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植物映像のゆらぎ解析による作物給水ニーズの推定

研究課題

研究課題/領域番号 16K07974
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
研究機関桐蔭横浜大学

研究代表者

佐野 元昭  桐蔭横浜大学, 医用工学部, 教授(移行) (90206003)

研究分担者 杉本 恒美  桐蔭横浜大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80257427)
研究協力者 内川 千春  
大平 武征  
白川 貴志  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード植物の水ストレス / 固有振動数解析 / Webカメラ / スピーキング・プラント・アプローチ / 超節水精密農業 / CCDカメラ / 振動数解析
研究成果の概要

土耕栽培における最適潅水制御に向けて、我々は、植物の水ストレスを葉の固有振動数の変化によって推定する方法を検討してきた。しかし、葉の振動を動画像により計測する際に用いられる相関追尾法は、追尾に使用する注目領域の設定が必要であり、そのため、自動計測化が困難となっていた。
そこで本研究では、相関追尾法によらない方法として、植物の映像ゆらぎから植物の葉の固有振動数を計測する方法を提案し、それを用いて自動計測ができるかを検証した。その結果、鉢植えの小松菜について30分毎の葉の固有振動数の変化の連続自動計測に成功した。これにより、葉の固有振動数の日周変化を自動的に長期間にわたり計測することが可能になった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

この方法により、様々な植物について、葉の固有振動数の長期間にわたる日周変化が容易に計測できるようになるため、植物の葉の固有振動数の日周変化の機序の解明がさらに進むものと期待でき、植物生理学的な意味でも意義がある。
また、多くの植物についてデータを取ることにより、葉の固有振動数の日周変動の仕方の変化と葉の水ストレスとの関係についても、より明確になると考えられ、それにより、植物の水ストレス推定がより正確かつ容易に行えるようになることが期待される。その結果、植物工場のみならず、一般家庭においても、土耕栽培植物の最適潅水制御を容易に行なうことができるようになると考えられ、社会的意義も大きいと考えられる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (7件) (うちオープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] 画像解析による植物の葉の固有振動数計測2019

    • 著者名/発表者名
      内川千春, 杉本恒美, 佐野元昭, 大平武征, 中川 裕, 白川貴志
    • 雑誌名

      桐蔭論叢

      巻: 40

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 映像の矩形分割による葉の固有振動数計測法を用いた植物の水ストレス推定2019

    • 著者名/発表者名
      佐野元昭, 内川千春, 大平武征, 白川貴志, 中川 裕, 杉本恒美
    • 雑誌名

      桐蔭論叢

      巻: 40

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 植物の葉の固有振動数の日周変動を用いた灌水制御についての検討2018

    • 著者名/発表者名
      内川千春 , 杉本恒美, 佐野元昭, 大平武征, 中川裕, 白川貴志
    • 雑誌名

      桐蔭論叢

      巻: 38 ページ: 121-126

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] CCDカメラを用いた葉の固有振動数解析による植物の水ストレス解析22018

    • 著者名/発表者名
      佐野元昭, 内川千春, 中川裕, 大平武征, 白川貴志, 杉本恒美
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告(信学技報)

      巻: 118(US2018-44) ページ: 19-24

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] CCDカメラを用いた葉の固有振動数計測による植物の水ストレス推定2017

    • 著者名/発表者名
      佐野元昭、内川千春、中川裕、大平武征、白川貴志、杉本恒美
    • 雑誌名

      桐蔭論叢

      巻: 36 ページ: 197-202

    • NAID

      120006313239

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 植物の葉の固有振動数のモデル化に関する研究(2)2017

    • 著者名/発表者名
      内川千春, 中川裕,大平武征,佐野元昭, 杉本恒美
    • 雑誌名

      桐蔭論叢

      巻: 36 ページ: 227-232

    • NAID

      120006313245

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] CCD カメラを用いた葉の固有振動数計測による植物の水ストレス推定2017

    • 著者名/発表者名
      佐野元昭, 内川千春, 中川裕, 大平武征, 白川貴志, 杉本恒美
    • 雑誌名

      桐蔭論叢

      巻: 36 ページ: 197-201

    • NAID

      120006313239

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] CCDカメラ画像の矩形領域化による葉の固有振動数解析と植物の水ストレス推定2019

    • 著者名/発表者名
      佐野元昭,内川千春,大平武征,白川貴志,中川裕,杉本恒美
    • 学会等名
      日本音響学会春季講演発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Webカメラ映像の矩形領域分割による葉の固有振動数解析と植物の水ストレス推定2019

    • 著者名/発表者名
      佐野元昭, 内川千春, 大平武征, 白川貴志, 中川裕, 杉本恒美
    • 学会等名
      2019年電子通信情報学会総合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] CCDカメラを用いた葉の固有振動解析による植物の水ストレス状態の推定22018

    • 著者名/発表者名
      佐野元昭、内川千春、中川裕、大平武征、白川貴志、杉本恒美
    • 学会等名
      超音波研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 音波振動を用いた植物の育成状態評価に関す 波振動を用いた植物の育成状態評価に関す る検討2018

    • 著者名/発表者名
      杉本恒美, 佐野元昭, 内川千春, 大平武征, 中川裕, 白川貴志
    • 学会等名
      日本生物環境工学会2018東京大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] CCDカメラを用いた葉の固有振動計測による植物の水分ストレスの検出22018

    • 著者名/発表者名
      佐野元昭、内川千春、中川裕、大平武征、白川貴志、杉本恒美
    • 学会等名
      日本生物環境工学会2018東京大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] An analysis of natural frequency of leaf by the fluctuation of CCD camera image and the estimation of water stress of plant2018

    • 著者名/発表者名
      Motoaki Sano, Chiharu Uchikawa, Yutaka Nakagawa, Takeyuki Ohdaira, Takashi Shirakawa, and Tsuneyoshi Sugimoto
    • 学会等名
      The 39th Symposium on UltraSonic Electronics (USE 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 通常のCCDカメラを用いた葉の固有振動数解析による植物の水ストレス推定22018

    • 著者名/発表者名
      佐野元昭、内川千春、中川裕、大平武征、白川貴志、杉本恒美
    • 学会等名
      日本音響学会2018年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] CCDカメラを用いた葉の固有振動計測による 植物の水分ストレスの検出2017

    • 著者名/発表者名
      佐野元昭、内川千春、中川裕、大平武征、白川貴志、杉本恒美
    • 学会等名
      日本生物環境工学会2017年松山大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 通常のCCDカメラを用いた葉の固有振動数解析による植物の水ストレス推定2017

    • 著者名/発表者名
      佐野元昭、内川千春、中川裕、大平武征、白川貴志、杉本恒美
    • 学会等名
      日本音響学会
    • 発表場所
      明治大学生田キャンパス
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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