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Last Updated :2024/09/15

研究者情報

マスター

アカウント（マスター）

  • 氏名

    野口　伸(ノグチ　ノボル), ノグチ　ノボル

所属（マスター）

  • 農学研究院　基盤研究部門　生物環境工学分野

所属（マスター）

  • 農学研究院　基盤研究部門　生物環境工学分野

独自項目

syllabus

  • 2021, スマート農業特論, Advanced Smart Agriculture, 修士課程, 農学院, Society5.0, AI,ビッグデータ, IoT, ロボット,スマート農業
  • 2021, 環境と人間, Environment and People, 学士課程, 全学教育, 食のバリューチェーン、Society 5.0、エネルギー、異分野融合、持続可能性、フィールド、ロバストネス（強靱性）
  • 2021, 物理学概論, Introduction to Physics, 学士課程, 農学部, 力学，エネルギー，運動，波動，熱力学，電磁気学，光，量子力学，原子核，放射線
  • 2021, 環境と人間, Environment and People, 学士課程, 全学教育, 土壌、水、大気、自然エネルギー、地域、物質循環、Information and communication technology (ICT) と農業生産、作物生産技術、持続的食料生産、農産物の収穫後技術と品質
  • 2021, フィールド情報システム学, Field Informatics and automation, 学士課程, 農学部, 空間情報，測位衛星システム，農作業ロボット，リモートセンシング，スマート農業
  • 2021, 自動制御工学, Automatic Control, 学士課程, 農学部, 動的システム，モデリング，システム安定性，フィードバック制御

PositionHistory

  • 教育研究評議会評議員, 2019年4月1日, 2021年3月31日
  • 教育研究評議会評議員, 2021年4月1日, 2023年3月31日
  • 大学院農学院副学院長, 2017年4月1日, 2019年3月31日
  • 大学院農学院副学院長, 2019年4月1日, 2021年3月31日
  • 大学院農学院副学院長, 2021年4月1日, 2023年3月31日
  • 大学院農学研究院副研究院長, 2017年4月1日, 2019年3月31日
  • 大学院農学研究院副研究院長, 2019年4月1日, 2021年3月31日
  • 大学院農学研究院副研究院長, 2021年4月1日, 2023年3月31日
  • 農学部副学部長, 2017年4月1日, 2019年3月31日
  • 農学部副学部長, 2019年4月1日, 2021年3月31日
  • 農学部副学部長, 2021年4月1日, 2023年3月31日
  • 農学部長, 2023年4月1日, 2025年3月31日
  • 大学院農学研究院長, 2023年4月1日, 2025年3月31日
  • 大学院農学院長, 2023年4月1日, 2025年3月31日

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プロフィール情報

学位

  • 農学博士（北海道大学）

プロフィール情報

  • 姓

    野口, ノグチ

  • 名

    伸, ノボル

  • ID各種

    200901057233229466

対象リソース

業績リスト

研究キーワード

  • スマート農業   リモートセンシング   フィールドロボット   生物環境情報   Precision agriculture   Remotesensing   Bio-robotics   Bio-infotronics   

研究分野

  • 環境・農学 / 農業環境工学、農業情報工学

経歴

  • 2021年04月 - 現在 北海道大学 ディスティングイッシュトプロフェッサー
  • 2004年04月 - 現在 北海道大学 大学院農学研究院 教授
  • 1997年04月 - 2004年03月 北海道大学 大学院農学研究科 助教授
  • 1990年04月 - 1997年03月 北海道大学 農学部 助手

学歴

  • 1987年04月 - 1990年03月   北海道大学   大学院農学研究科 博士後期課程
  • 1985年04月 - 1987年03月   北海道大学   大学院農学研究科修士課程
  • 1980年04月 - 1985年03月   北海道大学   農学部   農業工学科

委員歴

  • 2023年04月 - 現在   農業食料工学会   理事
  • 2021年05月 - 現在   日本農業工学会   会長   日本農業工学会
  • 2018年 - 現在   SIP「スマートバイオ産業・農業基盤技術」   PD代理・サブPD
  • 2017年 - 現在   日本生物環境工学会   理事長   国際農業工学会
  • 2017年 - 現在   国際自動制御連合(IFAC)   副技術委員長 (TC8.01)   国際自動制御連合(IFAC)
  • 2015年 - 現在   日本学術会議   連携会員
  • 2016年 - 2019年   SIP「次世代農林水 産業創造技術」プログラムディレクター   プログラムディレクター
  • 2005年 - 2014年   日本学術会議   会員
  • 2006年 - 2008年   日本学術振興会学術システム研究センター   専門研究員

受賞

  • 2022年06月 総務省 「情報通信月間」総務大臣表彰
  • 2020年09月 日本生物環境工学会 パラダイム・シフト大賞
     
    受賞者: 野口 伸
  • 2017年 日本生物環境工学会 特別研究功績賞
     
    受賞者: 野口 伸
  • 2017年 総務省北海道総合通信局 北海道総合通信局長表彰
     
    受賞者: 野口 伸
  • 2017年 北海道 北海道科学技術賞
     
    受賞者: 野口 伸
  • 2016年 農業情報学会 新農林社国際賞
     
    受賞者: 野口 伸
  • 2016年 読売新聞社 読売農学賞
     
    受賞者: 野口 伸
  • 2016年 日本農学会 日本農学賞
     
    受賞者: 野口 伸
  • 2015年 日本農業工学会 フェロー
     
    受賞者: 野口 伸
  • 2015年 日本農業工学会 日本農業工学会賞
     
    受賞者: 野口 伸
  • 2014年 日本生物環境工学会 論文賞
     
    受賞者: 野口 伸
  • 2013年 日本生物環境工学会 フェロー
     
    受賞者: 野口 伸
  • 2013年 内閣府 宇宙開発利用大賞内閣府特命担当大臣（宇宙政策）賞
     
    受賞者: 野口 伸
  • 2013年 農業情報学会 フェロー
     
    受賞者: 野口 伸
  • 2012年 Royal Academy of Engineering Distinguished Visiting Fellowship Award
     
    受賞者: 野口 伸
  • 2012年 北海道大学 研究総長賞
     
    受賞者: 野口 伸
  • 2011年 日本生物環境工学会 特別国際学術賞
     
    受賞者: 野口 伸
  • 2010年 農業機械学会 論文賞
     
    受賞者: 野口 伸
  • 2006年 農業情報学会 橋本賞
     
    受賞者: 野口 伸
  • 2006年 農業情報学会 学術賞
     
    受賞者: 野口 伸
  • 2003年 農業情報学会 奨励賞
     
    受賞者: 野口 伸
  • 2001年 米国農業工学会(ASAE) Best-Paper Award
     
    受賞者: 野口 伸
  • 2000年 国際農業工学会(CIGR) 技術貢献賞
     
    受賞者: 野口 伸
  • 2000年 農業機械学会 森技術賞
     
    受賞者: 野口 伸
  • 1998年 農業機械学会 学術賞
     
    受賞者: 野口 伸
  • 1997年 日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス部門賞
     
    受賞者: 野口 伸
  • 1994年 農業機械学会 研究奨励賞
     
    受賞者: 野口 伸

論文

  • サイバーフィジカルシステムにおけるロボットトラクタの走行制御
    森田 豪, Sristi Saha, 野口 伸
    農業食料工学会誌 85 6 393 - 399 2023年12月 [査読有り]
  • Sixun Chen, Noboru Noguchi
    Computers and Electronics in Agriculture 215 108409 - 108409 2023年12月 [査読有り]
  • Khin Nilar Swe, Sawa Takai, Noboru Noguchi
    Computers and Electronics in Agriculture 211 108037 - 108037 2023年08月 [査読有り]
  • Work schedule optimization for electric agricultural robots in orchards
    Tomoaki Hizatate, Noboru Noguchi
    Computers and Electronics in Agriculture Volume 210 107889  2023年07月 [査読有り]
  • 石橋 亮太, Sristi SAHA, 森田 豪, 前田 浩明, 河村 憲一, 野口 伸
    電子情報通信学会論文誌 C 4 154 - 162 2023年04月 [査読有り][招待有り]
  • Yoshitomo Yamasaki, Noboru Noguchi
    Smart Agricultural Technology 3 100141 - 100141 2023年02月 [査読有り]
  • Mengmeng Du, Minzan Li, Noboru Noguchi, Jiangtao Ji, Mengchao (George) Ye
    Drones 7 1 43 - 43 2023年01月07日 [査読有り]
     
    FVC (fractional vegetation cover) is highly correlated with wheat plant density in the reviving period, which is an important indicator for conducting variable-rate nitrogenous topdressing. In this study, with the objective of improving inversion accuracy of wheat plant density, an innovative approach of retrieval of FVC values from remote sensing images of a UAV (unmanned aerial vehicle) was proposed based on the mixed pixel decomposition method. Firstly, remote sensing images of an experimental wheat field were acquired by using a DJI Mini UAV and endmembers in the image were identified. Subsequently, a linear unmixing model was used to subdivide mixed pixels into components of vegetation and soil, and an abundance map of vegetation was acquired. Based on the abundance map of vegetation, FVC was calculated. Consequently, a linear regression model between the ground truth data of wheat plant density and FVC was established. The coefficient of determination (R2), RMSE (root mean square error), and RRMSE (Relative-RMSE) of the inversion model were calculated as 0.97, 1.86 plants/m2, and 0.677%, which indicates strong correlation between the FVC of mixed pixel decomposition method and wheat plant density. Therefore, we can conclude that the mixed pixel decomposition model of the remote sensing image of a UAV significantly improved the inversion accuracy of wheat plant density from FVC values, which provides method support and basic data for variable-rate nitrogenous fertilization in the wheat reviving period in the manner of precision agriculture.
  • Sristi SAHA, Tsuyoshi MORITA, Noboru NOGUCHI
    Engineering in Agriculture, Environment and Food 16 2 43 - 52 2023年 [査読有り]
  • Yue Yu, Yufei Liu, Jichun Wang, Noboru Noguchi, Yong He
    Computers and Electronics in Agriculture 204 107546 - 107546 2023年01月 [査読有り]
  • ビジョンセンサによるぶどう果樹園の自動走行に関する研究
    山中章弘, 山﨑歓友, 野口 伸
    農業食料工学会誌 84 4 256 - 264 2022年07月 [査読有り]
  • Ali Roshanianfard, Noboru Noguchi, Sina Ardabili, Csaba Mako, Amir Mosavi
    Agronomy 12 7 1594 - 1594 2022年06月30日 [査読有り]
     
    The present study focused on the development, optimization, and performance evaluation of a harvesting robot for heavyweight agricultural products. The main objective of developing this system is to improve the harvesting process of the mentioned crops. The pumpkin was selected as a heavyweight target crop for this study. The main components of the robot consist of mobile platforms (the main robot tractor and a parallel robot tractor), a manipulation system and its end-effector, and an integrated control unit. The development procedure was divided into four stages: stage I (designed system using Solidworks), stage II (installation of the developed system on a temporary platform), stage III (developed system on an RT-1 (Yanmar EG453)), and stage IV (developed system on an RT-2 (Yanmar YT5113)). Various indicators related to the performance of the robot were evaluated. The accuracy of 5.8 and 4.78 mm in x and y directions and repeatability of 5.11 mm were observed. The harvesting success rate of 87~92%, and damage rate of 5% resulted in the evaluation of the final version. The average cycle time was 35.1 s, 42.6 s, and 43.2 s for stages II, III, and IV, respectively. The performance evaluations showed that the system’s indicators are good enough to harvest big-sized and heavy-weighted crops. Development of the unique and unified system, including a mobile platform, a manipulation system, an end-effector, and an integrated algorithm, completed the targeted harvesting process appropriately. The system can increase the speed and improve the harvesting process because it can work all day long, has a precise robotic manipulation and end-effector, and a programmable controlling system that can work autonomously.
  • Ryota ISHIBASHI, Takuma TSUBAKI, Shingo OKADA, Hiroshi YAMAMOTO, Takeshi KUWAHARA, Kenichi KAWAMURA, Keisuke WAKAO, Takatsune MORIYAMA, Ricardo OSPINA, Hiroshi OKAMOTO, Noboru NOGUCHI
    IEICE Transactions on Communications E105.B 4 364 - 378 2022年04月01日 [査読有り][招待有り]
  • Yoshitomo Yamasaki, Mizuki Morie, Noboru Noguchi
    Computers and Electronics in Agriculture 193 106630 - 106630 2022年02月 [査読有り]
  • Thanh Tinh NGUYEN, Ricardo OSPINA, Noboru NOGUCHI, Hiroshi OKAMOTO, Quang Hieu NGO
    Environment Control in Biology 59 2 77 - 85 2021年04月01日 [査読有り]
  • Kannapat Udompant, Ricardo Ospina, Yong-Joo Kim, Noboru Noguchi
    Agronomy 11 3 483 - 483 2021年03月05日 [査読有り]
     
    The purpose of this study is to evaluate the performance of a robot combine harvester by comparing the Centimeter Level Augmentation Service (CLAS) and the Multi-Global Navigation Satellite System (GNSS) Advanced Demonstration tool for Orbit and Clock Analysis (MADOCA) from the Quasi-Zenith Satellite System (QZSS) by using the Real Time Kinematic (RTK) positioning technique as a reference. The first section of this study evaluates the availability and the precision under static conditions by measuring the activation time, the reconnection time, and obtaining a Twice Distance Root Mean Square (2DRMS) of 0.04 m and 0.10 m, a Circular Error Probability (CEP) of 0.03 m and 0.08 m, and a Root Mean Square Error (RMSE) of 0.57 m and 0.54 m for the CLAS and MADOCA, respectively. The second section evaluates the accuracy under dynamic conditions by using a GNSS navigation-based combine harvester running in an experimental field. The results show that the RMSE of the lateral deviation is between 0.04 m and 0.69 m for MADOCA and between 0.03 m and 0.31 m for CLAS; which suggest that the CLAS positioning augmentation system can be utilized for the robot combine harvester if the user considers these accuracy and dynamic characteristics.
  • Mengmeng DU, Noboru NOGUCHI, Atsushi ITO, Yukinori SHIBUYA
    Engineering in Agriculture, Environment and Food 14 3 86 - 94 2021年 [査読有り]
  • Basic research on a field scouting robot monitoring crop progress and condition (Part 1)
    Yamasaki, Y, Ikeda, I, Ospina, R, Noguchi, N
    Journal of the Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 83 1 37 - 41 2021年01月 [査読有り]
  • Suxing Lyu, Noboru Noguchi, Ricardo Ospina, Yuji Kishima
    International Journal of Agricultural and Biological Engineering 14 1 207 - 215 2021年 [査読有り]
     
    In this study, a lightweight phenotyping system that combined the advantages of both deep learning-based panicle detection and the photogrammetry based on light consumer-level UAVs was proposed. A two-year experiment was conducted to perform data collection and accuracy validation. A deep learning model, named Mask Region-based Convolutional Neural Network (Mask R-CNN), was trained to detect panicles in complex scenes of paddy fields. A total of 13 857 images were fed into Mask R-CNN, with 80% used for training and 20% used for validation. Scores, precision, recall, Average Precision (AP), and F1-score of the Mask R-CNN, were 82.46%, 80.60%, 79.46%, and 79.66%, respectively. A complete workflow was proposed to preprocess flight trajectories and remove repeated detection and noises. Eventually, the evident changed in rice growth during the heading stage was visualized with geographic distributions, and the total number of panicles was predicted before harvest. The average error of the predicted amounts of panicles was 33.98%. Experimental results showed the feasibility of using the developed system as the high-throughput phenotyping approach.
  • Hao Wang, Noboru Noguchi
    GPS Solutions 25 1 2020年11月13日 [査読有り]
     
    Abstract We present a pure data-driven method to estimate vehicle dynamics from the measurements of sideslip and yaw rate in the use of GPS and inertial navigation system. The GPS and INS configuration provides vehicle position, velocity vector, vehicle orientation, and yaw rate observations. A new dynamic mode decomposition with control (DMDc) method denoises the state observations by adopting the total least-squares algorithm. The total least-squares DMD with control (tlsDMDc) helps discover the underlying dynamics with the time-dependent observations of states and external control. The experiments of a simulated linear dynamic model with synthetic Gaussian noise illustrate that the solutions of tlsDMDc are more accurate than the standard DMDc to characterize underlying dynamics with imperfect measurements. We additionally investigate how the algorithm performs on vehicle motion deduction and sensor bias correction. It has been shown that the tlsDMDc-based state estimator with the couple of GPS and inertial sensor measurements provides accurate and robust observation in the presence of model error and measurement noise.
  • Ali Roshanianfard, Noboru Noguchi
    Computers and Electronics in Agriculture 174 105503 - 105503 2020年07月 [査読有り]
  • Real-Time Weed Detection in Rice Fields in the Vietnamese Mekong Delta
    Nguyen, T. T, Ospina, R, Noguchi, N, Okamoto, H, Ngo, Q.H
    Journal of the Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 82 3 247 - 256 2020年05月 [査読有り]
  • Ricardo Ospina, Noboru Noguchi
    International Journal of Agricultural and Biological Engineering 13 6 183 - 194 2020年
  • Hao Wang, Noboru Noguchi
    Engineering in Agriculture, Environment and Food 12 4 414 - 419 2019年10月 [査読有り]
  • Navigation of a robot tractor using the Japanese Quasi-Zenith Satellite System (Part 1)
    Wang Hao, Noguchi, N
    Journal of the Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 81 4 250 - 255 2019年07月 [査読有り]
  • Ricardo Ospina, Noboru Noguchi
    Computers and Electronics in Agriculture 162 602 - 612 2019年07月 [査読有り]
  • Yufei Liu, Noboru Noguchi, Lingguang Liang
    Computers and Electronics in Agriculture 162 126 - 133 2019年07月 [査読有り]
  • Rahman Md. Mostafizar, Ishii Kazunobu, Noguchi Noboru
    INTELLIGENT SERVICE ROBOTICS 12 2 167 - 179 2019年04月 [査読有り][通常論文]
  • Yin Xiang, Du Juan, Noguchi Noboru, Yang Tengxiang, Jin Chengqian
    INTERNATIONAL JOURNAL OF AGRICULTURAL AND BIOLOGICAL ENGINEERING 11 6 89 - 94 2018年11月 [査読有り][通常論文]
  • Wang Hao, Noguchi Noboru
    INTERNATIONAL JOURNAL OF AGRICULTURAL AND BIOLOGICAL ENGINEERING 11 6 113 - 119 2018年11月 [査読有り][通常論文]
  • 三浦尚史, 野口伸
    農業食料工学会誌 80 5 297‐306  2018年09月 [査読有り][通常論文]
  • Yin Xiang, Noguchi Noboru, Yang Tengxiang, Jin Chengqian
    INTERNATIONAL JOURNAL OF AGRICULTURAL AND BIOLOGICAL ENGINEERING 11 5 95 - 99 2018年09月 [査読有り][通常論文]
  • Noguchi Noboru
    JOURNAL OF ROBOTICS AND MECHATRONICS 30 2 165 - 172 2018年04月 [査読有り][通常論文]
  • Ricardo Ospina, Noboru Noguchi
    Engineering in Agriculture, Environment and Food 11 1 9 - 18 2018年01月01日 [査読有り][通常論文]
     
    This paper introduces an alternative method to model the tire dynamic parameters of an agricultural vehicle from experimental data sets without the use of conventional test equipment. A Global Positioning System implementing a Real Time Kinematic scheme (RTK-GPS) and an Inertial Measurement Unit (IMU) are used to estimate the vehicle's body sideslip angle and to establish the relation between the tire's lateral forces and slip angles for different soil conditions in terms of soil moisture content and cone index. To validate the method introduced in this paper, the results obtained from the experimental data sets were compared with an empirical modeling method which uses a particular form of the relationship between lateral force, normal force and slip angle expressed as an exponential function. Results show that the method introduced in this paper can give a more accurate description of the relation between the tire's lateral forces and slip angles. This knowledge can be applied to improve automatic steering controller systems.
  • Liu Yufei, Noguchi Noboru, Okamoto Hiroshi, Ishii Kazunobu
    TARIM BILIMLERI DERGISI-JOURNAL OF AGRICULTURAL SCIENCES 24 1 33 - 41 2018年 [査読有り][通常論文]
  • Roshanianfard Ali, Noguchi Noboru
    TARIM BILIMLERI DERGISI-JOURNAL OF AGRICULTURAL SCIENCES 24 1 91 - 104 2018年 [査読有り][通常論文]
  • Kamata Tatsuki, Roshanianfard Ali, Noguchi Noboru
    IFAC PAPERSONLINE 51 17 244 - 249 2018年 [査読有り][通常論文]
  • Roshanianfard Ali, Kamata Tatsuki, Noguchi Noboru
    IFAC PAPERSONLINE 51 17 332 - 338 2018年 [査読有り][通常論文]
  • Chi Zhang, Noboru Noguchi
    COMPUTERS AND ELECTRONICS IN AGRICULTURE 142 79 - 90 2017年11月 [査読有り][通常論文]
     
    A multi-robot tractor system for conducting agriculture field work was developed in order to reduce total work time and to improve work efficiency. The robot tractors can form a spatial pattern, I-pattern, V-pattern or W-pattern, during the work process. The safety zones of each robot were defined as a circle and a rectangle. The robots can coordinate to turn to the next lands without collision or deadlock. The efficiency of the system depends on the number of robots, the spatial pattern, the setting distance between each robot, and the field length. Three simulations were carried out to determine the usefulness of the system. The simulation results showed that the efficiency range of three robots using the I-pattern is from 83.2% to 89.8% at a field length of 100 m. The efficiency range of seven robots using the W-pattern is from 59.4% to 65.8% at a field length of 100 m. However, the minimum efficiency of seven robots using the W-pattern is 84.9% at a field length of 500 m. The efficiency would be higher than 85% if the field length was larger than 500 m. Thus, the newly developed multi-robot tractor system is more effective in a large field. (c) 2017 Elsevier B.V. All rights reserved.
  • Du Mengmeng, Noguchi Noboru, Itoh Atsushi, Shibuya Yukinori
    INTERNATIONAL JOURNAL OF AGRICULTURAL AND BIOLOGICAL ENGINEERING 10 5 1 - 13 2017年09月 [査読有り][通常論文]
     
    Recently near-ground remote sensing using unmanned aerial vehicles (UAV) witnessed wide applications in obtaining field information. In this research, four Rapideye satellite images and eight RGB images acquired from UAV were used from early June to the end of July, 2015 covering two experimental winter wheat fields, in order to monitor wheat canopy growth status and analyze the correlation among satellite images based normalized difference vegetation index (NDVI) with UAV's RGB images based visible-band difference vegetation index (VDVI) and ground variables of the sampled grain protein contents. Firstly, through image interpretation of UAV's multi-temporal RGB images with fine spatial resolution, the wheat canopy color changes could be intuitively and clearly monitored. Subsequently, by monitoring the changes of satellite images based NDVI as well as VDVI values and UAV's RGB images based VDVI values, the conclusions were made that these three vegetation indices demonstrated the same and synchronized trend of increasing at the early stage of wheat growth season, reaching up to peak values at the same timing, and starting to decrease since then. The results of the correlation analysis between NDVI of satellite images and sampled grain protein contents show that NDVI has good predicative capability for mapping grain protein content before ripening growth stage around June7, 2015, while the reliability of using satellite image based NDVI to predict grain protein contents becomes worse as ripening stage approaches. The regression analysis between UAV's RGB image based VDVI and satellite image based VDVI as well as NDVI showed good coefficients of determination. It is concluded that it is feasible and practical to temporally complement satellite remote sensing by using UAV's RGB images based vegetation indices to monitor wheat growth status and to map within-field spatial variations of grain protein contents for small scale farmlands.
  • Mengmeng Du, Noboru Noguchi
    REMOTE SENSING 9 3 2017年03月 [査読有り][通常論文]
     
    Applications of remote sensing using unmanned aerial vehicle (UAV) in agriculture has proved to be an effective and efficient way of obtaining field information. In this study, we validated the feasibility of utilizing multi-temporal color images acquired from a low altitude UAV-camera system to monitor real-time wheat growth status and to map within-field spatial variations of wheat yield for smallholder wheat growers, which could serve as references for site-specific operations. Firstly, eight orthomosaic images covering a small winter wheat field were generated to monitor wheat growth status from heading stage to ripening stage in Hokkaido, Japan. Multi-temporal orthomosaic images indicated straightforward sense of canopy color changes and spatial variations of tiller densities. Besides, the last two orthomosaic images taken from about two weeks prior to harvesting also notified the occurrence of lodging by visual inspection, which could be used to generate navigation maps guiding drivers or autonomous harvesting vehicles to adjust operation speed according to specific lodging situations for less harvesting loss. Subsequently orthomosaic images were geo-referenced so that further study on stepwise regression analysis among nine wheat yield samples and five color vegetation indices (CVI) could be conducted, which showed that wheat yield correlated with four accumulative CVIs of visible-band difference vegetation index (VDVI), normalized green-blue difference index (NGBDI), green-red ratio index (GRRI), and excess green vegetation index (ExG), with the coefficient of determination and RMSE as 0.94 and 0.02, respectively. The average value of sampled wheat yield was 8.6 t/ha. The regression model was also validated by using leave-one-out cross validation (LOOCV) method, of which root-mean-square error of predication (RMSEP) was 0.06. Finally, based on the stepwise regression model, a map of estimated wheat yield was generated, so that within-field spatial variations of wheat yield, which was usually seen as general information on soil fertility, water potential, tiller density, etc., could be better understood for applications of site-specific or variable-rate operations. Average yield of the studied field was also calculated according to the map of wheat yield as 7.2 t/ha.
  • Yufei Liu, Noboru Noguchi, Roshanian Fard Ali
    INTERNATIONAL JOURNAL OF AGRICULTURAL AND BIOLOGICAL ENGINEERING 10 1 88 - 96 2017年01月 [査読有り][通常論文]
     
    The objective of this research was to determine the Nomoto model maneuverability indices of an agricultural unmanned airboat which was developed to perform autonomous weeding and paddy growth monitoring in a paddy field. A global positioning system compass and an inertial measurement unit were attached on the airboat body to record the position, heading and angular rate. The zig-zag experiments were adopted to obtain the maneuverability indices. The Matlab-based maneuvering simulations were conducted and compared with field experimental data of circular motion test and sinusoidal running test, respectively. The results showed that the trace error was at sub-meter level, which expounds the validity of the obtained maneuvering indices. The proposed Nomoto model maneuverability indices can be used to improve the airboat precise automatic control in paddy field.
  • Teng Zhao, Noboru Noguchi, Liangliang Yang, Kazunobu Ishii, Jun Chen
    Nongye Jixie Xuebao/Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery 47 11 32 - 37 2016年11月25日 [査読有り][通常論文]
     
    To overcome the shortages of the developed method for edge detection system based on laser rangefinder (LF), a vision based fast edge information acquiring algorithm for the LF system was proposed. Inverse perspective mapping (IPM) geometrical transform was used to remove the perspective effect on original mature wheat field. The image after IPM transformation was then processed by illumination reduction and contrast enhancement to make the difference between cut and uncut wheat field more evidently, and then transferred into grayscale image. Threshold segmentation method based on histogram was used to convert grayscale image into a binary image, so as to distinguish the cut and uncut wheat. The target points were clustered by adopting cross correlation method on each horizontal scan line in the binary image, and then Hough transform was used to detect the edge line between cut and uncut wheat. The proposed method extended the field of view of the edge detection system based on LF, and owing to the LF system the region of interest area for image processing was well restricted. The results showed an average deviation of 2.35 cm, with standard deviation of 3.26. This edge detector providing satisfied performance under different conditions, was an effective edge detection method, and met the demand of recognition for navigation path in wheat harvesting.
  • Zhao Teng, Noboru Noguchi, Yang Liangliang, Kazunobu Ishii, Chen Jun
    INTERNATIONAL JOURNAL OF AGRICULTURAL AND BIOLOGICAL ENGINEERING 9 2 21 - 28 2016年03月 [査読有り][通常論文]
     
    The objective of this research was to develop an uncut crop edge detection system for a combine harvester. A laser rangefinder (LF) was selected as a primary sensor, combined with a pan-tilt unit (PTU) and an inertial measurement unit (IMU). Three-dimensional field information can be obtained when the PTU rotates the laser rangefinder in the vertical plane. A field profile was modeled by analyzing range data. Otsu's method was used to detect the crop edge position on each scanning profile, and the least squares method was applied to fit the uncut crop edge. Fundamental performance of the system was first evaluated under laboratory conditions. Then, validation experiments were conducted under both static and dynamic conditions in a wheat field during harvesting season. To verify the error of the detection system, the real position of the edge was measured by GPS for accuracy evaluation. The results showed an average lateral error of +/- 12 cm, with a Root-Mean-Square Error (RMSE) of 3.01 cm for the static test, and an average lateral error of +/- 25 cm, with an RMSE of 10.15 cm for the dynamic test. The proposed laser rangefinder-based uncut crop edge detection system exhibited a satisfactory performance for edge detection under different conditions in the field, and can provide reliable information for further study.
  • Chi Zhang, Noboru Noguchi, Liangliang Yang
    COMPUTERS AND ELECTRONICS IN AGRICULTURE 121 269 - 281 2016年02月 [査読有り][通常論文]
     
