ロボットコンバインによる収穫システムの高度自動化・情報化に関する研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22380141
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 農業情報工学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 飯田 訓久 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (50232129)
• 研究分担者: 稲村 達也 京都大学, 大学院・農学研究科, 教授 (00263129) ; 村主 勝彦 京都大学, 大学院・農学研究科, 助教 (10226483) ; 大土井 克明 京都大学, 大学院・農学研究科, 助教 (90372557) ; 増田 良平 京都大学, 大学院・農学研究科, 助教 (50322152)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 農業ロボット / コンバイン / ロボット収穫 / テレマティクス / 精密農業

研究概要

GNSS（人工衛星測位システム）を利用して自動走行できる自脱コンバインロボットを試作した。このロボットは，刈取速度0.6m/sで稲を刈取り， 枕地では90°または180°旋回を行う。また，グレーンタンクが満量になれば運搬車の付近まで移動して，タンクから運搬車へ穀粒を自動で排出できる。排出後は，最寄りの稲から刈取りを再開する。また，ロボットに装備された収量センサの情報から圃場毎の収量マップを作成した。さらにロボットの位置や作業機の情報を，携帯端末を利用してサーバに送信・記録してPCやスマートフォンからロボットの運行状況をモニタリングできるWebアプリケーションを開発した。

研究成果

• [雑誌論文] Web アプリケーションによるコンバインロボットの遠隔モニタリング (2014)
  • 著者名/発表者名: 石橋茉耶, 村主勝彦, 飯田訓久, 増田良平
  • 雑誌名: 農業情報研究 巻: 23(1) ページ: 12-20
  • DOI: 10.3173/air.23.1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vision-based Uncut Crop Edge Detection for Automated Guidance of Head-Feeding Combine (2014)
  • 著者名/発表者名: Cho, W. J., Iida, M., Suguri, M., Masuda, R., Kurita, H.
  • 雑誌名: Engineering in Agriculture, Environment and Food
  • 査読あり
• [雑誌論文] Using Multiple Sensors to Detect Uncut Crop Edges for Autonomous Guidance Systems of Head-Feeding Combine Harvesters (2014)
  • 著者名/発表者名: Cho, W. J., Iida, M., Suguri, M., Masuda, R., Kurita, H.
  • 雑誌名: Engineering in Agriculture, Environment and Food
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient Searching for Grain Storage Container by Combine Robot (2014)
  • 著者名/発表者名: Kurita, H., Iida, M., Suguri, M., Masuda, R., Cho, W. J.
  • 雑誌名: Engineering in Agriculture, Environment and Food
  • 査読あり
• [雑誌論文] 自脱コンバイン・ロボットの経路追従制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 内田諒, 飯田訓久, 祝華平, 栗田寛樹, 村主勝彦, 増田良平
  • 雑誌名: 計測自動制御学会論文集 巻: 49(1) ページ: 119-124
  • 査読あり
• [雑誌論文] Path-Following Control of a Head-Feeding Combine Robot (2013)
  • 著者名/発表者名: Iida, M., Uchida, R., Zhu, H., Suguri, M., Kurita, H., and Masuda, R.
  • 雑誌名: Engineering in Agriculture, Environment and Food 巻: 6(2) ページ: 61-67
  • DOI: 10.11165/eaef.6.61
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of Image Processing Technology for Unloading Automation of Robotic Head-Feeding Combine Harvester (2012)
  • 著者名/発表者名: Kurita, H., Iida, M., Suguri, M., and Masuda, R.
