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2023 年度 実施状況報告書

広域訪花モニタリングを実現するアクティブミツバチカメラの研究

研究課題

研究課題/領域番号 22K14270
研究機関広島大学

研究代表者

島崎 航平  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (20867303)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワードアクティビティセンシング / 生物モニタリング / 広域センシング / 振動イメージング / 高速ビジョン / 高速対象追跡 / AI画像認識 / 振動源定位
研究実績の概要

令和5年度は広域訪花モニタリングを実現するアクティブミツバチカメラの開発を行い、熊本県のイチゴハウスで実際に計測を行い、訪花状況と花の育成状況におけるモニタリングの基本動作を確認した。
C) 数十~数百m範囲のミツバチ送粉・受粉状況を捉えるアクティブミツバチカメラの開発
1) 高速視点切替可能で、数百台のカメラ撮影領域を1台でカバーする高速ガルバノスキャナと高速USBカメラを組合せたアクティブミツバチカメラ用プラットフォームを構築する。2) ガルバノスキャナによる高速パン・チルト動作を確認し、広域パノラマトラッキング撮影を実現した。
3) A)画素レベル振動源定位に基づく飛翔ミツバチ検出アルゴリズムの設計及びB)CNN画像認識に基づくイチゴ開花状況把握アルゴリズムの実装に基づく訪花モニタリングアルゴリズムを実装し、オフライン動作することを確認した。
D) 訪花状況を時系列エリアマップに定量化するモニタリングソフトウェアの開発
1) ミツバチが飛翔するイチゴ促成ハウスにおいて、アクティブミツバチカメラを用いたテスト撮影を行い、広域環境におけるオフライン解析用パノラマ高速ビデオ画像を取得した。2) レーザースキャナーで取得した3次元座標に対してパン・チルト角を照合し、位置とミラー角のルックアップテーブル(LUT)を作成した。3) 3次元座標のレイアウトマップを作成し、パノラマ走査に対応した形でミラー角LUTとタグ付けした。4) 軌跡・頻度・滞在時間に基づくミツバチ空間確率密度を計算する訪花エリアマップを出力する。5) iPad等の携帯タブレットから訪花エリアマップをリモートアクセスできるクラウド環境を構築した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

レーザースキャナーによる3次元地図に対応した高速アクティブビジョンによるズームアップ視線制御機能が研究開発できており、3次元座標位置に対応した形での高解像度・詳細ズームアップ撮影が可能になっている。

今後の研究の推進方策

現時点で大きな障害となるものはないが、花とミツバチの訪花状況を取得するために、訪花時の花への着地状況を羽ばたき等により計測する必要性ある。
令和6年度は「イチゴ促成ハウスでの長時間訪花モニタリング試験」を実施し、20m前後の実際のイチゴハウスを飛翔するミツバチの訪花分布を広域に計測する予定である。

次年度使用額が生じた理由

外国籍の修士学生を研究員として、人件費として計上していたが、進学準備に対する影響を考慮し、使用を見送った。
そのため、次年度に繰り越した形で研究推進のため、人件費の代わりに研究機材の購入に充てることを考えている。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2024 2023

すべて 学会発表 (18件) (うち国際学会 9件、 招待講演 1件) 産業財産権 (3件)

  • [学会発表] Camera Relay System Using a Motor Equipped with a Mechanical Brake to Capture Micro-Vibrations of Moving Objects2024

    • 著者名/発表者名
      Kohei Shimasaki, Shun Yojima, Wang Feiyue, Idaku Ishii, Harada Yuji
    • 学会等名
      The 2024 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII 2024)
    • 国際学会
  • [学会発表] Pixel-level Vibration Imaging for Flying Objects with Translational Slide Image Sequences2024

    • 著者名/発表者名
      Kohei Shimasaki, Tomoaki Okamura and Idaku Ishii
    • 学会等名
      3rd International Conference on Image Processing and Robotics(ICIPRoB2024)
    • 国際学会
  • [学会発表] 高速ビデオベースモード実験モード解析を用いた刈払機の実時間振動モニタリング2024

    • 著者名/発表者名
      島崎 航平, 平田 識樹, 胡 少鵬, 石井 抱, 上野 貴弘
    • 学会等名
      第29回ロボティクスシンポジア
  • [学会発表] 超高速ミラー駆動パンチルトカメラを用いた空中マルチタッチインターフェース2024

    • 著者名/発表者名
      阿部 勇太,入山 太嗣,小室 孝(埼玉大),島崎 航平,石井 抱(広島大)
    • 学会等名
      INTERACTION 2024(第28回 一般社団法人情報処理学会シンポジウム)
  • [学会発表] 超高速パンチルトカメラを用いたVR遠隔拡大視システム2024

