KR20230160642A - Livestock weighing apparatus and method - Google Patents
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Abstract
가축체중측정장치 및 그 방법이 개시된다. 가축체중측정장치는 일정 폭을 형성하는 틀을 포함하는 프레임부와, 가축을 프레임부의 내부로 유인하기 위한 음수대 또는 급이기와, 카메라의 촬영 영상에서 가축의 식별 및 이동을 추적하는 트레킹부와, 프레임부에 진입한 가축의 체중을 측정하는 체중파악부를 포함한다.A livestock weight measuring device and method are disclosed. The livestock weight measuring device includes a frame part including a frame forming a certain width, a drinking fountain or feeder for attracting livestock into the frame part, and a tracking part for identifying and tracking the movement of livestock in images captured by a camera. , It includes a weight measurement unit that measures the weight of livestock entering the frame unit.
Description
본 발명의 실시 예는 가축의 체중을 자동으로 측정하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다. Embodiments of the present invention relate to a device and method for automatically measuring the weight of livestock.
최근 세계적으로 축산업의 대규모화와 자동화가 급진전되면서 저비용으로 높은 생산성을 요구하고 있으며, 이를 위해 가축의 개체(head) 또는 군(herd) 마다 실시간으로 체중을 측정하는 것이 중요한 요인으로 대두하고 있다.Recently, as the large-scale and automation of livestock farming has rapidly advanced worldwide, there is a demand for high productivity at low cost, and to this end, measuring weight in real time for each head or herd of livestock has emerged as an important factor.
양돈산업의 경우 모돈두당연간출하두수(MSY, Marketed pigs per Sow per Year)와 사료요구율(FCR, Feed Conversion Ration)이 가장 중요한 생산성 지표로 활용되는데, 국내 양돈산업의 경우 모돈두당연간출하두수는 17~18마리, 사료요구율은 3.4로, 축산선진국의 25~28마리, 2.7~2.8에 비해 현저하게 낮아 이를 개선하는 것이 시급한 문제이다.In the case of the pig farming industry, Marketed pigs per Sow per Year (MSY) and Feed Conversion Ration (FCR) are used as the most important productivity indicators. In the domestic pig farming industry, the number of pigs shipped per year per sow is 17. ~18 animals, the feed requirement ratio is 3.4, which is significantly lower than the 25-28 animals and 2.7-2.8 in advanced livestock countries, so improving this is an urgent issue.
또한, 개체별, 군집별 일일 사료섭취횟수, 음수횟수, 체온, 활동량을 파악하여 실시간으로 가축 질병 관리가 필요하다. 또한 사육기간 중에 수시로 등지방두께를 측정하여 사양관리가 필요하며, 출하시기에 다다르면 출하단가가 높은 규격돈(1++등급의 도축체중은 83~93Kg, 등지방두께는 17mm~25mm) 출하를 위하여 정확한 체중을 측정할 필요가 있다. 또한 번식용 가축(예를 들어, 모돈)의 경우 번식 단계별 체중 및 등지방두께와 번식 성적과의 상관도가 매우 높으므로 실시간 체중관리는 가중 중요한 사양관리 요소라 할 수 있다.In addition, it is necessary to manage livestock diseases in real time by identifying the daily feed intake, drinking frequency, body temperature, and activity level for each individual and group. In addition, it is necessary to measure the back fat thickness frequently during the breeding period to manage the feeding, and when the shipping time approaches, standard pigs with a high shipping price (1++ grade slaughter weight 83 to 93 kg, back fat thickness 17 mm to 25 mm) must be shipped. To do this, you need to measure your weight accurately. In addition, in the case of breeding livestock (e.g., sows), the correlation between body weight and back fat thickness at each stage of breeding and breeding performance is very high, so real-time weight management can be said to be an extremely important factor in feeding management.
이러한 사유로, 지금까지 국내 양돈산업에서는 돼지의 체중을 대부분 육안으로 확인하는 목측법이 사용되어 왔고, 극히 일부는 로드셀을 기반으로 하는 계근장치 또는 자동선별기(auto sorting machine)를 사용해 오고 있다. 그러나 육안으로 체중을 측정하는 목측법은 작업자의 숙련도에 따라 편차가 커서 신뢰할 만한 결과를 얻을 수 없으며, 또 다수의 작업자 인건비가 소요되므로 생산비가 높은 문제점이 있다. For this reason, most of the domestic pig farming industry has used a visual measurement method to check the weight of pigs with the naked eye, and only a few have used load cell-based weighing devices or automatic sorting machines. However, the visual method of measuring body weight with the naked eye cannot obtain reliable results due to large deviations depending on the skill level of the worker, and also has the problem of high production costs because it requires labor costs for multiple workers.
또한 계근장치나 자동선별기를 사용하여 돼지의 체중을 측정하는 경우에는 대형크기의 기계장치로 도입비용이 매우 높고 사양공간을 많이 차지하며, 금속으로 이루어진 기계장치 특성상 분뇨로 인한 암모니아 가스에 금속이 쉽게 부식되어 내구성이 좋지 못해 오래 사용하지 못하며, 기계장치에 분뇨의 퇴적과 체중측정시 돼지의 움직임으로 인한 측정오차가 발생하는 문제점이 있다.In addition, when measuring the weight of pigs using a weighing device or automatic sorting machine, the introduction cost is very high and it takes up a lot of specification space as it is a large-sized mechanical device, and due to the nature of the mechanical device made of metal, the metal is easily exposed to ammonia gas caused by excrement. It is corroded and has poor durability, so it cannot be used for a long time, and there are problems with the accumulation of excrement on the mechanical device and measurement errors due to the movement of the pig when measuring weight.
