第59巻第5号論文要旨

研究論文

トラクタタイヤ接地面積の3次元計測に関する研究

全 亨奎・谷口哲司・大友功一・岸本 正・大山 毅

キーワード:タイヤ変形,土壌踏圧,接地面積,土壌変形,空気圧,トラクタタイヤ,ラジアルタイヤ

タイヤ性能を改善し土壌踏圧を解明するための基礎研究として,タイヤ変形を考慮しての接地面積計測方法を確立した。走行時のタイヤ断面形状を楕円で近似し,タイヤのラジアル方向および横方向変形量,沈下量,踏面長さ等の測定値から,タイヤ走行時の3次元接地面積を求めた。また,レーザセンサ距離計により土壌面上部定位置から踏圧面までの距離をメッシュ状に測定できる土壌変形計測装置を開発し,タイヤ静荷重時の3次元接地面積を求めた。これより,静荷重時接地面積は走行時の約1.3倍となった。さらに,同装置により静荷重時の土壌深さの違いによる土壌変形量を測定した。その結果,変形前の土壌の10㎝より浅い土壌層にラグのよる土壌変形がみられた。

 

アップカットロータリ耕うんの土塊投てき性(第1報) −1本づめの耕うん抵抗と土塊の後方投てき特性−

片岡 崇・小野寺一宏・渋沢 栄・太田義信

キーワード:ロータリ,耕うん,耕うんづめ,耕うん抵抗,投てき性,土塊

本研究の目的は,深耕アップカットロータリ耕うんの作業速度向上のため土塊の後方投てき性を維持しながら耕うん抵抗を軽減する方策について探求することである。ここでは,長短2種類のすくい面形状をもつ耕うんづめによるソイルブロックの切削耕うんを行い,耕うん抵抗特性と耕うん土塊の後方投てき性について実験的に検討した。その結果,耕うんづめすくい面長さの短い方が約25%の耕うん抵抗減少を示し,投てき角度が上を向き,後方投てき距離は短くなった。また,同じすくい面形状で内刃と外刃の耕うんづめ刃先の場合,内刃の方が耕うん抵抗が増大した。

 

バーレー種タバコ用自動葉編み機に関する研究(第1報) −給葉装置の試作−

服部信義・前川良明・浅井甲子男・中嶋博之

キーワード:タバコ,タバコ葉,葉編み機,給葉,吸着パッド,把持

収穫したバーレー種タバコ葉の自動葉編み機に関する開発研究を行った。本報では葉編み作業の中で特に省力化が望まれる給葉を自動的に行う給葉装置の試作結果について報告する。まず,ピックアップ方法とそれに関するタバコ葉の物理的特性について検討し,さらに,1枚ずつ分離供給する給葉装置を試作してその性能試験を実施した。その結果,1枚ずつ葉を分離するためには吸着方式が効果的であり,吸着と把持・移送を組み合わせた給葉装置が,給葉の自動化に適していることが明らかになった。

 

家畜糞の好気性分解反応特性(第2報) −酸素消費速度の含水率依存性−

岩渕和則・木村俊範

キーワード:好気性分解,堆肥化,酸素消費速度,含水率,家畜糞

試料含水率が反応速度に及ぼす影響を検討した。畜舎から採取した乳牛糞を20℃の環境下で所定の含水率に調整した後,反応槽に固相率がほぼ一定になるよう充填し,強制通気によって好気性反応させた。実験の結果,試料含水率は酸素消費速度に影響を及ぼすことが明らかになり,含水率約55%w.b.(平均水膜厚さ約3.9×10-9m)の時に酸素消費速度の最大値が観測された。含水率が増加すると充填層中の酸素拡散係数はやや低下するものの,水中における酸素拡散係数より約500倍も高いことが示された。また家畜糞粒子を球と仮定し,その周囲を水膜が一様に取り巻いているものとして酸素移動係数を計算した結果,平均水膜厚さが増加するとともに酸素移動係数は減少することが示された。結論として,含水率約55%w.b.以上では試料粒子周囲の平均水膜厚さが微生物への酸素供給速度を制限するため,微生物の酸素消費速度も抑制される。

