KR102564104B1 - 가축의 활동 감지 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가축의 활동 감지 시스템에 관한 것으로 보다 상세하게는, 사육시설의 내부에 구비되어 가축의 영상정보를 촬영하는 적어도 하나 이상의 촬영부; 상기 가축의 신체부위에 장착되고, 상기 가축의 활동정보 및 신체정보를 수집하는 데이터수집부; 상기 데이터수집부로 부터 상기 영상정보와 상기 가축의 활동정보 및 신체정보를 제공받아 저장하는 서버부; 상기 서버부로 부터 상기 영상정보와 상기 가축의 활동정보 및 신체정보를 제공받아 분석하는 분석서버부; 상기 분석서버부에서 분석된 가축의 발정시기 또는 교배 적정시기를 제공받는 관리부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

가축의 활동 감지 시스템{Livestock activity detection system}

본 발명은 가축의 활동 감지 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 데이터수집부로 부터 전송받는 가축의 활동 데이터를 통해, 가축의 발정시기 또는 교배적정시기를 파악함으로서 맞춤형 사육을 위한 가축의 활동 감지 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 가축의 수정 적기를 정확히 알아내는 것은 농장의 수익성에 매우 큰 영향을 미친다. 즉, 가축의 자연적 교미에 의존할 경우 수태율이 낮기 때문에 높은 수태율을 얻고자 수정 적기를 조기에 가려내야 한다. 이러한 수정 적기를 알기 위해서는 가축의 발정 여부를 알아야 하며, 가축의 발정 여부는 가축의 행동을 지속적으로 육안으로 관찰함으로서 획득된다. 예를 들어, 소의 경우, 평균적인 발정 지속 시간이 약 20 시간이므로 아침에 1회, 저녁에 1회 및 장애물이 없는 방목지 혹은 운동장에서 30분 정도 그의 행동을 관찰하여야 한다.

특히, 약 70% 정도의 소는 야간에서 아침에 걸쳐 발정을 나타내므로 아침과 저녁의 발정 관찰이 매우 중요하다.

어느 연구 조사에 의하면, 농장의 전문 직원이 가축의 발정을 알아내는 비율은 60%정도밖에 않되며 그 중에서도 45% 정도는 비 정상적인 발정 주기에 해당한다. 따라서, 상당히 주의를 기울여 가축을 관찰하여야 하고, 근무 시간을 물론 24시간 내내 가축의 행동 양태를 관찰하여야 한다. 특히, 소같은 가축의 발정 기간과 배란 기간은 매우 짧은 편이어서 지속적인 관찰을 하지 않으면 발정을 정확하게 알 수 없으므로, 하루에도 몇 차례 가축을 관찰하고 이를 번거롭게 기록하여야 한다.

따라서, 발정 탐지를 위한 다양한 기술들이 현재까지 연구되어 오고 있다. 이러한 다양한 기술들중 종래의 발정 탐지 기술로서, 발정의 정도에 따라 소의 질내 점액의 산도(PH) 변화를 조사하여 소의 발정을 알아내는 기술이 있다. 그러나, 이러한 탐지 기술은 정확하게 가축의 발정을 탐지할 수 없는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 종래의 다른 발정 탐지 기술로서, 발정이 일어나는 순간 질내 점액의 전기적인 저항의 변화 사이에 직접적인 상관관계를 조사하여 교미 적기를 탐지하는 기술이 있다. 그러나, 이러한 기술 역시 발정을 탐지할 때마다 탐지 장치를 소의 질내에 삽입하여야 하는 번거로운 문제점이 발생되었다.

