KR102071719B1 - 식물체 성장량 측정장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 식물체 성장량 측정장치 및 그 방법은 복수의 광학장치를 이용하여 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이를 용이하게 측정하고, 측정된 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이값에 따라 식물체의 성장량을 정확하게 측정할 수 있도록 한 것으로서, 상기 장치는, 광을 발생하여 발생된 광에 대한 반사 광의 반사패턴 신호를 이용하여 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이를 측정하는 측정부; 및 상기 측정부에서 측정한 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이를 이전에 측정한 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이와 비교하여 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이의 변화량을 각각 계산하고, 각각 계산된 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이의 변화량을 이용하여 상기 식물체의 성장량을 계산하는 제어부를 포함한다.

Description

식물체 성장량 측정장치 및 그 방법{Apparatus and method for measuring growth volume of plant}

본 발명은 식물체 성장량 측정장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 복수의 광학장치를 이용하여 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이를 용이하게 측정하고, 측정된 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이 값에 따라 식물체의 성장량을 정확하게 측정할 수 있도록 한 식물체 성장 측정장치 및 그 방법에 관한 것이다.

작물을 재배하기 위해, 유리 온실 또는 비닐 온실이 널리 이용되고 있다. 온실 내부는 태양열에 의해 외부에 비해 고온이 유지되며, 태양광의 대부분이 유리 또는 비닐을 투과하여 식물체에 전달되므로 작물의 생장에 매우 유리한 환경이 조성된다.

온실의 환경 제어는 작물의 생육 단계나 생육 상태, 병해충 발생 정도 등에 따라 시시각각 다르게 제어되어야 하므로, 온실 내 작물의 생육 정보는 제어 수준을 결정하는데 있어 가장 큰 영향을 미치는 요소이다. 그러므로 온실 환경 자동 제어를 위해서는 온실 내 온도, 습도 등의 기상 환경 조건 이외에 작물의 생육 정보(예를 들어, 엽온, 엽습도, 초장, 엽면적, 절간장, 경경, 엽록소 함량, 착화수, 착과수, 과실색 등)의 수집이 가능해야 한다.

일반적으로는 작물 생장과 생장 속도 등을 관측하기 위하여 사람의 육안에 의한 계측 방법을 사용하여 왔다. 작물은 햇빛이 많은 여름에 가장 많이 생장하게 되는데 날씨의 변화가 심한 경우 일년의 총 소출을 예상하기 어렵고, 이에 따라 수출하고자 하는 특정 작물과 작물의 양 그리고 수입되는 작물 및 작물의 양을 예측하기 어렵다.

또한, 기상 변화에 따른 작물 생장 관측 및 소출 예측을 보다 정확히 하기 위하여 산간 오지의 작물 생장 등도 정확히 측정하는 것이 필수적임에도 불구하고, 이를 매 순간마다 정확히 측정할 수 있는 수단이 없으며, 사람이 매번 일일이 관측하여야 하는 불편함이 있다. 그러므로 정확한 작물 생장 자료를 관측 및 저장하는데 곤란한 문제점이 있다.

더구나, 사람이 관측함으로써 재배 작물의 생장 상태를 관찰하는 데에는 관찰시점의 불일치와 관찰빈도가 제한되는 문제점이 있고, 사람이 직접 측정 시 손으로 만지며 측정하는 관계로 측정시의 데이터에 오차가 발생할 확률이 많다. 그리고 작물의 생육 정보 측정에 많은 시간을 낭비하고, 연구원 또는 관리 기관과 정보를 교환하는데 불편함이 많았으며 이로 인해 연구 자료로 사용할 수 없어 한 해의 소출을 예측하기 어렵다는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 온실 내부 천장 부분에 촬영 기기를 장착하여 줌인 또는 줌아웃을 통하여 작물을 관찰하는 시스템이 있으나, 이러한 경우 촬영 기기와 작물간의 거리에 의하여 실제 작물 생육 상태를 정확히 측정할 수 없는 문제점이 있다.

이외에도, 작물이 생산되는 지역이나 온실에 작물의 생장 환경 요소들을 측정하기 위한 센서 노드들을 설치하고, 센서 노드들을 이용하여 작물의 생장 상태를 모니터링 하거나, 근거리 무선 통신을 이용하여 수집된 현재 상태 정보를 이동 단말기로 전송하고, 이동 단말기로부터 발생된 제어 신호에 따라 하우스 내부를 제어하는 유비쿼터스 기반의 관리 시스템 등이 개발되었다.

