KR101278630B1 - Automatic injection method of a vaccine for a fish using a process of shape image - Google Patents

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KR101278630B1
KR101278630B1 KR1020130046524A KR20130046524A KR101278630B1 KR 101278630 B1 KR101278630 B1 KR 101278630B1 KR 1020130046524 A KR1020130046524 A KR 1020130046524A KR 20130046524 A KR20130046524 A KR 20130046524A KR 101278630 B1 KR101278630 B1 KR 101278630B1
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양용수
박성욱
차봉진
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Abstract

PURPOSE: A vaccine automatic inoculation method through morphological image processing of fish is provided to control depth of injection based on the depth of a fish body for vaccine inoculation and to consecutively perform one-way input and automatic output of the fish. CONSTITUTION: A vaccine automatic inoculation method through morphological image processing of fishes comprises the following steps: (S1) injecting anesthetized fish into a fish transfer conveyor; (S2) measuring the depth of the fish while transferring the fish to the fish transfer conveyor; (S3) recording monoscopic images; (S4) determining insertion position and the depth of injection based on the depth of the measured fish while measuring the width of the fish; (S5) inserting an injection needle into the abdominal cavities of the fish; (S6) injecting vaccine into the abdominal cavities of the fish; and (S7) discharging the fish to the outside while returning a cross coordinate robot back to an initial position. [Reference numerals] (S1) Step of anesthetizing and injecting fish; (S2) Step of measuring the depth of the fish while transferring the fish to the fish transfer conveyor; (S3) Step of recording monoscopic images; (S4) Step of analyzing image and determining insertion position; (S5) Step of setting vertical coordinate robot; (S6) Step of injecting vaccine; (S7) Step of restoring system and discharging fish

Description

어류의 형태학적 영상처리를 통한 백신 자동 접종방법{Automatic injection method of a vaccine for a fish using a process of shape image}Automatic injection method of a vaccine for a fish using a process of shape image}

본 발명은 비젼시스템과 직교좌표로봇 및 액체정량토출기로서의 백신디스펜서를 이용하여 어류의 백신접종작업을 자동적으로 수행토록 하되, 어류의 체폭과 전장 및 체고에 대한 백신접종위치의 상관관계를 통계학적인 분석을 통하여 데이터화시킨 어체분석식 백신접종 알고리즘을 적용시켜 백신접종위치를 추종토록 함으로서, 비젼시스템에 요구되는 데이터베이스의 용량과 영상처리시간을 최대한으로 단축시키는 한편, 어류의 정보에 대한 사용자의 추가적인 설정이 없더라도 정확한 복강위치에 정확한 량의 백신 투여가 가능토록 하고, 어류이송컨베이어를 이용한 지속적인 일방향 어류투입 및 자동배출을 통하여 백신의 접종속도를 크게 향상시킬 수 있도록 한 어류의 형태학적 영상처리를 통한 백신 자동 접종방법에 관한 것이다.The present invention is to automatically perform the vaccination of fish using a vision system, a rectangular coordinate robot and a vaccine dispenser as a liquid quantitative dispenser, the statistical relationship between the size of the fish and the vaccination location for the battlefield and height By applying the data analysis-based vaccination algorithm that is analyzed and analyzed to follow the vaccination location, it minimizes the database capacity and image processing time required for the vision system, while additionally setting the user's information about the fish. Vaccine through morphological image processing of fish, which enables the administration of the correct amount of vaccine in the correct abdominal position and greatly improves the inoculation speed of the vaccine through continuous one-way fish injection and automatic discharge using the fish transport conveyor. It relates to an automatic inoculation method.

양식산업은 수산업 중에서 세계적으로 성장속도가 가장 빠른 산업이며, 세계 식용어류 생산량의 50% 수준을 차지하는 바, 미국 해양대기관리처의 최근 통계에 의하면 전세계 수산양식 생산량은 1998년도 28백만 톤에서 2007년도 50백만 톤으로 최근 10년간 약 2배 가량 증가한 것으로 보고되고 있다.The aquaculture industry is the fastest growing industry in the world, accounting for 50% of world edible fish production. According to the recent statistics of the US Marine Atmosphere Administration, the world aquaculture production increased from 28 million tons in 1998 to 50 It has been reported that it has increased about twice in the last 10 years to 1 million tons.

상기와 같이 수산양식에 의한 어류의 생산량이 증가함에 따라 양식장의 규모 또한 점차적으로 대형화되고 있으며, 좁은 공간에서 많은 개체수의 어류를 고밀도로 사육하는 양식산업의 특성상 어류의 배설물과 사료의 찌꺼기 등으로 인하여 사육수의 오염이 쉽게 발생함은 물론이고, 오염된 사육수로 말미암아 양식어류의 감염성 질병 발생률 또한 점점 증가하는 추세이다.As described above, as the production of fish by aquaculture increases, the size of the aquaculture is gradually increasing. Due to the nature of the aquaculture industry that breeds a large number of fish at a high density in a narrow space, due to fish scraps and feed residue Not only is the contamination of the breeding water easy, but also the incidence of infectious diseases in the aquaculture is increasing due to the contaminated water.

상기와 같은 양식어류의 감염성 질병을 예방하기 위하여 전세계적으로 백신의 연구개발이 활발하게 진행되고 있으며, 우리나라의 경우도 국가 정부차원에서 2007년도에 수산동물질병관리법을 국회에서 통과시켰고, 2008년 02월 29일 일부 법률내용이 개정된 다음 2009년 02월부터 시행되고 있으며, 양식어류의 안전성 관리강화를 위하여 2006년도부터 수산동물의 질병예방을 위한 백신공급사업이 실시되었고, 이 또한 매년마다 확대되고 있다.In order to prevent the infectious diseases of the above-mentioned aquaculture, research and development of vaccines have been actively carried out in the world, and in the case of the Korean government, the National Fisheries Animal Disease Control Law was passed in 2007 by the national government. Since February 2009, some laws have been revised, and since February 2009, in order to strengthen the safety management of aquaculture fish, vaccine supply business for the prevention of diseases of marine animals has been carried out since 2006, have.

그러나, 어류용 백신을 개발하더라도 백신을 접종하기 위한 자동화 시스템이 보급되지 못할 경우에는, 순수 인력으로 한 마리씩 하루에 1~2만 마리를 접종하고 있는 현재의 상황을 극복할 수 없으며, 이러한 개체별 접종에 따른 인건비 상승은 양식업자 또는 소비자들에게 경제적인 부담을 안겨주게 됨은 물론이고, 부주의한 백신 처리에 따른 피해와 백신의 낭비를 유발시키게 된다.However, even if a vaccine for fish is developed, if the automation system for vaccination can not be supplied, it is impossible to overcome the current situation in which 1 to 20,000 grains are inoculated per person with pure manpower, The increase in labor costs due to the inoculation not only brings economic burdens to the aquaculture or consumers, but also causes the damage due to careless vaccination and waste of vaccine.

따라서, 어류의 개체별 접종에 소요되는 시간과 경비의 절감 및 백신접종효율의 극대화를 위한 백신접종 자동화 시스템의 개발이 요구되고 있으며, 노르웨이를 비롯한 덴마크, 네덜란드, 미국 등의 수산 선진국에서는 방추형 어류를 대상으로 하는 접종장치가 개발중에 있고, 특히 최근에는 비젼시스템의 영상처리 기술을 이용하여 백신의 접종위치를 추종하는 백신접종장치가 노르웨이에서 개발되었다.Therefore, it is required to develop a vaccination automation system to reduce the time and expense required for individual inoculation of fishes and to maximize the efficiency of vaccination. In Norway, Denmark, the Netherlands and the United States, In recent years, a vaccination device has been developed in Norway to follow the vaccination site using the vision processing technology of the vision system.

국내의 경우는 본 출원인이 2012년 특허출원 제 5715호로 선출원하여 제 10-1201430호로 특허등록된 것으로서, 비젼시스템과 직교좌표로봇 및 액체정량토출기로서의 백신디스펜서를 이용한 백신접종의 자동화를 통하여 순수 인력에 의존하였던 백신접종작업의 인건비 부담 및 부주의한 백신 처리에 따른 피해를 최소화시키고, 어종이나 어체의 크기에 상관없이 정확한 복강위치에 정확한 량의 백신 투여가 가능토록 하여 백신접종작업의 효율을 극대화시킬 수 있도록 한 어류용 자동화 백신접종방법 및 백신접종장치가 알려져 있다.In Korea, the applicant has been filed as a patent application No. 5715 in 2012 and registered as a patent No. 10-1201430. Pure personnel through automation of vaccination using vision system, Cartesian coordinate robot and vaccine dispenser as liquid quantitative dispenser. To minimize the burden of labor costs and inadvertent vaccination of the vaccination work that depended on the vaccination, and maximize the efficiency of vaccination work by allowing the correct amount of vaccine to be administered at the correct intraperitoneal location regardless of fish species or fish size. BACKGROUND OF THE INVENTION Automated vaccination methods and vaccination devices for fishes are known.

상기와 같이 본 출원인에 의하여 선출원된 백신접종방법에서는, 백신접종 전문가가 백신의 접종위치를 찾아 내는 방식이 최대한 적용될 수 있도록 템플릿 매칭(Template matching) 방식의 백신접종 알고리즘을 적용함으로서, 백신접종위치가 표시된 다양한 크기의 어류를 어종마다 템플릿 영상으로 데이터베이스화 하여, 투입되는 어류의 영상과 매칭률이 가장 높은 템플릿 영상을 추출한 다음, 이를 기초로 하여 3축 직교좌표로봇이 백신접종위치를 추종하는 방식이 사용되었다.In the vaccination method previously filed by the applicant, the vaccination location is applied by applying a template matching vaccination algorithm so that the vaccination expert can find the vaccination location as much as possible. By displaying the images of the fish of various sizes as template images for each species, extracting the template images with the highest matching rate from the images of the injected fish, and then using the 3-axis Cartesian coordinate robot to follow the vaccination location. Was used.

그러나, 템플릿 매칭 방식의 백신접종 알고리즘을 이용하여 다양한 종류와 크기를 가지는 어류마다 정확한 접종위치에 백신을 접종하기 위해서는, 백신접종위치가 표시된 어류의 템플릿 영상을 어체의 크기와 어종별로 일일이 데이터베이스화시키는 과정이 필요하고, 백신접종의 정확도를 높이기 위하여 최대한 많은 량의 템플릿 영상을 저장시켜야 하는 문제점이 있었다.However, in order to inoculate the vaccine at the correct inoculation site for each fish having various types and sizes using the vaccination algorithm of the template matching method, the template image of the fish showing the vaccination site is converted into a database for each fish body size and species And the template image must be stored as much as possible in order to increase the accuracy of the vaccination.

이로 인하여, 어류의 템플릿 영상을 데이터베이스화시키는 작업에 상당한 시간과 비용이 투자되어야 함은 물론이고, 해당 데이터베이스의 저장을 위하여 비젼시스템에 대용량의 저장공간이 필요하게 되며, 투입되는 어류의 영상과 매칭률이 가장 높은 템플릿 영상을 추출하는 영상처리 과정에서도 짧지 않은 시간이 소요되어 접종시간의 지연을 초래하는 문제점이 있었다.Therefore, not only a considerable amount of time and money must be invested in the task of database conversion of the template image of a fish, but also a large storage space is required in the vision system for storing the database, and the image of the fish and the matching rate The time required for the image processing for extracting the highest template image is short, resulting in a delay in inoculation time.

상기와 같이 템플릿 매칭 방식에 의한 영상처리의 시간을 조금이나마 단축시키기 위해서는, 백신접종작업 이전에 작업자가 미리 어종 등을 선택하여 시스템에 입력시키는 것과 같은 어류정보에 대한 추가적인 설정이 이루어져야 하는 바, 이러한 추가적인 설정작업 역시 전체적인 접종시간을 지연시키는 요인이 될 뿐만 아니라, 잘못된 정보의 입력에 따른 백신접종작업의 오류를 유발시킬 위험성이 크게 되는 문제점이 있었다.In order to shorten the time of image processing by the template matching method as described above, before the vaccination work, additional settings for fish information, such as the operator selecting a fish species or the like and inputting it into the system, must be made. Additional setting work also has a problem of delaying the overall inoculation time, as well as the risk of causing errors in vaccination due to the input of incorrect information.

이와 더불어, 선출원의 경우는 직교좌표로봇 중 Y축 로봇을 이용하여 어류를 투입하고, 백신접종이 완료된 이후에 투입방향으로 어류를 다시 되돌리는 방식이 적용됨에 따라 접종속도 측면에서 비효율적인 문제점이 있었으며, 백신접종 이후에 어류가 주사바늘에 꽂힌 상태로 걸려 올라오는 현상이 종종 발생하였는 바, 이는 직교좌표로봇의 Z축 로봇을 이용한 주사바늘의 삽입시 그 삽입깊이가 불필요하게 깊게 되는 요인과, 백신접종 후 어류의 복강을 관통한 주사바늘을 순간적으로 빼내지 못하는 요인에 기인한 것이다.In addition, in the case of the filing application, the method of injecting fish using the Y-axis robot among the Cartesian coordinate robots and returning the fish back to the feeding direction after the vaccination was applied, there was an inefficient problem in terms of inoculation speed. In some cases, fish were caught in the needle after vaccination, which caused the insertion depth to be unnecessarily deep when the needle was inserted using the Z-axis robot of the Cartesian coordinate robot. This is due to a factor that prevents the instant removal of the needle penetrating the abdominal cavity of the fish after inoculation.

대한민국 특허등록 제 10-1201430호 (공고일자: 2012년 11월 23일)Korea Patent Registration No. 10-1201430 (Publication Date: November 23, 2012) 대한민국 특허출원 제 10-2012-132748호 (출원일자: 2012년 11월 22일)Republic of Korea Patent Application No. 10-2012-132748 (Application Date: November 22, 2012)

본 발명은 상기와 같은 선출원의 문제점을 보완하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에 따른 어류의 형태학적 영상처리를 통한 백신 자동 접종방법은 어류이송컨베이어로 어류를 이송시키는 과정에서 카메라에 의한 평면영상의 촬영과 더불어 어류의 체고가 측정되도록 함으로서, 백신의 접종작업시 어류의 체고를 바탕으로 하는 주사깊이의 조절까지 가능토록 함은 물론, 어류의 지속적인 일방향 투입 및 자동배출이 이루어지도록 하며, 이로 인하여 과도한 주사깊이에 따른 어체의 손상을 방지하고 백신의 접종속도를 향상시킬 수 있도록 하는 것을 제 1의 기술적 과제로 한다.The present invention has been made in order to supplement the above problems of the prior application, the automatic vaccine vaccination method through the morphological image processing of the fish according to the present invention of the planar image by the camera in the process of transferring the fish to the fish transport conveyor In addition to taking pictures, the height of the fish is measured so that the injection depth can be adjusted based on the height of the fish during vaccination, as well as continuous one-way feeding and automatic discharge of the fish. The first technical problem is to prevent the damage of the fish body according to the depth of injection and to improve the inoculation speed of the vaccine.

이와 더불어, 본 발명에 따른 어류의 형태학적 영상처리를 통한 백신 자동 접종방법은, 어류의 체폭과 전장 및 체고에 대한 백신접종위치의 상관관계를 통계학적인 분석을 통하여 데이터화시킨 어체분석식 백신접종 알고리즘을 적용시켜 백신접종위치를 추종토록 함으로서, 비젼시스템에 요구되는 데이터베이스의 용량과 영상처리시간을 최대한으로 단축시키는 동시에, 어류의 정보에 대한 사용자의 추가적인 설정이 없더라도 정확한 복강위치에 정확한 량의 백신 투여가 가능한 효율적이고 경제적인 접종방식을 제공하는 것을 제 2의 기술적 과제로 한다.In addition, the automatic vaccine vaccination method through the morphological image processing of the fish according to the present invention, the fish body analysis vaccination algorithm that the data correlation between the body width of the fish and the vaccination location for the total length and height through a statistical analysis By minimizing the vaccination location by applying to the system, the database capacity and image processing time required for the vision system can be reduced to the maximum, and the correct amount of vaccine is administered at the correct peritoneal location even without the user's additional setting of the fish information. The second technical problem is to provide an efficient and economical inoculation method as much as possible.

추가적인 사항으로서, 상기 어류이송컨베이어를 2개의 열(列)로 배치하여 각각의 컨베이어마다 체고측정 및 평면영상의 처리가 병렬식으로 수행되도록 하는 한편, 하나의 직교좌표로봇이 컨베이어를 옮겨 가며 2회의 백신접종작업을 순차적으로 수행할 수 있도록 접종방식을 개선시킴으로서, 백신접종작업에 소요되는 시간을 보다 더 단축시키고, 백신접종이 이루어진 어류의 처리를 한층 더 용이하게 수행할 수 있도록 하는 것을 제 3의 기술적 과제로 한다.In addition, the fish transfer conveyor is arranged in two rows so that the height measurement and plane image processing can be performed in parallel on each conveyor, while one orthogonal coordinate robot moves two times while moving the conveyor. By improving the inoculation method so that vaccination can be performed sequentially, it is possible to shorten the time required for vaccination and to make the treatment of the vaccinated fish easier. It is a technical problem.