    Two robot tractors were used in a leader-follower system for agricultural field work. Each of the robots is fully independent and can conduct field work alone. They can also work together to form a certain spatial arrangement during the operation. During the headland turn, to make the best use of headland, the two robots coordinate to turn to next path and do not keep the spatial arrangement. Each robot is simplified as a rectangular zone, and the two robots cooperate and coordinate to turn to the next path without collision. This system is designed for practical application, and the system gains the ability to tolerate most of the disturbances in a real field. Fault tolerant methods in accordance with agricultural work are illustrated to solve the common disturbances from the GPS and the IMU. Field experiments were conducted to determine the effectiveness of the system. The results of the experiments showed that the two robot tractors can work safely together to complete the field work. The average lateral error of the navigation system of the robots was less than 0.04 m, and the efficiency of the leader-follower system was improved by 95.1% compared with that of a conventional single robot. (C) 2016 Elsevier B.V. All rights reserved.
  • Yufei Liu, Noboru Noguchi
    Engineering in Agriculture, Environment and Food 9 1 21 - 26 2016年01月01日 [査読有り][通常論文]
     
    The objective of this research was to develop an unmanned surface vehicle (USV) using global positioning system (GPS) compass for autonomous navigation in a paddy field. The surface vehicle used in the research was a radio-controlled air propeller vessel modified into an unmanned surface vehicle platform. The GPS compass was attached to the top of the USV platform as the navigation sensor to provide the position and heading angle. The USV platform can navigate automatically on predefined pathways. From the trajectory data of line-following navigation measured by a total station, the root mean square (RMS) lateral error from the target path was 0.25 m in a no-wind day. The ultimate goal of the research is to realize autonomous herbicide application and paddy growth monitoring based on the USV platform.
  • Y. Liu, N. Noguchi, K. Ishii, L. Liang
    2016 IEEE/SICE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON SYSTEM INTEGRATION (SII) 906 - 911 2016年 [査読有り][通常論文]
     
    Robotics technology brings innovation for agriculture industry. In order to solve the grain issue and the labor force issue in the world, the smart agriculture is an important approach at present and in the future. In this paper, a new path planning method based on wind direction is proposed for agricultural unmanned boat which is susceptible to the effect of wind. This method could be utilized in an arbitrary convex quadrilateral paddy field or a pond where the agricultural robot boat could navigate automatically. The simulation and field test shows that when the boat does farm work, the new path planning algorithm could cover the whole farm field under the minimum effect of wind.
  • Md. Shaha Nur Kabir, Ming-Zhang Song, Nam-Seok Sung, Sun-Ok Chung, Yong-Joo Kim, Noboru Noguchi, Soon-Jung Hong
    Engineering in Agriculture, Environment and Food 9 1 27 - 35 2016年01月01日 [査読有り][通常論文]
     
    Objective of this research was to evaluate the performance of single and multi-GNSS receivers and investigate the different capability under different modes of the multi-GNSS receiver for positioning assessment under stationary and moving conditions in typical Korean agricultural sites such as open field, orchard, and mountainous area. During stationary tests of the single-GNSS receiver (Model: R100, Hemisphere DGPS) with differential correction, the Twice the Distance Root Mean Square values (2DRMS) values were found as 0.162 m, 0.196 m, and 1.720 m in open field, orchard, and mountainous area, respectively. For multi-GNSS receiver (Model: SIGMA-G3T, JAVAD GNSS Inc.) with Precise Point Positioning (PPP) mode, the 2DRMS values were found as 0.077 m, 0.162 m, and 0.929 m for carrier phase differential (RTK) with fixed ambiguities (pd) with QZSS (Quasi-Zenith Satellite System) signal in open field, orchard, and mountainous area, respectively. During the moving tests of the single-GNSS receiver, the Root Mean Square Error (RMSE) values were found as 0.168 m, 0.221 m, and 1.372 m in open field, orchard, and mountainous area, respectively. For multi-GNSS receiver with PPP mode, the RMSE values were found as 0.152 m, 0.182 m, and 1.13 m for pd with QZSS signal in open field, orchard, and mountainous area, respectively. Number of satellites tracked by the multi-GNSS receiver was greater than the single-GNSS receiver in all cases. This research provides capability and accuracy of a multi-GNSS receiver and comparison with a single-GNSS, which would be helpful for selecting appropriate receivers and methods in various agricultural conditions.
  • Development and application of a wheel-type robot tractor
    Yang,L., Noguchi, N., Takai,R
    Engineering in Agriculture, Environment and Food 9 2 131 - 140 2016年 [査読有り][通常論文]
  • Ricardo Ospina, Noboru Noguchi
    Engineering in Agriculture, Environment and Food 9 1 123 - 130 2016年01月01日 [査読有り][通常論文]
     
    This paper describes the methods for estimating a vehicle's dynamic parameters using a Global Positioning System implementing a Real Time Kinematic scheme (RTK-GPS) and an Inertial Measurement Unit (IMU). An RTK-GPS system and an IMU are used to estimate the vehicle's body sideslip angle and then obtain the relation between the tire's lateral forces and slip angles, and also the tire's cornering stiffness. In order to compare the experimental results two vehicle models are described the bicycle geometric model and the bicycle dynamic model. The method of least squares was applied to the experimental data in order to obtain mathematical expressions that account for the nonlinearities of the system. It is shown that the measurements performed can be used to estimate the tire sideslip and the tire cornering stiffness. The experimental results are consistent to the predictions made by the models, which verifies the potential of this method to determine a nonlinear mathematical model.
  • 塚本 隆行, ジャベル ニザール, 木村 義彰, 野口 伸
    農業食料工学会誌 78 5 416 - 423 農業食料工学会 2016年 [査読有り][通常論文]
     

    バイオガスプラントで生成したバイオガスのうち，発電や熱利用以外の未利用バイオガスについて，車両用燃料としての利用技術を検討した。バイオガスと軽油の二燃料で稼働するトラクタの開発を行った。出力，トルク，燃費性能試験の結果，バイオガストラクタはエンジン回転数，負荷に応じてバイオガス供給量を自動制御することで，軽油単味運転と同等の出力・トルク性能を発揮した。また，バイオガスによる軽油の代替率は，熱量換算で最大86%に達した。動力計を用いた定置条件で排ガス性能試験を行った結果，CO2，NOx，黒煙濃度が減少し，HCとCOが増加することが明らかになった。

  • 塚本 隆行, ジャベル ニザール, 木村 義彰, 野口 伸
    農業食料工学会誌 78 5 424 - 431 農業食料工学会 2016年 [査読有り][通常論文]
     

    バイオガスプラントで生じた未利用のバイオガスの有効な利用技術が求められている。そこで車両用燃料としての利用技術を検討し，バイオガス・軽油二燃料で稼働する技術（バイオガストラクタ）を開発した。バイオガスプラントを擁する酪農家をモデルとして，バイオガストラクタによるほ場作業の実証試験を行った。試験の結果，すべての作業で軽油単味運転と同等の作業性能を発揮しながら軽油消費量を低減させた。作業ごとに軽油消費量の削減効果を検討した結果，ヘイレーキの作業では7割以上の軽油消費量を削減した。現地実証試験と動力計を用いた定置試験によって，バイオガストラクタの燃費性能を明らかにした。

  • Ali Roshanianfard, Noboru Noguchi
    IFAC PAPERSONLINE 49 16 155 - 160 2016年 [査読有り][通常論文]
     
    Robotics can play a significant role to increase efficiency and lighten the farmer's load. Despite challenges in the agricultural robotic designs, robots are capable of performing various tasks and changing themselves accordingly, based on specific conditions. To address modern problems in the agricultural field, an agricultural robot is one of the key technologies. Although agricultural robotic is still in the development stage, these particular robots have a bright future ahead. This paper proposes a new 5DOF articulated robotic arm design that would become a solution for heavy crop harvesting like pumpkin and cabbage. The main design process of the device was conceived using 6 stages of Shigley design process. All components were designed, assembled and analyzed by using Solidworks 2014 in compliance with JIS standards. The parts of the system that had dynamic nature were analyzed manually using standard mechanical formulas. Calculations of the workspace, required joint torque, and coordination of mass center position were developed using standard machine design methods. Denavit-Hartenberg method was used to calculate forward and reverse kinematics. To resolve the torque reduction, components were designed by different material and mass center and were compared together. Results showed that total torque in Joints number 1, 2. 3, 4 and 5 were 6.15, 257.35, 103.4, 20.2 and 0.1 N. m respectively with a rotational speed range of 15 60 rpm. Changes in the linkage material and servo motor location improved 29.7% similar to 47.7% and 29.7% similar to 68.9% of the total required torque for each joint. The maximum distance covered by the ann was 1640 mm from the 12 and 1830 mm from the attachment point. According to the feedback received from a reverse kinematics equation algorithm, the fundamental operation of the robot arm had an optimal performance. (C) 2016, IFAC (International Federation of Automatic Control) Hosting by Elsevier Ltd. All rights reserved.
  • Mengmeng Du, Noboru Noguchi
    IFAC PAPERSONLINE 49 16 5 - 9 2016年 [査読有り][通常論文]
     
    Satellite remote sensing has been proved to be an effective way of monitoring crop growth status and yield prediction Recently near -ground remote sensing using unmanned aerial vehicle (UAV) witnessed wide applications in obtaining field information. In this research, four satellite and eight UAV images were used from early June to the end of July, 2015, which covers two experimental wheat fields; in order to monitor wheat canopy growth status and analyze the correlation among satellite images based normalized difference vegetation index (NDVI) with UAV images based visible-band difference vegetation index (VDVI) and ground variable of grain protein contents. The results of relational analysis of NDVI with sampled wheat grain protein content showed that the NDVI related most to the grain protein content at the later stage of wheat growing season, one week prior to harvesting. And the correlation analysis of NDVI with VDVI showed good consistency at the early stage of wheat growing season, with the coefficient of determination R-2=0.77, in regardless of the wheat varieties. (c) 2016, IFAC (International Federation of Automatic Control) Hosting by Elsevier Ltd. All rights reserved.
  • Zhang,Z., Noguchi, N., Ishii,K
    Journal of the Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 77 1 45 - 50 農業食料工学会事務局 2015年 [査読有り][通常論文]
  • Development of a Cooperative Working System of a Robot Tractor with a Human-driven Tractor
    Zhang,C, Yang,L, Noguchi,N
    Engineering in Agriculture, Environment and Food 8 1 7 - 12 2015年 [査読有り][通常論文]
  • Yin Xiang, Noboru Noguchi
    INTERNATIONAL JOURNAL OF AGRICULTURAL AND BIOLOGICAL ENGINEERING 7 5 14 - 21 2014年10月 [査読有り][通常論文]
     
    The aim of this study was to develop a general-purpose electric off-road robot vehicle by using automatic control technologies. The vehicle prototype used in this study was a commercially-purchased electricity utility vehicle that was designed originally for manual operations. A manipulating unit, an automatic steering system and a speed control system were developed and integrated into a CAN-bus network for operating on functions (forward, reverse, park or stop), realizing desired steering angles and maintaining a constant speed, respectively, in the mode of automation. An autonomous navigation system based on RTK-GPS and IMU was used to evaluate the performance of the newly developed off-road robot. Field tests showed that the maximum error in speed control was 0.29 m/s and 0.22 m/s for speed tests and autonomous runs, respectively. The lateral offset was less than 10 cm in terms of straight paths, indicating that the automatic steering control system was of good performance.
  • Yufei Liu, Noboru Noguchi, Kazunobu Ishii
    IFAC Proceedings Volumes (IFAC-PapersOnline) 19 4435 - 4440 2014年 
    The objective of this research was to explore the use of data information of a low-cost IMU to provide an attitude angle with acceptable accuracy for agricultural robot. This work was an attempt to create attitude angle estimation system via sensor fusion method based on a triple gyroscope and a tri-axis accelerometer in this low-cost IMU. The used algorithm processed and integrated the data from the gyroscope and the accelerometer using a mean filter and a Kalman filter. Under this algorithm, the experiment data showed that the estimation precision was improved effectively. It can solve noise jamming, and be especially suitable for the robot which is sensitive to the payload and cost effective.
  • Liangliang Yang, Noboru Noguchi
    IFAC PAPERSONLINE 47 3 11571 - 11576 2014年 [査読有り][通常論文]
     
    This article described the development and utilization of a CAN-bus based robot tractor. A RTK-GPS and an IMU were utilized as a position and a posture sensor for the development of a navigation system. The path planning and navigation control method were described in this article. Three field tests were conducted to show the performance and stability of the robot on straight path, logged path following crop rows and long time work. The RMS value of lateral and heading errors of three tests were 0.05 m and 0.6 degree, 0.02 m and 0.77 degree, 0.04 m and 0.75 degree, respectively. The results revealed the CAN bus based robot tractor has high and stable navigation accuracy. The accuracy was acceptable for all tests.
  • Yufei Liu, Noboru Noguchi, Takeshi Yusa
    IFAC PAPERSONLINE 47 3 11553 - 11558 2014年 [査読有り][通常論文]
     
    The objective of this research was to develop an unmanned surface vehicle (USV) platform for autonomous navigation in the paddy field. The surface vehicle used in this research was a radio controlled air propeller vessel that had been modified into an unmanned surface vehicle platform. A GP S compass system was attached to the top of the USV platform as the navigation system to provide the position and heading angle. The USV platform can autonomously navigate to the predefined navigation map. From the GPS trajectory data of the map based navigation experiment, the in-system root mean square (RMS) lateral error from the target path was observed to be less than 0.45 m, and the in-system RMS heading error was 4.4 degree or less. The final goal of the research is going to realize the autonomous weeding, intelligent fertilization or paddy growth management based on this USV platform.
  • Chi Zhang, Liangliang Yang, Noboru Noguchi
    IFAC PAPERSONLINE 47 3 11559 - 11564 2014年 [査読有り][通常論文]
     
    Automated agricultural equipment such as a robot tractor has been developed to solve the problem of agriculture labor force shortage. A human-driven tractor following a robot system is useful for saving time on a large-scale farm. In this kind of system, a robot tractor does farm work while a human-driven tractor is following and doing a different operation. The human operator can control the robot through a controller. To monitor work conditions of the leading robot tractor, four cameras are mounted on the robot tractor, and images from the cameras are sent to the human-driven tractor through a video transmission system. The human operator can check the surroundings of the robot from a monitor. Also, a laser scanner is mounted in the front of the robot for safety. The results of an experiment using the system showed that the precision of the robot tractor, which had an RMS error of about 0.03 m, was better than that of an experienced tractor operator, for which the RMS error was about 0.04 m, while the range of lateral errors of the human-driven tractor improved from 0.25 m to 0.20 m by following the robot.
  • Yufei Liu, Noboru Noguchi, Kazunobu Ishii
    IFAC PAPERSONLINE 47 3 4435 - 4440 2014年 [査読有り][通常論文]
     
    The objective of this research was to explore the use of data information of a low-cost IMU to provide an attitude angle with acceptable accuracy for agricultural robot. This work was an attempt to create attitude angle estimation system via sensor fusion method based on a triple gyroscope and a triaxis accelerometer in this low-cost IMU. The used algorithm processed and integrated the data from the gyroscope and the accelerometer using a mean filter and a Kalman filter. Under this algorithm, the experiment data showed that the estimation precision was improved effectively. It can solve noise jamming, and be especially suitable for the robot which is sensitive to the payload and cost effective.
  • Liangliang Yang, Noboru Noguchi
    IFAC PAPERSONLINE 47 3 11577 - 11582 2014年 [査読有り][通常論文]
     
    A 2D laser scanner was used for obstacle detection for autonomous vehicles for its high accuracy at both indoor and outdoor environment on the measurement of distance. Traditionally, the obstacle detection method was depended on the distance from an object to a laser scanner, and an obstacle was defined if the measured distance was less than a threshold. A shortage of the traditional obstacle detection method for a robot tractor is that a low obstacle cannot be detected when the height of the obstacle is lower than the height of the scantling plane of the 2D laser scanner. In this article, obstacle detection method using two 2D laser scanners is discussed. One laser scanner is mounted at the front and the other is mounted at the rear of the vehicle in order to cover the whole surroundings of the vehicle. The laser scanner was mounted look-at-down in order to detect a low obstacle. A test was carried out at an outdoor environment to verify the developed safety system. The test results indicate the developed system could detect obstacles with accuracy around 10 cm.
  • Development of a Crawler-type Robot Tractor using RTK-GPS and IMU
    Takai,R, Yang,L, Noguchi,N
    Engineering in Agriculture, Environment and Food 7 4 143 - 147 2014年 [査読有り][通常論文]
  • Ze Zhang, Noboru Noguchi, Kazunobu Ishii, Liangliang Yang
    Engineering in Agriculture, Environment and Food 7 2 91 - 96 2014年 [査読有り][通常論文]
     
    The objective of this study was to optimize the control parameters of a robot combine harvester so that it can run along a straight line with minimal oscillation and minimal lateral error. A kinematic model was established by analyzing the relations among steering, control lever angle and performance of the vehicle. Based on the kinematic model, optimizations of a steering controller were conducted so as to obtain optimized control parameters. The optimized control parameters were verified by field experiments. In a stable state, the RMS value of lateral error was 0.025 m with a maximum of 0.066 m. Thus, the effectiveness of the method for optimization of control parameters of the robot combine harvester was verified. © 2014, Asian Agricultural and Biological Engineering Association. Published by Elsevier B.V. All rights.
  • Development of a Robot Combine Harvester
    Zhang,Z., Noguchi, N., Ishii,K
    Journal of the Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 77 1 45 - 50 2014年 [査読有り][通常論文]
  • Xiang Yin, Noboru Noguchi, Jongmin Choi
    COMPUTERS AND ELECTRONICS IN AGRICULTURE 98 17 - 24 2013年10月 [査読有り][通常論文]
     
    The objective of this study was to develop a target recognition and following system for a field robot. The platform used in this study was an electric vehicle that had been modified into an automatic vehicle. A 3D camera was attached in the front of the vehicle to deliver depth and grayscale information on the environment. The degrees of correspondence between objects present in consecutive frames were calculated using their spatial descriptors and grayscale features. A correspondence assigner was designed to recognize the same objects in consecutive frames, and their locations could be acquired at the same time. Based on a pursuit strategy, an appropriate steering angle was calculated for the robot vehicle to move towards the target. A PID controller was used to determine appropriate vehicle speed for maintaining a certain distance from the target. Field tests were conducted to evaluate robustness and performance of the system. Results showed that the robot vehicle was correctly and effectively guided to follow the target while preventing collisions with disturbances. RMS errors were 1.0 m and 1.3 degrees in terms of space and deflection angle, respectively, when following a target that moved in a straight line at an average speed of 1.1 m/s. (C) 2013 Published by Elsevier B.V.
  • Yosuke Matsuo, Osamuo Yukumoto, Satoshi Yamamoto, Noboru Noguchi, Yoshiyuki Hara
    Japan Agricultural Research Quarterly 47 2 153 - 164 2013年04月 [査読有り][通常論文]
     
    A tilling robot capable of unmanned rotary tilling with the XNAV navigation system was examined to improve and expand the adaptability of the robot operation. Firstly, as an effective and safe method of using the robot, we proposed a method whereby one operator manually operated a conventional tractor while engaged in the unmanned operation of a robot tractor. As a result of the rotary tilling test, to which the use method was applied, the robot operation was performed without trouble, and one operator could perform the operation with efficiency about 1.8 times superiorto manned operation. Secondly, as an application to farm work other than rotary tilling, operation software for seeding and soil paddling was created based on operation software for rotary tilling. From the results of robot wheat seeding field tests, it was proved that the operation could be successfully performed without trouble and that the conventional two-person work could be done by one operator. The robot soil paddling was also successfully performed with efficient operation paths compared to manned operation.
  • Yufei Liu, Noboru Noguchi, Kazunobu Ishii
    IFAC Proceedings Volumes (IFAC-PapersOnline) 1 1 2013年 
    The objective of this research was to explore the use of data information of a low-cost IMU to provide an attitude angle with acceptable accuracy for agricultural robot navigation. This work was an attempt to create attitude angle estimation system via sensor fusion method based on gyroscope and accelerometer in this low-cost IMU. The used algorithm processed and integrated the data from triple gyroscope and tri-axis accelerometer using a low-pass filter and Kalman filter. Under this algorithm, experiment data showed that the estimation precision was improved effectively. It can solve noise jamming, and realize attitude angle optimal estimation.
  • Jongmin Choi, Xiang Yin, Noboru Noguchi
    IFAC Proceedings Volumes (IFAC-PapersOnline) 4 1 103 - 108 2013年 [査読有り][通常論文]
     
    The objective of this study was to develop an autonomous navigation system for a combine harvester using a laser scanner. The laser scanner was attached to the top of the harvester cabin through a pan tilt unit that tilted the laser scanner in the vertical plane to obtain 3D information on the field. A field profile was modeled by investigating the spatial distribution of range data measured by the laser scanner in a soybean field. A crop row localization method used a cross correlation algorithm to calculate the relative position and direction between the vehicle and crop rows. Field experiments were conducted in a row-planted soybean field during harvesting season. Results showed that the combine harvester had RMS errors of 0.02 m and 0.8 degrees in terms of lateral offset and heading deflection, respectively, in detecting the soybean row localized between cut and uncut areas under static conditions. The corresponding RMS errors were 0.07 m and 3 degrees when the combine harvester was autonomously guided to perform soybean harvesting along crop rows at a speed of 0.97 m/s in the field. Copyright © 2013 IFAC.
  • Xiang Yin, Noboru Noguchi
    IFAC Proceedings Volumes (IFAC-PapersOnline) 4 1 109 - 114 2013年 [査読有り][通常論文]
     
    The objective of this study was to develop a target following system for a field robot. The platform used in this study was an electric vehicle that had been modified into a robot vehicle. A 3D camera was attached to the front of the vehicle to deliver depth and grayscale information on the environment. Based on a pursuit strategy, an appropriate steering angle was calculated for the robot vehicle to move towards the target. A PID controller was used to determine appropriate vehicle speed for maintaining a certain distance from the target. Field tests were conducted to evaluate robustness and performance of the newly developed system. Results showed that the robot vehicle was effectively guided to follow the target. RMS errors were 1.0 m and 1.3 degrees in terms of space and deflection angle, respectively, when following a target that moved in a straight line at an average speed of 1.1 m/s. Copyright © 2013 IFAC.
  • Development of a laser scanner-based navigation system for a combine harvester
    Choi,J, Yin,X, Yang,L, Noguchi,N
    Engineering in Agriculture, Environment and Food 7 1 7 - 13 2013年 [査読有り][通常論文]
  • Vali Rasooli Sharabian, Noboru Noguchi, Kazunobu Ishi
    Environmental Control in Biology 51 3 105 - 112 2013年 [査読有り][通常論文]
     
    In order to select appropriate vegetation indices for winter wheat, field experiments with four levels of N-fertilizer (0, 30, 60, and 90 kg ha -1) in two repetitions were conducted for three years. Hyper-spectral reflectance data using a portable field spectroradiometer (351 to 2,500 nm) were recorded from 10 am to 2 pm under cloudless conditions at two different growth stages of winter wheat. All two-band and three-band combinations of several vegetation indices were subsequently calculated in an algorithm for determining linear regression analysis against SPAD value, protein content, and grain yield. R square matrices were used to make contour plots and 3-D scatters. Using overlaying in analysis tools of ArcMap the between first and second year results, a number of common hot spots with strong correlations were revealed. The selected hot spots were validated with the dataset of the third year to choose the best vegetation indices for crop variable estimations.
  • Baofeng Su, Noboru Noguchi
    Engineering in Agriculture, Environment and Food 6 2 48 - 53 2013年 [査読有り][通常論文]
     
    This paper describes a new method for extracting the agricultural land use pattern around the Miyajimanuma inland wetland based on remote sensing imagery. A land parcel and particle swarm optimization (PSO) K-means-based minimum distance classification (MDC) (LP-PSOK-MDC) method was developed. This method includes three steps: 1) considering the diversity of crop planting and growth state, a training sample pre-classification-based MDC method was developed 2) the land parcels information was extracted by using watershed transform algorithm finally, 3) pixels in the same land parcel were re-classified. Results of the study suggest that using this method the classification result was easily up to 96 %, much better than results obtained by using traditional supervised classification methods such as MDC and unsupervised classification method.
  • Sharabian,R.V, Noguchi,N, Han-ya,I, Ishii,K
    Engineering in Agriculture, Environment and Food 6 3 118 - 127 Asian Agricultural and Biological Engineering Association 2013年 [査読有り][通常論文]
     
    The usefulness of a ground-based sensor embedded on tractor for monitoring the growth of winter wheat using a two plant nutrition active sensors (CropSpec) and RTK-GPS was investigated in this study. In order to consider the reliability of the results, the winter wheat was cultivated in farm land of Hokkaido University. Four levels of N fertilizer were applied to make differences in crop conditions, and growth information was acquired at four growth stages. A strong correlation (R2 > 0.70) for Nitrogen Sufficiency Index (S1 value) and ground truth data was found in the second stage of data collection. Also, a strong relationship (R2 > 0.90) between in-season estimation (INSE) of S1 value and other vegetation indices acquired using a spectroradiometer as a passive sensor demonstrated good performance of CropSpec. However, for diagnosis of crop growth condition for variable rate application, use of the S1 value without elimination of different measurement times is recommended.
  • Yin,X, Noguchi,N, Ishii,K
    Engineering in Agriculture, Environment and Food 6 2 41 - 47 Asian Agricultural and Biological Engineering Association 2013年 [査読有り][通常論文]
     
    The aim of this study was to develop an obstacle avoidance system using a 3D camera. A noise filtering algorithm was used to detect corrupted pixels and a background removal method was used to distinguish obstacles from the background. A clustering algorithm based on a 2D histogram back-projected obstacle pixels onto the ground plane for image segmentation and analysis. Experiments showed that this system had a maximum error of 10 cm and an RMS error of 5.6 cm for position accuracy under static conditions and an RMS error of 7.1 cm in distance detection under moving conditions. Field tests showed that the developed system could effectively detect obstacles in real-time.
  • Liangliang Yang, Noboru Noguchi
    COMPUTERS AND ELECTRONICS IN AGRICULTURE 89 116 - 125 2012年11月 [査読有り][通常論文]
     
    It is critical to detect and identify obstacles for safe operation of robot tractors. This study focused on human detection using an omni-directional stereo vision (OSV). The Lucas-Kanade optical flow detection method was used to detect human in a panoramic image. A 3D panoramic image that was reconstructed from stereo rectified images using the sum of squared differences (SSDs) method was used to locate the position of a human. To evaluate the performance of the developed human detection method, two RTK-GPSs were used to investigate the accuracy of the detection method under stationary and motion conditions of a robot tractor. The results of field experiments indicated that a human could be detected successfully under both given conditions in the daytime. The RMS error of measured distance was less than half a meter compared with the reference distance measured by the RTK-GPSs. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.
  • Yosuke Matsuo, Osamu Yukumoto, Noboru Noguchi
    JARQ-JAPAN AGRICULTURAL RESEARCH QUARTERLY 46 4 295 - 303 2012年10月 [査読有り][通常論文]
     
    The tilling robot mainly comprises: a robot vehicle called ROBOTRA, which is remodeled to control parts of commercially available tractors automatically, a navigation system called XNAV, which detects and outputs robot positioning information using an auto-tracking type surveying device, and a controller with read operation software to execute path planning and control the robot vehicle. The robot has ability almost equivalent to that of customary manned-driven tractors and can perform unmanned rotary tilling on a rectangular field. To improve its adaptability during unmanned operation, we remodeled it so that it could perform path operations differing from customary rotary tilling and performed field tests. We proposed two different path operation methods: "diagonal operation"; performing returning straight operations diagonally against the longer side of the field; and "round operation"; performing straight operations parallel to the four sides in the entire field area, and developed a software package for the same. Following field tests using the software, we confirmed that favorable unmanned operation could be achieved through both methods.
  • 松尾陽介, 行本修, 山本聡史, 野口伸
    農業機械化研究所研究報告 0 41 96P - 88 生物系特定産業技術研究推進機構農業機械化研究所 2012年03月 [査読有り][通常論文]
     
