KR101769488B1 - 식물 개체 생장 분석 시스템 - Google Patents

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김형석
권만재
양중석
이택성
이주영
노주원
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유보선
최종석
최민준
신정훈
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Abstract

본 발명은 식물 개체를 인식하기 위한 리더를 휴대 단말기에 부착하여 식물 개체에 구비된 태그를 인식하고, 휴대 단말기를 통해 촬영한 식물 개체의 이미지를 분석하여 식물 개체의 생장 정보를 획득하기 위한 식물 개체 생장 분석 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 식물 개체 생장 분석 시스템은 식물 개체에 부착되어 식물 개체를 식별하기 위한 고유 정보를 저장하는 태그, 태그를 인식하여 식물 개체의 고유 정보를 습득하는 리더 장치, 리더 장치와 결합되어 리더 장치로부터 식물 개체의 고유 정보를 수신하고, 카메라를 포함하여 리더 장치에 인식된 식물 개체를 촬영하여 이미지를 획득하고, 이미지를 분석하여 식물 개체의 생장 정보를 추출하는 휴대 단말기를 포함한다.

Description

식물 개체 생장 분석 시스템{Growth analysis system for plants}
본 발명은 식물 개체 생장 분석 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 식물 개체를 인식하기 위한 리더를 휴대 단말기에 부착하여 식물 개체에 구비된 태그를 인식하고, 휴대 단말기를 통해 촬영한 식물 개체의 이미지를 분석하여 식물 개체의 생장 정보를 획득하기 위한 식물 개체 생장 분석 시스템에 관한 것이다.
식물공장은 식물을 시설 안에서 빛, 온도, 습도 및 이산화탄소와 같은 재배조건을 인공적으로 제어하여 계절에 관계없이 자동으로 연속 생산하는 시스템이다. 식물공장은 실내 농업이기 때문에 연중 생산이 가능하고, 날씨와 상관없이 농사를 지을 수 있어 생산량 증대와 안정적인 공급 효과를 볼 수 있다. 식물공장은 차세대 녹색산업으로서 새로운 영농기술을 확립하고 관련 하이테크 기술 발전을 유도할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
식물공장에서 높은 생산성으로 식물을 재배하려면 식물의 성장 조건을 적기에 정확하게 조절해야 하므로 식물의 성장 환경에 따른 성장 결과를 감지하여 성장 조건의 적정 여부를 판단하는 방법이 요구된다.
이와 같은 식물공장은 식물의 생육주기를 일정별로 관찰하여 적절한 생육 조건을 유지시켜주어야 한다. 또한 적정한 생산성을 유지하고 생산단가를 낮추기 위해서는 병충해에 의한 손실을 방지해야 하고, 관리 인력의 투입을 최소화하기 위하여 원격으로 관리 제어하는 것이 필요하다.
한편 한국공개특허 제10-2014-0059883호에는 식물 생장을 모니터링 할 수 있는 "식물 생장 모니터링 시스템" 에 관하여 개시하고 있다.
개시된 식물 생장 모니터링 시스템은 식물에 대한 생장 환경 데이터를 측정하는 센서 모듈, 상기 생장 환경 데이터를 송신하고, 상기 센서 모듈을 제어하는 명령 데이터를 수신하는 무선 통신 모듈, LED 조명 모듈, 상기 센서 모듈, 상기 무선 통신 모듈 및 상기 LED 조명 모듈에 전력을 공급하는 전원 모듈을 포함하는 센서 장치, 및 상기 생장 환경 데이터를 수신하고, 상기 명령 데이터를 송신하여 상기 센서 장치를 제어하는 애플리케이션이 구동되는 이동 단말 장치를 포함한다.
또한 개시된 식물 생장 모니터링 시스템은 이동 단말 장치에 내장된 카메라를 이용하여 식물의 이미지를 획득하고, 이미지를 식물 생장 DB에 저장된 이미지들과 매칭하여 임계치를 획득하는 것을 특징으로 한다.
즉 개시된 식물 생장 모니터링 시스템은 각종 센서를 통해 얻은 정보를 이동 단말 장치와 연동하여 간단한 방법으로 식물의 생장을 모니터링 할 수 있는 내용을 개시하고 있다.
그러나, 개시된 식물 생장 모니터링 시스템은 온도 센서, 습도 센서, 산성도 센서, 산소 센서 및 이산화탄소 센서를 포함하는 센서 장치와 이동 단말 장치의 카메라를 이용하여 간단한 방법으로 식물의 생장을 모니터링 할 수 있지만, 카메라를 통해 촬영된 이미지를 식물 생장 DB에 저장된 이미지와 매칭시키는 것만으로는 정확한 식물의 생장 정보를 획득하는데 한계가 있다.