마지막으로, 선출원에서와 같이 컴프레셔로부터 토출된 압축공기와 디스펜서컨트롤러를 이용하여 백신디스펜서에 의한 백신의 정량토출작업을 수행토록 하되, 주사바늘이 어체의 복강을 통하여 비스듬히 삽입되도록 하고, 공압실린더를 이용하여 주사바늘을 어류의 복강으로부터 신속히 빼낼 수 있도록 함으로서, 어류가 주사바늘에 꽂힌 상태로 걸려 올라오는 현상을 미연에 차단시켜 어체의 훼손이나 손상을 보다 더 확실하게 방지토록 하는 것을 제 4의 기술적 과제로 한다.Finally, using the compressed air discharged from the compressor and the dispenser controller as in the previous application to perform the quantitative discharging of the vaccine by the vaccine dispenser, the needle is inserted at an angle through the abdominal cavity of the fish body, using a pneumatic cylinder The fourth technical problem is that the needle can be quickly removed from the abdominal cavity of the fish, thereby preventing the fish from being caught in the needle and preventing it from being damaged or damaged. Shall be.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명에 따른 어류의 형태학적 영상처리를 통한 백신 자동 접종방법은, 마취제를 이용하여 마취시킨 어류를 어류이송컨베이어로 투입하는 어류마취 및 투입단계와, 어류이송컨베이어로 어류를 이송시키는 한편, 어류이송컨베이어의 측면부에 설치된 체고센서로 어류의 체고를 측정하는 어류이송 및 체고측정단계와, 어류이송컨베이어의 상부측에 설치된 카메라로 어류의 평면영상을 촬영하는 평면영상 촬영단계와, 카메라로 촬영된 평면영상을 기초로 하여 어류의 체폭과 전장을 측정하는 한편, 평면영상으로부터 측정된 체폭과 전장 및 체고센서를 통하여 측정된 어류의 체고를 기준으로 주사바늘의 삽입위치와 삽입깊이를 결정하는 영상분석 및 접종위치 추종단계와, X축 로봇과 Y축 로봇 및 Z축 로봇으로 이루어지는 직교좌표로봇을 이용하여 주사기본체의 주사바늘을 어류의 복강으로 삽입시키는 직교좌표로봇 세팅단계와, 백신저장용기에 저장된 백신이 주사기본체와 주사바늘을 거쳐 어류의 복강에 주입되도록 하는 백신접종단계와, 직교좌표로봇을 원위치로 복귀시키는 한편, 어류이송컨베이어를 이용하여 백신접종이 완료된 어류를 외부로 배출하는 시스템복원 및 어류배출단계를 거쳐서 이루어지는 것을 특징으로 한다.Vaccine automatic inoculation method through the morphological image processing of the fish according to the present invention as a means for solving the above technical problem, fish anesthesia and input step of injecting the anesthetized fish using an anesthetic agent to the fish transport conveyor, and The fish is transferred to the conveying conveyor, the fish feeding and height measuring step of measuring the height of the fish by the height sensor installed on the side of the fish conveying conveyor, and the plane image of the fish by the camera installed on the upper side of the fish conveying conveyor While measuring the body width and the full length of the fish based on the planar image photographing step and the planar image taken by the camera, the measurement of the needle was performed based on the body width measured from the planar image and the height of the fish measured by the full length and height sensor. Image analysis and inoculation position following step to determine insertion position and depth, X-axis robot, Y-axis robot and Z-axis An orthogonal robot setting step of inserting the needle of the syringe body into the abdominal cavity of the fish by using an orthogonal coordinate robot consisting of a bot, and a vaccine for injecting the vaccine stored in the vaccine storage container into the abdominal cavity of the fish through the syringe body and the needle While the inoculation step and returning the Cartesian coordinate robot to the original position, it is characterized in that it is made through a system restoration and fish discharge step of discharging the completed vaccination fish to the outside using a fish transport conveyor.

보다 더 바람직하게는, 상기 영상분석 및 접종위치 추종단계에서 기존의 템플릿 매칭 방식 대신에 어류의 형태를 측정하는 어체분석 알고리즘을 적용시키는 것이며, 상기 어체분석 알고리즘은, 카메라로 촬영된 이미지 프레임을 캡쳐하는 단계와, 캡쳐된 이미지를 8비트 그레이스케일 이미지로 변환시키는 단계와, 이미지 변환단계에서 발생한 명암비율을 조정하는 단계와, 명암비율이 조정된 이미지를 이진화에 의하여 흑백이미지로 변환시키는 단계와, 이진화된 흑백이미지를 이용하여 어류의 영상을 형태학적으로 처리하는 단계와, 처리된 이미지로 어류의 체폭과 전장을 측정하는 단계를 포함하여서 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기 영상분석 및 접종위치 추종단계에 적용되는 접종위치의 추종방식은, 어체분석 알고리즘을 통하여 측정된 어류의 체폭과 전장 및 체고센서를 통하여 측정된 어류의 체고를 1차원 회귀분석 방식에 의하여 기저장된 데이터와 비교 대비하여 해당 데이터로부터 접종위치를 추종하는 방식이 된다.More preferably, in the image analysis and inoculation position tracking step, a fish body analysis algorithm for measuring the shape of the fish is applied instead of the existing template matching method, and the fish body analysis algorithm captures an image frame photographed by a camera. Converting the captured image into an 8-bit grayscale image, adjusting the contrast ratio generated in the image conversion step, converting the image with the contrast ratio adjusted to a black and white image by binarization; Morphologically processing the image of the fish using the binarized black-and-white image, and measuring the body width and the full length of the fish with the processed image. The following tracking method of inoculation location is applied by the fish analysis algorithm. Of the preparation compared to the chepok and full-length and the previously stored data by the height of the fish to a one-dimensional regression analysis method for measuring through the height sensor is a way that following the inoculation location from the data.

상기 1차원 회귀분석 방식에 의하여 기저장된 데이터는, 어류의 상부와 측면부에서 카메라로 촬영한 영상으로부터 측정된 어류의 체폭과 전장 및 체고를 독립변수로 하고, 해당 어류의 실질적인 백신접종이 이루어지는 복강위치를 종속변수로 하여, 상기 독립변수와 종속변수와의 상관관계를 회귀계수로 도출시킨 것이며, 어류의 체고에 관한 데이터는, 어류의 상부에서 카메라로 촬영한 2차원 평면영상으로부터 확인된 백신의 접종위치를 어체의 표면에 원형의 흰색종이로 표시하는 한편, 상기 흰색종이로 표시된 위치에 레이저 변위센서의 빔을 조사하여 측정된 높이값을 종속변수로 하고, 어류의 측면부에서 카메라로 촬영한 영상으로부터 측정된 어류의 체고를 독립변수로 하여, 상기 독립변수와 종속변수와의 상관관계를 회귀계수로 도출시킨 것임을 특징으로 한다.The pre-stored data by the one-dimensional regression analysis method, the body width, length and height of the fish measured from the images taken by the camera on the upper and side portions of the fish as an independent variable, the abdominal position where the actual vaccination of the fish is made Is a dependent variable, and the correlation between the independent variable and the dependent variable is derived as a regression coefficient, and data on the height of the fish is inoculated with a vaccine confirmed from a two-dimensional plane image taken by a camera from the top of the fish. While the position is displayed as a circular white paper on the surface of the fish, the height value measured by irradiating the beam of the laser displacement sensor to the position indicated by the white paper as a dependent variable, Using the measured fish height as an independent variable, the correlation between the independent and dependent variables is derived as a regression coefficient. The features.

추가적인 사항으로서, 상기 어류마취 및 투입단계로부터 영상분석 및 접종위치 추종단계에 이르기까지의 과정은, 어류의 이송 방향을 따라 평행하게 배치된 2열의 어류이송컨베이어마다 병렬식으로 수행되고, 상기 직교좌표로봇 세팅단계와 백신접종단계는, 하나의 직교좌표로봇으로 각각의 어류이송컨베이어에 놓여진 어류에 대하여 순차적으로 수행되는 것을 특징으로 하며, 상기 백신접종단계에서는 컴프레셔로부터 레귤레이터를 거쳐 토출된 압축공기의 제어를 통하여 백신의 공급과 주사기본체의 밸브작동을 액체정량토출방식으로 수행하되, 백신접종 후 주사바늘을 어류의 복강으로부터 빼내는 과정은, 주사기본체와 함께 직교좌표로봇의 z축 로봇에 설치된 공압실린더로서의 바늘조정기로 신속히 수행되는 것을 특징으로 하며, 상기 직교좌표로봇 세팅단계에서는 주사기본체의 주사바늘이 어류의 복강을 통하여 소정의 각도로 비스듬히 경사지게 삽입되도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the process from the fish anesthesia and feeding step to the image analysis and inoculation position tracking step is performed in parallel for each of the two rows of fish transport conveyors arranged in parallel along the direction of fish transport, and the Cartesian coordinates The robot setting step and the vaccination step are carried out sequentially for the fish placed in each fish transport conveyor with one orthogonal coordinate robot, and the vaccination step controls the compressed air discharged through the regulator from the compressor. Vaccine supply and valve operation of the syringe body through the liquid quantitative dispensing method, the process of removing the needle from the abdominal cavity of the fish after vaccination, as a pneumatic cylinder installed on the z-axis robot of the Cartesian coordinate robot with the syringe body It is characterized in that it is performed quickly with a needle adjuster, the orthogonal seat In the robot setting step is characterized in that at an angle such that insertion inclined at a predetermined angle through the peritoneal cavity of the injection needle of the syringe body of fish.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 백신의 접종작업시 어류의 체고를 바탕으로 하는 주사깊이의 조절까지 가능함은 물론, 어류의 지속적인 일방향 투입 및 자동배출이 가능한 컨베이어 방식을 적용시킴으로서, 과도한 주사깊이에 따른 어체의 손상을 방지하고 백신의 접종속도를 향상시키는 효과가 있으며, 어체분석식 백신접종 알고리즘에 의하여 백신접종위치를 추종토록 함으로서, 비젼시스템에 요구되는 데이터베이스의 용량과 영상처리시간을 최대한으로 단축시키는 동시에, 어류의 정보에 대한 사용자의 추가적인 설정이 없더라도 정확한 복강위치에 정확한 량의 백신 투여가 가능한 효과가 있으며, 이로 인하여 선출원의 경우보다 한층 더 효율적이고 경제적인 접종방식을 제공하는 효과가 있다.According to the present invention as described above, in addition to the control of the depth of injection based on the height of the fish during the inoculation of the vaccine, as well as by applying a conveyor system capable of continuous one-way injection and automatic discharge of fish, according to the excessive depth of injection It is effective in preventing the damage of the fish and improving the inoculation speed of the vaccine, and by following the vaccination location by the body analysis vaccination algorithm, which minimizes the database capacity and image processing time required for the vision system. At the same time, there is an effect that the correct amount of vaccine can be administered at the correct intraperitoneal location even without the user's additional setting for the information of the fish, thereby providing a more efficient and economical inoculation method than the case of the previous application.

이와 더불어, 2열의 어류이송컨베이어와 하나의 직교좌표로봇을 이용하여 백신접종방식을 합리적으로 개선시킴으로서, 백신접종작업에 소요되는 시간을 보다 더 단축시키고, 백신접종이 이루어진 어류의 처리를 한층 더 용이하게 수행토록 하는 효과가 있으며, 주사바늘이 어류의 복강을 통하여 비스듬히 삽입되도록 하고, 공압실린더를 이용하여 주사바늘을 어류의 복강으로부터 신속히 빼낼 수 있도록 함으로서, 어류가 주사바늘에 꽂힌 상태로 걸려 올라오는 현상을 미연에 차단시켜 어체의 훼손이나 손상을 보다 더 확실하게 방지할 수 있는 등, 선출원에 비하여 보다 더 우수한 작용효과를 제공하는 것이다.In addition, by rationally improving the vaccination method by using two rows of fish transport conveyors and one orthogonal coordinate robot, the time required for vaccination is further reduced, and the vaccination of fish is easier to process. The needle is inserted at an angle through the abdominal cavity of the fish and by using a pneumatic cylinder to quickly withdraw the needle from the abdominal cavity of the fish, the fish is hooked up to the needle By blocking the phenomenon in advance, it is possible to more reliably prevent damage or damage to the fish, such as to provide a better effect than the previous application.

도 1은 본 발명에 따른 어류의 형태학적 영상처리를 통한 백신 자동 접종방법의 순서도.
도 2는 본 발명에 적용되는 어체분석 알고리즘의 순서도 및 어체사진.
도 3은 넙치의 체폭(BW)과 전장(TL) 및 체고(BH)의 측정위치와 백신접종위치(BWx,TLy,BHz)와의 상관관계를 설명하는 사진.
도 4는 레이저 변위센서를 이용한 체고(BH) 방향의 백신접종위치(BHz)를 측정하는 원리를 나타내는 사진.
도 5는 넙치의 체폭(BW)과 x축 방향의 백신접종위치까지의 거리(BWx)와의 상관관계를 나타내는 그래프.
도 6은 넙치의 전장(TL)과 y축 방향의 백신접종위치까지의 거리(TLy)와의 상관관계를 나타내는 그래프.
도 7은 넙치의 체고(BH)와 z축 방향의 백신접종위치까지의 거리(BHz)와의 상관관계를 나타내는 그래프.
도 8은 어체분석식 백신접종 알고리즘에 따른 영상처리시간을 나타내는 그래프.
도 9는 넙치의 투입각과 크기에 따른 접종오차를 나타내는 그래프.
도 10은 본 발명에 사용되는 백신접종장치의 평면도.
도 11은 어류이송컨베이어의 평면도.
도 12는 도 11의 측면도.
도 13은 직교좌표로봇의 외관사시도.
도 14는 도 13의 정면도.
도 15는 백신디스펜서를 나타내는 요부 확대 정면도.
도 16은 본 발명에 사용되는 백신접종장치의 개략적인 제어 및 공압회로도.
도 17은 도 16에서 공압회로의 계통을 분리하여 도시한 배관도.
도 18은 본 발명에 사용되는 백신접종장치의 작동 순서도.
1 is a flow chart of the automatic vaccine vaccination method through the morphological image processing of the fish according to the present invention.
2 is a flowchart and a photograph of a body analysis algorithm applied to the present invention.
3 is a photograph illustrating the correlation between the measured position of the flounder, the full length (TL) and the height (BH) and the vaccination position (BWx, TLy, BHz) of the flounder;
Figure 4 is a photograph showing the principle of measuring the vaccination position (BHz) in the height (BH) direction using a laser displacement sensor.
5 is a graph showing the correlation between the body width (BW) of the flounder and the distance (BWx) to the vaccination position in the x-axis direction.
6 is a graph showing the correlation between the full length (TL) of the flounder and the distance (TLy) to the vaccination position in the y-axis direction.
7 is a graph showing the correlation between the height of the flounder (BH) and the distance (BHz) to the vaccination position in the z-axis direction.
Figure 8 is a graph showing the image processing time according to the body analysis vaccination algorithm.
9 is a graph showing the inoculation error according to the input angle and size of the flounder.
10 is a plan view of the vaccination device used in the present invention.
11 is a plan view of a fish transport conveyor.
12 is a side view of FIG. 11;
13 is an external perspective view of a rectangular coordinate robot.
14 is a front view of FIG. 13;
Fig. 15 is an enlarged front view of the main portion showing the vaccine dispenser.
Figure 16 is a schematic control and pneumatic circuit diagram of the vaccination device used in the present invention.
17 is a piping diagram showing a separate system of the pneumatic circuit in FIG.
18 is a flow chart of the operation of the vaccination device used in the present invention.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 어류의 형태학적 영상처리를 통한 백신 자동 접종방법 역시 마찬가지로, 어류를 이송시키는 과정에서 어류의 평면영상을 촬영한 다음, 해당 평면영상을 기초로 백신의 접종위치를 판단하고, 직교좌표로봇을 이용하여 주사기본체와 백신저장용기를 포함하는 백신디스펜서를 이동시켜 어류의 복강으로 주사바늘을 삽입시킴으로서, 어류의 복강에 백신을 주사하는 과정을 거치게 되며, 이러한 전체적인 접종과정은 선출원과 유사하게 이루어지는 것이다.Similarly, the automatic vaccine vaccination method through the morphological image processing of the fish according to the present invention, taking a plane image of the fish in the process of transporting the fish, and then determine the inoculation position of the vaccine based on the plane image, the Cartesian coordinates By using a robot, a vaccine dispenser including a syringe body and a vaccine storage container is moved to insert a needle into the abdominal cavity of the fish, thereby injecting the vaccine into the abdominal cavity of the fish, and the overall inoculation process is similar to the previous application. It is done.

본 발명과 선출원의 차이점을 제공하는 부분은, 어류이송컨베이어를 이용하는 어류이송방식과, 어류이송 과정에서 어류의 체고를 추가로 측정하여 카메라로 촬영된 평면영상과 함께 백신접종위치를 추종토록 하는 것과, 백신접종위치를 추종하는 영상처리방식 등이 된다.Part of providing a difference between the present invention and the prior application, the fish transfer method using a fish conveying conveyor, and further measuring the height of the fish during the fish transfer process to follow the vaccination location with the plane image taken with the camera Or image processing that tracks the vaccination location.

