KR102466284B1 - 비정형 토지 이동이 가능한 구조를 포함하는 농작물 이미지 수집 로봇 - Google Patents

비정형 토지 이동이 가능한 구조를 포함하는 농작물 이미지 수집 로봇 Download PDF

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Abstract

비정형 토지 이동이 가능한 구조를 포함하는 농작물 이미지 수집 로봇이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 농작물 이미지 수집 로봇은, 밭고랑을 따라 주행하도록 하부에 주행부가 장착되고 내부에 제어부를 장착하는 주행본체부; 상기 주행본체부의 양측으로부터 소정 길이만큼 돌출 연장되는 구조로 장착되고, 돌출 연장되는 길이를 조절함으로써 주행본체부의 기 설정된 자세를 유지하는 자세제어부; 상기 주행본체부의 상부면으로부터 상방으로 소정 높이만큼 연장된 구조의 카메라 장착부; 상기 카메라 장착부의 외부면에 상하방향으로 일정 간격 이격되어 다수 장착되고, 양측에 위치하는 농작물을 촬영하여 이미지 데이터를 획득한 후, 이미지 데이터를 제어부에 전달하는 영상촬영부; 및 상기 주행본체부 내부에 장착되고, 내부에 주행본체부, 자세제어부, 카메라 장착부 및 영상촬영부의 작동을 제어하며, 영상촬영부로부터 획득한 데이터를 처리한 후, 저장장치에 저장하는 제어부;를 포함하는 것을 구성의 요지로 한다.

Description

비정형 토지 이동이 가능한 구조를 포함하는 농작물 이미지 수집 로봇{Crop Image Collecting Robot Having Drivable Structure For Furrow}
본 발명은 농작물 이미지 수집 로봇에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 비정형 토지 이동이 가능하고 농작물의 3D 이미지를 획득할 수 있는 구조를 포함하는 농작물 이미지 수집 로봇에 관한 것이다.
국내 농가는 노령화, 이촌향도로 인한 인력 부족이 예상되며 한국농촌경제연구원이 공개한 '2020 농업전망'에서 올해 식량자급률을 45.4%로 전망하고 있으며 연평균 -0.4%의 낙폭으로 지속적 감소를 예상하고 있다.
인력 부족 현상을 해소하기 위해 로봇을 이용한 스마트팜과 같은 기술로 해결책을 찾고 있지만 적용되는 작물은 제한적이다.
일반 농가에 수확이 가능한 로봇이 적용되려면, 환경인식, 경로계획 및 동작을 포함하는 세 가지 요소를 만족해야 한다. 그런데, 첫 번째 환경인식을 하기 위한 데이터가 상당히 부족한 상황이다.
농가에 로봇이 보급되어 사용되려면 해당 작물을 인식하고 그에 맞는 행동을 할 수 있어야 하므로 작물의 입체 영상 수집이 선행되어야 한다.
머신러닝, 뉴럴네트워크 또는 딥러닝과 같은 인공지능을 이용하여 높은 정확도를 가지기 위해서는 상당히 많은 영상 데이터가 필요한다.
영상 데이터를 수집하기 위해서는 작물이 성장하는 환경에서 다양한 각도로 움직일 수 있는 로봇과 이미지를 처리할 수 있는 소프트웨어가 필요한다.
도 1에는 종래 기술에 따른 농작물 관리 시설이 도시되어 있다.
도 1에 도시된 농작물 관리 시설에 단순히 카메라를 설치하여 상기 언급한 필요 데이터를 자동으로 확보할 수 있으나, 종래 기술에 따른 농작물 관리 시설의 경우, 밭 고랑에 레일을 설치해야 하는 문제점이 있다.
밭 고랑에 설치되는 레일은, 레일을 따라 주행하는 로봇의 하중을 지지할 수 있도록 튼튼하게 제작되어야 하며, 이로 인해 기존의 밭 고랑에 적용하기 곤란하다는 문제점이 있다.