그러나 이러한 시스템들은 모두 고정된 위치에 설치된 센서 노드에 의하여 작물의 생장 상태를 측정함으로써, 작물의 생장 상태를 보다 정확하게 측정하는 데에 한계가 있다.
[선생기술문헌 정보]
출원인: 한국전자통신연구원
출원번호/일자: 10-2011-0114664(2011.11.04)
공개번호/일자: 10-2013-0049567 (2013.05.14)
발명의 명칭: 작물 관측 장치 및 그 방법

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 복수의 광학장치를 이용하여 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이를 용이하게 측정하고, 측정된 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이 값에 따라 식물체의 성장량을 정확하게 측정할 수 있도록 한 식물체 성장 측정장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 식물체의 성장량 측정장치의 일 측면에 따르면, 광을 발생하여 발생된 광에 대한 반사 광의 반사패턴을 이용하여 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이를 측정하는 측정부; 및 상기 측정부에서 측정한 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이를 이전에 측정한 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이와 비교하여 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이의 변화량을 각각 계산하고, 각각 계산된 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이의 변화량을 이용하여 상기 식물체의 성장량을 계산하는 제어부를 포함한다.

상기 측정부는, 광학을 이용하여 식물체의 줄기에 대한 둘레 길이를 측정하는 제1 측정부; 및 광학을 이용하여 식물체의 줄기에 대한 절간 길이를 측정하는 제2 측정부를 포함한다.

상기 제1 측정부는, 일정 패턴을 가지고, 식물체의 줄기를 감싸도록 구성되어 줄기의 둘레의 성장에 따라 비례적으로 둘레 길이 방향으로 늘어나는 제1 반사부재; 상기 제1 반사부재상에 설치되고, 임의의 세기의 광을 상기 제1 반사부재로 송신하는 제1 광 송신부; 및 상기 광 송신부에서 송신된 광이 상기 제1 반사부재에 의해 반사되는 광의 반사 패턴을 수신하여 상기 제어부로 제공하는 제1 광 수신부를 포함한다.

상기 제2 측정부는, 일정 패턴을 가지고 상기 식물체의 줄기 길이 방향으로 상기 제1 반사부재와 연결된 제2 반사부재; 상기 제2 반사부재상에 설치되고, 임의의 세기의 광을 상기 제2 반사부재로 송신하는 제2 광 송신부; 및 상기 제2 광 송신부에서 송신된 광이 상기 제2 반사부재에 의해 반사되는 광의 반사 패턴을 수신하여 상기 제어부로 제공하는 제2 광 수신부를 포함한다.

상기 제어부는, 상기 제1 측정부의 제1 광 수신부 및 제2 측정부의 제2 광 수신부에서 제공되는 각각의 반사 패턴을 인식하는 패턴 인식부; 상기 패턴 인식부에서 인식된 각각의 반사 패턴을 이전 측정된 각각의 반사 패턴과 비교하여 식물체의 줄기에 대한 둘레 길이 및 절간 길이의 변화량을 계산하는 제1 계산부; 상기 제1 계산부에서 각각 계산된 식물체의 줄기에 대한 둘레 길이 및 절간 길이의 변화량의 차이를 이용하여 식물체의 성장량을 계산하는 제2 계산부를 포함한다.

상기 제1,2 계산부에서 계산된 식물체의 줄기에 대한 둘레 길이 변화량, 절간 길이의 변화량 및 식물체의 성장량을 저장하는 저장부; 상기 제1,2 계산부에서 계산된 식물체의 줄기에 대한 둘레 길이 변화량, 절간 길이의 변화량 및 식물체의 성장량을 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함한다.

상기 제1, 2 계산부에서 계산된 식물체의 줄기에 대한 둘레 길이 변화량, 절간 길이의 변화량 및 식물체의 성장량을 유선 또는 무선 네트워크를 통해 원격의 서버로 전송하는 통신부를 더 포함한다.

상기 측정부에서 발생되는 광은 레이저 또는 적외선이다.

한편, 본 발명에 따른 식물체의 성장량 측정방법의 일 측면에 따르면, 광을 발생하여 발생된 광에 대한 반사 광의 반사패턴을 이용하여 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이를 측정하는 단계; 및 상기 측정한 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이를 이전에 측정한 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이와 비교하여 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이의 변화량을 각각 계산하는 단계; 상기 각각 계산된 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이의 변화량을 이용하여 상기 식물체의 성장량을 계산하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 발생되는 광은 레이저 또는 적외선이다.

상기 측정하는 단계에서, 상기 식물체의 둘레 길이의 측정은, 일정 패턴을 가지고, 식물체의 줄기를 감싸도록 구성된 제1 반사부재에 설치된 상기 제1 반사부재로 임의의 세기의 광을 송신하는 단계; 및 상기 제1 반사부재에 의해 반사되는 광의 반사 패턴을 수신하는 단계를 포함한다.

상기 측정하는 단계에서 상기 식물체의 절간 길이의 측정은, 일정 패턴을 가지고 상기 식물체의 줄기 길이 방향으로 상기 제1 반사부재와 연결된 제2 반사부재로 임의의 세기의 광을 송신하는 단계; 및 상기 송신된 광이 상기 제2 반사부재에 의해 반사되는 광의 반사 패턴을 수신하는 단계를 포함한다.

