PTZ 카메라를 이용한 논 수위 원격 진단 방안 연구

전진택 ( Jintack Jeon ) , 수정 ( Check ) , 상완규 ( Wankyu Sang ) , 이동훈 ( Donghoon Lee )  한국농업기계학회, 한국농업기계학회 학술발표논문집 [2020] 제25권 제2호, 214(총1페이지)

기후변화로 인한 폭염, 집중호우, 가뭄 등 극한 이상 현상의 빈도 증가는 수도작의 생산성과 생산량에 직접적인 피해를 끼치고 있다. 논 수위 관리는 벼의 생육과 쌀의 품질을 결정하는 중요한 요소이다. 관행의 육안에 의존하는 논 수위 확인 작업은 농민이 직접 확인해야하는 번거로움이 존재한다. 이를 개선하기 위해 센서데이터 활용 방안 연구에 대한 관심이 증가하고 있다. 특히, 농업현장에서 실시간생육관리 플랫폼의 도입의 필요성이 발생하고 있다. 이에 본 연구에서는 PTZ 카메라와 형광 마커를 활용하여 현장의 기후, 기상조건 등의 다양한 외란을 극복할 수 있는 논 수위 추정 영상처리 알고리즘을 개발하고 기초 실험을 수행하였다. 마커의 형태는 원으로 선정하여, 다양한 각도로 촬영된 영상에서 마커 식별 가능하도록 하였다. 크기는 100× 100 픽셀의 원본 이미지를...

TAG 영상처리, Potable, 논 수위, Enclosing, 원격진단, Conduction

고품질 분광 영상취득을 위한 광 균일화 연구

강예성 ( Ye-seong Kang ) , 박준우 ( Jun-woo Park ) , 장시형 ( Si-hyeong Jang ) , 강경석 ( Kyeong-suk Kang ) , 김태양 ( Tae-yang Kim ) , 유찬석 ( Chan-seok Ryu ) , 전새롬 ( Sae-rom Jun )  한국농업기계학회, 한국농업기계학회 학술발표논문집 [2020] 제25권 제2호, 215(총1페이지)

본 연구에서는 많은 구조물로 인해 광 균일성을 유지하기 어려운 온실 내에서 작물의 생육 상태를 예측하는 고품질의 분광 영상을 취득하기 위해 인공조명을 이용한 광 균일화 연구를 수행하였다. 실험은 국립식량과학원 온실에서 내부로 입사되는 태양광을 차광하기 위한 99% 차광막을 설치하였고 정육면체 3x3x3 m 자동취득 영상장치 (Hortizen Co. Ltd., Korea)에 1000 w 할로겐 램프를 설치하여 진행하였다. 할로겐 램프는 사방면으로 2개씩 총 8개 장착하였고, 그 간격은 1 m였다. 할로겐 램프는 수직 기준으로 각도별 (0도, 10도, 15도, 45)로 조절한 후 위치별 및 파장별 (400-1000 nm) 반사값을 확인하기 위해 초분광 (FX 10, Specim, Finland) 영상을 취득하였고, 광센서를 이용하여 조명의 광량을 조사하였...

TAG 각도, 광 균일화, 분광 영상, 인공조명, 표준편차

과일 품질 측정 고도화를 위한 광원과 근적외선 센서 사이 거리에 따른 분광 특성 조사

천승우 ( Seung-woo Chun ) , 송두진 ( Doo-jin Song ) , 김민지 ( Min-jee Kim ) , 안치국 ( Chi-kook Ahn ) , 김영태 ( Young Tae Kim ) , 모창연 ( Changyeun Mo )  한국농업기계학회, 한국농업기계학회 학술발표논문집 [2020] 제25권 제2호, 216(총1페이지)

