2014 Fiscal Year Research-status Report

Dual照射面角でのレーザ計測によるSUAVベースの水稲生育度測定システムの開発

Research Project

Project/Area Number	26450362
Research Institution	Nagaoka University of Technology
Principal Investigator	高橋一義長岡技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00332651)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	入江博樹熊本高等専門学校, その他部局等, 教授 (70249887)
Project Period (FY)	2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords	リモートセンシング / ラインレーザスキャナ / レーザレンジファインダ / 無人航空機 / 草丈 / 植被率
Outline of Annual Research Achievements	稲群落直上から生育度を表す群落の体積関連情報（たとえば草丈など）を測定する小型無人航空機ベースの生育度測定システムの試作および生育度測定アルゴリズムの検討を目的とする。今年度は、（１）アルゴリズム検討に不可欠な観測データの取得、（２）低コストな機体位置・姿勢推定システムのプロトタイプ開発を実施した。（１）アルゴリズム検討に不可欠な観測データの取得地上実験では、２つの異なるレーザ照射面角（レーザ走査面角）で水稲のレーザスキャナ計測を実施した（天頂角0度と30度）。データ取得間隔は、３～７日。レーザスキャナ計測点の鉛直分布の経時変化が昨年度の観測結果と同じ傾向であったことを確認した。（２）低コストな機体位置・姿勢推定システムのプロトタイプ開発当初，GPSとIMUの融合法を検討した。しかし，観測高度が低いこと，アクティブジンバルの採用により観測時のレーザスキャナの姿勢維持（水平）の可能性があることから，RAWデータ出力可能な単周波GPS受信機、アクティブジンバル、地磁気センサーを用いてレーザスキャナ計測データの三次元座標計算するシステムを開発した。開発したシステムを用いて，試験飛行計測したレーザスキャナデータの絶対位置精度を評価したところ，地上基準点なしの場合で絶対値精度が約2m（水平方向：1.0～1.7m）、地上基準点を１点利用した場合で約0.4mとなり、当初計画通りの計測性能が期待可能であることを確認した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 当初計画通り，地上実験により複数時期で水稲をレーザスキャナ計測した。また，アクティブジンバルを導入し，レーザスキャナ計測点をより簡便な方法（手順）で三次元空間座標へ変換することを確認できた。
Strategy for Future Research Activity	Dual照射面角の小型UAVベースレーザスキャナ計測システムの構築ならびに試験的に水稲計測を実施し，計測点の鉛直分布を既往の地上実験結果と比較するまた，小型UAV搭載レーザスキャナと同機種（あるいは相当）を用いた地上実験を実施し，アルゴリズム改良のための基礎データの収集を行う。
Causes of Carryover	ジンバル機能改修にともなう費用が当初よりも安くなった。
Expenditure Plan for Carryover Budget	論文掲載等の費用へ充てる予定。