그리고 개시된 식물 생장 모니터링 시스템은 각각의 식물을 식별하기 위한 정보가 없기 때문에, 복수의 식물에 대한 생장 정보를 획득하는데는 적합하지 않은 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 각각의 식물을 식별할 수 있고, 식별된 식물에 대한 정확한 생장 정보를 획득할 수 있는 식물 개체 생장 분석 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 식물 개체 생장 분석 시스템은 식물 개체에 부착되어 상기 식물 개체의 고유 정보를 저장하는 태그, 상기 태그를 인식하여 상기 식물 개체의 고유 정보를 습득하는 리더 장치, 상기 리더 장치와 결합되어 상기 리더 장치로부터 상기 식물 개체의 상기 고유 정보를 수신하고, 카메라를 포함하여 상기 리더 장치에 인식된 상기 식물 개체의 이미지를 촬영하고, 상기 이미지를 분석하여 상기 식물 개체의 생장 정보를 추출하는 휴대 단말기를 포함한다.
본 발명에 따른 식물 개체 생장 분석 시스템에 있어서, 상기 생장 정보는 상기 이미지에 촬영된 상기 식물 개체의 잎의 면적, 줄기 두께, 줄기의 마디 길이, 열매의 색상, 열매의 크기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 식물 개체 생장 분석 시스템에 있어서, 상기 휴대 단말기는 상기 식물 개체의 지면으로부터 상기 이미지까지의 높이를 측정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 식물 개체 생장 분석 시스템에 있어서, 상기 리더 장치는 상기 카메라로부터 상기 이미지까지의 거리를 측정하는 거리측정센서를 포함하고, 상기 휴대 단말기는 지면으로부터 상기 카메라까지의 높이를 측정하는 기압센서 및 상기 카메라의 틸트 각도를 측정하는 중력센서를 포함하여, 상기 거리측정센서, 상기 기압센서 및 상기 중력센서를 통해 지면으로부터 상기 이미지까지의 높이를 추출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 식물 개체 생장 분석 시스템에 있어서, 상기 거리측정센서는 IR센서, 초음파 센서 또는 레이져 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 식물 개체 생장 분석 시스템에 있어서, 상기 태그는 상기 식물 개체의 최하단에 위치하고, 상기 기압센서는 상기 리더가 상기 태그를 인식하게 되면, 캘리브레이션을 수행하여 위치값을 초기화하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 식물 개체 생장 분석 시스템에 있어서, 상기 리더는 NFC 또는 RF 통신을 포함하는 근거리 통신을 통해 상기 태그를 인식하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 식물 개체 생장 분석 시스템에 있어서, 상기 식물 개체 주변의 온도 또는 습도를 측정하는 온습도 센서를 더 포함하고, 상기 온습도 센서는 상기 카메라가 상기 식물 개체를 촬영하게 되면 상기 식물 개체 주변의 온도 또는 습도를 측정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 식물 개체 생장 분석 시스템에 있어서, 상기 고유 정보는 상기 식물 개체를 식별하기 위한 식별 정보, 상기 식물 개체의 종류, 상기 식물 개체의 종류에 따른 생장 정보를 포함하고, 상기 휴대 단말기는 상기 고유 정보를 토대로 상기 이미지를 분석하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 식물 개체 생장 분석 시스템은 식물 개체에 부착되어 상기 식물 개체의 고유 정보를 저장하는 태그, 상기 태그를 인식하여 상기 식물 개체의 고유 정보를 습득하는 리더 장치, 상기 리더 장치와 결합되어 상기 리더 장치로부터 상기 식물 개체의 상기 고유 정보를 수신하고, 카메라를 포함하여 상기 리더 장치에 인식된 상기 식물 개체의 이미지를 촬영하는 휴대 단말기, 상기 휴대 단말기로부터 상기 고유 정보 및 상기 이미지를 수신하고, 상기 이미지를 분석하여 상기 식물 개체의 생장 정보를 추출하여 상기 휴대 단말기로 송신하는 관리 서버를 포함한다.
