| 研究課題/領域番号 |
20K06331
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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 | 津山工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
曽利 仁 津山工業高等専門学校, 総合理工学科, 教授 (10353327)
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| 研究分担者 |
井上 浩行 津山工業高等専門学校, 総合理工学科, 教授 (00232554)
杉本 大志 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 助教 (40780424)
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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 |
2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 自律型ロボット / 水田除草 / ディープラーニング / 除草ロボット |
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| 研究開始時の研究の概要 |
農業現場からは，AI，ICT，ロボット技術などの発展著しい先端技術と農業技術を融合させたスマート農業の実現が求められている。化学農薬の使用量を低減し，人による手間と労力を必要とせず，経済的負担を軽減する新たな水田除草法である「自律型水田除草ロボット」の実用化に向け，AIにより構築した状況判断機能と走行制御法を搭載した水田除草ロボットの開発を目指す。
これまでに，簡易な操作で自律走行が可能な水田除草ロボットを目標とし車体開発を行ってきた。本研究では，水田除草ロボットが圃場の端まで到達すると折り返して隣接する稲列に進入して走行できる旋回技術をAIで実現し，水田除草ロボットの実用化の見通しを得る。
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| 研究成果の概要 |
本研究では，除草ロボットが圃場の稲列を沿って走行し，端に近づくと旋回するなどの自律走行を可能とするために，カメラセンサ，LiDARより取得される情報を入力とする状況判断機能の構築について検討した。
カメラセンサによる取得される画像情報を入力とする稲苗検知システムをディープラーニングで構築した。稲苗の生長過程別に学習データを準備することで稲苗検知精度が向上することが確認できた。また，LiDARより取得されるセンサ情報をもとに除草ロボットの自己位置推定法を構築した。クラスタリング時に最短距離法を用いることで，除草ロボットの自己位置を約500mmの誤差で推定できることが確認できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
著者らが提案する自律型水田除草ロボットが実用化された場合，稲作において従事者の高齢化や人手不足の解消，新規就農者の参入ならびにスマート農業の加速化させる可能性を有する。
自律型水田除草ロボットにセンサ情報を入力とする状況判断機能を搭載している事例は少なく，AI，ICT，ロボット技術などの先端技術と農業技術を融合させたスマート農業では，本研究での取り組みは社会的にも意義がある。
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