지능형 방제기의 효율적인 분사 제어를 위한 LiDAR 기반 고속 데이터 신호 처리 기법에 대한 연구

양창주 ( Changju Yang ) , 이명훈 ( Meonghun Lee ) , 김경철 ( Kyoung-chul Kim ) , 홍영기 ( Youngki Hong ) , 김현종 ( Hyunjong Kim ) , 이시영 ( Siyoung Lee ) , 류희석 ( Hee-suk Ryu ) , 권경도 ( Kyung-do Kwon ) , 김국환 ( Gookhwan Kim )  한국농업기계학회, 한국농업기계학회 학술발표논문집 [2020] 제25권 제2호, 65(총1페이지)

본 연구는 과수원내에서 가장 많이 사용되는 방제기에 과수 형상을 인식하여 효율적으로 농약을 분사하는 방법을 제시한다. 실험에 사용된 방제기는 상용 제품의 각 분사 노즐별 제어가 가능하도록 솔레노이드 밸브가 설치 되어있고, 이들을 On/Off제어를 위한 하위 제어기가 달려있으며, 실시간 밸브제어를 위해 센서로부터 획득한 데이터를 기반으로 과수의 형상을 인식하여 제어신호를 전송하기 위한 산업용 PC로 구성된 상위 제어기가 설치되어 있다. 과수의 형상을 인식하기 위해서는 3차원 공간상에서의 위치 좌표 및 과수의 유무를 구분할 수 있도록 센서를 장착시켜야 하며, 이를 위해 선정한 LiDAR는 직진성이 강한 파장 대역의 레이저 광원을 이용하여 물체의 표면에 반사되는 빛을 인식하고 3차원 공간에서 위치 좌표를 데이터화하여 사용하는 센서이다. LiDAR의 동작원리...

TAG 방제기, LiDAR, 과수 형상 인식, Down sampling, 고속 데이터 신호 처리

Application of infield path planner with optimal track sequence for land preparation autonomous tractor in rectangular paddy field

( Chan-woo Jeon ) , ( Hak-jin Kim ) , ( Changho Yun ) , ( Minseok Gang ) , ( Xiongzhe Han )  한국농업기계학회, 한국농업기계학회 학술발표논문집 [2020] 제25권 제2호, 66(총1페이지)

본 연구는 과수원내에서 가장 많이 사용되는 방제기에 과수 형상을 인식하여 효율적으로 농약을 분사하는 방법을 제시한다. 실험에 사용된 방제기는 상용 제품의 각 분사 노즐별 제어가 가능하도록 솔레노이드 밸브가 설치 되어있고, 이들을 On/Off제어를 위한 하위 제어기가 달려있으며, 실시간 밸브제어를 위해 센서로부터 획득한 데이터를 기반으로 과수의 형상을 인식하여 제어신호를 전송하기 위한 산업용 PC로 구성된 상위 제어기가 설치되어 있다. 과수의 형상을 인식하기 위해서는 3차원 공간상에서의 위치 좌표 및 과수의 유무를 구분할 수 있도록 센서를 장착시켜야 하며, 이를 위해 선정한 LiDAR는 직진성이 강한 파장 대역의 레이저 광원을 이용하여 물체의 표면에 반사되는 빛을 인식하고 3차원 공간에서 위치 좌표를 데이터화하여 사용하는 센서이다. LiDAR의 동작원리...

TAG Autonomous tractor, Land preparation, Field test, Optimization, Coverage path planner

RGBD 센서를 이용한 딥러닝 기반의 매실 객체 검출 및 형상학적 정보 획득 알고리즘 개발

김응찬 ( Eungchan Kim ) , 이창협 ( Chang-hyup Lee ) , 홍석주 ( Suk-ju Hong ) , 김상연 ( Sang-yeon Kim ) , 김혁주 ( Hyuck-joo Kim ) , 장은채 ( Eun-chae Jang ) , 김기석 ( Ghiseok Kim )  한국농업기계학회, 한국농업기계학회 학술발표논문집 [2020] 제25권 제2호, 69~70페이지(총2페이지)

스마트팜에 대한 연구가 활발히 진행되고 기계화가 보편화됨에 따라 농산업 분야의 다양한 방면에서 상당한 정도의 자동화가 이루어지고 있다. 특히 최근 phenotyping(표현형 분석)에 관련된 연구 또한 활발히 진행되고 있는데, 특정한 작물의 형상학적 분석을 위해 유용하게 사용되고 있고 이는 작물을 재배하는 과정에서 과실의 예측할 수 없는 변수 요인들이 생겨나는 것을 막을 수 있고, 과실의 크기와 병해 등의 요인들을 지속적으로 모니터링하면서 관리하는데에 중요한 역할을 한다. 작물의 형상학적 정보를 분석하는 방법은 여러 가지가 있는데 그 중에서 본 연구에서는 딥러닝을 활용해 과수에 달려있는 매실을 자동으로 검출하고 크기 및 직경을 포함한 형상학적 정보를 분석하는 알고리즘에 대한 연구를 진행하였다. 매실은 과실의 크기가 다른 과실들에 비해 비교적으로 크...

