KR102644054B1 - 소 승가 판단 시스템 - Google Patents

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KR102644054B1
KR102644054B1 KR1020230140556A KR20230140556A KR102644054B1 KR 102644054 B1 KR102644054 B1 KR 102644054B1 KR 1020230140556 A KR1020230140556 A KR 1020230140556A KR 20230140556 A KR20230140556 A KR 20230140556A KR 102644054 B1 KR102644054 B1 KR 102644054B1
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장종광
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주식회사 예승정보통신
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    • A61DVETERINARY INSTRUMENTS, IMPLEMENTS, TOOLS, OR METHODS
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    • A61D17/004Devices for indicating trouble during labour of animals ; Methods or instruments for detecting pregnancy-related states of animals for detecting mating action
    • AHUMAN NECESSITIES
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    • A01KANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
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Abstract

본 발명은, 암소의 발정을 감지하는 카메라를 활용하여 암소의 움직임과 행동 패턴을 모니터링하여 승가 판단하기 위한 판단 서버와 그 기능부들, 암소의 자세 고정을 보조하는 자세 보조 유닛이 구비된 소 승가 판단 시스템이 제공된다.

Description

소 승가 판단 시스템{Cow mounting behavior judgment system}
본 발명은 소 승가 판단 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 암소의 발정을 감지하는 카메라를 활용하여 암소의 움직임과 행동 패턴을 모니터링하여 승가 판단하기 위한 판단 서버와 그 기능부들, 암소의 자세 고정을 보조하는 자세 보조 유닛이 구비된 소 승가 판단 시스템에 관한 것이다.
소의 발정 주기는 생산성 및 생산 효율성에 큰 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나이다.
정확한 발정 감지는 수정의 성공률을 높이는 데 필요한 기본 조건이며, 이를 통해 축산업자는 소의 임신 확률을 높이고, 결과적으로 더 많은 송아지를 얻을 수 있다.
전통적으로, 축산업자들은 경험과 직관을 바탕으로 암소의 발정을 감지하려고 했다. 그러나 이러한 방법은 많은 시간과 노력을 필요로 하며, 놓친 발정의 경우가 빈번하게 발생하기도 한다.
또한, 소의 체온, 활동량, 행동 패턴 등 다양한 생체 정보를 통합적으로 관찰하고 분석해야 발정의 정확한 시기와 상태를 알 수 있기 때문에 단순한 관찰만으로는 충분한 정보를 얻기 어렵다.
최근의 기술 발전과 함께 디지털 카메라, 센서, 데이터 분석 기술 등 다양한 기술들이 축산 분야에 도입되기 시작했다.
그러나 이러한 기술들을 효과적으로 결합하여 발정 감지에 활용하는 통합 시스템의 필요성이 대두되었다.
따라서, 본 발명은 암소의 발정 감지의 정확성과 효율성을 높이기 위해 개발되었다.
본 시스템은 축사 내의 카메라와 고급 분석 알고리즘을 통해 암소의 움직임과 행동 패턴을 지속적으로 모니터링하며, 발정 시기와 상태를 정확하게 판단한다.
이와 함께, 추가적인 기능을 통해 발정 시 발생할 수 있는 문제들을 미연에 방지하고 관리하는 것을 목표로 한다.
한국등록특허 제10-1769963호 한국등록특허 제10-2527058호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 암소의 발정을 감지하는 카메라를 이용하여 모니터링하는 판단 서버 및 그 기능부들이 구비된 소 승가 판단 시스템을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은 판단 서버와 네트워크적으로 연동되며 암소의 자세 고정을 보조하기 위한 자세 보조 유닛이 구비된 소 승가 판단 시스템을 제공한다.
삭제
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 소 승가 판단 시스템은 축사 내 암소의 발정을 감지하는 카메라와 네트워크적으로 연결되어 암소의 움직임과 행동 패턴을 모니터링하여 승가 판단하는 판단 서버를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 판단 서버는, 축사 내 복수 개의 카메라에서 촬영된 암소의 영상을 획득하여 소의 생체정보, 활동 정보, 이력 정보와 같은 복수의 정보를 기반으로 데이터를 획득하는 영상 정보 획득부, 상기 영상 정보 획득부에서 획득한 영상을 바탕으로 소의 체온 및 소의 외형을 인식하여 식별하도록 분석하는 영상 분석부, 상기 영상 분석부에서 식별된 암소의 위치, 소의 체온 및 소의 외형을 바탕으로 승가 행위를 판단하는 승가 판단부, 상기 영상 정보 획득부에서 획득한 복수의 정보 데이터를 바탕으로 관리 및 수정하는 데이터 관리 및 수정부를 포함하고, 상기 영상 정보 획득부는, 축사 내 설치된 복수의 CCTV 카메라들은 암소의 일상적인 움직임을 연속적으로 촬영하고, 상기 영상 분석부는, 알고리즘을 활용하여 촬영된 영상을 처리하여 소의 외형과 체온을 식별하고, 상기 승가 판단부는, 분석된 영상 데이터를 바탕으로 암소의 승가 행위 및 상태를 판단하고, 상기 알고리즘은, 복수의 CCTV 카메라들에서 수집한 원시 영상 데이터를 노이즈 제거와 색상 정규화를 통해 전처리하고, 전처리된 데이터에서 5~10분으로 영상을 분할하여 암소의 외형, 그리고 체온의 특징을 추출하고, 각 시간별 영상에서 머리 흔들기, 뛰기를 포함한 암소의 움직임을 optical flow, 객체 추적을 이용하여 추출하고, 추출된 움직임을 "머리를 5회 이상 흔들면" 또는 "3회 이상 뛰면"을 포함한 패턴으로 수치화하여 생성하고, 생성된 패턴을 바탕으로 암소의 승가 여부를 상기 승가 판단부가 실행할 수 있도록 신호를 송신하고, 상기 데이터 관리 및 수정부는, 모든 촬영된 영상, 분석 결과, 그리고 승가 판단 데이터를 중앙 데이터베이스에 저장하고, 축사 관리자에게 해당 암소에 대한 승가 알림을 송신하고, 축사 관리자에게서 입력된 오탐 여부를 수집하여 알고리즘이 학습하게 하여 모든 촬영된 영상, 분석 결과, 그리고 승가 판단 데이터의 오차율을 수정하고, 알림 리시버의 상태 점검을 수행 가능한 특징을 포함하는 할 수 있다.