본 발명에 따른 어류의 형태학적 영상처리를 통한 백신 자동 접종방법은 도 1에서와 같이, 어류마취 및 투입단계(S1)와, 어류이송 및 체고측정단계(S2)와, 평면영상 촬영단계(S3)와, 영상분석 및 접종위치 추종단계(S4)와, 직교좌표로봇 세팅단계(S5)와, 백신접종단계(S6)와, 시스템복원 및 어류배출단계(S7)를 포함하여서 이루어지는 바, 각 단계에 대한 이해의 편의를 돕기 위하여 아래의 설명부터는 도 10 내지 도 17에 걸쳐 도시된 백신접종장치(1)를 참고할 것이다.Vaccine automatic inoculation method through the morphological image processing of the fish according to the present invention, as shown in Figure 1, fish anesthesia and input step (S1), fish transfer and height measurement step (S2), plane image taking step (S3) ), Image analysis and inoculation position following step (S4), Cartesian coordinate robot setting step (S5), vaccination step (S6), system restoration and fish discharge step (S7), each step For ease of understanding, reference will be made to the vaccination apparatus 1 shown in FIGS. 10 to 17 from the following description.

상기 어류마취 및 투입단계(S1)는 마취제를 이용하여 마취시킨 어류를 어류이송컨베이어(3)로 투입하는 백신접종의 시작 단계로서, 상기 마취제는 어류에 무해한 마취제, 예를 들어 페녹시에탄올(Phenoxyethanol) 등의 화학마취제를 사용할 수도 있으나, 최근에 들어 때죽나무 열매 등을 이용한 어류용 천연마취제가 개발 및 시판되고 있으므로 이를 사용하는 것이 보다 더 바람직하다.The fish anesthesia and input step (S1) is a start step of vaccination for injecting the anesthetized fish using the anesthetic agent to the fish transport conveyor (3), wherein the anesthetic agent is harmless to the fish, for example, phenoxyethanol (Phenoxyethanol Although chemical anesthetics such as) may be used, natural anesthetics for fish using the bamboo fruit have recently been developed and marketed, and thus it is more preferable to use them.

그리고, 주사기를 이용하여 어류를 한 마리씩 마취시키는 방식보다 양식수조의 사육수에 적정량(사육수의 5~10wt% 정도)의 마취제를 용해시켜 양식수조의 내부에서 어류를 전체적으로 마취시키는 방식이 보다 더 유리하며, 상기 어류이송컨베이어(3)의 입구측에 접종대기테이블(4)을 배치함으로서, 마취된 어류를 일정량만큼 접종대기테이블(4)에 모아둔 다음, 어류이송컨베이어(3)로 어류를 한 마리씩 순차적으로 투입시키는 것이 바람직하다.In addition, the method of anesthetizing fish in the culture tank by dissolving an appropriate amount (about 5 to 10 wt% of the breeding water) in the breeding water of the culture tank rather than anesthetizing the fish one by one using a syringe is more general. Advantageously, by arranging the inoculation waiting table 4 at the inlet side of the fish transport conveyor 3, the anesthetized fish is collected in the inoculation waiting table 4 by a predetermined amount, and then the fish is transferred to the fish conveying conveyor 3. It is preferable to add one by one sequentially.

이와 더불어, 양식수조에서 마취시킨 어류를 어류이송컨베이어(3)로 투입시키는 점을 감안하여, 본 발명에 사용되는 어류이송컨베이어(3)는 도 11 및 도 12에서와 같이 어체의 표면에 묻은 수분이 원활하게 배출될 수 있도록 탈수공이 형성된 컨베이어벨트(3a)를 사용함과 더불어, 컨베이어벨트(3a)의 하부측에 배수구(3f)가 구비된 배수챔버(3e)을 설치하는 것이 바람직하다.In addition, the fish transport conveyor (3) used in the present invention, in consideration of the fact that the fish anesthetized in the culture tank is introduced into the fish transport conveyor (3), as shown in Figs. In addition to using the conveyor belt (3a) is formed with a dehydration hole to be discharged smoothly, it is preferable to install a drain chamber (3e) provided with a drain port (3f) on the lower side of the conveyor belt (3a).

상기와 같은 어류마취 및 투입단계(S1)를 거친 후에는, 어류이송컨베이어(3)로 마취된 어류를 이송시키는 한편, 어류이송컨베이어(3)의 측면부에 설치된 체고센서(3b)를 이용하여 어류의 체고를 측정하는 어류이송 및 체고측정단계(S2)를 거치게 된다.After the fish anesthesia and input step (S1) as described above, while passing the anesthetized fish to the fish conveying conveyor (3), by using the height sensor (3b) installed on the side of the fish conveying conveyor (3) The fish go through the height measurement and the height measurement step (S2).

상기 체고센서(3b)는 어류이송컨베이어(3)와 함께 이동하는 어류의 체고, 즉 어체의 몸통 두께를 측정할 수 있는 것이라면 어떠한 종류의 센서를 사용하더라도 무방하지만, 선출원에서 어류의 평면영상 촬영에 사용되었던 CCD 카메라(Charge- coupled device camera)를 대신하여 어류의 체고를 광학방식으로 보다 정확하게 측정할 수 있는 투수광형 레이저 센서(제품명: ZX-LT030, 제조회사명: Omron Corp.)를 설치하여 사용하는 것이 바람직하다.The height sensor (3b) can measure the body height of the fish moving together with the fish conveying conveyor (3), that is, any type of sensor can be used as long as the body thickness of the body can be measured, but it is possible to select a plane image of the fish from the selection source. Instead of the CCD camera (Charge-coupled device camera) used, a laser beam sensor (product name: ZX-LT030, manufacturer name: Omron Corp.) can be used to measure the fish height more accurately by optical method. It is desirable to.

이외에도, 두 레이저빔의 교차점을 통과한 물체의 표면에서 산란된 도플러 시프트광을 검출하는 레이저 센서나, 2대의 소형카메라에 의하여 촬영된 영상을 스테레오 비젼 방식으로 비교하여 어류의 체고를 3차원적으로 측정토록 한 비젼센서를 포함하여, 대상물체의 크기측정이 가능한 범용의 광학센서 또는 변위센서 등을 체고센서(3b)로 사용할 수도 있다.In addition, by comparing the images captured by the laser sensor to detect the Doppler shift light scattered from the surface of the object passing through the intersection of the two laser beams, or by two small cameras in a stereo vision method to compare the height of the fish in three dimensions In addition to the vision sensor to be measured, a general-purpose optical sensor or displacement sensor capable of measuring the size of the object may be used as the height sensor 3b.

상기와 같은 어류이송 및 체고측정단계(S2)를 거친 후에는, 어류이송컨베이어(3)의 상부측에 설치된 카메라(6)로 어류의 평면영상을 촬영하는 평면영상 촬영단계(S3)를 거치게 되며, 상기 카메라(6)는 도 10에서와 같이 어류이송컨베이어(3)가 통과되는 장치본체(2)의 내측 상부에 CCD 카메라로 설치하는 것이 바람직하고, 카메라(6)로 촬영된 영상을 작업자가 직접 모니터링 할 수 있도록 장치본체(2)의 전방측에 비젼모니터(7)를 제공하는 것이 바람직하다.After the fish transfer and height measurement step (S2) as described above, the plane image taking step (S3) of taking a plane image of the fish with the camera 6 installed on the upper side of the fish transport conveyor (3). In addition, the camera 6 is preferably installed as a CCD camera on the upper inside of the apparatus main body 2 through which the fish transport conveyor 3 passes, as shown in FIG. 10, and the operator takes an image captured by the camera 6. It is desirable to provide a vision monitor 7 on the front side of the apparatus body 2 so that it can be directly monitored.

상기와 같이 카메라(6)로 어류의 평면영상을 촬영하는 한편, 직교좌표로봇(10)으로 백신접종작업을 수행하기 위해서는 평면영상 촬영단계(S3)에서 어류이송컨베이어(3)의 작동이 일시 중지되어야 하며, 이를 위하여 카메라(6)의 하부측에 해당하는 어류이송컨베이어(3)의 측면부에는 어류의 이송상태를 파악하는 근접센서(3c)가 설치되어 있다.While photographing the plane image of the fish with the camera 6 as described above, in order to perform vaccination with the Cartesian coordinate robot 10, the operation of the fish transport conveyor (3) is temporarily suspended in the plane image photographing step (S3). To this end, a proximity sensor (3c) for detecting the transfer state of the fish is installed on the side of the fish transport conveyor 3 corresponding to the lower side of the camera (6).

따라서, 도 16에서와 같이 어류이송컨베이어(3)를 따라 이송되는 어류가 카메라(6)의 촬영범위(θ)내에 들어온 것이 근접센서(3c)로 확인되면, 근접센서(3c)와 연계된 메인컨트롤러(26)가 이를 판단하여 컨베이어구동부(3d)를 제어함으로서 어류이송컨베이어(3)의 작동을 일시적으로 중지시키게 되며, 직교좌표로봇(10)에 의한 백신접종이 완료된 이후에 어류이송컨베이어(3)를 재가동시키게 된다.Therefore, when it is confirmed by the proximity sensor 3c that the fish conveyed along the fish conveying conveyor 3 are in the photographing range θ of the camera 6 as shown in FIG. 16, the main sensor associated with the proximity sensor 3c is connected. The controller 26 determines this and controls the conveyor driving unit 3d to temporarily stop the operation of the fish conveying conveyor 3, and after the vaccination by the rectangular coordinate robot 10 is completed, the fish conveying conveyor 3. Will be restarted.

상기와 같은 평면영상 촬영단계(S3)를 거친 후에는, 카메라(6)로 촬영된 평면영상을 기초로 하여 어류의 체폭(BW: Body width)과 전장(TL:Total length)을 측정하는 한편, 평면영상으로부터 측정된 체폭과 전장 및 체고센서(3b)를 통하여 측정된 어류의 체고(BH: Body height)를 기준으로 주사바늘(19)의 삽입위치와 삽입깊이를 결정하는 영상분석 및 접종위치 추종단계(S4)를 거치게 된다.After going through the planar image photographing step S3 as described above, the body width (BW) and the total length (TL) of the fish are measured based on the planar image photographed by the camera 6. Image analysis and inoculation position tracking to determine the insertion position and depth of insertion of the needle 19 based on the body width measured from the planar image and the body height (BH) measured through the full-length and height sensor 3b. In step S4.

본 발명에서는 상기 영상분석 및 접종위치 추종단계(S4)에서 기존에 적용되었던 템플릿 매칭 방식의 백신접종 알고리즘 대신에 어류의 체폭과 전장 및 체고에 대한 백신접종위치의 상관관계를 통계학적인 분석을 통하여 데이터화시킨 어체분석식 백신접종 알고리즘이 적용된다.In the present invention, instead of the template matching vaccination algorithm applied in the image analysis and inoculation position following step (S4), the correlation between the body width of the fish and the vaccination position for the total length and height is dataized through statistical analysis. Body analysis vaccination algorithm is applied.

상기와 같은 어체분석식 백신접종 알고리즘을 적용시키기 위해서는, 어류의 2차원 평면영상으로부터 어류의 체폭과 전장을 측정하는 어체분석 알고리즘이 제공되어야 함은 물론이고, 상기 어체분석 알고리즘을 통하여 측정된 체폭과 전장 및 체고센서(3b)를 통하여 측정된 체고와, 해당 어류의 실질적인 백신접종위치 사이의 상관관계를 규명하여 이를 데이터베이스화시키는 것이 필요하다.In order to apply the above-described vaccination algorithm of the body analysis, a body analysis algorithm for measuring the body width and the full length of the fish from the two-dimensional plane image of the fish, as well as the body width measured by the body analysis algorithm and It is necessary to identify and database the correlation between the height measured by the full length and height sensor 3b and the actual vaccination location of the fish.

먼저, 상기 어체분석 알고리즘은 도 2에서와 같이, 카메라(6)로 촬영된 이미지 프레임을 캡쳐하는 단계(S41)와, 캡쳐된 이미지를 8비트 그레이스케일(Gray scale) 이미지로 변환시키는 단계(S42)와, 이미지 변환단계에서 발생한 명암비율을 조정하는 단계(S43)와, 명암비율이 조정된 이미지를 이진화에 의하여 흑백이미지로 변환시키는 단계(S44)와, 이진화된 흑백이미지를 이용하여 어류의 영상을 형태학적으로 처리하는 단계(S45)와, 처리된 이미지로 어류의 체폭과 전장을 측정하는 단계(S46)를 포함하여서 이루어진다.First, as shown in FIG. 2, the body analysis algorithm captures an image frame photographed by the camera 6 (S41), and converts the captured image into an 8-bit gray scale image (S42). ), Adjusting the contrast ratio generated in the image conversion step (S43), converting the image with the contrast ratio adjusted to a black and white image by binarization (S44), and the image of the fish using the binarized black and white image It comprises a step of morphologically processing (S45), and measuring the body width and the full length of the fish in the processed image (S46).

도 2에 첨부된 사진에서는 넙치의 어체분석 과정이 도시되어 있으나, 카메라(6)로 촬영된 2차원 평면영상으로부터 어류의 체폭(BW)과 전장(TL)을 측정하는 방식은 넙치 이외의 다른 어류에도 적용이 가능함은 물론이고, 도 2의 어체분석 알고리즘은 어류이송컨베이어(3)를 타고 이동하는 어류의 윤곽선을 스캐닝하여 체폭(BW)과 전장(TL)을 측정할 수 있도록 제안된 것이다.In the photograph attached to FIG. 2, a body analysis process of the flounder is shown, but the method of measuring the body width (BW) and the full length (TL) of the fish from the two-dimensional plane image photographed by the camera 6 is different from the flounder. In addition, the body analysis algorithm of FIG. 2 is proposed to measure the body width (BW) and the total length (TL) by scanning the contour of the fish moving on the fish transport conveyor (3).

상기 어체분석 알고리즘에서와 같이, 카메라(6)로 촬영된 원영상을 8비트 그레이스케일 이미지로 변환시킨 후, 명암비 조절, 이진화(Binarization), 형태학적 영상처리를 통해 측정 가능한 영상으로 가공되며, 명암비 조절은 영상의 질을 개선하는 것으로서, 가장 밝은 영상정보를 255, 가장 어두운 영상정보를 0으로 하는 8비트 그레이스케일 이미지와의 명암대비를 통하여 조정이 가능하다.As in the body analysis algorithm, the original image photographed by the camera 6 is converted into an 8-bit grayscale image, and then processed into a measurable image by adjusting contrast ratio, binarization, and morphological image processing. The adjustment is to improve the quality of the image, which can be adjusted by contrast with an 8-bit grayscale image with 255 the brightest image information and 0 for the darkest image information.

상기와 같은 명암비 조정은 영상의 명암을 선택적으로 구간을 확대하여 그 구간에서 이진화하기 위한 목적이고, 이진화 작업은 선택된 구간의 명암을 임의로 설정된 밝기 레벨을 기준으로 흑과 백으로 표현하기 위한 것으로서, 측정환경의 외부조명에 대한 영향을 최소화하고 측정 대상물의 윤곽을 선명하게 한다.The above contrast adjustment is for the purpose of binarizing the intensity of the image selectively and binarizing it in the interval, and the binarization operation is to express the contrast of the selected interval in black and white based on a randomly set brightness level. Minimize the influence of the external lighting of the environment and sharpen the outline of the object to be measured.

그리고, 형태학적 영상처리는 어류의 등지느러미, 뒷지느러미, 꼬리지느러미를 선택적으로 필터링하기 위한 것으로서, 두 개의 영상과 하나의 행렬로 구조요소(Structuring Element, SE)가 관계된 형태학적 변환이고, 기본 연산자로는 영상의 성분을 축소시키는 침식(Erosion) 연산과 영상의 성분을 확대시키는 팽창(Dilation) 연산이 통상적으로 적용된다.The morphological image processing is to selectively filter the dorsal, rear and caudal fins of fish, and is a morphological transformation involving structural elements (SE) in two matrices and a matrix. In the furnace, an erosion operation for reducing the components of an image and a dilation operation for enlarging the components of an image are commonly applied.

상기 침식연산은 이름에서와 같이 깍아 나간다는 의미로서, 정해진 영역(Window) 내에서 가장 작은 값을 픽셀(Pixel) 중심부의 값으로 바꾸는 최소값 필터의 역할을 하며, 이진법 영상에서는 객체(Object) 영역을 흰색으로 볼 때 이들 영역이 줄고 검은색 영역이 늘어나며, 그레이 영상(또는 컬러영상)에서는 밝은 영역이 줄고 어두운 영역이 늘어나는 쪽으로 연산 결과가 변하며, 팽창연산은 침식연산과 반대로 영역을 넓혀 가는 연산으로서 최대값 필터의 역할을 한다.As the name implies, the erosion operation means that the erosion operation is performed. The erosion operation acts as a minimum value filter that converts the smallest value into a value at the center of the pixel in a predetermined area. In a binary image, an object area is defined. When viewed in white, these areas decrease and black areas increase, while in gray images (or color images), the calculation results change toward decreasing dark areas and increasing dark areas, and expansion operation is the operation that widens the area as opposed to erosion operation. It acts as a value filter.

