生態計測学
英文名Biometrics
科目概要生物環境科学科3年集中 [集中]、3群科目、選択、講義、2単位(30時間)
担当者(◎は科目責任者,※は実務経験のある教員) ◎岡本 博史
講義室841講義室
備考科目ナンバリング:VE301-RS31

授業の目的

【目的】
実験・実習や卒業研究において、様々な計測を行う機会は多い。また、卒業後社会に出ても職種によっては自然環境調査や農業現場における栽培情報収集など生態計測に関わる仕事に就く可能性もある。本科目では、こうした計測に関わる技術の習得を目的としている。
【具体的な学習内容】
・農業環境や自然環境を計測するための原理
・計測した情報を分析・加工するための情報処理技術
・生態計測の自然環境調査や農業における応用

教育内容

・植物やその周辺環境などを計測するための原理およびセンサ構造などを講義する。
・計測した情報を分析・加工することによってより有用な情報に変換するための情報処理技術を講義する。
・生態計測が自然環境調査や農業においてどのように応用できるかを講義する。
・計測と制御の関係について、農業用ロボットを例に講義する。
・講義による受動的な学習だけでなく、ロボットキットを利用した演習によりセンサ情報計測およびその情報を分析したロボット自律制御を実体験することで能動的に技術を指導する。

教育方法

・板書とプレゼンテーションスライドによる講義
・講師作成のオリジナル資料を配布
・グループワークによる演習(終了後レポート提出)
※グループワークによる演習では講師が各グループが小課題毎に取り組んだ結果をその都度確認し、個別に講評する。また、各グループ各小課題の結果を取りまとめ、適宜クラス全体で講評する。

卒業・学位授与の方針と当該科目の関連

 DP1:豊かな人間性と高い倫理観
 DP2:環境科学に関する理解と高度の知識・技能
〇DP3:生態系機能の解明と理解を基盤に環境保全に貢献できる能力
〇DP4:環境資源の維持と修復に寄与する能力
 DP5:環境保全に関わる社会の多様な要請に応えられる問題解決能力

授業内容(シラバス)

項目内容担当者
1ガイダンス農業・自然環境における計測の概要岡本 博史
2生態計測の基礎 (1)画像処理による計測(光と色の計測)岡本 博史
3生態計測の基礎 (2)画像処理による計測(形状・テクスチャ・動きの計測)岡本 博史
4(演習)センサ計測と制御 (1)ロボット制御プログラミングの基礎岡本 博史
5(演習)センサ計測と制御 (2)光量センサによる計測とロボットの走行制御 (1)岡本 博史
6(演習)センサ計測と制御 (3)光量センサによる計測とロボットの走行制御 (2)岡本 博史
7生態計測の基礎 (3)リモートセンシング(人工衛星、航空機からの計測)岡本 博史
8生態計測の基礎 (4)距離、力、方位、速度、加速度などの計測
位置の計測(衛星測位)
岡本 博史
9(演習)センサ計測と制御 (4)光量センサによる計測とロボットの走行制御 (3)岡本 博史
10(演習)センサ計測と制御 (5)接触センサによる計測とロボットの走行制御岡本 博史
11(演習)センサ計測と制御 (6)超音波センサによる計測とロボットの障害物検知・回避制御岡本 博史
12生態計測の応用 (1)農業・自然環境を対象とした画像計測の例岡本 博史
13生態計測の応用 (2)センサ情報を利用した高度営農支援岡本 博史
14生態計測の応用 (3)センサ情報を利用した農業機械のロボット化岡本 博史

到達目標

計測の基礎的な知識を身に付け、センサ技術を応用した計測を実践することができる。
・計測に使用されているセンサの計測原理・構造などが理解できる。
・必要とする情報を得るためにはどのようなセンサを採用すれば良いかがわかる。
・センサによる計測が自然環境調査や農業においてどのように利用されているか理解できる。
・計測と制御の相互関係が理解できる。
・演習を通して、センサによる計測とその情報を分析したロボット自律制御を実践できる。

評価方法

期末試験(50%)と演習レポート(50%)の合計で評価する。期末試験は「生態計測の基礎(1)~(5)」および「生態計測の応用(1)~(3)」の講義内容から出題する。また、「(演習)センサ計測と制御(1)~(6)」の内容に基づいたレポートの作成・提出を求める。本講義は集中講義なので、試験以外による成績評価を行うことがある。遅刻は認めず、欠席扱いとする。欠席が多い場合は進級規程第6項を適用する。再試験は原則として実施しないが、学習時の記録を参考に例外的に一度だけ認める場合がある。

準備学習(予習・復習等)

【授業時間外に必要な学習の時間:60時間】
予習:計測に関わる専門用語の意味等を理解しておくこと。
復習:講義に配布したテキストおよび講義中に各自記録したノートなどを参照し、復習すること。

その他注意事等

(なし)

教材

種別書名著者・編者発行所
教科書(なし)
参考書(なし)