농산물산지유통센터는 부가가치가 높은 고품질 과일 선별을 위해 비파괴 선별시스템을 이용하고 있다. 비파괴 측정 기술은 선별 과일에 전혀 상처를 남기지 않으면서 무게 등의 외부품질뿐만 아니라 당도 등의 내부품질까지 평가할 수 있는 장점이 있다. 그러나 투과방식에 의한 비파괴 측정 기술은 빛이 투과되는 과정에서 빛이 분산되거나 과실의 크기에 따라 투과되는 빛의 양이 다양하여 선별 과정에서 오차가 발생하여 정확도가 떨어지는 문제가 발생한다. 따라서 본 연구에서는 광원과 과일 사이에 따른 광조사 부위의 광 균일성을 조사하고 광원과 근적외선 센서 사이의 거리에 따른 분광 특성을 구명하고자 한다. 본 실험에서는 국내 농산물산지 유통센터의 주요 취급 농산물인 홍로 품종의 사과를 사용하였다. 투과 스펙트럼은 470 ~ 1150 nm 파장 범위에서 측정하였으며 광원으로는 10...

TAG 사과, 비파괴측정, 근적외선, 분광특성, 품질고도화

근적외선 분광 기술을 이용한 토양 이화학적 성분 예측 모델의 검증 및 평가

강세민 ( Se-min Kang ) , 공리현 ( Li-hyeon Gong ) , 김민지 ( Min-jee Kim ) , 임경재 ( Kyoung Jae Lim ) , 이동준 ( Dongjun Lee ) , 모창연 ( Changyeun Mo )  한국농업기계학회, 한국농업기계학회 학술발표논문집 [2020] 제25권 제2호, 217(총1페이지)

표토는 지구의 생물학적 토양 활동이 이루어지는 장소이자 중요한 환경 분야의 자원으로써 식량 및 에너지 생산, 수자원 보호 등 다양한 공익적 기능을 지니고 있다. 표토의 효율적인 활용을 위해서는 정기적인 모니터링을 통한 표토 상태의 측정 및 예측이 필요하며, 최근에는 가시·근적외선 분광법을 이용하여 비파괴적인 방법으로 신속하게 토양의 정성·정량적 분석을 하려는 연구가 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 빅데이터 기반 표토 환경 예측 기술 개발을 위해 가시·근적외선 분광법을 이용하여 표토 성분 예측 모델을 제시하고자 한다. 구체적으로 수변 및 상수원 보호 구역에서 채취한 토양 시료의 가시·근적외선 분광 스펙트럼과 표토의 이화학적 성분 값의 상관관계를 파악하고 다양한 스펙트럼 전처리 기법을 적용하여 전처리별 모델의 성능을 평가한다. 실험에 사용된 토양은 4...

TAG 표토, 분광분석법, 가시·근적외선, 부분 최소 제곱 분석법, 전처리 기법

근적외선 분광법을 이용한 5령 누에의 스펙트럼 특성 연구

강정숙 ( Jungsook Kang ) , 이아영 ( Ahyeong Lee ) , 임종국 ( Jongguk Lim ) , 서영욱 ( Youngwook Seo ) , 김밝금 ( Balgeum Kim )  한국농업기계학회, 한국농업기계학회 학술발표논문집 [2020] 제25권 제2호, 218(총1페이지)

곤충은 지구상에서 가장 많이 차지하는 생물군으로 환경에 대한 적응력이 탁월해 가혹한 생태 조건에서도 폭넓게 분포하고 있다. 누에(Bombyx mori)는 나비목 누에나방과(Lepidoptera, Bombycidae)로 완전 변태를 하는 곤충이다. 누에는 완전 가축화되어 인간의 사육으로 생존할 수 있다. 우리나라에서는 전통적으로 고치를 견직물로, 번데기·누에똥 등을 식용으로 이용해왔다. 1900년 후반부터 누에 사육은 위축되어왔지만 최근 건강 기능성 소재로 다시 주목받고 있다. 특히 5령 3일의 누에는 체내 견사 단백질 형성으로 외형이 급격하게 커지는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 O-H, N-H, C-H의 진동 조합으로 수분, 단백질, 가용성 고체, 유기산 및 지방 함량에 대한 광범위한 농산물의 신속한 분석에 사용되고 있는 근적...