TAG 매실, 딥러닝, 객체 검출, RGBD Camera, Depth

Biodegradable Nanoporous Films as an Enabling Strategy for Design and Fabrication of Food Packaging Systems

( Taeseong Han ) , ( Younghyun Gwon ) , ( Sunho Park ) , ( Yubin Jeon ) , ( Hyoseong Kim ) , ( Jangho Kim )  한국농업기계학회, 한국농업기계학회 학술발표논문집 [2020] 제25권 제2호, 73(총1페이지)

스마트팜에 대한 연구가 활발히 진행되고 기계화가 보편화됨에 따라 농산업 분야의 다양한 방면에서 상당한 정도의 자동화가 이루어지고 있다. 특히 최근 phenotyping(표현형 분석)에 관련된 연구 또한 활발히 진행되고 있는데, 특정한 작물의 형상학적 분석을 위해 유용하게 사용되고 있고 이는 작물을 재배하는 과정에서 과실의 예측할 수 없는 변수 요인들이 생겨나는 것을 막을 수 있고, 과실의 크기와 병해 등의 요인들을 지속적으로 모니터링하면서 관리하는데에 중요한 역할을 한다. 작물의 형상학적 정보를 분석하는 방법은 여러 가지가 있는데 그 중에서 본 연구에서는 딥러닝을 활용해 과수에 달려있는 매실을 자동으로 검출하고 크기 및 직경을 포함한 형상학적 정보를 분석하는 알고리즘에 대한 연구를 진행하였다. 매실은 과실의 크기가 다른 과실들에 비해 비교적으로 크...

TAG Smart food packaging, Nanotechnology, Nanopore, Biodegradable polymer, Food quality

자율주행 이앙기 새머리 선회 시간 최적 자율주행 기술 개발

강민석 ( Minseok Gang ) , 김학진 ( Hak-jin Kim ) , 전찬우 ( Chan-woo Jeon ) , 윤창호 ( Changho Yun )  한국농업기계학회, 한국농업기계학회 학술발표논문집 [2020] 제25권 제2호, 77(총1페이지)

생산성과 편의성을 향상시킬 수 있는 자율주행 농기계에 대한 수요가 증가하고 있으며, 최적의 생산성을 얻기 위한 연구들이 진행되고 있다. 그 중에서도 시간과 거리를 최소화시키고자 하는 접근이 대표적이다. 작업 속도가 일정할 때 거리의 최소화는 곧 시간의 최소화가 된다. 시간의 증감은 주로 새머리 선회에서 크게 나타나며, 선회 시의 비용을 최소화하는 것은 전체 비용을 줄이는데 결정적이다. 기존에 선회 시간을 추정하기 위해 수학적 선회 경로 모델들이 제시되어왔다. 그러나 생성된 경로의 기하학적 형태에 따라 경로 추종 시에 진입 오차가 발생할 수 있다. 진입 오차는 선회 후 직진 작업 경로에서 농작업이 가능한 상태에 도달하기까지 차량을 조정하는데 필요한 오차이다. 이앙기에서 경로를 벗어나 다른 열과 겹치는 영역이 발생하면 작물이 손실된다. 따라서 이앙기 자율 주...

TAG 이앙기, 자율주행, 경로생성, 새머리 선회, 최적화

상태 흐름 방법을 기반으로 실내 환경에서 외발 자전거 형 이동 로봇을 위한 경로 추종 플랫폼 개발

첸티안 ( Tean Chen ) , 유헌종 ( Heonjong Yoo ) , 이경환 ( Kyeonghwan Lee )  한국농업기계학회, 한국농업기계학회 학술발표논문집 [2020] 제25권 제2호, 78(총1페이지)

생산성과 편의성을 향상시킬 수 있는 자율주행 농기계에 대한 수요가 증가하고 있으며, 최적의 생산성을 얻기 위한 연구들이 진행되고 있다. 그 중에서도 시간과 거리를 최소화시키고자 하는 접근이 대표적이다. 작업 속도가 일정할 때 거리의 최소화는 곧 시간의 최소화가 된다. 시간의 증감은 주로 새머리 선회에서 크게 나타나며, 선회 시의 비용을 최소화하는 것은 전체 비용을 줄이는데 결정적이다. 기존에 선회 시간을 추정하기 위해 수학적 선회 경로 모델들이 제시되어왔다. 그러나 생성된 경로의 기하학적 형태에 따라 경로 추종 시에 진입 오차가 발생할 수 있다. 진입 오차는 선회 후 직진 작업 경로에서 농작업이 가능한 상태에 도달하기까지 차량을 조정하는데 필요한 오차이다. 이앙기에서 경로를 벗어나 다른 열과 겹치는 영역이 발생하면 작물이 손실된다. 따라서 이앙기 자율 주...

