KR102277648B1 - 고정형 식물 영상 획득장치 - Google Patents

고정형 식물 영상 획득장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고정형 식물 영상 획득장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 식물 생육상태 분석 등을 위한 영상의 획득과정에서 변동되는 식물의 위치추적 및 영상 프레임 내 관심영역(ROI:Region Of Interest) 탐지를 정확하고 효과적으로 수행할 수 있는 정형 식물 영상 획득장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 고정형 식물 영상 획득장치는 고정형 식물 영상 획득장치에 있어서, 식물 재배부에 설치되는 메인고정수단; 상기 메인고정수단에 설치되는 촬상수단설치부; 상기 촬상수단설치부에 설치되는 영상획득수단; 식물유인줄이 결속되는 유인줄지지부재에 이동 가능하게 접속되는 이동안내부; 상기 촬상수단설치부와 상기 이동안내부 사이에 연결되는 연결지지부; 및 상기 촬상수단설치부의 배치방향 전환이 가능하도록 설치되는 방향전환부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

고정형 식물 영상 획득장치{FIXED-TYPE IMAGE OBTAINING APPATATUS FOR PLANT}
본 발명은 고정형 식물 영상 획득장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 식물 생육상태 분석 등을 위한 영상의 획득과정에서 변동되는 식물의 위치추적 및 영상 프레임 내 관심영역(ROI:Region Of Interest) 탐지를 정확하고 효과적으로 수행할 수 있는 정형 식물 영상 획득장치에 관한 것이다.
일반적으로, 식물의 생육상태 분석은 사람이 직접 식물의 키, 잎의 수량, 색상 및 모양 등을 직접적으로 확인하는 이미지 분석방법이나 식물의 일부를 채취하여 화학적으로 분석하는 화학적 분석방법을 사용하고 있으나 분석 비용이나 편의성을 고려하여 대표적으로 이미지 분석이 이용되고 있다.
하지만, 이미지 분석은 사람의 눈에 의존하는 육안분석을 이용할 수 있으나 많은 공수와 작업시간이 요구되고 사람마다 다르게 분석할 수 있으므로 신뢰성과 정확성이 저하되는 단점이 있다.
이에 따라 식물 생육상태의 효율성, 신뢰성, 정확성 및 편의성을 향상시키기 위해 식물을 촬영한 후 이미지를 분석하는 영상 획득장치에 의한 방법이 폭넓게 활용되고 있다.
예컨대, 스마트 팜(유리온실, 비닐하우스, 노지 스마트 팜 등)에서 재배되는 토마토와 같은 작물의 영상 획득은 카메라와 같은 영상 획득장치를 사용자가 직접 휴대하면서 촬상하거나 고가의 이동식 영상 획득장치를 활용하여 수행할 수 있다. 하지만 상기한 종래 영상 획득장치는 재배과정에서 변동되는 식물의 위치추적 및 영상 프레임 내 관심영역(ROI:Region Of Interest) 탐지를 정확하고 효과적으로 수행할 수 없는 한계점이 있다.
이러한 단점을 해결하기 위한 방안으로 작물에 근접한 통로 부위에 고정형 영상 획득장치를 설치하여 영상을 안정적으로 획득하는 방안이 시도되고 있으나 농작업시 통로로 이동되는 작업자나 장비와의 접촉에 따른 영상 획득장치의 위치변경, 간섭을 유발하여 작업성 저하, 위치변경과 충돌에 따른 영상 획득장치의 손상을 유발하는 단점이 있다.
특히, 토마토 등과 같은 작물은 유인줄에 매달아 재배하므로 장력조절 등의 이유로 유인줄이 결속된 와이어로프를 당기게 되면 와이어로프와 함께 유인줄의 위치가 변경되면서 이에 매달린 작물의 위치가 촬영 영역을 벗어나게 되므로 적절한 영상을 획득할 수 없는 한계점이 있다.