대한민국 등록실용신안공보 제20-0214458호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 데이터수집부로 부터 전송받는 가축의 활동 데이터를 통해, 가축의 발정시기 또는 교배 적정시기를 파악함으로서 맞춤형 사육을 제공하기 위한 가축의 활동 감지 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 근거리안테나와 연동되어 구비되는 원거리안테나를 통해 사육시설과 관리자 간의 원거리통신이 가능하고, 가축의 발정시기 또는 교배적정시기를 제공받아 맞춤형 사육을 제공하기 위한 가축의 활동 감지 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 특징에 따르면, 본 발명은 사육시설의 내부에 구비되어 가축의 영상정보를 촬영하는 적어도 하나 이상의 촬영부;

상기 가축의 신체부위에 장착되고, 상기 가축의 활동정보 및 신체정보를 수집하는 데이터수집부;

상기 데이터수집부로 부터 상기 영상정보와 상기 가축의 활동정보 및 신체정보를 제공받아 저장하는 서버부;

상기 서버부로 부터 상기 영상정보와 상기 가축의 활동정보 및 신체정보를 제공받아 분석하는 분석서버부;

상기 분석서버부에서 분석된 가축의 발정시기 또는 교배 적정시기를 제공받는 관리부;

를 포함하는 가축의 활동 감지 시스템이 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 데이터수집부는,

배터리로 부터 전력을 공급받는 메인보드;

상기 메인보드와 연결되는 RF모듈;

상기 RF모듈에 구비된 근거리안테나와 연결되는 원거리안테나;

상기 메인보드와 연결되되, 상기 가축의 움직임데이터를 상기 RF모듈에 전송하는 자이로센서;

를 포함하는 가축의 활동 감지 시스템이 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 메인보드가 수납되고 덮개가 구비되는 케이스;

상기 케이스의 일측에 구비되어 상기 가축의 신체부위에 장착되는 벨트;

상기 벨트의 일측에 구비되는 무게추;

를 더 포함하는 가축의 활동 감지 시스템이 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 덮개의 내측에는 상기 RF모듈을 지지하기 위한 지지부가 형성되는 가축의 활동 감지 시스템이 제공될 수 있다.

본 발명의 가축의 활동 감지 시스템에 따르면, 데이터수집부로 부터 전송받는 가축의 활동 데이터를 통해, 가축의 발정시기 또는 교배적정시기를 파악함으로서 맞춤형 사육을 제공하는 효과가 있다.

또한, 근거리안테나와 연동되어 구비되는 원거리안테나를 통해 사육시설과 관리자 간의 원거리통신이 가능하고, 가축의 발정시기 또는 교배적정시기를 제공받아 맞춤형 사육을 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가축의 활동 감지 시스템의 데이터수집부와, 가축에 데이터수집부가 장착된 상태를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가축의 활동 감지 시스템의 데이터수집부를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가축의 활동 감지 시스템을 도시한 블록도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가축의 활동 감지 시스템의 분석서버부를 도시한 블록도이다.

이하의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.

오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가축의 활동 감지 시스템의 데이터수집부와, 가축에 데이터수집부가 장착된 상태를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가축의 활동 감지 시스템의 데이터수집부를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가축의 활동 감지 시스템을 도시한 블록도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가축의 활동 감지 시스템의 분석서버부를 도시한 블록도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명인 가축의 활동 감지 시스템은 크게, 촬영부(100)와, 데이터수집부(200)와, 서버부(400)와, 분석서버부(500) 및 관리부(600)를 포함하는 구성이다.

먼저, 상기 촬영부(100)는, 사육시설의 내부에 구비되어 가축의 영상정보를 촬영하는 구성이다.

이러한, 상기 촬영부(100)는 적어도 하나 이상이 구비될 수 있는데, 상기 촬영부(100)는 사육시설의 내부 즉, 가축을 관찰할 수 있는 위치에 설치될 수 있다.

또한, 상기 촬영부(100)에서 측정된 상기 영상정보는 무선통신에 의해 이하 설명될 관리부(600)에 실시간으로 전송되어 관리자가 확인할 수도 있고, 별도의 무선통신에 의해 이하 설명될 서버부(400)로 전송되고, 이하 설명될 분석서버부(500)를 통해 상기 영상정보를 분석한 후 상기 관리부(600)로 전송될 수도 있다.

여기서, 상기 가축은, 소, 돼지, 말 등 모든 가축을 포함할 수 있다.

아울러, 상기 촬영부(100)는 일반적인 카메라가 사용될 수 있지만, 객체인식 알고리즘 회로가 내장된 다양한 형태의 IP 카메라, 네트워크 카메라, 웹캠, CCTV 등이 될 수 있으며, 카메라 형태는 고정형 카메라, 회전형 카메라, 돔형 카메라, 박스형 카메라, PTZ 카메라 등을 필요에 따라 변경하여 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 비젼장치(Vision apparatus)를 사용하여 가축의 움직임, 동선 등의 정밀한 촬영을 수행할 수도 있다.