TAG 누에, 스펙트럼, 근적외선, 분광

노지 인삼 고온스트레스 측정을 위한 초분광 영상 측정 시스템 개발

박은수 ( Eunsoo Park ) , 모하메드아크바파퀴르자다 ( Mohammad Akbar Faqeerzada ) , 김윤수 ( Yun-soo Kim ) , 조병관 ( Byoung-kwan Cho )  한국농업기계학회, 한국농업기계학회 학술발표논문집 [2020] 제25권 제2호, 219(총1페이지)

여름철 온도의 급격한 증가는 노지에서 생산되는 인삼에 큰 피해를 입힌다. 인삼의 생육 온도는 21~25℃로, 30℃ 이상의 기온에 지속적으로 노출되면 생리장해로 잎이 고사하여 황화가 진행되거나 조기 낙과하는 현상이 발생한다. 이러한 증상이 육안관찰이 될 때는 이미 작물의 생산성과 품질이 회복할 수 없는 수준으로 손상을 입어 후속 조치로는 회복이 어렵다. 따라서 고온 스트레스를 통한 피해를 최소화하기 위해서는 조기 대응이 필요하며 이를 위해 작물의 고온 스트레스 상태를 확인할 수 있는 기술이 요구된다. 본 연구에서는 실험실 내부에서 연구된 초분광 영상을 이용한 인삼 작물의 고온 스트레스에 검출 결과를 기반으로 실제 필드 표현형 검정용 초분광 영상장치를 제작하였다. 인삼 재배지에는 두둑에 따라 차광막 구조물이 낮게 설치되어 있다. 또한, 구조물 사이를...

TAG 인삼, 초분광 영상, 작물 표현형 검정, 고온스트레스, 노지실험

농업용 로봇을 위한 기계시각 기반 작물인식 시뮬레이터 개발

한승훈 ( Seung-hoon Han ) , 강경민 ( Kyeong-min Kang ) , 이대현 ( Dae-hyun Lee )  한국농업기계학회, 한국농업기계학회 학술발표논문집 [2020] 제25권 제2호, 220(총1페이지)

본 연구에서는 농업용 수확로봇 개발을 위한 영상 인식 기술 개발을 목적으로 수행되었으며, 다양한 자세에서 작물영상 촬영 및 정확한 높이 측정이 가능한 시뮬레이터를 개발하였다. 시뮬레이터는 농업용 수확로봇의 다양한 자세 모사를 위한 선형 모터 시스템, 현재 자세 측정을 위한 2축 경사센서, 대상 작물영상 인식을 위한 스테레오 카메라 및 제어 시스템으로 구성되었다. 작물 인식은 수집된 스테레오 영상을 매칭하여 생성된 disparity map을 이용하였으며, 에지 검출 및 군집화를 통해 작물의 관심영역을 추출한 후 잡음제거를 이용하여 작물의 영역을 검출하였다. 검출된 작물의 영역은 시뮬레이터 자세에 의한 오차를 포함하고 있으며, 이를 보정하기 위해 좌표변환을 이용하여 안정상태에서 바라본 작물영역으로 복원하였으며, 복원된 영역의 상단경계를 이용하여 작물의 실제 ...

TAG 농업로봇, 스테레오 카메라, 자세 시뮬레이터, 영상인식, 자세보정

누에 자동 급이 시스템을 위한 실시간 뽕잎 검출 알고리즘 개발

이아영 ( Ahyeong Lee ) , 임종국 ( Jongguk Lim ) , 서영욱 ( Youngwook Seo ) , 김밝금 ( Balgeum Kim )  한국농업기계학회, 한국농업기계학회 학술발표논문집 [2020] 제25권 제2호, 221(총1페이지)