한국공개특허 제 10-2019-0035476 호 "프리즘을 이용한 초분광 영상 재구성 방법 및 시스템" 한국등록특허 제10-1600903호 "식물분석 자동화 시스템"
본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 식물의 영상 획득시 변동되는 식물의 위치추적 및 영상 프레임 내 관심영역 탐지를 정확하고 효과적으로 수행할 수 있도록 한 고정형 식물 영상 획득장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은, 물리적 요인에 의해 촬상수단설치부의 위치가 변경되더라도 신속하게 복귀하여 정위치할 수 있도록 함으로써 지속적으로 안정된 영상 획득이 가능한 고정형 식물 영상 획득장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 고정형 식물 영상 획득장치는 고정형 식물 영상 획득장치에 있어서, 식물 재배부에 설치되는 메인고정수단; 상기 메인고정수단에 설치되는 촬상수단설치부; 상기 촬상수단설치부에 설치되는 영상획득수단; 식물유인줄이 결속되는 유인줄지지부재에 이동 가능하게 접속되는 이동안내부; 및 상기 촬상수단설치부와 상기 이동안내부 사이에 연결되는 연결지지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 고정형 식물 영상 획득장치는 고정형 식물 영상 획득장치에 있어서, 식물 재배부에 설치되는 메인고정수단; 상기 메인고정수단에 설치되는 촬상수단설치부; 상기 촬상수단설치부에 설치되는 영상획득수단; 식물유인줄이 결속되는 유인줄지지부재에 이동 가능하게 접속되는 이동안내부; 상기 촬상수단설치부와 상기 이동안내부 사이에 연결되는 연결지지부; 및 상기 촬상수단설치부의 배치방향 전환이 가능하도록 설치되는 방향전환부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 촬상수단설치부는 상기 메인고정수단에 설치되는 횡부재, 및 상기 횡부재에 연결되는 종부재를 포함하되, 상기 횡부재 및 종부재는 길이조절이 가능하게 구성될 수 있다.
한편, 상기 방향전환부는, 상기 촬상수단설치부 하측 부분의 배치방향 전환을 위해 설치되는 하방향전환부; 및 상기 촬상수단설치부 상측부분의 배치방향 전환을 위해 설치되는 상방향전환부를 포함하여 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 하방향전환부는 상기 횡부재에 정역방향으로 각운동이 가능하도록 설치되되, 상기 횡부재의 일측에 설치되는 제1 회동부재, 상기 제1 회동부재가 접속되는 제1 힌지핀과 연결판에 의해 연결, 형성된 제2 힌지핀을 구비한 힌지부재, 상기 제2 힌지핀에 접속되고 상기 제1 회동부재와 마주보게 상기 횡부재의 타측에 설치되는 제2 회동부재를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 메인고정수단은, 식물이 재배되는 식물재배용 베드의 상측에 고정되는 상고정부재; 상기 식물재배용 베드의 하측에 고정되고 상기 횡부재가 접속되는 하고정부재; 및 상기 상고정부재 및 상기 하고정부재를 서로 결속하기 위해 구성되는 체결수단을 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 상기 연결지지부는 상기 촬상수단설치부에 일단이 접속되고 타단이 상기 이동안내부에 접속되고 길이 조절 가능한 구조로 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 연결지지부는, 상기 종부재의 상단에 일측이 접속되는 지지대; 상기 지지대에 연결되는 연결대; 및 상기 연결대가 길이조절 가능하게 삽입되어 고정되는 길이조절대;를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 상방향전환부는, 상기 연결대의 회전동작이 가능하도록 상기 지지대에 형성되는 힌지부; 상기 힌지부에 설치되는 힌지핀; 상기 힌지핀의 상부에 설치되는 제1 토션스프링; 상기 힌지핀의 하부에 설치되는 제2 토션스프링; 상기 제1 토션스프링 및 상기 제2 토션스프링의 일측 자유단이 삽입되는 제1 스프링고정부재; 상기 제1 토션스프링 및 상기 제2 토션스프링의 타측 자유단이 삽입되는 제2 스프링고정부재; 및 상기 제1 토션스프링 및 상기 제2 토션스프링의 이탈을 방지하기 위해 상기 힌지핀의 상부 및 하부에 설치되는 이탈방지부재를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 이동안내부는 상기 길이조절대에 일단이 접속되고 타단에 상기 유인줄지지부재가 인입되는 인입홈을 갖는 복수의 가이드돌부가 형성된 구조로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 고정형 식물 영상 획득장치에 의하면, 식물의 재배지에서 작업자나 장비 등과 같은 외부적 요인에 의해 영상획득수단이 설치된 촬상수단설치부의 위치가 변경되더라도 신속하게 원위치하여 정위치할 수 있고, 유인줄지지부재를 움직이게 되더라도 식물유인줄이 움직이지 않으므로 식물의 재배과정에서 변동되는 식물의 위치추적 및 영상 프레임 내 관심영역 탐지를 정확하고 효과적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.