본 발명에 따른 식물 개체 생장 분석 시스템은 식물 개체에 부착되어 식물 개체의 고유 정보를 저장하는 태그를 리더 장치를 통해 인식하고, 휴대 단말기가 리더 장치로부터 식물 개체의 고유 정보를 전달받고, 카메라를 통해 식물 개체의 이미지를 촬영하여 이미지 분석을 통해 식물 개체의 생장 정보를 추출함으로써, 각각의 식물을 식별한 상태로 식물 생장 정보를 획득할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 식물 개체 생장 분석 시스템은 거리측정센서, 기압센서 및 중력센서를 통해 촬영된 이미지의 높이를 측정하고, 촬영된 이미지에 포함된 식물 개체의 형상 정보를 분석하여 식물 개체의 생장 정보를 획득함으로써, 촬영된 이미지의 높이를 고려한 상태로 식물 개체의 생장 상태를 확인할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 식물 개체 생장 분석 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 식물 개체 생장 분석 시스템의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 리더 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 휴대 단말기의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 관리 서버의 구성을 나타낸 블록도이다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 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 바람직한 실시예에 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, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 식물 개체 생장 분석 시스템의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 식물 개체 생장 분석 시스템의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 식물 개체 생장 분석 시스템(500)은 태그(100), 리더 장치(200), 휴대 단말기(300) 및 관리 서버(400)를 포함한다.
태그(100)는 식물 개체의 고유 정보를 저장하고 있다. 태그(100)는 RFID를 포함하는 근거리 무선 통신을 수행할 수 있는 인식 수단이 될 수 있다. 이러한 태그(100)는 리더 장치(200)가 설정된 간격 내로 접근하게 되면 식물 개체의 고유 정보를 리더 장치(200)로 전달할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 태그(100)는 RF ID 태그 등의 근거리 무선 통신을 통해 고유 정보를 전달하지만 이에 한정된 것은 아니고, 바코드, QR 코드 등 다양한 인식 수단을 통해 리더 장치로 고유 정보를 전달할 수 있다.
여기서 고유 정보는 식물 개체를 식별하기 위한 식별 정보를 포함할 수 있다. 이러한 식별 정보는 휴대 단말기(300)에 의해 촬영되는 이미지를 식별할 수 있는 ID 또는 번호 등이 될 수 있다.
또한 고유 정보는 식물 개체의 종류 또는 식물 개체의 종류에 따른 생장 정보를 포함할 수 있다. 즉 휴대 단말기(300)가 생장 정보를 분석하기 위한 정보들을 직접 저장하고 있을 수 있으나, 고유 정보에 식물 개체의 종류 또는 식물 개체의 종류에 따른 생장 정보를 저장하고 있을 경우, 휴대 단말기(300)는 태그(100)로부터 고유 정보를 전달받아, 전달받은 고유 정보를 통해 식물 개체의 생장 정보를 분석할 수 있다.
리더 장치(200)는 태그(100)를 인식할 수 있는 장치로 RFID 등을 통해 태그(100)를 인식하여, 태그(100)로부터 식물 개체의 고유 정보를 전달받을 수 있다.
이러한 리더 장치(200)는 휴대 단말기(300)와 결합될 수 있다. 여기서 리더 장치는 휴대 단말기(300)의 충전을 위한 전원 공급 포트에 결합되어 휴대 단말기(300)로부터 전원을 전달받아 동작하도록 구성될 수 있다. 이에 한정된 것은 아니고 리더 장치(200)는 별도의 전원 장치를 구비하여 별도로 동작되도록 할 수 있다. 이때 리더 장치(200)는 휴대 단말기(300)와 대응되는 형상으로 제작되어 휴대 단말기(300)에 완전히 고정되도록 형성되거나 휴대 단말기(300)에 구비된 포트를 통해 결합되도록 형성될 수 있다. 이때 리더 장치(200)와 결합되는 휴대 단말기(300)의 포트로는 전원 포트, 이어폰 포트 등이 될 수 있다.
휴대 단말기(300)와 결합된 리더 장치(200)는 유선 또는 근거리 무선 통신 방식을 통해 휴대 단말기(300)에 인식된 태그(100)의 고유 정보를 휴대 단말기(300)로 전달할 수 있다.
휴대 단말기(300)는 유선 또는 근거리 무선 통신 방식을 통해 식물 개체의 고유 정보를 전달받을 수 있는 이동통신단말기를 대표적인 예로서 설명하지만 휴대 단말기(300)는 이동통신단말기에 한정된 것이 아니고, 모든 정보통신기기, 멀티미디어 단말기, 유선 단말기, 고정형 단말기 및 IP(Internet Protocol) 단말기 등의 다양한 단말기에 적용될 수 있다. 또한, 휴대 단말기(300)는 휴대폰, PMP(Portable Multimedia Player), MID(Mobile Internet Device), 스마트폰(Smart Phone), 데스크톱(Desktop), 태블릿컴퓨터(Tablet PC), 노트북(Note book), 넷북(Net book) 및 정보통신 기기 등과 같은 다양한 이동통신 사양을 갖는 모바일(Mobile) 단말기일 때 유리하게 활용될 수 있다.
