| 研究課題/領域番号 |
21K05856
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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 | 苫小牧工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
稲川 清 苫小牧工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (80213114)
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| 研究分担者 |
山本 椋太 苫小牧工業高等専門学校, 創造工学科, 准教授 (80898940)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | FPGA / エッジAI / ステレオビジョン処理 / 高位合成 / インターフェース / OCM |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、「ステレオカメラで農業機械および農作業従事者を撮影し、SoC FPGAを用いて、その撮影画像をステレオビジョン処理する。さらに、SoC FPGA上のエッジAIで人体検知・危険感知を行い、その結果を、農業機械に送り機械を停止するとともに、無線LAN等を通じて危険の発生とその状況を通知する」システムについて検討する。
構築したシステムをもとに、「ICTが農業における危険感知・防止へ、どの程度貢献できるか」を検討し、農業機械の作業中の事故低減に寄与する知見を得る。
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| 研究成果の概要 |
本研究では「ステレオカメラで農業機械および農作業従事者を撮影し、SoC FPGAを用いて画像処理し、SoC FPGA上のエッジAIで人体検知・危険感知を行うシステム」を想定し、各種の検討を行った。
具体的には、(1)ステレオビジョン処理 IPをSoC FPGAに実装するともに、ステレオビジョンカメラの出力を推論処理側（エッジ側）のFPGAボードに送信するためのインタフェースとして，広く利用されているHDMIの利用を検討した．(2) エッジAI構築のための学習データの収集と学習データの加工に関する基礎検討、および危険判定のPython、C言語、SoC FPGA上のハードウェアによる実装を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
概要(1)については、方向符号画像、視差画像等のVGA出力を可能とした。また、撮影環境の照度に応じてステレオカメラのゲインを自動で調整する機能等を実装した。概要(2)については、人体検知を行うシステムについて，機械学習からHWの設計まで，人体検知に利用する手の検出処理をFPGA向けに設計した．特に，HW設計に関しては，高速化を施さない場合には畳み込み層の実行性能が悪くなることがわかり，プーリング層は高速化できることがわかった．また，全結合層はHW化が困難となることがわかった．
以上より、「SoC FPGA上のエッジAIで人体検知・危険感知を行うシステム」の実現に向けての各種知見を得た。
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