KR20190129505A - 양식장 관리 장치 - Google Patents

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KR20190129505A
KR20190129505A KR1020180054254A KR20180054254A KR20190129505A KR 20190129505 A KR20190129505 A KR 20190129505A KR 1020180054254 A KR1020180054254 A KR 1020180054254A KR 20180054254 A KR20180054254 A KR 20180054254A KR 20190129505 A KR20190129505 A KR 20190129505A
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Abstract

일 실시 예에 따라, 촬영을 통해 양식장 내의 환경을 나타내는 복수개의 이미지를 획득하고, 복수개의 이미지에 대한 이미지 인식 알고리즘을 통해 물고기의 개체수 및 물고기에 대한 생장률을 결정하고, 개체수 및 생장률에 따라 결정된 양의 사료를 공급하는, 복수개의 물고기를 포함하는 양식장을 관리하기 위해 다목적으로 이용되는 장치가 개시된다.

Description

양식장 관리 장치{Apparatus for managing a farm}
본 개시는 양식장을 관리하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
이하에서 기술되는 내용은 본 실시 예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 기재한 것은 아니다.
양식장 관리 장치는 양식장에 대해 상황에 맞는 동작을 수행함으로써 양식장을 관리할 수 있다.
종래에는 양식장을 관리하기 위한 체계적인 장치나 방법에 대한 연구가 부족하여, 사람의 노동력으로 양식장이 관리되는 것이 일반적이었다. 따라서, 사람의 노동력을 줄이고 보다 편리한 방법으로 양식장을 관리할 수 있는 방법에 대한 요구가 늘어나고 있다.
본 개시는 사람의 노동력을 보다 적게 투입할 수 있도록, 양식장을 관리하는 방법 및 그 장치를 제공할 수 있다. 구체적으로 본 개시에 따른 양식장 관리 장치는 상황에 따른 사료 공급 등과 같은 동작을 수행할 수 있다. 해결하려는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
제 1 측면에 따른 양식장 관리 장치는 복수개의 물고기를 포함하는 양식장을 관리하기 위해 다목적으로 이용되며, 촬영을 통해 상기 양식장 내의 환경을 나타내는 복수개의 이미지를 획득하는 카메라; 상기 양식장에 사료를 공급하는 사료 공급기; 및 상기 복수개의 이미지에 대한 이미지 인식 알고리즘을 통해 상기 물고기의 개체수 및 상기 물고기에 대한 생장률을 결정하고, 상기 개체수 및 상기 생장률에 따라 결정된 양의 사료를 공급하도록 상기 사료 공급기를 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.
또한, 상기 양식장 내의 용존 산소량을 센싱하는 센서; 상기 양식장에 산소를 공급하는 마이크로 버블;을 더 포함하고, 상기 프로세서는 상기 용존 산소량에 따라 결정된 강도로 상기 양식장에 산소를 공급하도록 상기 마이크로 버블을 제어할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는 상기 용존 산소량, 상기 개체수 및 상기 생장률에 따라 결정된 강도로 상기 양식장에 산소를 공급하도록 상기 마이크로 버블을 제어할 수 있다.
또한, 상기 카메라는 기설정된 간격으로 상기 복수개의 이미지를 획득하고, 상기 프로세서는 상기 복수개의 이미지 각각에서, 전체 면적 중 상기 물고기가 차지하는 면적의 비율에 따라 상기 물고기의 개체수를 결정할 수 있다.
또한, 상기 카메라는 기설정된 간격으로 상기 복수개의 이미지를 획득하고, 상기 프로세서는 상기 복수개의 이미지에서 기설정된 형상을 인식하고, 단위 시간 당 상기 기설정된 형상의 인식 횟수를 결정하고, 상기 개체수에 대한 상기 인식 횟수의 비율에 따라서 상기 물고기에 대한 생장률을 결정할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는 상기 복수개의 이미지에서 인식된 비늘 무늬가 기설정된 비늘 무늬에 대응되는 시간당 횟수에 따라서 상기 물고기에 대한 생장률을 결정할 수 있다.
또한, 상기 프로세서로부터 상기 개체수 및 상기 생장률을 나타내는 데이터를 지속적으로 수신하여 저장하는 메모리; 및 상기 메모리에 저장된 상기 개체수 및 상기 생장률에 대한 데이터를 처리하여 요청되는 데이터를 출력하는 빅데이터 프로세서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 빅데이터 프로세서는 상기 개체수 및 상기 생장률의 사료 급여량과의 관계에 대한 시간의 흐름에 따른 통계값을 출력할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는 상기 복수개의 이미지에 대한 상기 이미지 인식 알고리즘을 통해 상기 물고기의 어종을 결정하고, 상기 개체수, 상기 생장률 및 상기 어종에 따라 결정된 양의 사료를 공급하도록 상기 사료 공급기를 제어할 수 있다.