도1은 본 발명에 따른 고정형 식물 영상 획득장치의 기술적 사상을 설명하기 위한 개략적인 모식도,
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고정형 식물 영상 획득장치의 전체적인 구조를 나타낸 사시도,
도3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고정형 식물 영상 획득장치의 하측 부분을 확대하여 나타낸 사시도,
도3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고정형 식물 영상 획득장치의 메인고정수단을 설명하기 위한 분리사시도,
도4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고정형 식물 영상 획득장치의 상측 부분을 확대하여 나타낸 사시도,
도5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고정형 식물 영상 획득장치의 하방향전환부를 설명하기 위한 분리사시도,
도6a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고정형 식물 영상 획득장치의 상방향전환부를 설명하기 위한 사시도,
도6b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고정형 식물 영상 획득장치의 상방향전환부를 설명하기 위한 분리사시도,
도7a 내지 도7c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고정형 식물 영상 획득장치의 작용을 설명하기 위한 도면으로서, 도7a는 촬상수단설치부(2)가 방향전환된 상태를 나타낸 전체 사시도, 도7b는 하방향전환부 부분을 확대하여 나타낸 사시도, 도7c는 상방향전환부 부분을 확대하여 나타낸 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도1 내지 도7c에 의거하여 상세히 설명하되, 도1 내지 도7c에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호가 부여하여 설명하도록 한다.
한편, 각각의 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 상세한 설명은 간략히 하거나 생략한다. 또한, 본 발명이 고정형 식물 영상 획득장치에 특징을 갖는 것이므로 이와 관련된 부분들을 중심으로 도시 및 설명하고 나머지 부분에 대한 설명은 간략화하거나 생략하도록 한다.
도1은 본 발명에 따른 고정형 식물 영상 획득장치의 기술적 사상을 설명하기 위한 개략적인 모식도, 도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고정형 식물 영상 획득장치의 전체적인 구조를 나타낸 사시도이다.
도1 및 도2를 참조하면, 본 발명에 따른 고정형 식물 영상 획득장치는 식물의 재배과정에서 변동되는 식물의 위치추적 및 영상 프레임 내 관심영역(ROI:Region Of Interest) 탐지를 정확하고 효과적으로 수행할 수 있도록 하기 위한 것으로서 메인고정수단(1), 촬상수단설치부(2), 영상획득수단(3), 이동안내부(4), 및 연결지지부(5)가 구비되어 있다.
메인고정수단(1)은 식물 재배부에 설치되는 구조물이나 식물 재배지의 지면 등에 설치되는 고정형 식물 영상 획득장치 전체를 지탱하는 기능을 수행하는 구성요소로서, 본 실시예에서는 식물(p)이 식재되는 배지(b2)가 올려지는 식물재배용 베드(b1)에 설치되어 있다. 여기서 식물재배용 베드(b1)는 바닥면에 설치되는 지주에 배지가 올려지는 배지안착프레임이 설치된 구조로 형성된 것을 도시하고 있으나 그 구조 및 형상은 특별히 제한되는 것은 아니다.
첨부도면, 도3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고정형 식물 영상 획득장치의 하측 부분을 확대하여 나타낸 사시도, 도3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고정형 식물 영상 획득장치의 메인고정수단을 설명하기 위한 분리사시도이다.
메인고정수단(1)은 식물재배용 베드(b1)의 상측에 고정되는 상고정부재(11), 베드의 하측에 고정되고 후술되는 횡부재(21)가 접속되는 하고정부재(12), 상고정부재(11) 및 하고정부재(12)를 서로 결속하기 위해 구성되는 체결수단(13)으로 구성되어 있다.