또한 휴대 단말기(300)는 리더 장치(200)로부터 식물 개체의 고유 정보를 수신하고 카메라를 포함하여 식물 개체의 이미지를 촬영할 수 있다. 휴대 단말기(300)는 촬영한 이미지를 분석하여 식물 개체의 생장 정보를 추출할 수 있다. 여기서 생장 정보는 식물 개체의 잎의 면적, 줄기 두께, 줄기의 마디 길이, 열매의 색상, 열매의 크기를 포함할 수 있다.
또한 휴대 단말기(300)는 지면으로부터 촬영한 이미지까지의 높이를 측정하여 정확한 식물의 생장 상태를 확인할 수 있도록 할 수 있다. 예컨데 식물의 높이에 따라 생장 정보가 달라질 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 휴대 단말기(300)는 촬영한 이미지까지의 높이를 측정하여, 촬영한 이미지의 높이와 생장 정보를 함께 제공하도록 할 수 있다.
관리 서버(400)는 휴대 단말기(300)로부터 촬영된 식물 개체의 이미지를 전달받아, 전달받은 이미지를 분석하여 식물 개체의 생장 정보를 추출할 수 있다. 추출된 생장 정보는 휴대 단말기(300)로 전송할 수 있다.
즉 생장 정보 분석은 휴대 단말기(300)에서 실시될 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니고, 휴대 단말기(300)는 생장 정보에 대한, 보다 많은 데이터를 보유하고 있는 관리 서버(400)로 고유 정보 및 촬영한 이미지를 전달하여, 관리 서버(400)에서 생장 정보 분석을 하도록 할 수 있다.
이하 본 발명의 실시예에 따른 리더 장치(200)의 구성을 더욱 상세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 리더 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 리더 장치(200)는 인식부(210), 저장부(220), 거리측정센서(230), 통신부(240) 및 리더제어부(250)를 포함한다. 또한 리더 장치(200)는 이미지 촬영 당시 환경을 측정할 수 있는 온습도센서(270)를 더 포함할 수 있다.
인식부(210)는 태그(100)를 인식할 수 있는 장치로 RF 통신 또는 NFC 통신 등을 통해 태그(100)를 인식하여, 태그(100)로부터 식물 개체의 고유 정보를 전달받을 수 있다. 이러한 인식부(210)는 바코드, QR 코드 등과 같은 코드를 인식할 수 있는 리더기가 될 수 있고, RF 통신 또는 NFC 통신 등의 근거리 통신을 통해 태그(100)를 인식할 경우, 통신부(240)와 일체로 구성될 수 있다.
저장부(220)는 데이터를 저장하기 위한 장치로 태그(100)를 인식하기 위한 프로그램을 저장할 수 있다. 또한 저장부(220)는 거리측정센서(230)의 기능 동작에 필요한 프로그램을 저장할 수 있다.
거리측정센서(230)는 휴대 단말기(300)가 촬영한 이미지와의 거리를 측정할 수 있다. 이러한 거리측정센서(230)는 IR센서, 초음파 센서 또는 레이져 센서를 포함할 수 있다. 거리측정센서(230)에 의해 측정된 값은 촬영된 이미지의 높이를 산출하는데 사용된다.
통신부(240)는 인식부(210)에 의해 측정된 식물 개체의 고유 정보를 휴대 단말기(300)로 전달할 수 있다. 여기서 통신부(240)는 근거리 무선 통신 또는 휴대 단말기의 포트와 연결되어 고유 정보를 전달할 수 있다.
기압센서(260)는 휴대 단말기(200)가 이미지를 촬영하게 되면 지면과의 높이를 측정할 수 있다. 즉 기압센서(260)는 지면으로부터의 고도를 측정하여 지면으로부터의 높이를 측정할 수 있다.
이때 기압센서(260)는 인식부(210)가 태그(100)를 인식하게 되면, 캘리브레이션을 수행하여 위치 값을 초기화 시킬 수 있다. 즉 태그(100)가 식물 개체의 최하부에 위치하기 때문에 기압센서(260)는 지면을 태그(100)의 위치로 인식하고, 태그(100)로부터의 높이를 측정할 수 있다.
리더제어부(250)는 인식부(210)를 통해 태그(100)로부터 전달받은 식물 개체의 고유 정보를 통신부(240)를 통해 휴대 단말기(300)로 전달할 수 있다.
