【岡山大学】果物・野菜収穫用AI空間センサーの屋外実証実験に成功－立木に実っている果実の位置／寸法計測－
2024（令和6）年 10月 21日
国立大学法人岡山大学
＜発表のポイント＞
果物・野菜収穫用AI空間センサーを用いて果樹になっている果実の位置・寸法のリモート計測屋外実証実験に成功し、果樹園での空間計測の有効性を確認しました。
複眼カメラ動画像を用いたAI空間画像処理を行うことで、光の入射角度や照度などの光環境の時間的変化に耐性を持つ空間計測系を構築しその性能実証に成功しました。
果物・野菜収穫用AI空間センサーは、収穫する果実の写真を現場の果樹園で撮影するだけで対象果実のコンピュータへの指定が完了し、操作が簡単です。
◆概 要
国立大学法人岡山大学（本部：岡山市北区、学長：那須保友）の岡山大学発ベンチャーの株式会社ビジュアルサーボ（岡山大学の見浪護特命教授（研究）が起業）は、ステレオビジョンを用いた空間計測について研究を続け、これまでに、動く任意対象物の3次元位置姿勢のリアルタイム計測に成功し、泳ぐ魚の寸法計測などを行ってきました。
同社は、公益社団法人 岡山市公園協会 岡山市半田山植物園の協力を得て、2024年9月に、園内の果樹（ナツメ、ザクロ、ヘビウリ、ナタマメ、カリン、キンカン、ボケ）の果実計測実験を行いました。果物・野菜収穫用AI空間センサーを用いて、果樹になっている果実の位置・寸法のリモート計測屋外実証実験に成功し、果樹園での空間計測の有効性を確認しました。
ある時刻の複眼カメラ画像情報の比較のみに基づく画像処理は、時々刻々変化する時変光環境外乱（注1）の影響を受けないという特徴があります。撮影時の光環境は左右カメラの入力画像に同時かつ同等に反映され、過去の光環境状態から影響を受けることはないからです。今回の空間計測システムは、この「複眼光環境耐性」を利用しているため時変光環境外乱に耐性を持ちます。
この画像計測方法は、左右複眼カメラに同じ対象物が写っていれば、その位置・姿勢・寸法の計測が可能です。実証実験では、自動収穫ロボット用空間センサーとしての能力を確認するため、植物園内の立木果樹の木陰に見え隠れする果実の非接触計測実験を行いました。実験の結果、遠方写真より接近写真での寸法計測はより誤差が少なくなっていました。
また、ナツメ、ザクロ、キンカンの計測結果では、小さい果実の場合でも計測が可能なことが分かりました。
今回の実験により、（1）屋外立木果樹に実る果実を対象とした位置・寸法の非接触空間計測が可能なこと、（2）カメラ果実間の検出距離の補正後、近距離での果実寸法の平均誤差は約5[mm]以下であることが分かりました。
このことから、ロボットハンドが接近後、採取時には正確な計測が可能であり、収穫ロボット用空間センサーとして望ましい機能を備えていることが分かります。
また、果物・野菜収穫用AI空間センサーは、収穫する果実の写真を現場の果樹園で撮影するだけで対象果実のコンピュータへの指定が完了し、操作が簡単です。
株式会社ビジュアルサーボは、果物・野菜収穫ロボット用空間センサーを「全天候型空間センサーAWSS」(All-Weather Space Sensor)と命名し、発売しています。今後、果物・野菜収穫用ロボットを他社と連携して開発する予定です。収穫時に果物の熟度などの判定も考慮した仕分け作業も可能な多機能収穫ロボットの共同開発を考えています。
本情報は、2024年10月18日に岡山大学から公開されました。
立木果樹カリンを写した写真(左)、果実部分を拡大撮像するため果実に接近した計測中のカメラ部の写真(中)、複眼計測完了時のコンピュータ画面（右、左右カメラで認識されたカリンの実を赤い枠で示す)。
センサーは、ビデオ入力モードの左右動画中から果実を発見し、ロボットハンド部に取り付けた左右カメラ部がロボットの動作に基づいて果実に接近(写真(中))します。
接近した画像を元に果実の位置/寸法を計測した結果を、コンピュータ画面(右)に示します。
果実の位置/姿勢、果実の長さ・高さが計測されています。計測の進行に合わせて果実を表示する枠の色が変化し、正常な計測の場合赤枠で表示されます。
◆詳しい研究内容について
果物・野菜収穫用AI空間センサーの屋外実証実験に成功―立木に実っている果実の位置／寸法計測―
https://www.okayama-u.ac.jp/up_load_files/press_r6/press20241018-1.pdf
◆参 考
・株式会社ビジュアルサーボ
http://visual-servo.com/index.html
・岡山大学研究・イノベーション共創機構 スタートアップ・ベンチャー創出本部
https://venture.okayama-u.ac.jp/
・岡大発ベンチャー（称号付与企業一覧）
https://venture.okayama-u.ac.jp/title_company_list/
◆参考情報
・【岡山大学】AIを用いた果物・野菜収穫用空間センサーの開発に成功 －照度等の周辺環境の変化に影響されずに位置・寸法計測が可能に－
https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000001805.000072793.html
・【岡山大学】AI技術の応用により、泳ぐ錦鯉の寸法自動計測方法開発に成功！－強い感染力を持つコイヘルペスウイルス（KHV）の感染防止にも効果－
https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000001722.000072793.html
・【岡山大学】サケの稚魚の夜間自動計測実証実験に成功 －照明装置付き複眼水中カメラを用いて自動計測が可能に－
