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マルチスペクトルマシンビジョンを中核としたほ場環境センサによるPFシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 10460111
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 農業機械学
研究機関北海道大学

研究代表者

寺尾 日出男  北海道大学, 大学院・農学研究科, 教授 (50001467)

研究分担者 石井 一暢  北海道大学, 大学院・農学研究科, 助手 (70301009)
野口 伸  北海道大学, 大学院・農学研究科, 助教授 (40228309)
研究期間 (年度) 1998 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
13,600千円 (直接経費: 13,600千円)
2001年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2000年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1999年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
1998年度: 9,300千円 (直接経費: 9,300千円)
キーワード精密ほ場管理 / マルチスペクトルイメージセンサ / 作物栄養ストレス / GIS / 分光特性 / 画像処理 / 産業用無人ヘリコプタ / ディジタル葉緑素計 / 分光反射特性 / GISマッピング / マルチスペクトルビジョンセンサ / マシンビイジョン / マルチスペクトル / ほ場環境センサ / プレシジョンファーミング
研究概要

本研究はマシンビジョンで検出できる様々な情報の中でもとりわけ重要なものの一つである作物生育情報を検出することを目的とし,具体的には葉色測定による作物のクロロフィル濃度の推定,植被率算出による作物物理量の推定を行なった。開発したセンシングシステムを産業用無人ヘリコプタに搭載して,グランドベースセンシングよりも飛躍的に高効率なリモートセンシング法を考案した。
リアルタイムビジョンシステムの開発 リアルタイムでセンシングを可能にする作物生育診断システムを構築した。マシンビジョンとしてDuncan Tec製MS2100を供試した。葉色予備実験や屋外での圃場実験を通してMS2100を用いた作物生育情報の検出手法を考案した。取得できた作物生育情報は葉色値LCI,植被率VCRであり,特にVCRに関して高いセンシング精度が見られた。この2情報を用いて実生長量指数RGIIという空間に存在するクロロフィルの絶対量を推定する指標を導入し,収量調査の結果と比較した。RGIIと収量である雌穂正味重量との相関はR^2=0.684となり,7月末の段階で収量を予測することができた。
ヘリコプタをプラットフォームにしたセンシングシステム 無人ヘリコプタに搭載されたイメージングセンサMS2100から画像を取得し,GISでマッピングできるシステムを開発した。機体のロール角,ピッチ角,ヨー角の計測には,供試ヘリコプタに内蔵されている慣性センサを用いた。ポジショニングセンサとしてRTK-GPSを採用し,画像取得のためにイメージングセンサを機体下に搭載した。ヘリコプタの姿勢変化に伴い,画像に外部歪が生じるが,3次元の回転変換及び地表面への透視変換による座標変換を行うことで解決できる。画像データを座標変換し,マッピング精度を評価した。変換誤差は29cm以内であった。これは作物情報をセンシングする上で十分な測位精度と判断できる。

報告書

(5件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (35件)

