播種の精度を高め、すべての種子を無駄なく活かす方法

現代農業において、正確な1粒播種とまいた種子数を計測すること は、高い収穫量の実現や、欠粒（欠播）、重複播種（重複）、播種密度エラーによる深刻なコスト損失の防止に不可欠です。ROJ社は、Vision4Seedingプラットフォームを活用し、播種機に組み込みAIを直接搭載しています。STM32N6マイコンを活用し、リアルタイム で毎秒38回の推論を行い、種子の状態を検出します。クラウドに依存することなく、すべての列の播種状況を自動で可視化します。
 

アプリケーション･ドメイン：

• 精密播種
• スマート農業とアグリテック
• 農業機械（OEMおよびレトロフィット）

農場の大規模化と栽培作物の多様化が進む中、業界全体でより高精度な播種機へのニーズが高まっています。正確な1粒播種、つまり各位置に種子を1粒ずつ正確に配置することは、収穫量と農場経営に直接影響を与えます。

従来のソリューションでは、特に複数列、高速 での多様な種子の播種において、こうした要求を満たすことが困難となっています。40列を超え、ディスクが30rpm～40rpmで回転する播種機の場合、作業の複雑さは大幅に増します。チューブ上のシード･センサは小粒またはいびつな形状の種子に対して機能せず、漏れや二重カウントが頻繁に発生します。播種ディスク上のカメラは高速播種時に低解像度または画像のブレが多く、依然としてオペレータの目視と手動調整に依存しています。いずれのアプローチも、現代農業が求める精度には及びません。

Vision4Seedingは、組み込みAIを繰り出し装置に直接統合することで、この課題を解決します。STM32N6上で動作するマシン･ビジョン･アルゴリズムが、播種機の各列の高速カメラ映像を継続的に解析し、リアルタイムで欠播 や重複播種 を検出し、種子数を計測します。

この組み込みAIの手法がもたらす主なメリット：

• 自動リアルタイム監視： AIが播種エラーを継続的に検出するため、オペレータがカメラ映像を監視する必要がなくなります。
• 高精度と一貫性： 高回転数においても、照明条件やオペレータの疲労に左右されることなく、エラーを検出します。
• クラウド非依存： 推論をデバイス上で実行するため、遅延とネットワーク要件を最小限に抑えます。
• 優れたバンド幅効率： 必要なスナップショットと要約した推論結果のみをオペレータ･インタフェースへ送信します。
• OEMおよびレトロフィット対応： 新規の機械にも既存の機械への後付け導入にも柔軟に対応できます。

Vision4Seedingシステムでは、グローバル･シャッタ･カメラ と専用の照明を組み合わせたユニットを、繰り出し装置に直接搭載しています。

各サイクルは、播種ディスクからの同期信号 によって開始され、新しい種子がフレーム内に収まるよう画像を取得します。

STM32N6上で動作する最適化されたニューラル･ネットワーク がスナップショットをリアルタイムに処理し、高速播種時や多様な種子の播種においても、種子、欠播、重複播種 を正確に検出します。

スナップショットはJPEG に圧縮され、推論結果とともにEthernet 経由でオペレータ･インタフェースに送信され、多条播種機の一元監視を可能にします。必要な画像と簡潔な推論データのみを送信することで、バンド幅の使用を最小限に抑えながら、高精度な監視を実現します。

Vision4Seedingは、STM32N6のAIアクセラレーション（Neural-ART NPU）を活用し、すべてのキャプチャ･サイクルで物体検出を実行します。推論時間は26msで、システムは毎秒38.4回の推論を持続的に実行します。播種ディスクが高速回転し、画像キャプチャをディスクの回転と同期させる必要がある高速播種作業にも対応しています。

グローバル･シャッタ･カラー･センサ：VD66GY

VD66GYは、播種ディスクが高速回転している状況でもモーション歪みを防止 し、高速動作時に鮮明で整合性の高いカラー画像をキャプチャします。これにより、あらゆる動作速度で検出モデルへの信頼性の高い入力が保証されます。

• STM32Cube AI Studio：ニューラル･ネットワークの変換および実装用
• ST Edge AI Core コマンド･ライン･インタフェース
• STM32CubeIDE：アプリケーション開発およびデバッグ用
• STM32CubeProgrammer （生成したバイナリの書き込み）

• ST Edge AI Documentationホームページ