https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000001385.000072793.html
・【岡山大学】サケ稚魚のリモート自動計測実証実験に成功－AIを用いた空間計測技術で泳ぐ魚の自動計測が可能に－
https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000001246.000072793.html
・【岡山大学】AIを用いたステレオビジョン空間計測技術で泳ぐ魚の計測に成功 －水槽内を泳ぐメダカなどの非接触寸法計測が可能－
https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000001036.000072793.html
・【岡山大学】任意対象物を発見追従しその位置姿勢を計測する空間認識装置を発売 －ステレオビジョンを用いた動物の空間認識知能をAIで実現－
https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000465.000072793.html
・【岡山大学】令和3年度岡山大学発ベンチャー称号授与式を挙行しました
https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000491.000072793.html
岡山大学津島キャンパス（岡山市北区）
◆本件お問い合わせ先
岡山大学 特命教授（研究） 見浪 護
岡山大学発ベンチャー ビジュアルサーボ
〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中3-1-1 岡山大学津島キャンパス 自然科学系総合研究棟 6階 15区画
E-mail：stuff◎visual-servo.com
※ ◎を@に置き換えて下さい
http://visual-servo.com/index.html
＜岡山大学の産学官連携などに関するお問い合わせ先＞
岡山大学研究・イノベーション共創機構 産学官連携本部
〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中1-1-1 岡山大学津島キャンパス 本部棟1階
TEL：086-251-8463
E-mail：sangaku◎okayama-u.ac.jp
※ ◎を@に置き換えて下さい
https://www.orsd.okayama-u.ac.jp/
＜岡山大学のスタートアップ・ベンチャーなどに関するお問い合わせ先＞
岡山大学研究・イノベーション共創機構 スタートアップ・ベンチャー創出本部
〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中1-1-1 岡山大学津島キャンパス 本部棟1階
E-mail：start-up1◎adm.okayama-u.ac.jp
※ ◎を@に置き換えて下さい
https://venture.okayama-u.ac.jp/
岡山大学メディア「OTD」（アプリ）：https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000011.000072793.html
岡山大学メディア「OTD」（ウェブ）：https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000215.000072793.html
岡山大学統合報告書2023：https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000001926.000072793.html
岡山大学SDGsホームページ：https://sdgs.okayama-u.ac.jp/
岡山大学SDGs～地域社会の持続可能性を考える（YouTube）：https://youtu.be/Qdqjy4mw4ik
岡山大学Image Movie (YouTube)：https://youtu.be/pKMHm4XJLtw
産学共創活動「岡山大学オープンイノベーションチャレンジ」2024年8月期共創活動パートナー募集中：
https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000002391.000072793.html
岡山大学「THEインパクトランキング2021」総合ランキング 世界トップ200位以内、国内同列1位!!
https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000070.000072793.html
岡山大学『大学ブランド・イメージ調査2021～2022』「SDGsに積極的な大学」中国・四国１位!!
https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000373.000072793.html
岡山大学『企業の人事担当者から見た大学イメージ調査2022年度版』中国・四国１位!!
https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000122.000072793.html
国立大学法人岡山大学は、国連の「持続可能な開発目標（SDGs）」を支援しています。また、政府の第1回「ジャパンSDGsアワード」特別賞を受賞しています。地域中核・特色ある研究大学として共育共創を進める岡山大学にご期待ください
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