상기 데이터수집부(200)는, 상기 가축의 신체부위에 장착되고, 상기 가축의 활동정보 및 신체정보를 수집하는 구성이다.

더욱 상세하게는, 상기 데이터수집부(200)는 배터리(B)로 부터 전력을 공급받는 메인보드(210)와, 상기 메인보드(210)와 연결되는 RF모듈(220)과, 상기 RF모듈(220)에 구비된 근거리안테나(230)와 연결되는 원거리안테나(240)와, 상기 메인보드(210)와 연결되되, 상기 가축의 움직임데이터를 상기 RF모듈(220)에 전송하는 자이로센서(250)를 포함하는 구성이다.

상기 메인보드(210)는 배터리(B)로 부터 전력을 공급받는 구성이다.

이러한, 상기 메인보드(210)는 상기 RF모듈(220), 상기 근거리안테나(230), 원거리안테나(240), 자이로센서(250) 등 복수의 회로가 실장되는 PCB 보드로 제작될 수 있다.

상기 RF모듈(220)은, 상기 메인보드(210)와 연결되는 구성이다.

이러한, 상기 RF모듈(220)은, 상기 메인보드(210)의 상부 일측에 설치되되, 이하 설명될 상기 원거리안테나(240)가 설치되는 위치 즉, 상기 메인보드(210)의 일측 끝단과 떨어지도록 설치되어 상기 원거리안테나(240)와 간섭되지 않도록 설치되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 RF모듈(220)은, 상기 영상정보와 상기 가축의 활동정보 및 신체정보를 유무선 통신될 수 있다.

또한, 상기 RF모듈(220)은, 상기 데이터수집부(200)에서 수집된 상기 가축의 활동정보 및 신체정보, 이하 설명될 자이로센서(250)에서 수집된 상기 가축의 움직임데이터를 제공받아 이하 설명될 상기 서버부(400)로 제공하고, 이하 설명될 관리부(600)로 통신에 의해 실시간 정보를 제공하게 된다.

아울러, 상기 RF모듈(220)은 무선통신 네트워크가 가능한 하나 이상의 통신모듈을 포함할 수 있으며, 상기 RF모듈(220)은 무선 통신 또는 근거리 통신 모듈 또는 위치정보 모듈 등을 모두 포함할 수 있다.

예를 들어, 무선 통신 모듈은, 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 무선 인터넷 모듈은 ZigBee, WLAN(Wireless LAN), WiFi(Wireless Fidelity), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다.

상기 근거리안테나(230)는 상기 RF모듈(220)의 일측 끝단에 형성된 급전점(221)과, 그라운드(222)에 칩 형태로 결합되어 근거리 통신이 용이한 안테나로서, 상기 근거리안테나(230)는 블루투스(Bluetooth), RFID(RadioFrequency Identification), 적외선 통신(IrDA, Infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), WiHD, WiGig 등의 통신 방식이 이용될 수 있다.

상기 원거리안테나(240)는, 상기 근거리안테나(230)와 전기적으로 연결되는데, 보다 상세하게는, 상기 급전점(221) 및 상기 그라운드(222)와 전기적 또는 물리적으로 결합되어 원거리 통신이 용이한 안테나로서, 상기 원거리안테나(240)는 블루투스(Bluetooth), RFID(RadioFrequency Identification), 적외선 통신(IrDA, Infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), WiHD, WiGig 등의 통신 방식이 이용될 수 있다.

이러한, 상기 원거리안테나(240)는 지그비(Zigbee) 통신이 가능한 Inverted-F Antenna(IFA)로서 지그비(Zigbee) 통신 주파수인 2.45 GHz에서 공진이 일어나도록 제작되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 원거리안테나(240)는 상기 메인보드(210)의 상부 일측에 설치되되, 상기 RF모듈(220)의 상부면에서 일측면을 감싸는 형태 즉, "┍" 형상으로 제작되어 상기 RF모듈(220)과 간섭되지 않도록 설치되는 것이 바람직하다.