따라서, 상기 언급한 종래 기술에 따른 문제점을 해결할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.
한국등록특허공보 제10-1376535호 (등록일자: 2014년03월12일)
본 발명의 목적은, 비정형 토지에 형성된 고랑을 통해 안정적인 이동이 가능하고 고랑을 통해 이동 중 농작물을 촬영하여 농작물의 3D 이미지를 빠른 시간 내에 효과적으로 처리하여 데이터 베이스화 할 수 있는 구성을 포함하는 농작물 이미지 수집 로봇을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 농작물 이미지 수집 로봇은, 밭고랑을 따라 주행하도록 하부에 주행부가 장착되고 내부에 제어부를 장착하는 주행본체부; 상기 주행본체부의 양측으로부터 소정 길이만큼 돌출 연장되는 구조로 장착되고, 돌출 연장되는 길이를 조절함으로써 주행본체부의 기 설정된 자세를 유지하는 자세제어부; 상기 주행본체부의 상부면으로부터 상방으로 소정 높이만큼 연장된 구조의 카메라 장착부; 상기 카메라 장착부의 외부면에 상하방향으로 일정 간격 이격되어 다수 장착되고, 양측에 위치하는 농작물을 촬영하여 이미지 데이터를 획득한 후, 이미지 데이터를 제어부에 전달하는 영상촬영부; 및 상기 주행본체부 내부에 장착되고, 내부에 주행본체부, 자세제어부, 카메라 장착부 및 영상촬영부의 작동을 제어하며, 영상촬영부로부터 획득한 데이터를 처리한 후, 저장장치에 저장하는 제어부;를 포함하는 구성일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 주행본체부는 주행방향으로 소정 길이만큼 연장된 박스형 구조이고, 상기 주행부는, 주행본체부의 하부의 전방과 후방에 회전 가능하도록 장착되는 회전구동부 및 회전구동부에 의해 구동하는 무한궤도를 포함하는 구성일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 자세제어부는, 상기 주행본체부의 양측에 형성되고, 연장부의 일단부를 부착하여 고정하며, 제어부의 제어신호에 의해 연장부의 방향 및 각도를 변경하는 장착부; 상기 장착부에 부착되고, 주행본체부의 양측방으로 소정 길이만큼 연장된 구조이며, 제어부의 제어신호에 의해 길이가 변경되는 길이가변구조가 형성된 연장부; 및 상기 연장부의 타단부에 회전가능하도록 장착되고, 주행본체부의 주행 방향을 따라 회전하며, 주행본체부의 양측에 위치하는 밭두둑의 측면과 접촉하여 회전하는 회전바퀴;를 포함하는 구성일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 길이가변구조는, 슬라이딩 레일 구조, 다관절 링크 구조 및 회전 힌지 구조 중 적어도 하나 이상 포함하는 구조일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 회전바퀴는, 제어부의 제어신호에 의해 회전될 수 있는 구조일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 주행본체부의 내부에는, 주행본체부의 기울어진 방향과 기울어진 각도를 검출하는 경사검출센서를 탑재하고, 상기 제어부는, 경사검출센서로부터 획득한 검출데이터를 바탕으로 연장부의 길이가변구조의 작동을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 카메라 장착부는, 상기 주행본체부의 상부면에 형성되고, 수직지지대의 하단부를 부착하여 고정하며, 제어부의 제어신호에 의해 수직지지대의 기울어진 방향 및 각도를 변경하는 수직지지대 장착부; 및 상기 수직지지대 장착부에 부착되고, 주행본체부의 상부면으로부터 상방으로 소정 높이만큼 연장된 구조이며, 제어부의 제어신호에 의해 길이가 변경되는 길이가변구조가 형성된 수직지지대;를 포함하는 구성일 수 있다.
