Development of ultra-precision weeding technology using a system for unmanned-ground-vehicles driven by solar power

本研究は、エネルギー自給型の自律走行ロボット群を用いて除草作業を完全無人化することを目的としている。今年度は、エネルギー自給型の自律走行ロボットにより1haほ場で3日間かけて条間0.84ｍ、長さ130ｍ、80列のダイズの播種作業を実施し、安定した自律走行性能を確認した。一方、150Wのソーラーパネルが唯一のエネルギー供給源であり、走行に定格出力50Wのモータ2台で計100Wを消費するため、重量約6.5kgの手押しの播種機（向井工業・HS-300LH）を動作させるのは問題ないものの、ある程度成長した雑草に対し、物理的な除草に必要なエネルギーの確保が難しいことを改めて確認した。そこで、市販の電動ラジコン草刈機（ササキコーポレーション社製・RS400-M2）を改良し、エネルギー自給型の自律走行ロボットと同じ航法技術を用いて、1haダイズほ場で自動草刈作業を実施した。ラジコン草刈機の機体幅845mmを踏まえて広めに播種した条間を速度0.3m/sで走行させた結果、2台のRTK-GNSSを用いたムービングベース方式の測位と方位検出が良好であれば発芽直後のダイズを損傷なく走行できたが、測位状況が良くないと蛇行して欠株が生じ、横幅が大きく生長したダイズの葉を巻き込む現象が散見された。さらに、雑草の生育が旺盛な6月は除草適期が非常にシビアであり、市販の草刈機を改造したロボットを用いても、生育初期の除草適期を逃すと雑草の生長を止められず、最終的に収穫が全く見込めない事態となることが判明した。草刈ロボットの台数を増やすことがもっとも効果的な対応策であるが、できるだけ少ない台数で広い面積をカバーするためには、ほ場全体のどの部分で雑草が発生しているかという情報を正確に把握する必要があると考えられた。

本研究は、エネルギー自給型の自律走行ロボット群を用いて除草作業を完全無人化することを目的としている。今年度は、エネルギー自給型の自律走行ロボットにより1haほ場で3日間かけて条間0.84ｍ、長さ130ｍ、80列のダイズの播種作業を実施し、安定した自律走行性能を確認した。一方、150Wのソーラーパネルが唯一のエネルギー供給源であり、走行に定格出力50Wのモータ2台で計100Wを消費するため、重量約6.5kgの手押しの播種機（向井工業・HS-300LH）を動作させるのは問題ないものの、ある程度成長した雑草に対し、物理的な除草に必要なエネルギーの確保が難しいことを改めて確認した。そこで、市販の電動ラジコン草刈機（ササキコーポレーション社製・RS400-M2）を改良し、エネルギー自給型の自律走行ロボットと同じ航法技術を用いて、1haダイズほ場で自動草刈作業を実施した。ラジコン草刈機の機体幅845mmを踏まえて広めに播種した条間を速度0.3m/sで走行させた結果、2台のRTK-GNSSを用いたムービングベース方式の測位と方位検出が良好であれば発芽直後のダイズを損傷なく走行できたが、測位状況が良くないと蛇行して欠株が生じ、横幅が大きく生長したダイズの葉を巻き込む現象が散見された。さらに、雑草の生育が旺盛な6月は除草適期が非常にシビアであり、市販の草刈機を改造したロボットを用いても、生育初期の除草適期を逃すと雑草の生長を止められず、最終的に収穫が全く見込めない事態となることが判明した。草刈ロボットの台数を増やすことがもっとも効果的な対応策であるが、できるだけ少ない台数で広い面積をカバーするためには、ほ場全体のどの部分で雑草が発生しているかという情報を正確に把握する必要があると考えられた。