제 2 측면에 따른 양식장 관리 방법은 복수개의 물고기를 포함하는 양식장을 관리함에 있어서, 촬영을 통해 상기 양식장 내의 환경을 나타내는 복수개의 이미지를 획득하는 단계 및 상기 복수개의 이미지에 대한 이미지 인식 알고리즘을 통해 상기 물고기의 개체수 및 상기 물고기에 대한 생장률을 결정하고, 상기 개체수 및 상기 생장률에 따라 결정된 양의 사료를 공급하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 제 3 측면은, 제 2 측면의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따라 양식장 관리 장치가 양식장을 관리하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따라 양식장 관리 장치가 양식장 관리를 위해 사료를 공급하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 일 실시 예에 따라 양식장 관리 장치가 양식장 관리를 위해 산소 및 사료를 공급하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따라 양식장 관리 장치가 빅데이터 처리 장치와 연동하여 동작하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따라 양식장 관리 장치를 구성하는 수중 데이터 수집 장치의 일 예를 나타내는 도면이다.
실시 예들에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “…부”, “…모듈” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시 예에 따라 양식장 관리 장치(10)가 양식장(10000)을 관리하는 일 예를 나타내는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 양식장 관리 장치(10)는 수중 데이터 수집 장치(1000), 프로세서(1100) 및 사료 공급기(1200)를 포함할 수 있다.
그러나, 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 양식장 관리 장치(10)에 더 포함될 수 있음을 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 예를 들면, 양식장 관리 장치(10)는 카메라(1300), 센서(3100), 마이크로 버블(3200) 등을 더 포함할 수 있다. 또는 다른 실시 예에 따를 경우, 도 1에 도시된 구성요소들 중 일부 구성요소는 생략될 수 있음을 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
양식장 관리 장치(10)는 복수개의 물고기를 포함하는 양식장을 관리하기 위해 다목적으로 이용될 수 있다.
일 실시 예에 따른 양식장 관리 장치(10)는 수중 데이터 수집 장치(1000)를 포함할 수 있다. 수중 데이터 수집 장치(1000)는 양식장(10000) 내의 각종 데이터를 획득할 수 있다.
예를 들면, 수중 데이터 수집 장치(1000)의 일 예로 카메라(1300)와 같은 이미지 획득 장치가 있을 수 있다. 예를 들면, 수중 데이터 수집 장치(1000) 내에 포함된 카메라(1300)는 촬영을 통해 양식장(10000) 내의 환경을 나타내는 복수개의 이미지를 획득할 수 있다.
다른 예로, 수중 데이터 수집 장치(1000)는 용존 산소량에 대한 데이터를 획득할 수 있다. 이 경우, 수중 데이터 수집 장치(1000)는 양식장(10000) 내에 녹아있는 기체에 대한 정보를 획득할 수 있다.
다른 예로, 수중 데이터 수집 장치(1000)는 양식장(10000) 내의 환경에 대한 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들면, 수중 데이터 수집 장치(1000)는 양식장(10000) 내의 조도, 양식장(10000) 내의 염도, 양식장(10000) 내의 수온, 양식장(10000) 내의 물의 밀도, 양식장(10000) 내의 생물학적 산소 요구량, 양식장(10000) 내의 물의 움직임(예: 물의 흐름 속도, 물의 흐름 방향, 물의 흐름 변화 등) 등의 데이터를 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따른 수중 데이터 수집 장치(1000)는 초음파나 음파 등을 출력하고 그에 대한 피드백으로 수중 데이터를 수집할 수 있다. 예를 들면, 수중 데이터 수집 장치(1000)는 초음파나 음파 등을 출력함에 따라 회신되는 반사파를 수신할 수 있다. 또한 이 경우, 프로세서(1100)는 수중 데이터 수집 장치(1000)가 획득한 반사파를 분석하여 양식장(10000) 내의 물고기의 개체 수를 결정할 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 수중 데이터 수집 장치(1000)의 형상은 일 예일 뿐이고, 수중 데이터 수집 장치(1000) 다른 형상일 수 있다.
일 실시 예에 따른 양식장 관리 장치(10)는 양식장(10000)에 사료를 공급하는 사료 공급기(1200)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 사료 공급기(1200)는 양식장(10000)에 프로세서(1100)의 제어에 따라 사료를 공급할 수 있다. 예를 들면, 사료 공급기(1200)는 프로세서(1100)의 제어에 따라 결정된 시간 동안 사료를 공급할 수 있다. 다른 예로, 사료 공급기(1200)는 프로세서(1100)의 제어에 따라 결정된 양만큼의 사료를 양식장(10000)에 공급할 수 있다. 다른 예로, 사료 공급기(1200)는 프로세서(1100)의 제어에 따라 결정된 종류의 사료를 양식장(10000)에 공급할 수 있다.
일 실시 예에 따른 양식장 관리 장치(10)는 수중 데이터 수집 장치(1000) 및/또는 사료 공급기(1200)를 제어하는 프로세서(1100)를 포함할 수 있으며, 프로세서(1100)는 수중 데이터 수집 장치(1000) 내에 포함될 수도 있고 도 1에 도시된 바와 같이 외부에 위치할 수도 있다.