    ロボットトラクタ(以下,ロボット)は,市販トラクタの各部を自動制御できるように改造したロボット車両と,自動追尾型測量装置を用いてロボットの位置情報や方位情報を検出・出力する航法システムXNAV,および経路計画やロボット車両の制御を行う作業ソフトを読み込んだコントローラにより主に構成される。ロボットは,慣行の有人運転作業と同程度の作業能率,作業精度で矩形ほ場のロータリ耕作業を無人で行う性能を有している。ロボットの適応性拡大や効率的な利活用方法の研究として,ロータリ耕作業とは異なる経路による作業や播種作業,代かき作業を行える作業ソフトの開発,及びロボット作業と有人運転作業を同時並行で行う2台同時作業法の提案を行い,ほ場作業試験によりそれらの開発ソフトの性能や作業法の効果等を確認した。2台同時作業法は,オペレータ1人で従来型トラクタによる慣行作業の約1.8倍の能率でほ場作業が行え,ロボットを有効かつ安全に活用する作業法と評価できた。開発したロボットの性能は,慣行の有人運転作業と同程度の作業能率,作業精度で各種の農作業が行えることを確認し,省力効果や取扱い性,信頼性,作業安全の点についても実用利用できるレベルに近いものとすることができた。
  • Hassan Masoudi, Reza Alimardani, Mahmoud Omid, Seyed Saeid Mohtasebi, Noboru Noguchi
    SENSORS AND MATERIALS 24 3 115 - 126 2012年 [査読有り][通常論文]
     
    In this study, we have evaluated the ability of ultrasonic sensors to produce guidance signals for greenhouse application robots. First, one high-quality ultrasonic sensor was selected and some basic experiments were carried out. Experimental results showed that with predetermined internal parameters, the accuracy of the selected sensor was good for distances between 15 and 215 cm and angles between 0 and 30 degrees. The maximum width of view of each sensor was 17.15 cm for flat surfaces and 33.20 cm for round surfaces. From these results, the final configuration of sensors around the robot was determined. With a designed averaging algorithm, it was possible to calculate the averages of orientation and position with high accuracy from ultrasonic sensor outputs. Also, from comparison with data from reference sensors, the maximum error and root mean square error (RMSE) for orientation and position were 11.23 degrees, 4.036 degrees and 3 cm, 0.714 cm, respectively.
  • Yutaka Kaizu, Munetaka Iio, Hiroyuki Yamada, Noboru Noguchi
    BIOSYSTEMS ENGINEERING 109 4 338 - 347 2011年08月 [査読有り][通常論文]
     
    An unmanned airboat for mapping the water quality of shallow (<1 m) mire pools where aquatic weeds flourish was developed. A differential global positioning system receiver and a global positioning system compass were used as navigation sensors. The airboat was designed for automatic operation. Using the boat, parameters such as temperature, pH, dissolved oxygen, electrical conductivity, turbidity and chlorophyll-a of the water were measured in a 26-ha mire pool in Hokkaido, Japan. To determine the appropriate sampling-grid size, 10-m spacing linear sampling was conducted, and the spatial variability of the mire pool characteristics was determined using a semivariogram. Results from the spherical model fit to the empirical semivariogram revealed spatial fluctuations in the water-quality parameters on the scale of 100-140 m. Because the size of the grid must be smaller than this scale, a second survey of water samples in the pool was carried out using a grid size of 40 m x 40 m. At each target point, a water-quality sensor unit was lowered from the boat. The survey of the entire grid area took approximately 231 min, during which time 130 points were sampled. The precision of the sampling points was within 2.6 m. The maximum speed and yaw rate of the airboat were 1.2 m s(-1) and 48 degrees s(-1), respectively. The resulting maps provided fine-scale distribution of water quality. (C) 2011 IAgrE. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.
  • Akira Mizushima, Kazunobu Ishii, Noboru Noguchi, Yousuke Matsuo, Renfu Lu
    COMPUTERS AND ELECTRONICS IN AGRICULTURE 76 2 198 - 204 2011年05月 [査読有り][通常論文]
     
    The objective of this research was to develop a low-cost attitude sensor for agricultural vehicles. The attitude sensor was composed of three vibratory gyroscopes and two inclinometers. A sensor fusion algorithm was developed to estimate tilt angles (roll and pitch) by least-squares method. In the algorithm, the drift error of the gyroscopes was estimated using the inclinometers. In addition to tilt angles, the attitude sensor also estimated the absolute heading angle and position with inclination error correction by integrating a GPS. Tests were conducted on a flat field, a sloping ground and a bumpy road. Results showed that the attitude sensor was able to estimate the roll angle with the maximum root mean square error of 0.43 degrees, the pitch angle with 0.61 degrees and the heading angle with 0.64 degrees. Moreover, the attitude sensor dramatically improved the positioning accuracy from 25.9 cm to 3.0 cm in the sloping ground test and from 8.4 cm to 3.7 cm in the bumpy road test. The proposed technology used in the attitude sensor will help to develop advanced agricultural applications. Published by Elsevier B.V.
  • Issei Han-ya, Kazunobu Ishii, Noboru Noguchi
    Environmental Control in Biology 48 2 51 - 58 2010年 [査読有り][通常論文]
     
    The objective of this study was to develop a reliable field monitoring system combining helicopter-based and satellite-based remote sensing. In this research, multi-spectral imageries were used that was taken by SPOT5, QuickBird-2 and helicopter. These imageries were synchronously taken. As every vision covers the same wavelength range and takes same objects, the color information of the satellite and helicopter images would be integrated. The relation of the information on NDVI was examined. There was a high correlation between satellite-based NDVI and helicopter-based NDVT, The R2 value was 0.81 between helicopter-based NDVI and Quickbird-2 satellite-based NDVI. Therefore, it was possible to do revision of the color information on the relative satellite imageries in using helicopter imageries. Using these color information, the field status (moisture content of wheat ear) can be estimated. Combined Helicopter-based NDVI and satellite-based NDVI, it became possible to estimate the wide range in high accuracy and high efficiency.
  • Barawid Jr.,O.C, Noguchi,N
    Journal of Japanese Society of Agricultural Machinery 72 3 243 - 250 農業機械学会事務局 2010年 [査読有り][通常論文]
  • 若林宗平, JABER Nizar, 野口伸
    農業機械学会誌 72 3 268 - 275 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2010年 [査読有り][通常論文]
     
    トラクタ機関として二燃料機関を用いる場合，軽油消費量を削減しつつ燃焼効率を向上させるには，バイオガスの供給を機関負荷に応じて制御する必要がある。本研究では，二燃料機関へのバイオガス供給の最適化を行い，目的関数に応じたバイオガスの供給マップを作成した。自作した電子制御ユニット（Electric Control Unit ; ECU）を用いてバイオガス供給の制御を行い，最適化したトラクタ用ディーゼル機関の出力性能，排気性能の評価を行った。
    出力性能試験の結果，機関の最大出力，最大トルクに変化は見られず，軽油単味運転時と同程度であった。ISO計測基準8178-4に基づいて負荷条件を平均化した排出ガス特性を検討した結果，最適化後の二燃料機関の排気性能は所期の目的関数に見合った結果となり，CO排出量の改善がみられた。また，軽油の消費減少量，正味熱消費率についてもバイオガス最適化の効果が認められ，低負荷時の燃焼効率は改善された。最適化した機関を用いてほ場作業のシミュレーションを行った結果，バイオガス供給マップにより想定される機関性能が得られた。
  • 半谷一晴, 石井一暢, 野口 伸
    環境情報科学 23 155 - 160 環境情報科学センター 2009年 [査読有り][通常論文]
  • 速水敦郎, 姜 太煥, 海津 裕, 野口 伸
    農業機械学会誌 71 5 60 - 66 2009年 [査読有り][通常論文]
  • 西野邦彦, 宮田雄介, 澁谷幸憲, 野口 伸
    農業機械学会誌 71 5 88 - 94 2009年 [査読有り][通常論文]
  • Teimourlou,R.F, Noguchi,N
    Journal of Japanese Society of Agricultural Machinery 71 4 43 - 51 2009年 [査読有り][通常論文]
  • Jaber,N, Walabayashi,S, Tsukamoto,T, Noguchi,N
    Journal of Japanese Society of Agricultural Machinery 71 4 74 - 82 2009年 [査読有り][通常論文]
  • 松尾 陽介, 行本 修, 野口 伸
    農業機械学会誌 71 3 85 - 93 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2009年 [査読有り][通常論文]
     
    実用レベルの無人ロータリ耕を行うことができる耕うんロボットについて，第1にその有効な利用方法として，1人のオペレータがロボットに無人作業を行わせながら従来型トラクタの有人運転作業を行う方法を提案した。第2にロータリ耕以外の作業への適用として，ロータリ耕用の作業ソフトをベースに播種作業と代かきを行う作業ソフトを作成した。第1の利用方法を適用したほ場試験の結果，ロボット作業はトラブルなく行われ，オペレータ1人で有人運転作業の約1.8倍の能率で作業を行うことができた。第2の他作業の適用では，麦の播種作業を省力的にかつ高精度で行うことができ，代かきを慣行の有人運転作業と比べ効率的に行うことができた。
  • Barawid Jr.,O.C, Teimourlou,R.F, Noguchi,N, Ishii,K
    Journal of Japanese Society of Agricultural Machinery 70 6 76 - 84 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2008年 [査読有り][通常論文]
     
    ココナッツ園における作業を想定して, レーザスキャナを航法センサとした自動走行システムの開発を研究の目的とした。本研究では, 自動走行システムを開発する上で7つのプロセスが採用された。レーザースキャナによるデータ取得・処理, ハフ変換による樹列認識取得された距離空間情報のマスキング処理, 擬似的ココナツ園における試験, ナビゲーションシグナルのノイズ除去のための移動平均処理, 操舵制御アルゴリズムおよび自動走行試験である。また, 採用したハフ変換は樹列を直線として認識・処理し, 車両はその認識された直線を走行するように操舵制御した。
  • 横堀潤, 丹羽勝久, 野口伸
    農業機械学会誌 70 5 92 - 100 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2008年 [査読有り][通常論文]
     
    本研究の目的は, 産業用無人ヘリコプタをプラットフォームとして圃場を撮影する場合の所要時間と画像データ数を低減することである。そのため, 圃場全体を1枚の画像に撮影するようにカメラに俯角をつけた画像取得方法に着目し, 幾何補正を行った。さらに, 上記の幾何補正法を用いた作物生育図として, 小麦倒伏地図の作成を試みた。その結果, 俯角をつけた撮影法による幾何補正手法として, 圃場4隅点を利用した2次元射影変換による幾何補正法が有用であった。また, 俯角をつけた撮影方法による幾何補正手法を利用した小麦倒伏判別モデルの正判別率は98.0%であり, そのモデルから作成した小麦倒伏図は実際の倒伏の状況を的確に捉えていると判定された。
  • Teimourlou,R.F, Noguchi,N
    Journal of Japanese Society of Agricultural Machinery 70 5 69 - 76 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2008年 [査読有り][通常論文]
     
    農用ロボットのナビゲーションにおいて, 障害物を認識し, 適切な衝突回避動作を採ることは安全な作業を行う上で重要である。本研究では, 牧草収穫作業のロボット化を目指し, 全方位カメラを用いて, 収穫対象でかつ障害物になるロールベールを画像から抽出し, ベールの位置推定する方法を考案することを目的とした。
    画像処理により最大40m遠方まで約90%のロールベールを認識できた。さらに, 判別分析を導入することで, ベール位置の推定精度を向上させた。カメラからロールベールまでの距離推定の精度はR. M. S. で1.07mであった。この精度は牧草地においてロボットがロールベールをリアルタイムに認識するに十分な精度と判断された。
  • Jaber,N. Tsukamoto,T, Noguchi,N
    Journal of Japanese Society of Agricultural Machinery 70 3 97 - 105 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2008年 [査読有り][通常論文]
     
    環境負荷低減を目的として, バイオガス・軽油二燃料機関による農用トラクタの開発を行った。本研究では, バイオガス・軽油二燃料トラクタ機関について, バイオガス供給量を自動制御するバイオガス供給アルゴリズムの開発を目的とした。
    二燃料運転によるディーゼル機関の基本性能について, 特にバイオガスと軽油の熱量換算の燃料消費率 (BSHC) 及び燃料代替率の検討を行った。二燃料運転の基本性能を把握した後, 吸気管内圧力 (MAP) を機関負荷推定のパラメータとして, バイオガス供給制御アルゴリズムの試作と性能試験を行った。試験の結果, 試作アルゴリズムは安定して機関回転数と負荷に応じてバイオガス供給量を制御できた。
  • 松尾 陽介, 行本 修, 野口 伸
    農業機械学会誌 70 3 82 - 88 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2008年 [査読有り][通常論文]
     
    実用レベルの無人ロータリ耕を行うことができる耕うんロボットについて, ほ場や作業に対する適応性向上を目標に, 無人作業における作業重複幅の設定や作業経路の履行順等を選択できるように作業ソプトの改良を行った。また, 区画長辺に対して斜めの往復直進作業を行う「斜め作業法」と区画4辺に平行な直進作業を区画全面に対して行う「回り作業法」を提案し, その作業ソフトの開発を行った。作業試験の結果, いずれの作業法についても良好な無人作業が行えることを確認した。
  • 姜 太換, 横田 雅彦, 石井 一暢, 海津 裕, 野口 伸
    農業機械学会誌 70 3 65 - 73 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2008年 [査読有り][通常論文]
     
    本研究は前方180°にわたり対象物の距離と角度が計測可能なレーザスキャナとRTK-GPSを利用した地形測量システムを開発することを目的した。ロボットトラクタにレーザスキャナを搭載し, ほ場を2m間隔で自律走行を行い, ほ場位置に対する地形データを収得した。レーザスキャナを用いて測定した地形データの精度はロボットトラクタの走行軌跡から基準となる地形データを算出して比較し検証した。その結果, ほ場面積1.2haで, 2m間隔でのロボットトラクタの走行による地形測量では作業に74分要したのに対して, スキャン幅を4, 8, 12mと広げると, それぞれ誤差の平均は4.3, 5.6, 5.0cm, 誤差の標準偏差は5.4, 5.7, 6.3cmとなり, 測定精度はスキャン幅の増加によって多少低下したが作業時間は各々25, 15, 11分に短縮された。以上の結果から開発した測量システムはほ場の地形測量において高精度, 高能率なシステムと判断された。
  • 松尾 陽介, 行本 修, 野口 伸, 濱田 安之
    農業機械学会誌 70 2 104 - 112 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2008年 [査読有り][通常論文]
     
    航法システムXNAVを用いて無人作業を行う耕うんロボットについて, 無人作業の信頼性向上と安全性確保を目的に, 作業ソフトに自己診断や異常時対応を行う機能を組み込んだ。自己診断は, 無人作業前の初期設定が行われた後に, 航法情報の正常な取得やロボット各部の適正な設定・動作などをロボット自身がチェックする機能である。異常時対応は, 無人作業中に, 航法情報の取得や走行・作業の状態などをチエックする機能である。いずれの機能においても, 何らかの異常があった場合は, 正常な状態への修正や復帰処理がオペレータとロボットの対話に基づいて進められる。これらの機能の動作は, 異常や不適な状況を作っての試験により確認した。
  • 塚本隆行, JABER Nizar, 若林宗平, 野口伸
    農業機械学会誌 70 2 113 - 119 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2008年 [査読有り][通常論文]
     
    近年, 地球温暖化対応策として再生可能なエネルギーであるバイオマスの利用が注目されている。なかでも, 有機性廃棄物の嫌気発酵によって生成されるバイオガスは, 高カロリーの可燃性ガスであり様々な用途への使用方法が研究されている。そこで, ディーゼル機関に供給し, バイオガス・軽油二燃料運転の環境負荷低減効果について評価することを目的として, 排出ガス特性の調査を行った。
    ISO計測標準8178-4に則して負荷条件を平均化した排出ガス特性を検討した結果, バイオガス・軽油二燃料機関は, CO, HC排出量の増加, NOX排出量の削減が認められた。カーボンニュートラルを考慮し, バイオガスの燃焼によって生じたCO2を排出量として計上しないとき, 二燃料運転では軽油運転と比較して最大65%のCO2を削減できることが明らかになった。
  • 横堀潤, 丹羽勝久, 野口伸
    農業機械学会誌 70 1 55 - 64 2008年 [査読有り][通常論文]
  • R. Sugiura, N. Noguchi, K. Ishii
    BIOSYSTEMS ENGINEERING 96 3 301 - 313 2007年03月 [査読有り][通常論文]
     
    A system based on a thermal camera was developed for monitoring soil water status. This study used a thermal camera to take images of a field from a low-altitude helicopter. Thermal infrared energy captured by cameras tends to include errors because of atmospheric effects. This means that the image must be corrected for atmospheric transmissivity. The transmissivity can be determined from the ambient temperature, the humidity and the distance between the target object and the sensor. A method for correcting the image was developed using a principle of thermal imaging. The imaging accuracy was improved by the correction method. Remote-sensing experiments using an unmanned helicopter were conducted at an agricultural field. The experimental field was a paddy field with uniform soil quality, and the images of bare soil in the field were obtained at 10 a.m. and 3 p.m. on the same day. The correlation between the thermal image temperature and soil water content was evaluated. The determination coefficient between water content and temperature at 10 a.m. was 0.69 and that at 3 p.m. was 0.64. The difference in temperature between the two images was examined. The determination coefficient between water content and temperature difference was 0.42. Finally, a map of ground surface water content was generated using the captured image obtained at 10 a.m. The thermal imagery was found to be useful in determining within-field variability in ground surface soil moisture status. (c) 2006 IAgrE. All rights reserved Published by Elsevier Ltd.
  • Oscar C. Barawid, Akira Mizushima, Kazunobu Ishii, Noboru Noguchi
    BIOSYSTEMS ENGINEERING 96 2 139 - 149 2007年02月 [査読有り][通常論文]
     
    The objective of this study was to develop an automatic guidance system capable of navigating an autonomous vehicle travelling between tree rows in a real-time application. The study focused solely on straight line recognition of the tree rows using a laser scanner as a navigation sensor. A 52 kW agricultural tractor was used as the platform on which the laser scanner was mounted. A Hough transform was used as the algorithm to recognise the tree row. An auto-regression method eliminated the white Gaussian noise in the laser scanner data. A calibration method was used to select the offset position of the laser scanner and to correct the heading and lateral error evaluation. An appropriate speed for tractor was also determined. By obtaining an accuracy of 0.11 m lateral error and 1-5 degrees heading error, it was possible to navigate the robot tractor autonomously between the orchard row crops. (c) 20,06 IAgrE. All rights reserved Published by Elsevier Ltd.
  • ジャベル ニザル, 野口 伸
    農業機械學會誌 69 1 89 - 98 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2007年01月01日 
    農産物残渣物から得られるバイオガスを, 脱硫・高濃度化し農用車両の燃料へ適用することは, これまでの電気熱源利用同様, 有益な技術である。
    適用に当たって, 農用車両に用いられるディーゼル機関の点火機構は, 排ガス性能へ直接影響することから, 十分に文献調査した。天然ガスやバイオガスなどのメタンを軽油とともにディーゼル機関の燃料とする二燃料運転では, NOxと黒煙を減少させるが, 高負荷ノックを起こし, 低負荷では失火を起こすことが明らかにされている。これら問題の解決方法は世界中で研究されており, 一部実用化に至っているものもあるが, 未だ様々な試みが行われている。
  • BARAWID Oscar, C. Jr, ISHII Kazunobu, NOGUCHI Noboru
    Journal of Japan Society of Agricultural Machinery 69 1 59 - 67 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2007年 [査読有り][通常論文]
     
    本研究は果樹園のような環境で自動走行させるために, 自動走行車両に搭載した2次元レーザスキャナの正確な取付位置を取得できるセンサキャリブレーション法の開発を目的とした。センサ前方に存在する対象物までの距離と角度を出力できるレーザスキャナについて航法センサとしてのキャリブレーション法を検討した。開発したキャリブレーション法はハフ変換, 回転座標変換, 最小二乗法を組み合わせたものである。開発したキャリブレーションを行った結果, レーザスキャナの設置位置を車両座標系のもとで正確に同定できた。最後に, センサキャリブレーション値を使用して自律走行を行った場合, キャリブレーションしない場合よりも, 走行精度が向上することを確認した。
  • 姜 太煥, 白水 宏和, 石井 一暢, 野口 伸
    農業機械学会誌 69 3 51 - 58 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2007年 [査読有り][通常論文]
     
    本研究は牧草地の基盤整備造成に対する新技術及び整備基準, 造成工法を確立するためのシステム開発を目指した。草地整備改良において表土扱いしない低コストの改良山成工法をRTK-GPS/GISの活用によって提案することが最終目的である。ロボットトラクタによる地形測量や牧草収穫時の作業特性を解析することで改良山成工の工法基準を検討した。改良山成工の基準を求めるために車体加速度の合成ベクトルと傾斜角度を用いて判別分析を行なった結果, 作業性に問題がある領域と問題がない領域の判別が可能であった。
  • 野口 伸
    学術の動向 11 2 38 - 41 Japan Science Support Foundation 2006年
  • 原令幸, 竹中秀行, 野口伸, 石井一暢
    農業機械学会誌 68 2 88 - 93 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2006年 [査読有り][通常論文]
     
    北海道で多用されているブームスプレーヤを供試し, GPSからの速度と流量・圧力センサからの情報を用い, 車速連動方式の散布量制御システムの開発を行った。また, 無人防除作業を行うため, 散布開始および終了時に作動するブームの自動開閉システムの開発を行った。本スプレーヤとGPSおよびCAN-BUSを装備したロボットトラクタを用い, てんさい圃場で無人防除作業システムの検証を行った。車速連動方式の散布量制御およびロボットトラクタによる自律走行の精度は高く, 本システムは無人防除作業に利用可能である。
  • 杉浦 綾, 深川 知久, 原 令幸, 石井 一暢, 野口 伸
    農業機械学会誌 68 2 42 - 49 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2006年 [査読有り][通常論文]
     
    本研究はマルチスペクトルイメージングセンサ (MSIS) を用いて, 作物の生育状態をリモートセンシングできるシステムの開発を目標とした。リモートセンシングで生育推定を行うには, 屋外の環境光変化によらず, 適切な画像が得られなければならない。そのため, 事前にCCDゲインを自動調整し, センシング中に露光時間を制御できるシステムとした。また, 植被率算出時に障害となる画像中の防除畝を自動認識・除去できるアルゴリズムを考案した。供試作物を小麦とし, 止葉期及び開花期においてセンシング試験を行った。グランドトゥルースとしてSPAD値, 草丈, 茎数, 窒素含有率, 乾物重及び収量を扱った。センシングデータとグランドトゥルースとの重回帰モデルを生成し, 推定精度を評価した結果, 決定係数は止葉期ではSPAD値: 0.72, 草丈: 0.59, 茎数: 0.58, 乾物重: 0.59, 窒素含有率: 0.62, 収量: 0.61となった。また, 開花期ではSPAD値: 0.72, 窒素含有率: 0.62, 収量: 0.54と推定の可能性を示した。一方, 草丈, 茎数, 乾物重については相関がみられなかった。最後に, 導出した校正式をもとにほ場全体の生育状態を示すGISマップを作成した。
  • 石井一暢, 杉浦綾, 深川知久, 野口伸, 柴田洋一
    農業機械学会誌 68 2 33 - 41 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2006年 [査読有り][通常論文]
     
    本研究は, G, R及びNIRの3波長画像を同時に取得できるマルチスペクトルイメージングセンサを用いて, 作物の生育状態をリアルタイムにセンシングできるシステムの構築を目標とした。短時間でほ場全体をセンシングするためプラットフォームに産業用無人ヘリコプタを採用した。ほ場において取得した画像から作物生育状態の指標となる草丈, 茎数, SPADを精度よく抽出できる画像処理法を考案した。ほ場試験では, 水稲を供試作物としたセンシングを試みた。その結果, 移植, 直播いずれの品種も精密農法への適用に耐えうる精度で草丈, 茎数, SPADのセンシングが可能であった。
  • Tae-Hwan Kang, Ryo Sugiura, Noboru Noguchi
    Environmental Control in Biology 44 3 207 - 214 2006年 [査読有り][通常論文]
     
    In this research, growth information of wheat was acquired using multi-spectral imaging sensor (MSIS) mounted on an unmanned helicopter and application of variable rate fertilizer based on this growth information. Growth information of the wheat obtained from normalized difference vegetation index (NDVI) value. NDVI value was calculated by image processing of the acquired image. Calculated NDVI was used to generate a map. This map was used for the application of the variable rate fertilizer in the wheat field. Moreover, the growth variation of the wheat by variable rate fertilizer was analyzed. The variability of SPAD was low before the variable rate fertilizer. Comparison of variable rate and uniform rate fertilizer has been carried out. The cross-correlation coefficient of SPAD and NDVI was low in the variable rate fertilizer compare with uniform rate fertilizer section. There is no correlation before and after variable rate fertilizer because the variable rate fertilizer influences the SPAD and NDVI of the wheat. The protein variability of the variable rate fertilizer section is less than the uniform rate fertilizer section. The yield in variable rate fertilizer section that has been fertilized with nitrogenous fertilizer of 1.7 N-kg 10 acre is almost the same with the uniform rate fertilizer section.
  • M Kise, Q Zhang, N Noguchi
    TRANSACTIONS OF THE ASAE 48 3 1269 - 1278 2005年05月 [査読有り][通常論文]
     
    The capability of detecting and identifying obstacles on the expected path and taking appropriate collision avoidance actions automatically is critical for safe operation of autonomous agricultural vehicles. This article presents an obstacle detection and identification algorithm for an on-tractor laser range finder-based obstacle detector This algorithm consists of a template matching function and a Kalman filter for detecting the location of an obstacle, reconstructing the silhouette of the detected obstacle, and estimating its relative motions. Field validation test results verified that this obstacle detector was capable of detecting a moving object within a semicircle of 8 in radius and reconstructing a 2D silhouette of the obstacle progressively in real time. The errors of this obstacle detector in estimating the position, speed, and moving direction of the obstacle relative to the tractor were 0.052 in, 0.11 in s(-1), and 1.2 degrees, respectively. Such accuracies are sufficient for providing safety warning and collision avoidance for autonomous tractors infield operation.
  • R Sugiura, N Noguchi, K Ishii
    BIOSYSTEMS ENGINEERING 90 4 369 - 379 2005年04月 [査読有り][通常論文]
     
    The objective of this study is to develop a system that can generate a map regarding crop status obtained by mounting an imaging sensor on an unmanned helicopter. The flight characteristic of an unmanned helicopter is effective for remote sensing. A real-time kinematic global positioning system (RTK-GPS) was adopted, and an inertial sensor (INS) that provides posture (roll and pitch angles) was installed in the helicopter. In addition, a geomagnetic direction sensor (GDS) that outputs an absolute direction was also attached to the helicopter. While obtaining pictures using the imaging sensor on the unmanned helicopter, image distortions arose due to changes in helicopter posture. Converting from image coordinates to global coordinates removes this distortion. However, a geomagnetic warp surrounding the helicopter created errors in the posture data, particularly a large GDS error. By correcting GDS errors, it was possible to generate a field map from helicopter-captured image data with a spatial error of 38 cm. (c) 2005 Silsoe Research Institute. All rights reserved.
  • Development of 3-D GIS map generation system using an unmanned helicopter
    Takashi Iwahori, Ryo Sugiura, Kazunobu Ishii, Noboru Noguchi
    2005 ASAE Annual International Meeting 2005年 
    The objective of this study is to generate a 3D-GIS map of farm field. The survey system was developed based on an unmanned helicopter. An RTK-GPS was adopted as a positioning sensor, and an inertial sensor that provides posture (roll and pitch angles) was installed on the helicopter. Moreover, a geomagnetic direction sensor (GDS) that outputs absolute direction is also equipped with the helicopter. And a laser scanner was adopted to detect the distances between a helicopter and ground. This leaser scanner provides a two-dimensional range data. Tthe sensor was attached on a pan-head can rotate in pan and tilt directions. Pan-head angles can be measured by two rotary encoders with 0.001 rad of resolution. Therefore, field elevation was sensed by rotating the pan head during hovering of an unmanned helicopter. In order to develop the precise survey system, the offset due to misalignment of sensor attachment was identified by measuring already measured position. And, because the GDS is influenced by a magnetic field surrounding the GDS, the direction data includes significant error. The GDS bias was also compensated by a FOG. Finally, the developed system accuracy was evaluated by the field test and express a farm field with 3D-GIS map. The 3D-GIS map was generated by transforming a laser scanner coordinate to global coordinate using a helicopter position and posture data.
  • 3-D GIS map generation using a robot tractor with a laser scanner
    Masahiko Yokota, Akira Mizushima, Kazunobu Ishii, Noboru Noguchi
    2005 ASAE Annual International Meeting 2005年 
    3-D GIS Map Generation is necessary for applying precision agriculture to acquire the information of field environment. This research allows the autonomous robot tractor to gather surrounding spatial information in a field. For instance, soil moisture content and soil organic matter strongly affect crop growth and yield. Thus, it is important to understanding the variability in the field to be able to promote precision agriculture. In this study, a laser scanner, attached with inclination to the roof of the tractor, acquires the 3-D information by scanning in a plane. It was able to detect objects within 80 m radius during tractor's navigation. In addition, a RTK-GPS measured vehicle position while a posture sensor determined azimuth. This sensing system was able to map in UTM coordinate system the terrain and surrounding components including trees and buildings moreover it automatically generated a field topography map. This system is promised to be an important tool for future decision makers in agriculture.
  • 阿部剛, 水島晃, 野口伸
    農業機械学会誌 67 3 65 - 71 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2005年 [査読有り][通常論文]
     