  • 雑誌名: Engineering in Agriculture, Environment and Food 巻: 5(4) ページ: 146-151
  • DOI: 10.11165/eaef.5.146
  • 査読あり
• [雑誌論文] 水田転換畑における不耕起ダイズの生育に及ぼす降水の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 村田資治, 井上博茂, 稲村達也
  • 雑誌名: 日本作物学会紀事 巻: 81(4) ページ: 397-403
  • 査読あり
• [学会発表] イネのマルチスペクトル解析における撮影角度の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 村主勝彦, 伊藤啓悟, 増田良平, 飯田訓久
  • 学会等名: 農業食料工学会関西支部第131回例会
  • 発表場所: 大阪府立大学,堺市
  • 年月日: 2014-03-04
• [学会発表] コンバインロボットの作業情報分析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 飯田訓久, 原田朋弥, 栗田寛樹, 村主勝彦, 増田良平
  • 学会等名: 農業食料工学会関西支部第131回例会
  • 発表場所: 大阪府立大学,堺市
  • 年月日: 2014-03-04
• [学会発表] 光学センサを用いた穀粒堆積分布の三次元計測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 栗田寛樹, 趙元在, 山口敬太, 飯田訓久, 村主勝彦, 増田良平
  • 学会等名: 農業食料工学会関西支部第131回例会
  • 発表場所: 大阪府立大学,堺市
  • 年月日: 2014-03-04
• [学会発表] 水田転換畑においてダイズ子実の成分・収量に作付体系は影響を及ぼすのか (2013)
  • 著者名/発表者名: 足立紘一, 村田資治, 増田太郎, 松宮健太郎, 稲村達也
  • 学会等名: 日本作物学会 第235回講演会
  • 発表場所: 明治大学生田キャンパス,川崎市
  • 年月日: 20130328-29
• [学会発表] ロボットコンバインのためのプラットホーム開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 趙元在, 飯田訓久, 栗田寛樹, 村主勝彦, 増田良平
  • 学会等名: 農業食料工学会関西支部第130回例会
  • 発表場所: 三重大学,津市
  • 年月日: 2013-11-01
• [学会発表] ロボットコンバインによる収穫システム (2013)
  • 著者名/発表者名: 飯田訓久, 栗田寛樹, 趙元在, 村主勝彦, 増田良平, 石橋茉耶, 山本亮介, 望月裕貴
  • 学会等名: 農業食料工学会第72回年次大会
  • 発表場所: 帯広畜産大学,帯広市
  • 年月日: 2013-09-11
• [学会発表] 走行路面に対するコンバイン・ロボットの旋回特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山本亮介, 飯田訓久, 栗田寛樹, 趙元在, 村主勝彦, 増田良平, 望月裕貴
  • 学会等名: 農業食料工学会第72回年次大会
  • 発表場所: 帯広畜産大学,帯広市
  • 年月日: 2013-09-11
• [学会発表] Turning Performance of Combine Robot by Various Compasses (2013)
  • 著者名/発表者名: Iida, M., Kurita, H., Cho, W. J., Mochizuki, Y., Yamamoto, R., Suguri, M., Masuda, R.
  • 学会等名: The 4th IFAC Conference on Modelling and Control in Agriculture, Horticulture and Post Harvest Industry (AGRICONTROL 2013)
  • 発表場所: Department of Automation and Systems Technology, Aalto University School of ELEC, Espoo, Finland
  • 年月日: 2013-08-28
• [学会発表] Remote Monitoring of Agricultural Robot Using Web Application (2013)
  • 著者名/発表者名: Ishibashi, M., Iida, M., Suguri, M., Masuda, R.
  • 学会等名: The 4th IFAC Conference on Modelling and Control in Agriculture, Horticulture and Post Harvest Industry (AGRICONTROL 2013)
  • 発表場所: Department of Automation and Systems Technology, Aalto University School of ELEC, Espoo, Finland
  • 年月日: 2013-08-28
• [学会発表] A Method to Detect the Occurrence of Rice Plant Lodging Using Wavelet Transform (2013)
  • 著者名/発表者名: Masuda, R., Fujimoto, S., Iida, M., Suguri, M.
  • 学会等名: The 4th IFAC Conference on Modelling and Control in Agriculture, Horticulture and Post Harvest Industry (AGRICONTROL 2013)
  • 発表場所: Department of Automation and Systems Technology, Aalto University School of ELEC, Espoo, Finland.
