KR101318716B1 - 가축의 운동패턴 분석 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 가축 개체 별로 운동패턴을 분석하되, 가축 개체가 취할 수 있는 움직임을 모두 반영하는 것은 물론 운동패턴이 변화되는 것도 함께 반영함으로써, 실질적인 운동량을 산출할 수 있는 가축의 운동패턴 분석 시스템에 관한 것이다.
본 발명은, 가속도센서 및 운동패턴분석부를 포함하는 가축의 운동패턴 분석 시스템에 관한 것으로서, 가속도센서는 가축에 부착되어 가축 개체의 움직임 정보를 획득하고, 운동패턴분석부는 상기 움직임 정보를 이용하여 움직임 크기를 연산한 후에, 상기 움직임 크기의 표준편차를 이용하여 가축 개체의 운동패턴을 판단하는 것을 특징으로 하는, 가축 개체의 운동패턴 분석 시스템에 관한 것이다.

Description

가축의 운동패턴 분석 시스템{A system for analyzing the movement patterns of cattle}
본 발명은, 가축 개체 별로 운동패턴을 분석하되, 가축 개체가 취할 수 있는 움직임을 모두 반영하는 것은 물론 운동패턴이 변화되는 것도 함께 반영함으로써, 실질적인 운동량을 산출할 수 있는 가축의 운동패턴 분석 시스템에 관한 것이다.
본 발명은, 가속도센서 및 운동패턴분석부를 포함하는 가축의 운동패턴 분석 시스템에 관한 것으로서, 가속도센서는 가축에 부착되어 가축 개체의 움직임 정보를 획득하고, 운동패턴분석부는 상기 움직임 정보를 이용하여 움직임 크기를 연산한 후에, 상기 움직임 크기의 표준편차를 이용하여 가축 개체의 운동패턴을 판단하는 것을 특징으로 하는, 가축 개체의 운동패턴 분석 시스템에 관한 것이다.
현재, 세계는 정보혁명시대를 거쳐 급속히 U(Ubiquitous)-혁명시대로 나아가고 있으며, 이에 따라 가전제품, 가정용품 및 자동차 등 일상생활 속의 거의 모든 사물은 센서 노드로서 기능함으로써, 센서 노드 간에 형성되는 유무선 통신기술 기반의 네트워크인 유비쿼터스 센서 네트워크(USN, Ubiquitous Sensor Network)이 확장되고 있다.
센서 네트워크는 산업 전반에서 일상생활에 이르기까지 수많은 분야에 응용이 될 수 있는데, 특히 의료 서비스와의 연계가 두드러질 전망이다.
즉 곳곳에 의료서비스와 관련된 칩과 센서가 심어져, 집, 사무실, 버스 안 등 언제 어디서나 예방, 진단, 치료 및 사후 관리 등의 의료서비스를 받을 수 있는 센서 네트워크 서비스가 예측된다.
한편 우리나라의 축산환경은 질병에 의한 피해와 무역환경의 변화로 매우 급격히 위축되고 있는 상황이다.
특히, FTA 개방에 따른 수출입 환경변화에 따라 우리나라 축산물의 가격경쟁력이 저하될 전망인데, 2011년 발효될 한·EU FTA로 인해 축산분야에서 2조원 정도의 생산이 감소되고, 한·미 FTA로 인해 7조원 정도의 생산이 감소될 것으로 추정된다.
따라서 우리나라의 축산환경은 품질의 고급화를 통해 외국 축산물과의 경쟁력을 유지할 수 있는 시스템이 매우 절실히 요구되는 상황이라 하겠다.
한편 종래에는 육질 향상을 위해서, 한우의 경우, 거세를 하거나 사료 및 우성 유전자에 주로 의존함으로써, 품종, 성별, 개체 별 비육 특성 차이에 따른 실질적인 체중 조절을 통해 육질을 향상하는 기법이 적용되지 못 하고 있는 실정이다.
그런데 가축 개체 별로 성별, 연령에 따른 육질 및 체중의 변화를 감지하기 위해서는, 가축 개체 별 운동패턴을 분석하고 운동량을 산출하여야만 그에 따른 운동 처방이나 사료의 량을 결정할 수 있게 된다.