상기 침식연산은 필터의 크기 및 사용 횟수에 따라 작은 덩어리의 객체들은 사라지게 할 수도 있고, 반대로 팽창연산은 객체 내부에 있는 작은 구멍(Hole)들을 사라지게 할 수 있으며, 이처럼 침식연산과 팽창연산은 잡영을 제거하는데 주로 사용되고, 침식연산과 팽창연산을 적절히 섞어서 사용하면 객체의 크기에 거의 변화를 주지 않고 원하는 잡영을 제거할 수 있다.The erosion operation may cause small objects to disappear according to the size and the number of times of use of the filter. In contrast, the expansion operation may cause disappearance of small holes inside the object. It is mainly used for removal, and the proper mixing of erosion and expansion operations can remove the desired clutter with little change in the size of the object.

상기와 같이 침식연산과 팽창연산을 기본 연산자로 하는 형태학적 영상처리는, 침식연산을 먼저 수행하고 팽창연산을 수행하여 잡영들을 제거하는 열기연산(Opening operation)과, 팽창연산을 먼저 수행하고 침식연산을 수행하여 구멍들을 제거하는 닫기연산(Closing operation)으로 이루어지며, 이 2가지 연산처리의 결과를 종합하여 어류의 체폭(BW)과 전장(TL)을 측정하는 영상으로 활용하게 된다.As described above, the morphological image processing using erosion and expansion operations as a basic operator includes performing an erosion operation first and performing expansion operation to remove miscellaneous operations, and performing expansion operation first and then performing erosion operation. Closing operation is performed to remove the holes, and the results of these two operations are combined and used as an image for measuring the body width (BW) and the full length (TL) of the fish.

어류의 형태학적 처리에 있어, 상기 열기연산은 어류 개체의 윤곽을 부드럽게 만들고 좁은 지협(Isthmus)을 끊는 한편, 가느다란 돌출부를 제거하는 것이며, 상기 닫기연산 또한 윤곽을 부드럽게 하는 기능을 제공하지만, 열기연산과는 반대로 윤곽의 좁은 끊김(Break)과 길고 가는 깊은 틈(Gulf)을 붙이고 작은 홀을 제거하며 간극을 채우는 역할을 한다.In the morphological treatment of fish, the hot operation is to soften the contour of the fish individual and break the narrow isthmus, while removing the slender protrusion, and the close operation also provides the function of softening the contour, but Contrary to the calculations, it adds narrow breaks and long thin gaps in the contour, removes small holes and fills the gaps.

상기와 같은 명암비 조정과 이진화 영상처리 및 형태학적 영상처리의 열기연산 과 닫기연산에 따라 각각 처리된 넙치의 이미지를 도면상 어체분석 알고리즘의 우측부에 대표적인 사진으로 나타내었으며, 하기의 표 1은 이미지 처리 및 형태학적 영상처리에 설정된 8비트 그레이스케일 이미지의 사이즈와 명암비와 이진화 영역 및 구조요소(SE)의 행렬값을 나타내는 것이다.The image of the flounder processed according to the above contrast adjustment, binarization image processing and morphological image processing, respectively, is shown as a representative photograph on the right side of the fish analysis algorithm in the drawing. The size and contrast ratio of the 8-bit grayscale image set in the processing and the morphological image processing, and the matrix value of the binarization region and the structural element SE are shown.

8비트 그레이스케일 이미지8-bit grayscale image 명암비Contrast ratio 이진화 영역Binarization Zone 구조요소의 행렬값Matrix Value of Structure Element 1600 ×1200 픽셀1600 × 1200 pixels 1.51.5 0~1600-160 9 ×9 행렬9 × 9 matrix

그리고, 어류의 체폭(BW)은 등지느러미와 뒷지느러미를 제외한 육질 부분의 최대 폭을 측정하는 것으로서, 어류의 무게중심을 구하는 단계, 지느러미 부분을 제외한 어류의 좌,우측으로부터 무게중심까지 스캔하여 좌,우별 최대폭 지점을 검출하는 단계, 에지 패턴매칭(Edge pattern matching)과 에지 위치검출(Edge point detection) 기법을 이용하여 어류의 머리 부분과 꼬리자루를 지나는 직선거리를 검출하는 단계, 검출된 좌,우 최대폭과 직선거리을 이용하여 좌,우측 수선거리(직선거리를 기준으로 하여 좌측 최대폭과 우측 최대폭에 해당하는 거리)를 측정하는 단계로 이루어지며, 어류의 체폭은 좌,우측 수선거리의 합으로 도출된다.In addition, the body width (BW) of the fish is to measure the maximum width of the meat portion excluding the dorsal fin and the rear fin, and to obtain the center of gravity of the fish, scan from the left and right sides of the fish except the fin portion to the center of gravity Detecting the maximum width point for each right side, detecting a straight distance passing through the head and tail of the fish using edge pattern matching and edge point detection. The left and right repair distances (distances corresponding to the left and right maximum widths based on the straight line distance) are measured using the right maximum width and the straight line distance. The fish width is derived from the sum of the left and right repair distances. do.

한편, 어류의 전장(TL)은 어류의 머리끝단과 꼬리지느러미의 최대끝단을 측정하는 것으로서, 어류의 머리끝단 위치와 꼬리자루의 위치를 에지 패턴매칭으로 인식하는 단계, 에지 위치검출로 검출한 어류의 머리끝단 위치에서 에지 패턴매칭으로 꼬리자루 패턴내의 측정 위치까지의 직선거리를 측정하는 단계, 꼬리자루 패턴내의 측정위치와 에지 위치검출로 검출한 어류의 꼬리끝단 위치까지의 직선거리를 측정하는 단계로 이루어지며, 어류의 전장은 두 직선거리의 합으로 도출되는 바, 이와 같이 2개의 직선거리를 측정하는 이유는 어류의 꼬리지느러미가 어류의 몸통과 일직선상이 아닌 경우가 많기 때문이다.On the other hand, the total length (TL) of the fish is to measure the maximum end of the head and tail fin of the fish, the step of recognizing the position of the head and tail of the fish with the edge pattern matching, the fish detected by the edge position detection Measuring the straight line distance from the end of the head to the measurement position in the tail sack pattern by edge pattern matching, and measuring the straight distance from the measured position in the sack pattern and the tail end position of the fish detected by edge detection The total length of the fish is derived from the sum of the two straight distances. Thus, the reason for measuring the two straight distances is that the tail fins of the fish are often not in line with the body of the fish.

상기와 같은 어체분석 알고리즘을 통하여 어류의 형태학적 영상처리가 가능하게 되는 바, CCD 카메라로 촬영된 영상으로부터 요구하는 영역의 데이터를 추출 및 획득하는 알고리즘 자체는 얼굴인식이나 패턴인식 등의 분야에 널리 사용되는 것일 뿐만 아니라, 요구하는 데이터(정보)의 종류에 맞추어 매우 다양한 형태로 구현될 수 있으므로, 본 발명에 적용되는 어체분석 알고리즘이 도 2에 도시된 방식으로 국한되지 않음을 밝혀두는 바이며, 어류의 체고(BH)는 체고센서(3b)로 측정되어 어체분석 알고리즘으로 측정된 체폭(BW) 및 전장(TL)과 함께 백신접종위치의 판단에 사용된다.The morphological image processing of the fish is possible through the above-described body analysis algorithm. The algorithm itself for extracting and acquiring the data of the required area from the image captured by the CCD camera is widely used in the fields such as face recognition and pattern recognition. In addition to being used, since it can be implemented in a wide variety of forms according to the type of data (information) required, it is clear that the body analysis algorithm applied to the present invention is not limited to the method shown in FIG. The body weight (BH) of the fish is measured by the height sensor (3b) and used to determine the vaccination location together with the body width (BW) and the full length (TL) measured by the fish body analysis algorithm.

본 발명에 적용되는 어체분석식 백신접종 알고리즘에 있어 가장 중요한 부분은, 어체분석 알고리즘을 통하여 측정된 어류의 체폭(BW)과 전장(TL) 및 체고센서(3b)를 통하여 측정된 어류의 체고(BH)를 1차원 회귀분석 방식에 의하여 기저장된 데이터와 비교 대비하여 해당 데이터로부터 접종위치를 추종하는 부분이 된다.The most important part of the phylogenetic vaccination algorithm applied to the present invention is the fish's body width (BW), the total length (TL) and the body height of the fish measured through the body height sensor (3b) BH) is compared with the pre-stored data by 1-D regression analysis, and the inoculation position is followed from the corresponding data.

상기와 같이 1차원 회귀분석 방식에 의한 데이터 수집을 위하여, 어류의 형태 측정 및 이를 기초로 한 백신접종위치의 조사가 이루어져야 하며, 본 발명에서는 실험실 규모의 공간에 설치된 어체 측정 시스템을 이용하여 넙치의 어체를 분석하고, 이를 기초로 한 백신접종위치와의 상관관계를 규명하여 넙치의 백신접종에 필요한 데이터베이스를 구축하는 과정을 대표적인 예로 설명하고자 한다.In order to collect data by one-dimensional regression analysis as described above, the measurement of the shape of the fish and the investigation of the vaccination location based on the same should be made. In the present invention, the flounder of the flounder using a body measurement system installed in a laboratory scale space As a representative example, a process of constructing a database for halibut vaccination by analyzing the body and identifying the correlation with the vaccination location based on the same will be described.

상기 어체 측정 시스템은, 측정용 케이스와 어류의 영상취득부와 무게측정부로 나눌 수 있으며, 영상취득부는 비젼시스템(Panasonic, PV200), CCD 카메라(상부:1대, 측면부:1대), 조명장치(하부:1대, 측면부:1대)로 구성되는 바, 측정용 케이스의 상부에 설치된 CCD 카메라는 어류의 체폭 및 전장을 측정하고, 측정용 케이스의 측면에 설치된 CCD 카메라는 어류의 체고를 측정하게 된다.The body measurement system may be divided into a measurement case, an image acquisition unit and a weight measurement unit of a fish, and the image acquisition unit is a vision system (Panasonic, PV200), a CCD camera (upper: 1, side: 1), lighting device (Bottom: 1 unit, side: 1 unit), the CCD camera installed on the upper part of the measuring case measures the body width and the full length of the fish, and the CCD camera installed on the side of the measuring case measures the height of the fish. Done.

그리고, 상기 조명장치 또한 측정용 케이스의 하부 및 측면에 각각 설치되는 것으로서, 상대적으로 외부의 조명보다 밝게 하여 어류의 윤곽선을 선명하게 하고, 각 부분의 지느러미에 대한 필터링이 용이하도록 백색 LED와 투명한 유리판을 결합한 조명장치를 사용하였으며, 상기 무게측정부는 로드셀 및 무게를 표시하는 표시장치(Indicator)로 각각 구성된다.In addition, the lighting device is also installed on the lower and side of the measuring case, respectively, and relatively brighter than the external lighting to clear the outline of the fish, and white LED and transparent glass plate to facilitate filtering of the fins of each part The lighting device is combined with each other, and the weight measuring unit is composed of a load cell and an indicator for displaying the weight.

상기 측정용 케이스는 도 10에서 백신접종장치(1)의 장치본체(2)와 유사한 치수로 제작하는 것이 바람직하고, 측정용 케이스에 사용되는 CCD 카메라는 백신접종장치(1)의 카메라(6)와 동일한 것을 사용하며, 체고센서(3b)의 경우 넙치의 체고를 측정하는 것은 가능하지만, 넙치의 측면부 형상을 화면으로 출력하여 넙치의 실질적인 백신접종위치(복강위치)와 비교하는 작업이 불가능하므로, 측정용 케이스의 측면부에 CCD 카메라를 체고센서(3b) 대신 설치한 것이다.The measuring case is preferably manufactured to have dimensions similar to the apparatus body 2 of the vaccination apparatus 1 in FIG. 10, and the CCD camera used for the measuring case is the camera 6 of the vaccination apparatus 1. In the case of the height sensor 3b, it is possible to measure the height of the flounder, but it is impossible to compare the flounder with the actual vaccination position (abdominal position) by outputting the side shape of the flounder on the screen. The CCD camera is installed on the side of the measurement case instead of the height sensor 3b.

상기와 같이 조명기구가 구비된 측정용 케이스의 내부로 넙치를 투입한 다음, 측정용 케이스의 상부측에 설치된 CCD 카메라로 넙치의 평면영상을 촬영하고, 측정용 케이스의 측면부에 설치된 CCD 카메라로 넙치의 측면영상(체고)을 촬영하였으며, 이와 같이 CCD 카메라로 촬영된 영상과 어체분석 알고리즘을 이용하여 넙치의 체폭과 전장 및 체고를 측정하였는 바, 측정오차는 실제의 넙치 치수와 각각 0.40mm, 0.49mm, 0.01mm 이내가 되었다.After the flounder is put into the inside of the measuring case equipped with the lighting apparatus as described above, the flat image of the flounder is taken by a CCD camera installed on the upper side of the measuring case, and the flounder is carried out by the CCD camera installed on the side of the measuring case. The body image, height, and height of the flounder were measured by using the CCD camera and the image analysis algorithm. The measurement errors were 0.40mm and 0.49, respectively. It became within mm and 0.01 mm.

상기와 같은 방식으로 넙치의 체폭과 전장 및 체고를 측정하되, 도 3에서와 같이 넙치의 크기별(100g:200마리, 200g:200마리, 300g:200마리)로 체폭(BW)과 전장(TL) 및 체고(BH)를 측정한 2차원 평면영상의 x-y-z 좌표평면상에 백신접종 전문가가 직접 백신의 접종위치를 표기하는 방식으로 넙치의 형태와 백신접종위치와의 상관관계를 조사하였다.Measure the body width and the total length and height of the flounder in the same manner as above, but the body width (BW) and full length (TL) by size of the flounder (100g: 200, 200g: 200, 300g: 200) as shown in FIG. The relationship between the type of flounder and the location of vaccination was investigated by the vaccination expert directly indicating the location of vaccination on the xyz coordinate plane of the 2D plane image.

도 3에서 상기 체폭(BW)은 넙치의 뒷지느러미(Anal fin)와 넙치의 등지느러미(Dorsal fin)를 제외한 육질 부분의 폭이 되고, BWx는 x축 선상에서 넙치의 뒷지느러미를 제외한 육질 부분을 기준으로 하여, 뒷지느러미 최대끝단에서 전문가가 표시한 백신접종위치(Injection site)까지의 거리가 된다.In Figure 3, the body width (BW) is the width of the fleshy part except the rear fin (Anal fin) of the flounder and Dorsal fin (Dorsal fin) of the flounder, BWx is the flesh portion except the rear fin of the flounder on the x-axis line By reference, the distance from the largest end of the dorsal fin to the injection site indicated by the expert.

그리고, 상기 전장(TL)의 경우는 도 3에서 넙치의 머리(Head)와 꼬리지느러미(Caudal fin)의 최대끝단에 걸친 길이가 되고, TLy는 y축 선상에 넙치의 머리 최대끝단에서 전문가가 표시한 백신접종위치까지의 거리가 되며, BHz는 어류의 체고(BH)를 기준으로 하는 z축 선상의 바닥면으로부터 전문가가 표시한 백신접종위치까지의 복강두께를 나타내는 것이다.And, in the case of the full length (TL) is the length across the maximum end of the head and the tail fin (Caudal fin) of the flounder in Figure 3, TLy is displayed by the expert at the maximum end of the head of the flounder on the y-axis line The distance from one vaccination site, BHz, represents the abdominal thickness from the bottom of the z-axis line based on fish height (BH) to the vaccination site indicated by the expert.

여기서, 넙치 형태의 측정을 위한 어체분석 알고리즘은 2차원 평면영상을 통하여 넙치의 형태를 측정하는 것으로서, BWx와 TLy는 해당 영상을 기초로 하여 측정이 가능하지만, BHz와 같이 3차원 공간상에 존재하는 성분들은 2차원 평면영상만으로는 정확하게 측정하기가 어렵게 된다.Here, the fish body analysis algorithm for the measurement of the flounder shape is to measure the flounder shape through the two-dimensional plane image. BWx and TLy can be measured based on the image, but exist in the three-dimensional space like BHz. It is difficult to accurately measure the components by the 2D plane image alone.

따라서, 도 4에서와 같이 넙치의 상부에서 CCD 카메라로 촬영한 2차원 평면영상으로부터 확인된 백신의 접종위치를 어체의 표면에 원형의 흰색종이로 표시하는 한편, 상기 흰색종이로 표시된 위치에 레이저 변위센서(제품명: LK-501, 제조회사명: Keyence Corp.)의 빔을 조사(照射)하여 BHz를 측정하였다.Therefore, the inoculation position of the vaccine identified from the two-dimensional plane image taken by the CCD camera from the top of the flounder as shown in Figure 4 on the surface of the fish as a circular white paper, while the laser displacement at the position indicated by the white paper BHz was measured by irradiating the beam of a sensor (product name: LK-501, a manufacturer name: Keyence Corp.).