상고정부재(11)는 판형부재에 의해 형성되는 것으로, 베드(b1)의 상측에 설치되는 상판부(111)와, 이 상판부(111)의 양쪽에 하방으로 굴곡, 연장되고 상결속프랜지(113)가 형성된 상측벽부(112)로 구성되어 있다.
하고정부재(12)는 판형부재에 의해 형성되는 것으로 제1 하고정부(121)와 제2 하고정부(122)로 구성되어 있다.
제1 하고정부(121)는 베드의 하측에 설치되는 하판부(121a), 이 하판부(121a)의 양쪽에 상방으로 굴곡, 연장되는 하측벽부(121b), 및 하판부(121a)에 하방 돌출되어 후술되는 횡부재(21)의 수용을 위한 수용부를 형성하는 복수의 횡부재수용돌부(121c)로 구성되어 있다.
제2 하고정부(122)는 제1 하고정부(121)의 양쪽에 수직방향으로 배치되는 판상부재로 형성된 것으로서, 하부에 횡부재(21)가 삽입되는 횡부재삽입홀(122a)이 천공되고, 상부에 상결속프랜지(113)와 마주보는 하결속프랜지(122b)가 형성된 구조로 되어 있다.
체결부재(13)는 상결속프랜지(113)에 올려지도록 대응하는 형상으로 갖는 판상몸체에 체결공이 천공된 고정프랜지(131)와, 이 고정프랜지(131)의 체결공을 통해 상결속프랜지(113) 및 하결속프랜지(122b)의 체결공에 삽입, 체결되는 볼트(132)로 구성되어 있다.
한편, 촬상수단설치부(2)는 메인고정수단(1)에 설치되는 구성요소로서, 메인고정수단에 설치되는 횡부재(21)와, 횡부재(21)에 연결되는 종부재(22)로 구성되어 있다.
특히, 횡부재(21) 및 종부재(22)는 재배되는 식물의 종류, 식물재배용 베드(b1)의 종류, 크기, 설치간격 등에 따라 호환성이 있게 사용할 수 있도록 길이조절이 가능하게 구성된 특징이 있다.
예컨대 횡부재(21) 및 종부재(22)는 통상의 출몰식 길이조절형 낚시대와 유사하게 직경이 서로 다른 복수의 봉상부재가 출몰 가능하게 구성된 형태로 구성되어 있다. 여기서, 종부재(22)는 횡부재(21)의 단부에 연결핏팅에 의해 직교되게 설치되는 것으로서 온실의 전고나 덩굴식물 등과 같은 작물의 줄기 생육특성을 고려하여 횡부재에 비해 긴 길이를 갖도록 다단의 봉상부재로 구성된 것을 적용한다.
영상획득수단(3)은 촬상수단설치부(2)에 설치되는 구성요소로서, 식물을 재배할 수 있는 카메라와 같은 촬상수단이라면 특별한 제한 없이 선택하여 적용할 수 있다. 본 실시예에서는 종부재(22)에 용이하게 탈착할 수 있도록 클램프(미도시)가 구비된 짐벌(gimbal)형 카메라(미도시)가 설치되어 있다.
첨부도면, 도4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고정형 식물 영상 획득장치의 상측 부분을 확대하여 나타낸 사시도, 도5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고정형 식물 영상 획득장치의 하방향전환부를 설명하기 위한 분리사시도, 도6a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고정형 식물 영상 획득장치의 상방향전환부를 설명하기 위한 사시도, 도6b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고정형 식물 영상 획득장치의 상방향전환부를 설명하기 위한 분리사시도이다.
도4, 도6a 및 도6b를 참조하면, 이동안내부(4)는 재배 식물의 줄기 등이 매달리는 식물유인줄(c1)이 결속된 유인줄지지부재(c2)에 이동 가능하게 접속되는 구성요소로서, 유인줄지지부재(c2)가 이동되더라도 움직이지 않도록 함으로써 종부재(c2)에 외력이 직접 전달되지 않도록 하는 작용효과가 발휘된다면 구조나 형상에 특별한 제한 없이 구성할 수 있다.