또한 리더제어부(250)는 거리측정센서(230)에 의해 측정된 휴대 단말기(300)가 촬영한 이미지와의 거리와, 기압센서(260)에 의해 측정된 지면과의 높이를 휴대 단말기(300)로 전달할 수 있다. 즉 리더제어부(250)는 휴대 단말기(300)가 이미지를 촬영하게 되면, 휴대 단말기(300)의 제어 하에 거리측정센서(230) 및 기압센서(260)를 동작시켜 휴대 단말기(300)가 촬영한 이미지와의 거리 및 지면과의 높이를 측정하도록 할 수 있다.
온습도센서(270)는 촬영된 식물 개체 주변의 온도 또는 습도를 측정할 수 있다. 온습도센서(270)는 휴대 단말기(300)가 식물 개체를 촬영하게 되면, 리더제어부(250)의 제어 하에 식물 개체 주변의 온도 또는 습도를 측정하여 휴대 단말기(300)로 전달하도록 할 수 있다.
이하 본 발명의 실시예에 따른 휴대 단말기(300)의 내부 구성을 상세히 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 휴대 단말기의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 휴대 단말기(300)는 단말통신부(310), 단말입력부(320), 단말표시부(330), 단말저장부(340), 카메라(350), 중력센서(370) 및 단말제어부(380)를 포함한다.
단말통신부(310)는 리더 장치(200) 또는 관리 서버(400)와 데이터 통신을 수행할 수 있다. 즉 단말통신부(310)는 리더 장치(200)로부터 식물 개체의 고유정보를 수신하고, 리더 장치(200)로부터 측정된 촬영된 이미지와의 거리를 수신할 수 있다. 또한 단말통신부(310)는 카메라(350)에 의해 촬영한 이미지, 리더 장치(200)로부터 전달받은 이미지와의 거리, 기압센서(260)로부터 측정된 카메라(350)의 높이, 중력센서(370)로부터 측정된 카메라(350)의 각도 등을 관리 서버(400)로 전달할 수 있다.
단말입력부(320)는 숫자 및 문자 정보 등의 다양한 정보를 입력 받고, 각종 기능을 설정 및 휴대 단말기(300)의 기능 제어와 관련하여 입력되는 신호를 단말제어부(380)로 전달한다. 또한, 단말입력부(320)는 사용자의 터치 또는 조작에 따른 입력 신호를 발생하는 키패드와 터치패드 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 단말입력부(320)는 단말표시부(330)와 함께 하나의 터치패널(또는 터치스크린(touch screen))의 형태로 구성되어 입력과 표시 기능을 동시에 수행할 수 있다. 또한 단말입력부(320)는 키보드, 키패드, 마우스, 조이스틱 등과 같은 입력 장치 외에도 향후 개발될 수 있는 모든 형태의 입력 수단이 사용될 수 있다. 특히 본 발명의 실시예에 따른 단말입력부(320)는 카메라의 동작 신호를 입력받을 수 있다.
단말표시부(330)는 휴대 단말기(300)의 기능 수행 중에 발생하는 일련의 동작상태 및 동작결과 등에 대한 정보를 표시한다. 또한, 단말표시부(330)는 휴대 단말기(300)의 메뉴 및 사용자가 입력한 사용자 데이터 등을 표시할 수 있다. 여기서 단말표시부(330)는 액정표시장치(LCD, Liquid Crystal Display), 초박막 액정표시장치(TFT-LCD, Thin Film Transistor LCD), 발광다이오드(LED, Light Emitting Diode), 유기 발광다이오드(OLED, Organic LED), 능동형 유기발광다이오드(AMOLED, Active Matrix OLED), 레티나 디스플레이(Retina Display), 플렉시블 디스플레이(Flexible display) 및 3차원(3 Dimension) 디스플레이 등으로 구성될 수 있다. 이러한 단말표시부(330)는 카메라(350)로부터 촬영된 이미지를 화면상에 출력할 수 있다. 또한 단말표시부(330)는 이미지의 높이 및 생정 장보를 화면상에 출력할 수 있다. 예컨데 단말표시부(330)는 촬영한 이미지를 화면상에 출력하고, 이미지의 높이, 잎의 면적, 줄기의 길이, 줄기의 두께 등의 수치를 출력할 수 있다.
단말저장부(340)는 데이터를 저장하기 위한 장치로, 휴대 단말기(300)의 기능 동작에 필요한 응용 프로그램을 저장한다. 여기서, 단말저장부(340)는 사용자의 요청에 상응하여 각 기능을 활성화하는 경우, 단말제어부(380)의 제어 하에 해당 응용 프로그램을 실행하여 각 기능을 제공하게 된다. 이러한 단말저장부(340)는 카메라(350), 기압센서(360), 중력센서(370), 온습도센서(390)를 실행하기 위한 응용프로그램을 저장할 수 있다. 또한 단말저장부(340)는 이미지의 높이를 추출하기 위한 응용 프로그램, 형상을 분석하기 위한 응용프로그램, 생장 정보를 추출하기 위한 응용 프로그램 등을 저장할 수 있다. 또한 단말저장부(340)는 리더 장치(200)로부터 전달받은 고유 정보를 분류하고, 각 고유 정보에 해당하는 생장 정보를 저장할 수 있다.