상기와 같은 조사과정을 거쳐 정립되는 어체분석식 백신접종 알고리즘은 넙치의 형태를 측정하기 위한 영상처리시간과 넙치의 형태를 측정한 데이터로부터 백신접종위치를 계산하는 시간이 필요하며, 단시간에 많은 넙치를 접종하기 위해서는 넙치의 형태를 측정하는 어체분석 알고리즘 뿐만 아니라 넙치의 형태와 백신접종위치와의 상관관계식 또한 간소화되어야 함은 물론이다.The body analysis-type vaccination algorithm established through the above investigation process requires an image processing time for measuring the shape of the flounder and a time for calculating the vaccination position from the data measuring the shape of the flounder, and many flounder in a short time. In order to inoculate, the correlation between the shape of the flounder and the location of vaccination should be simplified, as well as the analysis algorithm of the flounder.

따라서, 본 발명에서는 넙치의 형태와 각 기준점에서 측정된 백신접종위치와의 상관관계를 도출하기 위하여, 넙치의 형태를 측정한 데이터로부터 간단한 1차 회귀분석(simple linear regression analysis) 방식을 이용하여 수식 (1),(2),(3)과 같이 y절편을 0으로 하는 1차 다항식으로 모델링하였다.Therefore, in the present invention, in order to derive a correlation between the shape of the flounder and the vaccination position measured at each reference point, a simple linear regression analysis is performed from the measured data of the flounder. We modeled the first-order polynomial with the y-intercept as zero as (1), (2), and (3).

BWx = αBW - - - - - - - - -(1)BWx = αBW---------(1)

TLy = βTL - - - - - - - - -(2)TLy = βTL---------(2)

BHz = γBH - - - - - - - - -(3)BHz = γBH---------(3)

상기의 수식을 기준으로 하여, 어류의 상부와 측면부에서 CCD 카메라로 촬영한 영상으로부터 측정된 넙치의 체폭(BW)과 전장(TL) 및 체고(BH)를 독립변수로 하고, 넙치의 실질적인 백신접종이 이루어지는 복강위치(BWx,TLy,BHz)를 종속변수로 하여, 상기 독립변수와 종속변수와의 상관관계를 규명함으로서, 각각의 회귀계수(α,β,γ)를 도출시키게 된다.Based on the above formula, the actual vaccination of the flounder, with the body width (BW), total length (TL) and body height (BH) of the flounder measured from images taken by CCD cameras at the upper and side portions of the fish as independent variables. Using the intraperitoneal position BWx, TLy, and BHz as the dependent variable, the correlation between the independent variable and the dependent variable is identified to derive respective regression coefficients α, β, and γ.

상기와 같이 도출된 회귀계수(α,β,γ)를 이용하여 (4),(5),(6)과 같이 백신접종위치(x,y,z)의 추종이 가능한 수식을 프로그래밍으로 데이터화시킬 수 있으며, 여기서 xanal 과 yhead 는 2차원 평면영상 좌표계에서 체폭(BW)과 전장(TL)의 측정을 시작하는 초기점(기준점)이 된다.By using the regression coefficients (α, β, γ) derived as described above, data that can be followed by the vaccination position (x, y, z) as shown in (4), (5), (6) can be programmed. Where x anal and y head are the initial points (reference points) at which measurements of body width (BW) and full length (TL) are measured in the 2D planar image coordinate system.

x = xanal + αBW - - - - - - - - - (4)x = x anal + αBW---------(4)

y = yhead + βTL - - - - - - - - - (5)y = y head + βTL---------(5)

z = γBH - - - - - - - - - - - - (6)z = γ BH------------(6)

도 5는 측정된 넙치의 체폭(BW)과 x축 방향으로 넙치의 뒷지느러미를 제외한 육질 부분의 최대끝단에서 백신접종위치까지의 거리(BWx)와의 상관관계를 나타내는 그래프로서, 해당 그래프에서 알 수 있는 바와 같이 수식 (1)에서의 회귀계수 α는 0.195가 되고, 상관계수(Correlation coefficient: 두 변량 사이의 상관관계를 나타내는 계수)는 0.988이 되며, 이를 토대로 하여 넙치의 뒷지느러미를 제외한 육질 부분의 최대끝단(xanal)에서 x축 방향으로 넙치 체폭(BW)의 약 20% 정도 떨어진 위치가 x축 방향의 백신접종위치임을 알 수 있다.FIG. 5 is a graph showing the correlation between the measured body width (BW) of the flounder and the distance from the maximum end of the meat portion except the rear fin of the flounder to the vaccination position (BWx) in the x-axis direction. As can be seen, the regression coefficient α in Equation (1) is 0.195, and the correlation coefficient (coefficient representing the correlation between two variables) is 0.988, and based on this, the meat part of the flesh except for the rear fin It can be seen that about 20% of the halibut body width (BW) in the x-axis at the maximum end (x anal ) is the vaccination position in the x-axis.

도 6은 측정된 넙치의 전장(TL)과 y축 방향으로 넙치의 머리 끝단에서 백신 접종위치까지의 거리(TLy)와의 상관관계를 나타내는 그래프로서, 해당 그래프에서 알 수 있는 바와 같이 수식 (2)에서의 회귀계수 β는 0.296이 되고, 상관계수는 0.996이 되며, 이를 토대로 하여 넙치의 머리 끝단(yhead)에서 y축 방향으로 넙치 전장(TL)의 약 30% 정도 떨어진 위치가 y축 방향의 백신접종위치임을 알 수 있다.6 is a graph showing the correlation between the measured total length (TL) of the flounder and the distance (TLy) from the head end of the flounder to the vaccination position in the y-axis direction, as shown in Equation (2) The regression coefficient β at is 0.296, and the correlation coefficient is 0.996. Based on this, about 30% of the total length of the flounder in the y-axis from the y head of the flounder is in the y-axis direction. It can be seen that the vaccination site.

도 7은 측정된 넙치의 체고(BH)와 z축 방향을 기준으로 바닥면으로부터 넙치의 복강두께(BHz)와의 상관관계를 나타내는 그래프로서, 해당 그래프에서 알 수 있는 바와 같이 수식 (3)에서의 회귀계수 γ는 0.599가 되고, 상관계수는 0.988이 되며, 이를 토대로 하여 바닥면으로부터 z축 방향으로 넙치 체고(BH)의 약 60% 정도 떨어진 위치가 z축 방향의 백신접종위치임을 알 수 있다.FIG. 7 is a graph showing the correlation between the measured height of the flounder (BH) and the abdominal thickness (BHz) of the flounder from the bottom surface based on the z-axis direction, as shown in the graph (3). The regression coefficient γ is 0.599, and the correlation coefficient is 0.988. Based on this, it can be seen that about 60% of the flounder height in the z-axis direction from the bottom surface is the vaccination position in the z-axis direction.

상기와 같은 방식으로 하여, 넙치 뿐만 아니라 각종 어류의 체폭과 전장 및 체고에 대한 실질적인 백신접종위치와의 상관관계(회귀계수)를 수식 (1),(2),(3)과 같은 1차원 회귀분석 방식으로 규명한 다음, 이를 수식 (4),(5),(6)과 같은 방식으로 정립하고, 해당 수식을 접종위치 추종에 따른 연산식으로 프로그래밍하여 데이터베이스화시킬 수 있다.In this way, the correlation (regression coefficient) between the body widths of various fish as well as the actual length of vaccination for the full length and body height (regression coefficient) is calculated in the same manner as in (1), (2) and (3). After identifying by the analysis method, it is formulated in the same manner as the formulas (4), (5), (6), and the database can be programmed by programming the formula according to the expression following the inoculation position.

따라서, 카메라(6)로 촬영된 2차원 평면영상으로부터 어류의 체폭과 전장을 측정하는 한편, 체고센서(3b)를 이용하여 어류의 체고를 측정하고, 이 데이터를 해당 어류에 할당된 회귀계수와 함께 프로그래밍된 접종위치 추종 연산식에 대입되도록 하면, 직교좌표로봇(10)의 가동에 필요한 X축 방향과 Y축 방향 및 Z축 방향의 접종위치가 추종되는 것이다.Accordingly, the body width and the full length of the fish are measured from the two-dimensional plane image photographed by the camera 6, and the height of the fish is measured using the height sensor 3b, and the data is converted into a regression coefficient assigned to the fish. When it is inserted into the inoculation position tracking formula programmed together, the inoculation position in the X-axis direction and the Y-axis direction and Z-axis direction required for the operation of the Cartesian coordinate robot 10 is followed.

상기와 같이 어체분석식 백신접종 알고리즘을 적용하게 되면, 각각의 어종마다 대표적인 크기와 형상별로 저용량의 데이터베이스, 즉 어종과 크기별로 접종위치의 추종에 필요한 데이터와 수식만을 프로그램화시켜 저장하는 것만으로도 거의 모든 어종에 대한 백신접종위치의 추종이 가능하게 된다.When applying the phage analysis vaccination algorithm as described above, it is possible to program and store only the data and formula necessary for tracking the inoculation location by the fish species and size, that is, the representative database for each fish species. Tracking of vaccination sites for almost all fish species is possible.

이로 인하여, 기존의 템플릿 매칭 방식의 백신접종 알고리즘과 같이 어류의 종류와 어체의 크기별로 무수히 많은 템플릿 영상을 확보하고 이를 데이터베이스화시키는 작업과 비교할 경우, 백신접종 알고리즘의 구축에 따른 시간과 비용을 최대한으로 절감시킬 수 있고, 백신접종 알고리즘에 필요한 데이터베이스의 저장용량을 최소화시킬 수 있는 것이다.As a result, when compared to the task of securing a large number of template images for each type of fish and the size of the fish and making them into a database like the existing template matching vaccination algorithm, the time and cost of constructing the vaccination algorithm are maximized. This can reduce the amount of database storage required for vaccination algorithms.

또한, 투입된 어류의 영상과 매칭률이 가장 높은 영상을 템플릿 영상으로부터 추출하는 방식이 아니라, 투입된 어류의 형태만을 분석하는 간단한 영상처리로 백신의 접종위치를 추종할 수 있기 때문에, 접종시간을 단축시키는 측면에도 크게 기여할 수 있을 뿐만 아니라, 백신접종작업 이전에 작업자가 어종 등을 선택하여 시스템에 입력시키는 것과 같은 어류정보에 대한 추가적인 설정작업을 수행하지 않더라도 신속하고 원활한 영상처리 및 백신접종이 가능하게 되는 것이다.In addition, it is possible to follow the inoculation time of the vaccine by simple image processing that analyzes only the type of the injected fish, rather than extracting the image with the highest matching rate from the injected fish image. Not only can it contribute greatly to the aspect, it also enables rapid and smooth image processing and vaccination without the need for additional setting of fish information such as the selection of fish and the like into the system before vaccination. will be.

표 2는 본 발명에 따른 백신 자동 접종방법에 의한 접종속도를 기존의 수작업에 의한 접종속도와 비교한 실험결과를 나타낸 것이고, 표 3은 본 발명에 따른 백신 자동 접종방법에 의한 접종속도를 선출원된 백신접종방법의 경우와 비교한 실험결과를 나타낸 것이다.Table 2 shows the results of experiments comparing the inoculation rate by the automatic vaccine vaccination method according to the present invention with the conventional manual inoculation speed, Table 3 is a filed inoculation rate by the automatic vaccine inoculation method according to the present invention The experimental results compared with the case of vaccination method are shown.

넙치무게Halibut weight 본 발명의 접종속도
(1인/1시간)
Inoculation rate of the present invention
(1 person / 1 hour)
수동접종속도
(4인/1일)
Manual vaccination speed
(4 people / 1 day)
150g ~ 300g150g ~ 300g 1000마리 이상1000 or more 22,000 ~ 30,000마리22,000 to 30,000 300g ~ 500g300g ~ 500g 850마리 이상850 or more 약 22,000마리About 22,000 500g ~ 1,000g500g ~ 1,000g 800마리 이상More than 800 약 18,000마리About 18,000

유형type 백신알고리즘Vaccine Algorithm 접종속도(시간당)Inoculation rate (per hour) 접종오차(mm)Inoculation error (mm) 서보타입Servo type 템플릿 매칭Template matching 2,000마리2,000 0.6 이내Within 0.6 컨베이어 타입Conveyor type 어체분석Body analysis 2,800마리2,800 1.9 이내Within 1.9

상기 표 2의 실험결과로부터 기존의 수동 접종방식에서는 무게별로 접종속도의 차이를 보였고, 수동접종보다 본 발명에 따른 백신 자동 접종방법이 최대 3배 이상의 접종속도를 보였으며, 표 3에서와 같이 선출원의 템플릿 매칭식 백신접종 알고리즘을 적용한 서보타입보다 본 발명에 따른 어체분석식 백신접종 알고리즘을 적용한 컨베이어 타입의 접종속도가 약 40% 정도 향상됨을 알 수 있었다.According to the experimental results of Table 2, the conventional manual inoculation method showed a difference in inoculation speed by weight, and the vaccine automatic inoculation method according to the present invention showed a maximum inoculation speed up to three times or more than manual inoculation, as shown in Table 3 It can be seen that the inoculation speed of the conveyor type to which the fish-body type vaccination algorithm according to the present invention is applied is improved by about 40% than the servo type to which the template matching vaccination algorithm is applied.

그리고, 접종속도와 밀접한 관련이 있는 영상처리 시간을 도 8의 그래프에서와 같이 넙치의 전장(TL) 길이별로 측정하였는 바, 실험결과로부터 넙치의 전장 길이별로 유의적인 차이가 없다라고 한다면, 어체분석식 백신접종 알고리즘에 평균적으로 소요되는 영상처리 시간이 약 25ms 정도가 됨을 알 수 있었으며, 이는 템플릿 매칭 방식에 의한 영상처리 시간의 1/3 수준이 된다.And, as the image processing time closely related to the inoculation speed was measured for each length of the flounder as shown in the graph of FIG. 8, if there was no significant difference in the total length of the flounder from the experimental results, the body analysis It can be seen that the average image processing time required for the expression vaccination algorithm is about 25 ms, which is about one third of the image processing time by the template matching method.

참고로, 템플릿 매칭 방식의 백신접종 알고리즘의 경우는 서치그룹 내에 데이터베이스화된 넙치 템플릿 영상들과 투입된 넙치 영상의 전영역에 대해서 특징점들을 검출하여 매칭률을 분석하는 시간이 필요하기 때문에, 넙치의 면적이 약 475cm2일 때 영상처리에 소요되는 시간은 최대 72ms가 되었다.For reference, in the case of the template matching vaccination algorithm, since the time required for analyzing the matching rate by detecting the feature points for the entire area of the flounder template images and the flounder image that is databased in the search group, the area of the flounder At about 475cm 2 , the time required for image processing was up to 72ms.

이와 더불어, 본 발명에 사용되는 컨베이어식 백신접종장치(1)에 어체분석식 백신접종 알고리즘을 적용하여 도 9에서와 같이 넙치가 투입되는 각도별로 접종오차를 분석한 결과, 최대오차 범위가 약 1.9mm가 되었으며, 이는 표 2에서와 같이 선출원의 서보식 백신접종장치에 템플릿 매칭 방식의 백신접종 알고리즘을 적용시킨 경우보다 약 2배 정도 크게 된다.In addition, as a result of analyzing the inoculation error for each angle of the flounder as shown in Figure 9 by applying a fisheye analysis vaccination algorithm to the conveyor vaccination device (1) used in the present invention, the maximum error range is about 1.9 mm, which is about twice as large as the case of applying the template matching vaccination algorithm to the pre-served servo vaccination device as shown in Table 2.

그러나, 상기와 같은 수준의 오차범위는 어류의 복강 크기를 감안할 경우 그다지 문제가 되지 아니하는 수준이고, 접종오차를 제외한 접종속도 등의 다른 여러 가지 측면을 고려할 경우 본 발명에 따른 접종방식이 선출원에 의한 접종방식보다 훨씬 더 효율적이고 경제적인 것임을 알 수 있다.However, the error range of the above level is not a problem in consideration of the abdominal size of the fish, the inoculation method according to the present invention in consideration of the various aspects such as the inoculation speed except the inoculation error It can be seen that it is much more efficient and economical than the inoculation method.

상기와 같은 어체분석식 백신접종 알고리즘을 이용한 영상분석 및 접종위치 추종단계(S4)를 거친 후에는, X축 로봇(11)과 Y축 로봇(12) 및 Z축 로봇(13)으로 이루어지는 직교좌표로봇(10)을 이용하여 백신디스펜서(14)용 주사기본체(15)의 주사바늘(19)을 어류의 복강으로 삽입시키는 직교좌표로봇 세팅단계(S5)를 거치게 된다.After the image analysis and inoculation position following step (S4) using the above-described body analysis vaccination algorithm, the rectangular coordinate consisting of the X-axis robot 11, Y-axis robot 12 and Z-axis robot (13) The robot 10 is subjected to an orthogonal coordinate robot setting step (S5) of inserting the needle 19 of the syringe body 15 for the vaccine dispenser 14 into the abdominal cavity of the fish.