따라서 가축 개체 별로 운동패턴을 분석하되, 가축 개체가 취할 수 있는 움직임을 모두 반영하는 것은 물론 운동패턴이 변화되는 것도 함께 반영함으로써, 실질적인 운동량을 산출할 수 있는 시스템이 절실하다 하겠다.
최근에는 가축의 운동량을 산출하는 것과 관련하여 센서 네트워크 기술을 일부 이용하는 연구가 진행되어 왔는바, 이하에서 종래에 개발된 기술들에 대해 검토해 본다.
먼저, 대한민국 공개특허공보 10-2011-0017078호는 위치정보를 이용한 건강관리 시스템에 관한 것이다.
이는 GPS 및 센서를 이용하여 위치, 이동거리 및 이동속도 등을 검출함으로써 운동량을 추출 관리하는 것으로서, 가축 개체에 적용되는 것이 아닐뿐더러 가축개체의 평소 운동패턴을 반영하거나 또는 운동패턴이 변화되는 것을 분석하는 점은 기재되어 있지 않다.
두 번째로, 대한민국 공개특허공보 10-2009-0011069호에는 소에 바이오센서를 부착하여 생체 정보를 수집하고, 소의 체외에 GPS를 부착하여 방목장 및 목야에서 소의 이동에 다른 운동량을 산출하고, 우사에는 환경센서를 부착하여 사육환경에 대한 정보를 수집함으로써 소의 건강을 관리하는 시스템을 특징으로 하고 있다.
이는 생체 정보 및 사육환경 정보를 수집하는 점 및 운동량을 산출한다는 점에서 긍정적이나, 가축개체의 평소 운동패턴을 반영하거나 또는 운동패턴이 변화되는 것을 분석하는 점은 기재되어 있지 않다.
본 발명의 목적은, 가축 개체 별로 운동패턴을 분석하되, 가축 개체가 취할 수 있는 움직임을 모두 반영하는 것은 물론 운동패턴이 변화되는 것도 함께 반영함으로써, 실질적인 운동량을 산출할 수 있는 가축의 운동패턴 분석 시스템을 제공함에 있다.
본 발명은, 가속도연산부 및 운동패턴분석부를 포함하는 가축의 운동패턴 분석 시스템에 관한 것으로서, 가속도센서는 가축에 부착되어 가축 개체의 움직임 정보를 획득하고, 운동패턴분석부는 상기 움직임 정보를 이용하여 움직임 크기를 연산한 후에, 상기 움직임 크기의 표준편차를 이용하여 가축 개체의 운동패턴을 판단하는 것을 특징으로 하는 가축 개체의 운동패턴 분석 시스템을 제공함으로써, 기술적 과제를 해결하고자 한다.
본 발명은, 가속도연산부 및 운동패턴분석부를 포함하는 가축의 운동패턴 분석 시스템에 관한 것으로서, 가속도센서는 가축에 부착되어 가축 개체의 움직임 정보를 획득하고, 운동패턴분석부는 상기 움직임 정보를 이용하여 움직임 크기를 연산한 후에, 상기 움직임 크기의 표준편차를 이용하여 가축 개체의 운동패턴을 판단하며, 상기 운동패턴분석부는 상기 판단된 운동패턴이 변화되는 시점 및 변화 흐름을 포함하는 운동패턴 변화정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 가축 개체의 운동패턴 분석 시스템을 제공함으로써, 기술적 과제를 해결하고자 한다.
본 발명은, 가속도연산부 및 운동패턴분석부를 포함하는 가축의 운동패턴 분석 시스템에 관한 것으로서, 가속도센서는 가축에 부착되어 가축 개체의 움직임 정보를 획득하고, 운동패턴분석부는 상기 움직임 정보를 이용하여 움직임 크기를 연산한 후에, 상기 움직임 크기의 표준편차를 이용하여 가축 개체의 운동패턴을 판단하며, 상기 운동패턴분석부는 상기 판단된 운동패턴이 변화되는 시점 및 변화 흐름을 포함하는 운동패턴 변화정보를 생성하고, 운동량산출모듈을 더 포함하되, 상기 운동량산출모듈은 상기 판단된 운동패턴 및 상기 운동패턴 변화정보를 이용하여 가축 개체의 운동량을 산출하는 것을 특징으로 하는 가축 개체의 운동패턴 분석 시스템을 제공함으로써, 기술적 과제를 해결하고자 한다.