카메라(350)는 식물 개체의 이미지를 촬영할 수 있다. 이러한 카메라(350)는 휴대 단말기(300)에 내장될 수 있으며, 사용자가 카메라를 원하는 위치에 조준한 상태로 단말입력부(320)로부터 입력 신호를 받게되면, 촬영하여 이미지를 획득할 수 있다.
기압센서(360)는 카메라(350)가 이미지를 촬영하게 되면 카메라(350)의 높이를 측정할 수 있다. 즉 기압센서(360)는 지면으로부터의 고도를 측정하여 지면으로부터 카메라(350)까지의 높이를 측정할 수 있다.
이때 기압센서(360)는 리더 장치(200)가 태그(100)를 인식하게 되면, 캘리브레이션을 수행하여 위치 값을 초기화 시킬 수 있다. 즉 태그(100)가 식물 개체의 최하부에 위치하기 때문에 기압센서(360)는 지면을 태그(100)의 위치로 인식하고, 태그(100)로부터 카메라(350) 까지의 높이를 측정할 수 있다.
중력센서(370)는 카메라(350)가 이미지를 촬영하게 되면 카메라(350)의 틸트 각도를 측정할 수 있다. 이러한 중력센서(370)로는 자이로 센서 또는 가속도 센서 등 카메라(350)의 틸트 각도를 측정할 수 있는 다양한 중력을 측정할 수 있는 센서가 사용될 수 있다.
단말제어부(380)는 단말입력부(320)로부터 카메라(350)의 동작 명령을 입력받게 되면, 카메라(350)를 통해 이미지를 촬영함과 동시에, 리더 장치(200)로 제어 신호를 전달하여 이미지와의 거리를 측정하도록 하여 측정된 이미지와의 거리를 전달받고, 기압센서(360)를 동작시켜 카메라(350)의 높이를 측정하고, 중력센서(370)를 동작시켜 현재 카메라(350)가 틸트된 각도를 측정하도록 할 수 있다. 이를 통해 단말제어부(380)는 실제 촬영된 이미지의 지면으로부터 높이를 측정할 수 있다.
또한 단말제어부(380)는 촬영된 이미지를 분석하여 식물 개체의 생장 정보를 추출할 수 있다.
이러한 단말제어부(380)는 높이추출모듈(381), 형상분석모듈(382) 및 생장정보추출모듈(383)을 포함할 수 있다.
높이추출모듈(381)은 단말입력부(320)로부터 카메라(350)의 동작 명령을 입력받게 되면, 카메라(350)를 통해 이미지를 촬영함과 동시에, 리더 장치(200)로 제어 신호를 전달하여 이미지와의 거리를 측정하도록 하여 측정된 이미지와의 거리를 전달받고, 기압센서(360)를 동작시켜 카메라(350)의 높이를 측정하고, 중력센서(370)를 동작시켜 현재 카메라(350)가 틸트된 각도를 측정하도록 할 수 있다. 높이추출모듈(381)은 이미지와의 거리, 카메라(350)의 높이 및 카메라(350)가 틸트된 각도를 통해 지면으로부터 이미지까지의 높이를 측정할 수 있다.
형상분석모듈(382)은 카메라(350)에 의해 촬영된 이미지를 분석할 수 있다. 형상분석모듈(382)은 이미지 상에 존재하는 열매, 잎 또는 줄기의 크기, 색상, 휘도 및 형태 등의 정보를 추출할 수 있다.
생장정보추출모듈(383)은 높이추출모듈(381) 및 형상분석모듈(382)에 의해 분석된 이미지의 높이 및 생장 정보를 단말표시부(330)를 통해 화면상에 출력하도록 할 수 있다. 더하여 생장정보추출모듈(383)은 단말저장부(340)에 저장된 데이터를 이용한 분석을 통해 촬영된 이미지에 해당하는 식물 개체의 성장 정도에 대한 정보를 추출하고, 열매 수확 가능 여부에 대한 정보를 판단하여, 판단 결과를 단말표시부(330)를 통해 화면상에 출력하도록 할 수 있다.
이하 본 발명의 실시예에 따른 관리서버(400)에 대하여 더욱 상세히 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 관리 서버의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 관리 서버(400)는 서버통신부(410), 서버저장부(420) 및 서버제어부(430)를 포함한다.