예컨대, 이동안내부(4)는 대략 삼각 형상을 갖는 판상몸체(41)로 형성된 것으로서, 일단에 후술되는 길이조절대(53)가 삽입되는 길이조절대삽입홀이 천공된 결속판(42)이 상방 돌출되고, 타단에 유인줄지지부재(c2)가 인입되는 인입홈을 갖는 복수의 가이드돌부(43)가 이격 돌출된 구조로 형성되어 있다.
한편, 연결지지부(5)는 촬상수단설치부(2)와 이동안내부(4) 사이에 연결되는 구성요소로서, 촬상수단설치부(2)에 일단이 접속되고 타단이 이동안내부(4)에 접속되어 있다.
그리고, 연결지지부(5)는 재배되는 식물의 종류, 식물재배용 베드의 종류, 크기, 설치간격 등에 따라 호환성이 있게 사용할 수 있도록 길이조절이 가능하게 구성된 특징이 있다.
예컨대 연결지지부(5)는 종부재(22)의 상단에 일측이 접속되는 지지대(51), 지지대(51)에 연결되는 연결대(52), 및 연결대(52)가 길이조절 가능하게 삽입되어 고정되는 길이조절대(53)로 구성되어 있다.
지지대(51)는 환봉 형상으로 형성되어 볼트에 의해 종부재(22)의 상단에 체결되는 것으로서 연결대(52)와 연결되는 부위에 후술되는 상방향전환부(62)가 구성되어 있다.
연결대(52)는 일단이 지지대(51)에 고정되고 타단이 길이조절대(53) 내부에 삽입되는 봉상부재로 구성되되 길이조절대(53) 내부로 삽입되는 정도(길이 범위)를 조절하여 노출범위를 조정함으로써 연결지지부(5)의 전체적 길이의 조절작용을 수행할 수 있다. 그리고 연결대(52)는 길이방향을 따라 소정 간격으로 복수의 길이조절용 고정홀(522)이 형성되어 있다.
길이조절대(53)는 연결대(52)가 삽입, 이동되는 이동홀이 형성된 파이프 형상의 몸체에 연결대(52)의 고정홀(522)에 삽입되는 고정핀(미도시)이 구비된 누름버튼(532)이 장착된 구조로 되어 있다.
한편, 본 발명에 따른 고정형 식물 영상 획득장치는 촬상수단설치부(2)의 배치방향 전환이 가능하도록 설치되는 방향전환부(6)가 더 구성되어 있다.
상기 방향전환부(6)는 도1 및 도2에 도시된 바와 같이 촬상수단설치부(2) 하측부분의 배치방향 전환을 위해 설치되는 하방향전환부(61)와, 촬상수단설치부(2) 상측부분의 배치방향 전환을 위해 설치되는 상방향전환부(62)로 구성되어 있다.
하방향전환부(61)는 도5에 도시된 바와 같이 횡부재(21)의 정역방향 각운동이 가능하도록 하기 위해 구성된 것으로서, 횡부재(21)를 절단하고 그 절단 부위에 설치하거나, 횡부재(21)를 2개의 부재로 제작한 후 그 연결 부위에 설치하는 방식으로 구성할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 하방향전환부(61)는 횡부재가 시계방향 및 반시계방향으로 각운동할 수 있다면 구조나 형태에 특별한 제한은 없지만, 본 실시예에서는 제1 회동부재(611), 힌지부재(612), 및 제2 회동부재(613)가 구비되어 있다.
제1 회동부재(611)는 횡부재(21)의 일측(일측 횡부재(211))에 설치되는 것으로서 복수의 체결공이 형성된 경첩판(611a)의 상하단에 힌지링(611b)이 형성된 구조로 되어 있다.
힌지부재(612)는 제1 회동부재(611)의 힌지링(611b)이 접속되는 제1 힌지핀(612a)과 이 제1 힌지핀(612a)에 일측이 결합되는 연결판(612b), 연결판(612b)의 타측에 형성되는 제2 힌지핀(612c)을 구비한 구조로 되어 있다
제2 회동부재(613)는 상기한 제1 회동부재(611)와 유사하게 형성된 것으로서 제2 힌지핀(612c)에 접속되고 제1 회동부재(611)와 마주보게 횡부재(21)의 타측(타측 횡부재(212))에 설치된다.