일 실시예에서, 소 승가 판단 시스템은 축사 내에 설치되어 암소의 특이행동 시에 발생하는 스트레스에 의해 암소의 자세 흐트러짐 방지를 보조하도록 구비된 자세 보조 유닛을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 자세 보조 유닛은, 축사 내에 일정 간격으로 설치된 유닛 고정체, 각각의 상기 유닛 고정체의 내부에 내장된 조절부 지지체, 상기 조절부 지지체의 내부 상단면에 수평 방향으로 배치된 실린더 지지 플레이트, 상기 조절부 지지체의 중앙부에 수직 방향으로 삽입되고 외표면에 돌출된 주름이 형성된 조절부 완충 실린더, 상기 실린더 지지 플레이트의 상면 양 측부에 수직 방향으로 설치된 조절부 지지 프레임, 각각의 상기 조절부 지지 프레임의 상부가 이어지도록 수평 방향으로 설치된 조절부 지지 플레이트, 상기 조절부 완충 실린더의 내부에 피스톤 운동 가능하게 삽입되되 상기 실린더 지지 플레이트의 중앙부를 관통하여 상기 조절부 지지체 내부로 이동 가능하게 구비된 조절부 실린더, 상기 조절부 실린더의 내부에 피스톤 운동 가능하게 내장된 스프링 압축체, 상기 조절부 실린더의 내부에 안착되되 상기 스프링 압축체에 의해 압축되어 탄성력을 생성하도록 구비된 조절부 스프링, 상기 스프링 압축체의 상부에서 수직 방향으로 설치된 프레임 압축 샤프트, 상기 프레임 압축 샤프트의 상단부에 회동 가능하게 체결된 안착부 지지 프레임, 상기 조절부 지지체의 상면 일 측에 설치된 롤러 브라켓, 상기 프레임 압축 샤프트의 일 측부 및 상기 롤러 브라켓 각각에 회전 가능하게 체결된 기어 회전 롤러, 전체 상기 기어 회전 롤러를 감싸도록 체결된 롤러 회전 벨트, 상기 프레임 압축 샤프트의 상단부에 상기 안착부 지지 프레임을 회동시키도록 일 상기 기어 회전 롤러와 맞닿아 회전 가능하게 체결된 프레임 회동 기어, 상기 조절부 실린더의 저면부에 설치되고, 하부를 향해 돌기가 형성된 프레임 연결부, 상기 프레임 연결부의 돌기에 수직 방향으로 삽입된 조절부 승강 프레임, 상기 조절부 승강 프레임의 둘레부에 삽입되되 상기 조절부 지지체의 내부에 고정되어 상기 조절부 승강 프레임의 이탈을 방지하도록 구비된 프레임 지지부, 상기 프레임 지지부의 양 측부에서 상향으로 설치되어 상기 프레임 연결부와 맞닿을 수 있게 형성되어 상기 프레임 연결부의 하강을 제한하도록 구비된 지지부 완충부재, 상기 조절부 승강 프레임의 하단부에 수평 방향으로 설치되어 상기 조절부 지지체의 내부 하단면에서 상기 조절부 승강 프레임의 하강에 의한 상승을 유도하도록 구비된 조절부 지지판, 상기 안착부 지지 프레임의 말단부에 설치되되 소의 몸통을 지지하기 위한 굴곡진 형상으로 구비된 몸통 안착부를 포함하고, 상기 몸통 안착부는, 내측면에 암소의 특이행동을 유발하는 스트레스를 해소하기 위한 해소 유도부가 더 설치되고, 상기 해소 유도부는, 상기 몸통 안착부의 내측면에 수직 방향으로 설치된 유도부 지지 프레임, 상기 유도부 지지 프레임의 돌기에 체결되도록 각도 조절 홈이 중앙부에 형성되고, 상기 유도부 지지 프레임에 수평 방향으로 배치되며, 길이 방향을 따라 일정 간격으로 플레이트 이동 홈이 형성되도록 구비된 유도부 조절 플레이트, 상기 플레이트 이동 홈을 따라 이동 가능하게 체결된 유도부 이동 플레이트, 상기 유도부 이동 플레이트에 설치되어 스트레스 해소를 유도하기 위해 소의 몸통을 안착하게 구비된 유도부 바디, 상기 유도부 바디의 상부에 길이 조절 가능하게 설치된 유도부 신장부, 상기 유도부 신장부의 상부에 설치된 흡착부 바디, 상기 흡착부 바디의 전단부에 설치된 흡착부 지지 플레이트, 상기 흡착부 지지 플레이트의 전단 양 측부에 전방을 향해 설치된 유도부 샤프트, 각각의 상기 유도부 샤프트의 둘레부에 삽입되어 상기 유도부 샤프트로 전달되는 충격을 완화하도록 구비된 샤프트 완충부, 각각의 상기 유도부 샤프트의 말단부에 설치되어 스트레스 해소를 유도하기 위해 탄성 소재로 구비된 유도부 헤드, 상기 흡착부 바디를 관통하도록 삽입된 흡착부 실린더, 상기 흡착부 실린더에서 길이 조절 가능하게 삽입된 흡착부 신장 샤프트, 상기 흡착부 신장 샤프트의 말단부에 설치되어 소의 몸체를 흡착하도록 구비된 몸체 흡착부를 포함하고, 상기 자세 보조 유닛은, 암소가 승가할 때 특이행동을 보이면, 제어에 의해 암소의 몸통을 상기 몸통 안착부가 안착시키면서 상기 안착부 지지 프레임의 회동에 의해 암소의 움직임에 따라 자세를 보조하고, 상기 해소 유도부에서 소의 몸통에 맞닿음으로써 스트레스 해소를 유도하는 마사징(massage)을 실행하는 특징을 더 포함할 수 있다.
