農業生産を知能化する幾何学的認識システムの開発

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06506002
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 橋本 康 愛媛大学, 農学部, 教授 (30036298)
• 研究分担者: 羽藤 堅治 愛媛大学, 農学部, 助手 (50274345) ; 庄野 浩資 岩手大学, 農学部, 助手 (90235721) ; 仁科 弘重 愛媛大学, 農学部, 助教授 (70134509) ; 森本 哲夫 愛媛大学, 農学部, 助教授 (50127916)
• キーワード: 人工現実感 / レーザー計測 / 3次元画像 / コンピュータネットワーク / インターネット / ワールドワイドウェブ / ロボット / LAN

研究概要

1.レーザーをセンサーとし、コンピュータでスキャンして3次元形状データを計測する方式で植物体を形状認識するシステムを開発した。
2.計測された3次元形状データから、植物体や農産物のレンジイメージのデータベースを構築した。
3.それらのデータベースを用いて、簡易に特徴を捉え、形状認識をポリゴンに基づくアルゴリズムでリアルタイムで推論する方法を検討し、そのアルゴリズムの開発を試みた。特に、最近の人工知能(AI)の成果を導入し、ニューラルネットワーク及びエキスパートシステムとを組み合わせた認識アルゴリズムを加えた。
4.応用として、形状が特徴的な代表的農産物であるマスクメロン、リンゴ、トマト、イチゴ、キュウリ、ナス等に対して有効なアルゴリズムを開発した。また、生長する植物体の形状モデルの3次元データベースを作成し、有効な簡易アルゴリズムを開発した。
5.同様に栽培施設などの建物や構造物の3次元データベースを作成した。
6.それらのデータベースを有効利用するために、コンピュータで遠隔利用するシステムを検討し、LANやWANによる遠隔地からの相互利用を可能とした。
7.バーチャル・リアリティー(VR)に関する技術を応用し、植物工場における生産性拡大のための空間配置の設計方法や、光合成の生産を最適化する畝間間隔を調整する機器の最適管理等の検討・支援が可能となることを明らかにした。
8.以上から農業生産を知能化する幾何学的認識を実用化する基本的な問題が明らかになった。
以上から、全体的に当初の予定が十分達成された。

研究成果

• [文献書誌] T.Morimoto: "Simulative estimation for the identification of the cumulative response of a plant using neutal networks" Journal of Society of High Technology in Agriculture(植物工場学会誌). 8(2). 44-50 (1996)
• [文献書誌] K.Hatou: "Recognition of damaged apples based on 3-dimensional range image" Proc.6th International Congress for Computer Technology in Agriculture. 562-566 (1996)
• [文献書誌] K.Hatou: "Visualization design system for agricultural building" Proc. New Uses for Old Rural Buildings in the Context of Landscape Planning. 392-395 (1996)
• [文献書誌] T.Morimoto: "Fuzzy control for fruit storage optimization using neural networks and genetic algorithms" Preprints of the 13th World Congress of IFAC. B. 375-380 (1996)
• [文献書誌] K.Hatou: "Range image analysis for the greenhouse automation in intelligent plant factory" Preprints of the 13th World Congress of IFAC. B. 459-464 (1996)
• [文献書誌] K.Hatou: "Measurement and recognition of 3-D body in intelligent plant factory" Preprint international Conference on Agricultural Engineering. 96F-27 (1996)
• [文献書誌] T.Morimoto: "Intelligent control for plant production system" Control Engineering Practice. 4(6). 773-784 (1996)
• [文献書誌] T.Morimoto: "Optimal control of plant growth in hydroponics using neural networks and genetic algorithms" Acta Horticulturae. 406. 433-440 (1996)