그리고, 하방향전환부(61)는 일측 횡부재(211) 및 타측 횡부재(212)와, 제1 회동부재(611) 및 제2 회동부재(613)와의 결속력을 증가시키기 위해 제1 회동부재(611) 및 일측 횡부재(211) 사이에 접속되는 제1 보강판(614)과, 제2 회동부재(613) 및 타측 횡부재(212) 사이에 접속되는 제2 보강판(615)이 구성되어 있다.
상기 상방향전환부(62)는 하방향전환부(61)의 각운동 시에 연동되어 각운동되도록 연결지지부(5)에 구성되는 것으로서, 도6b에 도시된 바와 같이 지지대(51)에 형성되는 힌지부(621), 힌지부(621)에 설치되는 힌지핀(622), 제1 토션스프링(623), 제2 토션스프링(624), 제1 스프링고정부재(625), 제2 스프링고정부재(626), 및 이탈방지부재(627)가 구비되어 있다.
힌지부(621)는 회전동작이 가능하도록 분리된 2개의 지지대 사이에 구성되는 것으로서, 2개로 분리된 지지대 중 제1 지지대(511)에 돌출된 제1 힌지돌부(621a)와, 2개로 분리된 지지대 중 제2 지지대(512)에 한 쌍으로 돌출된 제2 힌지돌부(621b)로 구성되어 있다.
제1 토션스프링(623)은 종부재(22)를 포함하는 제2 지지대(512)가 각운동된 상태에서 복귀력을 제공하도록 힌지핀(622)의 상부에 설치되는 탄성부재로서 힌지핀(622)에 삽입되는 권취부(623a)와 이 권취부(623a)의 양쪽으로 돌출되는 일측 자유단(623b)과 타측 자유단(623c)으로 구성되어 있다.
제2 토션스프링(624)은 제1 토션스프링(623)과 유사하게 형성된 것으로서 복귀력을 제공하기 위해 힌지핀(622)의 하부에 설치되어 있다.
제1 스프링고정부재(625)는 제1 토션스프링(623) 및 제2 토션스프링(624)의 일측 자유단이 삽입, 고정되는 부재로서, 대략 원통형 튜브 형상으로 형성되어 있다.
제2 스프링고정부재(626)는 제1 토션스프링(623) 및 제2 토션스프링(624)의 타측 자유단이 삽입, 고정되는 부재로서, 제1 스프링고정부재(625)와 유사한 구조로 형성되어 있다.
이탈방지부재(627)는 제1 토션스프링(623) 및 제2 토션스프링(624)의 이탈을 방지하기 위해 힌지핀(622)의 상부 및 하부에 설치되는 것으로서, 원판 형상으로 형성되어 볼트(628)에 의해 힌지핀(622)에 고정되어 있다.
이하 본 발명의 제1 실시예에 따른 고정형 식물 영상 획득장치의 작용을 간략하게 설명한다.
도7a 내지 도7c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고정형 식물 영상 획득장치의 작용을 설명하기 위한 도면으로서, 도7a는 촬상수단설치부(2)가 방향전환된 상태를 나타낸 전체 사시도, 도7b는 하방향전환부 부분을 확대하여 나타낸 사시도, 도7c는 상방향전환부 부분을 확대하여 나타낸 사시도이다.
도1에 도시된 바와 같이 식물재배용 베드(b1)에 배지(b2)가 올려지고 배지에 식재된 토마토와 같은 식물(p)이 성장하게 되면 와이어로프 등으로 구성된 유인줄지지부재(c2)에 식물유인줄(c1)을 결속하고, 이 식물유인줄(c1)에 식물의 성장 상태에 따라 줄기를 일정한 간격으로 매달아 고정한다.
그리고, 식물재배용 베드(b1)에 메인고정수단(1)를 조립하고, 이 메인고정수단(1)의 하고정부재(12)에 횡부재(21)를 설치하고, 이 횡부재(21)에 종부재(22)를 설치하는 한편 도4에 도시된 바와 같이 이동안내부(4)를 유인줄지지부재(c2)에 결속하고 종부재(22)와 이동안내부(4)를 연결지지부(5)에 의해 연결하는 방식으로 고정형 식물 영상 획득장치의 기본적인 조립을 완료한다.