본 발명인 가축의 운동패턴 분석 시스템은, 가축 개체 별로 운동패턴을 분석하되, 가축 개체가 취할 수 있는 움직임을 모두 반영하는 것은 물론 운동패턴이 변화되는 것도 함께 반영함으로써, 실질적인 운동량을 산출할 수 있는 현저한 효과를 보유하고 있다.
본 발명인 가축의 운동패턴 분석 시스템은, 가속도센서 및 운동패턴분석부를 포함하고, 가속도센서는 가축에 부착되어 가축 개체의 움직임 정보를 획득하고, 운동패턴분석부는 상기 움직임 정보를 이용하여 움직임 크기를 연산한 후에, 상기 움직임 크기의 표준편차를 이용하여 가축 개체의 운동패턴을 판단할 수 있는 현저한 효과를 보유하고 있다.
본 발명인 가축의 운동패턴 분석 시스템은, 가속도센서 및 운동패턴분석부를 포함하고, 가속도센서는 가축에 부착되어 가축 개체의 움직임 정보를 획득하고, 운동패턴분석부는 상기 움직임 정보를 이용하여 움직임 크기를 연산한 후에, 상기 움직임 크기의 표준편차를 이용하여 가축 개체의 운동패턴을 판단하고, 상기 운동패턴분석부는, 상기 판단된 운동패턴이 변화되는 시점 및 변화 흐름을 포함하는 운동패턴 변화정보를 생성할 수 있는 현저한 효과를 보유하고 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가축의 운동패턴 분석 시스템에 대한 주요 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가축의 운동패턴 분석 시스템에서 운동패턴을 판단하는 단계의 순서도를 도시한 도면이다.
도 3는 본 발명의 일실시예에 따른 가축의 운동패턴 분석 시스템에서 운동패턴을 분석하는 단계의 순서도를 도시한 도면이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가축의 운동패턴 분석 시스템에 대한 주요 구성도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 가축의 운동패턴 분석 시스템은 가속도연산부(100), 운동량산출부(200) 및 데이터베이스를 포함하며, 운동량산출부(200)는 운동패턴분석부(210)를 포함하도록 구성된다.
바람직하게, 본 발명의 일실시예에 따른 시스템은 가축연구소 시스템, 질병통제센터 시스템 및 농가에 구축된 모니터링 시스템 등과 연동되어 동작되도록 설계될 수 있음을 미리 밝혀둔다.
바람직하게, 가속도연산부(100)는 가축 개체에 부착하는 이동단말기에 포함될 수 있고, 또한 운동량산출부(200) 및 데이터베이스는 축사, 가축연구소 또는 유관기관 등에 위치되는 서버에 포함되도록 구성될 수 있다.
바람직하게, 가속도연산부(100)에 포함된 일부 모듈은 설계조건에 따라 운동량산출부(200)에 포함될 수 있음은 물론 그 반대의 경우도 가능하도록 구성될 수 있다는 것을 미리 밝혀둔다.
바람직하게, 가속도연산부(100) 및 운동량산출부(200)는 각각 센서 노드로서 기능되며, 센서네트워크 용으로 설계된 운영체제에서 동작되도록 설계된다.
일예로, TinyOS, MANTIS, PEEROS 또는 T-Engine 등의 운영체제를 적용할 수 있으며, 무선 네트워크는 근거리 무선통신 기술인 지그비(Zigbee) 통신 기술을 채용할 수 있다.
가속도연산부(100)는 소 및 돼지 등의 가축에 부착되는 단말기에 포함되도록 구성되며, 가축 개체의 운동에 따른 가속도 정보를 검출하여 운동량산출부(200)로 전송하는 기능을 수행한다.
바람직하게, 가속도연산부(100)가 포함된 단말기에는 식별번호가 부여되어 어느 가축 개체에 부착된 단말기인지 식별될 수 있도록 구성하며, 일 예로 각 단말기가 각각의 노드 ID를 가지도록 설계될 수 있다.
가속도연산부(100)는 가속도센서, 신호증폭부 및 필터링부를 포함하며, 가속도센서는 3축 가속도 센서 및/또는 자이로센서를 포함하도록 구성된다.