상기 자이로센서(250)는, 상기 가축의 움직임데이터를 실시간으로 측정하는 구성이다.

이러한, 상기 자이로센서(250)는 가축의 가축의 3축(x, y, z)방향으로의 움직임을 측정한 후, 상기 가축의 움직임데이터를 상기 RF모듈(220)에 제공할 수 있다.

즉, 상기 자이로센서(250)를 통해 상기 가축의 활동정보 및 신체정보 등의 데이터 정보를 제공받을 수 있으므로, 상기 가축의 발정시기 또는 교배 적정시기를 유추할 수 있는 수단으로 활용되는 것이다.

또한, 상기 메인보드(210)가 수납되고 덮개(261)가 구비되는 케이스(260)와, 상기 케이스(260)의 일측에 구비되어 상기 가축의 신체부위에 장착되는 벨트(270)와, 상기 벨트(270)의 일측에 구비되는 무게추(280)를 더 포함할 수 있다.

상기 케이스(260)의 내부에는 내부공간이 형성되어 상기 메인보드(210), 상기 RF모듈(220)과 상기 근거리안테나(230), 상기 원거리안테나(240) 및 상기 자이로센서(250)를 수용할 수 있고, 상기 덮개(261)를 상기 케이스(260)의 상부면을 덮어 상기 케이스(260)의 밀폐가 가능하다.

여기서, 상기 케이스(260)의 상부 외주면과 상기 덮개(261)의 하부 외주면은 단차지도록 구비되어 상호 끼움결합, 나사결합 등 다양한 결합방식으로 결합될 수 있으며, 상기 케이스(260)의 상부 외주면과 상기 덮개(261)의 하부 외주면에 실링재를 구비함으로서 기밀을 유지할 수 있다.

또한, 상기 케이스(260)의 외주면에는 발광도료가 도포되거나 발광패드가 부착되어 야간에도 관리자의 식별이 가능도록 제작될 수 있음을 밝혀둔다.

상기 벨트(270)는, 목걸이 형태로 구비될 수 있는데, 상기 벨트(270)는 상기 케이스(260)의 일측과 타측에 형성된 고리에 삽입되어 고정되고, 길이조절이 가능하여 상기 가축의 신체부위를 감싸도록 장착될 수 있다.

여기서, 상기 데이터수집부(200)가 상기 가축의 신체부위에 목걸이 형태로 장착되는데, 상기 무게추(280)를 통해 상기 데이터수집부(200)의 무게중심을 맞출 수 있고, 상기 무게추(280)의 무게중심으로 인하여 상기 데이터수집부(200)의 장착 위치가 변경되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 덮개(261)의 내측에는 상기 RF모듈(220)을 지지하기 위한 지지부(262)가 형성되는데, 상기 RF모듈(220)은 상기 메인보드(210)에 칩 형태로 삽입되어 구비되므로 외력에 의해 이탈되는 문제점을 방지할 수 있다.

이러한, 상기 지지부(262)는 상기 RF모듈(220)을 지지할 수 있는 다양한 형태로 제작되어 상기 RF모듈(220)의 이탈을 방지할 수 있음을 밝혀둔다.

아울러, 상기 덮개(261)의 내측에는 상기 배터리(B)를 지지라기 위한 배터리지지부(263)가 형성되는데, 상기 배터리지지부(263)는, 외력으로 부터 상기 배터리(B)를 보호할 수 있도록 탄성이 있는 스폰지 등의 재질로 제작되는 것이 바람직하다.

상기 서버부(400)는, 상기 데이터수집부(200)로 부터 상기 영상정보와 상기 가축의 활동정보 및 신체정보를 제공받아 저장하는 구성이다.

이러한, 상기 서버부(400)는 클라우드 기반으로 복수의 상기 서버부(400)가 유무선 통신을 통해 상기 데이터수집부(200)와 연동되어 복수의 서버에서 분산하여 객체 인식, 가축의 활동정보 및 신체정보(신체변화) 등의 기록을 저장하는 기능을 신속하게 수행할 수 있다.