이후 도1에 도시된 바와 같이 짐벌(gimbal)용 카메라와 같은 영상획득수단(3)을 촬상수단설치부(2)에 설치하여 식물의 키, 줄기의 상태, 잎의 수량, 색상 및 모양 등을 촬영하고, 이와 같이 촬영된 이미지 데이터를 이용하여 식물의 생육상태 분석 등 다양한 식물재배 분석작업을 수행할 수 있다.
이러한 상태에서 식물재배용 베드(b1) 사이의 통로로 작업자나 작업대차 등이 이동하게 될 경우 통로와 접하여 돌출된 횡부재(21) 및 종부재(22)에 외력이 작용되므로 방향전환부(6)의 방향전환 동작에 의해 도7a에 도시된 형태로 촬상수단설치부(2)가 회전하게 된다.
이때, 촬상수단설치부(2)의 하측 부분은 하방향전환부(61)에 의해 회전동작이 수행되고, 촬상수단설치부(2)의 상측 부분은 상방향전환부(62)에 의해 회전동작이 수행된다.
보다 구체적으로 설명하면, 하방향전환부(61)는 도7b에 도시된 바와 같이 종부재(22)에 반시계방향으로 외력이 인가되면 제1 회동부재(611)가 힌지부재(612)의 제1 힌지핀(612a)을 힌지점으로 하여 반시계방향으로 회전하게 되면서 촬상수단설치부(2)의 하측 부분의 회전동작이 수행된다. 이때, 상방향전환부(62)는 도7c에 도시된 바와 같이 힌지부(621)의 제2 힌지돌부(621b)가 반시계방향으로 회전되면서 촬상수단설치부(2)의 상측 부분의 회전동작이 수행된다. 이때 제1 토션스프링(623), 제2 토션스프링(624)는 탄성 변형되면서 탄성력을 저장하게 된다.
그리고, 식물재배용 베드(b1) 사이의 통로로 작업자나 작업대차가 완전히 통과하여 종부재(22)에 작용되던 외력이 해제되면 제1 토션스프링(623) 및 제2 토션스프링(624)은 탄성 변형된 상태에서 원래의 상태로 탄성 복원하면서 탄성력을 제2 지지대(512)를 매개로 종부재(22)에 전달하여 시계방향으로 회전시킴으로서 최초의 원위치게 된다.
그리고, 토마토 등과 같은 식물의 성장과정에서 식물유인줄(c1)의 장력이나 길이 등을 조절하기 위해 유인줄지지부재(c2)를 당기게 되더라도 와이어로프 등으로 구성된 유인줄지지부재(c2)가 이동안내부(4)의 가이드돌부(43)에 인입되어 미끄럼 이동되므로 식물유인줄(c1)은 이동되지 않아서 종부재(22)의 상측 부분을 지지하는 연결지지부(5)의 정위치 상태가 유지되고 이로 인해 종부재(22)에 설치된 영상획득수단(3)의 위치를 안정적으로 유지할 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 고정형 식물 영상 획득장치는 식물의 재배지에서 작업자나 장비에 의해 촬상수단설치부(2)의 위치가 변경되더라도 신속하게 복귀하여 영상획득수단(3)의 위치를 유지할 수 있고, 유인줄지지부재(c2)를 움직이게 되더라도 식물유인줄(c1)이 움직이지 않으므로 식물의 재배과정에서 변동되는 식물의 위치추적 및 영상 프레임 내 관심영역(ROI:Region Of Interest) 탐지를 정확하고 효과적으로 수행할 수 있다.
이상 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 고정형 식물 영상 획득장치의 구성 및 동작에 대해서 설명하였으나, 이는 예시적인 것으로서 본 기술분야에 통상의 지식을 가진자는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 전술한 실시예의 일부를 치환 및 변형하는 것이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 발명 및 그 균등물에 미치는 것으로 이해되어야 할 것이다.