    • 著者名/発表者名
      田原 大輔,阿部 勇太,入山 太嗣,小室 孝(埼玉大),島崎 航平,石井 抱(広島大)
    • 学会等名
      INTERACTION 2024(第28回 一般社団法人情報処理学会シンポジウム)
  • [学会発表] ミラー駆動パンチルトカメラを用いた高速視線制御による高精度手指骨格検出2024

    • 著者名/発表者名
      阿部 勇太,入山 太嗣,小室 孝(埼玉大),島崎 航平,石井 抱(広島大)
    • 学会等名
      2024年度精密工学会春季大会学術講演会
  • [学会発表] Wide -Area Vibration Monitoring of Ironworks Conveyors Using Panoramic High-Speed Vision2023

    • 著者名/発表者名
      Idaku Ishii, Kohei Shimasaki
    • 学会等名
      The 22nd World Congress of the International Federation of Automatic Control (Invited)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A High-Speed Stereo Monitoring System for Remote One-Man Operation2023

    • 著者名/発表者名
      Wang Jiahua, Qing Li, Shaopeng Hu, Kohei Shimasaki, Idaku Ishii
    • 学会等名
      IEEE Sensor Applications Symposium 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] 自動追尾機能を有するスマート望遠鏡システム2023

    • 著者名/発表者名
      島崎 航平、伊藤 優、胡 少鵬、石井 抱
    • 学会等名
      第40回センシングフォーラム
  • [学会発表] 運動対象での微小振動を捉えるデュアル高速アクティブビジョン2023

    • 著者名/発表者名
      島﨑 航平, 与島 駿, 王 飛躍, 石井 抱
    • 学会等名
      第41回 日本ロボット学会学術講演会
  • [学会発表] Wheel Behavior Measurement Based on Ultra-High-Speed Zoom-Tracking Video Shooting2023

    • 著者名/発表者名
      Takuto Ogata, Shaopeng Hu, Feiyue Wang, Kohei Shimasaki, Idaku Ishii
    • 学会等名
      IECON 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Smart Telescope System with Automatic Tracking2023

    • 著者名/発表者名
      Kohei Shimasaki , Masaru Ito, Shaopeng Hu, Feiyue Wang and Idaku Ishii
    • 学会等名
      IEEE SENSORS 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Vibration Auralization System Using High-Speed Vision2023

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Fujita, Feiyue Wang, Kohei Shimasaki, Idaku Ishii, Ryo Okamoto, Hironori Higashida
    • 学会等名
      IEEE ISIE 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] HFR video-Based Hornet Detection Approach Using wing-Beat Frequency Analysis2023

    • 著者名/発表者名
      Junhao Li, Kohei Shimasaki, Abudoureheman Tuniyazi, Idaku Ishii, Mari Ogihara, Mikio Yoshiyama
    • 学会等名
      IEEE SENSORS 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Remote Vibration Haptization System Using High-Speed Active Vision2023

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Fujita, Feiyue Wang, Kohei Shimasaki, Idaku Ishii
    • 学会等名
      The 16th edition of the IEEE International Symposium on Robotic and Sensors Environments (IEEE ROSE 2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] 高速カメラを用いた外部振動に対する人体の挙動可視化システム2023

    • 著者名/発表者名
      森 当麻, 王 飛躍, 島崎 航平, 石井 抱
    • 学会等名
      SI2023 第24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
  • [学会発表] 高速度カメラを用いたロボットマニピュレータの動特性解析2023

    • 著者名/発表者名
      大坪 隼人, 王 飛躍, 島崎 航平, 石井 抱
    • 学会等名
      SI2023 第24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
  • [学会発表] ステレオ高速カメラを用いたモデルベース 3 次元デジタル画像振動計測法2023

    • 著者名/発表者名
      島﨑 航平, 秦 文翔, 王 飛躍, 胡 少鵬, 石井 抱
    • 学会等名
      SI2023 第24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
  • [産業財産権] 画像解析装置、画像解析方法及びプログラム2023

    • 発明者名
      島﨑航平、李俊豪、石井抱
    • 権利者名
      島﨑航平、李俊豪、石井抱
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2023-137677
  • [産業財産権] 撮像装置2023

    • 発明者名
      島﨑航平、胡少鵬、石井抱
    • 権利者名
      島﨑航平、胡少鵬、石井抱
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2023-093532
  • [産業財産権] 画像解析装置、画像解析方法及びプログラム2023

    • 発明者名
      島﨑航平、石井抱、胡少鵬
    • 権利者名
      島﨑航平、石井抱、胡少鵬
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2023-093527

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公開日: 2024-12-25  

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