이 경우, 상기 카메라 장착부는, 상기 주행본체부의 상부면과 수직지지대 장착부 사이에 장착되고, 수직지지대 장착부의 평면상 회전 동작을 구현하는 수직지지대 회전부;를 더 포함하는 구성일 수 있다.
또한, 상기 카메라 장착부는, 상기 수직지지대의 일측에 상하 방향으로 위치변경 가능하도록 장착되고, 영상촬영부를 장착하여 영상촬영부의 상하 방향 위치를 변경시키는 상하 위치변경부;를 더 포함하는 구성일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 영상촬영부는, 상기 카메라 장착부에 양측방을 향하는 한 쌍의 카메라가 상하방향으로 일정 간격 이격되어 다수 장착되고, 상기 각각의 카메라는, 농작물의 알지비 이미지(RGB image)를 촬영하는 제1촬영부; 농작물의 깊이 이미지(Depth image)를 촬영하는 제2촬영부; 및 농작물의 3차원 이미지(3D image)를 촬영하는 제3촬영부;를 포함하는 구성일 수 있다.
이 경우, 상기 제어부는, 상기 영상촬영부로부터 획득한 알지비 이미지와 깊이 이미지를 합성하여 알지비 색상을 가지는 깊이 이미지를 생성한 후, 다수의 3차원 이미지 좌표를 맵핑하여 하나의 3차원 맵을 획득한 후, 실시간으로 네트워크 결합 스토리지(NAS, Network attached storage)에 저장할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 농작물 이미지 수집 로봇에 따르면, 특정 구조의 주행본체부, 자세제어부, 카메라 장착부, 영상촬영부 및 제어부를 구비함으로써, 비정형 토지에 형성된 고랑을 통해 안정적인 이동이 가능하고 고랑을 통해 이동 중 농작물을 촬영하여 농작물의 3D 이미지를 빠른 시간 내에 효과적으로 처리하여 데이터 베이스화 할 수 있는 구성을 포함하는 농작물 이미지 수집 로봇을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 농작물 이미지 수집 로봇에 따르면, 특정 구조의 장착부, 길이가변구조, 연장부, 회전바퀴를 포함하는 자세제어부를 구비함으로써, 비정형 토지에 형성된 고랑의 따라 주행하는 주행본체부의 기울기 및 자세를 기 설정된 상태로 유지할 수 있어, 주행본체부의 상부에 탑재된 영상촬영부의 안정적인 촬영 작업을 보장할 수 있어, 결과적으로 비정형 토지에 형성된 고랑을 통해 안정적인 이동이 가능하고 고랑을 통해 이동 중 농작물을 촬영하여 농작물의 3D 이미지를 빠른 시간 내에 효과적으로 처리하여 데이터 베이스화 할 수 있는 구성을 포함하는 농작물 이미지 수집 로봇을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 농작물 이미지 수집 로봇에 따르면, 특정 구조의 수직지지대 장착부, 길이가변구조, 수직지지대, 수직지지 회전부, 상하 위치변경부를 포함하는 카메라 장착부를 구비함으로써, 농작물의 종류 및 생장 환경을 고려하여 다양한 위치와 각도로 카메라 장착부의 위치를 변경할 수 있어, 다양한 농작물에 대해서도 최적의 상태를 유지하여 촬영 작업을 수행할 수 있는 농작물 이미지 수집 로봇을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 농작물 이미지 수집 로봇에 따르면, 농작물의 알지비 이미지(RGB image)를 촬영하는 제1촬영부, 농작물의 깊이 이미지(Depth image)를 촬영하는 제2촬영부 및 농작물의 3차원 이미지(3D image)를 촬영하는 제3촬영부를 포함하는 영상촬영부를 구비함으로써, 영상촬영부로부터 획득한 알지비 이미지와 깊이 이미지를 합성하여 알지비 색상을 가지는 깊이 이미지를 생성한 후, 다수의 3차원 이미지 좌표를 맵핑하여 하나의 3차원 맵을 획득하는 일련의 과정을 신속하게 처리할 수 있고, 이러한 과정을 밭고랑을 이동함과 동시에 수행함으로써, 대상 농작물의 초장, 엽수, 엽면적 등 주요 정보를 영상촬영과 동시에 자동으로 측정하고 데이터화하여 실시간으로 네트워크 결합 스토리지(NAS)에 저장할 수 있어, 농작물 재배 시기별 생육변화량을 비교 및 모니터링 할 수 있는 시스템을 구축할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 농작물 관리 시설을 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 