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PSDセンサを利用したブームスプレーヤの散布高さ検出モジュールの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K07967
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 農業環境・情報工学
研究機関帯広畜産大学

研究代表者

佐藤 禎稔  帯広畜産大学, 畜産学部, 教授 (90142794)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードブームスプレーヤ / 大規模畑作 / 農薬散布 / ブーム高さ / センサ / 高さ制御 / ロボットトラクタ / 精密防除 / 防除作業 / ブーム高さ制御 / 無人防除 / マイコン / 散布高さ / 農作業情報 / 農業センサ / ワンチップマイコン
研究成果の概要

大規模畑作では大型ブームスプレーヤを利用した高能率防除が行われている。しかし,ブームの長大化によって散布高さの変動が問題になっており,ブーム高さの自動制御が求められている。本研究ではノズルから下方の作物までの高さを非接触で計測するために3個のPSD(光位置検出素子)とマイコンを利用した散布高さ検出モジュールを開発した。バレイショほ場で計測精度を評価した結果,十分な性能であることを確認した。また,開発したモジュールを試作のブーム高さ自動制御装置に取り付け,ロボットトラクタと電気的に連携できるシステムを開発した結果,ブーム高さ制御や開閉など,無人で防除作業を行えることを確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

作業者の軽労化や農産物の安全安心を支える技術として,大型スプレーヤのブーム高さを安定させる研究は世界的にも重要な課題である。欧州では超音波センサを利用したブーム高さ自動制御装置が利用され始めているが,超音波は空気中での減衰が大きく,作物までの高さを安定的に計測できない欠点がある。そこで,本研究は光位置検出素子に注目し,PSDとマイコンを利用した散布高さ検出モジュールを開発した。ブーム高さをPSDで検出する試みは世界初であり,学術的な意義はもちろんのこと,開発した検出モジュールをブーム高さ自動制御装置に組み込むことで,精密防除に寄与する技術として大いに期待される研究である。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 備考 (7件)

  • [雑誌論文] ブームスプレーヤ用PSD散布高さ検出モジュールのほ場実験2019

    • 著者名/発表者名
      牧野 哲也,藤本 与,佐藤 禎稔
    • 雑誌名

      農業食料工学会北海道支部会報

      巻: 59 ページ: 3-8

    • NAID

      40021854639

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Development of Boom Height Measurement Module with PSD Sensor2018

    • 著者名/発表者名
      Atsuru Fujimoto, Tadatoshi Satow, Tetsuya Makino, Kunihiro Funabiki
    • 雑誌名

      ISMAB

      巻: 9 ページ: 307-312

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 大規模農業における農業機械のICT化やセンサ技術に関する研究紹介2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤禎稔
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: OPE2016-59 ページ: 31-34

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ロボットトラクタによるバレイショ栽培の無人作業の実証2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤禎稔・藤本与・船引邦弘・横山和寿・黒田晃史・岩瀬卓也・杦田士郎
    • 学会等名
      日本農作業学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ロボットトラクタによるバレイショ栽培の無人作業への挑戦2019

    • 著者名/発表者名
      藤本与,佐藤禎稔,船引邦弘,横山寿和
    • 学会等名
      農業食料工学会北海道支部
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] PSD を用いたブームスプレーヤのための散布高さ計測センサの作物検出2018

    • 著者名/発表者名
      藤本 与,佐藤禎稔,牧野哲也,船引邦弘
    • 学会等名
      農業食料工学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ブームスプレーヤのPSD散布高さ検出モジュールの圃場実験2018

    • 著者名/発表者名
      牧野哲也,藤本与,佐藤禎稔
    • 学会等名
      農業食料工学会北海道支部
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 大規模農業で期待されるセンサ技術の研究紹介2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤禎稔,藤本与
    • 学会等名
      電子情報通信学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] DEVELOPMENT OF BOOM HEIGHT MEASUREMENT MODULE WITH PSD SENSOR2018

    • 著者名/発表者名
      Atsuru FUJIMOTO, Tadatoshi SATOW, Tetsuya MAKINO, Kunihiro FUNABIKI
    • 学会等名
      International Symposium on Machinery and Mechatronics for Agriculture and Biosystems Engineering
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PSD を利用したブームスプレーヤの散布高さ検出モジュールの開発2017

    • 著者名/発表者名
      藤本与,佐藤禎稔,船引邦弘
    • 学会等名
      日本農作業学会
    • 発表場所
      農業技術革新工学研究センター(埼玉県,さいたま市)
    • 年月日
      2017-03-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] PSD センサを利用したブームスプレーヤの散布高さ検出モジュールの開発について2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤禎稔,藤本 与,船引邦弘
    • 学会等名
      農業食料工学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 機構解析ソフトによる振り子式ブーム水平安定装置の挙動解析2017

    • 著者名/発表者名
      安孫子望夢,牧野哲也,藤本与,佐藤禎稔
    • 学会等名
      農業食料工学会北海道支部会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 大規模農業における農業機械のICT化やセンサ技術に関する研究紹介2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤禎稔
    • 学会等名
      電子情報通信学会
    • 発表場所
      函館ロワジールホテル(北海道・函館市)
    • 年月日
      2016-08-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] PSDセンサによるブームスプレーヤの散布高さ検出について2016

    • 著者名/発表者名
      市岡琢久哉,藤本与,千葉勇気,長崎柊史,佐藤禎稔
    • 学会等名
      農業食料工学会北海道支部
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] PSDセンサを用いた散布高さ制御装置の開発

    • URL

      http://univ.obihiro.ac.jp/~fmsatow/research.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 先進的な十勝農業をスマート農業機械で支え、世界に誇れる農業へ

    • URL

      https://www.obihiro.ac.jp/faculty-s/tadatoshi-satow

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] スプレーヤのブーム高さ制御システムの概要

    • URL

      https://www.youtube.com/watch?v=shJ0hnjcLkY&feature=youtu.be

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] PSDセンサを用いた散布高さ制御装置の開発

    • URL

      http://univ.obihiro.ac.jp/~fm/research.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 先進的な十勝農業をスマート農業機械で支え、世界に誇れる農業へ

    • URL

      https://www.obihiro.ac.jp/facility/crcenter/seeds/395

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] スプレーヤのブーム高さ制御システムの概要

    • URL

      https://youtu.be/shJ0hnjcLkY

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] PSDセンサを用いた散布高さ制御装置の開発

    • URL

      http://www.obihiro.ac.jp/~fm/research.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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