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2023 年度 実績報告書

三次元計測と三次元モデルを用いた植物形状の定量的評価手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K06316
研究機関茨城大学

研究代表者

岡山 毅  茨城大学, 農学部, 教授 (90575226)

研究分担者 望月 佑哉  茨城大学, 農学部, 講師 (30805007)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード3次元計測 / イチゴ / フォトグラメトリ
研究実績の概要

2023年度の研究では、前年度までに得られた人工光下での知見を太陽光利用型のビニール温室で活用することを目的とした。研究対象は茨城大学農学部阿見キャンパスのビニール温室で栽培されたイチゴ「すずあかね」である。3次元データは2023年6月13日から10月25日までの期間、LiDARを搭載したiPhone 14 Proと3次元スキャナーアプリScaniverseを用いて収集した。加えて、6月、8月、10月に破壊調査を行い、葉数、実葉面積、地上部および地下部の乾物重量を測定した。
収集した3次元データは点群編集ソフト(CloudCompare ver. 2.6.3)を使用し、植物群落のみの3次元点群を抽出した。解析項目としてイチゴ群落の草高と曲率を用い、これにより草勢や群落の密度を評価した。結果として、3次元計測技術はイチゴ群落の詳細なモニタリングと葉面積の推定に一定の効果があることが確認された。特に高温期における植物の生育変化を定量的に捉えることができた。
さらに、得られた3次元データから従来の2次元画像や破壊調査では得られない情報を得ることができた。また、破壊調査から得られた実葉面積や乾物重量のデータと比較することで、高温期におけるイチゴの草勢と生育の変化を定量的に評価した。
今後の課題としては、3次元データの取得と処理の自動化が挙げられる。これにより、農業生産現場での実用性と効率性が向上することが期待される。
この研究の結果から、3次元計測技術は農業における作物の精密なモニタリングや生育管理に有効であることが示された。特に、イチゴ群落の密度や葉の丸まりに関する情報を2次元情報では観測できない形で得ることができた。今後の研究により、3次元計測技術をさらに発展させることで、農業生産性の向上に貢献することが期待される。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (2件)

  • [国際共同研究] ガジャマダ大学(インドネシア)

    • 国名
      インドネシア
    • 外国機関名
      ガジャマダ大学
  • [学会発表] 4次元(3次元+時間軸)で考えるゲームエンジンを活用した植物工場シミュレーションの可能性と課題2023

    • 著者名/発表者名
      岡山 毅
    • 学会等名
      日本生物環境工学会2023年豊橋大会
  • [学会発表] ゲームエンジンを使った参加型フェノタイピング仮想実験空間の提 案2023

    • 著者名/発表者名
      岡山 毅
    • 学会等名
      農業環境工学関連学会2023 年合同大会

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公開日: 2024-12-25  

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