3축 가속도 센서는 X, Y, Z 축 가속도와 각 방향의 기울어짐을 나타내며, 자이로 센서는 기준 방향에서 몇 도나 돌아갔는지를 나타내는바, 가축 개체의 평소 움직임 형태에 따라 양자 중 하나를 채용하거나 또는 조합하여 사용할 수 있도록 구성된다.
바람직하게, 가속도연산부(100)는 시스템에서 미리 지정한 시간 또는 미리 설정된 시간 간격 또는 실시간으로 가속도 정보를 단말기에 포함된 USN 통신모듈을 이용하여 운동량산출부(200)로 전송한다.
일예로, 센서 네트워크의 운영체제로서 TinyOS를 채용한다면 USN 통신모듈이 전송하는 메시지는 TOS_Msg 규칙을 따르게 할 수 있으며 이 경우에 페이로드(Payload)에 노드 ID가 삽입되어 전송된다.
설계조건에 따라, 본 발명의 목적에 맞게끔 다른 운영체제 및 메시지 규칙을 따르도록 구성될 수 있음은 물론이다.
운동량산출부(200)는 운동패턴분석부(210), 운동량산출모듈 및 소모칼로리산출모듈을 포함한다.
바람직하게, 운동량산출부(200)는 가축개체의 질병 예측과 육질 향상을 위한 모듈들과 연동되도록 설계된다.
운동패턴분석부(210)는 가축 개체가 취할 수 있는 움직임을 모두 반영하여 운동패턴을 판단하고, 운동패턴이 변화되는 시점을 검출하는 기능을 수행하는 수단으로서, 벡터크기연산모듈, 표준편차연산모듈, 운동패턴판단모듈, 임계점 생성모듈 및 메모리모듈을 포함한다.
벡터크기연산모듈은 가속도연산부(100)에서 전송된 가속도의 벡터 크기를 연산하는 기능을 수행하는데, 여기에서 가속도의 벡터 크기는 가축 개체의 움직임 크기를 의미하게 된다.
표준편차연산모듈은 가축 개체의 움직임 크기에 대한 표준편차를 연산함으로써, 운동패턴을 판단하는 기초 정보를 생성한다.
바람직하게, 표준편차연산모듈은 일정 시간간격으로 표준편차를 연산하도록 설계됨으로써 표준편차가 일정 시간 동안의 움직임 크기의 산재도를 보여줄 수 있도록 구성된다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가축의 운동패턴 분석 시스템에서 운동패턴을 판단하는 단계의 순서도를 도시한 도면이다.
운동패턴판단모듈은 표준편차 정보를 이용하여 가축 개체의 현재 운동패턴을 판단하는 기능을 수행한다.
표준편차가 일정 시간 동안의 움직임 크기의 산재도를 보여주므로, 표준편차가 클수록 일정 시간 동안 움직임이 많았다는 것을 의미하는바, 이를 이용하여 가축 개체의 운동패턴을 판단한다.
도 2는 한우에 적용되는 일 예를 도시한 것으로서, 표준편차가 1기준치 보다 작으면 누워있거나 앉아있는 것을 의미하며, 1 기준치보다는 크거나 같고 2기준치 보다 작으면 서있는 것을 의미하게 되는 것이다.
즉 누워있는 것보다 서있을 때, 일정 시간 동안 움직임이 더 클 수 있다는 것을 이용하는 것이다.
바람직하게, 1 ~ 4 기준치는 가축 개체의 평소의 움직임을 반영하여 산출된 수치를 이용할 수 있으며 또는 가축 개체 각각의 평소 운동정보를 이용하여 산출된 수치를 이용할 수도 있다.
바람직하게, 도 2에 도시된 운동패턴 및 기준치는 가축 개체에 대한 정보 및 가축의 품종, 연령, 성별에 따라 새롭게 설정될 수 있음은 물론이다.
바람직하게, 운동패턴판단모듈은 가축 개체에 대한 정보나 가축의 품종, 연령, 성별에 따른 움직임 정보가 저장되어 있는 데이터베이스를 이용하여 운동패턴을 판단하도록 구성될 수 있다.
바람직하게, 운동패턴판단모듈은 표준편차가 기준치를 훨씬 상회하거나 못 미치는 값일 경우 질병으로 판단하고 관련 구성으로 이 정보를 전송하도록 구성될 수 있다.