상기 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이의 변화량을 각각 계산하는 단계는, 상기 제1,2 반사부재를 통해 각각 반사되는 반사 패턴을 인식하는 단계; 상기 인식된 각각의 반사 패턴을 이전 측정된 각각의 반사 패턴과 비교하여 식물체의 줄기에 대한 둘레 길이 및 절간 길이의 변화량을 계산하는 단계; 및 상기 각각 계산된 식물체의 줄기에 대한 둘레 길이 및 절간 길이의 변화량의 차이를 이용하여 식물체의 성장량을 계산하는 단계를 포함한다.

상기 계산된 식물체의 줄기에 대한 둘레 길이 변화량, 절간 길이의 변화량 및 식물체의 성장량을 메모리에 저장하는 단계; 및 상기 계산된 식물체의 줄기에 대한 둘레 길이 변화량, 절간 길이의 변화량 및 식물체의 성장량을 디스플레이하는 단계를 더 포함한다.

상기 계산된 식물체의 줄기에 대한 둘레 길이 변화량, 절간 길이의 변화량 및 식물체의 성장량을 유선 또는 무선 네트워크를 통해 원격의 서버로 전송하는 단계를 더 포함한다.

본 발명에 따른 식물체 성장량 측정장치 및 그 방법에 따르면, 복수의 광학장치를 이용하여 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이를 용이하게 측정하고, 측정된 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이 값에 따라 식물체의 성장량을 정확하게 측정할 수 있도록 함으로써, 농업연구에서 생물의 성장 상태등을 정확하게 측정할 수 있으며, 작물의 마디 사이의 성장 부분도 정확히 측정할 수 있다.

또한, 상기와 같은 방법에 따라 식물체의 성장상태를 자동으로 측정함으로써, 온실의 환경 제어등에서는 상기 측정된 식물체 성장 데이터를 이용하여 온실 내의 환경상태를 최적의 환경상태로 유지되도록 온실 시스템을 제어할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 식물체 성장량 측정장치가 식물체에 설치되는 일예를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 식물체 성장량 측정장치에 대한 블록 구성을 나타낸 도면.
도 3은 도 2에 도시된 제어부에 대한 상세 블록 구성을 나타낸 도면.
도 4의 (a)는 도 3에 도시된 패턴 인식부로 수신되는 광의 반사패턴을 나타낸 도면이고, (b)는 현재 수신된 광의 반사패턴과 이전 측정주기에 수신되는 광의 반사패턴을 비교함에 따라 반사 패턴의 변화량을 보여주는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 식물체 성장량 측정방법에 대한 동작 플로우챠트를 나타낸 도면.

이하, 본 발명에 따른 식물체 성장량 측정장치 및 그 방법에 대한 바람직한 실시에를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명해 보기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 식물체 성장량 측정장치가 식물체에 설치되는 일예를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 식물체 성장량 측정장치는, 식물체(100)의 제1 마디에 제1 광학장치(200)가 설치되는데, 제1 광학장치(200)는 일정 패턴을 가지는 제1 반사부재(300)가 연결된다. 즉, 제1 반사부재(300)는 제1 광학장치(200)에 설치되는 버클(미도시)내에 설치되어 식물체(100)의 줄기를 감싸도록 구성된다. 따라서, 식물체(100)의 줄기 둘레가 성장하는 경우 상기 제1 반사부재(300)가 상기 버클안으로 들어가기 때문에 제1 광학장치(200)는 최초 설치된 위치로부터 일정거리 좌 또는 우측으로 이동한다. 즉, 제1 반사부재(300)는 줄기의 둘레가 성장하면 줄기의 둘레 성장에 따라 팽창되기 때문에 제1 광학장치(200)가 좌 또는 우로 이동한다.

이렇게 제1 광학장치(200)의 거리 이동에 따라 제1 광학장치(200)에서 인식하는 제1 반사부재(300)를 통해 반사되는 광의 반사패턴과 이전 측정된 제1 반사부재(300)에 대한 광의 반사 패턴의 변화량이 발생된다.

따라서, 이러한 광의 반사 패턴의 변화량에 따라 식물체의 줄기 둘레의 길이 변화를 측정한다.

한편, 상기 제1 반사부재(300)와 직각 즉, 식물체의 줄기 하측으로 제2 반사부재(500)를 연결하고, 제2 반사부재(500)에는 상기 제1 광학장치(200)와 동일한 방식으로 버클로 제2 광학장치(400)가 설치된다. 여기서, 제1 광학장치(200)와 제2 광학장치(400)는 광의 송신 및 수신 방향이 반대로 되도록 설치되어야 한다. 즉, 제1 광학장치(200)는 식물체 줄기의 둘레의 길이 변화를 측정하기 때문에 제1 반사부재(300)의 늘어나는 방향에 따라 좌우로 움직일 수 있도록 설치되지만, 제2 광학장치(400)는 식물체 줄기의 절간 길이의 변화를 측정하여야 하기 때문에 제2 광학장치(200)의 광 송신 및 수신 방향이 반대로 설치되어야 한다.