상기 직교좌표로봇(10)은 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, X축 로봇(11)의 가이드레일(11a)을 따라 직선(도면상 좌,우) 방향으로 이동하는 X축 이송대(11b)에 Y축 로봇(12)이 장착되고, 상기 Y축 로봇(12)의 가이드레일(12a)을 따라 직선(도면상 전,후) 방향으로 이동하는 Y축 이송대(12b)에 Z축 로봇(13)이 장착되며, 상기 Z축 로봇(13)의 가이드레일(13a)을 따라 수직(상,하) 방향으로 이동하는 Z축 이송대(13b)에 백신디스펜서(14)가 설치된다.As shown in FIGS. 13 and 14, the Cartesian coordinate robot 10 moves along a guide rail 11a of the X-axis robot 11 in a straight line (left and right on the drawing). 11b), the Y-axis robot 12 is mounted, the Z-axis on the Y-axis feed table 12b moving along the guide rail 12a of the Y-axis robot 12 in a straight line (before and after drawing) direction The robot 13 is mounted, and the vaccine dispenser 14 is installed on the Z-axis feeder 13b moving along the guide rail 13a of the Z-axis robot 13 in the vertical (up and down) direction.

따라서, 상기 영상분석 및 접종위치 추종단계(S4)에서 어체분석식 백신접종 알고리즘을 통하여 추종된 백신의 접종위치와 주사깊이에 맞추어 X축 로봇(11)과 Y축 로봇(12) 및 Z축 로봇(13)이 해당 이송대(11b)(12b)(13b)를 X축 방향과 Y축 방향 및 Z축 방향을 따라 이동시킴으로서, Z축 로봇(13)의 Z축 이송대(13b)에 설치된 백신디스펜서(14)용 주사기본체(15)의 주사바늘(19)이 추종된 백신접종위치인 어류의 복강 내부로 삽입되는 것이다.Therefore, the X-axis robot 11, the Y-axis robot 12, and the Z-axis robot according to the inoculation position and the scanning depth of the vaccine followed through the fisheye analysis vaccination algorithm in the image analysis and inoculation position following step (S4). Vaccine installed on the Z-axis feeder 13b of the Z-axis robot 13 by moving the feeders 11b, 12b, 13b along the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction. The needle 19 of the syringe body 15 for the dispenser 14 is inserted into the abdominal cavity of the fish, which is the following vaccination position.

상기 X축 로봇(11)과 Y축 로봇(12) 및 Z축 로봇(13)은 자동화기기 분야에서 리니어 모션 가이드(Linear Motion Guide, 통상 LM가이드)로 명명되어 널리 사용되는 공지의 기술로서, 감속기가 구비된 구동모터에 의하여 축회전하는 스크류축이 각각의 가이드레일(11a)(12a)(13a)에 내장되어 있고, 상기 스크류축에 각각의 이송대(11b)(12b)(13b)가 너트식으로 결합됨으로서, 구동모터에 의한 스크류축의 회전시 각각의 이송대(11b)(12b)(13b)가 해당 로봇의 가이드레일(11a)(12a)(13a)을 따라 X축과 Y축 및 Z축 방향으로 이동하게 되는 것이다.The X-axis robot 11, the Y-axis robot 12 and the Z-axis robot 13 is a known technology widely used in the field of automation equipment named as Linear Motion Guide (LM Guide), reducer Screw shafts which are rotated by a driving motor with a shaft are built in each of the guide rails 11a, 12a, 13a, and the feed shafts 11b, 12b, 13b are nuts on the screw shaft. In this way, when the screw shaft is rotated by the drive motor, each of the carriages 11b, 12b, 13b is along the guide rails 11a, 12a, 13a of the robot, and the X, Y, and Z axes. It will move in the axial direction.

상기와 같이 구동모터와 스크류축에 의한 LM가이드 방식의 직교좌표로봇(10) 이외에도, 유압실린더 또는 공압실린더의 피스톤로드에 각각의 이송대(11b)(12b) (13b)를 장착시킨 실린더형 직교좌표로봇이나, 구동기어와 맞물려 직선 방향으로 이동하는 랙기어에 각각의 이송대(11b)(12b)(13b)를 장착시킨 기어형 직교좌표로봇과 같은 다양한 로봇기구의 적용이 가능함을 밝혀두는 바이다.In addition to the orthogonal coordinate robot 10 of the LM guide system using a drive motor and a screw shaft as described above, a cylindrical orthogonal tube in which each feed table 11b, 12b, 13b is mounted on a piston rod of a hydraulic cylinder or a pneumatic cylinder. It is to be understood that various robotic mechanisms such as a geared rectangular coordinate robot can be applied to coordinate robots or rack gears moving in a linear direction by engaging a drive gear. .

상기와 같은 직교좌표로봇 세팅단계(S5)를 거친 후에는, 백신디스펜서(14)를 이용하여 어류의 복강에 백신을 주사하는 백신접종단계(S5)를 거치게 되는 바, 본 단계에서 사용되는 백신디스펜서(14)는 도 15에 도시된 바와 같이, 소정량의 백신이 저장되는 백신저장용기(16)와, 상기 백신저장용기(16)로부터 유입된 백신을 주사바늘(19)을 통하여 어류의 복강에 주입하는 주사기본체(15)로 이루어지며, 백신디스펜서(14)를 이용한 1회(1마리)의 백신주입량은 0.1ml 정도가 바람직하다.After the orthogonal coordinate robot setting step (S5) as described above, the vaccine dispenser used in this step is subjected to the vaccination step (S5) of injecting the vaccine into the abdominal cavity of the fish using the vaccine dispenser (14). As shown in FIG. 15, the vaccine storage container 16 in which a predetermined amount of vaccine is stored and the vaccine introduced from the vaccine storage container 16 are injected into the abdominal cavity of the fish through the needle 19. It is composed of a syringe body 15 to be injected, the dose of vaccine (one) using the vaccine dispenser 14 is preferably about 0.1ml.

도면에서와 같이 소형의 백신저장용기(16)를 주사기본체(15)에 직접 장착시키는 것이 백신디스펜서(14)의 구조를 단순화시키고 불필요한 백신의 낭비를 방지하는 측면에서 바람직하지만, 필요에 따라서는 백신저장용기(16)를 주사기본체(15)와 분리시키는 한편, 백신공급용 튜브나 파이프를 이용하여 백신저장용기(16)와 주사기본체(15)를 연결시키는 방식도 가능하다.As shown in the figure, it is preferable to mount the small vaccine storage container 16 directly to the syringe body 15 in terms of simplifying the structure of the vaccine dispenser 14 and preventing unnecessary waste of vaccine. While separating the storage container 16 from the syringe body 15, it is also possible to connect the vaccine storage container 16 and the syringe body 15 using a tube or pipe for vaccine supply.

그리고, 상기 주사기본체(15)는 백신저장용기(16)에 저장된 백신을 액체정량토출방식으로 주사할 수 있는 것이라면 어떠한 종류의 것을 사용하더라도 무방하며, 백신저장용기(16)와 주사기본체(15)가 분리된 경우는, 백신저장용기(16)에 저장된 백신을 압축공기 또는 소형펌프 등을 사용하여 주사기본체(15)로 공급시켜야 함은 물론이다.In addition, the syringe body 15 may be used as long as it can inject the vaccine stored in the vaccine storage container 16 in a liquid quantitative dispensing method, and the vaccine storage container 16 and the syringe body 15 If is separated, the vaccine stored in the vaccine storage container 16 should be supplied to the syringe body 15 using compressed air or a small pump, of course.

본 발명에 적용될 수 있는 보다 더 바람직한 백신 자동 접종방법은, 상기 백신접종단계(S6)에서 백신디스펜서(14)에 의한 백신의 주입작업이 압축공기를 이용한 액체정량토출방식으로 수행되도록 하는 한편, 어류가 주사바늘(19)에 걸려 올라오는 현상을 미연에 방지할 수 있도록, 백신접종단계(S6)를 거친 직후에 주사바늘(19)을 어류의 복강으로부터 빼내는 과정 또한 주사기본체(15)와 함께 직교좌표로봇(10)의 z축 로봇(13)에 설치된 공압실린더로서의 바늘조정기(17)에 의하여 신속하게 수행되도록 하는 것이다.More preferred vaccine automatic vaccination method that can be applied to the present invention, while the injection operation of the vaccine by the vaccine dispenser 14 in the vaccination step (S6) is carried out in a liquid quantitative discharge method using compressed air, while The process of removing the needle 19 from the abdominal cavity of the fish immediately after the vaccination step (S6) is also orthogonal with the syringe body (15) so that the phenomenon of being caught on the needle 19 can be prevented. It is to be performed quickly by the needle regulator 17 as a pneumatic cylinder installed on the z-axis robot 13 of the coordinate robot 10.

이를 위하여, 도 15에서와 같이 상기 백신디스펜서(14)의 주사기본체(15)와 백신저장용기(16)에는 공압라인(15a)(16a)이 연결 설치되고, 백신디스펜서(14)의 주사기본체(15)에는 백신접종에 사용된 압축공기의 배출을 위한 공압배출구(15b)가 제공되며, 주사기본체(15)의 내부에는 공압라인(15a)을 통하여 유입된 압축공기에 의하여 밸브작동이 수행되는 공압식 밸브기구가 설치된다.To this end, as shown in FIG. 15, the syringe body 15 and the vaccine storage container 16 of the vaccine dispenser 14 are connected to pneumatic lines 15a and 16a, and the syringe body of the vaccine dispenser 14 ( 15) is provided with a pneumatic discharge port (15b) for the discharge of the compressed air used for vaccination, the inside of the syringe body (15) is a pneumatic type valve operation is performed by the compressed air introduced through the pneumatic line (15a) Valve mechanism is installed.

상기와 같이 압축공기를 이용하여 어류의 복강에 백신을 정량토출방식으로 주입시킬 수 있도록 한 공압기구로서 도 16 및 도 17에 각각 도시된 바와 같이, 컴프레셔(20)의 토출구로부터 연장되는 공압라인(29)이 압력조정기인 레귤레이터(21)와 연결 설치되고, 상기 레귤레이터(21)를 거쳐 연장되는 공압라인(29)이 2개의 공압라인(15a)(16a)으로 분기되어 주사기본체(15)와 백신저장용기(16)에 각각 연결 설치되며, 상기 레귤레이터(21)와 주사기본체(15)를 연결하는 공압라인(29)(15a)에는 백신의 토출량을 제어하는 디스펜서컨트롤러(9)가 설치된다.As shown in FIGS. 16 and 17, the pneumatic line extends from the discharge port of the compressor 20 as a pneumatic mechanism for injecting the vaccine into the abdominal cavity of the fish in a quantitative manner using compressed air as described above. 29 is connected to the regulator 21, which is a pressure regulator, and the pneumatic line 29 extending through the regulator 21 is branched into two pneumatic lines 15a and 16a, so that the syringe body 15 and the vaccine It is connected to the storage container 16, respectively, and the pneumatic lines 29 and 15a connecting the regulator 21 and the syringe body 15 are provided with a dispenser controller 9 for controlling the discharge amount of the vaccine.

또한, 컴프레셔(20)의 흡입측에는 에어필터(F)가 설치되고, 레귤레이터(21)의 출구측에 해당하는 공압라인(29)에는 전자밸브(SV)가 설치되며, 레귤레이터(21)와 백신저장용기(16)측 공압라인(16a)에는 릴리프밸브(안전밸브)(RV)가 설치되고, 디스펜서컨트롤러(9)와 주사기본체(15)를 연결하는 공압라인(15a)에도 릴리프밸브(RV)와 전자밸브(SV)가 각각 설치되어 있다.In addition, the air filter (F) is installed on the suction side of the compressor 20, the solenoid valve (SV) is installed on the pneumatic line 29 corresponding to the outlet side of the regulator 21, the regulator 21 and the vaccine storage A relief valve (safety valve) RV is installed in the pneumatic line 16a on the vessel 16 side, and a relief valve RV is also provided in the pneumatic line 15a connecting the dispenser controller 9 and the syringe body 15. Solenoid valves SV are provided respectively.

따라서, 백신의 토출량은 레귤레이터(21)를 거쳐 백신저장용기(16)와 주사기본체(15)로 인가되는 공기압력 및 주사기본체(15)의 밸브작동을 수행하는 전자밸브(SV)의 개방시간에 의하여 조정되는 바, 이러한 레귤레이터(21) 및 전자밸브(SV)의 작동을 디스펜서컨트롤러(9)에 제공된 입력수단을 사용하여 제어함으로서, 백신의 토출량을 사용자가 임의대로 조정할 수 있는 것이다.Therefore, the discharge amount of the vaccine is controlled by the air pressure applied to the vaccine storage container 16 and the syringe body 15 via the regulator 21 and the opening time of the solenoid valve SV which performs the valve operation of the syringe body 15. By controlling the operation of the regulator 21 and the solenoid valve SV using the input means provided to the dispenser controller 9, the discharge amount of the vaccine can be arbitrarily adjusted by the user.

상기 디스펜서컨트롤러(9) 또한 메인컨트롤러(26)와 케이블로 접속시켜 백신접종장치(1)의 전체적인 제어범위에 포함되도록 하는 것이 바람직하고, 필요시에는 레귤레이터(21)와 주사기본체(15)의 작동이 디스펜서컨트롤러(9)를 거치지 않고 메인컨트롤러(26)에 의하여 직접 제어되도록 할 수도 있다.The dispenser controller 9 is also preferably connected to the main controller 26 by a cable so as to be included in the overall control range of the vaccination device 1, if necessary, the operation of the regulator 21 and the syringe body 15 It may be controlled directly by the main controller 26 without passing through the dispenser controller (9).

이러한 경우 도 17의 공압라인에 설치된 밸브기구는 메인컨트롤러(26)와 접속되어야 하고, 도 10에서와 같이 장치본체(2)의 전방면에 설치되는 입력수단으로서의 조작스위치(8)나 터치스크린(8a)에는 백신접종장치(1)의 조작기능과 더불어 백신의 토출량을 제어하는 기능이 추가로 제공된 상태에서 메인컨트롤러(26)와 접속되어야 한다.In this case, the valve mechanism installed in the pneumatic line of FIG. 17 should be connected to the main controller 26, and as shown in FIG. 10, the operation switch 8 or the touch screen as an input means installed on the front surface of the apparatus main body 2, 8a) should be connected to the main controller 26 in a state where an operation function of the vaccination device 1 and a function of controlling the discharge amount of the vaccine are additionally provided.

상기와 같이 백신디스펜서(14)에 의한 백신접종작업에 압축공기를 이용하므로, 어류의 복강으로부터 주사바늘(19)을 신속히 빼내기 위한 바늘조정기(17) 역시 압축공기를 이용하는 실린더기구로 설치하는 것이 유리하며, 이를 위하여 도 15에서와 같이 상기 바늘조정기(17)는 백신디스펜서(14)용 주사기본체(15)와 함께 Z축 이송대(13b)에 설치되어 있다.Since compressed air is used for vaccination by the vaccine dispenser 14 as described above, it is advantageous to install the needle adjuster 17 for quickly removing the needle 19 from the abdominal cavity of the fish as a cylinder mechanism using compressed air. To this end, as shown in FIG. 15, the needle adjuster 17 is installed on the Z-axis feeder 13b together with the syringe body 15 for the vaccine dispenser 14.

상기 바늘조정기(17)는 주사기본체(15)의 견고한 장착을 위하여 납작한 형태의 플레이트형 공압실린더를 사용하는 것이 바람직하고, 상기 바늘조정기(17)에도 압축공기의 유입과 배출을 위한 한 쌍의 공압라인(17a)이 연결 설치되며, 각각의 공압라인(17a)은 도 16 및 도 17에서와 같이 컴프레셔(20)의 토출구로부터 레귤레이터(21)와 공압회로(24)를 거쳐 연장된다.The needle adjuster 17 preferably uses a flat plate-shaped pneumatic cylinder for firmly mounting the syringe body 15, and the needle adjuster 17 also has a pair of pneumatics for inlet and outlet of compressed air. A line 17a is connected and installed, and each pneumatic line 17a extends from the discharge port of the compressor 20 through the regulator 21 and the pneumatic circuit 24 as shown in FIGS. 16 and 17.

상기와 같이 컴프레셔(20)로부터 레귤레이터(21)를 거쳐 공급되는 압축공기를 백신디스펜서(14)와 바늘조정기(17)로 분배시킬 수 있도록 공압분배기(22)가 설치되고, 상기 레귤레이터(21)와 공압분배기(22)는 릴레이보드(23)상에 설치되며, 상기 릴레이보드(23)는 레귤레이터(21)와 디스펜서컨트롤러(9)를 전기적으로 접속시키는 기능 또한 수행하게 된다.As described above, a pneumatic distributor 22 is installed to distribute the compressed air supplied from the compressor 20 through the regulator 21 to the vaccine dispenser 14 and the needle regulator 17, and the regulator 21 Pneumatic distributor 22 is installed on the relay board 23, the relay board 23 is also to perform the function of electrically connecting the regulator 21 and the dispenser controller (9).