1:메인고정수단 11:상고정부재
12:하고정부재 13:체결수단
2:촬상수단설치부 21:횡부재
22:종부재 3:영상획득수단
4:이동안내부 41:판상부재
42:결속판 43:가이드돌부
5:연결지지부 51:지지대
52:연결대 53:길이조절대
6:방향전환부 61:하방향전환부
611:제1 회동부재 612:힌지부재
613:제2 회동부재 62:상방향전환부
621:힌지부 622:힌지핀
623:제1 토션스프링 624:제2 토션스프링
625:제1 스프링고정부재 626:제2 스프링고정부재
627:이탈방지부재 b1:베드
b2:배지 c1:식물유인줄
c2:유인줄지지부재 p:식물

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 고정형 식물 영상 획득장치에 있어서,
    식물 재배부에 설치되는 메인고정수단;
    상기 메인고정수단에 설치되는 촬상수단설치부;
    상기 촬상수단설치부에 설치되는 영상획득수단;
    식물유인줄이 결속되는 유인줄지지부재에 이동 가능하게 접속되는 이동안내부;
    상기 촬상수단설치부와 상기 이동안내부 사이에 연결되는 연결지지부; 및
    상기 촬상수단설치부의 배치방향 전환이 가능하도록 설치되는 방향전환부;를 포함하고,
    상기 촬상수단설치부는 상기 메인고정수단에 설치되는 횡부재, 및 상기 횡부재에 연결되는 종부재를 포함하되, 상기 횡부재 및 종부재는 길이조절이 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 고정형 식물 영상 획득장치.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    상기 방향전환부는,
    상기 촬상수단설치부 하측 부분의 배치방향 전환을 위해 설치되는 하방향전환부; 및
    상기 촬상수단설치부 상측부분의 배치방향 전환을 위해 설치되는 상방향전환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정형 식물 영상 획득장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 하방향전환부는 상기 횡부재에 정역방향으로 각운동이 가능하도록 설치되되, 상기 횡부재의 일측에 설치되는 제1 회동부재, 상기 제1 회동부재가 접속되는 제1 힌지핀과 연결판에 의해 연결, 형성된 제2 힌지핀을 구비한 힌지부재, 상기 제2 힌지핀에 접속되고 상기 제1 회동부재와 마주보게 상기 횡부재의 타측에 설치되는 제2 회동부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정형 식물 영상 획득장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 메인고정수단은,
    식물이 재배되는 식물재배용 베드의 상측에 고정되는 상고정부재;
    상기 식물재배용 베드의 하측에 고정되고 상기 횡부재가 접속되는 하고정부재; 및
    상기 상고정부재 및 상기 하고정부재를 서로 결속하기 위해 구성되는 체결수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 고정형 식물 영상 획득장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 연결지지부는 상기 촬상수단설치부에 일단이 접속되고 타단이 상기 이동안내부에 접속되고 길이 조절 가능한 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 고정형 식물 영상 획득장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 연결지지부는,
    상기 종부재의 상단에 일측이 접속되는 지지대;
    상기 지지대에 연결되는 연결대; 및
    상기 연결대가 길이조절 가능하게 삽입되어 고정되는 길이조절대;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정형 식물 영상 획득장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 상방향전환부는,
    상기 연결대의 회전동작이 가능하도록 상기 지지대에 형성되는 힌지부;
    상기 힌지부에 설치되는 힌지핀;
    상기 힌지핀의 상부에 설치되는 제1 토션스프링;
    상기 힌지핀의 하부에 설치되는 제2 토션스프링;
    상기 제1 토션스프링 및 상기 제2 토션스프링의 일측 자유단이 삽입되는 제1 스프링고정부재;
    상기 제1 토션스프링 및 상기 제2 토션스프링의 타측 자유단이 삽입되는 제2 스프링고정부재; 및
    상기 제1 토션스프링 및 상기 제2 토션스프링의 이탈을 방지하기 위해 상기 힌지핀의 상부 및 하부에 설치되는 이탈방지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정형 식물 영상 획득장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 이동안내부는 상기 길이조절대에 일단이 접속되고 타단에 상기 유인줄지지부재가 인입되는 인입홈을 갖는 복수의 가이드돌부가 형성된 것을 특징으로 하는 고정형 식물 영상 획득장치.
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