자동선별기를 이용할 경우 가축의 개체를 인식할 수 있는 수단이 구비되지 않으면 개체식별이 불가능하며, 가축을 선별기 내부로 유인하기 위한 음수대 또는 급이기를 힘 센 특정 가축이 독차지하여 모든 개체를 측정할 수 없는 문제점이 있다. 또한 초음파진단기로 등지방두께를 측정하는 경우에 가축의 개체마다 일일이 접촉하여 측정하여야 하는 번거로움이 있다.When using an automatic sorting machine, individual identification is impossible unless a means to recognize livestock individuals is provided, and a specific strong livestock may monopolize the drinking fountain or feeder to attract livestock into the sorting machine, resulting in the measurement of all livestock. There is a problem that does not exist. Additionally, when measuring back fat thickness with an ultrasonic diagnostic device, there is the inconvenience of having to contact and measure each individual livestock individually.
본 발명의 실시 예가 이루고자 하는 기술적 과제는, 가축 개체를 식별하기 위한 별도의 수단을 가축에 부착할 필요없이 축사 내 복수의 가축을 자동으로 식별하고 체중을 측정할 수 있는 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.The technical problem to be achieved by embodiments of the present invention is to provide a device and method for automatically identifying and measuring the weight of a plurality of livestock in a livestock barn without the need to attach a separate means for identifying livestock individuals to the livestock. There is.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 실시 예에 따른 가축체중측정장치의 일 예는, 일정 폭을 형성하는 틀을 포함하는 프레임부; 가축을 상기 프레임부의 내부로 유인하기 위한 음수대 또는 급이기; 카메라의 촬영 영상에서 가축의 식별 및 이동을 추적하는 트레킹부; 및 상기 프레임부에 진입한 가축의 체중을 측정하는 체중파악부;를 포함한다.In order to achieve the above technical problem, an example of a livestock weight measuring device according to an embodiment of the present invention includes a frame unit including a frame forming a certain width; A drinking fountain or feeder for attracting livestock into the frame part; A trekking unit that identifies and tracks the movement of livestock in images captured by a camera; and a weight measurement unit that measures the weight of livestock entering the frame unit.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 실시 예에 따른 가축체중측정방법의 일 예는, 일정 폭의 공간이 형성된 프레임부에 진입한 가축에게 식별정보를 부여하는 단계; 상기 가축의 체중을 파악하는 단계; 상기 가축의 체중을 상기 식별정보와 맵핑하여 저장하는 단계; 및 카메라의 촬영 영상을 기반으로 상기 가축의 이동을 실시간 추적하여 상기 가축이 상기 프레임부에 재진입하였는지 파악하는 단계;를 포함한다.In order to achieve the above technical problem, an example of a method for measuring livestock weight according to an embodiment of the present invention includes the steps of providing identification information to livestock entering a frame part where a space of a certain width is formed; Determining the weight of the livestock; mapping and storing the weight of the livestock with the identification information; and tracking the movement of the livestock in real time based on images captured by a camera to determine whether the livestock has re-entered the frame unit.
본 발명의 실시 예에 따르면, 가축에 별도의 식별수단(예를 들어, 페인트 마킹이나 태그 등)을 부착하지 않아도 가축을 자동으로 식별하여 체중을 측정하고 관리할 수 있다. 다른 예로, 가축의 체중뿐만 아니라 가축의 등지방두께를 비접촉식 방법을 통해 파악할 수 있다. 또 다른 예로, 가축을 체중측정장치로 유인하기 위하여 설치된 음수대나 급이기를 힘센 특정 개체가 독차지하는 것을 방지할 수 있다. 또 다른 예로, 비접촉식으로 체중을 측정할 수 있어 가축 분뇨 등의 퇴적이나 가축의 움직임에 관계없이 정확한 체중의 측정이 가능할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, livestock can be automatically identified, weighed, and managed without attaching a separate identification means (for example, paint markings, tags, etc.) to the livestock. As another example, not only the weight of the livestock but also the thickness of the back fat of the livestock can be determined through a non-contact method. As another example, it is possible to prevent a strong individual from monopolizing a drinking fountain or feeder installed to lure livestock to a weighing device. As another example, since body weight can be measured non-contactly, accurate weight measurement may be possible regardless of the accumulation of livestock waste or the movement of livestock.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 가축체중측정장치의 전반적인 구조의 일 예를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 가축체중측정장치의 옆면을 도시한 도면,
도 4은 본 발명의 실시 예에 따른 가축체중측장치의 뒷면을 도시한 도면
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 가축체중측정장치의 음수대(급이기)의 일 예를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이미지측정센서부의 일 예를 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 가축의 등지방두께를 파악하는 방법의 일 예를 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 가축체중측정장치를 축사에 설치한 경우를 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 가축 체중 측정 방법의 일 예를 도시한 흐름도,