일 실시 예에 따른 프로세서(1100)는 복수개의 이미지에 대한 이미지 인식 알고리즘을 통해 물고기의 개체수 및 물고기에 대한 생장률을 결정하고, 개체수 및 생장률에 따라 결정된 양의 사료를 공급하도록 사료 공급기를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따른 프로세서(1100)는 수중 데이터 수집 장치(1000)로부터 획득한 하나 이상의 이미지를 이용해서, 물고기의 개체 수를 결정할 수 있다. 프로세서(1100)는 이미지 인식 알고리즘을 통해 하나 이상의 이미지를 이용해서, 물고기의 개체 수를 결정할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(1100)는 수중 데이터 수집 장치(1000)로부터 획득한 하나 이상의 이미지에서, 전체 면적 중 물고기가 차지하는 면적의 비율에 따라 물고기의 개체수를 결정할 수 있다. 다른 예로, 프로세서(1100)는 수중 데이터 수집 장치(1000)로부터 획득한 하나 이상의 이미지에서, 인식되는 물고기의 개체수를 결정하고, 하나의 이미지에서 인식되는 물고기의 개체수에 기초하여 양식장(10000) 전체에 포함된 물고기의 개체수에 대한 예측 값을 결정할 수 있다.
또한, 수중 데이터 수집 장치(1000)는 카메라(1300)일 수 있으며, 카메라(1300)는 기설정된 시간 간격으로 복수개의 이미지를 획득할 수 있다. 프로세서는 기설정된 시간 간격으로 획득한 복수개의 이미지에 대해 이미지 인식 알고리즘을 적용하여 양식장(10000)에 포함된 물고기의 개체수를 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따른 프로세서(1100)는 수중 데이터 수집 장치(1000)로부터 획득한 하나 이상의 이미지를 이용해서, 물고기의 생장률을 결정할 수 있다.
프로세서(1100)는 이미지 인식 알고리즘을 통해 하나 이상의 이미지를 이용해서, 물고기의 생장률을 결정할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(1100)는 수중 데이터 수집 장치(1000)로부터 획득한 하나 이상의 이미지에서, 기설정된 형상의 인식 횟수를 결정하고, 개체수에 대한 기설정된 형상의 인식 횟수의 비율에 따라서 물고기에 대한 생장률을 결정할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(1100)는 10% 생장률일 때 나타나는 물고기 비늘의 형상의 인식 횟수에 기초하여 양식장(10000) 내의 물고기에 대한 생장률을 결정할 수 있다.
다른 예로, 프로세서(1100)는 수중 데이터 수집 장치(1000)로부터 획득한 하나 이상의 이미지에서, 하나 이상의 물고기에 대해서, 물고기의 하나 이상의 부위 사이의 거리를 결정하고 결정된 거리에 기초하여 양식장(10000) 내의 물고기에 대한 생장률을 결정할 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 물고기의 전장, 체장, 두장, 체고, 등지느러미 기점저리, 가슴지느러미 기점거리, 배지느러미 기점거리, 미병장, 미병고, 안경, 양안 간격, 체폭 등의 거리를 결정하고, 결정된 거리에 기초하여 양식장(10000) 내의 물고기에 대한 생장률을 결정할 수 있다. 일 예로, 프로세서(1100)는 하나 이상의 이미지에서, 하나 이상의 물고기의 길이를 나타내는 정보를 획득하고, 물고기의 평균 길이와 해당 물고기의 어종의 평균 길이를 비교하고, 비교 결과에 기초하여 양식장(10000) 내의 물고기에 대한 생장률을 결정할 수 있다.
또한, 수중 데이터 수집 장치(1000)는 카메라(1300)일 수 있으며, 카메라(1300)는 기설정된 시간 간격으로 복수개의 이미지를 획득할 수 있다. 프로세서는 기설정된 시간 간격으로 획득한 복수개의 이미지에 대해 이미지 인식 알고리즘을 적용하여 양식장(10000)에 포함된 물고기의 생장률을 결정할 수 있다.
일 예로, 프로세서(1100)는 복수개의 이미지에서 인식된 비늘 무늬가 기설정된 비늘 무늬에 대응되는 시간당 횟수에 따라서 물고기에 대한 생장률을 결정할 수 있다.
도 2는 일 실시 예에 따라 양식장 관리 장치(10)가 양식장(10000)의 관리를 위해 사료를 공급하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 양식장 관리 장치(10)는 수중 데이터 수집 장치(1000)의 일 예인 카메라(1300), 프로세서(1100) 및 사료 공급기(1200)를 포함할 수 있다.