삭제
본 발명에 따르면, 암소의 발정을 감지하는 카메라를 활용하여 암소의 움직임과 행동 패턴을 모니터링하여 승가 판단하기 위한 판단 서버와 그 기능부들, 암소의 자세 고정을 보조하는 자세 보조 유닛이 구비된 소 승가 판단 시스템이 제공된다.
정확한 발정 감지: 본 발명은 축사 내의 카메라와 분석 알고리즘을 활용하여 암소의 발정을 높은 정확도로 감지할 수 있다. 이를 통해 축산업자는 소의 발정 시기를 정확하게 파악하고, 그에 따른 수정 작업을 계획적으로 진행할 수 있다.
통합된 정보 관리: 본 발명은 소의 생체정보, 활동 정보, 이력 정보 등 다양한 데이터를 중앙 데이터베이스에 저장하고 관리한다. 이를 통해 축산업자는 소의 건강 상태, 발정 이력 등 다양한 정보를 한눈에 파악할 수 있으며, 이를 기반으로 향후 농장 운영 및 계획을 보다 효율적으로 수립할 수 있다.
소의 안전 강화: 본 발명에 포함된 자세 보조 유닛은 발정 시 소의 안전을 위한 중요한 역할을 한다. 이를 통해 발정 시 발생할 수 있는 충돌등의 문제를 미연에 방지하며, 소의 건강과 안전을 보장한다.
경제적 효과: 본 발명을 활용하면 발정 감지의 정확성이 높아져 수정의 성공률이 향상된다. 이로 인해 송아지의 출산률이 높아지며, 그 결과 더 많은 생산성과 수익을 얻을 수 있다.
시간 및 노력의 절약: 전통적인 발정 감지 방법에 비해 본 발명은 자동화된 시스템을 활용하여 축산업자의 시간과 노력을 크게 절약할 수 있다.
확장성: 본 발명은 다양한 센서와 장치를 추가적으로 연결하여 시스템을 확장할 수 있다. 이를 통해 미래의 기술 발전에 따라 시스템을 업그레이드하거나 추가적인 기능을 도입할 수 있다.
삭제
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명에 따른 소 승가 판단 시스템의 전체적인 관계도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 소 승가 판단 시스템의 판단 서버의 흐름도를 도시한 것이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 소 승가 판단 시스템의 판단 서버와 자세 보조 유닛의 연동 흐름도를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 소 승가 판단 시스템의 자세 보조 유닛의 실시예들을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 소 승가 판단 시스템의 해소 유도부의 실시예들을 도시한 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시 예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
한편, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 "모듈" 또는 "부"는 적어도 하나의 기능 또는 동작을 수행한다. 그리고 "모듈" 또는 "부"는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 기능 또는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 특정 하드웨어에서 수행되어야 하거나 적어도 하나의 프로세서에서 수행되는 "모듈" 또는 "부"를 제외한 복수의 "모듈들" 또는 복수의 "부들"은 적어도 하나의 모듈로 통합될 수도 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 소 승가 판단 시스템의 전체적인 관계도를 도시한 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 소 승가 판단 시스템은 축사 내 암소의 발정을 감지하는 카메라와 네트워크적으로 연결되어 암소의 움직임과 행동 패턴을 모니터링하여 승가 판단하는 판단 서버(10)를 포함할 수 있다.
판단 서버(10)는, 영상 정보 획득부(11), 영상 분석부(12), 승가 파단부, 데이터 관리 및 수정부(14)를 포함할 수 있다.
영상 정보 획득부(11)는 축사 내 복수 개의 카메라에서 촬영된 암소의 영상을 획득하여 소의 생체정보, 활동 정보, 이력 정보와 같은 복수의 정보를 기반으로 데이터를 획득할 수 있다.
일 실시예에서, 영상 정보 획득부(11)는 축사 내 설치된 복수의 CCTV 카메라들은 암소의 일상적인 움직임을 연속적으로 촬영한다.
촬영된 영상은 실시간으로 판단 서버(10)에 전송되며, 해당 영상은 소의 위치, 방향, 그리고 다른 소와의 상호작용 등의 정보를 포함한다.
영상 데이터는 추가적인 분석을 위해 일정 기간동안 저장되며, 전송된 영상 데이터는 영상 분석부(12)로 전달된다.
영상 분석부(12)는 상기 영상 정보 획득부(11)에서 획득한 영상을 바탕으로 소의 체온 및 소의 외형을 인식하여 식별하도록 분석할 수 있다.
일 실시예에서, 영상 분석부(12)는 촬영된 영상을 처리하여 소의 외형과 체온을 식별한다.
