형광 영상 및 인공지능을 활용한 매개모기 자동분류 기술 개발

이상준 ( Sangjoon Lee ) , 김한기 ( Hangi Kim ) , 조병관 ( Byoung-kwan Cho )  한국농업기계학회, 한국농업기계학회 학술발표논문집 [2021] 제26권 제1호, 106(총1페이지)

세계적으로 인간에게 감염병 및 바이러스를 가장 많이 매개하는 곤충은 모기이다. 매개 모기에 의한 감염병은 대부분 백신과 치료제가 개발되어있지 않기 때문에 확산 및 피해를 예방하는 것이 매우 중요하다. 매개 모기 발생 추세를 모니터링하여 효과적인 방제를 실시하는 것이 질병 관리에 중요한 방법이다. 현재 감염병 매개모기 발생 모니터링에 대한 방식으로 모기 포집장치가 쓰이고 있지만 단순 개체수 계수로 활용되고 있고 모기 종류별 개체수 확인은 불가능한 실정이다. 본 연구에서는 포집된 모기의 종류 구분을 위해 형광 영상을 활용하였다. 모기에서 발생하는 형광 특성을 측정하기 위해 자외선광원과 고파장투과필터가 장착된 카메라를 활용하였다. 포집 모기에 대한 영상 데이터셋을 구축하고 다양한 인공지능 딥러닝 모델을 적용하여 분류 성능을 확인하고자 하였다. 딥러닝 학습에 사용...

TAG 매개모기, 인공지능, 딥러닝, 영상분석, 합성곱 알고리즘, 형광

페로몬 트랩 영상에서의 해충 검출을 위한 딥러닝 기반 객체 검출 알고리즘의 적용

홍석주 ( Suk-ju Hong ) , 남일 ( Il Nam ) , 김상연 ( Sang-yeon Kim ) , 김응찬 ( Eungchan Kim ) , 이창협 ( Chang-hyup Lee ) , 안세범 , 박일권 ( Il-kwon Park ) , 김기석 ( Ghiseok Kim )  한국농업기계학회, 한국농업기계학회 학술발표논문집 [2021] 제26권 제1호, 107(총1페이지)

솔껍질깍지벌레는 소나무에 피해를 입히는 산림 해충으로, 한국의 산림에 많은 환경적, 경제적인 손해를 미친다. 이러한 솔껍질깍지벌레의 발생을 감시하기 위해서 페로몬 트랩 기반의 방식들이 이용된다. 페로몬 트랩에 잡힌 해충의 수를 통하여 솔껍질깍지벌레의 발생 정도를 파악한다. 트랩에 잡힌 해충의 수는 주로 사람이 세는 방식으로 수행이 되어 왔는데, 이는 노동집약적이며 시간 소모적이고, 숙련자의 작업을 필요로 한다. 또한 세는 과정에서의 피로도와 작업자의 숙련도에 따라 오차가 발생하기도 한다. 이러한 수동 카운팅 방식이 아닌, 영상 기반의 자동 카운팅을 적용하기 위하여 본 연구에서는 딥러닝 기반의 객체 검출 모델들을 적용하여 트랩에 잡힌 솔껍질깍지벌레의 검출 알고리즘 개발을 목표로 하였다. 1.5mm~2mm 크기의 작은 해충인 솔껍질깍지벌레의 검출을 위하여 이...

TAG 해충, 페로몬트랩, 딥러닝, 객체검출

공기조화 과정의 계산을 위한 컴퓨터 프로그램 개발

배영환 ( Yeonghwan Bae )  한국농업기계학회, 한국농업기계학회 학술발표논문집 [2021] 제26권 제1호, 108(총1페이지)

공기조화 과정의 계산에 필요한 여러 습공기 성질을 계산하기 위한 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 알고리듬은 2017 ASHRAE Handbook-Fundamentals에 수록된 이상기체 모델을 기반으로 하되 포화 습도비 계산의 정확도를 높이기 위하여 증진 요소(enhancement factor)를 추가하였으며, 윈도우 10 환경에서 파이썬 3.8.5를 이용하여 그래픽 사용자 인터페이스 프로그램을 작성하였다. 계산 결과로 제공하는 습공기의 성질은 건구온도, 습구온도, 노점온도, 상대습도, 수증기압, 포화수증기압, 포화도, 습도비, 포화 습도비, 비체적, 밀도, 비엘탈피 및 현열비의 13가지이며, 표준 대기압 및 습공기의 성질 중 2가지를 선택적으로 입력하도록 화면을 구성하였다. 습공기의 성질 계산을 위한 입력 조...