  • [文献書誌] Noboru Noguchi: "Crop Status Sensing Based on Machine Vison for Precision Farming"Proceedings of the 2^<nd> IFAC-CIGR Workshop on Intelligent Control for Agricultural Applications. 34-39 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Noboru Noguchi: "Multi-spectrum Image Sensor for Detecting Crop Status by Robot Tractor"Proceedings of the Fourth IFAC Symposium on Intelligent Autonomous Vehicles. 115-120 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 三浦隆司: "マシンビジョンを用いた作物の生育診断センサ"農業機械学会第60回年次大会講演要旨. 365-366 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 野口 伸: "精密圃場管理のためのインテリジェントビジョンセンサシステム"日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演論文集. 2P2-J7 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 三浦隆司: "マシンビジョンを用いたコーンの窒素ストレスの推定"農業機械学会北海道支部第52回研究発表会講演要旨. 24-25 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Noboru Noguchi: "Crop Status Sensing Based on Machine Vision for Precision Farming"Proceeding of the 2^<nd> IFAC -CIGR Workshop on Intelligent Control for Agricultural Application. 34-39 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Noboru Noguchi: "Multi-spectrum Image Sensor for Detecting Crop Status by Robot Tractor"Proceeding of the Foruth IFAC Symposium on Intelligent Autonomous Vehicles.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Noboru Noguchi: "Multi-spectrum Image Sensor for Detecting Crop Status by Robot Tractor"Proceeding of the Foruth IFAC Symposium on Intelligent Autonomous Vehicles. 115-120 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ryuji Miura: "Sensor Development for Detecting Crop Status by Machine Vision (in Japanese)"Proceeding of the 60^<th> JSAM Annual Conference. 365-366 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Noboru Noguchi: "Intelligent Vision Sensors System for Precision Farming (in Japanese)"Proceeding of the Robotics-Mcchatronics JSME. 2P2-J7 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ryuji Miura: "Estimation for Nitrogen Stress of Corn by Machine Vision (in Japanese)"Proceeding of the 52^<nd> Annual Conference of JSAM. Hokkaido. 24-25 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Noboru Noguchi: "Crop Status Sensing Based on Machine Vison for Precision Farming"Proceedings of the 2^<nd> IFAC-CIGR Workshop on Intelligent Control for Agricultural Applications. 34-39 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Noboru Noguchi: "Multi-spectrum Image Sensor for Detecting Crop Status by Robot Tractor"Proceedings of the Fourth IFAC Symposium on Intelligent Autonomous Vehicles. 115-120 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 三浦隆司: "マシンビジョンを用いた作物の生育診断センサ"農業機械学会第60回年次大会講演要旨. 365-366 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 野口 伸: "精密圃場管理のためのインテリジェントビジョンセンサシステム"日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演論文集. 2P2-J7 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 三浦隆司: "マシンビジョンを用いたコーンの窒素ストレスの推定"農業機械学会北海道支部第52回研究発表会講演要旨. 24-25 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 飯田岳: "マシンビジョンによる精密ほ場管理のための作物窒素ストレスセンシングシステム(第1報)"農業機械学会学会誌. 62(2). 87-93 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 石井一暢: "マシンビジョンを用いた窒素ストレスの計測"第59回農業機械学会年次大会講演要旨. 363-364 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 山下修作: "マシンビジョンを用いたとうもろこしの成長診断"第59回農業機械学会年次大会講演要旨. 365-366 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 石井一暢: "マシンビジョンを用いた窒素ストレスの計測"日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2000講演論文集. 1Pl-04-008 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 山下修作: "マシンビジョンを用いたとうもろこしの成長診断"第51回農業機械学会北海道支部研究発表会講演要旨. 34-35 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Noboru NOGUCHI: "Crop Status Sensing based on Machine Vision for Precision Farming"Proceedings of Intelligent Control for Agricultural Applications. (発表予定). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Takashi Iida: "Measurement of Crop Nitrogen Status Using Machine Vision for Precision Farming"第58回農業機械学会年次大会講演要旨. 513-514 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 飯田 岳: "マシンビジョンによる精密農法のためのコーン窒素ストレス診断"農業機械学会北海道支部第50回研究発表会講演要旨. 58-59 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Noboru Noguchi: "Vision Intelligence for Mobile Agro-Robotic System"Journal of Robotics and Mechatronics. 11(3). 193-199 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Noboru Noguchi: "Vision Intelligence for an Autonomous Vehicle based on an artificial Neural Network, Fuzzy Logic and a Genetic Algorithm"Proceedings of 1999 IFAC World Congress. Vol.K. 419-424 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kazunobu Ishii: "Vegetation Mapping using Machine Vision Sensor for Precision Farming"Proceedings of International Workshop on Instrumentation and Information Technology for Bioproduction Systems. 75-77 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 飯田 岳: "マシンビジョンによる精密ほ場管理のための作物窒素ストレスセンシングシステム(第1報)"農業機械学会学会誌. 62(2)(印刷中). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] N.Noguchi: "Vision Intelligence for an Agricultural Mobile Robot using a Neural Network" Proceeding of 3^<rd> IFAC/CIGR Workshop on Artificial Intelligence in Agriculture. 152-157 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 野口 伸: "農用移動ロボットの視覚情報処理の知能化" 日本機械学会第75期年次大会講演要旨. 第4巻. 63-64 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 野口 伸: "視覚情報処理の知能化によるプレシジョンファーミング(第1報)" 第57回農業機械学会年次大会講演要旨. 329-330 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 野口 伸: "視覚情報処理の知能化によるプレシジョンファーミング(第2報)" 第57回農業機械学会年次大会講演要旨. 331-332 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] N.Noguchi: "Vision Intelligence for Precision Farming optimized Genetic Algorithm and Artificial Neural Network" ASAE paper. 983034. 1-10 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] N.Noguchi: "Sensor for the Crop Environment by Integrating Genetic Algorithm and Fuzzy Logic" 第16回日本ロボット学会学術講演会予稿集. 第2巻. 727-728 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Iida: "Measurement of Crop Nitrogen Status Using Machine Vision for Precision Farming" 第58回農業機械学会年次大会講演要旨. (印刷中). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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