2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a rice growth observation system using a laser scanner onboard a small UAV with dual laser-scanning inclination angles
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26450362
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
高橋 一義 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (00332651)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
入江 博樹 熊本高等専門学校, 建築社会デザイン工学科, 教授 (70249887)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 精密農業 / 草丈 / 茎数 / スマート農業 / 草冠位置参照 / 植生層高さ / 空間体積 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
◯水田上に設置した野外実験装置により，移植後1ヶ月～出穂期の生育期間を対象に水稲のレーザ計測を複数回実施した。このレーザ計測データを用いて，水稲群落へのレーザ入射角の影響を考慮した生育量（草丈）推定アルゴリズムを検討した。検討では，レーザ入射角により計測領域（生育が均一）を複数の小領域へ分割し（-4～36度の範囲を5分割），小領域ごとにレーザ計測データから算出した植生層高さ（レーザ計測した植生層高さ）と草丈の関係を調べた。その結果，両者の関係が１次式あるいは２次式で表現可能であること，レーザ入射角が30度を超える小領域では，草丈増加に対するレーザ計測した植生層高さの増加の割合が小さく，レーザ入射角が大きい計測領域では，草丈推定精度が大きく低下する可能性が確認された。
◯開発したSUAVベースの生育測定システムを用いて，水稲（水田）のレーザ計測を複数回実施した。飛行高度は，搭載した非測量レベルのレーザスキャナの測距性能を考慮し5mを目安とした。取得したレーザ計測データから，レーザ入射角が鉛直条件となる領域（±5度）を抽出し（約0.9×10m），抽出領域において生育が均一な小領域（約0.9×2.5m）において，地上調査した草丈データとレーザ計測した植生層高さの関係を表す推定式を求めた。その後，草丈推定式を抽出した領域全体へ適用し，草丈推定した結果，水田面の位置情報を参照することなく，計測期間を通じて地上実験結果と同様のRMSE 8cmで草丈を推定した。
◯レーザ入射角が鉛直条件となる領域（±8度）において，レーザ計測データから決定した草冠位置から計算される空間体積（Spatial Volume）から茎数を推定するアルゴリズムを検討した。その結果，レーザスポット径の大きさに依存せず，茎数が相対誤差10%程度で推定できる可能性が確認された。
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Research Products
(5 results)
