KR20200022560A - 비전영상분석과 수질측정센서를 이용한 양식넙치의 먹이활동 측정 시스템 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비전 영상분석과 수질측정을 이용하여 양식광어의 먹이활동을 측정하는 시스템 및 그 방법으로 , 보다 구체적으로는 수조 내부의 사료량의 변화를 추적하고 실시간 수질데이터를 수집하여 메인저장소에서 머신러닝을 통해서 수질과 먹이활동의 상관관계를 파악하여 차후 수질을 파악하였을때 예측되는 사료 소모량을 예측할수 있도록 하는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다
Description
본 발명은 컴퓨터비전을 이용하여 영상분석을 통해 육상양식장 수조 내 넙치의 먹이활동을 측정하고 실시간으로 수질센서(온도, 산소포화도 ; DO, PH)로 데이터를 저장하여, 수조내 수질변화와 먹이활동을 측정하여 사료급이를 조절하는하는 시스템으로, 양식장 수조 상부에 카메라를 통해 수면에 살포된 사료의 수량 변화를 영상분석을 통해 측정하여 단말기로 전달하는 관측센서부, 상기 센서부에서 정보를 제공받아 영상분석을 진행하여 신호로 수량변화를 기록하여 저장소로 전달하는 무선단말기, 수조내 수질을 측정하기 위한 수질센서부, 무선단말기의 신호정보와 수질측정 센서값을 데이터로 저장하고 머신러닝을 진행하는 저장소로 구성함으로써, 환경요소 변화에 따른 양식넙치의 먹이활동을 예측할수 있도록하는 비전영상분석과 수조환경센서를 이용한 양식넙치의 먹이활동 측정 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
종래에는 한국등록특허 제 10-1814288 "3차원 분석을 이용한 양식장 사료급이 시스템 및 그 방법"와 같이 양식 어류의 사료 섭이를 관측하고 분석하여 사료의 양을 제안하던것은 영상촬영 시점에서 사료량과 어류의 섭이활동을 관찰하고 사료량을 제안할수 있었으나, 어류의 생태습성상 먹이활동과 가장 밀접한 관계가 있는 온도, PH, 용존산소량(DO)에 대한 정보가 없어 단순 사료섭취량 조절에만 활용이 제한될수 있어 추가적인 분석과 데이터 수집을 위해 머신러닝을 통한 센서의 데이터 추출과 관계도 형성의 필요성이 있다.
수산과학원 넙치양식표준메뉴얼 [2016. 국립수산과학원]
넙치양식 세계 생산량의 93.7%를 대한민국에서 사육되어 2위 일본과의 격차도 크게 벌려 지난 20여년간 선두를 유지할수 있었다. 하지만 급격한 해수온도 상승과 종사자의 고령화로 양식업 자체의 선진화가 필요해진 상황에서, 각 양식장마다 다른 사육방식과 환경요인으로 인해 데이터 기반이 아닌 노하우 위주의 사육이 이루어지고 있어 국립수산과학원등의 연구기관의 표준양식메뉴얼을 적용하는데 한계가 있다. 생산성과 가장 밀접한 관계가 있는 사료에 대한 반응을 정확히 관찰하고 수질요인과의 상관 관계에 대하여 빅데이터를 형성하고 분석하여 데이터를 기반으로 한 생산성 증진을 위한 양식넙치의 생육정보를 표준화를 위해 양식넙치의 섭이활동과 수질정보를 동시에 수집하여 분석하는 시스템이 필요하다.
본 발명의 실시예에 따르면, 본 발명은 비전영상분석과 수질측정센서를 이용한 양식넙치의 먹이활동 측정 시스템 및 그 방법에 있어, 양식넙치 수조 상부에서 수면의 사료량(갯수)을 관측하는 관측센서부와 상기 관측센서부의 정보를 영상분석하여 신호의 형태로 저장소로 전달하는 단말기, 수조내 수질변화를 측정하는 수질센서부, 영상분석을 통해 가공된 신호와 수질센서의 정보를 저장하고 머신러닝하는 메인저장소를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 지속적인 수질측정과 먹이관계를 학습할수 있도록 데이터베이스를 구축함으로써 수질에 따라 먹이활동의 증감의 상관관계를 파악할 수 있고, 각기 다른 양식장에서 실시간으로 수질파악을 할때 먹이 공급에 참고할 수 있는 자료를 제공할 수 있어 스마트양식장의 확산을 도울 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비전영상분석과 수질측정을 이용한 넙치양식 먹이활동 측정 시스템을 나타내는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 실시예들의 특징을 보다 명확히 설명하기 위하여, 이하의 실시 예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려져 있는 사항들에 대해서 자세한 설명은 생략하였다.
도1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 비전영상분석과 수질측정을 이용한 양식넙치의 먹이활동 측정 시스템 장치의 구성을 도시한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 관측센서부는, 양식장 수조 수면을 촬영하는 카메라부, 양식장 수조 내 수면으로부터 일정 깊이에 있는 물체의 위치를 측정할수있는 측정센서부, 카메라부와 측정센서부를 제어하는 관측센서제어부를 포함하며, 이는 유선으로 연결된 단말기로 영상을 주기적으로 전달하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 단말기는, 관측센서부와 유선으로 연결되어있으며 영상분석 데이터를 입력받아 이미지로부터 객체의 패턴을 매칭하거나, 점 선 또는 면을 피팅하거나 컬러를 구분하거나 대상을 측정하고 신호의 형태로 변환하는 영상분석부(라즈베리파이)와 신호를 저장소에 송신하는 통신부를 포함하는것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 수질센서부는, 수조 내부에 걸이식으로 설치되어있으며 온도센서와 용존산소(DO)체크센서, PH센서를 포함하는것으로 측정센서부와 실시간 측정된 센서결과를 신호로 변환하여 통신기술을 이용하여 저장소로 송신하는 제어통신부(아두이노)를 포함하는것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 메인저장소는 상기 관측센서부에서 수집되어 단말기를 통해 수집된 영상분석 신호와 수질센서부에서 수집된 데이터베이스를 기록하며, 수질과 먹이활동의 상관관계를 지속적으로 관찰하여 학습하는 머신러닝의 과정을 포함하는것을 특징으로 한다.
10. 관측센서부
20. 단말기
30. 수질센서부
40. 메인저장소
20. 단말기
30. 수질센서부
40. 메인저장소
Claims (2)
- 양식수조의 사료수량을 관측하여 단말기에서 영상분석을 진행하여 신호의 형태로 무선으로 메인저장소로 송신하며, 수조에는 수질센서부에서 온도와 용존산소(DO), PH를 측정하여 메인저장소로 송부한다. 메인 저장소는 수질변화요소와 사료수량 감소 시간등을 비교하여 양식넙치의 먹이활동의 상관관계를 분석한다.
- 관측센서부와 수질센서부에서 수집한 먹이활동 상관관계 데이터베이스에서 수질에 따른 사료소모량을 계산하여, 사료급이시점에 예상되는 먹이활동 예상 사료 소모량을 계산한다.
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| 수산과학원 넙치양식표준메뉴얼 [2016. 국립수산과학원] |
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