농작물 이미지 수집 로봇을 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 농작물 이미지 수집 로봇을 나타내는 정면 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 농작물 이미지 수집 로봇을 나타내는 우측 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 농작물 이미지 수집 로봇을 이용하여 획득한 이미지 데이터를 처리하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 도 5에 도시된 이미지 데이터 처리 과정에 의해 획득한 이미지가 합성되는 모습을 나타내는 사진이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 농작물 이미지 수집 로봇에 의해 획득한 이미지 데이터가 저장되는 모습을 나타내는 모식도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. 본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 농작물 이미지 수집 로봇을 나타내는 구성도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 농작물 이미지 수집 로봇을 나타내는 정면 모식도가 도시되어 있으며, 도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 농작물 이미지 수집 로봇을 나타내는 우측 모식도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 농작물 이미지 수집 로봇(100)에 따르면, 특정 구조의 주행본체부(110), 자세제어부(120), 카메라 장착부(130), 영상촬영부(140) 및 제어부(150)를 구비함으로써, 비정형 토지에 형성된 고랑을 통해 안정적인 이동이 가능하고 고랑을 통해 이동 중 농작물을 촬영하여 농작물의 3D 이미지를 빠른 시간 내에 효과적으로 처리하여 데이터 베이스화 할 수 있는 구성을 포함하는 농작물 이미지 수집 로봇을 제공할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 농작물 이미지 수집 로봇(100)을 구성하는 각 구성에 대해 상세히 설명한다.
본 실시예에 따른 주행본체부(110)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 밭고랑을 따라 주행하도록 하부에 주행부(111)가 장착되는 구조로서, 내부에 제어부(150)를 장착할 수 있다.
구체적으로, 주행본체부(110)는 주행방향으로 소정 길이만큼 연장된 박스형 구조이다. 이때, 주행부(111)는, 주행본체부(110)의 하부의 전방과 후방에 회전 가능하도록 장착되는 회전구동부(112) 및 회전구동부(112)에 의해 구동하는 무한궤도(113)를 포함하는 구성일 수 있다.
경우에 따라서, 무한궤도(133)의 폭과 회전구동부(112)의 장착위치를 변경함으로써, 다양한 폭과 깊이를 가지는 밭 고랑에 적용할 수 있다.
자세제어부(120)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 주행본체부(110)의 양측으로부터 소정 길이만큼 돌출 연장되는 구조로 장착되는 구성으로서, 돌출 연장되는 길이를 조절함으로써 주행본체부(110)의 기 설정된 자세를 유지할 수 있다.
구체적으로, 자세제어부(120)는, 특정 구조의 장착부(121), 연장부(122), 길이가변구조(122a), 회전바퀴(123)를 포함하는 구성일 수 있다.
자세제어부(120)의 장착부(121)는, 주행본체부(110)의 양측에 형성되는 구성으로서, 연장부(122)의 일단부를 부착하여 고정하며, 제어부(150)의 제어신호에 의해 연장부(122)의 방향 및 각도를 변경할 수 있다.
자세제어부(120)의 연장부(122)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 장착부(121)에 부착되는 구성으로서, 주행본체부(110)의 양측방으로 소정 길이만큼 연장된 구조이며, 제어부(150)의 제어신호에 의해 길이가 변경되는 길이가변구조(122a)가 형성될 수 있다.
