| 研究課題/領域番号 |
20K06316
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分41040:農業環境工学および農業情報工学関連
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
岡山 毅 茨城大学, 農学部, 教授 (90575226)
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| 研究分担者 |
望月 佑哉 茨城大学, 農学部, 講師 (30805007)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | ３次元計測 / ３次元点群 / イチゴ / 深度センサ / パラメトリックモデル / フォトグラメトリ / 三次元解析 / 深度カメラ / フォトグラメトリー / コンピュータグラフィックス / 成育モデル / 植物モニタリング / 植物栽培 / スマート農業 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年、安価な深度センサ（三次元カメラ）の普及などで三次元計測技術のハードルが劇的に低下し、農業分野における三次元情報の利用例が増えてきた。一方で、コンピュータグラフィックス（CG）技術の進歩が著しく、植物のような複雑な対象物においても、生長や環境応答を動的に表現することが可能になってきた。そこで本研究では、三次元計測で得られた情報をもとに、植物形状変化（生育、水ストレス、病害虫などによる影響）を三次元的かつ定量的に評価するモデルの構築を試みる．このモデルは，スマート農業で課題であった「生産者が植物をどのように認識しているのか」を解明する足がかりとなる。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、3次元計測技術とコンピュータグラフィックス（CG）を組み合わせてイチゴの成長や形状を定量的に評価する方法を開発した。深度センサとフォトグラメトリを用いてイチゴの3次元データを収集し、リアルな3次元モデルを構築。深度センサは夜間でも計測可能だが、細かい形状の再現やオクルージョンの問題があり、フォトグラメトリは多角度からの撮影で詳細な形状を捉え、色情報も取得可能。パラメトリックモデルとリギングモデルを用い、実際の植物と合致する形状調整を行い、植物の動的な表現を可能にした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
この研究の学術的意義は、イチゴ植物を対象に、深度カメラとフォトグラメトリ技術を用いて３次元計測を行い、それぞれの手法の計測結果を比較検討し特性を評価した点と、その３次元情報を基に、イチゴ植物の動的3次元モデルを開発したことである。3次元モデルは、植物の成長プロセスやストレス応答を視覚的に理解するための新たなツールとなり得る。社会的意義としては、水ストレスの早期検出技術が農業生産の効率化に寄与し、持続可能な農業の実現を促進する。また、この技術は教育と研究の向上にも貢献し、学術界や産業界における新たなコラボレーションの機会を提供する。
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