    収穫作業は, 最も機械による高能率化が求められる作業の一つである。しかし現在, サイズ制限や土壌踏圧などの点から作業機械の大型化は難しく, 複数のトラクタによる協調作業によって行われる場合が多い。本研究はレーザスキャナを使用することで, 安全性の確保と同時に, 先行車両との相対的位置・姿勢を認識し, 農用車両が追従走行できるシステムを構築した。あらかじめ取得した先行車両の外形ラインプロフィールをもとに, 先行車両との相対距離・方位を認識して追従するアルゴリズムを考案した。開発したシステムを検証するために実機による追従制御走行試験を実施した。その結果, 横方向偏差0.11m, 縦方向偏差0.15mの走行精度が得られた。
  • 横堀 潤, 丹羽 勝久, 清野 伸孝, 野口 伸
    農業情報研究 14 1 1 - 10 Japanese Society of Agricultural Informatics 2005年 [査読有り][通常論文]
     
    精密農業は，圃場内の作物生育や土壌のばらつきを的確に把握し，作物生育の均一化を図るための営農マネジメントである．近年，衛星画像を利用した作物生育のばらつきを把握するための研究が行われている．しかし，衛星画像の撮影は天候に左右されるため，リアルタイムな作物生育のばらつきを把握することは困難である．そこで，本研究では，リアルタイム性のある産業用無人ヘリコプタによるリモートセンシングを採用し，前作の違いにより施肥体系が極端に異なる馬鈴薯圃場を供試圃場とした．また，馬鈴薯生育，土壌腐植情報，および前作情報をGISにより統合することで，馬鈴薯生育のばらつきに及ぼす要因の解析を試みた．その結果，馬鈴薯生育のばらつきは，前作の施肥体系の違いに比べ，腐植含量の大小に影響を受けており，特に腐植含量が高い区域では窒素過剰による品質低下を受けていることが明らかになった．このことから，この圃場における作物生育のばらつきを解消するための対策は，土壌腐植情報に基づいた，局所的な窒素肥培管理であることが明確となった．さらに，産業用無人ヘリコプタで，圃場の標高データを取得し，そのデータをGISに導入した結果，腐植含量が高い区域は圃場の凹部に分布することが明瞭になった．したがって，腐植含量が高い区域の馬鈴薯に対する適切な窒素肥培管理のためには，局所的管理以外に排水改良の必要性が示唆された．
  • 杉浦 綾, 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男
    農業機械学会誌 67 2 86 - 92 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2005年 [査読有り][通常論文]
     
    産業用無人ヘリコプタにおけるリモートセンシング作業は地上のオペレータによって行われるため, 作業の進行具合をその場で正確に把握できない。したがって, 飛行状態や作業状況を飛行中に確認できなければ, 効率の良い作業は見込めない。そこで, 本研究ではRTK-GPSによる機体位置や慣性センサ, 地磁気方位センサによる姿勢情報を無線によって地上局に伝送し, 作業中に飛行状態やセンシング状況をリアルタイムモニタリングできるシステムを開発した。飛行中のヘリコプタは画像を取得すると位置, 姿勢データを同時に計測し, 各計測値は機体に搭載した無線機によって地上に伝送される。地上局ではこれらのデータを受信し, 開発したソフトウェア上で機体の姿勢や位置などが視覚的に表示される。また, センシングした領域をその都度確認することができるので, 効率良くむらのない作業が可能となる。開発した飛行モニタリングソフトは仮想的な3次元空間で作業状態を表示し, ほ場やヘリコプタを自由な角度から視認できる。さらに, センシング作業のみならず, 本来の使用方法である農薬散布作業にも対応できるよう工夫した。
  • N Noguchi, J Will, J Reid, Q Zhang
    COMPUTERS AND ELECTRONICS IN AGRICULTURE 44 1 1 - 19 2004年07月 [査読有り][通常論文]
     
    The primary objective of this study was to develop a control system for autonomous mobile robots used in farm operations. To accomplish this objective, it was necessary to develop mobile robots having minimal centralized control. This paper focuses on the development of two basic motion control algorithms, namely a GOTO algorithm and a FOLLOW algorithm, for use in a master-slave multi-robot system. These two robot motion control algorithms would have wide applicability in farm operations. The GOTO algorithm can be applied when the master wants the slave to go to a specific place, a certain distance from the current operational position. Safety is one important issue in controlling the master-slave system because the master and the slave move independently. In this GOTO algorithm, the slave was set to slow-down to allow the master pass the slave safely in case there was a potential collision due to path overlap in the field. The slave was also able to change its path to avoid a crash based on the collaborative GOTO algorithm. The FOLLOW algorithm allows for a more cooperative way to guide the slave to follow the master at a predetermined relative distance and angle, regardless of the traveling speed and direction. This FOLLOW algorithm incorporated a nonlinear sliding mode controller to provide a robust control for the slave. The validation tests indicated that the sliding mode controller could provide a better performance in terms of both lateral offset and spacing controls compared than using a conventional PD controller. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.
  • 木瀬 道夫, 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男
    農業機械學會誌 66 2 97 - 104 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2004年03月01日 
    ロボットトラクタの運用において, 作業の安全性を保障する機能は, 実用化の際に不可欠となる。このような安全装置のうち, 最も必要とされるのはロボットトラクタの作業領域内に進入した障害物の認識, 認識に基づく回避行動を行う能力であろう。本研究ではレーザスキャナを用い, ほ場で作業するロボットトラクタの前方領域に進入した障害物 (トラクタ) に対する障害物認識を行った。障害物を表わすテンプレートを自ら構築するアルゴリズムを考案した。拡張カルマンフィルタを用い, 障害物の精度向上と方位推定を試みた。実機実験の結果, 障害物と想定したトラクタの位置, 速度, 方位がそれぞれ2.7cm, 0.13m/s, 1.4°の精度で得られ, 開発したシステムの有用性が証明された。
  • 水島 晃, 野口 伸, 石井 一暢
    年次大会講演資料集 2004 446 - 447 一般社団法人日本機械学会 2004年
  • 坪田 亮, 野口 伸, 水島 晃
    年次大会講演資料集 2004 448 - 449 一般社団法人日本機械学会 2004年
  • 岩堀 隆志, 杉浦 綾, 野口 伸, 石井 一暢
    農業機械学会誌 66 305 - 306 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2004年
  • 水島 晃, 野口 伸, 石井 一暢
    農業機械学会誌 66 77 - 78 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2004年
  • 杉浦 綾, 野口 伸, 石井 一暢
    農業機械学会誌 66 303 - 304 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2004年
  • 関 正裕, 福嶌 陽, 田坂 幸平, 佐々木 豊, 野口 伸, 杉浦 綾, 松尾 陽介, 西村 洋, 堀尾 光広, 濱田 安之, 林 和信, 高橋 仁康, 帖佐 直
    農業機械学会誌 66 237 - 238 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2004年
  • 杉浦 綾, 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男
    農業機械学会誌 66 6 67 - 74 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2004年 [査読有り][通常論文]
     
    本研究の目標は産業用無人ヘリコプタから作物及びほ場情報をセンシングできるシステムの開発にある。地表高度が一様のほ場をセンシングする場合, 機体の位置や姿勢を用いればヘリコプタから取得した画像を高精度に絶対座標系へ変換できる。しかし, 傾斜や凹凸を含むほ場では高精度を維持できず, 地形を考慮したシステムでなければ有効ではない。本研究ではレーザ距離計を採用することで地形測量も併せて行い, 取得された地形をもとにセンシング画像を3次元マッピングできるアルゴリズムを考案した。傾斜を含むほ場で地形データ及び画像を取得し, 精度評価を行った結果地形測量精度は9cm, 画像マッピングの空間精度が41cmを得た。最後に, ほ場の3次元マップを生成することでシステムの有効性を実証した。
  • 水島 晃, 野口 伸, 松尾 陽介
    農業機械学会誌 66 6 136 - 144 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2004年 [査読有り][通常論文]
     
    GPSを利用した農業用アプリケーションの開発が国内外で盛んに行われている。本研究では方位センサなどを使用せずGPSのみを使用して方位を計測する手法を考案した。方位角推定には車両のステアリングなどの車両情報も使用できない環境であることを想定した。まず, 直線走行, 曲線走行試験を行いGPSの測位点から直接方位を計算して精度を評価・検討し問題点を明らかにした。その結果, GPSによる方位計測はノイズが大きく, 時間遅れの影響も無視できないことが明らかとなった。そこで, 自己回帰モデル (ARモデル) による方位推定手法を考案し, 方位計測精度の改善を試みた。その結果, 直進走行における方位計測で30%, 曲線走行における方位計測で50%精度を改善することができた。
  • 水島晃, 坪田亮, 野口伸
    農業情報研究 13 3 227 - 235 Japanese Society of Agricultural Informatics 2004年 [査読有り][通常論文]
     
    泥炭地に存在する河川痕跡等の性状の相違による，農地面の不陸の発生や，軟弱な泥炭土のため，降雨による地下水位上昇時には，農地の支持力が低下し、農作業機械が農地に入れない状態となる．また，泥炭土の性状は一様でないため，農地面の不陸や農地の支持力に関する対策工法を検討するにあたっては，農地を全面的に調査する必要がある．しかし，その作業量が膨大となり，効率的な調査方法を検討する必要がある．そこで本研究では，農用移動ロボットにより効率的かつ正確で高密度な農地情報及び車両情報の自動取得を試みた．農地情報として，地形情報（標高測定）をGPSとレーザ距離計を使用して計測し，車両情報としてロール角，ピッチ角，滑り率，車両沈下量を計測した．さらに，計測した農地情報・車両情報をGISソフトによってマップ化することでほ場情報を把握した．
  • 杉浦綾, 野口伸, 石井一暢
    農業情報研究 13 4 291 - 300 Japanese Society of Agricultural Informatics 2004年 [査読有り][通常論文]
     
    航空機ベース測量で得られた地形データは一般に空間的な並びが等間隔にならない．データに空間的な粗密が生じ，その中には不必要なものも含まれる．一般的にDEMのような地形モデルはラスタ形式のデータから生成され，データ削減による簡略化もその並びを利用して行われる．しかし，レーザ距離計などによる地形データをラスタ形式に変換すると精度が劣化し，高精度な測量データを有効活用しているとはいえない．したがって，本研究ではレーザ距離計で得られた地形データを，精度を維持しながら簡略化できる手法の開発を目的とした．本研究で扱った地形データはヘリコプタベース測量で得られたものであり，空間的なデータ密度にばらつきがあった．本稿では，得られた地形データから三角ポリゴンを自動生成し，地形形状を維持しながらデータ数を削減できる方法について述べた．また，ヘリコプタベース測量によって得られたデータの簡略化に伴う地形の形状変化を評価した．その結果，本来507点あった測量データから400点（生データの79%）を削減して107点にしても，元の形状からの誤差を0.12mに抑えることができた．一方，ランダムにデータを400点削除すると，誤差は1.35mとなり，ラスタ変換によりデータを110点にした場合，誤差は0.88mとなった．このことから，本手法による効果は著しいことが確認された．
  • 野口 伸
    農業機械學會誌 65 4 13 - 17 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2003年07月01日
  • 阿部 剛, 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男
    農業機械学会誌 65 159 - 160 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2003年
  • 深川 知久, 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男
    農業機械学会誌 65 317 - 318 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2003年
  • 松尾 陽介, 濱田 安之, 津賀 幸之介, 山本 聡史, 行本 修, 野口 伸, 山形県立農業試験場, 北海道立中央農業試験場, 井関農機 (株), (株) ソキア, DXアンテナ (株), 日本航空電子工業 (株), 日本電計 (株), 日本無線 (株), ヤンマー農機 (株)
    農業機械学会誌 65 473 - 474 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2003年
  • 杉浦 綾, 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男
    農業機械学会誌 65 449 - 450 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2003年
  • 水島 晃, 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男, 松尾 陽介, 浜田 安之
    農業機械学会誌 65 35 - 36 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2003年
  • 濱田 安之, 松尾 陽介, 津賀 幸之介, 山本 聡史, 行本 修, 野口 伸, 山形県立農業試験場, 北海道立中央農業試験場, 井関農機 (株), (株) ソキア, DXアンテナ (株), 日本航空電子工業 (株), 日本電計 (株), 日本無線 (株), ヤンマー農機 (株)
    農業機械学会誌 65 475 - 476 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2003年
  • A Mizushima, N Noguchi, K Ishii, H Terao
    PROCEEDINGS OF THE 2003 IEEE/ASME INTERNATIONAL CONFERENCE ON ADVANCED INTELLIGENT MECHATRONICS (AIM 2003), VOLS 1 AND 2 1067 - 1072 2003年 [査読有り][通常論文]
     
    In this paper, low cost navigation sensor unit composed of three vibratory gyroscopes and two inclinometers and the DGPS was developed The sensor can provide the position corrected by inclination, heading angle and roll/pitch inclinations. And the measured position was interpolated by the dead reckoning, because the sampling rate of the DGPS was 1Hz. The accuracy of developed sensor unit was evaluated by field test on the flat field, gentle slope and bumpy road.
  • Noguchi,N, O'Brien,J.G
    Environment Control in Biology 41 2 107 - 120 Japanese Society of Agricultural, Biological and Environmental Engineers and Scientists 2003年 [査読有り][通常論文]
     
    Agriculture methods in developed countries since the Industrial Revolution have tended to favor greater energy inputs using large tractors and increased applications of synthetic chemicals and fertilizer. While these methods of agricultural production have some negative societal and environmental implications, they have generally supported the food needs of the rapidly growing human population. However, a new mode of thought, with new technology is needed for the future. An agricultural production system that utilizes recent advances in sensor technology can fill this role, becoming an essential component of an intelligent agricultural production system. Specifically, remote sensing technology can supply information about current crop status, including maturity and weed infestations. Information gathered through vision sensors and GPS can be integrated to create field management schedules for chemical application, cultivation, and harvest. Satellites, as well as ground-based technologies have been studied in Japan for sensing the condition of field crops. While both methods have some drawbacks to utilization for crop status sensing in precision agriculture, a helicopter-base sensing system offers several solutions to common obstacles. These benefits include timeliness, spatial resolution as well as efficiency. This paper introduces current technologies, describes timely methods for remote sensing in precision agriculture using an unmanned helicopter, and discusses their impact on agricultural production systems.
  • 水島 晃, 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男, 松尾 陽介, 山本 聡史
    農業機械学会誌 65 1 106 - 114 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2003年 [査読有り][通常論文]
     
    本研究は, 極力低コストに自動直進走行システムを開発することを目的としている。航法センサとして地磁気方位センサとジャイロスコープを採用した。本報では, 地磁気方位センサの傾斜補正用の傾斜計に静電容量タイプの傾斜計を, ジャイロスコープに圧電振動ジャイロスコープを採用し, 高精度な方位推定法を提案した。はじめに, 傾斜計のノイズを適応線スペクトル強調器によって除去することを試みた。次に, 圧電振動ジャイロスコープのドリフトを最小二乗法を適用することで推定した。さらに, 地磁気方位センサと圧電振動ジャイロスコープの補正出力を融合し, 高精度な方位推定法を構築した。最後に構築した手法の精度を評価するために自動直進走行試験を行った。その結果, 地磁気方位センサと光ファイバージャイロスコープを使用した自動直進走行と同等の精度が達成された。
  • 杉浦 綾, 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男
    農業機械学会誌 65 1 53 - 61 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2003年 [査読有り][通常論文]
     
    本研究の目標は, 無人ヘリコプタに搭載されたマシンビジョンやレーザー測距器などのセンサから収集・抽出された作物情報を地理情報システム (Geographic Information System; GIS) を用いてマッピングできるシステムの開発にある。本研究で用いたヘリコプタには慣性航法センサ及び地磁気方位センサ (Geomagnetic direction sensor; GDS) が搭載されており, 機体のロール角, ピッチ角および絶対方位が計測できる。さらに, ポジショニングセンサとしてRTK-GPSを採用し, 絶対座標の計測が可能である。本報ではヘリコプタにイメージングセンサを装備したが, センサによって画像を取得する場合, 機体姿勢によって画像に外部歪が生じる。その歪を取り除くために画像座標系を絶対座標系へ変換する必要があり, 精度の高いマッピングにはヘリコプタの姿勢角センサの精度向上が不可欠である。本報はGDSと姿勢角センサのバイアス同定法を考案し座標変換精度の向上を目指した。高度30mから70mの範囲で撮影した画像を最大誤差で41cmの精度で絶対座標系に変換できた。
  • 杉浦 綾, 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男
    農業機械学会誌 64 333 - 334 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2002年
  • 深川 知久, 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男
    農業機械学会誌 64 341 - 342 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2002年
  • 堀岡 裕二, 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男
    農業機械学会誌 64 295 - 296 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2002年
  • 水島 晃, 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男, 松尾 陽介, 山本 聡史
    農業機械学会誌 64 297 - 298 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2002年
  • 木瀬 道夫, 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男
    農業機械学会誌 64 307 - 308 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2002年
  • N Noguchi, K Ishii, H Terao
    INTELLIGENT AUTONOMOUS VEHICLES 2001 191 - 195 2002年 [査読有り][通常論文]
     
    The dynamic path creation method was developed using a third-order spline function. It took into account both the non-holonomic constraints that specify the tangent direction along any feasible path for the robot and a bound on the curvature of the path. By introducing the developed path creation method, the robot can automatically create a feasible turning path on a headland. In the study, both a computer simulation and a field test using a mobile robot based on a medium-size tractor were carried out. The robot used an RTK-GPS and a fiber optic gyroscope (FOG) as navigation sensors. Through the field experiments, it was concluded that the developed path creation method of the robot had satisfied performance. Copyright (C) 2001 IFAC.
  • JD Will, JF Reid, N Noguchi
    INTELLIGENT AUTONOMOUS VEHICLES 2001 351 - 356 2002年 [査読有り][通常論文]
     
    This paper presents a model for compensating for side-slip error in off-road vehicles. This model is based on a single-factor correction to the classical single-track model. This factor is calculated as a function of the steering angle of the vehicle, vehicle speed, and the surface over which the vehicle is traveling. The new method does not require additional estimation states nor does it require additional sensors or measurements, as many present techniques require. The performance of this model is evaluated experimentally with a agricultural vehicle, and results from field data are presented for several cases. Surface conditions of dry soil, wet soil, gravel and pavement are investigated and reported on. Copyright (C) 2001 IFAC.
  • M Kise, N Noguchi, K Ishii, H Terao
    INTELLIGENT AUTONOMOUS VEHICLES 2001 99 - 104 2002年 [査読有り][通常論文]
     
    The autonomous tractor system engaged in all type of operations at fields was developed in the paper. The developed system adopted an RTK-GPS and a Fiber Optical Gyroscope (FOG) as navigation sensors. The sensor-fusion algorithm based on Least Squares Method for estimating FOG bias in each step for detecting an absolute vehicle heading was developed. An Autonomous tractor has to have a mission planner including a path planner, because the tractor uses some types of implement under various settings of PTO, transmission, and engine speed. The navigation maps consisted of a desired path and commands including PTO status, transmission, and other functions were generated by a GIS software for each farm operation. The developed system could autonomously perform a rotary tillage with 6 cm error from the scheduled path at 1.5 m/s by applying the navigation map.
  • N Noguchi, Q Zhang, SF Han, JF Reid
    INTELLIGENT AUTONOMOUS VEHICLES 2001 197 - 202 2002年 [査読有り][通常論文]
     
    This paper reports the development of an autonomous agricultural tractor with an intelligent navigation system. The intelligent navigation system consisted of a set of redundant guidance sensors, a sensor fusion algorithm, and an intelligent navigation algorithm. This autonomous tractor was built on a Case-IH Magnum(1)* MX-240 2-wheel drive agricultural tractor platform. Evaluation tests on autonomous planting and row crop cultivating verified that this autonomous tractor could autonomously perform planting and cultivating functions on typical Midwest farming land. It could achieve an operating speed of 8 m/s ith a small trajectory tracking error of less than 0.05m. Copyright (C) 2001 IFAC.
  • N Noguchi, M Kise, JF Reid, Q Zhang
    INTELLIGENT CONTROL FOR AGRICULTURAL APPLICATIONS 2001 155 - 160 2002年 [査読有り][通常論文]
     
    This study developed a field robot for an agricultural operating environment. The navigation sensor consisted of an RTK-GPS, a fiber optic gyroscope (FOG), and an inertial measurement unit (IMU). A sensor fusion algorithm was used to identify FOG bias and compensate for location error in real-time, thus providing sufficient navigation information to support accurate robot guidance in the field. The guidance system could guide the agricultural robot automatically to follow either straight or curve paths including crop rows at a speed of 2.5 m/s. This RMS position error of the desired pathway in the field was less than 3 cm The results indicated that the navigation system was capable of guiding an agricultural robot accurately and robustly under normal agricultural operations. Copyright (C) 2001 IFAC.
  • N Noguchi, JF Reid, K Ishii, H Terao
    INTELLIGENT AUTONOMOUS VEHICLES 2001 111 - 115 2002年 [査読有り][通常論文]
     
    Sensors are an essential part of intelligent agricultural machinery. Machine vision, in particular, can supply information about current crop status, including maturity and weed infestations. The information gathered through machine vision and other sensors such as GPS can be used to create field management schedules for chemical application, cultivation and harvest. The purpose of the study is to develop an intelligent machine vision system for an agricultural mobile robot A multi-spectral imaging system was developed to remotely obtain crop status on a field. Copyright (C) 2001 IFAC.
  • N Noguchi, JF Reid, K Ishii, H Terao
    INTELLIGENT CONTROL FOR AGRICULTURAL APPLICATIONS 2001 33 - 38 2002年 [査読有り][通常論文]
     
    Sensors are an essential part of intelligent agricultural machinery. Machine vision, in particular, can supply information about current crop status, including maturity and weed infestations. The information gathered through machine vision and other sensors such as GPS can be used to create field management schedules for chemical application, cultivation and harvest. The purpose of the study is to develop an intelligent machine vision system for an agricultural mobile robot A multi-spectral imaging system was developed to remotely obtain crop status on a field. The developed multi-spectral imaging system (MSIS) consists of an imaging sensor, an illumination sensor, a differential GPS, and a portable computer. The imaging sensor was a custom-developed 3-CCD camera, which contains three separate optical paths and CCD image plane. Special optical filters were installed over the sensors providing three video channels of Green (G), Red (R), and near infrared (NIR). The field experiment of MSIS was conducted using cornfield. The r(2) for estimation of the crop height showed 0.73. And, the r2 for estimation of the SPAD value showed 0.92 by using both reflectance and leaf area information. As a result, the developed vision system enables a robot to recognize the crop status and efficiently conduct field operation through the timely information. The outputs include crop stress maps with nitrogen deficiency indexes on the field which is available on building a database for precise field management. Copyright (C) 2001 IFAC.
  • 水島 晃, 野口 伸, 石井一暢, 寺尾日出男, 松尾陽介, 山本聡史
    農業機械学会誌 64 2 62 - 70 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2002年 [査読有り][通常論文]
     
    本研究の目的は, 地磁気方位センサ (Geomagnetic Direction Sensor; GDS) とジャイロスコープを使用した自動直進走行システムの開発である。第1報において目標方位を一定とする従来の自動直進方式では地磁気の時間・空間変動及びジャイロドリフトにより高精度な自動直進走行が実現できないことが明らかとなった。そこで本研究では, 地磁気の時間・空間変動とジャイロドリフトを動的に補償した自動直進アルゴリズムを考案した。有人直進走行時のデータを使用してシミュレーションを行った結果, GDSに比べてR. M. S. で約70%精度が向上した。また, 考案したアルゴリズムを適用して自動直進走行試験を行った結果, 高い再現性が確認された。
  • 木瀬道夫, 野口伸, 石井一暢, 寺尾日出男
    農業機械学会誌 64 2 102 - 110 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2002年 [査読有り][通常論文]
     
    ロボットトラクタのための枕地旋回アルゴリズムを考案した。前進のみで旋回する場合, 前進と後退を用いて旋回する場合の2種類の旋回法に対して, 旋回経路を3次スプライン関数を用いて生成した。トラクタの最小旋回半径と最大操舵速度に関する拘束条件を設け, これらの拘束条件を満たさない場合は経路を再計算して, 走行可能な経路を生成する機能を有する。旋回経路に2つの拘束条件を適用することの有効性をコンピュータシミュレーションによって確認した。最後にほ場で実機実験を行い, 従来法と比較して開発したアルゴリズムが有効であることを確認した。
  • 木瀬 道夫, 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男
    農業機械学会誌 64 4 76 - 84 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2002年 [査読有り][通常論文]
     
    本報では新しい操舵制御アルゴリズムについて報告する。既報において開発したステアリングコントローラは主に直線経路を追従させることを目的に開発したものであり, 曲線追従の精度を保証するものではない。しかし, 本システムのロボットトラクタとしての完成度を高めるためには, 農道移動や任意経路の走行を可能にする必要があり, 曲線追従精度の向上が不可欠である。本報では最適レギュレータを適用した操舵制御アルゴリズムを開発し, 実機実験によって従来法であるPI制御器と曲線経路への追従精度の比較を行った。直角経路, 正弦波経路, そして前報で考案した前進旋回の経路に対して精度比較を行った結果, すべての経路において従来法よりも精度よく経路に追従できることがわかった。また3.0m/sの高速走行の試験も行った結果, 従来法と比較してr.m.s.誤差で38%精度が向上した。
  • 野口 伸, 石井 一暢
    人間工学 37 74 - 75 Japan Ergonomics Society 2001年09月04日
  • KAIZU Yutaka, IIO Munetaka, YAMADA Hiroyuki, NOGUCHI Noboru
    Biosystems Engineering 109 4 338 - 347 2001年 [査読有り][通常論文]
  • 木瀬 道夫, 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男
    農業機械学会誌 63 5 80 - 85 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2001年 [査読有り][通常論文]
     
    ロボットトラクタが通年でほ場作業を行うには, 作業に応じて経路, 走行速度, PTO, 3点ヒッチの操作などを設定・変更しなくてはならない。このような軌道生成と作業計画の2つの問題を解決するために, 経路情報のみならずPTOのオン・オフ, 変速段数などのロボットへのコマンド情報を含んだ,「作業計画マップ」を考案した。
    開発したシステムはナビゲーションセンサにRTK-GPSと光ファイバージャイロスコープ (Fiber Optical Gyroscope; FOG) を採用した。無人ロータリ耕うん作業を行った結果, 1.5m/sの作業速度で目標経路からの偏差が6cm (r. m. s. 値) で作業することができた。
  • 木瀬道夫, 野口伸, 石井一暢, 寺尾日出男
    農業機械学会誌 63 5 74 - 79 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2001年 [査読有り][通常論文]
     
    本研究はRTK-GPSと光ファイバージャイロ (Fiber Optical Gyroscope; FOG) を航法センサとする農用ロボットシステムの実用化に資する基盤技術の開発を目的としている。特に本報では高精度センサの使用を前提とし, GPS座標系における車両の絶対方位推定手法を考案した。最小二乗法を適用して絶対方位に対するFOGのバイアス値を逐次推定することによって, 車両の絶対方位を算出できる方法を開発した。考案した手法を有人走行で得た軌跡データに適用してその手法の妥当性を検討した。直線走行, 曲線走行, 旋回動作など様々な走行軌跡に対してシミュレーションを行った結果, 精度よくバイアス値を推定できることがわかった。また実作業に本手法を適用して無人作業を行った結果, 目標経路に対してr. m. s. で4.5cmの走行誤差で走行させることができた。
  • 松尾 陽介, 行本 修, 入江 康夫, 一杉 則昭, 野口 伸
    農業機械学会誌 63 3 114 - 121 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2001年 [査読有り][通常論文]
     