서버통신부(410)는 통신망을 통해 휴대 단말기(300)와 통신하여 휴대 단말기(300)가 리더 장치(200)로부터 수신한 식물 개체의 고유 정보 및 휴대 단말기(300)에 의해 촬영된 식물 개체의 이미지를 전달받을 수 있다. 예컨데 통신망은 무선랜(WLAN, Wireless LAN), 와이파이(Wi-Fi), 와이브로(Wibro), 와이맥스(Wimax), 고속하향패킷접속(HSDPA, High Speed Downlink Packet Access) 등의 무선 통신방식 또는 이더넷(Ethernet), xDSL(ADSL, VDSL), HFC(Hybrid Fiber Coax), FTTC(Fiber to The Curb), FTTH(Fiber To The Home) 등의 유선 통신방식이 이용될 수 있다.
서버저장부(420)는 관리 서버(400)의 기능 실행에 따른 모든 프로그램을 저장한다. 특히 서버저장부(420)는 이미지의 높이를 추출하기 위한 응용 프로그램, 형상을 분석하기 위한 응용프로그램, 생장 정보를 추출하기 위한 응용 프로그램 등을 저장할 수 있다. 또한 서버저장부(420)는 생장 정보 추출을 위하여 다양한 식물 개체에 대한 생정 정보를 저장할 수 있다.
서버제어부(430)는 높이추출모듈(431), 형상분석모듈(432) 및 생장정보추출모듈(433)을 포함할 수 있다.
높이추출모듈(431)은 서버통신부(410)를 통해 휴대 단말기(300)로부터 이미지와의 거리, 카메라(350)의 높이 및 카메라(350)가 틸트된 각도를 전달받게 되면, 계산을 수행하여 지면으로부터 이미지까지의 높이를 측정할 수 있다.
형상분석모듈(432)은 서버통신부(410)를 통해 휴대 단말기(300)로부터 전달받은 식물 개체의 이미지를 분석할 수 있다. 형상분석모듈(432)은 이미지 상에 존재하는 열매, 잎 또는 줄기의 크기, 색상, 휘도 및 형태 등의 정보를 추출할 수 있다.
생장정보추출모듈(433)은 높이추출모듈(431) 및 형상분석모듈(432)에 의해 분석된 이미지의 높이 및 생장 정보를 서버통신부(410)를 통해 휴대 단말기(300)로 전달할 수 있다. 또한 생장정보추출모듈(433)은 서버저장부(420)에 저장된 데이터를 이용한 분석을 통해 촬영된 이미지에 해당하는 식물 개체의 성장 정도에 대한 정보를 추출하고, 열매 수확 가능 여부에 대한 정보를 판단하여, 판단 결과를 휴대 단말기(300)로 전달할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 식물 개체 생장 분석 시스템(500)은 식물 개체에 부착되어 식물 개체의 고유 정보를 저장하는 태그(100)를 리더 장치(200)를 통해 인식하고, 휴대 단말기(300)가 리더 장치(200)로부터 식물 개체의 고유 정보를 전달받고, 카메라를 통해 식물 개체의 이미지를 촬영하여 이미지 분석을 통해 식물 개체의 생장 정보를 추출함으로써, 각각의 식물을 식별한 상태로 식물 생장 정보를 획득할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 식물 개체 생장 분석 시스템(500)은 거리측정센서, 기압센서 및 중력센서를 통해 촬영된 이미지의 높이를 측정하고, 이미지에 촬영된 식물 개체의 형상 정보를 분석하여 식물 개체의 생장 정보를 획득함으로써 정확한 생장 정보를 획득할 수 있다.
한편, 본 도면에 개시된 실시예는 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.