이렇게 설치된 제2 광학장치(400)는 식물체(100)의 줄기의 절간 길이의 성장에 따라 제2 반사부재(500)가 상측으로 이동되기 때문에 같은 방향으로 이동되게 되고, 제2 반사부재(500)의 상측으로의 이동에 따른 제2 반사부재(500)로부터 반사되는 빛의 패턴 변화를 제2 광학장치(400)에서 측정 비교하여 식물체(100)의 줄기 길이 성장 변화를 측정한다.

즉, 제2 광학장치(400)의 상하 이동에 따라 제2 광학장치(400)에서 인식하는 제2 반사부재(500)를 통해 반사되는 빛의 패턴과 이전 측정된 제2 반사부재(500)에 대한 빛의 반사 패턴의 변화량이 발생된다.

상기한 제1,2 반사부재(300, 500)는 일정 패턴을 가지고 있으며, 상호 직각으로 연결된 띠 형태로 이루어진다.

따라서, 이러한 빛의 반사 패턴의 변화량에 따라 식물체의 줄기에 대한 절간 길이의 변화를 측정한다.

그리고, 제1 광학장치(200)와 제2 광학장치(400)는 상호 케이블(전원 및 신호 케이블)(600)이 연결되어 제1 광학장치(200)에서 제2 광학장치(400)로 전원을 공급하고, 제1 광학장치(200)에서 사용자가 설정된 측정주기를 체크하여 측정 주기에 따른 측정 시작 신호를 즉, 제2 광학장치(500)의 구동을 위한 제어신호를 제공한다. 이러한 전원 공급 동작이 이루어지기 위해서는 제1 광학장치(200) 내부에 전원을 공급하는 전원 공급장치가 내장되어야 할 것이다. 여기서, 전원 공급장치는 배터리가 될 수 있다.

또한, 제1 광학 장치(200)는 제2 광학장치(400)로부터 측정된 제2 반사부재(500)에 대한 빛의 반사 패턴신호를 수신하여 식물체(100)의 절간 길이 변화량을 측정하고, 자체적인 광학 측정에 따른 식물체(100)의 줄기 둘레길이의 변화량을 각각 측정하여 측정된 변화량에 따라 식물체(100)의 실제 성장량을 계산하여 메모리에 저장하거나, 디스플레이장치에 디스플레이하거나, 계산된 식물체(100)의 성장 데이터를 네트워크를 통해 서버(미도시)로 전송할 수 있는 장치를 포함한다. 이러한 장치의 구체적인 구성 및 동작에 대해서는 후술하도록 한다.

상기한 본 발명에 따른 식물체 성장량 측정장치에 대한 구체적인 구성 및 동작에 대하여 도 2 내지 도 4를 참조하여 상세하게 설명해 보도록 하자.

도 2는 본 발명에 따른 식물체 성장량 측정장치에 대한 블록 구성을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 제어부에 대한 상세 블록 구성을 나타낸 도면이다. 그리고, 도 4의 (a)는 도 3에 도시된 패턴 인식부로 수신되는 광의 반사 패턴을 나타낸 도면이고, (b)는 현재 수신된 광의 반사패턴과 이전 측정주기에 수신되는 광의 반사패턴의 비교에 따라 반사패턴의 변화량을 보여주는 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 식물체 성장량 측정장치는, 제1 광학장치(200), 제1,2 반사부재(300, 500) 및 제2 광학장치(400)를 포함한다.

먼저, 제1 광학장치(280)의 전원 공급부(280)는 제1 광학장치(200) 각 블록에 전원을 공급하고, 제어부(230)를 통해 제2 광학장치(400)로도 전원을 공급한다.

제1 광학장치(200)는 도 1에 도시된 바와 같이 식물체(100)의 줄기에 대한 둘레의 길이 변화를 측정하기 위한 장치로서, 광 송신부(210), 광 수신부(220), 제어부(230), 저장부(240), 통신부(250), 디스플레이부(250), 측정 주기 설정부(270) 및 전원 공급부(280)를 포함한다. 여기서, 광 송신부(210)와 광 수신부(220)는 도 1에 도시된 제1 광학 장치(200)의 하부에 설치되어 제1 반사부재(300)로 광을 송신하고, 제1 반사부재(300)에서 반사되는 광을 수신하도록 구성된다.