    有人の場合と同程度の作業性能で無人作業が行える実用レベルの耕うんロボットを開発した。航法システムは, 圃場条件や環境等, 適応場面の多様性に対応できるように, (1) 圃場周囲に電線を敷設するオフザワイヤ電磁誘導方式, (2) 慣性航法装置を併用したGPS方式, 及び (3) 自動追尾測量装置を用いた光学測量方式, の3方式を開発した。開発した航法システムにより, 走行車両の位置や進行方位を高精度で検出することが可能となり, 検出された航法情報に基づき矩形区画の圃場内を無人作業するための作業ソフトを開発した。
  • 水島 晃, 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男, 行本 修, 山本 聡史
    農業機械学会誌 63 4 96 - 102 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2001年 [査読有り][通常論文]
     
    本研究は内界センサによる推測航法を採用することで極力ローコストな自動直進車両の開発を目的としている。航法センサとして地磁気方位センサ (Geomagnetic direction sensor; GDS) とジャイロスコープを使用し, センサを複合化することでセンサ精度, 直進精度の向上を図った。第1報では, ジャイロスコープに比較的精度の高い光ファイバージャイロ (FOG) 方式を採用し, センサ精度の評価と複合化手法を検討するために, 自律走行トラクタによる自動直進走行試験を行い, その性能を評価した。センサの複合化にはカルマンフィルタを適用し, 車両の運動モデルを構築することで車両方位と横方向偏差を推定した。カルマンフィルタによってGDSとFOGを複合化することで, 個々のセンサ単独による推測航法よりも精度の高い自動直進走行システムを開発することができた。
  • 行本 修, 松尾 陽介, 野口 伸
    農業機械學會誌 62 3 2 - 2 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2000年05月01日
  • O Yukumoto, Y Matsuo, N Noguchi
    JARQ-JAPAN AGRICULTURAL RESEARCH QUARTERLY 34 2 99 - 105 2000年04月 [査読有り][通常論文]
     
    Studies on the robotization of agricultural vehicles have been conducted to perform labor-saving, high-precision operations, etc. Component technologies for the robotization were described in general, along with navigation systems. As an example of robotized vehicles, we planned to develop a tilling robot. To recognize the position with an error less than 5 cm and at intervals less than 1 s, we developed 3 types of navigation systems; an off-the-wire type, a kinematic global positioning system (GPS) with inertial navigation system (INS) type and an optical type.
  • O Yukumoto, Y Matsuo, N Noguchi
    JARQ-JAPAN AGRICULTURAL RESEARCH QUARTERLY 34 2 107 - 114 2000年04月 [査読有り][通常論文]
     
    We have developed a tilling robot that can recognize its own position and heading, while performing unmanned tilling at almost the same work rate as manual work. The tilling robot is composed of navigation systems for positioning and heading, a robotized vehicle, a controller, and an operation software. A geomagnetic sensor (TMS) is utilized for the navigation system for heading. The operation software consists of teaching, path planning, vehicle controlling, self-diagnosis, and abnormality alarming sections. We found that the tilling robot can perform unmanned tilling operations over a whole field area of 50 a with almost the same efficiency and accuracy as manual work.
  • FAC Pinto, JF Reid, Q Zhang, N Noguchi
    JOURNAL OF AGRICULTURAL ENGINEERING RESEARCH 75 3 257 - 264 2000年03月 [査読有り][通常論文]
     
    An image recognition algorithm has been developed as part of a vision-based guidance system for row crops. Each combination of the vehicle guidance parameters, offset and heading angle, was treated as a 'pose' of the interested object, the crop rows. Whilst several pose recognition algorithms have previously been developed, the proposed algorithm is capable of determining the heading angle and the offset of a vehicle relative to the crop rows. A set of poses was collected and used as a training set. The training stage of the algorithm used the principal component analysis (Hotelling transform) to produce a low-dimensional eigenspace on which each pose was represented by its projections. Given a new image, the pose (heading angle and offset) recognition was done by projecting the image onto the eigenspace and determining the closest training image projection. Another set of poses was used to test the performance of the algorithm. Using different region of interest to train and test the algorithm, it presented the least average absolute error of 4.47 cm and 1.26 degrees for offset and heading angle, respectively, when using the central part of images for pose determination. (C) 2000 Silsoe Research Institute
  • 水島 晃, 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男, 行本 修, 山本 聡史
    農業機械学会誌 62 347 - 348 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2000年
  • 木瀬 道夫, 寺尾 日出男, 野口 伸, 石井 一暢
    農業機械学会誌 62 355 - 356 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2000年
  • 飯塚 学, 寺尾 日出男, 野口 伸, 石井 一暢
    農業機械学会誌 62 359 - 360 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2000年
  • 石井 一暢, 飯田 岳, 野口 伸, 寺尾 日出男
    農業機械学会誌 62 363 - 364 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2000年
  • 水島 晃, 寺尾 日出男, 野口 伸, 石井 一暢
    農業機械学会誌 62 357 - 358 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2000年
  • 山下 修作, 寺尾 日出男, 野口 伸, 石井 一暢, 桃野 寛, 鈴木 剛
    農業機械学会誌 62 365 - 366 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2000年
  • JF Reid, Q Zhang, N Noguchi, M Dickson
    COMPUTERS AND ELECTRONICS IN AGRICULTURE 25 1-2 155 - 167 2000年01月 [査読有り][通常論文]
     
    A review of the recent research in agricultural vehicle guidance automation in North America is presented. A conceptual framework of an agricultural vehicle guidance automation system includes navigation sensors, navigation planner, vehicle motion models, and steering controllers. (C) 2000 Elsevier Science B.V. All rights reserved.
  • 飯田 岳, 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男
    農業機械学会誌 62 2 87 - 93 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2000年 [査読有り][通常論文]
     
    精密ほ場管理技術による適切な窒素施肥管理が, 収量増加, 環境保全や生産コスト削減の面から期待されている。本研究はマシンビジョンを用いた作物窒素ストレスのリモートセンシングシステムの開発を最終目標とし, 本報ではシステムの構想を概略した。既往のディジタル葉緑素計や葉色カラースケールに対し, 葉面反射率を測定するマシンビジョンによる窒素ストレス診断法を提案した。トウモロコシ葉面の分光反射特性を調べた結果, 反射測定においては550nm, 650nm分光が窒素ストレス推定に適していると判断し, 今後屋外実験においてマシンビジョンに装備する光学バンドパスフィルタの波長帯を550nm, 650nmに決定した。
  • 木瀬 道夫, 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男
    農業機械学会誌 62 6 145 - 153 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2000年 [査読有り][通常論文]
     
    昨今の高精度RTK-GPSを用いれば, 1～2cmの精度で移動体のポジショニングを行うことができる。しかしこれらの高精度GPSは高価であり, 現時点で農業分野に適用するのはコスト面から考えて適切でない。このような背景から, 本研究では比較的低価格なディファレンシャルGPS (Differential GPS; DGPS) と地磁気方位センサ (Geomagnetic Direction Sensor; GDS) を用いて, 低コストなナビゲーションシステムを開発することを目的とした。2種類のナビゲーションシステム (NAV-1, NAV-2) を考案して, それぞれの有効性について評価した。
    NAV-1はあらかじめ設定した目標点まで車両を誘導するナビゲーションシステムであり, システムの目標点への接近性を重視した。GDSが自動走行の主航法センサとなり, 低精度なDGPSは目標方位決定と目標点までの距離推定に用いた。
    NAV-2は目標となる直線経路を自動追従できるシステムである。移動平均とARモデルを組み合わせたフィルタリングによって, DGPS測位偏差の影響を低減させることを試みた。したがってNAV-2では主航法センサはDGPSとなる。本システムについては直進性を評価した。
  • 水島 晃, 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男
    農業機械学会誌 62 4 146 - 153 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 2000年 [査読有り][通常論文]
     
    近年, 農用車両の自動走行に必要な位置計測手法として, GPSを使用するのが一般的になっている。しかし, トラクタのキャビン上では, GPSアンテナは地上から約2～3mの位置に設置され, 車両の傾斜によって位置誤差を生じる。本研究では, 車両の傾斜によるGPSの位置計測誤差の補正法を考案した。傾斜を与えた有人直進走行を行いオフラインで傾斜補正を行った結果, 補正を行わなかった場合の横方向誤差は平均17.1cmであった。これに対し補正を行った場合は平均2.1cmとなり, 傾斜による影響をほぼ全て除去することができた。さらに, この傾斜補正法を適用した自動走行実験を行った。4.3m/sの直進走行で傾斜補正を行わなかった走行では, 横方向偏差のR. M. S. は10.4cmであったのに対して, 傾斜補正を行った時の自動走行では, R. M. S. は3.8cmと約64%の精度向上が確認された。
  • 野口 伸
    農業機械學會誌 61 1 12 - 16 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1999年01月01日
  • Mizushima Akira, Noguchi Noboru, Ishii Kazunobu, Terao Hideo
    農業機械学会誌 61 559 - 560 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1999年
  • Kise M., Noguchi N., Ishii K., Terao H.
    農業機械学会誌 61 561 - 562 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1999年
  • Iida Takashi, Noguchi Noboru, Ishii Kazunobu, Terao Hideo
    農業機械学会誌 61 513 - 514 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1999年
  • ISHII Kazunobu, TERAO Hideo, NOGUCHI Noboru
    農業機械学会誌 61 535 - 536 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1999年
  • 松尾 陽介, 行本 修, 小林 達也, 野口 伸
    農業機械学会誌 61 379 - 380 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1999年
  • K Ishii, H Terao, N Noguchi
    ADVANCED ROBOTICS 13 3 289 - 291 1999年 [査読有り][通常論文]
  • Noguchi,N, Reid,J, Zhang,Q, Tian,L, Hansen,A
    Journal of Robotics and Mechatronics 11 3 193 - 199 1999年 [査読有り][通常論文]
  • 三谷 真二, 寺尾 日出男, 野口 伸, 石井 耕太
    農業機械学会誌 60 257 - 258 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1998年
  • 木瀬 道夫, 寺尾 日出男, 野口 伸, 石井 一暢
    農業機械学会誌 60 371 - 372 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1998年
  • 松尾 陽介, 行本 修, 小林 達也, 野口 伸, 入江 康夫, 一杉 則昭, 鈴木 正肚
    農業機械学会誌 60 417 - 418 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1998年
  • 野口 伸, Reid John F.
    農業機械学会誌 60 329 - 330 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1998年
  • 野口 伸, Reid John F.
    農業機械学会誌 60 331 - 332 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1998年
  • MG Yisa, H Terao, N Noguchi, M Kubota
    JOURNAL OF TERRAMECHANICS 35 1 1 - 19 1998年01月 [査読有り][通常論文]
     
    Mathematical models of tractor-implement combinations were developed to predict their stability on slopes. A procedure based on three criteria was then developed to assess the stability of both tractor-trailed implement combinations and tractor-mounted implement combinations. The three criteria were "sideslip criterion" which determines the slope angle-heading angle combination at which uncontrollable slip sets in; "overturning criterion" which determines the slope angle-heading angle combinations at which partial and total stability limits are reached, i.e. slope angle-heading angle combinations at which the vertical load on one or two tyres will be zero; and the "general criterion", which results directly from regulations in many countries that require tractor-implement combinations to have at least 20% of their total weight on the front axle at all times. This criterion extended this requirement to the effect that at least 20% of the total weight must be available on each side of the combination at all times. The application of these criteria gave stability regions for a given combination. Simultaneous application of the criteria gave optimum parameters which would maximize these stability regions. Simulation results showed that for better, stability of tractor-implement combinations, the implement centre of gravity should be behind its axle. Other results showed that tractors in combination with mounted implements like sprayers, spreaders etc., would be more stable if the implements were designed so that their centres of gravity move forward as emptying progresses. (C) 1998 ISTVS. All rights reserved.
  • 石井 耕太, 麓 貴弘, 寺尾 日出男, 野口 伸
    農業機械学会誌 60 6 3 - 9 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1998年 [査読有り][通常論文]
     
    バイオガス二燃料機関の効率を向上させるため, コジェネレーションシズテム (CGS) への改造を行い, 冷却水と排気からの熱回収を試みた。排気熱交換器は並流二重管式の単純な構造とし, 装置の製作及び熱交換シミュレーションを容易ならしめた。実験ではシミュレーション予測を超える回収熱量を得, 排気脈動が伝熱係数を向上させたと考えられる。排気熱交換器の副次効果として, 機関熱効率の向上が認められたが, これは排気が冷却されて収縮し排気抵抗が低下したことが主因と推測される。単純なシステムながら, 機関熱効率に回収熱量を加えたエネルギ効率は約65%を得た。
  • 行本 修, 松尾 陽介, 野口 伸, 鈴木 正肚
    農業機械学会誌 60 5 53 - 61 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1998年 [査読有り][通常論文]
     
    耕うんロボットシステムにおいて, 慣行のマニュアル運転による能率・精度に匹敵する90°旋回と幅寄せを行う制御法の開発を目的とした。90°旋回時は土壌表面の含水比・土質など路面の状態変化によって, 旋回半径が変動することから, その制御方法に作業中に旋回半径を学習する機能を付与した。また, 幅寄せ制御については, 前・後進を併用して幅寄せできる方法を提案し, 幅寄せ難度を量的に表現することによって, 前進幅寄せの必要性の有無を自動認識して, むだの少ない幅寄せ動作が行える制御法を考案した。
  • 行本 修, 松尾 陽介, 野口 伸, 鈴木 正肚
    農業機械学会誌 60 4 29 - 36 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1998年 [査読有り][通常論文]
     
    第1報で考案した作業計画モジュールで得られたロボットの走行経路を追従制御できる走行制御法を開発することが目的である。測量機器を改造して試作された位置認識装置 (OPTREC) と方位計測のための地磁気方位センサ (TMS) を併用した耕うんロボットシステムを構築して, その直進走行制御法を検討した。車両運動の非線形性を考慮した操舵制御系を構成し, 平坦な路面の既定経路を平均横方向偏差5.2cmで走行させることができた。しかし, 回り耕時の直進精度を向上させる上で, 初期位置を決定する幅寄せ制御の高精度化が不可欠と判定された。
  • 行本 修, 松尾 陽介, 野口 伸, 鈴木 正肚
    農業機械学会誌 60 3 37 - 44 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1998年 [査読有り][通常論文]
     
    本研究の目的はロボットに耕うん作業させる上で, 必要十分な機能を有したロボットシステムを構築することにある。航法センサに位置認識システムと地磁気方位センサを併用し, 人の知能部分に相当する作業計画 (走行経路) の自動生成と, その計画に基づいて作業走行させる上で要求される一連の制御機能を有したロボットシステムの開発が狙いである。本報では耕うんロボットの全体構想と作業計画法について検討した。ティーチング走行モジュール, 作業計画モジュール, 往復耕モジュール, 移動走行モジュール, そして回り耕モジュールからなるロボット作業法を考案した。
  • 石井 一暢, 寺尾 日出男, 野口 伸
    農業機械学会誌 60 1 51 - 58 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1998年 [査読有り][通常論文]
     
    農用車両の走行環境は時間的・空間的に変動するため, それに適応できる制御法が高精度に農用車両を自律走行する上で必要となる。本報は前報で考案した非線形制御器であるニューロコントローラが使用できるように位置計測装置を改良した。車両の代表点である標識認識に時間を要しない色度変換行列を使用し, ほ場において計測精度を調べた。その結果, 本装置が40×60m以内の近距離において13cm以下で高精度に計測できることを確認した。また, さらに認識精度を向上させるために, ニューラルネットワーク (以下, NNと呼称する) を使用した標識認識法を検討した。最後に, 位置計測システムのナビゲーションシステムとしての有効性を明らかにするために, 往復作業を想定した走行実験を行った。その結果, 設定した作業幅で走行可能であり, 本システムの有効性が実証された。
  • 石井 耕太, 寺尾 日出男, 野口 伸
    農業機械学会誌 60 5 3 - 10 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1998年 [査読有り][通常論文]
     
    バイオガスを二燃料機関の燃料として利用する場合, ガスをタンクに一時貯蔵し機関への供給法を最適にスケジューリングすることで, 機関の性能を向上可能である。しかしスケジューリングのためにはバイオガス発生量・機関負荷の時系列データが既知である必要があり, これらが毎日同じパターンを繰り返すと仮定していた。実際にはこれらのパターンは変動すると予測されるので, スケジューリング時とは異なるパターンの下でスケジュールを適用した場合の, 燃料消費量に関する機関性能の低下を検証した。ガス発生・機関負荷データにランダムノイズなどを加えたデータで検討したところ, ガス発生パターンの変化はほとんど燃料消費量の増加を生じなかった。一方機関負荷はより影響が大きく, 時間軸方向にパターンがずれると燃料消費量の増加が大きい。全体的には消費量の増加は少なく, 多少の変動の下でも最適供給スケジュールは有効であった。
  • 石井 一暢, 寺尾 日出男, 野口 伸, 木瀬 道夫
    農業機械学会誌 60 2 53 - 58 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1998年 [査読有り][通常論文]
     
    農用車両の使用される環境はオフロードでしかも装着される作業機が種々に変更されるので, その運動は時空変動を有する。本報はこれまでの研究によって開発された位置・方位計測装置を用いて車両運動の特性変化にも適応可能な制御法を考案することを目的とした。ニューラルネットワーク (NN) のもつ自己組織化機能を用いて, ニューロコントローラに自己修正機能を付加する手法を考案した。車両シミュレータを使用した走行シミュレーションを行った結果, 路面変化が生じてもオンラインニューロコントローラは路面変化に適応し, 良好な追従精度を示した。また, 実機による実験を考慮して位置計測システムの時間遅れに対する車両シミュレータを使用した位置推定法を考案した。本手法を援用した走行実験の結果, オンラインニューロコントローラは路面特性の違いに適応でき, ほ場走行に対して有効であることを確認した。
  • N Noguchi, H Terao
    COMPUTERS AND ELECTRONICS IN AGRICULTURE 18 2-3 187 - 204 1997年08月 [査読有り][通常論文]
     
    The purpose of this study is to develop a method that is able to create a suboptimal path of an agricultural mobile robot. This work is an attempt to apply a control technique combining a neural network (NN) and a genetic algorithm (GA). A NN is applied to describe the motion of the agricultural mobile robot as a nonlinear system because it is able to identify the dynamics of complex systems with its high learning ability. To create a path using a simulator described by the NN, a GA, which is inspired by biological evolution and uses a process of variation and selection to search a solution space, is utilized as an optimization method. Using this simulator and the GA, the time series of the steer angles, which were the control input, were optimized, and consequently an optimal work path of the mobile robot was created. The technique explored here should be applicable to a wide variety of nonlinear control problems in agriculture. (C) 1997 Elsevier Science B.V.
  • N Noguchi, K Ishii, H Terao
    JOURNAL OF AGRICULTURAL ENGINEERING RESEARCH 67 1 1 - 15 1997年05月 [査読有り][通常論文]
     
    To solve the problem of labour shortage and the decrease in skilled agricultural workers, it is thought that mobile robots, which substitute for conventional tractors, will play an important role in the next century. This paper describes a mobile robot system, including a positioning system, using image sensors. A mobile robot which can be controlled by positions obtained from the image sensors and the heading angles from a geomagnetic direction sensor (GDS) has been developed. Because of its low cost, the GDS has recently been used in much research related to mobile robots. However, there are two major problems in using the GDS as a sensor: the error from magnetism which exists around the robot and the error from the robot inclinations. Owing to these error factors of the GDS and in order to utilize it effectively, a method is developed in this paper to refine the GDS output using neural networks (NN). The positioning system for the mobile robot is based on the principle of triangulation; it is composed of a main system and two subsystems both having a static image sensor. Each subsystem is able to follow the movement of the robot and to measure the angle to the robot using image analysis. The main system calculates the robot position using two angles from the subsystems and sends it to the robot using a telecommunication system. Finally, assuming that the robot will transport hay on a meadow, a control algorithm for the mobile robot system is developed, and a field test is conducted on grassland to evaluate the developed robot system. The average error of the final position for each target position was found to be about 0.4 m. The absolute maximum error and the r.m.s. error of the position for the predetermined path were about 0.51 m and 0.23 m, respectively, over all travels. (C) 1997 Silsoe Research Institute.
  • Development of a tillage robot using a position sensing system and a geomagnetic direction sensor
    Noboru Noguchi, Yosuke Matsuo, Osamu Yukumoto, Masato Suzuki
    Paper - American Society of Agricultural Engineers 1 1997年 
    The purpose of this study is to develop a robot system which can satisfy the necessary requirements to till a field. After an operator teaches the robot the area to cultivate by driving along with the boundary of a field, the robot is able to till the overall region. The paper deals with the control algorithm which has a series of required functions from task planning of the robot to a following the path which was determined by the task panning. The control algorithm of the robot is divided into five modules: `Teaching', `Task planning', `Switchback operation', `Transference' and `Roundabout operation'. The tillage robot utilizes a position sensing system (OPTREC) and a geomagnetic direction sensor (GDS). Furthermore, to improve the performance of the tillage robot, control methods for a 90° turn and a lateral movement to ensure precise cultivation in the roundabout operation, are developed. The controller of the 90° turn also has an ability to learn the turn radius during operation to compensate fluctuation of the robot motion due to changes in the moisture content and soil type of the field.
  • Optimization of work schedule for agricultural machines by using genetic algorithms
    Noboru Noguchi, Yukinori Shibuya, Hideo Terao
    Paper - American Society of Agricultural Engineers 1 1997年 
    The paper deals with task planning for hay transport on a slope using two transporting robots and a loading robot. Multi-layered genetic algorithms (LGA) to plan tasks for some of the robots are developed. The proposed method could create a work schedule which can reduce the work time by up to 51% compared to a randomly scheduled situation. In addition, the effectiveness of this method was assured by comparing the results with the schedule made by a man with the schedule made by a man with experience in hey transport.
  • 石井 一暢, 寺尾 日出男, 野口 伸
    農業機械学会誌 59 115 - 116 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1997年
  • 行本 修, 松尾 陽介, 油田 克也, 野口 伸, 伊藤 勝美, 一杉 則昭
    農業機械学会誌 59 55 - 56 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1997年
  • 松尾 陽介, 行本 修, 油田 克也, 野口 伸, 伊藤 勝美, 一杉 則昭
    農業機械学会誌 59 57 - 58 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1997年
  • 建石 邦夫, 寺尾 日出男, 野口 伸
    農業機械学会誌 59 3 - 4 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1997年
  • 石井 耕太, 寺尾 日出男, 野口 伸
    農業機械学会誌 59 221 - 222 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1997年
  • 麓 貴弘, 寺尾 日出男, 野口 伸
    農業機械学会誌 59 219 - 220 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1997年
  • 石井 耕太, 寺尾 日出男, 野口 伸
    農業機械学会誌 59 1 3 - 10 1997年 [査読有り][通常論文]
  • 水島晃, 野口伸
    農業機械学会誌 59 1 49 - 58 1997年 [査読有り][通常論文]
  • D Wierzbicki, H Terao, N Noguchi, C Waszkiewicz
    MATHEMATICAL AND CONTROL APPLICATIONS IN AGRICULTURE AND HORTICULTURE 193 - 198 1997年 [査読有り][通常論文]
     
    This paper describes the development of a fuzzy logic control system to control the speed of a diesel engine by adjusting the rack of the injection pump. A genetic algorithm technique was used to simultaneously design the fuzzy logic membership functions and rules. The engine tests were conducted; the results indicate that the response of the fuzzy control system design by a genetic algorithm had a faster response than the other controllers tested. The fuzzy control system also had a higher engine speed stability along with reduced fuel consumption.
  • 野口 伸
    農業機械學會誌 58 4 130 - 134 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1996年07月01日
  • N Noguchi, H Terao, C Sakata
    BIORESOURCE TECHNOLOGY 56 1 35 - 39 1996年04月 [査読有り][通常論文]
     
    To utilize ethanol from agricultural residue as a fuel in diesel engines, a dual-fuel engine was developed. The engine, which was equipped with a system to electrically control diesel and alcohol flow rates, met basic requirements of a tractor engine, including engine speed control and setting of the torque curve. However, engine knock due to alcohol was a significant drawback. A diesel injection pump with a timing and flow rate control system was adapted and the effect of injection timing on combustion and performance was investigated. It was observed that the timing control was effective in reducing Engine knock caused by rapid alcohol combustion. (C) 1996 Elsevier Science Ltd.
  • 坂田 親紀, 寺尾 日出男, 野口 伸
    農業機械學會誌 58 2 3 - 10 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1996年03月01日 
    農用として具備すべきトルク特性・燃費性能を有しながら, 化石燃料の代替と排気成分の改善を図ることを目的として, アルコール・軽油二燃料で運転可能なトラクタ機関を開発した。噴射時期を運転中に調整・設定できる軽油噴射ポンプを新たに搭載して, オペレータが軽油単味モード・二燃料モードの2運転モードを任意に選択運転することができる。本報は試作機関についてPTO軸負荷性能試験を行い, 出力, 燃費, NOx濃度, 煙濃度を検討した。燃費性能, トルク特性は無過給のトラクタ搭載用ディーゼル機関の平均的な値を示し, 二燃料モードでは軽油単味モードと比較して, NOx濃度は最大で約40%ほど低減した。さらにほ場作業試験としてプラウ耕作業を行い, 試作トラクタ機関の制御法の妥当性と実作業時の変動負荷に対する有効性を確認した。
  • 野口 伸, 石井 耕太, 寺尾 日出男
    農業機械学会誌 58 2 113 - 122 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1996年 [査読有り][通常論文]
     