그러나, 도 2에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 양식장 관리 장치(10)에 더 포함될 수 있음을 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 또는 다른 실시 예에 따를 경우, 도 2에 도시된 구성요소들 중 일부 구성요소는 생략될 수 있음을 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
일 실시 예에 따른 양식장 관리 장치(10)는 카메라(1300)를 포함할 수 있다. 카메라(1300)는 양식장(10000) 안 또는 밖의 이미지 데이터를 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따른 카메라(1300)는 양식장(10000) 내의 이미지 데이터를 기설정된 시간 간격으로 획득할 수 있다. 예를 들면, 카메라(1300)는 양식장(10000) 내의 이미지 데이터 0.5초 단위로 연속적으로 획득할 수 있다. 카메라(1300)는 촬영을 통해 양식장 내의 환경을 나타내는 복수개의 이미지를 획득할 수 있다. 카메라(1300)는 양식장(10000) 내의 이미지 데이터를 획득할 때, 기설정된 방식으로 포커싱을 수행할 수 있다. 예를 들면, 자동 포커싱 방식을 이용할 수 있다.
일 실시 예에 따른 프로세서(1100)는 사료 공급기(1200)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(1100)는 사료 공급기(1200)에서 공급되는 사료의 양을 결정할 수 있다. 일 예로, 프로세서(1100)는 사료 공급기(1200)에서 공급되는 사료의 양을 결정된 물고기의 개체수에 따라 결정할 수 있다.
사료 공급기(1200)는 프로세서(1100)의 제어에 따라 양식장(10000)에 사료를 공급할 수 있다. 예를 들면, 사료 공급기(1200)는 프로세서(1100)에서 결정된 양으로 프로세서(1100)에서 결정된 종류의 사료를 양식장(10000)에 공급할 수 있다. 또는 일 실시 예에 따른 프로세서(1100)는 복수개의 이미지에 대한 이미지 인식 알고리즘을 통해 물고기의 어종을 결정하고, 개체수, 생장률 및 어종에 따라 결정된 양의 사료를 공급하도록 사료 공급기(1200)를 제어할 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따라 양식장 관리 장치(10)가 양식장(10000)의 관리를 위해 산소 및 사료를 공급하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 양식장 관리 장치(10)는 수중 데이터 수집 장치(1000)의 일 예인 센서(3100), 수중 데이터 수집 장치(1000)의 다른 예인 카메라(1300), 프로세서(1100), 사료 공급기(1200) 및 마이크로 버블(3200)을 포함할 수 있다.
그러나, 도 3에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 양식장 관리 장치(10)에 더 포함될 수 있음을 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 또는 다른 실시 예에 따를 경우, 도 3에 도시된 구성요소들 중 일부 구성요소는 생략될 수 있음을 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
일 실시 예에 따른 프로세서(1100)는 용존 산소량, 개체수 및 생장률에 따라 결정된 강도로 양식장(10000)에 산소를 공급하도록 마이크로 버블(3200)을 제어할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(1100)는 결정된 개체수가 많을수록 시간당 공급되는 산소량이 증가하도록 마이크로 버블(3200)을 제어할 수 있다. 다른 예로, 프로세서(1100)는 평균 생장률이 높을수록 시간당 공급되는 산소량이 증가하도록 마이크로 버블(3200)을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따른 프로세서(1100)는 용존 산소량에 따라 결정된 강도로 양식장(10000)에 산소를 공급하도록 마이크로 버블(3200)을 제어할 수 있다. 일 예로, 프로세서(1100)는 용존 산소량에 따라 마이크로 버블(3200)이 동작하는 시간을 결정함으로써 양식장(10000)에 공급되는 산소량을 제어할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(1100)는 센서(3100)로부터 획득한 용존 산소량의 값이 낮을수록 마이크로 버블(3200)이 더 오래 동작하도록 마이크로 버블(3200)을 제어할 수 있다. 다른 예로, 프로세서(1100)는 센서(3100)로부터 획득한 용존 산소량의 값이 높을수록 마이크로 버블(3200)이 더 짧게 동작하도록 마이크로 버블(3200)을 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따른 센서(3100)는 용존 산소량을 센싱할 수 있다.
일 실시 예에 따른 프로세서(1100)는 마이크로 버블(3200)이 동작하는 시간을 제어하여 양식장(10000)에 공급되는 산소의 양을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따른 프로세서(1100)는 용존 산소량, 개체수 및 생장률에 따라 결정된 양의 사료를 양식장(10000)에 공급하도록 사료 공급기(1200)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(1100)는 결정된 개체수가 많을수록 시간당 공급되는 사료 양이 증가하도록 사료 공급기(1200)를 제어할 수 있다. 다른 예로, 프로세서(1100)는 평균 생장률이 높을수록 시간당 공급되는 사료양이 증가하도록 사료 공급기(1200)를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따른 프로세서(1100)는 사료 공급기(1200)가 동작하는 시간을 제어하여 양식장(10000)에 공급되는 사료의 양을 제어할 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따라 양식장 관리 장치(10)가 빅데이터 처리 장치(4000)와 연동하여 동작하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 빅데이터 처리 장치(4000)는 메모리(4100), 빅데이터 프로세서(4200)를 포함할 수 있다.