한편, 상기 공압회로(24)는 바늘조정기(17)를 통한 압축공기의 유입과 배출경로를 제어하여 주사기본체(15)를 상,하 방향으로 이동시키도록 한 것으로서, 케이블에 의하여 메인컨트롤러(26)와 접속시키는 것이 바람직하며, 주사바늘(19)을 어류의 복강으로부터 빼내는 작업 뿐만 아니라 주사바늘(19)을 어류의 복강으로 삽입시키는 작업 또한 바늘조정기(17)에 의하여 수행이 가능하다.On the other hand, the pneumatic circuit 24 is to control the inlet and discharge path of the compressed air through the needle regulator 17 to move the syringe body 15 in the up and down direction, the main controller 26 by the cable It is preferable to connect the needle 19 to the abdominal cavity of the fish, as well as to insert the needle 19 into the abdominal cavity of the fish can be performed by the needle adjuster (17).

이와 더불어, 주사바늘(19)을 비스듬히 경사지게 하여 어류의 복강으로 삽입시키게 되면, Z축 이송대(13b)의 하강폭이 다소 크게 되더라도 주사바늘(19)의 실질적인 삽입 깊이는 그다지 깊지 않도록 할 수 있으며, 이로 인하여 주사바늘(19)이 수직 방향으로 어체를 관통하여 어체를 훼손시키는 상황을 최소화시키거나 미연에 방지할 수 있고, 상기 바늘조정기(17)로 주사바늘(19)을 이동시키는 데 필요한 가동폭 역시 충분히 확보하여 바늘조정기(17)의 조작이나 제어에 따른 편의성을 제공할 수 있다.In addition, when the needle 19 is inclined at an angle to be inserted into the abdominal cavity of the fish, even if the descending width of the Z-axis feed table 13b becomes somewhat large, the actual insertion depth of the needle 19 may not be so deep. This can minimize or prevent the situation where the needle 19 penetrates the body in the vertical direction and damages the body, and is required to move the needle 19 to the needle adjuster 17. The width can also be sufficiently secured to provide convenience according to the operation or control of the needle adjuster 17.

이를 위하여, 도 15에서와 같이 백신디스펜서(14)의 주사기본체(15) 및 바늘조정기(17)가 Z축 이송대(13b)상에 소정의 각도만큼 비스듬히 경사지게 설치되어 있으며, 이 경사각도를 조정할 수 있도록 바늘조정기(17)와 Z축 이송대(13b)의 사이에는 각도조정판(18)이 설치되어 있다.To this end, as shown in FIG. 15, the syringe body 15 and the needle regulator 17 of the vaccine dispenser 14 are installed at an angle to the Z-axis feeder 13b at an inclined angle by a predetermined angle, and the inclination angle is adjusted. An angle adjusting plate 18 is provided between the needle adjuster 17 and the Z-axis feeder 13b.

상기 각도조정판(18)은 바늘조정기(17)와 고정 설치되는 한편 미도시된 회전축에 의하여 Z축 이송대(13b)와는 상대 회전이 가능하게 되며, 각도조정판(18)의 일측(도면상 상측) 단부에는 원호상의 각도조정공이 절개 형성되고, 상기 각도조정공에는 Z축 이송대(13b)와 체결되어 각도조정판(18)의 기울기를 요구하는 각도에 맞추어 세팅할 수 있도록 스토퍼가 설치된다.The angle adjusting plate 18 is fixedly installed with the needle adjuster 17 while being able to rotate relative to the Z-axis feeder 13b by a rotating shaft (not shown), and one side of the angle adjusting plate 18 (upper side in the drawing). An arc-shaped angle adjustment hole is formed at the end, and a stopper is installed at the angle adjustment hole so as to be engaged with the Z-axis feeder 13b and set according to an angle requiring an inclination of the angle adjustment plate 18.

따라서, 미도시된 회전축을 중심으로 상기 각도조정판(18)을 임의 방향으로 각운동시킴으로서, 백신디스펜서(14)용 주사기본체(15)의 주사바늘(19)을 요구하는 각도로 맞춘 다음, 상기 스토퍼를 Z축 이송대(13b)측으로 견고히 조임으로서 각도조정판(18)과 Z축 이송대(13b)를 밀착시키게 되면, 주사바늘(19)의 삽입각도를 요구하는 각도에 맞추어 세팅할 수 있게 되는 것이다.Therefore, by angularly moving the angle adjusting plate 18 about an axis of rotation not shown in the drawing, the stopper 19 of the syringe body 15 for the vaccine dispenser 14 is set to the required angle, and then the stopper. When the angle adjusting plate 18 and the Z-axis feeder 13b are brought into close contact with each other by tightly tightening to the Z-axis feeder 13b, the insertion angle of the needle 19 can be set to the required angle. .

상기와 같은 백신접종단계(S6)를 거친 후에는, 직교좌표로봇(10)을 원위치로 복귀시키는 한편, 어류이송컨베이어(3)를 이용하여 백신접종이 완료된 어류를 외부로 배출하는 시스템복원 및 어류배출단계(S7)를 거침으로서, 본 발명에 따른 백신 자동 접종방법이 완료되며, 상기 어류이송컨베이어(3)의 출구측에는 미도시된 수조 등의 내부로 어류를 안전하게 배출시킬 수 있도록 텔레스코프식으로 접철 가능한 어류배출판(5)을 연결시켜 사용하는 것이 바람직하다.After the vaccination step (S6) as described above, while restoring the Cartesian coordinate robot (10) to the original position, using the fish transfer conveyor (3) to restore the system to discharge the fish vaccination completed to the outside and fish By going through the discharge step (S7), the automatic vaccine inoculation method according to the present invention is completed, and the telescopic type to safely discharge the fish into the water tank and the like not shown on the outlet side of the fish transport conveyor (3). It is preferable to connect and use the collapsible fish discharge plate 5.

위에서 설명되어진 모든 과정은 도 16에서와 같이 장치제어부(28)를 이루는 메인컨트롤러(26)에 의하여 자동 제어되고, 상기 메인컨트롤러(26)가 어류이송컨베이어(3)와 직교좌표로봇(10)을 제어하는 로봇제어기(25) 및 어체분석식 백신접종 알고리즘을 구현하는 영상처리기(27)와 각각 접속되며, 백신접종장치(1)의 가동에 필요한 조건의 세팅을 위하여 조작스위치(8)와 터치스크린(8a) 및 디스펜서컨트롤러(9)가 메인컨트롤러(26)와 접속된다.All processes described above are automatically controlled by the main controller 26 forming the device controller 28 as shown in FIG. 16, and the main controller 26 controls the fish feed conveyor 3 and the Cartesian coordinate robot 10. It is connected to the robot controller 25 for controlling and the image processor 27 for implementing the body analysis vaccination algorithm, respectively, the operation switch 8 and the touch screen for setting the conditions necessary for the operation of the vaccination device (1) 8a and the dispenser controller 9 are connected to the main controller 26.

한편, 상기 로봇제어기(25)는 어류이송컨베이어(3)의 컨베이어구동부(3d) 및 직교좌표로봇(10)과 케이블로 접속되고, 상기 영상처리기(27)는 체고센서(3b) 및 카메라(6)로부터 평면영상 및 체고에 관한 데이터를 전송받는 한편, 비젼모니터(7)를 통하여 해당 영상을 화면으로 출력하고, 어체분석식 백신접종 알고리즘에 의하여 추종된 접종위치를 메인컨트롤러(26)로 전송하여 로봇제어기(25)가 직교좌표로봇(10)을 가동시키도록 한다.On the other hand, the robot controller 25 is connected to the conveyor driving unit 3d and the rectangular coordinate robot 10 of the fish transport conveyor 3 by a cable, the image processor 27 is the height sensor 3b and the camera 6 The planar image and the height data are transmitted from the screen, the image is displayed on the screen through the vision monitor 7, and the inoculation position followed by the body analysis vaccination algorithm is transmitted to the main controller 26. The robot controller 25 causes the cartesian robot 10 to operate.

도 10 내지 도 17에 걸쳐 도시된 것은 본 발명에 따른 백신 자동 접종방법에 최적으로 적용시킬 수 있는 백신접종장치(1)를 나타낸 것으로서, 대부분의 구성은 본 발명에 따른 백신 자동 접종방법을 각각의 단계별로 설명하는 부분에서 언급되어졌으며, 그 이외의 나머지 세부적인 구성은 본 출원인이 2012년 대한민국 특허출원 제 132748호(출원일자: 2012년 11월 22일)로 출원한 어류용 자동화 백신접종장치를 참고하기 바란다.10 to 17 shows a vaccination device (1) that can be optimally applied to the automatic vaccine vaccination method according to the present invention, most of the configuration is the automatic vaccine vaccination method according to the present invention, respectively It is mentioned in the step-by-step description, and the rest of the detailed configuration is based on the automated vaccination device for fish filed by the applicant of the Republic of Korea Patent Application No. 132748 (application date: November 22, 2012) in 2012 Please note.

상기 선출원은 본 발명에 따른 어류의 형태학적 영상처리를 통한 백신 자동 접종방법에 있어 어체분석식 백신접종 알고리즘의 개발에 따른 시간을 고려하여 본원을 출원하기 이전에 백신접종장치(1) 부분만을 먼저 출원한 것으로서, 본 발명에 따른 백신 자동 접종방법을 구현하기 위한 장치적 부분이 세부적으로 언급되어 있으며, 이 선출원은 본원 발명의 출원 이전에 공개되지 아니하였음을 밝혀두는 바이다.The prior application is the first vaccination apparatus (1) only before the filing of the present application in consideration of the time according to the development of the fisheye analysis vaccination algorithm in the automatic vaccine vaccination method through the morphological image processing of the fish according to the present invention As filed, the device part for implementing the automatic vaccine inoculation method according to the present invention is mentioned in detail, and it is noted that this prior application was not disclosed before the present application.

마지막으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 어류이송컨베이어(3)를 어류의 이송 방향을 따라 2열(列)로 평행하게 배치시킨 경우에는, 본 발명의 어류마취 및 투입단계(S1)로부터 영상분석 및 접종위치 추종단계(S4)에 이르기까지의 과정은, 각각의 어류이송컨베이어(3)마다 제공된 체고센서(3b) 및 카메라(6)를 이용하여 어류이송컨베이어(3)마다 병렬식(개별적)으로 수행되도록 하고, 본 발명의 직교좌표로봇 세팅단계(S5)와 백신접종단계(S6)는, 하나의 직교좌표로봇(10)으로 각각의 어류이송컨베이어(3)에 놓여진 어류에 대하여 순차적으로 수행되도록 하는 것이 바람직하다.Finally, as shown in Figure 10, when the fish conveying conveyor (3) is arranged in parallel in two rows along the feed direction of the fish, from the fish anesthesia and input step (S1) of the present invention The process up to the image analysis and inoculation position following step S4 is performed in parallel for each fish transfer conveyor 3 using the height sensor 3b and the camera 6 provided for each fish transfer conveyor 3. Separately), and the orthogonal coordinate robot setting step (S5) and vaccination step (S6) of the present invention, one orthogonal coordinate robot (10) in sequence with respect to the fish placed in each fish transfer conveyor (3) It is desirable to be carried out as.

상기와 같이 2열의 어류이송컨베이어(3)를 이용하는 백신접종작업의 전체적인 과정은 도 18에 도시된 순서도의 알고리즘에 의하여 수행되며, 도 18에 도시된 알고리즘 역시 본 발명에 적용되는 하나의 대표적인 예에 불과한 것으로서, 본 발명에 따른 백신 자동 접종방법이 도 18에 도시된 순서도의 알고리즘으로 국한되어 수행되는 것을 의미하지는 아니한다.The overall process of vaccination using the two rows of fish transport conveyor 3 as described above is carried out by the algorithm of the flowchart shown in FIG. 18, and the algorithm shown in FIG. 18 is also applied to one representative example of the present invention. It is not merely meant that the automatic vaccine vaccination method according to the present invention is performed by being limited to the algorithm of the flowchart shown in FIG. 18.

도 18의 순서도를 기초로 하여 2-line 이송식 백신접종과정을 간략하게 설명하면, 우선 어류에 무해한 마취제를 이용하여 침지식으로 어류에게 얕은 마취를 시킨 상태에서, 2-line 어류이송컨베이어(3)의 컨베이어벨트(3a) 위에 어류를 투입한다. - S1 -Briefly describing the 2-line vaccination process based on the flow chart of FIG. 18, first, the fish is subjected to a shallow anesthesia by immersion by using an anesthetic agent that is harmless to the fish. Put fish on the conveyor belt (3a) of the). -S1-

상기와 같이 2-line 어류이송컨베이어(3)의 컨베이어벨트(3a)에 어류를 투입하여 어류를 이송시키는 한편, 이 과정에서 각각의 어류가 체고센서(3b)인 투수광형 레이저 변위센서를 통과하도록 하여 어류의 체고를 측정하게 된다. - S2 -As described above, the fish is fed to the conveyor belt 3a of the 2-line fish conveying conveyor 3 to transport the fish, and in the process, each fish passes through the permeable laser displacement sensor, which is the height sensor 3b. The fish height is measured. -S2-

그 다음으로, 근접센서(3c)가 설치된 위치까지 어류를 이동시킴으로서, No.1 어류이송컨베이어(3)의 근접센서(3c)와, No.2 어류이송컨베이어(3)의 근접센서(3c)가 어류의 투입상태를 인지하는 한편, 각각의 어류이송컨베이어(3) 상부에 설치된 CCD 카메라(6)로 어류의 영상을 촬영 및 캡쳐한다. - S3 -Then, by moving the fish to the position where the proximity sensor 3c is installed, the proximity sensor 3c of the No.1 fish conveying conveyor 3 and the proximity sensor 3c of the No.2 fish conveying conveyor 3 are moved. While recognizing the input state of the fish, and captures and captures the image of the fish with the CCD camera (6) installed on each of the fish conveying conveyor (3). -S3-

상기와 같이 캡쳐한 영상을 통해 어류의 체폭과 전장을 측정한 후, 이와 같이 측정된 체폭 및 전장 테이터와 체고센서(3b)로부터 측정된 어류의 체고 데이터를 기반으로 수식 (4),(5),(6)을 이용하여 백신의 접종위치에 해당하는 좌표를 계산한다. - S4 -After measuring the body width and the full length of the fish through the captured image as described above, equations (4) and (5) based on the measured body width and the height data of the fish measured from the full-length data and the height sensor 3b. Calculate the coordinates corresponding to the inoculation position of the vaccine using, (6). -S4-

상기와 같이 계산된 백신접종위치의 좌표로 3축 직교좌표로봇(10)이 백신접종위치를 따라 추종된 후, 어류의 복강으로 주사바늘(19)을 삽입하고, 백신디스펜서(14) 및 디스펜서컨트롤러(9)를 작동시켜 어류의 복강에 백신 0.1ml를 주입한다. - S5 - 및 - S6 -After the 3-axis Cartesian coordinate robot 10 is followed along the vaccination position with the coordinates of the vaccination position calculated as described above, the needle 19 is inserted into the abdominal cavity of the fish, and the vaccine dispenser 14 and the dispenser controller. Activate (9) to inject 0.1 ml of the vaccine into the abdominal cavity of the fish. -S5-and-S6-

여기서, 2-line의 어류이송컨베이어(3)를 통하여 어류가 동시에 투입될 경우, No.1으로 지정된 어류이송컨베이어(3)에 우선적으로 백신접종이 수행될 수 있도록 알고리즘이 설계되어 있으며, 접종이 완료되면, 직교좌표로봇(10)은 원점으로 복귀하고, 각각의 어류이송컨베이어(3)는 어류의 배출을 위하여 구동된다. - S7 -Here, when fish are simultaneously introduced through the 2-line fish transport conveyor (3), the algorithm is designed so that vaccination can be preferentially performed to the fish transport conveyor (3) designated as No. 1, the inoculation is Upon completion, the Cartesian coordinate robot 10 returns to the origin, and each fish conveying conveyor 3 is driven to discharge the fish. -S7-

상기와 같은 방식으로 이루어지는 본 발명의 백신 자동 접종방법에 의하면, 백신의 접종작업시 어류의 체고를 바탕으로 하는 주사깊이의 조절까지 가능함은 물론, 어류의 지속적인 일방향 투입 및 자동배출이 가능한 컨베이어 방식을 적용시킴으로서, 과도한 주사깊이에 따른 어체의 손상을 방지하고 백신의 접종속도를 향상시킬 수 있다.According to the vaccine automatic inoculation method of the present invention made in the above manner, it is possible to control the injection depth based on the height of the fish at the time of inoculation of the vaccine, as well as the conveyor system that can continuously feed and automatically discharge the fish in one direction By application, it is possible to prevent the damage of the fish body due to excessive injection depth and to improve the inoculation speed of the vaccine.

특히, 어체분석식 백신접종 알고리즘에 의하여 백신접종위치를 추종토록 함으로서, 비젼시스템에 요구되는 데이터베이스의 용량과 영상처리시간을 최대한으로 단축시키는 동시에, 어류의 정보에 대한 사용자의 추가적인 설정이 없더라도 정확한 복강위치에 정확한 량의 백신 투여가 가능하며, 이로 인하여 한층 더 효율적이고 경제적인 접종방식을 제공할 수 있다.In particular, the vaccination location is tracked by a fisheye analysis vaccination algorithm, which reduces the capacity and image processing time of the database required for the vision system as much as possible, and allows accurate abdominal cavity even without additional user setup of fish information. The correct amount of vaccine can be administered at the site, thereby providing a more efficient and economical inoculation method.

