いるとともに、得られた情報をもとにした三次元パラメトリック基礎モデルを発展させた。具体的には、昨年度同様にイチゴ植物を1株ずつ抵触した（12ポット）を準備し、それらをほぼ毎日、周囲から一眼レフカメラで撮影した画像約200枚から、フォトグラメトリ手法を用いて三次元情報を得た。得られた三次元情報は、昨年度に深度カメラ（D415、Intel社製）により得られた三次元点群よりも明瞭かつノイズが少なかった。これらの三次元情報から、まずは葉の部位を抽出し、CGソフト（Houdini 18.5、SideFX製）を用いて、パラメトリックモデルを作成した。パラメトリックモデルとは、葉の形状を可能な限り定量的に評価したものである。たとえば葉の外郭はB-スプライン曲線（複数の制御点から定義される滑らかな曲線）で表現されている。また葉の”巻き”の基部から先端にかけての分布も、B-Spline曲線を用いて連続的に表現している。これらのパラメータを、実際に得られた点群に手動でフィッティングすることにより、栽培経過とともに連続的に表現可能であった。これにより、イチゴ植物の成長をパラメトリックに表現可能なモデルを構築することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
予定では論文投稿をする予定であったが、校務に割くエフォートが急激に増えために計画を思うように進めることができなかったため、投稿できなかった。2022年度の早い段階での投稿を目指す。
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度は、水ストレス応答実験を実施し深度カメラでイチゴ植物の三次元計測および水ストレスの応答状況を観測することでき、2021年度には一眼レフを用いたフォトグラメトリより得られた深度カメラよりも詳細な三次元モデルを用いてイチゴモデルの作成を試みた。2022年度は2020年度、2021年度のデータをまとめるとともに、2021年度は手動にて求めていたモデルパラメータを自動的に求めることが可能なシステムを構築し、それらをまとめて論文投稿を行う。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍により大学校務が膨大し、その対応に追われ研究時間を確保することができなかったため、未使用額が生じた。R4年度には、エフォートを見直し研究時間を確保するとともに、効率化のための装置の導入、アルバイトの活用などにより遅れを取り戻す。
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