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 가축체중측정장치가 가축의 체중정보 등을 저장 관리하는 방법의 일 예를 도시한 도면,
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 가축체중측정장치의 음수대(급이기)를 특정 개체가 독점하는 것을 방지하기 위한 방법의 일 예를 도시한 흐름도, 그리고,
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 가축의 등지방두께를 파악하는 등지방예측모델의 일 예를 도시한 도면이다.1 and 2 are diagrams showing an example of the overall structure of a livestock weight measuring device according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 is a view showing the side of the livestock weight measuring device according to an embodiment of the present invention;
Figure 4 is a view showing the back of the livestock weight measuring device according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram showing an example of a drinking fountain (feeder) of a livestock weight measuring device according to an embodiment of the present invention;
Figure 6 is a diagram showing an example of an image measurement sensor unit according to an embodiment of the present invention;
Figure 7 is a diagram showing an example of a method for determining the thickness of back fat of livestock according to an embodiment of the present invention;
Figure 8 is a diagram showing a case where a livestock weight measuring device according to an embodiment of the present invention is installed in a livestock barn;
9 is a flowchart showing an example of a method for measuring livestock body weight according to an embodiment of the present invention;
Figure 10 is a diagram showing an example of a method for storing and managing weight information of livestock by a livestock weight measuring device according to an embodiment of the present invention;
Figure 11 is a flowchart showing an example of a method for preventing a specific entity from monopolizing the drinking fountain (feeder) of the livestock weight measuring device according to an embodiment of the present invention, and
Figure 12 is a diagram showing an example of a back fat prediction model for determining the back fat thickness of livestock according to an embodiment of the present invention.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 가축체중측정장치 및 그 방법에 대해 상세히 살펴본다.Hereinafter, the livestock weight measuring device and method according to an embodiment of the present invention will be examined in detail with reference to the attached drawings.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 가축체중측정장치의 전반적인 구조의 일 예를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 가축체중측정장치의 옆면을 도시한 도면이고, 도 4은 본 발명의 실시 예에 따른 가축체중측장치의 뒷면을 도시한 도면이다.Figures 1 and 2 are diagrams showing an example of the overall structure of a livestock weight measuring device according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 is a diagram showing a side view of a livestock weight measuring device according to an embodiment of the present invention. , Figure 4 is a view showing the back of the livestock weight measuring device according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 4를 함께 참조하면, 가축체중측정장치는 프레임부(100), 가이드부(102), 음수대(또는 급이기)(110), 공급제어부(115), 카메라(120)를 포함하는 트레킹부, 이미지측정센서(130)를 포함하는 체중파악부 등을 포함한다. 실시 예에 따라 가축체중측정장치는 일부 구성을 생략하거나 다른 구성을 더 포함할 수 있다. 다른 실시 예로, 가축체중측정장치는 외부 기기와의 유선 또는 무선 통신을 위한 통신부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 도 1 내지 도 4에 도시된 모든 구성을 포함하는 가축체중측정창치를 기준으로 설명한다.Referring to FIGS. 1 to 4 together, the livestock weight measuring device includes a
프레임부(100)는 가축의 움직임을 일정 범위 내로 제한하도록 일정 폭을 가진 틀로 구현된다. 예를 들어, 프레임부(100)는 가축의 길이보다 길고 가축의 폭보다 더 넓은 크기의 내부 공간을 형성하는 구조물로 구현될 수 있다. 프레임부(100)의 구조나 모양은 실시 예에 따라 다양할 수 있으며 본 실시 예의 모양으로 한정되는 것은 아니다. The
가축(150)이 프레임부(100) 내에서 한쪽 방향에 치우치지 않고 가운데에 서 있도록 프레임부(100)의 가운데 길이방향으로 일정 높이 돌출된 가이드부(102)를 포함할 수 있다. 가이드부(102)의 높이는 체중측정대상 가축(150)의 종류에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 돼지의 체중을 측정하는 경우에 가이드부(102)는 돼지의 다리 길이보다 짧은 높이일 수 있다. 본 실시 예는 가축(150)의 예로 돼지를 도시하고 있으나, 체충측정대상 가축은 실시 예에 따라 다양할 수 있으며 돼지로 한정되는 것은 아니다. 다만 이하에서는 설명의 편의를 위하여 가축이 돼지인 경우를 가정하여 설명한다.It may include a