더 나아가, 상기 서버부(400)는, 상기 촬영부(100)로 부터 상기 영상정보를 제공받아 객체 인식, 가축의 활동정보 및 신체정보(신체변화) 등의 기록을 저장하는 기능을 신속하게 수행할 수 있다.

상기 분석서버부(500)는, 상기 서버부(400)로 부터 상기 영상정보와 상기 가축의 활동정보 및 신체정보를 제공받아 분석하는 구성이다.

이러한, 상기 분석서버부(500)는 객체인식부(510)를 더 포함할 수 있는데, 상기 객체인식부(510)는, 상기 촬영부(100)와 연동되어 제공받은 가축의 영상으로 부터 복수의 객체를 인식할 수 있다.

이러한, 상기 객체인식부(510)는 상기 촬영부(100)에서 획득된 상기 객체영상으로부터 복수의 객체(예 : 가축, 사람, 가축 인식표, 식별 가능한 사물 등)를 동시에 인식하고, 각 객체에 대한 객체 이미지를 제공받아 상기 분석서버부(500)에 기저장된 객체별 등록 이미지와 비교하고 판단하여, 이하 설명될 관리부(600)에 제공할 수 있다.

한편, 상기 객체인식부(510)는 복수의 객체를 동시에 인식하기 위해 YOLO(You Only Look Once), SSD(Single Shot Multibox Detector)와 같은 객체 인식 알고리즘이 활용될 수 있다.

YOLO는 객체 인식을 회귀로 접근하여 전체 구조를 간소화함으로써, 훈련 및 검출 속도를 향상시킬 수 있는 알고리즘으로, 상기 촬영부(100)로부터 입력된 영상은 CNN(Convolutional Neural Network)을 거쳐 텐서(Tensor)형태로 출력된다. 이 텐서는 영상을 격자 형태로 나눠 각 구역을 표현하게 되며 이를 통해 해당 구역 객체를 인식한다.

또한, SSD는 후보 영역을 생성하기 위해 다양한 크기의 특징맵(feature map)을 이용하여 객체를 인식하는 알고리즘으로, CNN 모델로부터 얻은 특징맵은 합성곱 층이 진행됨에 따라 크기가 줄어들게 되며, SSD는 이 과정에서 추출된 모든 특징맵들을 추론 과정에 사용하여 객체를 인식하며, YOLO보다 정확하게 객체를 인식시킬 수 있다.

또한, 상기 촬영부(100)로 객체 인식시 객체 인식율을 높이기 위해 에이다부스트(AdaBoost), 서포트 벡터 머신(Support Vector Machine: SVM), 선형판별식 해석(Linear Disciminant Analysis: LDA), 주성분 분석(Principal Component Analusis: PCA) 등의 알고리즘이 더 포함될 수도 있다.

특히 에이다부스트 알고리즘을 활용할 경우, 객체의 특징점을 분석하여 유사한 객체에 대하여 동일 객체로 인식시킬 수 있는데, 특징점의 개수가 증가할수록 유사 객체로부터 더욱 잘 구분하여 객체를 인식시킬 수 있으며, 유사 객체로는 동일 가축이 먹이를 섭취하거나, 수면을 취하는 상태, 용변을 보는 상태 등 다양한 유사 객체를 인식할 수도 있다.

이러한 알고리즘 기법들은 모두 외형에 기반하여 인식대상 영역을 식별하는 것으로, 트레이닝에 사용될 촬상 이미지들의 집합에 의해 트레이닝된 모델을 이용해서 얼굴 또는 객체의 특징점 주위의 영역을 검출하며, 여러 주변의 제약 조건들이 트레이닝을 통해 극복되어지기 때문에, 결과적으로 가축의 얼굴 또는 객체 특징점 인식 정확도와 신뢰도를 높일 수 있다.

아울러, 상기 객체인식부(510)는 심박분석부(520)를 더 포함할 수 있다.

상기 심박분석부(520)는 상기 촬영부(100)에서 상기 객체인식부(110)로 전송된 상기 객체영상에서 피부영역을 추출하고, 피부 영상의 HSV모델에서 H채널인 Hue의 값을 기준으로 피부 영역을 결정할 수 있다.

여기서, HSV 모델은 영상을 Hue(색조), Saturation(채도), Value(명도)의 3가지 성분으로 색을 표현한 것이다.