    汎用ディーゼル機関をメタン・アルコールなどの補助燃料を使用して性能を最大化できる制御方法を提案した。試作システムは機関回転数, 機関軸トルク, 補助燃料流量が観測できることを前提にして, 熱効率, 煙濃度, 代替率などの性能を最大化できる。本法は多目的最適化法を適用することにより, 複数の性能のパレート最適解を探索し, 重み係数法によって個々の性能の重みを設計者が任意に設定することが可能である。本報では補助燃料としてメタンを使用して, その有効性を検証した。
  • 石井 一暢, 寺尾 日出男, 野口 伸
    農業機械學會誌 57 6 61 - 67 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1995年11月01日 
    本研究は農用車両の知能化を最終目標に, 車両の運動を非線形時変系として扱い, 適応制御法を考察することを狙ったものである。第1報は, 非線形写像を扱えるのみならず, 自己組織化機能を有するニューラルネットワーク (NN) を用いた車両運動制御法について報告した。本報は第1報の成果であるニューロコントローラについて農用車両の自律化手法としての妥当性を確認するために, 実験車両を試作した。また, ニューロコントローラの学習効率を向上させるために, 車両シュミレータを使用した間接学習法を考案した。最後に試作車両の追従制御実験を行い, ニューロコントローラの有効性を検証した。
  • 石井 耕太, 寺尾 日出男, 野口 伸
    農業機械學會誌 57 6 3 - 10 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1995年11月01日 
    本研究の目的は有機廃棄物などの嫌気性発酵によって発生する可燃性のバイオガスをディーゼル機関の燃料として適用することにある。メタンと二酸化炭素の混合による擬似バイオガスの合成装置を製作し, 小型直接噴射式ディーゼル機関にバイオガスを予混合供給してバイオガスと軽油の二燃料運転に関する基礎的知見を蓄積した。バイオガスは排気ガス中のNOxを30～70%低減すること, 40%程度の低メタン濃度においても性能上問題はないことが判明した。低負荷域では燃料消費率の増加が認められ, 効率的な運転の達成には使用負荷域とバイオガス供給量が重要と判断された。
  • 野口 伸, 寺尾 日出男
    計測自動制御学会論文集 31 10 1762 - 1768 The Society of Instrument and Control Engineers 1995年 
    To solve the problem of lack of labor and decrease of skilled workers for agriculture and construction industry, we propose the method of creating work schedule for some industrial robots which perform their respective task simultaneously. For obtaining suboptimal feasible solution of the problem which includes two combinational problems, a layered genetic algorithm (LGA) is contrived. The LGA is able to solve the two combinational problems with relevance without increase of calculating load.
    In this paper, we consider an agricultural production system, that is, hay transportation on slope by using two transporting robots and a loading robot. Work schedule for two transporting robots is optimized in the upper layer of the LGA, while work schedule of the loading robot is optimized in the lower layer which is constrained by the upper layer. The proposed method can create work schedule under not only single objective function such as work or work time, but also multi-objective function considering both of them. The schedule made by LGA under the objective function of work can reduce work by up to 56% compared to randomly scheduled situation. The effectiveness of this method is assured by comparing the results with the schedule made by a man with experience of hay transportation. As the quality of the schedule by this method is almost equal to that made by a man with experience, it is also possible to evaluate the ability of workers from the aspect of work efficiency. Finally, we discuss the human decision mechanism on scheduling by identifying the weighting factors for work and work time in multi-objective function.
  • 近江谷 和彦, 野口 伸, 寺尾 日出男
    農業機械学会誌 57 195 - 196 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1995年
  • 坂田 親紀, 寺尾 日出男, 野口 伸
    農業機械学会誌 57 185 - 186 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1995年
  • 中島 健一郎, 寺尾 日出男, 野口 伸
    農業機械学会誌 57 217 - 218 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1995年
  • 松尾 陽介, 行本 修, 油田 克也, 野口 伸, 入江 康夫, 緒方 成行
    農業機械学会誌 57 225 - 226 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1995年
  • 石井 耕太, 寺尾 日出男, 野口 伸
    農業機械学会誌 57 37 - 38 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1995年
  • 石井 一暢, 寺尾 日出男, 野口 伸
    農業機械学会誌 56 4 53 - 60 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1994年 
    本研究は農用車両の知能化を最終目標に, 車両の運動を非線形時変系として扱い, 適応制御法を考案することを狙ったものである。農用車両の運動の非線形性は道路走行を前提とした車両よりも著しいことが知られている。本研究は非線形写像を扱えるのみならず, 自己組織化機能を有するニューラルネットワーク (NN) を車両運動制御に応用することを目的とした。構築したコントローラは学習した走行ばかりでなく, その汎化性のため任意の走行に対しても適切に操作量を決定することができた。また, 車両運動シミュレータを用いた追従制御実験を行った結果, 古典制御法として一般的なPID制御と比較してニューロコントローラの有効性が明らかにされた。
  • 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男
    農業機械学会誌 56 2 83 - 92 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1994年 
    農業に供される車両を自律化させる理論体系を構築することを目標にして, 車両運動を非線形プラントのまま取扱い, 最適経路を生成させる方法論を考案した。農作業の完全な自動化・自律化を進める上で作業経路の事前スケジューリングは必須である。本報は任意な非線形写像を表現しうるとされるニューラルネットワーク (NNS) を利用した最適経路生成法を確立することを研究の狙いとした。NNSによって記述されたシミュレータを前進・後退について作成し, 遺伝的アルゴリズム (GA) により作業経路を計画した。目標地点までの経路を複数のセグメントに分割する方式で, 自由度の高い走行パターンについて所要の経路を得ることができた。
  • 石井 一暢, 寺尾 日出男, 野口 伸
    農業機械学会誌 56 349 - 350 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1994年
  • 野口 伸, 中島 健一郎, 寺尾 日出男, 澁谷 幸憲
    農業機械学会誌 56 343 - 344 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1994年
  • 野口 伸, 中島 健一郎, 寺尾 日出男, 澁谷 幸憲
    農業機械学会誌 56 345 - 346 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1994年
  • 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男
    農業機械学会誌 55 5 83 - 92 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1993年 
    本研究は農用車両の自律化を目標に, 車両の運動を非線形プラントとして扱い, 最適制御することを目的としている。任意の非線形な写像を表現しうるニューラルネットワーク (以下, NNSと呼称する。) を利用した経路計画による最適制御法を確立することが研究の狙いとなる。本報は車両の運動をNNSによりダイナミックモデルで記述して, モデル精度を検討した。非線形現象である車両の横すべりがNNS内部に表現されており, 物理モデルよりも正確に車両運動を記述することができた。また, 汎化性を定常円旋回時のデータを用いて検証するとともに, モデルの有効性を確認するために, 車線変更・蛇行走行などの簡単な走行パターンを経路計画してみた。
  • 太田 克行, 寺尾 日出男, 野口 伸, 入交 智彦, 久保田 守
    農業機械学会誌 55 6 59 - 67 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1993年 
    本研究の目的は, 自律走行する移動体の位置を計測するシステムを開発することである。対象とする移動体は, ほ場内で作業を行なう農用トラクタとした。その計測原理は2台の視覚センサをほ場端に設置し, トラクタに装着した明点を認識してセンサから得られる水平方向角度情報により明点位置を決定するものである。視覚センサとしてはCCDカメラを用い, カメラはモータにより回転駆動され, 移動する明点を追従する。
    本報ではカメラ, モータ, ポテンショメータからなる計測モジュールを1台試作し, 室内での角度計測実験を行ないその実用可能性を検討した。その結果, 静止した明点の角度計測誤差は0.11°以内であり, シミュレーションによると位置計測誤差は, 60m×20mの範囲で0.2m以内であると予測された。また明点追従を試みた結果, 室内環境のもとでは, 明点追従が可能であった。
  • 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男
    農業機械学会誌 55 209 - 210 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1993年
  • 石井 一暢, 寺尾 日出男, 野口 伸
    農業機械学会誌 55 207 - 208 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1993年
  • 酒井 太朗, 寺尾 日出男, 野口 伸
    農業機械学会誌 55 3 - 4 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1993年
  • 野口 伸, 安 相太, 酒井 太朗, 寺尾 日出男
    農業機械学会誌 54 3 97 - 102 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1992年
  • 近江谷 和彦, 佐野 泰將, 野口 伸, 寺尾 日出男
    農業機械学会誌 54 63 - 64 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1992年
  • 近江谷 和彦, 野口 伸, 寺尾 日出男
    農業機械学会誌 54 467 - 467 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1992年
  • 藤田 耕一, 寺尾 日出男, 近江谷 和彦, 野口 伸
    農業機械学会誌 54 15 - 16 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1992年
  • 酒井 太朗, 野口 伸, 近江谷 和彦, 寺尾 日出男
    農業機械学会誌 54 1 - 2 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1992年
  • 太田 克行, 野口 伸, 近江谷 和彦, 寺尾 日出男
    農業機械学会誌 54 249 - 250 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1992年
  • 野口 伸, 近江谷 和彦, 寺尾 日出男
    農業機械学会誌 54 3 - 4 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1992年
  • 野口 伸, 近江谷 和彦, 寺尾 日出男
    農業機械学会誌 54 424 - 425 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1992年
  • 野口 伸, 酒井 太朗, 寺尾 日出男
    農業機械学会誌 53 5 - 6 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1991年
  • 寺尾 日出男, 近江谷 和彦, 野口 伸
    農業機械学会誌 53 7 - 8 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1991年
  • 近江谷 和彦, 佐野 泰將, 野口 伸, 寺尾 日出男
    農業機械学会誌 53 65 - 66 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1991年
  • 野口 伸, 寺尾 日出男
    農業機械学会誌 53 1 3 - 11 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1991年 
    本研究はアルコールをディーゼル機関の吸気管から吸入させる手法 (以下これを気化ディーゼル法とする) によりトラクタ搭載機関の燃料として使用することを目的としている。本報では運転上必要な基本制御項目を満足させ, 機関の常用負荷範囲においてアルコールを燃料として使用できる軽油・アルコールニ燃料の制御方法を考案し, 静特性及び動特性実験を行った。静特性実験からは農用機関の重要な性能項目の1つであるトルク特性が任意に設定でき, 今回設定された最大軸出力線上におけるエタノールによる軽油代替率は熱量割合で50%以上に達することが明らかにされた。また, 動特性実験では4/4負荷から無負荷に約2秒で変化させた場合, 瞬時速度変動率が約13.5%であり, 制御量は約5秒程度で整定し, 考案した機関制御法は実用できる可能性があると判定された。
  • 野口 伸, 安 相太, 寺尾 日出男
    農業機械学会誌 53 4 11 - 19 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1991年 
    農用機関として代表的なトラクタ機関をアルコール・軽油二燃料噴射式機関に改造し, 試作機関の使用可能性について検討した。二燃料で運転した場合の機関性能と制御系の静特性を把握するためにPTO軸性能試験を行い, 使用負荷範囲内における軸出力燃費特性・機関騒音・煙濃度・NOx排出量について検討した。また, 制御系の動特性実験及びロータリ耕うんによる実作業実験を行い, トラクタ機関を二燃料機関として使用した場合の調速性能を調べた。二燃料を用いてトラクタ機関を運転した場合の調速性能は, 農用として使用する上で支障はないものと判断された。
  • 寺尾 日出男, 近江谷 和彦, 野口 伸
    農業機械学会誌 52 1 11 - 21 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1990年 
    濃縮されていない含水エタノールを, 気化ディーゼル法によってディーゼル機関に使用した場合を想定して, 含水エタノール使用時の軸出力燃費特性, 燃焼安定性及びNOx排出特性を検討し, それらのメカニズムを燃焼解析により考察した。
    含水率40%までのエタノールは軽油噴射時期を適切に設定することにより, 熱消費率の点から無水エタノールに匹敵する燃料であると判定された。また, 燃焼安定性は高含水率のエタノールを使用した場合に低下するが, 吸気温度を増加することにより, 安定性の向上が認められた。また, NOx排出特性については含水率60%のエタノールの場合, 無水エタノールよりNOx排出量は約50%程度に低減した。
  • 野口 伸, 寺尾 日出男
    農業機械学会誌 52 55 - 56 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1990年
  • 野口 伸, 寺尾 日出男, 安 相太
    農業機械学会誌 52 57 - 58 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1990年
  • 寺尾 日出男, 近江谷 和彦, 野口 伸
    農業機械学会誌 51 3 5 - 13 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1989年 
    アルコールの微粒化供給, 吸気加熱を行うことにより燃焼を促進させ, 出力性能の改善と有害排気物質の低減について検討した。超音波による2種類の微粒化装置を試作し, 各々の微粒化効果を模型吸気管と定常空気流を用いて確認した後, 実機実験を実施した。その結果, 適切なアルコール微粒化度合と吸気加熱量を設定することにより, 中負荷域で熱消費率を5%低減させ, 排気組成はホルムアルデビトを30%, 未燃アルコールを35%減少させることができた。また高負荷域では, 熱消費率を増加させないで, ホルムアルデヒドと未燃アルコールの30%低減が可能なことを明らかにした。
  • 寺尾 日出男, 近江谷 和彦, 野口 伸
    農業機械学会誌 51 2 - 2 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1989年
  • 寺尾 日出男, 近江谷 和彦, 野口 伸
    農業機械学会誌 50 5 - 5 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1988年
  • 寺尾 日出男, 近江谷 和彦, 野口 伸
    農業機械学会誌 50 4 - 4 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1988年
  • 寺尾 日出男, 近江谷 和彦, 野口 伸
    農業機械学会誌 49 6 - 6 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1987年
  • 寺尾 日出男, 近江谷 和彦, 野口 伸
    農業機械学会誌 49 5 - 5 The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers 1987年

MISC

  • Ali Roshanianfard, Noboru Noguchi, Hiroshi Okamoto, Kazunobu Ishii Journal of Terramechanics 91 155 -183 2020年10月01日 
    Robotic farming will play an undeniably significant role in future sustainable agriculture. Autonomous agricultural vehicles for arable crops and their components are reviewed herein, and their differing possible components, advantages and disadvantages are discussed. The autonomous agricultural vehicles are qualified from technical points of view, including each vehicle's hardware unit (platform development, platform, transporter system, operation functions, communication, sensors [positional sensor, attitude sensor, and safety sensor], and control unit), the physical environment, and the control algorithm. The development process for different vehicles is described. As an operational case study, all investigations conducted at Hokkaido University between 1990 and 2018 are discussed and evaluated based on the described classification. The development procedure, the process of component selection, developmental challenges, and the performance indicators of the vehicles are discussed in detail. The development process and applicability of each component are then presented, and recommendations for future studies are noted. Finally, the most important experiences and lessons, and some recommendations are outlined.
  • 野口伸 映像情報メディア学会誌 73 (2) 218‐222 2019年03月01日 [査読無し][通常論文]
  • 野口伸 自動車技術 73 (2) 93‐98 2019年02月01日 [査読無し][通常論文]
  • 野口伸 電気学会誌 139 (1) 30‐33 2019年01月01日 [査読無し][通常論文]
  • 野口伸 93 (11) 1005‐1007 2018年11月 [査読無し][通常論文]
  • 野口伸 土木学会誌 103 (9) 20‐21 2018年09月15日 [査読無し][通常論文]
  • 野口伸 技術と経済 (616) 30‐36 2018年06月01日 [査読無し][通常論文]
  • 野口伸 アグリバイオ 1 (13) 1347‐1351 2017年12月20日 [査読無し][通常論文]
  • 野口伸 情報処理 58 (9) 794‐797 -797 2017年08月15日 [査読無し][通常論文]
     
    日本農業は，農家戸数の減少と就業者の高齢化により労働力不足が深刻である．近年この問題解決策としてITやロボットを活用したスマート農業への期待が高まっている．ロボット化による超省力化技術は日本農業を持続的に発展させる上で不可欠である．このような背景から本稿では今後の進展が期待される農業機械の自動化・ロボット化の現状と将来像について解説した．内閣府戦略的イノベーション創造プログラム（SIP）「次世代農林水産業創造技術」の取り組みや準天頂衛星システム利用など最新の農業ロボット研究を通して農業イノベーションの創出可能性を考察した．
  • 野口伸 技術と普及 54 (7) 20‐21,16 -32,16 2017年07月15日 [査読無し][通常論文]
  • 岡田麻友子, 加藤友彬, 野口伸, 石井一暢, 岡本博史 農業食料工学会北海道支部会報 (57) 33‐37 -37 2017年03月31日 [査読無し][通常論文]
  • 野口伸 畜産コンサルタント 53 (3) 12‐16 -16 2017年03月01日 [査読無し][通常論文]
  • 野口伸 機械化農業 (3188) 14‐17 -17 2017年01月01日 [査読無し][通常論文]
  • 野口伸 日本ロボット学会誌 35 (5) 372‐375(J‐STAGE) -375 2017年 [査読無し][通常論文]
  • 野口伸 農業 (1616) 6‐27 -27 2016年09月01日 [査読無し][通常論文]
  • 野口伸 日本機械学会誌 119 (1174) 514‐517 -517 2016年09月 [査読無し][通常論文]
  • 野口伸 砂糖類・でん粉情報 (44) 2‐6 -6 2016年05月10日 [査読無し][通常論文]
  • 野口伸, 石井一暢 農林水産省農林水産技術会議事務局研究成果 (541) 21 -22 2016年03月31日 [査読無し][通常論文]
  • 野口伸, 石井一暢, 岡本博史, 楊亮亮 農林水産省農林水産技術会議事務局研究成果 (541) 43 -45 2016年03月31日 [査読無し][通常論文]
  • 野口伸, 石井一暢, 岡本博史, 楊亮亮 農林水産省農林水産技術会議事務局研究成果 (541) 77 -81 2016年03月31日 [査読無し][通常論文]
  • 岡本博史, 野口伸 写真測量とリモートセンシング 55 (1) 34 -37 2016年03月11日 [査読無し][通常論文]
  • Hao Wang, Noboru Noguchi 2016 IEEE/SICE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON SYSTEM INTEGRATION (SII) 592 -597 2016年 [査読有り][通常論文]
     
    This paper address the problem of motion control of an agricultural robot during the whole process of farming work; including maneuvers to follow straight crop rows inside the field, and operations of lane change at the headland. The navigation sensors consisted of an inertial measurement unit and a real-time kinematic GPS. The control algorithm was able to identify the bias of the yaw angle and compensate lateral deviation caused by inclination of the robotic tractor, in order to guide the robot accurately in the field. A circle-back turning algorithm based on continuous primitives connected together was used at the headland to create reference paths. In addition, steering maneuvers for lane change were performed while the robot tractor is moving in order to protect the surface of the soil at the headland. To follow the path accurately, the slide movement of the tractor and the steering rate were taken into account by estimating the turning radius on real-time. Therefore, guidance paths could be optimized based on the specific condition of the field. Finally, the performance of proposed autonomous maneuvers was evaluated in field experiments.
  • 野口伸 日本ロボット学会誌 34 (2) 100‐102(J‐STAGE) -102 2016年 [査読無し][通常論文]
  • 野口伸 産学官連携ジャーナル(Web) 11 (12) 19‐22 (WEB ONLY) 2015年12月15日 [査読無し][通常論文]
  • 野口伸 農家の友 67 (11) 20 -24 2015年11月01日 [査読無し][通常論文]
  • Chi Zhang, Noboru Noguchi 2015 IEEE/SICE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON SYSTEM INTEGRATION (SII) 364 -368 2015年 [査読有り][通常論文]
     
    Two robot tractors were used in a leader-follower system for agricultural field work. Each of the robots was fully independent and could conduct field work alone. They could also work together to form a certain spatial arrangement during the operation. During the headland turn, each robot was simplified as a rectangular zone, and the two robots cooperated and coordinated to turn to next path without collision. This system was designed for practical application, and the system gains the ability to tolerate most of the disturbances in a real field. Fault tolerant methods in accordance with agricultural work were illustrated to solve the common disturbances from the GPS and the IMU. Field experiments were conducted to determine the effectiveness of the system. The results of the experiments showed that the two robot tractors can work safely together to complete the field work. The average lateral error of the navigation system of the robots was less than 0.04 m, and the efficiency of the leader-follower system was improved by 84.3 percent compared with that of a conventional single robot.
  • 野口伸 精密工学会誌(Web) 81 (1) 22-25 (J-STAGE) -25 2015年 [査読無し][通常論文]
  • 野口伸 農家の友 66 (11) 64 -67 2014年11月01日 [査読無し][通常論文]
  • 野口伸 測量 64 (8) 6 -11 2014年08月10日 [査読無し][通常論文]
  • 野口伸 機械化農業 (3152) 31 -34 2014年01月01日 [査読無し][通常論文]
  • 野口伸 技術と普及 50 (10) 62 2013年10月15日 [査読無し][通常論文]
  • 野口伸 自動車技術 67 (2) 83 -86 2013年02月01日 [査読無し][通常論文]
  • 野口 伸 農家の友 65 (1) 86 -88 2013年01月
  • 原 令幸, 野口 伸, A 農業 (1559) 40 -51 2012年05月
  • 野口伸 ブレインテクノニュース (150) 8 -12 2012年03月15日 [査読無し][通常論文]
  • 野口伸 農業 (1557) 34 -45 2012年03月01日 [査読無し][通常論文]
  • 野口 伸 農林水産技術研究ジャーナル 35 (2) 10 -15 2012年02月01日
  • 野口 伸 計測と制御 = Journal of the Society of Instrument and Control Engineers 50 (12) 1025 -1027 2011年12月10日
  • 野口 伸 農家の友 63 (11) 100 -102 2011年11月
  • Assessment of water quality of marsh by combing multiple remote sensing platforms with GIS
    Proceedings of CIGR2011 (CD-ROM) No.22G04 2011年 [査読無し][通常論文]
  • K-means based Land Use Supervised Classification
    Proceedings of CIGR2011 (CD-ROM) No.22G02 2011年 [査読無し][通常論文]
  • The Development and Test of a Multi-spectral Camera used in the Crop Growth Status Information Acquisition
    Proceedings of CIGR2011 (CD-ROM) No.22G03 2011年 [査読無し][通常論文]
  • Ryosuke Takai, Oscar Barawid Jr., Noboru Noguchi IFAC Proceedings Volumes (IFAC-PapersOnline) 18 (1) 14165 -14169 2011年 [査読無し][通常論文]
     
    The objective of this research was to modify a commercial crawler-type tractor into a robot tractor that can be navigated autonomously by using RTK-GPS and IMU as navigation sensors. Navigation algorithms were developed. Steering control test and autonomous navigation test in farmland were conducted. Steering control test was conducted in different speeds, and the accuracy was evaluated. In each speed, the robot ran with 1∼3cm lateral error. Autonomous navigation test was conducted on multi-path map. In headland area, the robot used keyhole turning and transferred to the next path. The robot could finish the multipath navigation successfully. © 2011 IFAC.
  • Development of Robotic Boat for Water Environment Monitoring
    Proceedings of CIGR2011 (CD-ROM) No.22C03 2011年 [査読無し][通常論文]
  • Development of an automatic navigation system using laser range finder in the paddy field
    Proceedings of CIGR2011 (CD-ROM) No.22C02 2011年 [査読無し][通常論文]
  • Xiang Yin, Noboru Noguchi IFAC Proceedings Volumes (IFAC-PapersOnline) 18 (1) 14139 -14144 2011年 [査読無し][通常論文]
     
    This paper presents how to detect and track the real-time motion using the PMD 3D-camera. Different modalities, including intensity image, range image and amplitude image, can be provided by the 3D-camera. Both the intensity and the range images are used in the motion detection and tracking process. First, intensity and range backgrounds are separately modeled. During the motion detection and tracking, the segmentation results based on intensity and range images are combined, which results in a robust segmentation of the current scene. And such a segmented image has to be filtered in real-time applications because the NIR light emitted by the 3D-camera will be affected by the objects too close to the 3D-camera, resulting in intensity distortion, and low resolution of the intensity image constitutes another reason. After segmentation, edge and contour detection is used to try to figure out the number and positions of mobile objects. By experiments, the process of real-time motion detection and tracking is demonstrated. Finally, some existing problems and proposed solutions such as shadow removal are discussed. © 2011 IFAC.
  • Liangliang Yang, Fuzeng Yang, Noboru Noguchi IFAC Proceedings Volumes (IFAC-PapersOnline) 18 (1) 14145 -14150 2011年 [査読無し][通常論文]
     
    Classify the apple's internal quality is important for apple's quality. Mould core apple is not eatable and can reduce the juice quality if used for making juice. The core tissue's color is brown and the density of mould core apple is lower than a normal apple. This paper describes the detection of apple's one internal quality (mould core disease) on the physical basis - density. X-ray technology can provide us internal image of an object that reflects the object's density. This paper presents the method of processing the X-ray image and creating the feature vector for using support vector machine (SVM) method to classify the apple's internal quality. The experiment results show that the classification method could detect the mould core apple at the accuracy of 91.03%, and detect un-mould core apple at the accuracy of around 95.95%. © 2011 IFAC.
  • Oscar C. Barawid Jr., Noboru Noguchi IFAC Proceedings Volumes (IFAC-PapersOnline) 18 (1) 2901 -2906 2011年 [査読無し][通常論文]
     
    This research developed an automatic steering system for electronic robot vehicles that is economical in comparison with commercial automatic steering systems today. A 48-VDC battery-operated electronic vehicle was used as a platform that has been modified the steering system into an automatic steering system using the following steps. First, the motor specification determination using strain gauges attached to the steering shaft second, steering controller method/algorithm selection third, steering system calibration fourth, steering angle determination and finally, autonomous navigation test runs. The lateral and heading errors were 0.08 m and 1.2 deg, respectively. These results indicated that the developed automatic steering system could control the robot vehicle accurately in an autonomous navigation. © 2011 IFAC.
  • Issei Han-Ya, Kazunobu Ishii, Noboru Noguchi IFAC Proceedings Volumes (IFAC-PapersOnline) 18 (1) 1796 -1801 2011年 [査読無し][通常論文]
     
    This research developed a system which monitors the growth of paddy rice by using a lowaltitude remote sensing using spectroradiometer. In the crop yields' estimation, the wavelength band of an ultraviolet range or a short wave infrared region was essential for the estimation of the result of the PLS regression analysis or the multiple linear regression analysis. Using these information, the estimation error of the crop yield was 12.8 [kg/10a]. Moreover, the estimation error of protein content was 0.14% by using the near infrared and the short wave infrared information. In addition, the estimation models were applied to the other paddy field. There were also high relationship between the crop status and the measured wavelength. These results suggested that this low-altitude remote sensing system was able to obtain the variation of the crop status in the paddy rice fields. In addition, the information of the wavelength in short wave infrared was important to estimate the crop status. © 2011 IFAC.
  • Noboru Noguchi, Oscar C. Barawid Jr. IFAC Proceedings Volumes (IFAC-PapersOnline) 18 (1) 633 -637 2011年 [査読無し][通常論文]
     