음수대(또는 급이기)(110)는 프레임부(100)의 내부로 가축(150)의 진입을 유도하기 위하여 프레임부(110)의 일측에 위치한다. 음수대(또는 급이기)(110)는 움직이지 않도록 벽이나 천장 등에 고정 설치될 수 있다. 다만 이 경우에는 프레임부(100)의 내부에 진입한 가축(150)이 음수대(또는 급이기)(110)에서 물 등을 섭취한 후 프레임부(100)를 빠져나가려고 할 때 음수대(또는 급이기)(110)가 진로를 방해하는 요소로 작용할 수 있다. 특히 돼지는 후진을 잘 하지 않는 가축이므로 음수대(또는 급이기)(110) 때문에 가축(150)이 프레임부(100)의 앞쪽으로 나가는데 방해 요소가 될 수 있다.The drinking fountain (or feeder) 110 is located on one side of the
다른 실시 예로, 음수대(또는 급이기)(110)는 체인(140)이나 줄 등으로 고정될 수 있다. 음수대(또는 급이기)(110)가 체인(140) 등으로 거치대에 연결되면 음수대(또는 급이기)(110)는 앞쪽 방향으로 움직일 수 있다. 일 예로, 음수대(또는 급이기)(110)는 좌우로 대칭되도록 거치대에 두 개의 체인(140)으로 연결되어 음수대(또는 급이기)(110)가 좌우로 흔들리는 것을 방지하고, 또한 음수대(또는 급이기)(110)는 프레임부(100)의 바깥쪽 방향에서 하나의 체인(140)으로 거치대에 연결되어 프레임부(100)의 바깥방향으로만 움직일 수 있도록 설치될 수 있다. 따라서 가축(150)이 음수대(또는 급이기)(100)에서 물 등을 섭취한 후 음수대(또는 급이기)(110)를 밀고 프레임부(100)의 앞쪽 방향으로 쉽게 나갈 수 있어 불편하지 않아 측정빈도를 높일 수 있다. 또한 음수대(또는 급이기)(110)가 벽에 고정 설치되는 방식에 비해 축사 내 공간을 작게 차지하며 설치 비용인 절감된다. 다른 예로, 가축이 프레임부(100)의 한쪽 방향으로만 진입하여 물 등을 섭취하도록 음수대(또는 급이기)(110)의 니플을 소정 각도 구부려 구현할 수 있으며 이에 대한 예가 도 5에 도시되어 있다.In another embodiment, the drinking fountain (or feeder) 110 may be fixed with a
공급제어부(115)는 음수대(또는 급이기)의 공급 여부를 제어한다. 예를 들어, 공급제어부(1150)는 특정 개체가 음수대(또는 급이기)를 독점하는 것을 방지하기 위하여 동일 개체가 일정 경과시전 전에 프레임부로 진입한 경우에 음수대(또는 급이기)의 공급을 제공하지 않을 수 있다. 이에 대한 구체적인 제어방법의 일 예가 도 11에 도시되어 있다.The
트레킹부는 카메라(120)를 이용하여 일정 공간(예를 들어, 축사 등)을 촬영한 영상을 기반으로 가축을 식별하고 추적한다. 트레킹부는 카메라(120)와 함께 촬영 영상을 분석하는 소프트웨어 모듈을 포함할 수 있다. 트레킹부의 소프트웨어 모듈은 카메라(120)와 일체형으로 구성되거나 별도의 컴퓨팅장치(미도시)로 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈이 카메라(120)와 유선 또는 무선으로 연결된 별도의 컴퓨팅장치(미도시)에 구현된 경우에, 컴퓨팅장치(미도시)는 카메라로부터 촬영 영상을 실시간 수신하고, 촬영 영상을 분석하여 가축을 식별하고 추적과정을 수행할 수 있다. The trekking unit uses the
일 실시 예로, 트레킹부는 프레임부(100)에 진입한 가축(150)에게 식별정보를 부여한 후 카메라(120)의 촬영 영상을 기반으로 가축의 이동을 실시간 추적한다. 카메라(120)의 촬영 범위 내에 가축이 머물고 있다면, 트레킹부는 실시간 추적을 통해 복수의 가축을 각각 구분하고 어떤 가축에게 어떤 식별정보를 부여하였는지 알 수 있다. 영상 내에 복수의 객체를 추적하는 종래의 다양한 알고리즘이 존재하므로, 트레킹부는 가축의 추적을 위하여 종래의 다양한 영상 기반 객체 추적 알고리즘을 이용하여 구현할 수 있다. In one embodiment, the tracking unit assigns identification information to the
체중파악부는 프레임부(100)에 진입한 가축(150)의 체중을 측정한다. 체중파악부는 접촉식(예를 들어, 프레임 바닥면의 설치된 계근장치 등) 또는 비접촉식 방법으로 체중을 측정할 수 있으며, 어느 한 가지 방법으로 한정되는 것은 아니다. 다만, 접촉식 방법의 경우에는 가축의 이동이나 분뇨 등으로 인해 측정 체중의 정확도가 떨어지는 단점이 존재하므로 이하에서는 비접촉식 방법으로 체중을 측정하는 방법에 대해 살펴본다. The weight measurement unit measures the weight of the
비접촉식 방법의 체중파악부는 적어도 하나 이상의 이미지측정센서부(130)를 이용하여 가축의 외형을 측정하고, 외형 데이터를 기반으로 가축의 체중을 파악한다. 이미지측정센서부(130)는 프레임부(100) 내부에 진입한 가축(150)을 촬영하는 2차원 또는 3차원 이미지를 촬영하는 센서일 수 있다. 예를 들어, 도 3을 참조하면, 이미지측정센서부(130)는 프레임부(100)를 기준으로 앞쪽 및 뒤쪽에 각각 하나씩 위치하여 프레임부(100) 내에 위치한 가축(150)을 앞쪽 및 뒤쪽에서 각각 촬영하여 가축의 외형에 대한 2차원 또는 3차원 이미지를 획득할 수 있다. The weight detection unit of the non-contact method measures the external appearance of the livestock using at least one image
일 실시 예로, 체중파악부는 외형 데이터와 체중 사이의 관계를 정의한 체중모델을 이용하여 체중을 파악할 수 있다. 체중모델은 외형 데이터와 체중 사이를 관계를 정의한 함수이거나 맵핑테이블일 수 있다. 다른 예로, 체중모델은 외형 데이터를 기초로 체중을 예측하는 인공지능모델일 수 있다. 체중파악부의 소프트웨어 모듈은 이미지측정센서부(130)에 함께 구현되거나 이미지측정센서부(130)와 유선 또는 무선으로 연결된 별도의 컴퓨팅장치(미도시)에 구현될 수 있다. 다른 실시 예로, 통신부(미도시)는 체중파악부가 파악한 체중을 외부기기로 전송할 수 있다.In one embodiment, the weight determination unit may determine the weight using a weight model that defines the relationship between appearance data and weight. A weight model can be a function or a mapping table that defines the relationship between appearance data and weight. As another example, the weight model may be an artificial intelligence model that predicts weight based on appearance data. The software module of the weight measurement unit may be implemented together with the image
체중파악부는 측정한 가축의 체중을 트레킹부가 가축에 부여한 식별정보와 함께 저장 관리한다. 가축에 식별정보를 부여하여 가축의 체중 등을 저장 관리하는 방법의 일 예가 도 10에 도시되어 있다.The weight measurement department stores and manages the measured weight of the livestock along with the identification information given to the livestock by the trekking department. An example of a method for storing and managing the weight of livestock by assigning identification information to livestock is shown in FIG. 10.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 가축체중측정장치의 음수대(급이기)의 일 예를 도시한 도면이다.Figure 5 is a diagram showing an example of a drinking fountain (feeder) of a livestock weight measuring device according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 음수대(급이기)(140)의 니플(112)은 프레임부(100)에 가축이 진입하는 방향으로 일정 각도 구부러져 있다. 니플(112)이 프레임부(100)의 안쪽 방향으로 구부러져 있으므로 가축은 프레임부(100)의 정해진 진입방향으로 진입하여야 음수대(급이기)(110)로부터 물 등을 섭취할 수 있다. 일정한 방향으로 진입하므로 음수 섭취가 가능하므로 음수대(급이기)(110)로 향하는 가축의 동선이 서로 얽히는 것을 방지할 수 있다.Referring to Figure 5, the