그러나, 도 4에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 빅데이터 처리 장치(4000)에 더 포함될 수 있음을 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 또는 다른 실시 예에 따를 경우, 도 4에 도시된 구성요소들 중 일부 구성요소는 생략될 수 있음을 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
일 실시 예에 따른 빅데이터는 기설정된 규모 이상의 대규모 데이터를 의미할 수 있다.
일 실시 예에 따른 메모리(4100)는 프로세서(1100)로부터 개체수 및 생장률을 나타내는 데이터를 지속적으로 수신하여 저장할 수 있다.
프로세서(1100)가 개체수 및 생장률을 나타내는 데이터를 획득하는 방법은 도 1 내지 도 3에 상술된 내용을 참조할 수 있다.
일 실시 예에 따른 빅데이터 프로세서(4200)는 메모리(4100)에 저장된 개체수 및 생장률에 대한 데이터를 처리하여 요청되는 데이터를 출력할 수 있다. 예를 들면, 일 실시 예에 따른 빅데이터 프로세서(4200)는 개체수 및 생장률의 사료 급여량과의 관계에 대한 시간의 흐름에 따른 통계값을 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따른 빅데이터 프로세서(4200)는 센서(3100)로부터 획득된 데이터(예: 양식장(10000) 내의 용존 산소량, 양식장(10000) 내의 조도, 양식장(10000) 내의 염도, 양식장(10000) 내의 수온, 양식장(10000) 내의 물의 밀도, 양식장(10000) 내의 생물학적 산소 요구량, 양식장(10000) 내의 물의 움직임(예: 물의 흐름 속도, 물의 흐름 방향, 물의 흐름 변화 등) 등)에 대해 빅데이터화를 수행할 수 있다. 또는 빅데이터 프로세서(4200)는 사료 공급기(1200)가 공급하는 사료에 대한 데이터 또는 카메라(1300)로부터 획득되는 데이터 등을 빅데이터화할 수 있다. 또는 빅데이터 프로세서(4200)는 개체수, 생장률 관련 데이터를 빅데이터화할 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따라 양식장 관리 장치(10)를 구성하는 수중 데이터 수집 장치(1000)의 일 예를 나타내는 도면이다.
본 실시 예에 따른 수중 데이터 수집 장치(1000)는 물(특히, 해양)속에서 부유할 수 있다. 수중 데이터 수집 장치(1000)는 조류나 파도에 휩쓸려 떠내려가지 않기 위해 후술하는 케이블선(210)에 의해 견인되어 부유할 수 있다. 나아가 케이블선(210)의 장력만으로는 부족한 경우, 앵커체인(anchor chain, 미도시) 등에 의해 추가로 견인될 수 있다.
수중 데이터 수집 장치(1000)는 탐지부(100), 하우징(200), 투과부(300), 가동부(400), 액츄에이터(500), 노즐(600)을 포함할 수 있다.
탐지부(100)는 센서 또는 카메라 등과 같은 공지의 탐지 장치일 수 있다. 탐지부(100)는 DO(Dissolved Oxygen)센서일 수 있다. 따라서 수중의 용존산소량을 측정할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고 수중 환경을 탐지하기 위한 모든 종류의 센서가 사용될 수 있다. 탐지부(100)는 방수카메라일 수 있다. 방수카메라로 촬영한 이미지나 사진 등을 출력하여 해양동물의 생태 등을 파악할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고 수중 환경을 촬영할 수 있는 모든 종류의 카메라가 사용될 수 있다.
탐지부(100)는 하우징(200)의 내부에 수용될 수 있다. 탐지부(100)는 하우징(200)의 윗면에 위치할 수 있다. 탐지부(100)는 하우징(200)의 윗면에 고정될 수 있다. 탐지부(100)는 후술하는 케이블선(210)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 케이블선(210)의 도전라인은 하우징(200)의 윗면을 관통하여 탐지부(100)와 연결될 수 있다.
하우징(200)은 탐지부(100)를 보호하는 외장 부재일 수 있다. 하우징의 내부에는 탐지부(100)가 위치할 수 있다. 하우징(200)은 중공의 원기둥형태일 수 있다. 하우징의 윗면 내측에는 탐지부(100)가 위치하여 고정될 수 있다. 하우징(200)의 윗면 외측에는 후술하는 케이블선(210)이 위치할 수 있다. 케이블선(210)은 하우징(200)의 윗면을 관통하여 탐지부(100)와 전기적으로 연결될 수 있다. 그 결과, 케이블선(210)은 탐지부(100)에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 나아가 탐지부(100)에서 수집된 데이터는 전기적 신호로 변환되어 케이블선(210)을 통해 전송될 수 있다. 나아가 케이블선(210)은 분선(branch line, 미도시)되어 후술하는 액츄에이터(500)에 전원을 공급할 수 있다. 하우징(200)은 케이블선(210)에 의해 견인되어 수중을 부유할 수 있다. 다만, 케이블선(210)의 장력이 부족한 경우, 하우징(200)은 추가적인 앵커체인 등에 의해 견인되어 부유할 수 있다. 하우징(200)의 표면에는 투과부(300)가 위치할 수 있다. 하우징(200)의 외측에는 투과부(300)와 접하는 가동부(400)가 위치할 수 있다. 하우징(200)의 아랫면의 외측에는 액츄에이터(500)가 위치할 수 있다. 하우징(200)의 아랫면에는 하우징(200)의 내부와 액츄에이터(500)의 내부를 연결하는 채널(550)이 위치할 수 있다. 하우징(200)의 아랫면에는 채널(550)과 이격되어 노즐(600)이 위치할 수 있다.