100 : 태그 200 : 리더 장치
210 : 인식부 220 : 저장부
230 : 거리측정센서 240 : 통신부
250 : 리더제어부 300 : 휴대 단말기
310 : 단말통신부 320 : 단말입력부
330 : 단말표시부 340 : 단말저장부
350 : 카메라 360 : 기압센서
370 : 중력센서 380 : 단말제어부
381 : 높이추출모듈 382 : 형상분석모듈
383 : 생장정보추출모듈 390 : 온습도센서
400 : 관리서버 410 : 서버통신부
420 : 서버저장부 430 : 서버제어부
431 : 높이추출모듈 432 : 형상분석모듈
433 : 생장정보추출모듈

Claims (10)

  1. 식물 개체의 최하단에 부착되어 상기 식물 개체를 식별하기 위한 식별 정보, 상기 식물 개체의 종류, 상기 식물 개체의 종류에 따른 생장 정보를 포함하는 고유 정보를 저장하는 태그;
    상기 태그를 인식하여 상기 식물 개체의 고유 정보를 습득하는 리더 장치;
    상기 리더 장치와 결합되어 상기 리더 장치로부터 상기 식물 개체의 상기 고유 정보를 수신하고, 카메라를 통해 상기 리더 장치에 인식된 상기 식물 개체를 촬영하여 이미지를 획득하고, 상기 이미지를 분석하여 상기 식물 개체의 생장 정보를 추출하는 휴대 단말기; 를 포함하고,
    상기 리더 장치는,
    상기 이미지 상에 존재하는 열매, 잎 또는 줄기와의 거리를 측정하는 거리측정센서;
    상기 태그를 인식하게 되면, 캘리브레이션을 수행하여 위치값을 초기화하고, 지면과의 높이를 측정하는 기압센서; 를 포함하고,
    상기 휴대 단말기는 상기 카메라의 틸트 각도를 측정하는 중력센서를 포함하고, 상기 거리측정센서를 통한 상기 이미지 상에 존재하는 열매, 잎 또는 줄기까지의 거리와, 상기 기압센서를 통한 상기 카메라의 높이와, 상기 중력센서를 통한 상기 카메라가 틸트된 각도를 통해 지면으로부터 상기 이미지 상에 존재하는 열매, 잎 또는 줄기까지의 높이를 추출하고, 상기 고유 정보와, 상기 이미지 상에 존재하는 열매, 잎 또는 줄기까지의 높이를 토대로 상기 이미지를 분석하여 상기 식물 개체의 생장 정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 식물 개체 생장 분석 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 생장 정보는 촬영된 상기 이미지에 포함된 상기 식물 개체의 잎의 면적, 줄기 두께, 줄기의 마디 길이, 열매의 색상, 열매의 크기를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물 개체 생장 분석 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 거리측정센서는 IR센서, 초음파 센서 또는 레이져 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물 개체 생장 분석 시스템.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 리더 장치는 RFID를 포함하는 근거리 통신을 통해 상기 태그를 인식하는 것을 특징으로 하는 식물 개체 생장 분석 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 리더 장치는,
    상기 식물 개체 주변의 온도 또는 습도를 측정하는 온습도 센서; 를 더 포함하고,
    상기 온습도 센서는 상기 카메라가 상기 식물 개체를 촬영하게 되면 상기 식물 개체 주변의 온도 또는 습도를 측정하는 것을 특징으로 하는 식물 개체 생장 분석 시스템.
  9. 삭제
  10. 식물 개체의 최하단에 부착되어 상기 식물 개체를 식별하기 위한 식별 정보, 상기 식물 개체의 종류, 상기 식물 개체의 종류에 따른 생장 정보를 포함하는 고유 정보를 저장하는 태그;
    상기 태그를 인식하여 상기 식물 개체의 고유 정보를 습득하는 리더 장치;
    상기 리더 장치와 결합되어 상기 리더 장치로부터 상기 식물 개체의 상기 고유 정보를 수신하고, 카메라를 통해 상기 리더 장치에 인식된 상기 식물 개체를 촬영하여 이미지를 획득하는 휴대 단말기;
    상기 휴대 단말기로부터 상기 고유 정보 및 상기 이미지를 수신하고, 상기 이미지를 분석하여 상기 식물 개체의 생장 정보를 추출하여 상기 휴대 단말기로 송신하는 관리 서버; 를 포함하고,
    상기 리더 장치는,
    상기 이미지 상에 존재하는 열매, 잎 또는 줄기와의 거리를 측정하는 거리측정센서;
    상기 태그를 인식하게 되면, 캘리브레이션을 수행하여 위치값을 초기화하고, 지면과의 높이를 측정하는 기압센서; 를 포함하고,
    상기 휴대 단말기는 상기 카메라의 틸트 각도를 측정하는 중력센서를 포함하고,
    상기 관리 서버는 상기 거리측정센서를 통한 상기 이미지 상에 존재하는 열매, 잎 또는 줄기까지의 거리와, 상기 기압센서를 통한 상기 카메라의 높이와, 상기 중력센서를 통한 상기 카메라가 틸트된 각도를 통해 지면으로부터 상기 이미지 상에 존재하는 열매, 잎 또는 줄기까지의 높이를 추출하고, 상기 고유 정보와, 상기 이미지 상에 존재하는 열매, 잎 또는 줄기까지의 높이를 토대로 상기 이미지를 분석하여 상기 식물 개체의 생장 정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 식물 개체 생장 분석 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2022103113A1 (ko) * 2020-11-10 2022-05-19 건국대학교 산학협력단 식물 재배기 및 그의 구동 방법

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