또한, 니플(112)의 위치를 바닥으로부터 일정 높이가 되도록 하여 가축(150)의 자세가 기 정의된 자세(예를 들어, 고개를 들고 물을 섭취하는 자세)가 되도록 할 수 있다. 이 경우 가축의 외형 데이터를 측정할 때 가축이 동일한 위치에서 동일한 자세를 취하게 되므로 정확한 외형 데이터를 얻을 수 있고 그 결과 체중의 측정 정확도를 높일 수 있다.In addition, the position of the
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이미지측정센서부의 일 예를 도시한 도면이다.Figure 6 is a diagram showing an example of an image measurement sensor unit according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 이미지측정센서부(130)는 2차원 또는 3차원 이미지를 촬영하는 이미지센서(610)를 포함할 수 있다. 3차원 이미지를 촬영하는 이미지센서의 예로, 스테레오 카메라, ToF 카메라, 구조화광(structured light) 방식, 광삼각(light triangulation) 방식 등을 지원하는 각종 센서가 이용될 수 있다. 다른 실시 예로, 2차원 및/또는 3차원 이미지를 촬영하는 이미지센서(610) 외에 영상카메라(600) 및/또는 온도센서 등을 더 포함할 수 있다. 온도센서는 주변 온도 또는 가축의 체온 등을 측정할 수 있다. Referring to FIG. 6, the image
예를 들어, 이미지측정센서부(130)가 2차원 이미지를 촬영하는 2차원 센서(예를 들어, 2차원 카메라)를 포함하는 경우에, 이미지측정센서부(130)는 촬영 이미지에서 가축의 2차원 면적을 외형 데이터로 출력할 수 있다. 이미지측정센서부(130)가 3차원 이미지를 촬영하는 센서를 포함하는 경우에 이미지측정센서부(130)는 가축의 3차원 이미지를 구한 후 3차원 이미지의 면적 및/또는 체적(부피)을 외형 데이터로 출력할 수 있다. 또 다른 실시 예로, 이미지측정센서부(130)는 2차원 또는 3차원 이미지에서 가축의 머리나 몸통을 구분하고 머리나 몸통의 면적이나 부피 등을 외형 데이터로 출력할 수 있다. 2차원 또는 3차원 센서 등을 이용하여 객체의 2차원 또는 3차원 이미지를 생성하는 방법과 가축 이미지에서 특정 부위(머리, 몸통, 다리 등)를 구분하는 방법 그 자체는 이미 널리 알려진 방법이므로 종래의 다양한 방법이 본 실시 예에 적용될 수 있으며, 어느 하나의 방법으로 한정되는 것은 아니다.For example, when the image
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 가축의 등지방두께를 파악하는 방법의 일 예를 도시한 도면이다.Figure 7 is a diagram illustrating an example of a method for determining the thickness of back fat of livestock according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 가축체중측정장치는 가축의 등각도(θ2)를 기반으로 등지방두께를 파악하는 지방두께파악부를 더 포함할 수 있다. 지방두께파악부는 컴퓨팅 장치에 소프트웨어 모듈로 구현될 수 있다. 등각도는 가축의 등으로부터 기 정의된 일정 높이에서 양 옆으로 그은 선이 가축과 만날 때 두 선분이 이루는 각이다. Referring to FIG. 7, the livestock weight measuring device may further include a fat thickness detection unit that determines the back fat thickness based on the isometric angle (θ 2 ) of the livestock. The fat thickness detection unit may be implemented as a software module in a computing device. Isometric angle is the angle formed by two line segments when a line drawn from the animal's back to both sides at a predefined height meets the livestock.
체중측정부가 가축의 외형 데이터를 기반으로 가축의 체중을 측정하는 경우에, 지방두께파악부는 그 외형 데이터에서 가축의 등각도를 파악하고, 등각도에 따른 등지방두께를 산출한다. 예를 들어, 돼지의 경우에 등각도가 넓을수록 등지방두께가 두껍고 등각도가 좁을수록 등지방두께가 얇다. When the weight measurement unit measures the weight of the livestock based on the external appearance data of the livestock, the fat thickness determination unit determines the isometric angle of the livestock from the external appearance data and calculates the back fat thickness according to the isometric angle. For example, in the case of pigs, the wider the isoscopic angle, the thicker the back fat, and the narrower the isoscopic angle, the thinner the back fat.
일 실시 예로, 등각도와 등지방두께 사이의 관계를 나타내는 함수를 미리 정의한 후 등각도를 해당 함수에 입력하여 등지방두께를 산출할 수 있다. 다만, 등각도와 등지방두께 사이의 관계가 반드시 선형적인 관계를 가지는 것은 아니므로 함수를 이용하여 등각도와 등지방두께 사이의 정확한 관계를 정의하는데 한계가 있다. As an example, a function representing the relationship between isometry and back fat thickness can be defined in advance and then input isometry into the function to calculate back fat thickness. However, since the relationship between isometry and back fat thickness does not necessarily have a linear relationship, there are limitations in defining the exact relationship between isometry and back fat thickness using functions.
다른 실시 예로, 가축체중측정장치는 등각도에 따른 등지방두께의 보다 정확한 산출을 위하여 인공지능모델을 이용할 수 있다. 등지방두께를 예측하는 인공지능모델에 대해서는 도 12에서 다시 살펴본다. In another embodiment, the livestock weight measurement device can use an artificial intelligence model to more accurately calculate back fat thickness according to isometric angles. The artificial intelligence model for predicting back fat thickness is reviewed again in FIG. 12.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 가축체중측정장치를 축사에 설치한 경우를 도시한 도면이다.Figure 8 is a diagram showing a case where a livestock weight measuring device according to an embodiment of the present invention is installed in a livestock shed.