또한, 자세제어부(120)의 회전바퀴(123)는, 연장부(122)의 타단부에 회전가능하도록 장착되는 구성으로서, 주행본체부(110)의 주행 방향을 따라 회전하며, 주행본체부(110)의 양측에 위치하는 밭두둑의 측면과 접촉하여 회전할 수 있다.
상기 언급한 길이가변구조(122a)는, 슬라이딩 레일 구조, 다관절 링크 구조 및 회전 힌지 구조 중 적어도 하나 이상 포함하는 구조일 수 있으며, 도 3에는 슬라이딩 레일 구조만을 도시하였다.
경우에 따라서, 회전바퀴(123)는, 제어부(150)의 제어신호에 의해 회전될 수 있는 구조일 수 있다.
바람직하게, 도 3에 도시된 바와 같이, 주행본체부(110)의 내부에는, 주행본체부(110)의 기울어진 방향과 기울어진 각도를 검출하는 경사검출센서(151)를 탑재될 수 있다. 이때, 제어부(150)는, 경사검출센서(151)로부터 획득한 검출데이터를 바탕으로 연장부(122)의 길이가변구조(122a)의 작동을 제어할 수 있다.
예를 들어, 주행하고 있는 고랑에 불규칙적으로 돌출되거나 만입된 지형으로 인해 주행본체부(110)가 우측을 기울어질 경우, 경사검출센서(151)는 주행본체부(110)의 기울어진 경사를 실시간으로 검출하여 제어부(150)에 전달하게 된다. 이때, 제어부(150)는 주행본체부(110)의 기울어진 경사를 원래의 상태로 복원하기 위해 길이가변구조(122a)를 작동시켜 연장부(122)의 길이를 변경시키고, 연장부(122)의 타단부에 장착된 회전바퀴(123)가 고랑과 인접하는 이랑의 측면과 접촉하여 주행본체부(110)의 기울어진 상태를 지지함과 동시에 주행본체부(110)의 자세를 바로잡게 된다.
이 경우, 본 실시예에 따르면, 특정 구조의 장착부(121), 길이가변구조(122a), 연장부(122), 회전바퀴(123)를 포함하는 자세제어부(120)를 구비함으로써, 비정형 토지에 형성된 고랑의 따라 주행하는 주행본체부(110)의 기울기 및 자세를 기 설정된 상태로 유지할 수 있어, 주행본체부(110)의 상부에 탑재된 영상촬영부(140)의 안정적인 촬영 작업을 보장할 수 있어, 결과적으로 비정형 토지에 형성된 고랑을 통해 안정적인 이동이 가능하고 고랑을 통해 이동 중 농작물을 촬영하여 농작물의 3D 이미지를 빠른 시간 내에 효과적으로 처리하여 데이터 베이스화 할 수 있는 구성을 포함하는 농작물 이미지 수집 로봇을 제공할 수 있다.
카메라 장착부(130)는, 주행본체부(110)의 상부면으로부터 상방으로 소정 높이만큼 연장된 구조로서, 상하 방향으로 영상촬영부(140)를 장착할 수 있다.
구체적으로, 카메라 장착부(130)는, 특정 구조의 수직지지대 장착부(131), 수직지지대(132), 길이가변구조(132a), 수직지지대 회전부(133) 및 상하 위치변경부(134)를 포함하는 구성일 수 있다.
카메라 장착부(130)의 수직지지대 장착부(131)는, 주행본체부(110)의 상부면에 형성되는 구성으로서, 수직지지대(132)의 하단부를 부착하여 고정하며, 제어부(150)의 제어신호에 의해 수직지지대(132)의 기울어진 방향 및 각도를 변경할 수 있다.
또한, 카메라 장착부(130)의 수직지지대(132)는, 수직지지대 장착부(131)에 부착되는 구성으로서, 주행본체부(110)의 상부면으로부터 상방으로 소정 높이만큼 연장된 구조이며, 제어부(150)의 제어신호에 의해 길이가 변경되는 길이가변구조(132a)가 형성될 수 있다. 이때, 길이가변구조(132a)를 이용하여 수직지지대(132)의 상하 높이를 변경할 수 있고, 수직지지대(132)에 장착된 영상촬영부(140)의 상하 높이를 변경할 수 있게 된다.