그리고, 제2 광학장치(400)는 도 1에 도시된 바와 같이 식물체(100)의 절간 길이의 변화를 측정하기 위한 장치로서 광 수신부(410) 및 광 송신부(420)를 포함한다. 여기서, 광 송신부(420)와 광 수신부(410)는 도 1에 도시된 제2 광학 장치(400)의 하부에 설치되어 제1 반사부재(500)로 광을 송신하고, 제2 반사부재(500)에서 반사되는 광을 수신하도록 구성된다.

측정 주기 설정부(270)는 제1 광학장치(200)와 제2 광학장치(400)를 구동하기 위한 구동 주기를 사용자의 선택에 따라 설정하여 제어부(230)로 제공한다. 예를 들면, 제1,2 광학장치(200, 400)의 구동주기를 시간, 일(day), 월(month) 단위로 주기를 설정하여 설정된 주기가 되면 구동을 위한 신호를 제어부(230)로 제공한다. 따라서 제어부(230)는 해당 구동 주기에 따라 제공되는 구동 신호에 따라 광 송신부(210) 및 제2 광학장치(400)의 광 송신부(420)로 구동 제어신호를 제공한다.

제1 광학장치(200)의 광 송신부(210)는 레이저 또는 적외선등의 광을 제어부(230)에서 설정된 주기에 따라 상기 제어부(230)에서 제공되는 구동 제어신호에 따라 광을 발생하여 제1 반사부재(300)로 송신한다.

광 수신부(220)는 제1 반사부재(300)로부터 반사되는 광을 수신하게 되는데, 수신되는 광은 일정 패턴을 가지게 된다.즉, 일정 패턴은 제1 반사부재(300)가 일정한 패턴을 가지고 있기 때문에 반사되는 광 역시 제1 반사부재(300)의 패턴과 같은 일정 패턴을 갖는 광이 수신된다.

한편, 제2 광학장치(400)의 광 송신부(420)는 제1 광학장치(200)의 제어부(230)로부터 설정된 주기에 따라 제공되는 구동 제어신호에 따라 광을 발생하여 제2 반사부재(500)로 송신한다. 여기서, 광 송신부(420)에서 발생되는 광은 레이저 또는 적외선일 수 있다.

제2 광학장치(400)의 광 수신부(410)는 광 송신부(420)의 광 송신에 따라 제2 반사부재(500)를 통해 반사되는 광을 수신하여 수신된 광의 반사 패턴신호를 제1 광학장치(200)의 제어부(230)로 제공한다. 여기서, 제2 반사부재(500) 역시 제1 반사부재(300)와 같이 일정한 패턴을 가지고 있어 반사되는 광 역시 일정한 패턴을 가지게 된다.

제1 광학장치(200)의 제어부(230)는 제1 광학장치(200)의 광 수신부(220)에서 제공되는 패턴신호와 제2 광학 장치(400)의 광 수신부(410)에서 제공되는 패턴신호를 각각 인식하고, 인식된 각각의 패턴신호를 이전 측정 주기에 광 수신부(220)과 제2 광학장치(400)의 광 수신부(410)에서 제공되어 저장부(240)에 저장된 각각의 패턴과 비교한다.

다시 말해, 제1 광학장치(200)의 제어부(230)는 광 수신부(220)에서 제공되는 광의 반사 패턴신호와 저장부(240)에 저장된 이전 광의 반사 패턴을 비교하여 패턴의 변화량을 측정하고, 측정된 변화량에 따라 식물체(100)의 줄기 둘레의 길이 변화량을 계산한다.

또한, 제어부(230)는 제2 광학장치(400)의 광 수신부(410)에서 제공되는 광의 반사 패턴신호와 저장부(240)에 저장된 이전 측정 주기에 광 수신부(410)로부터 수신되는 광의 반사 패턴을 비교하여 패턴 변화량을 측정하고, 측정된 변화량에 따라 식물체(100)의 줄기 길이 즉, 절간 길이 변화량을 계산한다.

제어부(230)는 상기 계산된 식물체(100)의 줄기 둘레의 길이 변화량과 절간 길이 변화량의 차이를 계산하여 식물체(100)의 성장변화량을 계산한 후, 계산된 식물체(100)의 줄기 둘레의 길이 변화량, 절간 길이 변화량, 및 식물체(100)의 성장량 정보를 저장부(240)에 저장한다.

또한, 제어부(230)는 상기 정보들을 디스플레이부(260)에 디스플레이할 수도 있으며, 통신부(250)를 이용하여 네트워크를 통해 원격의 서버(미도시)에 저장할 수도 있을 것이다. 여기서, 상기 디스플레이부(260)는 LCD 또는 LED로 구성될 수 있다.

상기한 제1 광학장치(200)의 제어부(230)의 구체적인 구성과 그 구성에 대한 구체적인 동작에 대하여 도 3 및 도 4를 참조하여 상세하게 설명해 보기로 하자.