TAG Moist air, Psychrometric chart, Air conditioning, Python

Development of Region-based Crop Segmentation Algorithm for Sharp-leaf Crops using UAV-RGB imagery

( Dong-wook Kim ) , ( Hak-jin Kim ) , ( Sang-jin Jeong ) , ( Won Suk Lee )  한국농업기계학회, 한국농업기계학회 학술발표논문집 [2021] 제26권 제1호, 109(총1페이지)

공기조화 과정의 계산에 필요한 여러 습공기 성질을 계산하기 위한 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 알고리듬은 2017 ASHRAE Handbook-Fundamentals에 수록된 이상기체 모델을 기반으로 하되 포화 습도비 계산의 정확도를 높이기 위하여 증진 요소(enhancement factor)를 추가하였으며, 윈도우 10 환경에서 파이썬 3.8.5를 이용하여 그래픽 사용자 인터페이스 프로그램을 작성하였다. 계산 결과로 제공하는 습공기의 성질은 건구온도, 습구온도, 노점온도, 상대습도, 수증기압, 포화수증기압, 포화도, 습도비, 포화 습도비, 비체적, 밀도, 비엘탈피 및 현열비의 13가지이며, 표준 대기압 및 습공기의 성질 중 2가지를 선택적으로 입력하도록 화면을 구성하였다. 습공기의 성질 계산을 위한 입력 조...

TAG UAV, Crop Segmentation, Sharp-leaf crops, Region-based algorithm, CIE L, a, b, color space

UAV 기반 소형 곤충의 위치 추정 및 추적 시스템에 대한 현장 평가

김보성 ( Bosung Kim ) , 주찬영 ( Chanyoung Ju ) , 손형일 ( Hyoung Il Son )  한국농업기계학회, 한국농업기계학회 학술발표논문집 [2021] 제26권 제1호, 110(총1페이지)

소형 외래곤충은 토착종을 희소종으로 전락 혹은 소멸시켜 생물 다양성을 감소시킨다. 따라서 생물 다양성 보호 및 생태계 관리를 위해 소형 곤충의 추적이 대두되고 있다. 최근 이동 차량과 모바일로봇을 이용한 시스템이 추적 방법으로 연구되고 있다. 사전 연구에서, 지상 로봇의 기동성 한계를 해결한 항공 로봇(UAV) 기반의 위치 추정 알고리즘 및 추적 시스템을 개발하였다. UAV 시스템은 Radio-Telemetry 기반 안테나 및 송신기와 확장 칼만 필터를 이용해 RSSI(수신신호강도)를 측정하고, 타겟의 위치를 추정 및 추적한다. 본 연구는 개발된 시스템의 위치 추정 및 추적 성능을 검증 및 평가하기 위해 이동성, 추적성, 필드 실험을 수행하였다. 첫 번째, 이동성 실험은 송신기 부착 시 곤충의 움직임에 미치는 영향을 파악하기 위해 수행되었다. 딱정...

TAG 소형 곤충, UAV, 위치 추정, 확장 칼만 필터, 추적 성능

식물공장 내 엽면적지수 측정을 위한 자동 3D 영상 모니터링 시스템

강민석 ( Minseok Gang ) , 김학진 ( Hak-jin Kim ) , 조우재 ( Woo-jae Cho ) , 이윤홍 ( Yoon-hong Yi )  한국농업기계학회, 한국농업기계학회 학술발표논문집 [2021] 제26권 제1호, 111(총1페이지)

원예작물의 생산성은 식물 덮개의 면적 및 구조에 영향을 받는다. 엽면적을 나타내는 지표인 엽면적지수(leaf area index)는 증산 및 광합성과 밀접한 관계가 있고, 엽면적을 통해 생체중, 수분 요구량을 예측하는데 활용될 수 있다. 따라서 정확한 엽면적 지수 측정은 최적 작물 생육을 위해서 매우 중요하다. 엽면적을 측정하기 위한 전통적인 방법은 파괴적이고, 인적 자원을 많이 필요로 하여 시간과 비용 소모가 클 뿐만 아니라, 시료의 채취 방법이나 시료 상태에 따라 신뢰성이 떨어질 수 있다. 이를 극복하기 위하여 기존 RGB 영상을 이용하여 LAI를 측정하는 선행연구가 제시되었으나, 2D 기반 엽면적 측정은 잎의 높이 등 3차원적 형태 특징을 고려할 수 없고, 작물 내 또는 작물 간 잎의 폐색 영역을 반영할 수 없어 부정확하다는 한계점을 ...

TAG 식물공장, 3D 모델링, 엽면적지수, 영상처리

Prediction of Protein and Lipid Content in Intact Soybean Seed using Near-infrared Hyperspectral Imaging

( Hanim Z. Amanah ) , ( Collins Wakholi ) , ( Hoonsoo Lee ) , ( Wang-hee Lee ) , ( Byoung-kwan Cho )  한국농업기계학회, 한국농업기계학회 학술발표논문집 [2021] 제26권 제1호, 112(총1페이지)

원예작물의 생산성은 식물 덮개의 면적 및 구조에 영향을 받는다. 엽면적을 나타내는 지표인 엽면적지수(leaf area index)는 증산 및 광합성과 밀접한 관계가 있고, 엽면적을 통해 생체중, 수분 요구량을 예측하는데 활용될 수 있다. 따라서 정확한 엽면적 지수 측정은 최적 작물 생육을 위해서 매우 중요하다. 엽면적을 측정하기 위한 전통적인 방법은 파괴적이고, 인적 자원을 많이 필요로 하여 시간과 비용 소모가 클 뿐만 아니라, 시료의 채취 방법이나 시료 상태에 따라 신뢰성이 떨어질 수 있다. 이를 극복하기 위하여 기존 RGB 영상을 이용하여 LAI를 측정하는 선행연구가 제시되었으나, 2D 기반 엽면적 측정은 잎의 높이 등 3차원적 형태 특징을 고려할 수 없고, 작물 내 또는 작물 간 잎의 폐색 영역을 반영할 수 없어 부정확하다는 한계점을 ...