경우에 따라서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 주행본체부(110)의 상부면과 수직지지대 장착부(131) 사이에 수직지지대 회전부(133)를 장착할 수 있다. 이때, 수직지지대 회전부(133)는, 수직지지대 장착부(131)의 평면상 회전 동작을 구현할 수 있다.
또한, 카메라 장착부(130)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 특정 구조의 상하 위치변경부(134)를 더 포함하는 구성일 수 있다. 구체적으로, 상하 위치변경부(134)는, 수직지지대(132)의 일측에 상하 방향으로 위치변경 가능하도록 장착되는 구성으로서, 영상촬영부(140)를 장착하여 영상촬영부(140)의 상하 방향 위치를 변경시킬 수 있다.
이 경우, 본 실시예에 따르면, 특정 구조의 수직지지대 장착부(131), 길이가변구조(122a), 수직지지대(132), 수직지지 회전부, 상하 위치변경부(134)를 포함하는 카메라 장착부(130)를 구비함으로써, 농작물의 종류 및 생장 환경을 고려하여 다양한 위치와 각도로 카메라 장착부(130)의 위치를 변경할 수 있어, 다양한 농작물에 대해서도 최적의 상태를 유지하여 촬영 작업을 수행할 수 있는 농작물 이미지 수집 로봇을 제공할 수 있다.
도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 농작물 이미지 수집 로봇을 이용하여 획득한 이미지 데이터를 처리하는 과정을 나타내는 흐름도가 도시되어 있다. 또한, 도 6에는 도 5에 도시된 이미지 데이터 처리 과정에 의해 획득한 이미지가 합성되는 모습을 나타내는 사진이 도시되어 있으며, 도 7에는 본 발명의 일 실시예에 따른 농작물 이미지 수집 로봇에 의해 획득한 이미지 데이터가 저장되는 모습을 나타내는 모식도가 도시되어 있다.
이들 도면을 도 3 및 도 4와 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 영상촬영부(140)는, 카메라 장착부(130)의 외부면에 상하방향으로 일정 간격 이격되어 다수 장착되는 구성으로서, 양측에 위치하는 농작물을 촬영하여 이미지 데이터를 획득한 후, 이미지 데이터를 제어부(150)에 전달할 수 있다.
구체적으로, 영상촬영부(140)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 카메라 장착부(130)에 양측방을 향하는 한 쌍의 카메라가 상하방향으로 일정 간격 이격되어 다수 장착되는 구성이다. 이때, 영상촬영부(140)를 구성하는 각각의 카메라는, 도 2에 도시된 바와 같이, 농작물의 알지비 이미지(RGB image)를 촬영하는 제1촬영부(141), 농작물의 깊이 이미지(Depth image)를 촬영하는 제2촬영부(142) 및 농작물의 3차원 이미지(3D image)를 촬영하는 제3촬영부(143)를 포함하는 구성일 수 있다.
제어부(150)는, 주행본체부(110) 내부에 장착되는 구성으로서, 내부에 주행본체부(110), 자세제어부(120), 카메라 장착부(130) 및 영상촬영부(140)의 작동을 제어하며, 영상촬영부(140)로부터 획득한 데이터를 처리한 후, 저장장치(160)에 저장할 수 있다.
구체적으로, 제어부(150)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 영상촬영부(140)로부터 획득한 알지비 이미지와 깊이 이미지를 합성하여 알지비 색상을 가지는 깊이 이미지를 생성할 수 있다.
이후, 제어부(150)는, 다수의 3차원 이미지 좌표를 맵핑하여 하나의 3차원 맵을 획득한 후, 실시간으로 네트워크 결합 스토리지(NAS, Network attached storage, 160)에 저장할 수 있다.
