三次元計測と三次元モデルを用いた植物形状の定量的評価手法の開発

利用3D测量和3D模型开发植物形状定量评价方法

• 批准号: 20K06316
• 负责人: 岡山 毅
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Ibaraki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K06316/
• 关键词: 三次元解析; イチゴ; 深度カメラ; フォトグラメトリー; コンピュータグラフィックス; 成育モデル; 植物モニタリング; 植物栽培; スマート農業

2020年度には、屋内栽培システムの準備、深度カメラによるイチゴ植物モニタリング実験およびイチゴ植物の水ストレス応答の三次元解析予備実験を実施した。深度カメラは2種類のタイプ（RealSense D415とD435）を試し、ノイズと欠損データの過多からD415のほうが植物モニタリングに適していることを見出した。またD415を用いたイチゴ植物の水ストレス応答実験では、深度カメラによってイチゴ植物の形状変化（特に葉）や葉面の法線ベクトル分布の変化から水ストレスの早期検出につながる知見を得た。2021年度には、フォトグラメトリーを用いて、2020年度に実施した実験を再実施した。フォトグラメトリーは、写真からの距離や形状情報を計測する手法であり、より詳細な三次元データの取得が可能である。この手法を導入し、イチゴ植物の成長に関する情報をより精密に把握することができた。また、得られた三次元データから、基礎的なイチゴの静的三次元モデルを構築した。2022年度には、過去のデータをもとに、イチゴ植物の成長と動きを表現可能な動的な三次元イチゴ植物モデルを試作した。具体的には、点群（点の集まり）からメッシュ（面）を作成する手法の選定を行い、さらにコンピュータグラフィックス(CG)分野でCGモデルのアニメーションに用いられるリギングの考え方を応用し、葉の成長によるサイズの変化や、水ストレスによる形状を連続的かつ、動的に表現可能な要素を組み込んだ。このモデルは、人間が行っている視覚情報からの植物生育診断の自動化につながる知見だと考える。

In 2020, the preparation and in-depth management of the indoor cultivation system will be implemented. The depth of the image is 2 types of images (RealSense D415 and D435). D415: The plant's water quality is measured by the depth of the plant's shape (special leaves) and the normal distribution of the leaf surface. In 2021, we will continue to implement the policy of "social security" and "social security". The method of measuring the distance and shape information of the photo is to obtain the three-dimensional information in detail This method is used to accurately grasp the information related to plant growth. The basic three-dimensional structure of the system In 2022, we will try our best to improve the quality of our products. Specific point group (point set), point group (face), point group (face), point group This information is used to automate plant fertility diagnosis.

项目成果

深度センサを用いたイチゴの水ストレス応答計測

利用深度传感器测量草莓的水分胁迫响应

• 发表时间: 2021
• 作者: Suetsugu Kenji;Sugita Ryohei;Yoshihara Akiko;Okada Hidehito;Akita Kae;Nagata Noriko;Tanoi Keitaro;Kobayashi Koichi;窪田 陽介;岡山 毅・望月佑哉;田口光弘;澤田守;枡田優希，森尾吉成，内藤啓貴，村上克介;Yuko Kurita;Satomi Kanno;Ryohei Sugita;Atsushi Hirose;Miwa Ohnishi;Ayumi Tezuka;Ayumi Deguchi;Kimitsune Ishizaki;Hidehiro Fukaki;Kei'ichi Baba;Atsushi J Nagano;Keitaro Tanoi;Tomoko M Nakanishi;Tetsuro Mimura;岡山 毅・古谷駿介・西脇淳子・望月佑哉
• 通讯作者: 岡山 毅・古谷駿介・西脇淳子・望月佑哉

点群から推定するイチゴ成長モデルの提案

从点云估计草莓生长模型的提案

• 发表时间: 2022
• 作者: Taketo Uemura;Takeo Onishi;Toshiyuki Otsuka and Ken HIRAMATSU;澤田守;田口光弘;澤田守;岡山毅・望月佑哉
• 通讯作者: 岡山毅・望月佑哉