  • 年月日: 2013-08-28
• [学会発表] Potential of Hyperspectral Imaging for Constructing a Year-Invariant Model to Estimate the Nitrogen Content of Rice Plants at the Panicle Initiation Stage (2013)
  • 著者名/発表者名: Onoyama, H., Ryu, C., S., Suguri, M., Iida, M.
  • 学会等名: The 4th IFAC Conference on Modelling and Control in Agriculture, Horticulture and Post Harvest Industry (AGRICONTROL 2013)
  • 発表場所: Department of Automation and Systems Technology, Aalto University School of ELEC, Espoo, Finland
  • 年月日: 2013-08-28
• [学会発表] ロボットコンバインによる収穫作業 (2013)
  • 著者名/発表者名: 飯田訓久, 望月裕貴 ,山本亮介, 趙元在, 栗田寛樹, 村主勝彦, 増田良平
  • 学会等名: 第57回システム制御情報学会研究発表講演会
  • 発表場所: 兵庫県民会館,神戸市
  • 年月日: 2013-05-15
• [学会発表] Advanced harvesting system by using a combine robot (2013)
  • 著者名/発表者名: Iida, M., Suguri, M., Uchida, R., Ishibashi, M., Kurita, H., Cho, W. J., Masuda, R., Ohdoi, K.
  • 学会等名: The 2013 IFAC Bio-Robotics Conference
  • 発表場所: Hotel Agora Regency Sakai, Sakai, Japan
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] ロボットコンバインのための方位センサの性能比較 (2013)
  • 著者名/発表者名: 望月裕貴, 飯田訓久, 村主勝彦, 増田良平
  • 学会等名: 農業食料工学会関西支部第129回例会
  • 発表場所: 神戸大学,神戸市
  • 年月日: 2013-03-05
• [学会発表] Advanced Harvesting System by using Robot Combine (2012)
  • 著者名/発表者名: Iida, M., Suguri, M., Masuda, R., Ohdoi, K., Kurita, H., Cho, W. J., Uchida, R., Zhu, H., Ishibashi, M.
  • 学会等名: The 8th Workshop on Nondestructive Quality Evaluation of Agricultural, Livestock and Fishery Products
  • 発表場所: Taiwan National University, Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2012-11-27
• [学会発表] Development of Head-Feeding Combine Robot, The 6th International Symposium on Machinery and Mechatronics for Agricultural and Biosystems Engineering (ISMAB2012) (2012)
  • 著者名/発表者名: Iida, M., Uchida, R., Zhu, H., Ohdoi, K., Suguri, M., Kurita, H., Masuda, R., Inamura, T.
  • 学会等名: Chonbuk National University
  • 発表場所: Jeonju, Korea
  • 年月日: 2012-07-19
• [学会発表] Machine Vision for Auto-Steering System of Head-Feeding Combine, The 6th International Symposium on Machinery and Mechatronics for Agricultural and Biosystems Engineering (ISMAB2012) (2012)
  • 著者名/発表者名: Cho, W. J., Iida, M., Ikemura, Y., Suguri, M., Masuda, R.
  • 学会等名: Chonbuk National University
  • 発表場所: Jeonju, Korea
  • 年月日: 2012-07-19
• [学会発表] Development of the Automated Auger Positionng System for Unloading Work - Searching and Positioning -, The 6th International Symposium on Machinery and Mechatronics for Agricultural and Biosystems Engineering (ISMAB2012) (2012)
  • 著者名/発表者名: Kurita, H., Iida, M., Suguri, M.
  • 学会等名: Chonbuk National University
  • 発表場所: Jeonju, Korea
  • 年月日: 2012-06-19
• [学会発表] 自脱コンバイン・ロボットの経路追従制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 飯田訓久, 内田諒, 村主勝彦, 祝華平, 増田良平
  • 学会等名: 第12回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • 発表場所: 京都大学,京都市
  • 年月日: 2011-12-25
• [学会発表] Application of image processing technology for unloading automation of robot combine harvester (2011)
  • 著者名/発表者名: Kurita, H., Iida, M., Suguri, M., Uchida, R., Zhu, H., Masuda, R.