이때, 상기 심박분석부(520)는 상기 촬영부(100)로 촬영한 피부 영상이 RGB모델인 경우, RGB모델의 피부 영상을 HSV모델로 변환할 수 있다.

또한, 심박분석부(520)는 상기 촬영부(100)에서 촬영된 상기 객체영상의 RGB모델에서 G(Green)채널의 변화를 통하여 심박신호를 검출하거나, HSV 모델의 피부 영역으로부터 피부색의 변화를 통하여 심박신호를 검출할 수 있다.

여기서, RGB 모델은 가장 기본적인 색상모델로서 색(color)을 Red, Green, Blue의 3가지 성분의 조합으로 표현하는 것이다.

또한, 상기 심박분석부(520)는 심박신호에 포함된 잡음을 제거하기 위하여 특정 주파수 대역을 통과시키도록 RLC 회로로 구성된 대역통과 필터(band-pass filter)를 포함할 수 있으며, 대역통과 필터 대신 저역통과 필터 및 고역통과 필터의 조합으로 구성할 수도 있다.

아울러, 상기 심박분석부(520)는 조명 변화로 인한 피부의 톤이나 색 변화에 덜 민감하도록 칼만필터와 같은 적응 필터를 적용할 수 있다.

또한, 상기 객체인식부(510)는, 상기 객체영상을 분석하기 전 보정을 통해 상기 객체영상을 전처리하는 전처리부(530)를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 전처리부(530)는 상기 촬영부(100)로 부터 획득한 상기 객체영상을 전처리를 수행할 수 있다. 이러한 상기 전처리부(530)는 상기 객체영상 데이터에서 적어도 하나 이상의 프레임을 추출한 후, 픽셀, 색감, 크기 등의 이미지 스케일을 조정할 수 있다.

여기서, 상기 촬영부(100)에서 촬영된 가축의 움직임, 동선 등의 영상을 상기 전처리부(530)로 실시간으로 전송하거나 가축의 움직임, 동선 등의 영상을 보정하는 동작 등을 Python 또는 OpenCV(Open source computer vision) 등의 프로그래밍 라이브러리 등을 통해 수행함으로서 상기 객체인식부(510)로 전송된 상기 객체영상을 정밀하게 인식할 수 있다.

아울러, 상기 분석서버부(500)는 상기 객체인식부(510)에서 객체 이미지에 대하여 인증된 동일 객체 여부를 판단하기 위해 복수의 객체별 등록 이미지를 저장한다.

또한, 상기 분석서버부(500)는 특정 객체 즉, 관찰대상인 가축에 대한 등록 이미지를 복수로 저장하여 상기 객체인식부(510)에서 딥 러닝, 머신 러닝 기반의 학습을 통하여 동일 객체의 인식율을 높일 수 있다.

상기 관리부(600)는, 상기 분석서버부(500)에서 분석된 가축의 발정시기 또는 교배 적정시기를 제공받는 구성이다.

이러한, 상기 관리부(600)는, 휴대용 단말기 형태로 구비되어 상기 분석서버부(500)에서 분석된 가축의 발정시기 또는 교배 적정시기의 데이터를 제공받게 된다.

여기서, 상기 가축의 발정시기는 가축이 성욕이 일어나 외부생식기가 부어오르거나, 교미를 위해 흥분하며 불안해 하는 가축의 상태 등을 보고 발정시기를 판단할 수 있고, 상기 교배 적정시기는 상기 가축의 발정시기와 더불어, 암, 수컷의 건강상태 및 배란일 등의 정보를 통해 판단할 수 있다.

즉, 상기 관리부(600)는 상기 분석서버부(500)에서 분석된 상기 가축의 발정시기를 제공받아 가축의 발정상태를 확인할 수 있고, 교배 적정시기에 맞춰 교배 여부를 결정하여 암, 수컷 가축을 합사시켜 적정한 교배를 수행할 수 있다.

따라서, 본 발명의 가축의 활동 감지 시스템에 따르면, 데이터수집부로 부터 전송받는 가축의 활동 데이터를 통해, 가축의 발정시기 또는 교배적정시기를 파악함으로서 맞춤형 사육을 제공하는 효과가 있다.