알고리즘을 활용하여 소의 외형을 정확히 인식하며, 부가적으로 체온센서 또는 적외선 카메라를 사용하여 소의 체온을 측정한다.
각 소의 식별 번호 및 외형 특징들이 데이터베이스와 매칭되어 저장되고, 식별된 소의 데이터는 승가 판단부(13)와 데이터 및 관리 수정부로 전송된다.
일 실시예에서, 상기 알고리즘은 복수의 CCTV 카메라들에서 수집한 원시 영상 데이터를 노이즈 제거와 색상 정규화를 통해 전처리할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 알고리즘은 전처리된 데이터에서 5~10분와 같이 영상을 분할하여 암소의 외형, 그리고 체온의 특징을 추출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 알고리즘은 각 시간별 영상에서 머리 흔들기, 뛰기를 포함한 암소의 움직임을 optical flow, 객체 추적을 이용하여 추출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 알고리즘은 추출된 움직임을 "머리를 5회 이상 흔들면" 또는 "3회 이상 뛰면" 등과 같은 패턴으로 수치화하여 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 알고리즘은 생성된 패턴을 바탕으로 암소의 승가 여부를 상기 승가 판단부가 실행할 수 있도록 신호를 송신할 수 있다.
승가 판단부(13)는 상기 영상 분석부에서 식별된 암소의 위치, 소의 체온 및 소의 외형을 바탕으로 승가 행위를 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 승가 판단부(13)는 분석된 영상 데이터를 바탕으로 암소의 승가 행위 및 상태를 판단한다.
소의 체온 변화, 움직임 패턴, 그리고 다른 소들과의 상호작용을 분석하여 승가 행위의 가능성을 판단한다.
예를 들어, 특정 체온 범위가 넘어가거나, 소가 특정 동작 (예: 다른 소를 타기 등)을 하는 것을 감지하면 승가로 판단한다.
승가 행위가 감지되면, 해당 소의 정보와 승가 관련 데이터는 데이터 관리 및 수정부(14)로 전송되며, 축사 관리자에게 알림이 전송된다.
데이터 관리 및 수정부(14)는 상기 영상 정보 획득부(11)에서 획득한 복수의 정보 데이터를 바탕으로 관리 및 수정할 수 있다.
일 실시예에서, 모든 촬영된 영상, 분석 결과, 그리고 승가 판단 데이터는 중앙 데이터베이스에 저장된다.
일 실시예에서, 데이터 관리 및 수정부(14)가 알림 리시버의 상태 점검을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 데이터 관리 및 수정부(14)는 축사 관리자에게 해당 암소에 대한 승가 알림을 송신할 수 있다.
일 실시예에서, 데이터 관리 및 수정부(14)는 축사 관리자에게서 입력된 오탐 여부를 수집하여 알고리즘이 학습하게 하여 모든 촬영된 영상, 분석 결과, 그리고 승가 판단 데이터의 오차율을 수정하고, 알림 리시버의 상태 점검을 수행할 수 있다.
사용자 인터페이스를 통해 농장 관리자는 각 소의 이력 정보, 활동 정보 및 승가 관련 데이터를 확인 및 수정할 수 있다.
데이터베이스는 주기적으로 백업되며, 필요시 데이터 복원 기능을 제공하며, 관리자의 수정사항이나 추가 입력 정보는 영상 분석부(12) 및 승가 판단부(13)에 업데이트되어 시스템의 판단 정확도를 향상시킨다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 소 승가 판단 시스템의 자세 보조 유닛의 실시예들을 도시한 것이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 소 승가 판단 시스템은 축사 내에 설치되어 암소의 특이행동 시에 발생하는 스트레스에 의해 암소의 자세 흐트러짐 방지를 보조하도록 구비된 자세 보조 유닛(100)을 포함할 수 있다.
자세 보조 유닛(100)은 유닛 고정체(110), 조절부 지지체(120), 실린더 지지 플레이트(130), 조절부 완충 실린더(140), 조절부 지지 프레임(150), 조절부 지지 플레이트(160), 조절부 실린더(170), 스프링 압축체(180), 조절부 스프링(190), 프레임 압축 샤프트(200), 안착부 지지 프레임(210), 롤러 브라켓(220), 기어 회전 롤러(230), 롤러 회전 벨트(240), 프레임 회동 기어(250), 프레임 연결부(260), 조절부 승강 프레임(270), 프레임 지지부(280), 지지부 완충부재(290), 조절부 지지판(300), 몸통 안착부(310)를 포함할 수 있다.
유닛 고정체(110)는 축사 내에 일정 간격으로 설치되도록 구비될 수 있다.
조절부 지지체(120)는 각각의 상기 유닛 고정체(110)의 내부에 내장되도록 구비될 수 있다.
실린더 지지 플레이트(130)는 상기 조절부 지지체(120)의 내부 상단면에 수평 방향으로 배치되도록 구비될 수 있다.
조절부 완충 실린더(140)는 상기 조절부 지지체(120)의 중앙부에 수직 방향으로 삽입되고 외표면에 돌출된 주름이 형성되도록 구비될 수 있다.
조절부 지지 프레임(150)은 상기 실린더 지지 플레이트(130)의 상면 양 측부에 수직 방향으로 설치되도록 구비될 수 있다.
조절부 지지 플레이트(160)는 각각의 상기 조절부 지지 프레임(150)의 상부가 이어지도록 수평 방향으로 설치되도록 구비될 수 있다.
조절부 실린더(170)는 상기 조절부 완충 실린더(140)의 내부에 피스톤 운동 가능하게 삽입되되 상기 실린더 지지 플레이트(130)의 중앙부를 관통하여 상기 조절부 지지체(120) 내부로 이동 가능하게 구비될 수 있다.