이 경우, 본 실시예에 따르면, 농작물의 알지비 이미지(RGB image)를 촬영하는 제1촬영부(141), 농작물의 깊이 이미지(Depth image)를 촬영하는 제2촬영부(142) 및 농작물의 3차원 이미지(3D image)를 촬영하는 제3촬영부(143)를 포함하는 영상촬영부(140)를 구비함으로써, 영상촬영부(140)로부터 획득한 알지비 이미지와 깊이 이미지를 합성하여 알지비 색상을 가지는 깊이 이미지를 생성한 후, 다수의 3차원 이미지 좌표를 맵핑하여 하나의 3차원 맵을 획득하는 일련의 과정을 신속하게 처리할 수 있고, 이러한 과정을 밭고랑을 이동함과 동시에 수행함으로써, 대상 농작물의 초장, 엽수, 엽면적 등 주요 정보를 영상촬영과 동시에 자동으로 측정하고 데이터화하여 실시간으로 네트워크 결합 스토리지(NAS)에 저장할 수 있어, 농작물 재배 시기별 생육변화량을 비교 및 모니터링 할 수 있는 시스템을 구축할 수 있다.
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
즉, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.
11: 고랑
12: 두둑
100: 농작물 이미지 수집 로봇
110: 주행본체부
111: 주행부
112: 회전구동부
113: 무한궤도
120: 자세제어부
121: 장착부
122: 연장부
122a: 길이가변구조
123: 회전바퀴
130: 카메라 장착부
131: 수직지지대 장착부
132: 수직지지대
132a: 길이가변구조
133: 수직지지대 회전부
134: 상하 위치변경부
140: 영상촬영부
141: 제1촬영부
142: 제2촬영부
143: 제3촬영부
150: 제어부
151: 경사검출센서
152: 무선통신모듈
160: 네트워크 결합 스토리지(NAS)

Claims (5)

  1. 밭고랑을 따라 주행하도록 하부에 주행부(111)가 장착되고, 내부에 제어부(150)를 장착하며, 주행본체부(110)의 기울어진 방향과 기울어진 각도를 검출하는 경사검출센서(151)를 내부에 탑재하고, 주행방향으로 소정 길이만큼 연장된 박스형 구조의 주행본체부(110);
    상기 주행본체부(110)의 하부의 전방과 후방에 회전 가능하도록 장착되고, 회전구동부(112) 및 회전구동부(112)에 의해 구동하는 무한궤도(113)를 포함하는 주행부(111);
    상기 주행본체부(110)의 양측으로부터 소정 길이만큼 돌출 연장되는 구조로 장착되고, 돌출 연장되는 길이를 조절함으로써 주행본체부(110)의 기 설정된 자세를 유지하는 자세제어부(120);
    상기 주행본체부(110)의 상부면으로부터 상방으로 소정 높이만큼 연장된 구조의 카메라 장착부(130);
    상기 카메라 장착부(130)의 외부면에 상하방향으로 일정 간격 이격되어 다수 장착되고, 양측에 위치하는 농작물을 촬영하여 이미지 데이터를 획득한 후, 이미지 데이터를 제어부(150)에 전달하는 영상촬영부(140); 및
    상기 주행본체부(110) 내부에 장착되고, 경사검출센서(151)로부터 획득한 검출데이터를 바탕으로 연장부(122)의 길이가변구조(122a)의 작동을 제어하며, 내부에 주행본체부(110), 자세제어부(120), 카메라 장착부(130) 및 영상촬영부(140)의 작동을 제어하며, 영상촬영부(140)로부터 획득한 데이터를 처리한 후, 저장장치에 저장하는 제어부(150);
    를 포함하고,
    상기 자세제어부(120)는,
    상기 주행본체부(110)의 양측에 형성되고, 연장부(122)의 일단부를 부착하여 고정하며, 제어부(150)의 제어신호에 의해 연장부(122)의 방향 및 각도를 변경하는 장착부(121);
    상기 장착부(121)에 부착되고, 주행본체부(110)의 양측방으로 소정 길이만큼 연장된 구조이며, 제어부(150)의 제어신호에 의해 길이가 변경되는 길이가변구조(122a)가 형성된 연장부(122); 및