도 8을 참조하면, 가축체중측정장치는 축사 내 일측에 설치될 수 있다. 예를 들어, 축사의 한쪽 벽에 가축체중측정장치를 설치하는 경우에 벽면에 거치대(160)를 설치하고, 거치대에 이미지측정센서(130), 음수대(또는 급이기)(110)를 설치할 수 있다. Referring to Figure 8, the livestock weight measuring device may be installed on one side of the livestock shed. For example, when installing a livestock weight measuring device on one wall of a livestock shed, a
트레킹부의 카메라(120)는 축사 전체를 촬영할 수 있도록 벽이나 천장 등의 일측에 설치될 수 있다. 다른 실시 예로, 트레킹부는 축사 내 사각지대가 없도록 복수의 카메라를 이용하여 축사를 중첩하여 촬영할 수 있다. The
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 가축 체중 측정 방법의 일 예를 도시한 흐름도이다. 가축체중측정장치는 도 1 내지 도 4에서 살핀 프레임부(100) 등의 구조물과 함께 제어를 위한 소프트웨어 모듈이 구현된 컴퓨팅장치를 포함할 수 있다. 본 실시 예의 제어 방법은 컴퓨팅장치에 의해 수행될 수 있다.Figure 9 is a flowchart showing an example of a method for measuring livestock body weight according to an embodiment of the present invention. The livestock weight measuring device may include a computing device in which a software module for control is implemented along with structures such as the
도 9를 참조하면, 가축체중측정장치는 프레임부로 가축이 진입하였는지 파악한다(S900). 예를 들어, 가축체중측정장치는 카메라의 촬영 영상을 이용한 실시간 추적을 통해 가축이 프레임부로 진입하였는지 파악할 수 있다. 다른 예로, 가축체중측정장치는 이미지측정센서부를 통해 프레임부에 가축이 진입하였는지 파악할 수 있다.Referring to Figure 9, the livestock weight measuring device determines whether livestock has entered the frame unit (S900). For example, a livestock weight measuring device can determine whether livestock has entered the frame through real-time tracking using images captured by a camera. As another example, the livestock weight measuring device can determine whether livestock has entered the frame unit through the image measurement sensor unit.
가축체중측정장치는 프레임부에 진입한 가축을 식별한다(S910). 예를 들어, 가축이 처음으로 프레임부에 진입하였다면, 가축체중측정장치는 가축에게 식별정보를 부여하고, 촬영 영상을 기반으로 해당 가축의 위치 및 이동 등을 실시간 추적한다. 다른 예로, 가축이 이전에 프레임부에 진입한 적이 있다면, 가축체중측정장치는 가축에게 이전에 부여한 식별정보를 파악할 수 있다. 즉, 촬영 영상을 기반으로 실시간 가축의 위치를 추적하므로 식별정보를 부여받은 가축이 프레임부에 다시 진입하면, 가축체중측정장치는 해당 가축의 식별정보를 알 수 있다.The livestock weight measuring device identifies livestock that has entered the frame unit (S910). For example, if livestock enters the frame for the first time, the livestock weight measuring device gives identification information to the livestock and tracks the livestock's location and movement in real time based on the captured video. As another example, if the livestock has previously entered the frame unit, the livestock weight measuring device can determine the identification information previously assigned to the livestock. In other words, since the location of the livestock is tracked in real time based on the captured video, when the livestock that has been given identification information re-enters the frame unit, the livestock weight measuring device can know the identification information of the livestock.
가축체중측정장치는 프레임부에 진입한 가축의 체중을 측정한 후 가축의 식별정보와 맵핑하여 저장한다(S920). 가축체중측정장치는 가축의 실시간 추적을 통해 가축을 식별하므로, 가축 식별을 위하여 가축의 등에 페인트를 칠하거나 별도의 태그 등을 부착할 필요가 없다.The livestock weight measuring device measures the weight of the livestock entering the frame unit, maps it to the livestock's identification information, and stores it (S920). Livestock weight measurement devices identify livestock through real-time tracking of livestock, so there is no need to paint the backs of livestock or attach separate tags to identify livestock.
본 실시 예는 하나의 예로, 새로운 가축이 프레임부에 진입하는 경우에 식별정보를 부여하는 예를 도시하고 있다. 다른 실시 예로, 가축체중측정장치는 카메라의 촬영 영상에서 복수의 가축을 구분하고 각 가축의 위치를 실시간 파악하고 있으므로, 촬영 영상 내 새로운 가축의 진입이 인지되면 새롭게 진입한 가축에게 바로 식별정보를 부여할 수 있다. This embodiment is an example and shows an example of providing identification information when a new livestock enters the frame unit. In another embodiment, the livestock weight measuring device distinguishes a plurality of livestock in the camera's captured image and determines the location of each livestock in real time, so when the entry of new livestock is recognized in the captured video, identification information is immediately provided to the newly entered livestock. can do.