투과부(300)는 하우징(200)의 표면에 위치할 수 있다. 투과부(300)는 하우징(200)의 측면을 따라 위치할 수 있다. 투과부(300)는 하우징(200)의 측면을 따라 형성되어 있을 수 있다. 투과부(300)를 통해 외부의 유체(예를 들면, 바닷물)가 하우징(200)의 내부로 유입될 수 있다. 투과부(300)를 통해 하우징(200)의 내부의 바닷물이 외부로 배출될 수 있다. 투과부(300)는 미세 메쉬(mash)망일 수 있다. 투과부(300)는 금속재질일 수 있다. 투과부(300)는 마름모 격자형태일 수 있다. 투과부(300)는 해양 동물 등의 침입을 막아 탐지부(100)를 보호할 수 있다.
가동부(400)는 하우징(200)의 외측에 위치할 수 있다. 가동부(400)는 상하방향으로 왕복운동할 수 있다. 가동부(400)는 후술하는 액츄에이터(500)와 연결되어 운동할 수 있다. 가동부(400)는 투과부(300)와 접하여 위치할 수 있다. 그 결과, 가동부(400)의 왕복운동에 의해, 투과부(300)에 부착된 따개비나 파래 등의 해양생물이나 투과부(300)에 응고된 다양한 이물질(예를 들면, 석회질) 등이 제거될 수 있다. 즉, 가동부(400)는 투과부(300)에 있는 다양한 이물질들을 쓸어서(스위핑, sweeping)제거할 수 있다.
가동부(400)는 본체(410)와 스위핑부재(420)를 포함할 수 있다.
본체(410)는 하우징(200)의 외측에 위치할 수 있다. 본체(410)에는 하우징(200)의 적어도 일부분이 삽입될 수 있다. 그 결과, 본체(410)는 하우징(200)의 적어도 일부를 감쌀 수 있다. 본체(410)는 하우징(200)과 이격되어 위치할 수 있다. 본체(410)는 후술하는 액츄에이터(500)와 연결되어 상하방향으로 왕복운동할 수 있다.
본체(410)는 가동부(400)의 외관을 형성할 수 있다. 본체(410)는 중공이고 윗면에 개구부(411)가 형성된 원기둥형태일 수 있다. 본체(410)의 개구부(411)를 통해 하우징(200)이 본체(410)의 내부로 삽입될 수 있다. 본체(410)의 측면에는 원주방향을 따라(둘레를 따라) 복수개의 투과홀(413)이 형성되어 있을 수 있다. 투과홀(413)은 본체(410)의 길이방향을 따라 형성되어 있을 수 있다. 투과홀(413)은 투과부(300)와 대향할 수 있다. 투과홀(413)을 통하여 바닷물은 자유롭게 이동할 수 있다. 따라서 본체(410)가 왕복운동을 하더라도 투과홀(413)과 투과부(300)를 통하여 외부의 바닷물이 하우징(200)의 내부로 유입될 수 있다. 또, 투과홀(413)과 투과부(300)를 통하여 하우징(200)의 내부의 바닷물이 외부로 배출될 수 있다. 그 결과, 본체(410)의 왕복운동 여부와 관계없이 유사한 양의 바닷물이 하우징(200)으로 유입되거나 하우징(200)으로부터 배출된다. 따라서 본체(410)의 왕복운동 여부와 관계 없이 데이터 수집조건이 유사할 수 있다.
스위핑(sweeping)부재(420)는 가동부(400)의 내측으로 돌출되어 투과부(300)와 접할 수 있다. 스위핑부재(420)는 본체(410)의 상단에 위치할 수 있다. 스위핑부재(420)는 본체(410)와 일체로 형성될 수 있다. 그 결과, 스위핑부재(420)에 의해 개구부(411)가 형성될 수 있다. 스위핑부재(420)는 치(teeth)형상일 수 있다.
액츄에이터(500)는 펌프, 유공압실린더, 리니어모터와 같은 공지의 구동장치일 수 있다. 본 실시 예에서는 액츄에이터(500)는 공압실린더일 수 있다. 액츄에이터(500)는 하우징(200)의 아랫면에 위치할 수 있다. 액츄에이터(500)는 하우징(200)의 아랫면에서 하부로 연장된 형태로 위치할 수 있다. 액츄에이터(500)는 하우징(200)과 일체로 형성될 수 있다.