먼저, 제어부(230)는 도 3에 도시된 바와 같이 제1,2 패턴 인식부(231, 232), 제1,2 패턴 비교부(233, 234), 둘레길이 측정부(235), 절간길이 측정부(236) 및 성장량 측정부(237)을 포함한다.

제1 패턴 인식부(231)은 제1 광학장치(200)의 광 수신부(220)로부터 수신되는 제1 반사부재(300)의 광 반사 패턴을 인식하여 해당 광 반사 패턴을 제1 패턴 비교부(233)로 제공한다.

제2 패턴 인식부(232)는 제2 광학장치(400)의 광 수신부(410)로부터 수신되는 제2 반사부재(500)의 광 반사 패턴을 인식하여 해당 광 반사 패턴을 제2 패턴 비교부(234)로 제공한다.

제1 패턴 비교부(233)는 제1 패턴 인식부(231)로부터 제공되는 제1 반사부재(300)의 광 반사 패턴과 저장부(240)에 저장된 이전 주기에 측정된 제1 반사부재(300)에 대한 광 반사 패턴을 비교한 후, 이전 주기의 제1 반사부재(300)에 대한 반사패턴신호를 삭제하고 현재 수신되는 제1 반사부재(300)에 대한 반사 패턴신호값을 저장부(240)에 저장한다.

제2 패턴 비교부(234)는 제2 패턴 인식부(232)로부터 제공되는 제2 반사부재(500)의 광 반사 패턴과 저장부(240)에 저장된 이전 주기에 측정된 제2 반사부재(500)에 대한 광 반사 패턴을 비교한후, 이전 주기의 제2 반사부재(500)에 대한 반사패턴신호를 삭제하고 현재 수신되는 제2 반사부재(500)에 대한 패턴신호값을 저장부(240)에 저장한다. .

둘레 길이 측정부(235)는 제1 패턴 비교부(233)에서 비교되는 제1 반사부재에 대한 반사 패턴의 변화량을 측정하여 식물체(100)의 줄기 둘레 길이의 변화량을 계산하여 저장부(240)에 줄기 둘레 길이 변화량에 대한 정보를 저장한 후, 상기 줄기 둘레 길이 변화량값을 성장량 측정부(237)로 제공한다. 여기서, 제1 반사부재에 대한 반사 패턴의 변화에 대한 일예가 도 4에 도시되어 있다. 즉, 도 4 (a)는 현재 수신된 제1 반사부재에 대한 반사 패턴이고, (b)는 이전 주기에 수신되는 반사 패턴과 현재 수신되는 반사 패턴의 비교에 따라 그 변화량을 계산하는 일 예가 도시되어 있다. 다시 말해, 반사 패턴의 변화가 발생된다는 의미는 식물체(100)의 줄기에 대한 둘레의 길이가 변화된다는 의미이다.

따라서,이러한 식물체(100) 줄기에 대한 둘레의 길이의 변화량값을 계산하여 저장부(240)에 저장함과 동시에 해당 변화량값을 성장량 측정부(237)로 제공한다.

한편, 절간 길이 측정부(236)는 제2 패턴 비교부(234)에서 비교되는 제2 반사부재(500)에 대한 반사 패턴의 변화량을 측정하여 식물체(100)의 절간 길이의 변화량을 계산하여 저장부(240)에 저장한 후, 상기 절간 길이 변화량값을 성장량 측정부(237)로 제공한다. 여기서, 제2 반사부재에 대한 반사 패턴의 변화에 대한 일예가 도 4에 도시되어 있으며, 그 변화량을 계산하는 방식은 둘레길이 측정부(235)에서 계산하는 방식과 동일하다. 즉, 제1 반사부재(500)의 광 반사 패턴의 변화가 발생된다는 의미는 식물체(100)의 절간 길이가 변화된다는 의미이다.

따라서,이러한 식물체(100)의 절간 길이의 변화량값을 계산하여 저장부(240)에 저장함과 동시에 해당 변화량값을 성장량 측정부(237)로 제공한다.

성장량 측정부(237)는 둘레길이 측정부(235)에서 제공되는 식물체(100)의 줄기 둘레 길이 변화량값과 절간 길이 측정부(236)에서 제공되는 절간 길이 변화량을 이용하여 식물체(100)의 실제 성장량을 계산한다. 즉, 식물체(100)의 실제 성장량은 둘레 길이 변화량값에서 절간 길이 변화량을 뺀 값이 된다.

성장량 측정부(237)는 상기와 같이 식물체(100)의 실제 성장량값을 저장부(240)에 저장하고, 저장부(240)에 저장함과 동시에 디스플레이부(260)에 해당 정보를 사용자가 확인할 수 있도록 디스플레이할 수 있다.