    The objective of the research is to develop a robot farming system using multiple robots. The research will discuss the application of multiple robots in Japan agriculture for rice, wheat and soybean. The robot farming system includes a rice planting robot, a seeding robot, a robot tractor, a combine robot harvester and various implements attached on the robot tractor. One of the key elements of the robot farming system is that it should be more economical to the farmers. The important parts of the farming system are the robot management system, low-cost system, robot farming safety, and real-time monitoring/documentation. Keywords: multiple robots, robotics, robot farming system, robot tractors, robot management system, low-cost system. © 2011 IFAC.
  • Development of a 2-CMOS Camera for Agricultural Use
    Proceedings of the 4th Asian Conference on Precision Agriculture (CD-ROM) No.O42 2011年 [査読無し][通常論文]
  • CF Card Storage Module Based on MCU
    Proceedings of the 4th Asian Conference on Precision Agriculture (CD-ROM) No.O43 2011年 [査読無し][通常論文]
  • Omni-directional moving objects detection based on the optical flow field image
    Proceedings of the 4th Asian Conference on Precision Agriculture (CD-ROM) No.O40 2011年 [査読無し][通常論文]
  • Development of an Obstacle Recognition System for a Field Robot using a 3D-camera
    Proceedings of the 4th Asian Conference on Precision Agriculture (CD-ROM) No.O41 2011年 [査読無し][通常論文]
  • Low-altitude Remote Sensing for Monitoring Marsh and Lake
    Proceedings of the 4th Asian Conference on Precision Agriculture (CD-ROM) No.O36 2011年 [査読無し][通常論文]
  • Land Use Classification of Satellite Imagery using Minimum Distance Classifier
    Proceedings of the 4th Asian Conference on Precision Agriculture (CD-ROM) No.O31 2011年 [査読無し][通常論文]
  • Development of Robotic Boat for Water Environment Monitoring
    Proceedings of the 4th Asian Conference on Precision Agriculture (CD-ROM) No.O24 2011年 [査読無し][通常論文]
  • Autonomous Rice Transplanter Using DGPS Compass and Machine Vision
    Proceedings of the 4th Asian Conference on Precision Agriculture (CD-ROM) No.O21 2011年 [査読無し][通常論文]
  • Development of an automatic navigation system using laser range finder in the paddy field
    Proceedings of the 4th Asian Conference on Precision Agriculture (CD-ROM) No.O20 2011年 [査読無し][通常論文]
  • Monitoring Winter Wheat Growth Using Plant Nutrition Active Sensor
    Proceedings of the 4th Asian Conference on Precision Agriculture (CD-ROM) No.O14 2011年 [査読無し][通常論文]
  • Development of Variable Rate Fertilization System using Low-cost ECU and Plant Nutrition Sensor
    Proceedings of the 4th Asian Conference on Precision Agriculture (CD-ROM) No.O13 2011年 [査読無し][通常論文]
  • 速水 敦郎, 姜 太煥, 海津 裕, 野口 伸 農業機械學會誌 72 (6) 515 -515 2010年11月01日
  • 野口 伸 建設の施工企画 (728) 58 -61 2010年10月25日
  • 野口 伸 農業および園芸 85 (10) 1037 -1044 2010年10月
  • 横堀 潤, 野口 伸, 丹羽 勝久, 西宗 昭 日本土壌肥料学会講演要旨集 (56) 149 -149 2010年09月07日
  • 野口 伸 日本機械学會誌 = Journal of the Society of Mechanical Engineers 113 (1100) 511 -511 2010年07月05日
  • 野口 伸 システム/制御/情報 : システム制御情報学会誌 = Systems, control and information 54 (4) 144 -148 2010年04月15日
  • Application of Rapeseed Oil to a Diesel Engine
    Proceedings of AGRICONTROL 2010 IFAC International Conference（CD-ROM） 0037 2010年 [査読無し][通常論文]
  • Remote Sensing of Lakes and Marshes Using Helicopter Based System
    Proceedings of AGRICONTROL 2010 IFAC International Conference（CD-ROM） 0032 2010年 [査読無し][通常論文]
  • TAKAI R. Proceedings of AGRICONTROL 2010 IFAC International Conference（CD-ROM） 0025 -1 2010年 [査読無し][通常論文]
  • Monitoring Rice Growth Environment by Low-altitude Remote Sensing using Spectroradiometer
    Proceedings of AGRICONTROL 2010 IFAC International Conference（CD-ROM） 0031 2010年 [査読無し][通常論文]
  • 野口 伸, 丹羽 勝久, 横堀 潤, 西 宗昭 北農 76 (4) 478 -487 2009年10月 
    肥料の高騰で土壌診断依頼点数が急増し、受け入れ能力を超える診断の依頼のある施設もあると報道された。土壌診断は、土壌採取、前処理、分析、診断の手順に、多くの労力、時間、経費を要し、しかも圃場単位での診断になる。一方、窒素に限るが、自動操縦ヘリコプタにセンサを搭載すれば、短時間に面的に土壌診断、結果を精密マップ化し、圃場内の窒素供給量に応じて施肥量を調節できる。さらに、作物の生育、収量・品質をこうした土壌診断マップと重ねて解析し、技術改善情報も提供できる。上記の両者とも可能になっているが、ここでは前者に相当する、［土壌窒素供給能としての熱水可溶性窒素の意義］、［産業用無人ヘリコプタによる土壌窒素供給能を含む圃場情報の精密リモートセンシング］、［土壌窒素供給能情報を用いた可変施肥システム］を中心に、一連の研究の経緯、概要を紹介する。
  • 野口 伸 計測と制御 = Journal of the Society of Instrument and Control Engineers 48 (2) 130 -133 2009年02月10日
  • Monitoring rice growth environment by remote sensing
    IFAC-Bio‐Robotics Ⅳ(CD-ROM) 802 2009年 [査読無し][通常論文]
  • Evaluation of ultrasonic sensors as guidance sensors for greenhouse applications robots
    IFAC-Bio‐Robotics Ⅳ(CD-ROM) 706 2009年 [査読無し][通常論文]
  • Navigation of agricultural robot using omnidirectional camera in grass land
    IFAC-Bio‐Robotics Ⅳ(CD-ROM) 705 2009年 [査読無し][通常論文]
  • Development of low-cost and small-scale electronic robot vehicle for orchard application
    IFAC-Bio‐Robotics Ⅳ(CD-ROM) 206 2009年 [査読無し][通常論文]
  • Automatic steering system for the electronic robot vehicle
    IFAC-Bio‐Robotics Ⅳ(CD-ROM) 204 2009年 [査読無し][通常論文]
  • Satellite and Aerial Remote Sensing for Production Estimates and Crop Assessment
    IFAC-Bio‐Robotics Ⅳ(CD-ROM) 601 2009年 [査読無し][通常論文]
  • Spatial information analysis of grass-land using information technology
    Proceedings of the 17th IFAC World Congress 653 -657 2008年 [査読無し][通常論文]
  • Development of the biogas tractor with two biogas feeding algorithms
    Proceedings of the 17th IFAC World Congress 1602 -1607 2008年 [査読無し][通常論文]
  • Estimating hay bale position with stereo vision technique using an omnidirectional camera
    Proceedings of the 17th IFAC World Congress 1584 -1589 2008年 [査読無し][通常論文]
  • Calibration method for 2-dimensional laser scanner attached on a robot vehicle
    Proceedings of the 17th IFAC World Congress 1596 -1601 2008年 [査読無し][通常論文]
  • Enhancement of NDV information from satellite imagery by combining with low altitude sensing
    Proceedings of the 17th IFAC World Congress 9579 -9584 2008年 [査読無し][通常論文]
  • The study on the effect of biogas addition on the diesel tractor engine for the development of a biogas controller
    Proceedings of the 17th IFAC World Congress. 9585 -9590 2008年 [査読無し][通常論文]
  • 野口 伸, 藤原 達也 地理情報システム学会講演論文集 = Papers and proceedings of the Geographic Information Systems Association 16 41 -44 2007年10月20日
  • 野口 伸 ロボット (177) 15 -19 2007年07月
  • 松井 貴聖, 井上 徹男, 石井 一暢, 野口 伸 ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集 2007 "1A1 -H03(1)"-"1A1-H03(4)" 2007年05月11日 
    The objective of our research is to robotize an agricultural crawler tractor based on a previously developed autonomous wheeled tractor. The navigation sensors used for this purpose were RTK-GPS based on VRS (Virtual Reference Station) as well as FOG. The RTK-GPS provided the absolute position of the tractor, while FOG gave its heading angle. The tractor was modified by the manufacturer to allow electronic control of several functions including steering; which was performed by differentiating speeds of left and right tracks.
  • Development of hay bales detection algorithm using omnidirectional multi-camera
    2nd IFAC International Conference on Modeling and Design of Control System in Agriculture 211 -216 2007年 [査読無し][通常論文]
  • Automatic guidance system in coconut field application using laser scanner
    2nd IFAC International Conference on Modeling and Design of Control System in Agriculture 171 -176 2007年 [査読無し][通常論文]
  • Real-time image transformation using a dynamic inclinometer
    2nd IFAC International Conference on Modeling and Design of Control System in Agriculture 177 -181 2007年 [査読無し][通常論文]
  • Enhancement of NDVI information from satellite imagery by integrating an unmanned helicopter
    Proc. 2nd Asian Conference on Precision Agriculture DV-10 2007年 [査読無し][通常論文]
  • Spatial information analysis of grass-land using information technology
    Proc. 2nd Asian Conference on Precision Agriculture DD-17 2007年 [査読無し][通常論文]
  • A development of a low-cost dual-spectral camera system
    Proc. 2nd Asian Conference on Precision Agriculture SV-16 2007年 [査読無し][通常論文]
  • Development of lodging forecast model by remote sensing
    Proc. 2nd Asian Conference on Precision Agriculture DD-04 2007年 [査読無し][通常論文]
  • Effect of feeding biogas into diesel engine's intake manifold; focusing on emissions
    Proc. International Conference of Progress in Biogas 101 -104 2007年 [査読無し][通常論文]
  • 丹羽 勝久, 横堀 潤, 榎本 吉典, 野口 伸 日本土壌肥料学会講演要旨集 (52) 130 -130 2006年09月05日
  • 半谷 一晴, 石井 一暢, 野口 伸 ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集 2006 "2P2 -C12(1)"-"2P2-C12(2)" 2006年 
    Recently, field imageries became easy to obtain by QuickBird-2, SPOT and other satellites ; however, they are still negatively affected by atmospheric conditions, and their spatial resolution remains fairly low causing large position errors. Moreover, a large number of reference points is also required to estimate the field conditions accurately. The objective of this study is to develop a reliable field monitoring system combining helicopter-base and satellite-base remote-sensing. An ambient illumination (AI) sensor was attached to the unmanned helicopter to compensate for the effect of atmospheric conditions. The normalized difference vegetation index (NDVI) of satellite images is transformed to reflectance value through corresponding images acquired by the unmanned helicopter, which are then used for calibration of satellite imagery. Therefore, the helicopter-base system effectively contributes to the enhancement of the satellite-base remote-sensing.
  • 姜 太煥, 白水 和広, 石井 一暢, 野口 伸 ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集 2006 "2A1 -B17(1)"-"2A1-B17(4)" 2006年 
    The objective of this research is to develop a field irregularity modifying system using work chracteristics of harvesting and generating GIS maps based on measured terrain information. To generate a GIS map based on the work chracteristics of harvesting and terrain information, vehicle location is essential; therefore a Real Time Kinematical Global Positioning System (RTK-GPS) provided vehicle positions, and an Inertial Measurement Unit (IMU) provided direction and inclination angles, and a laser scanner provided terrain information of the field. The system was built on a robot tractor and commercial tractor. The result shown an average error of 5.2 cm and an RMS error of 2.9 cm when the laser was scanning beneath the robot tractor, which is sufficient for terrain surveying. The area where working characteristics is bad can be distinguished by the discriminant analysis using explanation variable of synthetic vector and inclination angle.
  • 野口 伸 農林水産技術研究ジャーナル = Research Journal of Food and Agriculture 28 (11) 5 -9 2005年11月01日
  • 横田 雅彦, 水島 晃, 石井 一暢, 野口 伸 ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集 2005 163 -163 2005年06月09日
  • 岩堀 隆志, 杉浦 綾, 野口 伸, 石井 一暢 ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集 2005 207 -207 2005年06月09日
  • Barawid, O. C. Jr., Tsubota, R., Ishii, K., Noguchi, N.:"Agricultural autonomous vehicle that used 2-dimensional laser scanner as the navigation sensor", Proceedings of First Asian Conference on Precision Agriculture: 89-94(2005)
    2005年 [査読無し][通常論文]
  • Sugiura, R., Ishii, K., Noguchi, N.:"Development of Monitoring System to Support Operations of an Unmanned Helicopter". ASAE Paper No.051019(2005)
    2005年 [査読無し][通常論文]
  • Mizushima, A., Ishii, K., Noguchi, N.: "Development of Robot Tractor Using the Low-Cost GPS/INS System", ASAE Paper No.051138(2005)
    2005年 [査読無し][通常論文]
  • Sugiura, R., Ishii, K., Noguchi, N.:"Remote sensing technology for field information using an unmanned helicopter", Proceedings of First Asian Conference on Precision Agriculture: 187-192(2005)
    2005年 [査読無し][通常論文]
  • Yokota, M., Mizushima, A.,Ishii, K.,Noguchi, N.:"3-D GIS Map Generation Using a Robot Tractor with a Laser Scanner", ASAE Paper No.051141(2005)
    2005年 [査読無し][通常論文]
  • Iwahori, T., Sugiura, R., Ishii, K., Noguchi,N.:"Development of 3-D GIS Map Generation System Using an Unmanned Helicopter", ASAE Paper No.051020(2005)
    2005年 [査読無し][通常論文]
  • Ishii, K., Noguchi, N.:"Development of ECU for variable rate application using ISOBUS", Proceedings of First Asian Conference on Precision Agriculture: 59-64(2005)
    2005年 [査読無し][通常論文]
  • Tae-Hwan, K., Sugiura, R., Noguchi, N., Ishii, K., Niwa, K., Yokobori, J.:"Estimation of growth information on wheat using multi-spectrum image sensor", Proceedings of First Asian Conference on Precision Agriculture: 236-241(2005)
    2005年 [査読無し][通常論文]
  • 杉浦 綾, 野口 伸, 石井 一暢 ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集 2004 206 -206 2004年06月18日
  • Yokobori,J.,Niwa,K.,Noguchi and N.,Chiba,Y:"Drawing of precise countermeasure map within a field by using unmanned helicopter image in Tokachi District", Proceedings of ASAE Conference of Automation Technology for Off-road Equipment:447-454(2004)*
    2004年 [査読無し][通常論文]
  • Sugiura,R.,Fukagawa,T.,Ishii,K. and Noguchi,N.:"Crop Status Sensing System by a Multi-Spectral Imaging Sensor and GIS map generation", Proceedings of 2004 CIGR International Conference, [V-2-19(CD-ROM)](2004)*
    2004年 [査読無し][通常論文]
  • Mizushima,A.,Ishii,K. and Noguchi,N.:"Monitoring system of peat areas using agricultural robot", Proceedings of ASAE Conference of Automation Technology for Off-road Equipment:467-473(2004)*
    2004年 [査読無し][通常論文]
  • Yokota,M.,Tsubota,R.,Mizushima,A.,Ishii,K. and Noguchi,N.:"Field Map Generation by an Intelligent Robot Tractor towards Information Agriculture", Proceedings of AgEng 2004[454(CD-ROM)](2004)*
    2004年 [査読無し][通常論文]
  • Noguchi,N: "Current Status and R&D Activities Utilizing Mechatronics in Agriculture in Japan", Proceedings of The second International Symposium on Machinery and Mechatronics for Agriculture and Bio-systems Engineering [ME-1(CD-ROM)](2004)*
    2004年 [査読無し][通常論文]
  • Mizushima,A.,Ishii,K. and Noguchi,N.:"Automatic navigation of agricultural vehicle using a low-cost attitude sensor", Proceedings of ASAE Conference of Automation Technology for Off-road Equipment: 98-106(2004)*
    2004年 [査読無し][通常論文]
  • Terao,H.,Noguchi,N. and Ishii,K.:"Multi-robot Systems for Farm Operations", Proceedings of International Scientific Conference on Microprocessor Systems in Agriculture:212-224(2004)*
    2004年 [査読無し][通常論文]
  • Ishii, K.and Noguchi, N.:"Task management and control system for multi-robot using wireless LAN", Proceedings of ASAE Conference of Automation Technology for Off-road Equipment:56-63(2004)*
    2004年 [査読無し][通常論文]
  • Yokota,M.,Mizushima,A.,Ishii,K. and Noguchi,N.:"3-D map generation by a robot tractor equipped with a laser range finder", Proceedings of ASAE Conference of Automation Technology for Off-road Equipment:374-379(2004)*
    2004年 [査読無し][通常論文]
  • Sugiura, R.,Ishii,K. and Noguchi,N.:"Remote sensing technology for field Information using an unmanned helicopter", Proceedings of ASAE Conference of Automation Technology for Off-road Equipment:226-231(2004)*
    2004年 [査読無し][通常論文]
  • Sugiura,R.,Ishii,K. and Noguchi,N.:"Simplification method of topographic map using triangle polygons", Proceedings of ASAE Conference of Automation Technology for Off-road Equipment:474-479(2004)*
    2004年 [査読無し][通常論文]
  • Iwahori,T.,Sugiura,R.,Ishii,K. and Noguchi,N:"Remote sensing using an unmanned helicopter with a control pan-head", Proceedings of ASAE Conference of Automation Technology for Off-road Equipment: 220-225(2004)*
    2004年 [査読無し][通常論文]
  • Tsubota,R.,Mizushima,A.,Ishii,K. and Noguchi,N.:"Automatic guidance with a laser scanner for a robot tractor in an orchard field", Proceedings of ASAE Conference of Automation Technology for Off-road Equipment:369-373 (2004)*
    2004年 [査読無し][通常論文]
  • Sugiura,R.,Ishii,K. and Noguchi,N.:"Remote Sensing Technology for 3-D Vegetation Monitoring using an Unmanned Helicopter", Proceedings of AgEng 2004[450(CD-ROM)](2004)*
    2004年 [査読無し][通常論文]
  • Sugiura,R.,Ishii,K. and Noguchi,N.:"Field Survey System Using an Unmanned Helicopter and Simplification of Topographic Dataset", Proceedings of 7th International Conference on Precision Agriculture(CD-ROM)(2004)*
    2004年 [査読無し][通常論文]
  • Mizushima,A.,Noguchi,N. and Reid,J.F.:"Automatic navigation of agricultural vehicle using a cheap attitude sensor", Proceedings of AgEng 2004[451(CD-ROM)](2004)*
    2004年 [査読無し][通常論文]
  • Tsubota,R.,Mizushima,A.,Noguchi,N. and Reid,J.F:"Automatic Guidance with a Laser Scanner for a Robot Tractor in an Orchard Field", Proceedings of 2004 CIGR International Conference[V-2-9(CD-ROM)](2004)*
    2004年 [査読無し][通常論文]
  • Mizushima,A.,Tsubota,R. and Noguchi,N.:"3D-Map Generation by a Robot Tractor with a Laser Range Finder",Proceedings of 7th International Conference on Precision Agriculture(CD-ROM)(2004)*
    2004年 [査読無し][通常論文]
  • Abe,M.,Sugiura,R.,Ishii,K. and Noguchi,N.:"Enhancement of satellite imagery using an unmanned helicopter for environment monitoring", Proceedings of ASAE Conference of Automation Technology for Off-road Equipment:232-237(2004)*
    2004年 [査読無し][通常論文]
  • Niwa,K.,Seino,N.,Yokobori,J.,Kukuchi,K. and Noguchi:"Drawing of precise countermeasure map concerned with wheat maturity by using large-scaled soil map in Tokachi District", Proceedings of ASAE Conference of Automation Technology for Off-road Equipment・・・
    2004年 [査読無し][通常論文]
     
    Niwa,K.,Seino,N.,Yokobori,J.,Kukuchi,K. and Noguchi:"Drawing of precise countermeasure map concerned with wheat maturity by using large-scaled soil map in Tokachi District", Proceedings of ASAE Conference of Automation Technology for Off-road Equipment:455-462(2004)*
  • 野口 伸 農業および園芸 78 (12) 1332 -1336 2003年12月
  • 野口 伸 農業機械學會誌 65 (4) 3 -3 2003年07月01日
  • 深川 知久, 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男 ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集 2003 15 -15 2003年 
    精密農法のための生物モニタリングシステムを構築した, R, G及びNIRの3波長画像を同時に取得できるマルチスペクトルイメージングセンサを用いている。稲, トウモロコシについてその画像処理アルゴリズムとセンシング精度について検討した。
  • 阿部 剛, 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男 ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集 2003 15 -15 2003年 
    複数の農業用ロボットによる協調作業において, ロボットの相互認識が重要である。本研究では先行ロボットを認識するためにレーザ測距器を採用しパターンマッチングを行うことで追従ロボットが先行ロボットの姿勢を認識できるアルゴリズムを開発した。
  • 杉浦 綾, 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男 ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集 2003 14 -14 2003年 
    産業用無人ヘリコプタに搭載したレーザ距離計から農地の3次元点群を得ることができる。これら地表面上の点群を補間することによって地形マップを作成し, RTK-GPSによって正確に測量した地形データとの比較を行った。
  • 産業用無人ヘリコプタを用いた空間情報のマッピング
    農業機械学会北海道支部会報 43 49 -54 2003年 [査読無し][通常論文]
  • Mizushima,A.,Noguchi,N.,Ishii,K.,Terao,H.: Development of the Automatic Navigation System using DGPS and Posture Sensor. ASAE Paper No.033110 (2003)
    2003年 [査読無し][通常論文]
  • Kise,M.,Noguchi,N.,Ishii,K.,Terao,H.: Obstacle Detection by a Laser Scanner for Autonomous Off-road Vehicles. ASAE Paper No.033111 (2003)
    2003年 [査読無し][通常論文]
  • Mizushima,A.,Noguchi,N.,Ishii,K.,Terao,H.: Development of Navigation Sensor unit for the Agricultural Vehicle. Proceedings of IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics: 1067-1072(2003)*
    2003年 [査読無し][通常論文]
  • Fukagawa,T.,Noguchi,N.,Ishii,K.,Terao,H.: Detecting Growth of Crop System by Multi-spectral Imaging Sensor. ASAE Paper No.033125(2003)
    2003年 [査読無し][通常論文]
  • Sugiura,R.,Fukagawa,T.,Noguchi,N.,Ishii,K.,Terao,H.,Shibata,Y.,Toriyama,K. (2003) Field Information System using an Agricultural Helicopter towards Precision Farming. Proceedings of IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronic・・・
    2003年 [査読無し][通常論文]
     
    Sugiura,R.,Fukagawa,T.,Noguchi,N.,Ishii,K.,Terao,H.,Shibata,Y.,Toriyama,K. (2003) Field Information System using an Agricultural Helicopter towards Precision Farming. Proceedings of IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics: 1073-1078(2003)*
  • Ishii,K.,Noguchi,N.,Terao,H.: Multi-robot Management System using Wireless LAN. ASAE Paper No. 033079(2003)
    2003年 [査読無し][通常論文]
  • Sugiura,R.,Noguchi,N.,Ishii,K.,Terao,H. (2003) Development of Remote Sensing System using Unmanned Helicopter. ASAE Paper No.031104(2003)
    2003年 [査読無し][通常論文]
  • マルチスペクトルイメージングセンサを用いた生育モニタリングシステムの水稲への適用
    農業機械学会北海道支部会報 43 37 -42 2003年 [査読無し][通常論文]
  • Noguchi,N.: Obstacle Detection for an Autonomous Vehicle using a Laser Range Finder. ASAE Paper No.031169(2003)
    2003年 [査読無し][通常論文]
  • 堀岡 裕二, 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男 ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集 2002 87 -87 2002年 
    農用移植ロボットを群として協調作業させることにより, 農作業の効率化と省力化を図ることを目的とする。2台のロボットトラクタを使用し, それらに意思決定者 (Master) と従事者 (Slave) という上下関係を持たせたシステムを想定している。2台の車両には光ファイバージャイロ (FOG) 及びRTK-GPSが搭載されており, 絶対座標や車両方位といった車両情報を取得し, 個々の車両情報は無線LANを用い車々間通信を行う。今回は主に2台のロボットトラクタの併走制御について報告する。
  • Noguchi,N.,Kise,M.,Ishii,K.,Terao,H.:Field Automation Using Robot Tractor. Proceedings of ASAE Conference of Automation Technology for Off-road Equipment: 239-245(2002)*
    2002年 [査読無し][通常論文]
  • Kise,M.,Noguchi,N.,Ishii,K.,Terao,H.: The Development of the Autonomous Tractor with Steering Controller Applied by Optimal Control. Proceedings of ASAE Conference of Automation Technology for Off-road Equipment: 367-373(2002)*
    2002年 [査読無し][通常論文]
  • Will,J.D.,Reid,J.F.,Noguchi,N.,Zhang,Q.: Software Architecture Design for Automation of Off-road Equipment. Proceedings of ASAE Conference of Automation Technology for Off-road Equipment:43-50 (2002)*
    2002年 [査読無し][通常論文]
  • Kise,M.,Noguchi,N.,Ishii,K.,Terao,H.: Enhancement of Turning Accuracy by Path Planning for Robot Tractor. Proceedings of ASAE Conference of Automation Technology for Off-road Equipment: 398-404(2002)*
    2002年 [査読無し][通常論文]
  • Mizushima,A.,Noguchi,N.,Ishii,K.,Terao,H.: Automatic Navigation of the Agricultural Vehicle by the Geomagnetic Direction Sensor and Gyroscope. Proceedings of ASAE Conference of Automation Technology for Off-road Equipment: 204-211(2002)*
    2002年 [査読無し][通常論文]
  • Sugiura,R.,Noguchi,N.,Ishii,K.,Terao,H.: The Development of Remote Sensing System Using Unmanned Helicopter. Proceedings of ASAE Conference of Automation Technology for Off-road Equipment: 120-128(2002)*
    2002年 [査読無し][通常論文]
  • Noguchi,N.,Will,J.D.,Ishii,K.,Reid,J.F.:Development of Master-slave Robot System-Obstacle Avoidance Algorithm. Proceedings of ASAE Conference of Automation Technology for Off-road Equipment: 432-441(2002)*
    2002年 [査読無し][通常論文]
  • 行本 修, 松尾 陽介, 野口 伸 農業機械化研究所研究報告 (32) 89 -96 2001年09月
  • 行本 修, 松尾 陽介, 野口 伸 農業機械化研究所研究報告 (32) 1 -88 2001年09月
  • 木瀬 道夫, 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男 ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集 2001 76 -76 2001年06月08日
  • 野口 伸, 三浦 隆司, 石井 一暢, 寺尾 日出男 ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集 2001 76 -76 2001年06月08日
  • 水島 晃, 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男 ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集 2001 75 -75 2001年06月08日
  • 野口 伸, 木瀬 道夫, 石井 一暢, 寺尾 日出男 ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集 2001 76 -76 2001年06月08日
  • 野口 伸 農林水産技術研究ジャーナル 24 (6) 5 -10 2001年06月01日
  • 石井 一暢, 堀岡 裕二, 野口 伸, 寺尾 日出男 農業機械学会年次大会講演要旨 60 247 -248 2001年04月01日
  • 石井 一暢, 寺尾 日出男, 野口 伸 農業機械学会年次大会講演要旨 60 245 -246 2001年04月01日
  • 宮本 健太郎, 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男 農業機械学会年次大会講演要旨 60 273 -274 2001年04月01日
  • 三浦 隆司, 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男 農業機械学会年次大会講演要旨 60 365 -366 2001年04月01日
  • 木瀬 道夫, 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男 農業機械学会年次大会講演要旨 60 263 -264 2001年04月01日
  • 野口 伸, 飯塚 学, 木瀬 道夫, 石井 一暢, 寺尾 日出男 農業機械学会年次大会講演要旨 60 265 -266 2001年04月01日
  • 石井 一暢, 野口 伸, 寺尾 日出男 農業機械学会年次大会講演要旨 60 267 -268 2001年04月01日
  • 水島 晃, 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男, 行本 修, 山本 聡史 農業機械学会年次大会講演要旨 60 277 -278 2001年04月01日
  • 山本 聡史, 行本 修, 手島 司, 野口 伸 農業機械学会年次大会講演要旨 60 447 -448 2001年04月01日
  • Noguchi,N.,Zhang,Q.,Han,S.,Reid,J.F.:"Autonomous Agricultural Tractor with an Intelligent Navigation System",Proceedings of the Fourth IFAC Symposium on Intelligent Autonomous Vehicles:200-206(2001)*
    2001年 [査読無し][通常論文]
  • Noguchi,N.,Reid,J.F.,Ishii,K.,Terao,H.:"Multi-spectrum Image Sensor for Detecting Crop Status by Robot Tractor", Proceedings of the Fourth IFAC Symposium on Intelligent Autonomous Vehicles:115-120(2001)*
    2001年 [査読無し][通常論文]
  • Kise,M.,Noguchi,N.,Ishii,K.,Terao,H.:"Development of the Agricultural Autonomous Tractor with an RTK-GPS and Fog", Proceedings of the Fourth IFAC Symposium on Intelligent Autonomous Vehicles:103-108(2001)*
    2001年 [査読無し][通常論文]
  • Noguchi,N.,Reid,J.F.,Zhang,Q.,Will,J.D.,Ishii,K.: "Development of Robot Tractor Based on RTK-GPS and Gyroscope", ASAE paper,01-1195: 1-8(2001)
    2001年 [査読無し][通常論文]
  • Noguchi,N.,Reid,J.F.,Zhang,Q.,Will,J.D.: "Turning Function for Robot Tractor Based on Spline Function",ASAE paper,01-1196:1-8(2001)
    2001年 [査読無し][通常論文]
  • Noguchi,N.,Reid,J.F.,Ishii,K.,Terao,H.:"Crop Status Sensing based on Machine Vision for Precision Farming", Proceedings of the 2nd IFAC/CIGR Workshop on Intelligent Control for Agricultural Applications:34-39(2001)*
    2001年 [査読無し][通常論文]
  • Noguchi,N.,Ishii,K.,Terao,H.:"Turning Function Based on Dynamic Path Creation for Agricultural Mobile Robot",Proceedings of the Fourth IFAC Symposium on Intelligent Autonomous Vehicles:193-199(2001)*
    2001年 [査読無し][通常論文]
  • Mizushima,A.,Noguchi,N.,Ishii,K.,Terao,H.,Yukumoto,O.,Yamamoto,S.:"Automatic Guidance System based on Sensor Fusion with Geomagnetic Direction Sensor and Gyroscope", Proceedings of the Fourth IFAC Symposium on Intelligent Autonomous Vehicles: 109-114(2・・・
    2001年 [査読無し][通常論文]
     
    Mizushima,A.,Noguchi,N.,Ishii,K.,Terao,H.,Yukumoto,O.,Yamamoto,S.:"Automatic Guidance System based on Sensor Fusion with Geomagnetic Direction Sensor and Gyroscope", Proceedings of the Fourth IFAC Symposium on Intelligent Autonomous Vehicles: 109-114(2001)*
  • Noguchi,N.,Kise,M.,Reid,J.F.,Zhang,Q.:"Autonomous Vehicle Based on GPS and Inertial Sensors",Proceedings of the 2nd IFAC/CIGR Workshop on Intelligent Control for Agricultural Applications:105-110(2001)*
    2001年 [査読無し][通常論文]
  • 石井 一暢, 飯田 岳, 野口 伸, 寺尾 日出男 ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集 2000 46 -46 2000年 
    本研究はマシンビジョンを使用することで, リアルタイムに作物の窒素栄養ストレスを検出可能なセンサを開発することを目的としている。屋外環境下で使用するセンサの開発は, 計測する光エネルギ波長域の決定, 光源の変化にともなう外乱の補償が重要な鍵を握る。波長域の決定には, 分光測色計を用いて作物葉面の反射率を計測し, SPAD値と相関の高い波長域を決定した。光源変化には, 近赤外領域分光を用いて太陽の日射量を推定することで入出力エネルギ変化の補償を行った。
  • 木瀬 道夫, 野口 伸, 石井 一暢, 寺尾 日出男 ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集 2000 46 -46 2000年 
    本研究は水田作・畑作・牧草作業における1年間の農作業すべてに作用できる農用移動ロボットの開発を目的としている。そのためには作業ロボットが広範な作業速度に対応できる必要がある。本研究ではRTK-GPSと光ファイバージャイロを航法センサに用いて作業速度2.0m/sでの自律作業を実現した。またほ場ナビゲーションマップをGISによって生成し, マップに基づいたガイダンスシステムにより各種作業を自律化した。
  • 野口伸 今月の農業 12 27 -31 2000年
  • Noguchi,N.,Kise,M.,Ishii,K. and Terao,H.: Dynamic Path Planning based on Spline Function for Agricultural Mobile Robot, Proceedings of the XIV Memorial CIGR World Congress,943-946(2000)*
    2000年 [査読無し][通常論文]
  • Pinto,F.A.C,Reid,J.F,Zhang,Q.and Noguchi,N.:"Vision Sensor Position For Guidance by Using Pose-Guidance Algorithm(PGA)", Proceedings of 2nd IFAC/CIGR International Workshop on Bio-Robotics, Information Technology and Intelligent Control for Bioproducti・・・
    2000年 [査読無し][通常論文]
     
    Pinto,F.A.C,Reid,J.F,Zhang,Q.and Noguchi,N.:"Vision Sensor Position For Guidance by Using Pose-Guidance Algorithm(PGA)", Proceedings of 2nd IFAC/CIGR International Workshop on Bio-Robotics, Information Technology and Intelligent Control for Bioproduction Systems,173-177(2000)*
  • Noguchi,N. and Reid,J.F.:"Engineering Challenges in Agricultural Mobile Robot towards Information Agriculture", Proceedings of the XIV Memorial CIGR World Congress,147-154(2000)*
    2000年 [査読無し][通常論文]
  • Kise,M.,Noguchi,N.,Ishii,K. and Terao,H.:"Communication Systems forMulti Robot Systems", Proceedings of 2nd IFAC/CIGR International Workshop on Bio-Robotics, Information Technology and Intelligent Control for Bioproduction Systems:82-85(2000)*
    2000年 [査読無し][通常論文]
  • Pinto,F.A.C,Reid,J.F,Zhang,Q. and Noguchi,N.:"Pose-Guidance Algorithm Performance for Different Crop Stages of Development", Proceedings of 2nd IFAC/CIGR International Workshop on Bio-Robotics, Information Technology and Intelligent Control for Bioprod・・・
    2000年 [査読無し][通常論文]
     