TAG Soybean, protein, lipid, near-infrared, hyperspectral imaging

6조식 자탈형 콤바인 선별조건에 따른 선별성능 분석

이명희 ( Myung-hee Lee ) , 최일수 ( Il-su Choi ) , 김태구 ( Tae-goo Kim ) , 우제근 ( Jea-keun Woo ) , 유승화 ( Seoung-hwa Yu ) , 최용 ( Yong Choi ) , 최덕규 ( Duck-kyu Choi ) , 김영근 ( Young-keun Kim ) , 이충근 ( Choung-keun Lee ) , 신창순 ( Chang-soon Shin )  한국농업기계학회, 한국농업기계학회 학술발표논문집 [2021] 제26권 제1호, 117(총1페이지)

벼농사의 기계화율은 98.4%으로 수확 작업은 콤바인을 이용하여 이루어지고 있으며, 현재 4~6조 콤바인이 되어 시판 중에 있다. 대형 농가 및 영업농의 출현으로 대형 콤바인의 수요가 증가함에 따라 고속화, 대형화, 정밀화 등 성능 향상을 위한 연구를 진행 중에 있다. 본 연구는 6조식 콤바인의 고속 작업을 위한 선별부 최적 메커니즘을 위해 선별부 운용 조건에 따른 곡립 선별 성능을 분석하였다. 선별부 최적화를 위해 6조 콤바인 선별부과 동일한 선별 시뮬레이터를 제작하였으며, 선별체, 채프, 풍구, 수확이송 오거, 환원처리 오거 등으로 구성되어있다. 선별체 회전수 및 풍구 회전속도를 요인으로 실험을 수행하였으며, 콤바인 수확 시 투입된 벼는 탈곡 선별부 초기 1/3 지점에서 약 70%의 곡립이 탈곡되어 선별부로 누하 된다(2016, 김 등). ...

TAG 콤바인, 선별부, 배진손실률, 선별체 회전수

고추 수확기 줄기분리 드럼 선별장치의 성능시험

신서용 ( Seo Yong Shin ) , 조용진 ( Yongjin Cho ) , 김명호 ( Myoung Ho Kim ) , 홍이수 ( Yi Su Hong ) , 양은영 ( Eun Young Yang ) , 김대철 ( Dae Cheol Kim )  한국농업기계학회, 한국농업기계학회 학술발표논문집 [2021] 제26권 제1호, 118(총1페이지)

국내 건고추 생산비는 노동비, 종자, 농약, 자재 가격 상승으로 2012년 321만원에서 2019년 348만원으로 연평균 1%씩 상승하였고, 경영비 역시 2012년 109만원에서 2019년 122만원으로 연 2%씩 상승하는 추세이며, 고령화 확대로 2019년 70세 이상 재배가구 수가 50%를 차지하고 있다. 농가에 보급하고자 개발한 중형고추수확기는 수확 후 탈실이 덜 된 줄기고추의 비율이 10% 이상이 발생하고 있다. 본 연구는 이런 탈실이 덜 된 줄기고추의 분리 및 선별장치를 개선하고자 하였다. 중형 고추수확기에서 줄기고추를 분리하도록 고안된 3축과 4축 드럼선별장치의 탈실 선별 성능시험을 실시하였다. 드럼 선별 장치는 지름 220mm, 길이 680mm로 급치는 브러쉬를 30mm 간격으로 장착하였으며, 3축 드럼선별...

금속사출성형 공정으로 제조된 SS316L강의 미세조직 및 기계적 특성 분석

장민호 ( Min-ho Jang ) , 신창섭 ( Chang-seop Shin )  한국농업기계학회, 한국농업기계학회 학술발표논문집 [2021] 제26권 제1호, 119(총1페이지)

금속사출성형(Metal powder Injection Molding, MIM)은 분말 야금기술과 사출성형법이 조합된 분말야금 성형기술이다. 공정 방법은 금속 분말과 바인더를 혼합하여 사출성형 하고 가열 또는 촉매작용을 통해 바인더를 제거한 뒤 최종적으로 소결하여 부품을 제조한다. MIM은 일반적으로 주조에 비해 치수 정밀도가 높아 복잡한 부품을 생산할 수 있기 때문에 여러 산업 분야에서 활용되고 있다. 또한 SS316L은 우수한 내식성과 가공성으로 인해 다양한 연구가 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 MIM공정에 의해 제조된 SS316L의 미세구조와 기계적 특성을 알아보았다. 미세조직은 식각(etching) 후 SEM을 통해 관찰하였고 그 결과 평균 그레인 크기는 125.8 □이다. 기계적 특성으로는 밀도, 인장강도, 피로...

TAG Agricultural machinery parts, Mechanical Properties, Metal powder injection molding, Microstructure

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