기존 가축이 카메라의 촬영 범위를 벗어났다가 다시 진입할 때(예를 들어, 축사 밖으로 나갔다고 다시 들어오는 경우 등) 가축체중측정장치는 기존 가축을 새로운 가축으로 간주하여 식별정보를 부여할 수 있다. 다른 예로, 기존 가축에 대하여 이전의 식별정보를 그대로 부여할 수 있도록, 가축체중측정장치는 새로운 가축이 프레임부 또는 촬영 영상 내에 진입하면 촬영 영상에서 사라진 가축들의 식별정보를 사용자에게 제시하고, 사용자가 기존의 식별정보 중 어느 하나를 선택하도록 할 수 있다. 즉, 가축체중측정장치는 사용자가 가축별 식별정보를 부여할 수 있는 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.When existing livestock leaves the camera's shooting range and then re-enters (for example, when they go out of the barn and then re-enter), the livestock weight measuring device can treat the existing livestock as new livestock and give identification information. As another example, so that the previous identification information can be given to existing livestock, the livestock weight measuring device presents the user with identification information for livestock that has disappeared from the captured video when new livestock enters the frame or the captured video, and the user You can select any one of the existing identification information. In other words, the livestock weight measuring device can provide a user interface that allows the user to provide identification information for each livestock.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 가축체중측정장치가 가축의 체중정보 등을 저장 관리하는 방법의 일 예를 도시한 도면이다.Figure 10 is a diagram showing an example of a method for storing and managing weight information of livestock by a livestock weight measuring device according to an embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 가축체중측정장치는 가축식별정보(1000)와 맵핑하여 가축의 체중정보(1010), 활동량(1020) 등 다양한 정보를 저장 관리할 수 있다. 예를 들어, 가축체중측정장치는 가축의 체중을 측정하면 측정일시, 체중 등을 포함하는 체중정보(1010)를 가축식별정보(1000)와 맵핑하여 누적 저장할 수 있다. 다른 예로, 가축체중측정장치는 가축의 위치 및 이동을 실시간 추적하므로, 일정 시간 동안의 가축의 이동 거리 등을 포함하는 활동량(1020), 에너지소모량, 행동패턴 등을 파악하여 체중정보(1010)와 함께 저장 관리할 수 있다. 가축식별정보(1000)와 체중정보(1010) 등을 누적 저장 관리하므로, 질병징후 등의 건강지표도 측정할 수 있다. Referring to FIG. 10, the livestock weight measuring device can store and manage various information such as livestock weight information (1010) and activity level (1020) by mapping livestock identification information (1000). For example, when the livestock weight measuring device measures the weight of livestock, it can map
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 가축체중측정장치의 음수대(급이기)를 특정 개체가 독점하는 것을 방지하기 위한 방법의 일 예를 도시한 흐름도이다.Figure 11 is a flowchart showing an example of a method for preventing a specific entity from monopolizing the drinking fountain (feeder) of a livestock weight measuring device according to an embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 가축체중측정장치는 프레임부에 진입한 가축을 식별한다(S1100). 가축체중측정장치는 가축의 식별정보를 기반으로 가축이 기 정의된 경과시간 전에 재입하였는지 파악한다(S1100). 예를 들어, 가축체중측정장치는 프레임부에 진입한 가축의 체중을 측정하면 도 10과 같이 누적 저장하여 관리하므로, 현재 진입한 가축의 식별정보를 기반으로 가축이 얼마 전에 프레임부에 진입하였는지 파악할 수 있다. 경과시간은 실시 예에 따라 다양한 값으로 설정될 수 있다.Referring to Figure 11, the livestock weight measuring device identifies livestock that has entered the frame unit (S1100). The livestock weight measuring device determines whether the livestock has been re-entered before a predefined elapsed time based on the livestock's identification information (S1100). For example, when the livestock weight measuring device measures the weight of livestock that has entered the frame unit, it stores and manages it cumulatively as shown in Figure 10, so it is possible to determine how long ago the livestock entered the frame unit based on the identification information of the currently entered livestock. You can. The elapsed time may be set to various values depending on the embodiment.
가축체중측정장치는 동일 가축이 기 정의된 경과시전에 전에 프레임부에 재진입하였다면 공급제어부를 통해 음수대(급이기)가 음수 등을 공급하지 않도록 제어한다(S1120). 가축체중측정장치는 경과시간이 지난 후 프레임부로 진입한 가축에게만 음수대(급이기)의 음수 공급을 제공하여(S1130), 힘 센 특정 개체가 음수대(급이기)를 독점하는 것을 방지할 수 있다.The livestock weight measuring device controls the drinking fountain (feeder) not to supply drinking water, etc. through the supply control unit if the same livestock re-enters the frame unit before the predefined elapsed time (S1120). The livestock weight measuring device provides drinking water from the drinking fountain (feeder) only to livestock that entered the frame unit after an elapsed time (S1130), preventing certain strong individuals from monopolizing the drinking fountain (feeder). there is.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 가축의 등지방두께를 파악하는 등지방예측모델의 일 예를 도시한 도면이다.Figure 12 is a diagram showing an example of a back fat prediction model for determining the back fat thickness of livestock according to an embodiment of the present invention.
도 12를 참조하면, 등지방예측모델(1200)은 외형데이터를 입력받으면 가축의 등지방두께를 예측하여 출력하는 인공지능모델이다. 등지방예측모델(1200)은 CNN(Convolutional Neural Network) 등 종래의 다양한 인공신경망으로 구현될 수 있다. Referring to FIG. 12, the back
일 실시 예로, 등지방예측모델(1200)은 등각도를 입력받으면 등지방두께를 예측하여 출력하는 인공지능모델일 수 있다. 이 경우에 등지방예측모델(1200)은 등각도와 등지방두께를 포함하는 학습데이터를 이용하여 학습될 수 있다.As an example, the back
다른 실시 예로, 등지방예측모델(1200)은 등각도가 아닌 가축의 외형 데이터(즉, 2차원 또는 3차원 이미지 등)를 입력받으면 등지방두께를 출력하는 인공지능모델일 수 있다. 이 경우에 등지방예측모델(1200)은 외형 데이터와 등지방두께를 포함하는 학습데이터를 이용하여 학습될 수 있다.In another embodiment, the back
또 다른 실시 예로, 등지방예측모델(1200)은 등각도(또는 외형 데이터)와 함께 활동량(예를 들어, 이동량, 사료섭취량 또는 에너지소모량 등)을 입력받으면 등지방두께를 출력하는 인공지능모델일 수 있다. 활동량은 도 10에서 설명한 바와 같이 가축의 실시간 위치 추적을 통해 파악되는 값이다. 등지방예측모델(1200)은 등각도(또는 외형 데이터), 활동량 및 등지방두께를 포함하는 학습데이터로 학습된다.In another embodiment, the back
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been examined focusing on its preferred embodiments. A person skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered from an illustrative rather than a restrictive perspective. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the equivalent scope should be construed as being included in the present invention.