도 3는 본 발명의 일실시예에 따른 가축의 운동패턴 분석 시스템에서 운동패턴을 분석하는 단계의 순서도를 도시한 도면이다.
운동패턴판단모듈에서 판단된 운동패턴이 변화가 되면, 임계점생성모듈은 운동패턴의 변화 시점 및 운동패턴 변화 흐름을 포함하는 임계점 정보를 생성하게 된다.
여기에서, '임계'는 "어떠한 물리 현상이 갈라져서 다르게 나타나기 시작하는 경계"라는 사적적 의미에 기반한 용어로서, 운동패턴의 변화에 주목한 용어라는 점을 밝힌다. 즉 운동패턴이 변화되는 시점과 운동패턴의 시간에 따른 변화 흐름은 모두 '임계'적인 정보라고 볼 수 있다.
메모리모듈은 운동패턴분석부의 각 모듈에서 연산하거나 생성한 정보를 일시적으로 저장하거나 기준치 정보를 저장하는 기능을 수행한다.
운동량산출모듈은 메모리모듈에 저장되어 있는 정보를 이용하여 운동량을 산출하되, 운동패턴판단모듈에서 생성한 운동패턴 정보, 임계점생성모듈에서 생성한 임계점 정보를 이용하여 산출하게 된다.
즉 시간에 따른 지속적인 운동패턴, 운동패턴 변화 시점 및 운동패턴 변화 흐름을 함께 반영하여 연산함으로써 가축 개체의 실질적인 운동량을 산출하게 된다.
소모칼로리산출모듈은 운동량산출모듈에서 산출된 운동량을 이용하여, 가축 개체의 소모 칼로리를 연산하는 기능을 수행한다.
바람직하게, 소모칼로리산출모듈에서 산출된 칼로리 정보는 육질 향상 및/또는 질병 예측을 위한 구성으로 전송되어 활용될 수 있도록 구성될 수 있다.
한편, 상기에서 도 1 내지 도 3를 이용하여 서술한 것은, 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명이 도 1 내지 도 3의 구성 및 기능에 한정되는 것이 아님은 자명하다.
100: 가속도연산부 200: 운동량산출부
210: 운동패턴분석부

Claims (2)

  1. 가속도연산부; 운동량산출부;데이터베이스를 포함하고, 상기 운동량산출부는 운동패턴분석부, 운동량산출모듈 및 소모칼로리산출모듈을 포함하는 가축의 운동패턴 분석 시스템에 관한 것으로서,
    - 상기 가속도연산부는 가축에 부착되어 가축 개체의 움직임 정보를 획득하고,
    - 상기 운동패턴분석부는 상기 가속도연산부에서 획득되는 움직임 정보를 이용하여 움직임 크기를 연산한 후에, 상기 움직임 크기의 표준편차와 표준편차 기준치를 이용하여 가축 개체의 운동패턴을 판단하며,
    - 상기 데이터베이스는 상기 가축 개체에 대한 정보, 가축의 품종, 연령, 성별에 따른 움직임 정보가 저장되되,
    (a) 상기 운동패턴분석부는,
    상기 가속도연산부에서 전송된 가축 개체의 움직임 크기를 연산하는 벡터크기연산모듈;
    상기 가축 개체의 움직임 크기에 대한 표준편차를 연산하며, 상기 연산된 표준편차를 일정 시간 동안의 움직임 크기의 산재도로 보여주는 표준편차연산모듈;
    상기 연산된 표준편차와 표준편차 기준치를 이용하여 상기 가축 패턴의 운동패턴을 판단하는 운동패턴판단모듈;
    상기 판단된 운동패턴의 변화 시점 및 운동패턴 변화 흐름을 포함하는 임계점 정보를 생성하는 임계점생성모듈 및
    상기 표준편차 기준치가 저장되는 메모리모듈; 을 포함하여 구성되고,
    (b) 상기 운동량산출모듈은,
    상기 판단된 운동패턴 및 상기 임계점 정보를 이용하여 가축 개체의 운동량을 산출하며,
    (c) 상기 소모칼로리산출모듈은,
    상기 산출된 운동량을 이용하여 가축 개체의 소모 칼로리를 연산하는 것을 특징으로 하는, 가축 개체의 운동패턴 분석 시스템.
  2. 삭제
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