  • 学会等名: SI International 2011
  • 発表場所: Kyoto University, Kyoto, Japan
  • 年月日: 2011-12-21
• [学会発表] ロボットコンバインのための画像処理による稲の倒伏状態の検出 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野村和生, 増田良平
  • 学会等名: 第70回農業機械学会年次大会
  • 発表場所: 弘前大学,弘前市
  • 年月日: 2011-09-28
• [学会発表] ロボットコンバインの穀粒排出作業自動化のための画像処理技術の応用-SURF及びARToolKit を用いか排出オーガの位置決め制御- (2011)
  • 著者名/発表者名: 栗田寛樹, 飯田訓久, 川邊達也, 村主勝彦, 増田良平
  • 学会等名: 第70回農業機械学会年次大会
  • 発表場所: 弘前大学,弘前市
  • 年月日: 2011-09-27
• [学会発表] Development of robotic head-feeding combine" CIGR International Symposium on Sustainable Bioproduction-Water (2011)
  • 著者名/発表者名: Iida, M., Uchida, R., Zhu, H., Kurita, H., Suguri, M., Masuda, R.
  • 学会等名: Energy, and Food
  • 発表場所: Tower hall Funabori,Tokyo, Japan
  • 年月日: 2011-09-20
• [学会発表] ロボットコンバインの旋回制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 飯田訓久, 内田諒, 村主勝彦, 祝華平, 増田良平
  • 学会等名: 農業機械学会関西支部第126回例会
  • 発表場所: ホテルハーベスト南紀田辺,田辺市
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] RTK-GPS とGPS コンパスによるコンバインの自動操舵 (2011)
  • 著者名/発表者名: 飯田訓久, 祝華平, 村主勝彦, 祝華平, 内田諒, 増田良平
  • 学会等名: 農業機械学会関西支部第126回例会
  • 発表場所: ホテルハーベスト南紀田辺,田辺市
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] Machine vision for auto-steering system of combine harvester (2011)
  • 著者名/発表者名: Ikemura, Y., Iida, M., Suguri, M., Masuda, R.
  • 学会等名: The 4th Asian Conference on Precision Agriculture
  • 発表場所: Tokachi Plaza, Obihiro, Japan
  • 年月日: 2011-07-05
• [学会発表] Development of robot combine harvester equipped with GPS and compass (2011)
  • 著者名/発表者名: Iida, M., Uchida, R., Zhu, H., Suguri, M., Masuda, R.
  • 学会等名: The 4th Asian Conference on Precision Agriculture
  • 発表場所: Tokachi Plaza, Obihiro, Japan.
  • 年月日: 2011-07-05
• [学会発表] Path planning for unloading task of autonomous head-feeding combine (2011)
  • 著者名/発表者名: Masuda, R., Tokunaga, N., Iida, M., Suguri, M.