우리나라 양잠 산업은 2014년 이후 농가 수가 지속적으로 감소하고 있으나 농가당 사육 규모는 증가하고 있다. 누에 사육 작업 과정은 대부분 수작업으로 이루어지고 있으며 큰누에 시기인 4령에서 5령 사이의 짧은 기간(10~15일 내외)에 집중적으로 노동력이 필요하다. 그 중에서도 노동력이 가장 많이 소요되는 부분은 뽕잎 급이와 잠분 처리이다. 특히, 5령 누에 시기의 급이량은 사육기간 전체 급이량의 88%를 차지한다. 그러나 현재 농업인 고령화와 농촌 노동력 부족 등의 문제로 비정기 단기간 인력을 구하기 어려운 상황이다. 이러한 노동력 문제를 해결하기 위해 ICT 기술을 양잠산업에 융복합시키는 스마트팜 시스템 기술 개발이 요구 되고 있다. 본 연구에서는 영상 처리를 통해 영상 내 뽕잎을 검출해 뽕잎 잔여율을 실시간으로 계산하는 알고리즘을 개발하였...

TAG 누에, 영상 처리, 뽕잎

다분광 영상 드론 시스템을 이용한 노지 마늘 생육정보 측정

박은성 ( Eun-sung Park ) , 배형진 ( Hyoungjin Bae ) , 조병관 ( Byoung-kwan Cho )  한국농업기계학회, 한국농업기계학회 학술발표논문집 [2020] 제25권 제2호, 222(총1페이지)

우리나라 양잠 산업은 2014년 이후 농가 수가 지속적으로 감소하고 있으나 농가당 사육 규모는 증가하고 있다. 누에 사육 작업 과정은 대부분 수작업으로 이루어지고 있으며 큰누에 시기인 4령에서 5령 사이의 짧은 기간(10~15일 내외)에 집중적으로 노동력이 필요하다. 그 중에서도 노동력이 가장 많이 소요되는 부분은 뽕잎 급이와 잠분 처리이다. 특히, 5령 누에 시기의 급이량은 사육기간 전체 급이량의 88%를 차지한다. 그러나 현재 농업인 고령화와 농촌 노동력 부족 등의 문제로 비정기 단기간 인력을 구하기 어려운 상황이다. 이러한 노동력 문제를 해결하기 위해 ICT 기술을 양잠산업에 융복합시키는 스마트팜 시스템 기술 개발이 요구 되고 있다. 본 연구에서는 영상 처리를 통해 영상 내 뽕잎을 검출해 뽕잎 잔여율을 실시간으로 계산하는 알고리즘을 개발하였...

TAG UAV, Multispectral image, Image analysis, Vegetation Index, Garlic

다양한 주행형 농업기계 교육 위한 가상현실 기반 모의운전 시스템 개발

김유용 ( Yu Yong Kim ) , 노재승 ( Jae Seung Noh ) , 오정주 ( Jungjoo Oh ) , 유석철 ( Seokcheol Yu ) , 유영지 ( Yeong Ji Yu ) , 이정민 ( Jeong-min Lee )  한국농업기계학회, 한국농업기계학회 학술발표논문집 [2020] 제25권 제2호, 223(총1페이지)

농업기계 안전사고는 최근 5년간 연평균 1,420여건이 발생하여 100여명이 사망하고 있다. 농업인 손상 사고가 발생하는 주요 농업기계는 경운기 50%, 트랙터 14%, 예취기 9.2%, 관리기 7.8% 순으로 나타났다(농촌진흥청, 2017), 농업기계 안전사고 대부분은 운전자 부주의 등 인적요인에 의해 발생하고 있다(재난연감, 2017). 사고를 예방하기 위해서는 농업인의 안전한 운전 문화 정착이 시급하다, 이를 위해 실제 농업기계를 이용하여 도로나 위험 상황에서 조작 취급성 등의 체험교육을 실시하는 것이 효과적이나 매우 위험하고 사고 책임 등으로 인해 교육기관들은 실제 농업기계를 이용한 교육을 꺼리고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 국내에서는 농업기계 안전교육 및 사고방지를 위하여 트랙터 시뮬레이터와 경운기 시뮬레이터가...

TAG 주행형 농업기계, 가상현실, 시뮬레이터

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