    Pinto,F.A.C,Reid,J.F,Zhang,Q. and Noguchi,N.:"Pose-Guidance Algorithm Performance for Different Crop Stages of Development", Proceedings of 2nd IFAC/CIGR International Workshop on Bio-Robotics, Information Technology and Intelligent Control for Bioproduction Systems,167-172(2000)*
  • Mizushima,A.,Noguchi,N.,Ishii,K.,Terao,H.,Yukumoto,O. and Yamamoto,S.:"Automatic Guidance Composed of GeoMagnetic Direction Sensor and Fiber Optic Gyroscope", Proceedings of 2nd IFAC/CIGR International Workshop on Bio-Robotics, Information Technology a・・・
    2000年 [査読無し][通常論文]
     
    Mizushima,A.,Noguchi,N.,Ishii,K.,Terao,H.,Yukumoto,O. and Yamamoto,S.:"Automatic Guidance Composed of GeoMagnetic Direction Sensor and Fiber Optic Gyroscope", Proceedings of 2nd IFAC/CIGR International Workshop on Bio-Robotics, Information Technology and Intelligent Control for Bioproduction Systems, 311-315(2000)*
  • Zhang, Q., Reid,J., Noguchi, N.: “Agricultural Vehicle Navigation using Multiple Guidance Sensors", Proceedings of FSR'99 International Conference on Field and Service Robotics:1-6(1999)
    1999年 [査読無し][通常論文]
  • Noguchi,N: "Work Schedule Creation for Agriculturral Mobile Robots using Genetic Algorithms", Proceedings of 1999 IFAC World Congress:425-429(1999)*
    1999年 [査読無し][通常論文]
  • Noguchi,N., Reid,J., Hansen,A., Zhang,Q., Tian,L.: "Vision Intelligence for an Autonomous Vehicle based on an artificial Neural Network, Fuzzy Logic and a Genetic Algorithm", Proceedings of 1999 IFAC World Congress:419-424(1999)*
    1999年 [査読無し][通常論文]
  • Pinto, F.A.C., Reid,J., Zhang,Q., Noguchi,N.:“Guidance Parameter Determination using Artificial Neural Network Classifier", ASAE Paper 993004:1-10(1999)
    1999年 [査読無し][通常論文]
  • Zhang, Q., Reid,J., Noguchi,N.:“Automated Guidance Control for Agricultural Tractors using Redundant Sensors", SAE Technical Paper 1999-01-1874: 1-5(1999)
    1999年 [査読無し][通常論文]
  • 野口 伸 農業機械學會誌 60 (3) 2 -2 1998年05月01日
  • Noguchi, N., Reid, J., Benson, E., Stombaugh, T.: Vision Intelligence for an Agricultural Mobile Robot using A Neural Network, Proceedings of Artificial Intelligence in Agriculture; 152-157 (1998)*
    1998年 [査読無し][通常論文]
  • Noguchi, N., Reid, J., Will, J., Benson, E., Stombaugh, T.: Vehicle Automation System based on Multi-sensor Integration, ASAE Paper No.983111:1-10(1998)
    1998年 [査読無し][通常論文]
  • Noguchi, N., Reid, J., Zhang, Q., Tian, L.:Vision Intelligence for Precision Farming using Fuzzy Logic Optimized Genetic Agorithm and Artificial Neural Network, ASAE Paper No.983034: 1-10(1998)
    1998年 [査読無し][通常論文]
  • 野口 伸, 行本 修, 松尾 陽介 自動化技術 29 (1) 71 -75 1997年01月
  • Noguchi, N., Matsuo, Y., Suzuki, M. : "Development of a Tillage Robot uisng a Position Sensing Sysytem and a Geomagnetic Direction Sensor", ASAE No. 973090 : 1-12 (1997)
    1997年 [査読無し][通常論文]
  • 野口 伸, 寺尾 日出男 計測自動制御学会論文集 30 (1) 64 -71 1994年01月31日
  • K. Ohmiya, N. Noguchi, H. Terao Journal of Terramechanics 30 (3) 181 -190 1993年 [査読無し][通常論文]
     
    To investigate soil physical conditions affected by soil compaction or tillage, a computer controlled cone resistance measuring system and visualization software for generating cone resistance distribution maps were developed. A cone resistance measuring system was developed so that the coordinates of the measuring point were chosen at any location in a 1.5 × 2 m horizontal x-y plane. Then, using, a series of cone resistances with x, y, z coordinates was measured. A portable computer was selected to measure and acquire the series of cone resistances. This computer was used to set the location of the cone, to operate a strain amplifier for measuring cone resistance and to measure the location of data. The visualization software generates two- and three-dimensional maps. x-z, y-z and x-y cross section are generated in two-dimensional maps. Plane and view point may be selected from a three-dimensional map. Using this system, cone resistance of 1.5 m with × 2.0 m length × 0.6 m depth in several fields was measured. Cone resistance distribution maps of two and three dimensions were generated by the visualization software. It was concluded that two- and three-dimensional distribution maps gave us information that we could not obtain from a map of one cross section. © 1993.
  • 野口 伸, 酒井 太朗, 寺尾 日出男 農業機械学会誌 54 (4) 19 -27 1992年 [査読無し][通常論文]
  • 近江谷 和彦, 松見 高俊, 野口 伸, 寺尾 日出男 北海道大学農学部邦文紀要 15 (3) 242 -248 1987年03月26日
  • 寺尾 日出男, 近江谷 和彦, 松見 高俊, 野口 伸 北海道大学農学部邦文紀要 15 (2) p173 -185 1987年

書籍等出版物

講演・口頭発表等

所属学協会

  • 日本生物環境工学会   農業情報学会   日本農業工学会   国際農業工学会(CIGR)   国際自動制御連合(IFAC)   日本ロボット学会   農業食料工学会   日本機械学会   

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2008年 -2012年 
    代表者 : 野口 伸, 平野 高司, 波多野 隆介, 山田 浩之, 石井 一暢, 海津 裕
     
    湖沼環境は生態系に大きな影響を与えるので、その維持・管理が生態系の保全に重要である。環境モニタリング法として近年、リモートセンシングが適用されているが、一般に湖沼の水質を時空間情報として効率的に取得できる方法論が確立していない。本研究ではリモートセンシングを用いた湖沼水質モニタリングシステムを開発することを目的とした。まず、水質観測用のロボットボートを開発して、湖沼水質を効率的にグリッドサンプリングできる技術を考案した。また、衛星リモートセンシングと低空リモートセンシングを併用することで、湖沼周辺の土地利用が水質に与える影響を考察できるシステム開発を行い、農業活動という人為的攪乱が湖沼水質に及ぼす影響を考察した。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2008年 -2009年 
    代表者 : 野口 伸, 岡本 博史
     
    本研究は人間の農作業に関わる知を構造化・一般化してロボットの知能として活用できる方法論を探求する。マルチスペクトルビジョンセンサをベースにしたステレオビジョンを構成してロボットに装備し,作業と同時に農地環境情報を収集する。バーチャルリアリティ(VR)を介して圃場内の様子を高い臨場感のもとで再生できるシステムを開発し,知識のインタープリタとして機能させる。 1)ハイパースペクトルカメラによる有用情報の抽出 ハイパースペクトルビジョンセンサによって植物の生育情報や雑草の繁茂状態など有用情報を自動抽出できる方法論を開発した。分光情報についてPLS回帰分析を行い,情報抽出に有効な光波長を同定して回帰モデルを構築した。今年度はオレンジ熟度,農薬残存量,雑草識別などについて高い精度で認識できる方法論を確立した。 2)VRによる空間情報記述法の開発 取得した画像情報をRTK-GPS,姿勢角センサ(IMU)による位置データの属性として取り扱い,世界測位系WGS84で表現される3次元画像空間が表現できるソフトウェアを開発した。また,共同研究者岡本がValparaiso University電子工学科に勤務する協力研究者Will博士を訪問して,VRの空間情報記述法について情報交換して計算負荷が小さいアルゴリズムを考案した。 3)データベースによる知の蓄積と自動整理 人間の意志決定が生育状態,土壌状態など様々なデータを融合して行われることに基づき,ロボットが周辺画像を取得・解析して有用情報に変換した後で,データベースに自動的に蓄積できるシステム開発を行った。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2004年 -2006年 
    代表者 : 野口 伸, 石井 一暢
     
    本研究は,作業の効率性,システムの柔軟性,農地環境の負荷低減を念頭におき,複数のロボットに協調して作業を行わせるマルチエージェントロボットシステムを提案する。圃場1区画をロボットが協調して,生育情報収集や肥料散布など,食料生産プロセスにおける重要なタスクを実行できる方法論を考案することを目的とした。 1.障害物認識・回避システム ロボットの安全機能を障害物の認識,危険度の数値化,危険度に基づく回避動作の3つに分けて開発した。障害物の認識にはレーザースキャナを採用し,半径80m内の周囲1800に存在する物体を認識させた。危険度は障害物までの距離と速度ベクトルから分布関数を介して算出される。実際の走行試験によって,開発したシステムによって,作業中の他のロボットや障害物との衝突を回避させ得ることを確認した。 2.オペレーションモジュールのためのビジョンセンサ開発 オペレーションモジュールは実際の作業を司るものである。本研究では,ロボット用ビジョンセンサを開発した。草丈,葉面積などの生育情報を取得できるものである。 3.ロボット追従システムの開発 航法センサとして障害物の認識に使用したレーザースキャナを採用し,同時に作業するもう1台のロボットに対して追従走行による協調作業ができるロボットを開発した。 4.複数ロボットの作業計画法開発 ロボット群の作業スケジュールの生成法を検討した。まずロボットの運行を数理モデルで記述し,圃場などの地図及びその作業体系を調査して,その状況をモデリングした。そのあと,数理モデルを使用して最適なスケジュールを最適化法を援用して探索した。本研究では傾斜牧草地において1台の積込ロボットと2台の運搬ロボット,計3台のロボットがロールベールの回収作業を行う場合のスケジュール生成法を例題として取り上げ,その解法を考案した。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2003年 -2005年 
    代表者 : 村瀬 治比古, 藤浦 建史, 澁澤 栄, 清水 浩, 野口 伸, 羽藤 堅治, 桶 敏, 平藤 雅之, 橋本 康
     
    平成17年度(〜平成18年3月31日)はこれまでの研究成果を踏まえて研究代表者を中心に本格的な実験をコケ緑化システムを一例として実施した.ソフトセンシンクの要となるモデルへの対応をアルゴリズム開発グループを再編し(村瀬・清水)が中心になり既存の汎用モデルや個別モデルを統合し,新たな適応モデル開発に取り組んだ.IT利用とセンシング技術開発(植物工場グループ・生理活性・ポストハーベスト・マイクロシステムグループ)はフィールド・サーバーを利用することを基本として,個々の分野でこれまで培われてきたセンシング技術を活用し,IT利用を主にフレームの構築を図った(桶・平藤・羽藤).具体的には無線LAN上に計測システムを搭載しPCベースでIP付きセンサー群からなる計測システムをそれぞれ構築した. 最終実験は計測システムが実験的に稼動しうることを最優先し,センシングの対象を屋上緑化用スナゴケ生理とした,実際には測定困難な要素,すなわちコケの水分状態の計測を行なう必要があり困難な場面も発生したが,この問題解決については個々の領域でこれまで培ってきたノウハウを適用して必要なデータを集め対応した.この段階でソフトセンシングが可能なパラメータについて洗い出しを行なうことと,ネットワーク上で一つのセンサー群を形成するフィールドサーバー観測・制御システムが完成した.赤外線カメラを搭載したフィールドサーバーはコケ表面温度および周辺環境データからコケの水分状態をソフトセンシングして,遠隔基地に設置されたXMLサーバーでコケ管理のための制御信号を生成し現場のフィールドサーバーを介して潅水システムを動作させる一連のシステムを構築することができた.
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2002年 -2005年 
    代表者 : 寺尾 日出男, 野口 伸, 石井 一暢, 谷 宏, 近江谷 和彦, 安藤 和登
     
    本研究は観測スケールがシームレスでタイムリーな圃場環境モニタリングシステムを構築した。衛星リモートセンシングはリアルタイムな情報ではないものの,広域性,同期性,周期性に優れており,農業分野において作物,土壌,環境などのモニタリングに利用されつつある。これまで,衛星画像による推定には,グランドベースによる実測値が用いられてきた。しかし,実測値は一般的にスポットデータのため,衛星画像の1ピクセル(QuickBird:2.8m×2.8m)の代表値としては十分と言えず,これが誤差要因となっている。また,実測値そのものを得るのにはかなりの手間と時間がかかるなどの問題がある。このため,本研究ではヘリコプタ画像を衛星画像のキャリブレーションデータとして用い,衛星画像による環境モニタリングを簡易に精度良く行う方法の開発を目指した。ヘリコプタ画像の色情報における外乱要素は,補正式により除去できるため,異なる日時に取得した画像どうしを比較することができる。したがって,ヘリコプタ画像の場合,一度キャリブレーションを行えば,グランドトゥルースの再取得は必要ない。本研究では,まず,産業用無人ヘリコプタをフィールド情報センシングのプラットフォームとし,収集したデータを解析して,GISマッピングできるシステム開発を行った。さらに,土壌状態や作物成育状態が推定できるアルゴリズムを開発し,衛星画像のメリットを生かした環境モニタリングシステムの構築に成功した。最後に具体的な適用事例として,衛星画像とヘリコプタ画像を併用した広域小麦収穫順位決定システムを開発した。システムの実用可能性は十勝地域で試験することで証明した。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2003年 -2003年 
    代表者 : 野口 伸, 水島 晃, 谷 宏, 石井 一暢
     
    近年,超高解像度衛星画像が実用化し,食糧生産のためのセンシングデバイスとしての期待も大きい.しかし衛星画像は,曇天,雨天時は有効でない,画像データを手元にするまで時差がある,画像分解能が低いなど生産技術に適用するには課題が多い.一方車載センサも画像取得の高度が低すぎて,画像データが膨大になる,潅水状態やぬかるみなどで車両を圃場に入れることができない場合が多い.特に,稲作で生育情報がほしい梅雨時期は,衛星ベース,地上ベースとも問題を抱えている.本研究は,日本に適したリモートセンシングのプラットフォームとして無人ヘリコプタに着目し,ヘリコプタベースのリモートセンシングシステムの開発を目指している.しかし,無人ヘリコプタの操縦は免許を必要とし,安定して飛行させることは容易でない.このような背景から,ヘリコプタベースシステムの場合,高度な制御系の開発が重要課題であるため,マサチューセッツ工科大学(MIT)航空宇宙学科との共同研究を企画した.『ヘリコプタによる農地情報の効率的な収集』と『タイムリーなリモートセンシング』の両立を目標設定した場合に,どのようなトータルシステム設計が必要で,その中の要素課題はなにか,今年度は研究調査に主眼をおいた。2003年10月にMIT航空宇宙工学科Feron助教授を招聘して,共同研究の企画会議を開いた。産業界からは産業用無人ヘリコプタを製造販売しているヤマハ発動機,ヤンマー農機に参加頂いた。次年度以降の共同研究テーマとして自動着陸機能,ローカルエリアの高精度測位技術の開発を設定することになった。併せて,農業機械学会主催の元,10月17日にセミナー「安全で安心な社会に貢献する産業用無人ヘリコプタ」を80名程度の参加者の元で科学技術振興事業団研究成果活用プラザ北海道において開催した。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2001年 -2003年 
    代表者 : 野口 伸
     
    本研究は複数のロボットをネットワークに組み込んだ管理システムの構築を目指している。ロボットと人間や複数のロボット間をオープンで柔軟なネットワークで接続することにより,作業計画から作業中のロボットモニタリングはもちろんのこと,インターネットを介して有用な情報を収集し,農家がタイムリーな意思決定できるプラットフォーム構築を目指している,研究期間を通して2台のロボットによる協調作業システムを構築して,以下の成果を得た。 1.収穫作業における追従作業をモデルとして,一台のトラクタに対してロボットトラクタが自動的に追従できるシステムを構築した。複数のトラクタを比較的近い距離で追従させ,同時に作業を行う際には,ローカルな環境を認識できるデバイスを装備することが安全性を補償する上で重要となる。本研究では2車両間の距離が比較的小さい場合の追従機能に重点を置き,2Dレーザ測距器を用いることで追従対象となる車両の相対姿勢情報を認識することで2台のトラクタの協調作業を実現した。 2.先行車両を人間に操縦させ,追従作業を完全自動化するほ場試験を行った。この際PI制御を用いて追従車両を制御した。縦方向距離によってエンジン回転数を制御し,横方向距離によってステアリング角を制御した。また,追従車両の走行開始と終了を縦方向距離の値をもとに自動的に行えるようにした。ほ場試験では横方向距離が0.5m,縦方向距離が0.16m以内の精度で追従車両を走行制御することができた。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2002年 -2002年 
    代表者 : 野口 伸, 岡本 博史, 石井 一暢, 片岡 崇, 土肥 誠, 芋生 憲司
     
    本申請課題の日米共同研究は屋外環境下の先進農業技術の今後の方向性を『自動化』と『情報化』に求め,センサ,制御系,モデリング,通信システムなどの要素技術のオープン化を進めるとともに,インフォトロニクスの概念に基づくトータルシステムのプラットフォーム開発を目指したものである。『自動化』と『情報化』を究極に進めた生物生産システムの構築を目標設定した場合に,どのようなプラットフォームが必要で,その中の個別要素開発は今どこまで進捗しているのか,今年度は研究調査に主眼をおき実施した。個別要素技術の積み重ねにより構成されたトータルシステムは,一般に非効率・不経済になる恐れがある。そこで目標トータルシステムを設定し,そのトータルシステムを構築するうえで必要となるサブシステムを完備するといったトップダウンな研究戦略をとった。研究代表者・分担者は札幌において3回の研究会を実施し,GPSなどの周辺技術の動向を調査した。また,海外共同研究者との具体的な課題設定のために,「Automation Technology for Off-road Equipment(ATOE2002)」国際会議と併せて全メンバーによる共同研究推進会議を米国シカゴで開催し,研究テーマ設定と共同研究の立ち上げを行った。 AT0E2002会議は米国農業工学会(ASAE)主催の下,本研究課題に参画したメンバーが組織委員会を構成して,2002年7月26,27日に開催された。この会議はオフロード走行車両の自動化・情報化に関わる国際会議で,センサ,モデリング,通信システム,ユーザーインターフェース,制御系設計,マルチロボット,事例研究など基礎から応用まで幅広く取り扱った。世界中から75件の講演があり,この会議を通して具体的に共同研究課題を設定することができた。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 1998年 -2001年 
    代表者 : 寺尾 日出男, 石井 一暢, 野口 伸
     
    本研究はマシンビジョンで検出できる様々な情報の中でもとりわけ重要なものの一つである作物生育情報を検出することを目的とし,具体的には葉色測定による作物のクロロフィル濃度の推定,植被率算出による作物物理量の推定を行なった。開発したセンシングシステムを産業用無人ヘリコプタに搭載して,グランドベースセンシングよりも飛躍的に高効率なリモートセンシング法を考案した。 リアルタイムビジョンシステムの開発 リアルタイムでセンシングを可能にする作物生育診断システムを構築した。マシンビジョンとしてDuncan Tec製MS2100を供試した。葉色予備実験や屋外での圃場実験を通してMS2100を用いた作物生育情報の検出手法を考案した。取得できた作物生育情報は葉色値LCI,植被率VCRであり,特にVCRに関して高いセンシング精度が見られた。この2情報を用いて実生長量指数RGIIという空間に存在するクロロフィルの絶対量を推定する指標を導入し,収量調査の結果と比較した。RGIIと収量である雌穂正味重量との相関はR^2=0.684となり,7月末の段階で収量を予測することができた。 ヘリコプタをプラットフォームにしたセンシングシステム 無人ヘリコプタに搭載されたイメージングセンサMS2100から画像を取得し,GISでマッピングできるシステムを開発した。機体のロール角,ピッチ角,ヨー角の計測には,供試ヘリコプタに内蔵されている慣性センサを用いた。ポジショニングセンサとしてRTK-GPSを採用し,画像取得のためにイメージングセンサを機体下に搭載した。ヘリコプタの姿勢変化に伴い,画像に外部歪が生じるが,3次元の回転変換及び地表面への透視変換による座標変換を行うことで解決できる。画像データを座標変換し,マッピング精度を評価した。変換誤差は29cm以内であった。これは作物情報をセンシングする上で十分な測位精度と判断できる。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 1996年 -1998年 
    代表者 : 野口 伸
     
    1. DGPSを用いた位置認識システムの開発 移動ロボットの開発過程で最も重大に課題は,車両の位置認識システムに他ならない.特に本研究は複数の移動ロボットを同時に制御・管理することを目的としているため,各研究機関で開発途上にある1台の移動ロボットに1台の位置認識装置を必要とする方式を採用することは得策でない.そこで本研究は,DGPSを採用した位置認識システムを開発した. 2.作業計画生成のための作業管理者との対話型インターフェースの構築 意志決定者(農家・コントラクタなど)が各ロボットの作業内容・作業経路を決定し,そのタスク内容を移動ロボットに指令できるヒューマンインターフェースを開発した.対象とする複数のほ場区画の地図がコンピュータのディスプレイ上に展開され,意志決定者との対話方式で作業方法を決めるヒューマンインターフェースで,ロボットが作業走行するに必要十分な作業仕様(内容,経路など)を決定する機能を有する.
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 1995年 -1997年 
    代表者 : 寺尾 日出男, 張 樹槐, 石井 一暢, 野口 伸, 近江谷 和彦, 久保田 守
     
    本研究は、土地基盤型農業に対して最適なオートメーションシステムの構築を目的とし、従来のトラクタに代わる知能移動ロボットに篤農家と同程度の質の作業を行わせうる技術構築を目指した。畑作を対象にして、ロボットがほ場内の任意経路を走行できるのみならず、ほ場空間の土壌、作物生育情報を自動的に取得し、そのデータを作業計画立案時に使用できるロボットシステムである。当該研究期間に得られた成果を列記すると以下の通りである。 1.モデル車両の試作:農用移動ロボットとして具備すべき条件を満足させたモデル車両を試作した。設計仕様と試作車両の基本性能について検討した。 2.地磁気方位センサによるナビゲーション法:安価なセンサである地磁気方位センサ(GDS)によってロボットを高精度に制御するために、GDSからの方位データのみでロボットを誘導制御する方法論を確立した。磁性体である車両がGDSに与える影響を除去するために、誤差補正の非線形写像をニューラルネットワークを使用して開発した。 3.測位システムによるナビゲーション法:イメージセンサを2台設置して、三角測量の原理でロボットのグローバルな位置を計測できるシステムを開発した。さらに、試作測位システムとGDSを併用した自律走行システムを構築し、ほ場実験を実施した。 4.ほ場空間情報センサの開発:畑地管理で問題になる土壌踏圧状態を把握するために、土壌硬度の自動計測システムと可視化手法を考案した。さらに、作物の生育状態を観測するためにマシンビジョンをベースにした作物生育センサを開発した。試作センサは作物と雑草を識別し、作物については高さ、幅といった生長量を推定できる。 5.通信システムの構築:ロボットが取得した作物・土壌情報を基地局である固定局に送信し、精密なほ場管理に役立てることを狙った。
  • フィールド空間の情報化
    研究期間 : 1996年
  • Field informatics
    研究期間 : 1996年
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 1995年 -1995年 
    代表者 : 野口 伸
     
    1.農用移動ロボットを用いて複合作業を行うための作業計画問題をGAによって解決を計った.採草作業を例に作業計画を生成た.本法はGAを階層的に適用することにより,仕事量と作業時間を目的関数として,2種類,3台のロボットの効率的な作業計画を生成することができた.GAで生成された作業計画は,ランダムに作業を行った場合と比較して,消費エネルギを56%に節約できた.一方,作業時間を目的関数に設定した時には,作業待ち時間を大幅に減少させることができるために,作業時間を51%に短縮できた. 2.重みづけTchebycheffノルム法を併用することにより,仕事量と作業時間の2目的の最適化問題に拡張し,満足できる作業計画が生成できた.加えて,実際の作業従事者によって作成された計画と比較しても,同程度の質であることが確認できた. 3.人間の作業計画立案時の意思決定メカニズムを考察するために,熟練作業者の仕事量と作業時間の重み係数行列を逆解析した.被験者全員について作業時間の重み係数は0.9を超える値を示し,人間による機械運用の計画立案時には作業時間を重視し,仕事量をほとんど考慮していないことが推察された.したがって,本法を拡張することによって,ヒューマンライクな作業計画も生成可能である. 4.今後は実機による検証実験を行うことで,その有効性を検証すると共に,系を拡張して,さらに大規模問題に適用することが必要である.
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 1993年 -1993年 
    代表者 : 野口 伸
     
    1.多種燃料対応型ガス機関の試作と性能モデリング (1)農産廃棄物を嫌気性発酵して生成されたバイオガスを有効利用できるガス機関を試作した.横型水冷ディーゼル機関をベース機関として,ガス燃料を吸気管内に予混合できる供給装置を試作した.また,軽油噴射量,噴射時期を制御するために,本来の燃料である軽油噴射系に改造を施し,噴射時期可変タイマーを装備した列型噴射ポンプに交換した.以上の供試機関の改造によって,種々のガス燃料の使用に対して,軽油噴射量・噴射時期を任意に制御できる機関を構成した. (2)メタンガスを燃料として利用し,機関性能モデルを作成した.性能モデルはメタン供給量,機関負荷,軽油噴射時期の3変量に対する正味熱効率,煙濃度,軽油代替率などの状態空間によって記述されている. 2.嫌気性発酵によるバイオガス生成シミュレータの開発 本研究はバイオマスの時期的・空間的な変動に伴うガス組成の変化に対する機関の適応制御法を考案することが目的であるので,嫌気性発酵より得られた生成ガスをシミュレートできる装置を試作した.バイオガスの主組成がメタンと二酸化炭素であることに着目して,2種類のガス濃度と流量を計測・制御できるように工夫した.この装置は実際の発酵槽内のガス生成時系列データを正確に再現できるものである. 3.ガス機関のCMACによる適応制御法の考案 1で得られてガス機関の性能モデルに基づいて,CMACによる適応制御法を考案した.ガス発生量と組成の変化に対して,性能モデルを修正し,噴射時期を適切に自己調整してゆく機能を有している.今後,バイオガス発生シミュレータを動作させて,適応制御アルゴリズムの有効性を実験により検証する予定である.
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 1990年 -1991年 
    代表者 : 澁澤 栄, 野口 伸
     
    本研究は,根系パタ-ンと耕うん土塊形状の「かたち」の共通性の解明という研究課題を糸口にして,環境と相互作用しながら形態形成していく植物生長現象,さらにはファイトテクノロジ-研究構想の中心課題の一つである土壌・植物複合系の数理的解明への挑戦という展望のもとに,萌芽的研究として開始された.具体的な研究目的及び研究項目を要約すると,次の通りである. 1)トウモロコシ根系と土塊形状のフラクタル性を解明する.2)歪場の拡散不安定から弾性的亀裂拡大の考察する.3)Lシステムを拡張した根系生長モデルを作成する.4)根系及び土塊のパタ-ン形成における制御パラメ-タを選択する. 本研究で達成された成果は,次の通りである. 1)ロ-タリ耕うんで得た重粘土土塊には,その輪郭,亀裂,亀裂分布にべき分析が認められ,フラクタル性が確認された.更に耕うんづめの高速振動と亀裂発生間隔の関連性を確認した. 2)トウモロコシ根系は異方的なべき分布を示し,自己アフィンフラクタルの様相を示した. 3)土の粘弾性的性質を弾性的歪と塑性流動からなる非線形拡散方程式でモデル化し,拡散不安定場における弾性歪の局所的蓄積をシミュレ-トした. 4)トウモロコシ根系形態を階層的にモデリングし,Lシステムの限界を解消した根系生長モデルを確立した. 5)根系および土塊のパタ-ン形成の共通性を解明し,土壌・根系複合システムにおけるダイナミックス解明の手がかりを得た.
  • 生物生産のロボット化
    研究期間 : 1989年
  • Robotics Production Agriculture
    研究期間 : 1989年
  • バイオマスエネルギ利用技術
    研究期間 : 1979年
  • Utilizartion of biomass energy
    研究期間 : 1979年

産業財産権


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