 

画像処理による作物列検出および自己位置同定(第2報) −もう1つの境界線検出法と自己位置同定−

鳥居 徹・岡本嗣男・高見沢暁・鹿沼隆宏

キーワード:画像処理,自律走行,水平走査法,3次元透視変換,自己位置同定

本研究では,圃場画像から作物列に対するカメラの位置と方向を同定する方法を開発することを目的としている。色相と明度の両方を2値化条件に設定したため,適切に2値化することができた。画像上の細かいノイズを除去するため,2値画像の圧縮とフィルター処理を行った。境界点は画像の中央から左右に走査して検出した。2本の境界線が平行であることを利用し,透視変換を用いて画像上の無限遠点(消失点)とカメラの自己位置,方向を求めることができた。その結果は,実際に圃場で自律走行を行うには十分な精度で求まった。

 

キュウリの画像認識に関する研究(第1報) −輪郭画像による幼苗の子葉と本葉の認識−

西 卓郎・近藤 直・毛利建太郎

キーワード:形状認識,生育管理,生長ルール,キュウリ,2値画像

本研究では,作物の生育管理の自動化を目標とし,生長ルールを考慮した植物体の形状認識アルゴリズムの開発を行っている。本報ではキュウリの幼苗を対象物とし,その2値画像を用いて,子葉と本葉の認識を試みた。個々の葉の分離は,輪郭線を単純化することにより行った。対象物の輪郭線の複雑性と葉軸からの広がり具合より,分離された個々の葉について92%以上の確率で子葉と本葉を識別することが可能であった。それぞれの葉に対する識別結果を,葉の枚数および着生角度を用いて検証することにより,対象物の全体の画像より89.8%の確率で子葉,本葉の認識が可能であった。

 

十四面体模型細胞の力学特性(第1報) ―模型細胞単体の圧縮反力解析―

梅田幹雄・並河 清・長坂善禎・本村知睦・中原高伸

キーワード:Kelvin十四面体,模型細胞,有限要素法,線形弾性理論,一軸圧縮試験

植物は細胞から構成されているため,植物体の力学特性と細胞の力学特性の関係が明らかにできれば,これまでと異なった観点から農産物の力学特性が考察できる。本研究はこのための準備として,ゴム製のKelvin十四面体模型細胞を用いて細胞単体と細胞群の力学特性の関係を考察する。本報では,模型細胞単体の一軸圧縮試験時の圧縮反力のFEMによる解析と実験を行なった。この結果,圧縮変位が少ない間は十四面体模型細胞は,ほぼ元の形を維持した状態で,細胞壁で荷重を支持するため,圧縮反力は圧縮変位に比例すること,線形弾性理論が適用でき有限要素法により解析できること等を明らかにした。

 

電気浸透潤滑による耕うん作業機の牽引抵抗低減(第3報) ―弾丸暗渠穿孔機を用いたほ場実験―

P.A.S.ラディテ・並河 清・飯田訓久

キーワード:牽引抵抗低減,電気浸透潤滑,ほ場実験,弾丸暗渠穿孔機

本報では,電気浸透潤滑を弾丸暗渠穿孔機に応用して行ったほ場実験及び実験装置の接地抵抗に関する解析について述べる。実験は砂壌土水田と壌土畑で行った。水田の実験では,耕深30cm〜50cm,速度1.2〜3.49km/h,畑ではそれぞれ31cm〜34cm,速度0.15〜1.11km/hで行った。実験では,弾丸暗渠穿孔機のディスクコールタと弾丸を陽極,破砕つめと支持刀を陰極として直流電圧250Vをかけた。この結果,水田において耕深32cmで作業を行った場合に,牽引抵抗を5.6〜13.2%低減できた。このとき,電流は0.89〜1.20A流れた。畑においては,耕深30cmで,牽引抵抗を−9.2〜4.5%低減できた。このとき,電流は0.62〜0.93A流れた。