또한, 어류이송컨베이어(3)를 2열로 배치하여 각각의 어류이송컨베이어(3)마다 영상처리를 병렬식으로 수행하고, 백신접종작업은 하나의 직교좌표로봇(10)에 의하여 순차적으로 수행되도록 한 경우에는, 선출원의 서보식 접종방식과는 달리 접종 후 어류를 투입방향으로 토출하는 데 소요되는 0.5초 정도의 시간을 절약할 수 있고, 토출 후 접종버튼의 재조작과 같은 불필요한 작업을 배제시킬 수 있으므로, 백신접종작업에 소요되는 시간을 보다 더 단축시키고, 백신접종이 이루어진 어류의 처리를 한층 더 용이하게 수행토록 할 수 있다.In addition, the fish transport conveyor (3) is arranged in two rows to perform the image processing in parallel for each fish transport conveyor (3), the vaccination operation is to be performed sequentially by one Cartesian coordinate robot (10) In this case, unlike the servo-type inoculation method of the prior application, it is possible to save about 0.5 seconds for discharging the fish in the feeding direction after inoculation, and eliminate unnecessary work such as reoperation of the inoculation button after discharging. Therefore, the time required for vaccination can be further shortened, and the treatment of vaccinated fish can be performed more easily.

이와 더불어, 주사기본체(15)의 주사바늘(19)이 어류의 복강을 통하여 비스듬히 삽입되도록 하는 동시에, 공압실린더인 바늘조정기(17)를 이용하여 주사바늘(19)을 어류의 복강으로부터 신속히 빼낼 수 있도록 함으로서, 어류가 주사바늘(19)에 꽂힌 상태로 걸려 올라오는 현상을 미연에 차단시켜 어체의 훼손이나 손상을 보다 더 확실하게 방지토록 하는 등의 추가적인 기능을 제공할 수 있는 것이다.In addition, the needle 19 of the syringe body 15 can be inserted at an angle through the abdominal cavity of the fish, and at the same time, the needle 19 can be quickly removed from the abdominal cavity of the fish using a needle regulator 17, which is a pneumatic cylinder. By doing so, it is possible to provide an additional function, such as to prevent the damage or damage of the fish body more reliably by blocking the phenomenon that the fish is caught up in the state of being plugged into the injection needle (19).

1 : 백신접종장치 2 : 장치본체 3 : 어류이송컨베이어
3a : 컨베이어벨트 3b : 체고센서 3c : 근접센서
3d : 컨베이어구동부 3e : 배수챔버 3f : 배수구
4 : 접종대기테이블 5 : 어류배출판 6 : 카메라
7 : 비젼모니터 8 : 조작스위치 8a : 터치스크린
9 : 디스펜서컨트롤러 10 : 직교좌표로봇 11 : X축 로봇
11a : 가이드레일 11b : X축 이송대 12 : Y축 로봇
12a : 가이드레일 12b : Y축 이송대 13 : Z축 로봇
13a : 가이드레일 13b : Z축 이송대 14 : 백신디스펜서
15 : 주사기본체 15a : 공압라인 15b : 공압배출구
16 : 백신저장용기 16a : 공압라인 17 : 바늘조정기
17a : 공압라인 18 : 각도조정판 19 : 주사바늘
20 : 컴프레셔 21 : 레귤레이터 22 : 공압분배기
23 : 릴레이보드 24 : 공압회로 25 : 로봇제어기
26 : 메인컨트롤러 27 : 영상처리기 28 : 장치제어부
29 : 공압라인 SV : 전자밸브 RV : 릴리프밸브
F : 에어필터 θ : 촬영범위
1 Vaccination vaccination device 2 Device main body 3 Fish transport conveyor
3a: Conveyor belt 3b: Height sensor 3c: Proximity sensor
3d: Conveyor Drive 3e: Drain Chamber 3f: Drain
4: inoculation waiting table 5: fish discharge plate 6: camera
7: Vision monitor 8: Operation switch 8a: Touch screen
9: dispenser controller 10: Cartesian robot 11: X-axis robot
11a: guide rail 11b: X-axis feeder 12: Y-axis robot
12a: guide rail 12b: Y-axis feeder 13: Z-axis robot
13a: guide rail 13b: Z-axis feeder 14: vaccine dispenser
15: syringe body 15a: pneumatic line 15b: pneumatic discharge port
16: Vaccine storage container 16a: pneumatic line 17: needle regulator
17a: pneumatic line 18: angle adjustment plate 19: needle
20: compressor 21: regulator 22: pneumatic distributor
23: relay board 24: pneumatic circuit 25: robot controller
26: main controller 27: image processor 28: device control unit
29: Pneumatic line SV: Solenoid valve RV: Relief valve
F: Air filter θ: Shooting range

Claims (9)

마취제를 이용하여 마취시킨 어류를 어류이송컨베이어로 투입하는 어류마취 및 투입단계(S1)와,
상기 어류마취 및 투입단계(S1)를 거친 후, 어류이송컨베이어로 어류를 이송시키는 한편, 어류이송컨베이어의 측면부에 설치된 체고센서로 어류의 체고를 측정하는 어류이송 및 체고측정단계(S2)와,
상기 어류이송 및 체고측정단계(S2)를 거친 후, 어류이송컨베이어의 상부측에 설치된 카메라로 어류의 평면영상을 촬영하는 평면영상 촬영단계(S3)와,
상기 평면영상 촬영단계(S3)를 거친 후, 카메라로 촬영된 평면영상을 기초로 하여 어류의 체폭과 전장을 측정하는 한편, 평면영상으로부터 측정된 체폭과 전장 및 체고센서를 통하여 측정된 어류의 체고를 기준으로 주사바늘의 삽입위치와 삽입깊이를 결정하는 영상분석 및 접종위치 추종단계(S4)와,
상기 영상분석 및 접종위치 추종단계(S4)를 거친 후, X축 로봇과 Y축 로봇 및 Z축 로봇으로 이루어지는 직교좌표로봇을 이용하여 주사기본체의 주사바늘을 어류의 복강으로 삽입시키는 직교좌표로봇 세팅단계(S5)와,
상기 직교좌표로봇 세팅단계(S5)를 거친 후, 백신저장용기에 저장된 백신이 주사기본체와 주사바늘을 거쳐 어류의 복강에 주입되도록 하는 백신접종단계(S6)와,
상기 백신접종단계(S6)를 거친 후, 직교좌표로봇을 원위치로 복귀시키는 한편, 어류이송컨베이어를 이용하여 백신접종이 완료된 어류를 외부로 배출하는 시스템복원 및 어류배출단계(S7)를 거쳐서 이루어지는 것을 특징으로 하는 어류의 형태학적 영상처리를 통한 백신 자동 접종방법.
Fish anesthesia and input step (S1) for injecting the anesthetized fish using an anesthetic using a fish transport conveyor,
After the fish anesthesia and input step (S1), while transferring the fish to the fish transport conveyor, the fish transport and height measuring step (S2) for measuring the height of the fish with a height sensor installed on the side of the fish transport conveyor,
After the fish feed and height measurement step (S2), the plane image taking step (S3) for taking a plane image of the fish with a camera installed on the upper side of the fish conveying conveyor, and
After the plane image photographing step (S3), the body width and the full length of the fish are measured on the basis of the plane image taken by the camera, and the body height measured from the plane image and the height of the fish measured by the total length and the height sensor. Image analysis and inoculation position following step (S4) to determine the insertion position and the insertion depth of the injection needle,
After the image analysis and inoculation position following step (S4), using an orthogonal coordinate robot consisting of the X-axis robot, Y-axis robot and Z-axis robot to set the Cartesian coordinate robot to insert the needle of the syringe body into the abdominal cavity of the fish Step S5,
After the orthogonal coordinate robot setting step (S5), the vaccination step (S6) for allowing the vaccine stored in the vaccine storage container is injected into the abdominal cavity of the fish through the syringe body and the needle,
After undergoing the vaccination step (S6), while returning the Cartesian coordinate robot to its original position, using a fish transfer conveyor to restore the fish vaccination completed to the outside of the system and the fish discharge step (S7) that is made Automatic vaccine inoculation method through the morphological image processing of the fish characterized by.
제 1항에 있어서, 상기 영상분석 및 접종위치 추종단계(S4)에서는 어류의 형태를 측정하는 어체분석 알고리즘이 적용되며,
상기 어체분석 알고리즘은, 카메라로 촬영된 이미지 프레임을 캡쳐하는 단계(S41)와, 캡쳐된 이미지를 8비트 그레이스케일 이미지로 변환시키는 단계(S42)와, 이미지 변환단계에서 발생한 명암비율을 조정하는 단계(S43)와, 명암비율이 조정된 이미지를 이진화에 의하여 흑백이미지로 변환시키는 단계(S44)와, 이진화된 흑백이미지를 이용하여 어류의 영상을 형태학적으로 처리하는 단계(S45)와, 처리된 이미지로 어류의 체폭과 전장을 측정하는 단계(S46)를 포함하여서 이루어지는 것을 특징으로 하는 어류의 형태학적 영상처리를 통한 백신 자동 접종방법.
The method of claim 1, wherein the image analysis and inoculation position following step (S4) is applied to the fish body analysis algorithm for measuring the shape of the fish,
The body analysis algorithm may include: capturing an image frame photographed by a camera (S41), converting the captured image into an 8-bit grayscale image (S42), and adjusting a contrast ratio generated in the image conversion step. (S43), converting the contrast-adjusted image into a black and white image by binarization (S44), and processing the image of the fish morphologically using the binarized black and white image (S45); Automated vaccine inoculation method through the morphological image processing of the fish, characterized in that comprising the step (S46) of measuring the body width and the full length of the fish as an image.
제 2항에 있어서, 상기 영상분석 및 접종위치 추종단계(S4)에 적용되는 접종위치의 추종방식은, 어체분석 알고리즘을 통하여 측정된 어류의 체폭과 전장 및 체고센서를 통하여 측정된 어류의 체고를 1차원 회귀분석 방식에 의하여 기저장된 데이터와 비교 대비하여 해당 데이터로부터 접종위치를 추종하는 방식이 되며,
상기 1차원 회귀분석 방식에 의하여 기저장된 데이터는, 어류의 상부와 측면부에서 카메라로 촬영한 영상으로부터 측정된 어류의 체폭과 전장 및 체고를 독립변수로 하고, 해당 어류의 실질적인 백신접종이 이루어지는 복강위치를 종속변수로 하여, 상기 독립변수와 종속변수와의 상관관계를 회귀계수로 도출시킨 것임을 특징으로 하는 어류의 형태학적 영상처리를 통한 백신 자동 접종방법.
The method of claim 2, wherein the following method of inoculation position is applied to the image analysis and inoculation position following step (S4), and the body width of the fish measured by the fish body analysis algorithm and the height of the fish measured by the total length and the height sensor. It is a method of following the inoculation position from the corresponding data in comparison with the pre-stored data by the one-dimensional regression analysis method,
The pre-stored data by the one-dimensional regression analysis method, the body width, length and height of the fish measured from the images taken by the camera on the upper and side portions of the fish as an independent variable, the abdominal position where the actual vaccination of the fish is made As a dependent variable, the automatic vaccine vaccination method through the morphological image processing of the fish, characterized in that the correlation between the independent variable and the dependent variable is derived as a regression coefficient.
제 3항에 있어서, 상기 1차원 회귀분석 방식에 의한 데이터 중에서 어류의 체고에 관한 데이터는, 어류의 상부에서 카메라로 촬영한 2차원 평면영상으로부터 확인된 백신의 접종위치를 어체의 표면에 원형의 흰색종이로 표시하는 한편, 상기 흰색종이로 표시된 위치에 레이저 변위센서의 빔을 조사하여 측정된 높이값을 종속변수로 하고, 어류의 측면부에서 카메라로 촬영한 영상으로부터 측정된 어류의 체고를 독립변수로 하여, 상기 독립변수와 종속변수와의 상관관계를 회귀계수로 도출시킨 것임을 특징으로 하는 어류의 형태학적 영상처리를 통한 백신 자동 접종방법.According to claim 3, wherein the data about the height of the fish among the data by the one-dimensional regression analysis method, the inoculation position of the vaccine confirmed from the two-dimensional planar image taken by the camera from the top of the fish to the circular surface of the fish body The white paper is displayed as a dependent variable, and the height value measured by irradiating the beam of the laser displacement sensor to the position indicated by the white paper is used as a dependent variable. The automatic vaccine vaccination method through morphological image processing of fish, characterized in that the correlation between the independent variable and the dependent variable is derived as a regression coefficient. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 어류마취 및 투입단계(S1)로부터 영상분석 및 접종위치 추종단계(S4)에 이르기까지의 과정은, 어류의 이송 방향을 따라 평행하게 배치된 2열(列)의 어류이송컨베이어와, 상기 각각의 어류이송컨베이어마다 제공된 체고센서 및 카메라를 이용하여 어류이송컨베이어마다 병렬식으로 수행되며,
상기 직교좌표로봇 세팅단계(S5)와 백신접종단계(S6)는, 하나의 직교좌표로봇으로 각각의 어류이송컨베이어에 놓여진 어류에 대하여 순차적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 어류의 형태학적 영상처리를 통한 백신 자동 접종방법.
The process according to any one of claims 1 to 4, wherein the process from the fish anesthesia and feeding step (S1) to the image analysis and inoculation position following step (S4) is arranged in parallel along the transport direction of the fish. It is carried out in parallel for each fish transfer conveyor using a two-row fish transfer conveyor, and a height sensor and a camera provided for each fish transfer conveyor,
The orthogonal coordinate robot setting step (S5) and the vaccination step (S6) is carried out in sequence with respect to the fish placed in each fish transport conveyor with one orthogonal coordinate robot through the morphological image processing of the fish Automatic vaccine vaccination method.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 백신접종단계(S6)에서는 컴프레셔로부터 레귤레이터를 거쳐 토출된 압축공기의 제어를 통하여 백신의 공급과 주사기본체의 밸브작동이 액체정량토출방식으로 수행되도록 함을 특징으로 하는 어류의 형태학적 영상처리를 통한 백신 자동 접종방법.The method of any one of claims 1 to 4, wherein in the vaccination step (S6) through the control of the compressed air discharged from the compressor through the regulator, the supply of the vaccine and the valve operation of the syringe body in a liquid quantitative discharge method Vaccine automatic inoculation method through the morphological image processing of the fish, characterized in that to be carried out. 제 6항에 있어서, 상기 백신접종단계(S6)를 거친 후, 주사기본체의 주사바늘을 어류의 복강으로부터 빼내는 과정은, 주사기본체와 함께 직교좌표로봇의 z축 로봇에 설치된 바늘조정기에 의하여 수행되며,
상기 바늘조정기는 컴프레셔로부터 레귤레이터를 거쳐 토출된 압축공기를 이용하는 플레이트형 공압실린더가 되고, 상기 시스템복원 및 어류배출단계(S7)는 바늘조정기에 의하여 주사바늘이 어류의 복강으로부터 빠져 나온 이후에 수행되는 것을 특징으로 하는 어류의 형태학적 영상처리를 통한 백신 자동 접종방법.
According to claim 6, After the vaccination step (S6), the process of removing the needle of the syringe body from the abdominal cavity of the fish, is performed by a needle adjuster installed on the z-axis robot of the Cartesian coordinate robot with the syringe body ,
The needle regulator is a plate-type pneumatic cylinder using the compressed air discharged through the regulator from the compressor, the system restoration and fish discharge step (S7) is performed after the needle exits the abdominal cavity of the fish by the needle regulator Vaccine automatic inoculation method through the morphological image processing of the fish, characterized in that.
제 6항에 있어서, 상기 직교좌표로봇 세팅단계(S5)에서는 주사기본체의 주사바늘이 어류의 복강을 통하여 소정의 각도로 비스듬히 경사지게 삽입되도록 하는 것을 특징으로 하는 어류의 형태학적 영상처리를 통한 백신 자동 접종방법.The method of claim 6, wherein the Cartesian coordinate robot setting step (S5) is automatic injection of the vaccine through the morphological image processing of the fish, characterized in that the needle of the syringe body is inserted obliquely inclined at a predetermined angle through the abdominal cavity of the fish Inoculation method. 제 7항에 있어서, 상기 직교좌표로봇 세팅단계(S5)에서는 주사기본체의 주사바늘이 어류의 복강을 통하여 소정의 각도로 비스듬히 경사지게 삽입되도록 하는 것을 특징으로 하는 어류의 형태학적 영상처리를 통한 백신 자동 접종방법.[8] The method of claim 7, wherein the rectangular coordinate robot setting step (S5) is automatic injection of the vaccine through the morphological image processing of the fish, characterized in that the needle of the syringe body is inserted obliquely inclined at a predetermined angle through the abdominal cavity of the fish Inoculation method.
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