TAG Forward Kinematic, Linear Velocity, Angular Velocity, State flow method

육계의 군집 상태 확인을 위한 레이더의 적용성 평가

유정상 ( Jung-sang Yoo ) , 양도이 ( Doee Yang ) , 이중용 ( Joong Yong Rhee )  한국농업기계학회, 한국농업기계학회 학술발표논문집 [2020] 제25권 제2호, 79(총1페이지)

인구 증가와 닭고기의 높아지는 수요로 인해 밀집 사육이 늘어나고 있다. 군집 확인은 닭들의 동물 복지나, 건강 상태를 확인함으로써 적절한 치료를 해 줄 수 있어 필요하다. 여러 개체를 한 번에 인식하는 방법으로는 닭에 부착하는 RFID sensor, Computer vision(컴퓨터 비전), Infrared camera(적외선 카메라)를 이용하는 방법 등이 있다. 하지만 RFID sensor의 경우에는 특정 그룹만을 선발하여 관찰하기 때문에 모든 개체를 확인하기에는 적합하지 않고, 컴퓨터 비전의 경우에는 먼지가 많고 어두운 환경에서는 사용할 수 없으며, 적외선 카메라를 활용하는 경우에는 가격이 비싸서 많은 농가에 적용하는 데 한계가 있다. 따라서 환경에 영향을 덜 받으며 저렴한 레이더를 이용하여 육계의 군집 상태를 ...

TAG 밀집 사육, 군집 확인, 레이더

Development of Efficient Headland Turning Control for Autonomous Rice Transplanter

( Changho Yun ) , ( Hak-jin Kim ) , ( Chan-woo Jeon ) , ( Minseok Gang )  한국농업기계학회, 한국농업기계학회 학술발표논문집 [2020] 제25권 제2호, 80(총1페이지)

인구 증가와 닭고기의 높아지는 수요로 인해 밀집 사육이 늘어나고 있다. 군집 확인은 닭들의 동물 복지나, 건강 상태를 확인함으로써 적절한 치료를 해 줄 수 있어 필요하다. 여러 개체를 한 번에 인식하는 방법으로는 닭에 부착하는 RFID sensor, Computer vision(컴퓨터 비전), Infrared camera(적외선 카메라)를 이용하는 방법 등이 있다. 하지만 RFID sensor의 경우에는 특정 그룹만을 선발하여 관찰하기 때문에 모든 개체를 확인하기에는 적합하지 않고, 컴퓨터 비전의 경우에는 먼지가 많고 어두운 환경에서는 사용할 수 없으며, 적외선 카메라를 활용하는 경우에는 가격이 비싸서 많은 농가에 적용하는 데 한계가 있다. 따라서 환경에 영향을 덜 받으며 저렴한 레이더를 이용하여 육계의 군집 상태를 ...

TAG Autonomous rice transplanter, Headland turning, Geometric path planning, RTK GPS

PTZ 카메라를 이용한 논 수위 원격 진단 방안 연구

전진택 ( Jintack Jeon ) , 오민희 ( Minhee Oh ) , 상완규 ( Wankyu Sang ) , 이동훈 ( Donghoon Lee )  한국농업기계학회, 한국농업기계학회 학술발표논문집 [2020] 제25권 제2호, 85(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 센서 데이터 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 이미...

TAG 영상처리, Image processing, 논 수위, Water level, 원격진단, Remote diagnosis

사막 벼 재배를 위한 물 절약형 파종 기계화 기술 분석

유승화 ( Seung-hwa Yu ) , 최덕규 ( Duck-kyu Choi ) , 김영화 ( Young-hwa Kim ) , 최일수 ( Il-su Choi ) , 우제근 ( Jea-keun Woo ) , 최용 ( Yong Choi ) , 현창식 ( Changsik Hyun ) , 류희석 ( Huiseok Ryu ) , 윤영태 ( Young-tae Yun )  한국농업기계학회, 한국농업기계학회 학술발표논문집 [2020] 제25권 제2호, 86(총1페이지)

한-UAE 농업기술협력 사업의 일환으로 UAE 현지의 사막에 농지를 구축하고 벼를 재배하는 연구가 2019년부터 시작되었다. UAE 사막에 구축된 벼 재배를 위한 실증포장은 사막 모래로 이루어져 배수가 빠르고, 낮 기온이 45~50도로 매우 무덥고 건조한 사막 기후이다. 우리나라 벼 재배는 주로 담수재배함에 따라 UAE와 같은 사막 기후와 토양에서는 많은 양의 물이 필요하게 된다. 전면 담수방식으로 벼 재배 시 농업용수 사용비용이 연간 200만원/10a 이상 소요되므로 경제성 확보를 위한 물 절약 재배기술 개발이 시급하다. UAE 현지의 토양은 알칼리 상태로 선행 연구를 통해 벼 재배 가능성은 검증되었으나 경제적·환경적으로 지속적인 재배를 위해서는 물 및 양분 관리가 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 UAE 사막 벼 재배 환경에서 물을...

TAG 사막 농업, 벼 재배, 물 절약

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