액츄에이터(500)는 실린더(510), 피스톤(520), 로드(530), 탄성지지부재(540), 채널(550)을 포함할 수 있다.
실린더(510)는 중공의 원기둥일 수 있다. 실린더(510)는 하우징(200)의 아랫면에서 하부로 연장되어 위치할 수 있다. 실린더(510)의 윗면은 하우징(200)의 아랫면과 일체로 형성될 수 있다. 실린더(510)의 내부에는 피스톤(520)이 격벽형태로 위치할 수 있다. 따라서 실린더(510)의 내부는 피스톤(520)에 의해 상부공간(511)과 하부공간(512)으로 분할될 수 있다. 상부공간(511)에는 후술하는 탄성지지부재(540)가 위치할 수 있다. 상부공간(511)의 윗면 즉, 실린더(510)의 윗면에는 후술하는 채널(550)이 위치할 수 있다. 하부공간(512)에는 작동유체공급선(513)이 위치할 수 있다. 작동유체공급선(513)은 외부의 원동장치(미도시)와 연결될 수 있다. 원동장치는 공지의 공기펌프, 송풍기 등일 수 있다. 따라서 원동장치로부터 작동유체공급선(513)을 통해 하부공간(512)에 공기가 공급될 수 있다. 그 결과, 하부공간(512)에 양압이 형성되어 피스톤(520)이 상부로 이동할 수 있다.
피스톤(520)은 실린더(510)의 내부에 위치할 수 있다. 피스톤(520)은 실린더(510)의 내부에 격벽형태로 위치할 수 있다. 피스톤(520)의 하부는 로드(530)와 연결될 수 있다. 피스톤(520)의 상부는 탄성지지부재(540)에 의해 지지될 수 있다. 피스톤(520)은 하부공간(512)에 양압이 형성되면 상부로 이동할 수 있다. 피스톤(520)은 하부공간(512)의 압력이 탄성지지부재(540)의 탄성력(복원력)보다 낮아지면 하부로 이동할 수 있다.
로드(530)는 피스톤(520)의 하부에 위치할 수 있다. 로드(530)는 피스톤(520)과 연결될 수 있다. 로드(530)는 피스톤(520)의 밑면에서 하부로 연장되어 형성될 수 있다. 로드(530)는 피스톤(520)과 일체로 형성될 수 있다. 로드(530)의 하부는 가동부(400)와 연결될 수 있다. 로드(530)의 하부는 본체(410)와 연결될 수 있다. 로드(530)의 하부는 본체(410)의 밑면과 연결될 수 있다. 로드(530)의 하부는 본체(410)의 밑면의 중심에 위치할 수 있다. 로드(530)는 본체(410)와 일체로 형성될 수 있다.
탄성지지부재(540)는 피스톤(520)의 상부에 위치할 수 있다. 탄성지지부재(540)는 실린더(510)의 내부에 위치할 수 있다. 탄성지지부재(540)는 상부공간(511)에 위치할 수 있다. 탄성지지부재(540)는 용수철일 수 있다. 이 경우, 탄성지지부재(540)의 상단부는 실린더(510)의 밑면과 접하고, 탄성지지부재(540)의 하단부는 피스톤(520)의 윗면과 접할 수 있다. 따라서 피스톤(520)은 탄성지지부재(540)에 의해 탄성지지될 수 있다. 그 결과, 하부공간(512)의 압력이 탄성지지부재(540)의 탄성력(복원력)보다 낮은 경우, 피스톤(520)은 하부로 이동할 수 있다.
채널(550)은 실린더(510)에 위치할 수 있다. 채널(550)은 실린더(510)에 형성될 수 있다. 채널(550)은 상부공간(511)의 윗면에 형성될 수 있다. 채널(550)은 상부공간(511)과 하우징(200)의 내부공간을 연결할 수 있다. 즉, 채널(550)은 상부공간(511)의 윗면을 관통할 수 있다. 채널(550)은 홀일 수 있다. 채널(550)은 노즐형태(미도시)일 수 있다. 채널(550)은 탐지부(100)를 향하여 위치할 수 있다. 따라서 피스톤(520)이 상부로 이동하는 경우, 상부공간(511)의 바닷물은 탐지부(100)를 향하여 분사될 수 있다. 그 결과, 탐지부(100)는 세척될 수 있다. 나아가 변형례(미도시)에서는 채널(550)은 상부공간(511)과 연결된 에어라인(미도시)의 끝단에 위치할 수 있다. 그 결과, 채널(550)과 탐지부(100)의 이격거리를 줄여 세척효과를 높일 수 있다.
노즐(600)은 하우징(200)에 위치할 수 있다. 노즐(600)은 하우징(200)의 밑면에 위치할 수 있다. 노즐(600)은 탐지부(100)를 향하여 위치할 수 있다. 노즐(600)은 마이크로버블공급선(610)과 연결될 수 있다. 마이크로버블공급선(610)은 외부의 마이크로버블공급장치(미도시)와 연결될 수 있다. 따라서 노즐(600)은 마이크로버블공급장치에서 생성된 마이크로버블을 분사할 수 있다.