스프링 압축체(180)는 상기 조절부 실린더(170)의 내부에 피스톤 운동 가능하게 내장되도록 구비될 수 있다.
조절부 스프링(190)은 상기 조절부 실린더(170)의 내부에 안착되되 상기 스프링 압축체(180)에 의해 압축되어 탄성력을 생성하도록 구비될 수 있다.
프레임 압축 샤프트(200)는 상기 스프링 압축체(180)의 상부에서 수직 방향으로 설치되도록 구비될 수 있다.
안착부 지지 프레임(210)은 상기 프레임 압축 샤프트(200)의 상단부에 회동 가능하게 체결되도록 구비될 수 있다.
롤러 브라켓(220)은 상기 조절부 지지체(120)의 상면 일 측에 설치되도록 구비될 수 있다.
기어 회전 롤러(230)는 상기 프레임 압축 샤프트(200)의 일 측부 및 상기 롤러 브라켓(220) 각각에 회전 가능하게 체결되도록 구비될 수 있다.
롤러 회전 벨트(240)는 전체 상기 기어 회전 롤러(230)를 감싸도록 체결되게 구비될 수 있다.
프레임 회동 기어(250)는 상기 프레임 압축 샤프트(200)의 상단부에 상기 안착부 지지 프레임(210)을 회동시키도록 일 상기 기어 회전 롤러(230)와 맞닿아 회전 가능하게 체결되도록 구비될 수 있다.
프레임 연결부(260)는 상기 조절부 실린더(170)의 저면부에 설치되고, 하부를 향해 돌기가 형성되도록 구비될 수 있다.
조절부 승강 프레임(270)은 상기 프레임 연결부(260)의 돌기에 수직 방향으로 삽입되도록 구비될 수 있다.
프레임 지지부(280)는 상기 조절부 승강 프레임(270)의 둘레부에 삽입되되 상기 조절부 지지체(120)의 내부에 고정되어 상기 조절부 승강 프레임(270)의 이탈을 방지하도록 구비될 수 있다.
지지부 완충부재(290)는 상기 프레임 지지부(280)의 양 측부에서 상향으로 설치되어 상기 프레임 연결부(260)와 맞닿을 수 있게 형성되어 상기 프레임 연결부(260)의 하강을 제한하도록 구비될 수 있다.
조절부 지지판(300)은 상기 조절부 승강 프레임(270)의 하단부에 수평 방향으로 설치되어 상기 조절부 지지체(120)의 내부 하단면에서 상기 조절부 승강 프레임(270)의 하강에 의한 상승을 유도하도록 구비될 수 있다.
몸통 안착부(310)는 상기 안착부 지지 프레임(210)의 말단부에 설치되되 소의 몸통을 지지하기 위한 굴곡진 형상으로 구비될 수 있다.
또한, 몸통 안착부(310)는 내측면에 암소의 특이행동을 유발하는 스트레스를 해소하기 위한 해소 유도부(400)가 더 설치될 수 있다.
해소 유도부(400)는 유도부 지지 프레임(410), 유도부 조절 플레이트(420), 유도부 이동 플레이트(430), 유도부 바디(440), 유도부 신장부(450), 흡착부 바디(460), 흡착부 지지 플레이트(470), 유도부 샤프트(480), 샤프트 완충부(490), 유도부 헤드(500), 흡착부 실린더(510), 흡착부 신장 샤프트(520), 몸체 흡착부(530)를 포함할 수 있다.
유도부 지지 프레임(410)은 상기 몸통 안착부(310)의 내측면에 수직 방향으로 설치되도록 구비될 수 있다.
유도부 조절 플레이트(420)는 상기 유도부 지지 프레임(410)의 돌기에 체결되도록 각도 조절 홈(420a)이 중앙부에 형성되고, 상기 유도부 지지 프레임(410)에 수평 방향으로 배치되며, 길이 방향을 따라 일정 간격으로 플레이트 이동 홈(420b)이 형성되도록 구비될 수 있다.
유도부 이동 플레이트(430)는 상기 플레이트 이동 홈(420b)을 따라 이동 가능하게 체결되도록 구비될 수 있다.
유도부 바디(440)는 상기 유도부 이동 플레이트(430)에 설치되어 스트레스 해소를 유도하기 위해 소의 몸통을 안착하게 구비될 수 있다.
유도부 신장부(450)는 상기 유도부 바디(440)의 상부에 길이 조절 가능하게 설치되도록 구비될 수 있다.
흡착부 바디(460)는 상기 유도부 신장부(450)의 상부에 설치되도록 구비될 수 있다.
흡착부 지지 플레이트(470)는 상기 흡착부 바디(460)의 전단부에 설치되도록 구비될 수 있다.
유도부 샤프트(480)는 상기 흡착부 지지 플레이트(470)의 전단 양 측부에 전방을 향해 설치되도록 구비될 수 있다.
샤프트 완충부(490)는 각각의 상기 유도부 샤프트(480)의 둘레부에 삽입되어 상기 유도부 샤프트(480)로 전달되는 충격을 완화하도록 구비될 수 있다.
유도부 헤드(500)는 각각의 상기 유도부 샤프트(480)의 말단부에 설치되어 스트레스 해소를 유도하기 위해 탄성 소재로 구비될 수 있다.
흡착부 실린더(510)는 상기 흡착부 바디(460)를 관통하도록 삽입되게 구비될 수 있다.
흡착부 신장 샤프트(520)는 상기 흡착부 실린더(510)에서 길이 조절 가능하게 삽입되도록 구비될 수 있다.