    상기 연장부(122)의 타단부에 회전가능하도록 장착되고, 주행본체부(110)의 주행 방향을 따라 회전하며, 주행본체부(110)의 양측에 위치하는 밭두둑의 측면과 접촉하여 회전하는 회전바퀴(123);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 농작물 이미지 수집 로봇.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 카메라 장착부(130)는,
    상기 주행본체부(110)의 상부면에 형성되고, 수직지지대(132)의 하단부를 부착하여 고정하며, 제어부(150)의 제어신호에 의해 수직지지대(132)의 기울어진 방향 및 각도를 변경하는 수직지지대 장착부(131);
    상기 수직지지대 장착부(131)에 부착되고, 주행본체부(110)의 상부면으로부터 상방으로 소정 높이만큼 연장된 구조이며, 제어부(150)의 제어신호에 의해 길이가 변경되는 길이가변구조(132a)가 형성된 수직지지대(132);
    상기 주행본체부(110)의 상부면과 수직지지대 장착부(131) 사이에 장착되고, 수직지지대 장착부(131)의 평면상 회전 동작을 구현하는 수직지지대 회전부(133); 및
    상기 수직지지대(132)의 일측에 상하 방향으로 위치변경 가능하도록 장착되고, 영상촬영부(140)를 장착하여 영상촬영부(140)의 상하 방향 위치를 변경시키는 상하 위치변경부(134);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 농작물 이미지 수집 로봇.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 영상촬영부(140)는,
    상기 카메라 장착부(130)에 양측방을 향하는 한 쌍의 카메라가 상하방향으로 일정 간격 이격되어 다수 장착되고,
    상기 각각의 카메라는,
    농작물의 알지비 이미지(RGB image)를 촬영하는 제1촬영부(141);
    농작물의 깊이 이미지(Depth image)를 촬영하는 제2촬영부(142); 및
    농작물의 3차원 이미지(3D image)를 촬영하는 제3촬영부(143);
    를 포함하고,
    상기 제어부(150)는,
    상기 영상촬영부(140)로부터 획득한 알지비 이미지와 깊이 이미지를 합성하여 알지비 색상을 가지는 깊이 이미지를 생성한 후, 다수의 3차원 이미지 좌표를 맵핑하여 하나의 3차원 맵을 획득한 후, 실시간으로 네트워크 결합 스토리지(NAS, Network attached storage, 160)에 저장하는 것을 특징으로 하는 농작물 이미지 수집 로봇.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101151273B1 (ko) * 2012-03-08 2012-06-14 오세진 밸런싱 기능을 구비한 로봇
KR20120072539A (ko) * 2010-12-24 2012-07-04 삼성중공업 주식회사 계측 시스템 및 이를 이용한 계측방법
KR101376535B1 (ko) 2012-05-14 2014-03-26 전북대학교산학협력단 농업용 방제 로봇 시스템
KR20210039694A (ko) * 2019-10-02 2021-04-12 김정원 노지의 농작물을 모니터링하는 이동 로봇

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120072539A (ko) * 2010-12-24 2012-07-04 삼성중공업 주식회사 계측 시스템 및 이를 이용한 계측방법
KR101151273B1 (ko) * 2012-03-08 2012-06-14 오세진 밸런싱 기능을 구비한 로봇
KR101376535B1 (ko) 2012-05-14 2014-03-26 전북대학교산학협력단 농업용 방제 로봇 시스템
KR20210039694A (ko) * 2019-10-02 2021-04-12 김정원 노지의 농작물을 모니터링하는 이동 로봇

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