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2015 年度 実績報告書

小規模圃場を対象とした複数のUAVによる協調型薬剤散布システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 25450388
研究機関阿南工業高等専門学校

研究代表者

福見 淳二  阿南工業高等専門学校, 創造技術工学科, 准教授 (30300627)

研究分担者 福田 耕治  阿南工業高等専門学校, 創造技術工学科, 教授 (40208955)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードマルチコプター / 薬剤散布 / 視覚フィードバック / 経路生成
研究実績の概要

平成27年度は、環境計測機に関して前年度開発した経路生成システムの改良を行った。従来の手法にHough変換を組み合わせ、圃場の畝を検出することで経路探索の効率化を図るシステムを構築し、屋外実験を行った結果、従来の手法では適切な経路が生成できなかった条件でも最適な経路が生成できており、提案するシステムの有効性が確認できた。このことから、協調制御に必要となる環境計測システムが構築できたが、実環境では作物の影の影響で誤動作する場合もあったため、今後の課題となっている。
次に、環境計測機とGroundStation(GS)を組み合わせた視覚フィードバック制御システムの構築を行った。本システムでは、環境計測機に搭載したカメラの映像をGSに送信し、カルマンフィルタを用いて薬剤散布機の位置検出を行う。検出した機体位置を基にPID制御により機体の位置決め制御を行うことで、両機体の協調制御を実現する。本システムの構築のため、GSから薬剤散布機を制御するシステムを開発し、屋内実験により動作確認を行い制御精度を検証した。その結果、無線送信の遅延時間等の影響で数十cmの位置誤差が見られたが、機体のサイズや薬剤散布作業の性質から運用上は特に問題にはならないと考えており、今後屋外実験での検証を進める。
薬剤散布機に関しては、開発した薬剤散布機の飛行実験を行い、散布状況の確認は済ませているが、最適な散布の実現にはノズルの位置・角度による散布範囲の検証が必要と考え、散布実験装置を製作し感水紙を用いた実験を行い散布範囲とノズル位置・角度との関係を検証した。また、薬剤散布に関するシミュレーションにも新たな課題として取り組んでいる。
今後は、各機体を組み合わせての圃場での実証実験を行う予定であるが、改正航空法の関係で圃場実験には申請が必要となる場合が想定されるため、現在実験場所に関して検討中である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016 2015

すべて 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Analysis for Limiting the Sprayed Range of Agricultural Chemicals with Airflow Induced by a Rotor of an UAV2016

    • 著者名/発表者名
      Naoki Hamaguchi, Fuminori Matsuura, Junji Fukumi, Koji Fukuda
    • 学会等名
      SICE ANNUAL CONFERENCE 2016
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center
    • 年月日
      2016-09-20 – 2016-09-23
    • 国際学会
  • [学会発表] 薬剤散布用UAVの飛行経路生成手法2016

    • 著者名/発表者名
      前田大樹、福見淳二、福田耕治
    • 学会等名
      農業食料工学会第75回年次大会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2016-05-28 – 2016-05-28
  • [学会発表] VRシステムを用いたquadrotorシミュレーションの可視化2015

    • 著者名/発表者名
      大黒嵩浩、福見淳二
    • 学会等名
      2015年度計測自動制御学会四国支部学術講演会
    • 発表場所
      高知工科大学
    • 年月日
      2015-11-28 – 2015-11-28
  • [学会発表] マルチコプターを用いた圃場環境計測ロボットの開発~上空カメラを用いたビジュアルフィードバックシステムの構築~2015

    • 著者名/発表者名
      三島啓寛、福見淳二、福田耕治
    • 学会等名
      農業環境工学関連5学会2015年合同大会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2015-09-15 – 2015-09-17
  • [学会発表] 画像処理による薬剤散布用UAV の飛行経路生成2015

    • 著者名/発表者名
      松田拓也、福見淳二、福田耕治
    • 学会等名
      農業環境工学関連5学会2015年合同大会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2015-09-15 – 2015-09-17

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公開日: 2017-01-06  

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