몸체 흡착부(530)는 상기 흡착부 신장 샤프트(520)의 말단부에 설치되어 소의 몸체를 흡착하도록 구비될 수 있다.
상기 구성들에 따른 조립관계와 실시예의 효과를 도면을 기준으로 상세하게 작성하면 다음과 같다.
자세 보조 유닛(100)에 있어서, 유닛 고정체(110)가 축사 내에 소의 몸체 크기에 맞게 일정 간격으로 지면에 설치된다.
조절부 지지체(120)가 각각의 유닛 고정체(110)의 내부에 설치된다.
실린더 지지 플레이트(130)가 조절부 지지체(120)의 내부 상단면에 배치되고, 후술할 구성들의 실시예에 의해 상승 및 하강할 수 있다.
조절부 지지 프레임(150)의 하단부가 실린더 지지 플레이트(130)의 상면에 일정 간격으로 수직 방향으로 설치된다.
조절부 지지 플레이트(160)가 전체 조절부 지지 프레임(150)의 상단부가 이어지도록 수평 방향으로 체결된다.
조절부 완충 실린더(140)의 상부가 조절부 지지 플레이트(160)의 저면부에 설치되고 실린더 지지 플레이트(130)의 상면을 향해 수직 방향으로 배치된다.
조절부 실린더(170)가 조절부 완충 실린더(140)의 내부에 피스톤 운동 가능하게 삽입되되 실린더 지지 플레이트(130)의 중앙부를 관통하여 조절부 지지체(120)의 내부에 이동 가능하게 배치된다.
조절부 스프링(190)이 조절부 실린더(170)의 내부에 배치되고, 스프링 압축체(180)가 조절부 실린더(170)의 내부에 스프링을 압축하도록 'T'자 형상으로 배치되고, 조절부 실린더(170)의 내부 하단면에 고정된다.
프레임 압축 샤프트(200)의 하단부가 스프링 압축체(180)의 상부에 설치되고 수직 방향으로 배치되어 조절부 지지 플레이트(160)의 중앙부를 관통하여 돌출되도록 구비된다.
프레임 연결부(260)가 조절부 실린더(170)의 저면부에 설치된다.
이때, 프레임 연결부(260)의 중심부에는 하향으로 돌기가 돌출 형성되고, 상기 돌기에 조절부 승강 프레임(270)의 상단부가 삽입되고 수직 방향으로 조절부 승강 프레임(270)이 배치된다.
조절부 지지판(300)의 중앙부가 조절부 승강 프레임(270)의 하단부에 수평 방향으로 설치된다.
프레임 지지부(280)가 조절부 지지체(120)의 내부에서 조절부 승강 프레임(270)의 둘레부에 체결되어 조절부 승강 프레임(270)의 이탈을 방지하게 구비된다.
지지부 완충부재(290)가 프레임 지지부(280)의 양 측부에서 프레임 연결부(260)를 향해 상향으로 설치된다.
조절부 지지체(120)의 상면 일 측부에 롤러 브라켓(220)이 설치되고, 롤러 브라켓(220)과 프레임 압축 샤프트(200)의 일 측부 각각에 기어 회전 롤러(230)가 회전 가능하게 체결된다.
롤러 회전 벨트(240)가 전체 기어 회전 롤러(230)가 감싸지도록 체결된다.
안착부 지지 프레임(210)의 하단부가 프레임 압축 샤프트(200)의 상단부에 회동 가능하게 체결된다.
프레임 압축 샤프트(200)의 상단 일 측에 프레임 회동 기어(250)가 회전 가능하게 체결된다.
안착부 지지 프레임(210)의 상단부에 몸통 안착부(310)가 설치된다.
이때, 몸통 안착부(310)는 소의 몸통과 대응할 수 있는 형상으로 구비되어 몸통이 안착 가능할 수 있다.
일 실시예에서, 몸통 안착부(310)에 소의 몸통이 안착되면 안착부 지지 프레임(210)이 프레임 회동 기어(250)의 회동에 의해 각도 조절을 할 수 있다.
일 실시예에서, 소의 몸통의 하중에 의해 프레임 압축 샤프트(200)가 하강하여 스프링 압축체(180)가 조절부 스프링(190)을 압축시키면서 조절부 실린더(170)가 하강할 수 있다.
일 실시예에서, 프레임 지지부(280)를 따라 조절부 승강 프레임(270)이 하강하여 조절부 지지판(300)이 조절부 지지체(120)의 내부 하단면에 닿아 하중을 지지할 수 있다.
일 실시예에서, 프레임 압축 샤프트(200)의 하강에 의해 조절부 완충 실린더(140)가 하강하여 실린더 지지 플레이트(130)가 조절부 지지 프레임(150)에 의해 지지되면서 하강할 수 있다.
일 실시예에서, 소의 하중에 의한 충격과 자세 보정 시 발생하는 충격을 조절부 완충 실린더(140) 및 조절부 스프링(190)의 탄성력에 의해 완화할 수 있다.
일 실시예에서, 제어에 의해 기어 회전 롤러(230)가 롤러 회전 벨트(240)를 회전시켜 프레임 회동 기어(250)가 맞물려 회전하여 안착부 지지 프레임(210)의 각도를 조절하여 특이행동에 의해 소가 기울어지지 않도록 자세를 보조할 수 있다.
해소 유도부(400)에 있어서, 유도부 지지 프레임(410)이 각각의 몸통 안착부(310)의 내측면에 수직 방향으로 설치된다.
유도부 지지 프레임(410)의 돌기와 각도 조절 홈(420a)이 체결되어 각도 조절 홈(420a)의 형상에 따라 유도부 조절 플레이트(420)가 각도를 조절할 수 있다.
