有線ドローンの風圧を利用した施設栽培環境下における作物の群落内計測手法の開発

本研究では、施設栽培環境下における作物の栽培管理を効率的に行うにあたり、ドローンの有効活用について検討を進めている。ドローンは広域を効率的かつ詳細に計測できるため、作物群落内の様子を把握するのに有効であるが、ワイヤなど障害物が多くGNSSの受信が不安定な施設内で安全に飛行させることは難しい。一方で、ドローンが飛行するさいに発生する風圧を利用することで、詳細な作物計測や受粉などの栽培管理支援が期待される。特にイチゴ栽培における群落内には、作物の生長状態を把握するのに重要な新葉が隠れているため、ドローンの風圧を利用してこれを計測できれば収量予測や生育診断を高精度に行うことができる。そこで本研究では、施設内を安全に飛行できる有線ドローンの実現や、ドローンの風圧を利用した群落内の新葉や葉の裏などの計測を行うための課題解決方法について検討する。有線ドローンについて本年度は、有線ドローンを試作して次の実験を行った。ワイヤの敷設状態(ドローンの上部/下部、本数・張力など)によって、安定性・作業性・制御アルゴリズムにどのような影響を与えるか、実現性や有効性が高い方式は何なのか、などについて施設内で試験飛行を行いながら検討を進めた。風圧モニタリングについて本年度は、有線ドローンで作物列上を移動観測した時系列画像データから各作物個体に新葉が新たに発生したか否かを自動で識別するために、作物個体に普遍的ＩＤを付与して識別する画像処理手法を開発した。また群落内観測のために加える風圧が花に及ぼす影響について検討した。

本研究では、施設栽培環境下における作物の栽培管理を効率的に行うにあたり、ドローンの有効活用について検討を進めている。ドローンは広域を効率的かつ詳細に計測できるため、作物群落内の様子を把握するのに有効であるが、ワイヤなど障害物が多くGNSSの受信が不安定な施設内で安全に飛行させることは難しい。一方で、ドローンが飛行するさいに発生する風圧を利用することで、詳細な作物計測や受粉などの栽培管理支援が期待される。特にイチゴ栽培における群落内には、作物の生長状態を把握するのに重要な新葉が隠れているため、ドローンの風圧を利用してこれを計測できれば収量予測や生育診断を高精度に行うことができる。そこで本研究では、施設内を安全に飛行できる有線ドローンの実現や、ドローンの風圧を利用した群落内の新葉や葉の裏などの計測を行うための課題解決方法について検討する。有線ドローンについて本年度は、有線ドローンを試作して次の実験を行った。ワイヤの敷設状態(ドローンの上部/下部、本数・張力など)によって、安定性・作業性・制御アルゴリズムにどのような影響を与えるか、実現性や有効性が高い方式は何なのか、などについて施設内で試験飛行を行いながら検討を進めた。風圧モニタリングについて本年度は、有線ドローンで作物列上を移動観測した時系列画像データから各作物個体に新葉が新たに発生したか否かを自動で識別するために、作物個体に普遍的ＩＤを付与して識別する画像処理手法を開発した。また群落内観測のために加える風圧が花に及ぼす影響について検討した。