  • 学会等名: The XXXIV CIOSTA CIGR V Conference 2011
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 2011-07-01
• [学会発表] ロボットコンバインの穀粒排出作業自動化のための画像処理技術の応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 栗田寛樹, 飯田訓久, 村主勝彦, 川邊達也
  • 学会等名: 日本機械学会第12回「運動と振動の制御」シンポジウム
  • 発表場所: メルパルク長野,長野市
  • 年月日: 2011-06-29
• [学会発表] ロボットコンバインのための穀粒排出作業経路計画 (2011)
  • 著者名/発表者名: 増田良平, 徳永直也, 飯田訓久, 村主勝彦
  • 学会等名: 農業機械学会関西支部第125回例会
  • 発表場所: 大阪府立大学,堺市
  • 年月日: 2011-03-02
• [学会発表] コンバインの穀粒排出自動化のための画像処理技術の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川辺達也, 栗田寛樹, 村主勝彦, 飯田訓久
  • 学会等名: 農業機械学会関西支部第125回例会
  • 発表場所: 大阪府立大学,堺市
  • 年月日: 2011-03-02
• [学会発表] コメの食味・収量の収穫時の水田の土壌特性との関係 (2011)
  • 著者名/発表者名: 柳讚錫, 中出潤, 渡部慧 ,村主勝彦, 飯田訓久, 石川峻
  • 学会等名: 農業機械学会関西支部第125回例会
  • 発表場所: 大阪府立大学,堺市
  • 年月日: 2011-03-02
• [学会発表] ロボットコンバインの速度制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 飯田訓久, 内田諒, 村主勝彦, 祝華平, 増田良平
  • 学会等名: 農業機械学会関西支部第125回例会
  • 発表場所: 大阪府立大学,堺市
  • 年月日: 2011-03-02
• [学会発表] RTK-GPS とGPS コンパスによるコンバインの自動動操舵 (2011)
  • 著者名/発表者名: 飯田訓久, 祝華平, 村主勝彦, 内 諒, 増田良平
  • 学会等名: 農業機械学会関西支部第125回例会
  • 発表場所: 大阪府立大学,堺市
  • 年月日: 2011-03-02
• [学会発表] Estimation of Nitrogen Contents in Rice Plant at the Panicle Initiation Stage Using Ground-Based Hyperspectral Remote Sensing (2010)
  • 著者名/発表者名: Onoyama, H., Ryu, C. S., Suguri, M., Iida, M.
  • 学会等名: The 3rd IFAC International Conference ARICONTROL 2010
  • 発表場所: Kyoto University, Kyoto, Japan
  • 年月日: 2010-12-08
• [学会発表] Cut-edge and Stubble Detection for Auto-Steering System of Combine Harvester Using Machine Vision (2010)
  • 著者名/発表者名: Iida, M., Ikemura, Y., Suguri, M., Masuda, R.
  • 学会等名: The 3rd IFAC International Conference ARICONTROL 2010
  • 発表場所: Kyoto University, Kyoto, Japan.
  • 年月日: 2010-12-07
• [学会発表] 自脱コンバインのロボット化(第1報) (2010)
  • 著者名/発表者名: 飯田訓久, 村主勝彦, 増田良平
  • 学会等名: 農業機械学会第69回年次大会例会
  • 発表場所: 愛媛大学,松山市
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] 自脱コンバインのロボット化(第1報) (2010)
  • 著者名/発表者名: 飯田訓久, 村主勝彦, 増田良平
  • 学会等名: 農業機械学会関西支部第124回支部例会
  • 発表場所: 岡山大学,岡山市
  • 年月日: 2010-08-31
• [学会発表] 出穂前の水田における雑草繁茂状況下での画像内稲領域の判別 (2010)
  • 著者名/発表者名: 野村和生, 増田良平
  • 学会等名: 農業機械学会関西支部第124回支部例会
  • 発表場所: 岡山大学,岡山市
  • 年月日: 2010-08-31
• [備考]
  • URL: http://elam.kais.kyoto-u.ac.jp/
• [産業財産権] 農作物排出装置 (2013)
  • 発明者名: 飯田訓久, 栗田寛樹, 村主勝彦, 中川渉, 川邉達也
  • 権利者名: 京都大学,ヤンマー株式会社
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-115970
  • 出願年月日: 2013-05-31
• [産業財産権] 農作物排出装置 (2013)
  • 発明者名: 飯田訓久, 栗田寛樹, 中川渉, 山口雄司, 渡邊一史
  • 権利者名: 京都大学,ヤンマー株式会社
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-115971
  • 出願年月日: 2013-05-31
• [産業財産権] 農作物排出装置 (2013)
  • 発明者名: 飯田訓久, 栗田寛樹, 中川渉, 白水崇之, 幸英浩
  • 権利者名: 京都大学,ヤンマー株式会社
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-115972
  • 取得年月日: 2013-05-31