마이크로버블은 기포 직경이 50㎛ 이하의 기포이다. 일반 기포는 수중에서 급속으로 상승하지만 마이크로버블은 부력이 적어 1분에 약 3mm정도 상승하여 장기간 수중에 체류하고 축소되어 소멸될 때 완전 용해된다. 마이크로버블을 생성하는 방법은 여러 가지가 있으나 일반적으로 액체에 가압된 가스를 용해시키는 방법이 주로 사용된다. 마이크로버블은 수중에서 축소하며 소멸하며 이 경우 내부 압력이 상승한다. 따라서 탐지부(100)를 세척할 수 있다. 또, 마이크로버블은 고농도의 공기(산소)를 공급할 수 있다. 따라서 수중 데이터 수집 장치(1000)의 주변의 용존산소량을 풍부하게 하여 해양생태계를 개선시킬 수 있다.
한편, 상술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 램, USB, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
본 실시 예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 양식장 관리 장치 100: 탐지부
200: 하우징 210: 케이블선
300: 투과부 400: 가동부
410: 본체 411: 개구부
413: 투과홀 420: 스위핑부재
500: 액츄에이터 510: 실린더
511: 상부공간 512: 하부공간
513: 작동유체공급선 520: 피스톤
530: 로드 540: 탄성지지부재
550: 채널
600: 노즐 610: 마이크로버블공급선
1000: 수중 데이터 수집 장치 1100: 프로세서
1200: 사료 공급기 1300: 카메라
3100: 센서 3200: 마이크로 버블
4000: 빅데이터 처리 장치 4100: 메모리
4200: 프로세서 10000: 양식장

Claims (10)

  1. 복수개의 물고기를 포함하는 양식장을 관리하기 위해 다목적으로 이용되는 장치에 있어서,
    촬영을 통해 상기 양식장 내의 환경을 나타내는 복수개의 이미지를 획득하는 카메라;
    상기 양식장에 사료를 공급하는 사료 공급기; 및
    상기 복수개의 이미지에 대한 이미지 인식 알고리즘을 통해 상기 물고기의 개체수 및 상기 물고기에 대한 생장률을 결정하고, 상기 개체수 및 상기 생장률에 따라 결정된 양의 사료를 공급하도록 상기 사료 공급기를 제어하는 프로세서를 포함하는, 양식장 관리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 양식장 내의 용존 산소량을 센싱하는 센서;
    상기 양식장에 산소를 공급하는 마이크로 버블;을 더 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 용존 산소량에 따라 결정된 강도로 상기 양식장에 산소를 공급하도록 상기 마이크로 버블을 제어하는, 양식장 관리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 용존 산소량, 상기 개체수 및 상기 생장률에 따라 결정된 강도로 상기 양식장에 산소를 공급하도록 상기 마이크로 버블을 제어하는, 양식장 관리 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 용존 산소량, 상기 개체수 및 상기 생장률에 따라 결정된 양의 사료를 상기 양식장에 공급하도록 상기 사료 공급기를 제어하는, 양식장 관리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 카메라는 기설정된 간격으로 상기 복수개의 이미지를 획득하고,
    상기 프로세서는 상기 복수개의 이미지 각각에서, 전체 면적 중 상기 물고기가 차지하는 면적의 비율에 따라 상기 물고기의 개체수를 결정하는, 양식장 관리 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 카메라는 기설정된 간격으로 상기 복수개의 이미지를 획득하고,
    상기 프로세서는 상기 복수개의 이미지에서 기설정된 형상을 인식하고, 단위 시간 당 상기 기설정된 형상의 인식 횟수를 결정하고, 상기 개체수에 대한 상기 인식 횟수의 비율에 따라서 상기 물고기에 대한 생장률을 결정하는 양식장 관리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 복수개의 이미지에서 인식된 비늘 무늬가 기설정된 비늘 무늬에 대응되는 시간당 횟수에 따라서 상기 물고기에 대한 생장률을 결정하는, 양식장 관리 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서로부터 상기 개체수 및 상기 생장률을 나타내는 데이터를 지속적으로 수신하여 저장하는 메모리; 및
    상기 메모리에 저장된 상기 개체수 및 상기 생장률에 대한 데이터를 처리하여 요청되는 데이터를 출력하는 빅데이터 프로세서를 더 포함하는, 양식장 관리 장치
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 빅데이터 프로세서는 상기 개체수 및 상기 생장률의 사료 급여량과의 관계에 대한 시간의 흐름에 따른 통계값을 출력하는, 양식장 관리 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 복수개의 이미지에 대한 상기 이미지 인식 알고리즘을 통해 상기 물고기의 어종을 결정하고, 상기 개체수, 상기 생장률 및 상기 어종에 따라 결정된 양의 사료를 공급하도록 상기 사료 공급기를 제어하는, 양식장 관리 장치.
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Cited By (7)

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