유도부 조절 플레이트(420)의 상면에는 '二'자 형상으로 일정 간격 플레이트 이동 홈(420b)이 형성되고, 각각의 플레이트 이동 홈(420b)에 유도부 이동 플레이트(430)가 이동 가능하게 체결된다.
각각의 유도부 이동 플레이트(430)의 상면에는 유도부 바디(440)의 하부가 설치된다.
유도부 바디(440)의 상부에는 유도부 신장부(450)의 하부가 상하 방향으로 신장 가능하게 삽입된다.
흡착부 바디(460)의 저면부가 유도부 신장부(450)의 상부에 설치되되 흡착부 바디(460)는 수평 방향으로 배치된다.
흡착부 지지 플레이트(470)의 중앙부에 흡착부 바디(460)의 전단부가 삽입된다.
흡착부 실린더(510)가 흡착부 바디(460)를 관통 삽입되어 흡착부 바디(460)의 길이 방향을 따라 전후진 방향으로 이동 가능하다.
흡착부 신장 샤프트(520)가 흡착부 실린더(510)에 삽입되어 전후진 방향으로 길이 조절이 가능하다.
몸체 흡착부(530)가 흡착부 신장 샤프트(520)의 전단부에 설치된다.
흡착부 지지 플레이트(470)의 양 측부에 유도부 샤프트(480)의 후단부가 수평 방향으로 설치되어 전방을 향하도록 배치된다.
각각의 유도부 샤프트(480)의 전단부에 유도부 헤드(500)가 설치되고, 샤프트 완충부(490)가 각각의 유도부 샤프트(480)의 둘레부에 삽입된다.
일 실시예에서, 승가 판단부(13)에서 승가 행위가 판단되면 해당 암소의 위치를 식별하고, 암소의 자세를 안정적으로 고정시킬 수 있다.
일 실시예에서, 소의 몸통을 안착하기 위해 유도부 지지 프레임(410)의 돌기와 각도 조절 홈(420a)을 따라 유도부 조절 플레이트(420)가 각도를 조절할 수 있다.
일 실시예에서, 플레이트 이동 홈(420b)을 따라 유도부 이동 플레이트(430)가 이동하여 소의 몸통에 맞게 간격을 조절할 수 있다.
일 실시예에서, 유도부 바디(440)가 소의 몸통을 지지할 수 있다.
일 실시예에서, 제어에 의해 유도부 신장부(450)가 길이 조절을 하고 흡착부 실린더(510) 및 흡착부 신장 샤프트(520)가 전후진 방향으로 길이 조절을 하면서 몸체 흡착부(530)가 소의 몸통을 흡착하여 지지할 수 있다.
일 실시예에서, 몸체 흡착부(530)가 소의 몸통을 흡착하면 유도부 헤드(500)가 스트레스 해소를 유도하기 위해 마사지(massage)를 실시하고, 마사지 시에 발생하는 충격을 샤프트 완충부(490)가 완화할 수 있다.
일 실시예에서, 유도부 헤드(500)가 마사지를 하기 위해 진동할 수 있다.
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이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.
판단 서버(10)
영상 정보 획득부(11)
영상 분석부(12)
승가 판단부(13)
데이터 관리 및 수정부(14)
자세 보조 유닛(100)
유닛 고정체(110)
조절부 지지체(120)
실린더 지지 플레이트(130)
조절부 완충 실린더(140)
조절부 지지 프레임(150)
조절부 지지 플레이트(160)
조절부 실린더(170)
스프링 압축체(180)
조절부 스프링(190)
프레임 압축 샤프트(200)
안착부 지지 프레임(210)
롤러 브라켓(220)
기어 회전 롤러(230)
롤러 회전 벨트(240)
프레임 회동 기어(250)
프레임 연결부(260)
조절부 승강 프레임(270)
프레임 지지부(280)
지지부 완충부재(290)
조절부 지지판(300)
몸통 안착부(310)
승가 유도부(400)
유도부 지지 프레임(410)
유도부 조절 플레이트(420)
각도 조절 홈(420a)
플레이트 이동 홈(420b)
유도부 이동 플레이트(430)
유도부 바디(440)
유도부 신장부(450)
흡착부 바디(460)
흡착부 지지 플레이트(470)
유도부 샤프트(480)
샤프트 완충부(490)
유도부 헤드(500)
흡착부 실린더(510)
흡착부 신장 샤프트(520)
몸체 흡착부(530)

Claims (3)

  1. 축사 내 암소의 발정을 감지하는 카메라와 네트워크적으로 연결되어 암소의 움직임과 행동 패턴을 모니터링하여 승가 판단하는 판단 서버;
    를 포함하는, 소 승가 판단 시스템에 있어서,
    상기 판단 서버는,
    축사 내 복수 개의 카메라에서 촬영된 암소의 영상을 획득하여 소의 생체정보, 활동 정보, 이력 정보와 같은 복수의 정보를 기반으로 데이터를 획득하는 영상 정보 획득부;
    상기 영상 정보 획득부에서 획득한 영상을 바탕으로 소의 체온 및 소의 외형을 인식하여 식별하도록 분석하는 영상 분석부;
    상기 영상 분석부에서 식별된 암소의 위치, 소의 체온 및 소의 외형을 바탕으로 승가 행위를 판단하는 승가 판단부;
    상기 영상 정보 획득부에서 획득한 복수의 정보 데이터를 바탕으로 관리 및 수정하는 데이터 관리 및 수정부;
    를 포함하고,
    상기 영상 정보 획득부는,