100: 프레임부
102: 가이드부
110: 음수대(또는 급이기)
115: 공급제어부
120: 카메라
130: 이미지측정센서부100: frame part 102: guide part
110: Drinking fountain (or feeder) 115: Supply control unit
120: Camera 130: Image measurement sensor unit
Claims (11)
가축을 상기 프레임부의 내부로 유인하기 위한 음수대 또는 급이기;
카메라의 촬영 영상에서 가축의 식별 및 이동을 추적하는 트레킹부; 및
상기 프레임부에 진입한 가축의 체중을 측정하는 체중파악부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가축체중측정장치.A frame portion including a frame forming a certain width;
A drinking fountain or feeder for attracting livestock into the frame part;
A trekking unit that identifies and tracks the movement of livestock in images captured by a camera; and
A livestock weight measuring device comprising a weight measuring unit that measures the weight of livestock entering the frame unit.
상기 트레킹부에 의해 식별된 가축의 식별정보와 맵핑하여 가축의 체중을 저장 관리하는 것을 특징으로 하는 가축체중측정장치.The method of claim 1, wherein the weight detection unit,
A livestock weight measuring device characterized in that the weight of the livestock is stored and managed by mapping it with the identification information of the livestock identified by the trekking unit.
상기 프레임부에 새롭게 진입한 가축에 식별정보를 부여하고, 상기 식별정보를 부여한 가축의 이동을 상기 촬영 영상을 통해 실시간 추적하는 것을 특징으로 하는 가축체중측정장치.The method of claim 1, wherein the tracking unit,
A livestock weight measuring device characterized by assigning identification information to livestock newly entering the frame unit and tracking the movement of livestock to which the identification information has been assigned in real time through the captured video.
상기 트레킹부는, 가축의 실시간 추적을 통해 상기 프레임부로 진입한 가축이 기 정의된 경과시간 전에 상기 프레임부에 재진입하였는지 파악하고,
상기 경과시간 전에 동일 가축이 상기 프레임부에 재진입한 경우 상기 음수대 또는 급이기의 공급을 중단하는 공급제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가축체중측정장치.According to clause 1,
The tracking unit determines whether the livestock that entered the frame unit re-entered the frame unit before a predefined elapsed time through real-time tracking of the livestock,
A livestock weight measuring device further comprising a supply control unit that stops supply of the drinking fountain or feeder when the same livestock re-enters the frame unit before the elapsed time.
상기 음수대 또는 급이기의 니플은 상기 프레임부의 안쪽 방향에서만 섭취가 가능하도록 상기 프레임부의 안쪽 방향으로 소정 각도 꺽여 있는 것을 특징으로 하는 가축체중측정장치.According to clause 1,
A livestock weight measuring device, characterized in that the nipple of the drinking fountain or feeder is bent at a predetermined angle in the inner direction of the frame portion to enable intake only in the inner direction of the frame portion.
상기 음수대 또는 급이기는 가축이 밀면 상기 프레임부의 바깥방향으로 밀리도록 체인이나 줄로 고정되는 것을 특징으로 하는 가축체중측정장치.According to clause 1,
A livestock weight measuring device, characterized in that the drinking fountain or feeder is fixed with a chain or rope so that when the livestock pushes it, it is pushed outward from the frame portion.
적어도 하나 이상의 이미지측정센서부를 통해 측정한 가축의 등각도를 기반으로 등지방두께를 파악하는 지방두께파악부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가축체중측정장치.According to clause 1,
A livestock weight measuring device characterized in that it further includes a fat thickness detection unit that determines the back fat thickness based on the isometric angle of the livestock measured through at least one image measurement sensor unit.
활동량과 외형데이터를 기반으로 등지방두께를 예측하는 등지방예측모델; 및
상기 트레킹부에 의해 파악된 가축의 이동을 기반으로 파악된 가축 활동량과 이미지측정센서부를 통해 파악한 가축의 외형 데이터를 상기 등지방예측모델에 입력하여 가축의 등지방두께를 파악하는 지방두께파악부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가축체중측정장치.According to clause 1,
Back fat prediction model that predicts back fat thickness based on activity level and appearance data; and
A fat thickness detection unit that determines the back fat thickness of the livestock by inputting the livestock activity amount identified based on the movement of the livestock identified by the trekking unit and the appearance data of the livestock identified through the image measurement sensor unit into the back fat prediction model; A livestock weight measuring device further comprising:
상기 가축의 체중을 파악하는 단계;
상기 가축의 체중을 상기 식별정보와 맵핑하여 저장하는 단계; 및
카메라의 촬영 영상을 기반으로 상기 가축의 이동을 실시간 추적하여 상기 가축이 상기 프레임부에 재진입하였는지 파악하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가축체중측정방법.A step of assigning identification information to livestock entering a frame portion in which a space of a certain width is formed;
Determining the weight of the livestock;
mapping and storing the weight of the livestock with the identification information; and
A livestock weight measurement method comprising: tracking the movement of the livestock in real time based on images captured by a camera to determine whether the livestock has re-entered the frame unit.
적어도 하나 이상의 이미지측정센서부를 통해 가축의 외형을 측정하는 단계; 및
상기 가축의 외형을 기초로 파악한 등각도를 기반으로 등지방두께를 파악하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가축체중측정방법.According to clause 9,
Measuring the appearance of livestock through at least one image measurement sensor unit; and
A livestock weight measurement method characterized in that it further comprises a step of determining back fat thickness based on the isometric angle determined based on the external appearance of the livestock.
가축의 실시간 추적을 통해 상기 프레임부로 진입한 가축이 기 정의된 경과시간 전에 상기 프레임부에 재진입하였는지 파악하는 단계; 및
상기 경과시간 전에 동일 가축이 상기 프레임부에 재진입한 경우가 아니면, 상기 프레임부에 위치한 음수대 또는 급이기의 공급을 제공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가축체중측정방법.According to clause 9,
Determining whether livestock that has entered the frame unit re-enters the frame unit before a predefined elapsed time through real-time tracking of livestock; and
Unless the same livestock re-enters the frame unit before the elapsed time, providing supply to a drinking fountain or feeder located in the frame unit. A livestock weight measuring method comprising a.
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