한편, 성장량 측정부(237)는 상기 계산된 식물체(100)의 실제 성장량 값을 통신부(250)로 제공하고, 통신부(250)에서 유선 또는 무선 네트워크를 통해 원격의 서버로 전송하여 해당 정보를 저장관리할 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 식물체 성장량 측정장치의 동작에 상응하는 본 발명에 따른 식물체 성장량 측정 방법에 대하여 도 5를 참조하여 단계적으로 살펴보기로 하자.

도 5는 본 발명에 따른 식물체 성장량 측정방법에 대한 동작 플로우챠트를 나타낸 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 먼저, 제1 광학장치(200)와 제2 광학장치(400)에 전원이 공급된 상태에서 사용자는 식물체의 줄기에 대한 둘레길이 및 절간 길이를 측정하기 위한 측정주기를 설정한다(S101).

이어, 상기 설정된 측정 주기가 되었는지를 판단한다(S102).

판단결과, 설정된 측정주기의 시간에 도달된 경우, 식물체에 서로 다른 위치에 설치되어 식물체의 줄기 둘레 길이 및 절간길이를 측정하기 위한 제1 광학장치(200)와 제2 광학장치(400)의 각 광학모듈로부터 식물체 둘레길이 및 절간 길이의 변화량을 각각 측정한다(S103). 여기서, 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이의 측정 방법은 상기 장치의 설명에서 구체적으로 설명하였기에 상세 방법에 대해서는 그 설명을 생략한다.

이어, 측정된 식물체 줄기에 대한 둘레 길에 및 절간 길이에 대한 제1,2 반사부재(300, 500)의 각각에 대한 광 반사패턴을 인식한다(S104).

상기 인식된 식물체 줄기에 대한 둘레 길이 및 절간 길이에 대한 제1,2 반사부재(300, 500)의 각각에 대한 광 반사패턴값을 이전 측정 주기에 측정된 반사 패턴값과 각각 비교한다(S105).

비교 결과에 따라 식물체의 줄기에 대한 둘레 길이 변화량 및 절간 길이 변화량을 각각 계산한다(S106).

그리고, 상기 S106 단계에서 계산된 식물체의 줄기에 대한 둘레 길이 변화량 및 절간 길이 변화량을 이용하여 실제 식물체의 성장량을 계산한다(S107).

이어, 상기 S106 단계 및 S107 단계에서 계산된 식물체의 줄기에 대한 둘레 길이 변화량, 절간 길이 변화량 및 실제 식물체의 성장량 정보를 메모리에 저장한다. 한편, 상기 식물체의 줄기에 대한 둘레 길이 변화량, 절간 길이 변화량 및 실제 식물체의 성장량 정보를 사용자가 직접 확인할 수 있도록 디스플레이장치에 디스플레이하거나 또는 원격의 서버로 유선 또는 무선 네트워크를 통해 전송하여 원격에서 식물체의 성장량을 저장 관리할 수 있도록 할 수 있다(S108).

이상에서, 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로, 본 발명의 권리 범위는 상기에서 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의하여 정해져야 할 것이다.

100 : 식물체 200, 400 : 제1,2 광학장치
300, 500 : 제1,2 반사부재 600 : 신호케이블
210, 420 : 광 송신부 220, 410 : 광 수신부
230 : 제어부 231, 232 : 제1,2 패턴 인식부
233, 234 : 제1,2 패턴 비교부 235 : 둘레 길이 측정부
236 : 절간 길이 측정부 237 : 성장량 측정부
240 : 저장부 250 : 통신부
260 : 측정 주기 설정부 270 : 전원 공급부

Claims (15)