    축사 내 설치된 복수의 CCTV 카메라들은 암소의 일상적인 움직임을 연속적으로 촬영하고,
    상기 영상 분석부는,
    알고리즘을 활용하여 촬영된 영상을 처리하여 소의 외형과 체온을 식별하고,
    상기 승가 판단부는,
    분석된 영상 데이터를 바탕으로 암소의 승가 행위 및 상태를 판단하고,
    상기 알고리즘은,
    복수의 CCTV 카메라들에서 수집한 원시 영상 데이터를 노이즈 제거와 색상 정규화를 통해 전처리하고,
    전처리된 데이터에서 5~10분으로 영상을 분할하여 암소의 외형, 그리고 체온의 특징을 추출하고,
    각 시간별 영상에서 머리 흔들기, 뛰기를 포함한 암소의 움직임을 optical flow, 객체 추적을 이용하여 추출하고,
    추출된 움직임을 "머리를 5회 이상 흔들면" 또는 "3회 이상 뛰면"을 포함한 패턴으로 수치화하여 생성하고,
    생성된 패턴을 바탕으로 암소의 승가 여부를 상기 승가 판단부가 실행할 수 있도록 신호를 송신하고,
    상기 데이터 관리 및 수정부는,
    모든 촬영된 영상, 분석 결과, 그리고 승가 판단 데이터를 중앙 데이터베이스에 저장하고,
    축사 관리자에게 해당 암소에 대한 승가 알림을 송신하고,
    축사 관리자에게서 입력된 오탐 여부를 수집하여 알고리즘이 학습하게 하여 모든 촬영된 영상, 분석 결과, 그리고 승가 판단 데이터의 오차율을 수정하고,
    알림 리시버의 상태 점검을 수행 가능한 특징을 포함하는, 소 승가 판단 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    축사 내에 설치되어 암소의 특이행동 시에 발생하는 스트레스에 의해 암소의 자세 흐트러짐 방지를 보조하도록 구비된 자세 보조 유닛;
    을 포함하고,
    상기 자세 보조 유닛은,
    축사 내에 일정 간격으로 설치된 유닛 고정체;
    각각의 상기 유닛 고정체의 내부에 내장된 조절부 지지체;
    상기 조절부 지지체의 내부 상단면에 수평 방향으로 배치된 실린더 지지 플레이트;
    상기 조절부 지지체의 중앙부에 수직 방향으로 삽입되고 외표면에 돌출된 주름이 형성된 조절부 완충 실린더;
    상기 실린더 지지 플레이트의 상면 양 측부에 수직 방향으로 설치된 조절부 지지 프레임;
    각각의 상기 조절부 지지 프레임의 상부가 이어지도록 수평 방향으로 설치된 조절부 지지 플레이트;
    상기 조절부 완충 실린더의 내부에 피스톤 운동 가능하게 삽입되되 상기 실린더 지지 플레이트의 중앙부를 관통하여 상기 조절부 지지체 내부로 이동 가능하게 구비된 조절부 실린더;
    상기 조절부 실린더의 내부에 피스톤 운동 가능하게 내장된 스프링 압축체;
    상기 조절부 실린더의 내부에 안착되되 상기 스프링 압축체에 의해 압축되어 탄성력을 생성하도록 구비된 조절부 스프링;
    상기 스프링 압축체의 상부에서 수직 방향으로 설치된 프레임 압축 샤프트;
    상기 프레임 압축 샤프트의 상단부에 회동 가능하게 체결된 안착부 지지 프레임;
    상기 조절부 지지체의 상면 일 측에 설치된 롤러 브라켓;
    상기 프레임 압축 샤프트의 일 측부 및 상기 롤러 브라켓 각각에 회전 가능하게 체결된 기어 회전 롤러;
    전체 상기 기어 회전 롤러를 감싸도록 체결된 롤러 회전 벨트;
    상기 프레임 압축 샤프트의 상단부에 상기 안착부 지지 프레임을 회동시키도록 일 상기 기어 회전 롤러와 맞닿아 회전 가능하게 체결된 프레임 회동 기어;
    상기 조절부 실린더의 저면부에 설치되고, 하부를 향해 돌기가 형성된 프레임 연결부;
    상기 프레임 연결부의 돌기에 수직 방향으로 삽입된 조절부 승강 프레임;
    상기 조절부 승강 프레임의 둘레부에 삽입되되 상기 조절부 지지체의 내부에 고정되어 상기 조절부 승강 프레임의 이탈을 방지하도록 구비된 프레임 지지부;
    상기 프레임 지지부의 양 측부에서 상향으로 설치되어 상기 프레임 연결부와 맞닿을 수 있게 형성되어 상기 프레임 연결부의 하강을 제한하도록 구비된 지지부 완충부재;
    상기 조절부 승강 프레임의 하단부에 수평 방향으로 설치되어 상기 조절부 지지체의 내부 하단면에서 상기 조절부 승강 프레임의 하강에 의한 상승을 유도하도록 구비된 조절부 지지판;
    상기 안착부 지지 프레임의 말단부에 설치되되 소의 몸통을 지지하기 위한 굴곡진 형상으로 구비된 몸통 안착부;
    를 포함하고,
    상기 자세 보조 유닛은,
    암소가 승가할 때 특이행동을 보이면,
    제어에 의해 암소의 몸통을 상기 몸통 안착부가 안착시키면서 상기 안착부 지지 프레임의 회동에 의해 암소의 움직임에 따라 자세를 보조하는 특징을 더 포함하는, 소 승가 판단 시스템.
KR1020230140556A 2023-10-19 2023-10-19 소 승가 판단 시스템 KR102644054B1 (ko)

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