 

乾燥地帯におけるサトウキビの植付け −収穫作業スケジュールの最適化−

イ.ワヤン.アスティカ・笹尾 彰・ムルヤルノ.ジョヨマルトノセティオ・ペルティウィ・ハルジャント.ウィリョクスモ

キーワード:サトウキビ栽培スケジュール,ファジー最適化,サトウキビ栽培の機械化

本研究の目的は地域の天候に合わせ,作物の成長ステージを考慮して,植付け−収穫作業スケジュールを立てることにより,乾燥地域でサトウキビ栽培を行うときの水不足の影響を最小限にする事である。ケーススタディとして一栽培農園にこのモデルを適用し,従来行われているスケジュールでは不適当な植付け及び収穫時期のために水不足の影響を受けてきたことが明かとなった。そこで,線形計画モデルにより砂糖の生産量を最大にすること,ファジー線形計画モデルを適用して砂糖の生産量を最大にすること,さらに,線形計画モデルを使い製糖工場の容量を最大に生かして,栽培面積を最小にすることを目的とした作業スケジュールの最適化をはかることにより,砂糖生産量を16〜21%増加させ得ることを明かにした。

 

技術論文

拍動数変化ミルカの搾乳性能

干場秀雄・梅津一孝・高畑英彦

キーワード:拍動数変化ミルカ,拍動数一定ミルカ,乳汁流出速度,乳汁流出速度比率

供試ミルカは乳汁の出方に応じて拍動数を選定し,さらに拍動数を搾乳期間を通して一定時間毎に変化させる機能を持った拍動数変化ミルカである。この搾乳機能が乳汁流出速度に及ぼす影響について拍動数一定ミルカと対比試験を行った。供試牛23頭の内,20頭で供試ミルカによる乳汁流出速度の向上が認められた。供試ミルカの乳汁流出速度は搾乳初期(0.5〜3.5L)に最大で,その比率は全頭平均で9.9%増であったが,搾乳の進行に伴い逓減する傾向が認められた。しかし,平均乳汁流出速度は拍動数一定ミルカと比較して8%増であった。供試ミルカは乳汁流出速度の遅い牛でその使用効果が強く認められ,その比率は 34%増を示し,それが搾乳時間の短縮に結びついていた。

 

家畜糞尿スラリーのレオロジー特性値における温度依存性

梅津一孝・高畑英彦・干場秀雄

キーワード:家畜糞尿スラリー,粘度,レオロジー特性,温度,活性化エネルギー

本研究は,家畜糞尿スラリーの温度と粘性の関係を明かにすることを目的にホルスタイン搾乳牛,ホルスタイン育成牛,アンガス牛,黒毛和種,肥育豚,採卵鶏の6種類の家畜糞尿スラリーについてスラリー温度を5.0〜42.5℃とした場合のAndradeの式の見かけの活性化エネルギーの値を求め,これらの家畜糞尿スラリーの温度による粘性への影響を比較検討した。

 

画像処理と知識システムによる移動体の認識法に関する研究

廣岡志郎・寺尾日出男・久保田守

キーワード:視覚センサ,画像処理,目標認識,知識システム,移動体

移動体を視覚センサによって撮影し,得られた画像から特定の目標点を抽出して移動体の位置を求めるような,視覚センサを用いた位置計測装置において目標認識法が果たすべき役割は,各計測周期毎に取得される画像から目標の位置を特定することである。しかし目標以外の点を誤認してしまうと,計測位置座標に大きな誤差が生じるだけではなく目標の追従も困難となり,目標を見失うこと(ロスト)により制御不能という結果を招くこととなる。そこで,いくつかの画像処理技法を用いた目標の抽出を試み,さらに目標の高精度な認識を可能とするために知識システムを適用し,その有用性を検討した。