1. 식물체의 성장량 측정장치에 있어서,
   광을 발생하여 발생된 광에 대한 반사 광의 반사패턴 신호를 이용하여 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이를 측정하는 측정부; 및
   상기 측정부에서 측정한 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이를 이전에 측정한 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이와 비교하여 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이의 변화량을 각각 계산하고, 각각 계산된 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이의 변화량을 이용하여 상기 식물체의 성장량을 계산하는 제어부;
   를 포함하는 식물체 성장량 측정장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 측정부는,
   광학을 이용하여 식물체의 줄기에 대한 둘레 길이를 측정하는 제1 측정부; 및
   광학을 이용하여 식물체의 줄기에 대한 절간 길이를 측정하는 제2 측정부를 포함하는 것인 식물체 성장량 측정장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 측정부는,
   일정 패턴을 가지고, 식물체의 줄기를 감싸도록 구성되어 줄기의 둘레의 성장에 따라 비례적으로 둘레 길이 방향으로 늘어나는 제1 반사부재;
   상기 제1 반사부재상에 설치되고, 임의의 세기의 광을 상기 제1 반사부재로 송신하는 제1 광 송신부; 및
   상기 광 송신부에서 송신된 광이 상기 제1 반사부재에 의해 반사되는 광의 반사 패턴 신호를 수신하여 상기 제어부로 제공하는 제1 광 수신부를 포함하는 것인 식물체 성장량 측정장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 제2 측정부는,
   일정 패턴을 가지고 상기 식물체의 줄기 길이 방향으로 상기 제1 반사부재와 연결된 제2 반사부재;
   상기 제2 반사부재상에 설치되고, 임의의 세기의 광을 상기 제2 반사부재로 송신하는 제2 광 송신부; 및
   상기 제2 광 송신부에서 송신된 광이 상기 제2 반사부재에 의해 반사되는 광의 반사 패턴 신호를 수신하여 상기 제어부로 제공하는 제2 광 수신부를 포함하는 것인 식물체 성장량 측정장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 제1 측정부의 제1 광 수신부 및 제2 측정부의 제2 광 수신부에서 제공되는 각각의 반사 패턴 신호를 인식하는 패턴 인식부;
   상기 패턴 인식부에서 인식된 각각의 반사 패턴 신호를 이전 주기에 측정된 각각의 반사 패턴 신호와 비교하여 식물체의 줄기에 대한 둘레 길이 및 절간 길이의 변화량을 계산하는 제1 계산부;
   상기 제1 계산부에서 각각 계산된 식물체의 줄기에 대한 둘레 길이 및 절간 길이의 변화량의 차이를 이용하여 식물체의 성장량을 계산하는 제2 계산부를 포함하는 것인 식물체 성장량 측정장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 제어부와는 독립된 구성으로서, 상기 제1,2 계산부에서 계산된 식물체의 줄기에 대한 둘레 길이 변화량, 절간 길이의 변화량 및 식물체의 성장량을 저장하는 저장부;
   상기 제어부와는 독립된 구성으로서, 상기 제1,2 계산부에서 계산된 식물체의 줄기에 대한 둘레 길이 변화량, 절간 길이의 변화량 및 식물체의 성장량을 디스플레이하는 디스플레이부; 및
   상기 제어부와는 독립된 구성으로서, 상기 제1, 2 계산부에서 계산된 식물체의 줄기에 대한 둘레 길이 변화량, 절간 길이의 변화량 및 식물체의 성장량을 유선 또는 무선 네트워크를 통해 원격의 서버로 전송하는 통신부
   를 더 포함하는 식물체 성장량 측정장치.
   
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   상기 측정부에서 발생되는 광은 레이저 또는 적외선인 것인 식물체 성장량 측정장치.
   
9. 식물체의 성장량 측정방법에 있어서,
   광을 발생하여 발생된 광에 대한 반사 광의 반사패턴 신호를 이용하여 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이를 측정하는 단계; 및
   상기 측정한 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이를 이전 측정 주기에 측정한 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이와 비교하여 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이의 변화량을 각각 계산하는 단계;
   상기 각각 계산된 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이의 변화량을 이용하여 상기 식물체의 성장량을 계산하는 단계;
   를 포함하는 식물체 성장량 측정방법.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 측정하는 단계에서, 상기 식물체의 둘레 길이의 측정은,
    일정 패턴을 가지고, 식물체의 줄기를 감싸도록 구성되어 줄기의 둘레의 성장에 따라 비례적으로 둘레 길이 방향으로 늘어나는 제1 반사부재로 임의의 세기의 광을 송신하는 단계; 및
    상기 제1 반사부재에 의해 반사되는 광의 반사 패턴 신호를 수신하는 단계;
    를 포함하는 것인 식물체 성장량 측정방법.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 측정하는 단계에서 상기 식물체의 절간 길이의 측정은,
    일정 패턴을 가지고 상기 식물체의 줄기 길이 방향으로 상기 제1 반사부재와 연결된 제2 반사부재로 임의의 세기의 광을 송신하는 단계; 및
    상기 송신된 광이 상기 제2 반사부재에 의해 반사되는 광의 반사 패턴신호를 수신하는 단계를 포함하는 것인 식물체 성장량 측정방법.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 식물체의 둘레 길이 및 절간 길이의 변화량을 각각 계산하는 단계는,
    상기 제1,2 반사부재를 통해 각각 반사되는 반사 패턴 신호를 인식하는 단계;
    상기 인식된 각각의 반사 패턴 신호를 이전 측정 주기에 측정된 각각의 반사 패턴 신호와 비교하여 식물체의 줄기에 대한 둘레 길이 및 절간 길이의 변화량을 계산하는 단계; 및
    상기 각각 계산된 식물체의 줄기에 대한 둘레 길이 및 절간 길이의 변화량의 차이를 이용하여 식물체의 성장량을 계산하는 단계를 포함하는 것인 식물체 성장량 측정방법.
    
13. 삭제
14. 삭제
15. 제9항에 있어서,
    상기 발생되는 광은 레이저 또는 적외선인 것인 식물체 성장량 측정방법.
    

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