또한, 근거리안테나와 연동되어 구비되는 원거리안테나를 통해 사육시설과 관리자 간의 원거리통신이 가능하고, 가축의 발정시기 또는 교배적정시기를 제공받아 맞춤형 사육을 제공하는 효과가 있다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

100 : 촬영부 200 : 데이터수집부
210 : 메인보드 220 : RF모듈
221 : 급전점 222 : 그라운드
230 : 근거리안테나 240 : 원거리안테나
250 : 자이로센서 260 : 케이스
261 : 덮개 262 : 지지부
263 : 배터리지지부 270 : 밸트
280 : 무게추 400 : 서버부
500 : 분석서버부 510 : 객체인식부
520 : 심박분석부 530 : 전처리부
600 : 관리부 B : 배터리

Claims (4)

1. 사육시설의 내부에 구비되어 가축의 영상정보를 촬영하는 적어도 하나 이상의 촬영부;
   상기 가축의 신체부위에 장착되고, 상기 가축의 활동정보 및 신체정보를 수집하는 데이터수집부;
   상기 촬영부와 상기 데이터수집부로부터 상기 영상정보와 상기 가축의 활동정보 및 신체정보를 제공받아 저장하는 서버부;
   상기 서버부로부터 상기 영상정보와 상기 가축의 활동정보 및 신체정보를 제공받아 분석하는 분석서버부;
   상기 분석서버부에서 분석된 가축의 발정시기 또는 교배 적정시기를 제공받는 관리부;를 포함하며,
   상기 분석서버부는, 객체인식부, 심박분석부 및 전처리부를 포함하고,
   상기 객체인식부는,
   상기 영상정보를 통해 복수의 객체를 인식하고, 각 객체에 대한 객체 이미지를 제공받아 기저장된 객체별 등록 이미지와 비교 및 판단하여 상기 관리부에 제공하되, 상기 복수의 객체를 동시에 인식하기 위해 객체 인식 알고리즘인 YOLO(You Only Look Once) 또는 SSD(Single Shot Multibox Detector)를 활용하고, 객체 인식시 객체 인식율을 높이기 위해 에이다부스트(AdaBoost), 서포트 벡터 머신(SVM), 선형판별식 해석(LDA) 및 주성분 분석(PCA) 중 적어도 하나의 알고리즘을 더 이용하며,
   상기 심박분석부는,
   상기 영상정보의 객체영상에서 피부영역을 추출하고, 피부 영상의 HSV모델에서 H채널인 Hue의 값을 기준으로 피부 영역을 결정하거나, 상기 피부 영상이 RGB모델인 경우 RGB모델의 피부 영상을 HSV모델로 변환한 후에 상기 피부 영역을 결정하며, 상기 객체영상의 RGB모델에서 G(Green)채널의 변화를 통하여 심박신호를 검출하거나, HSV 모델의 피부 영역으로부터 피부색의 변화를 통하여 심박신호를 검출하고,
   상기 전처리부는,
   상기 객체영상을 분석하기 전 보정을 통해 상기 객체영상을 전처리하되, 상기 객체영상의 데이터에서 적어도 하나 이상의 프레임을 추출한 후, 픽셀, 색감 및 크기를 포함하는 이미지 스케일을 조정하는
   가축의 활동 감지 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 데이터수집부는,
   배터리로 부터 전력을 공급받는 메인보드;
   상기 메인보드와 연결되는 RF모듈;
   상기 RF모듈에 구비된 근거리안테나와 연결되는 원거리안테나;
   상기 메인보드와 연결되되, 상기 가축의 움직임데이터를 상기 RF모듈에 전송하는 자이로센서;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 가축의 활동 감지 시스템.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 메인보드가 수납되고 덮개가 구비되는 케이스;
   상기 케이스의 일측에 구비되어 상기 가축의 신체부위에 장착되는 벨트;
   상기 벨트의 일측에 구비되는 무게추;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가축의 활동 감지 시스템.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 덮개의 내측에는 상기 RF모듈을 지지하기 위한 지지부가 형성되는 것을 특징으로 하는 가축의 활동 감지 시스템.