KR20210011098A - 인공지능을 이용한 스마트 팜 원격 경보 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인공지능을 이용한 스마트 팜 원격 경보 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스마트팜 시설의 작물 상태와 야생 동물의 움직임 등을 인공 지능 이미지 분석 방식으로 분석해 일상적인 움직임이 아닐 경우 관리자에게 경보를 발생하고, 좀 더 나아가 현재 스마트 팜 내의 제어할 수 있는 각종 장치의 정밀한 제어가 가능한 스마트 팜 IOT 원격 경보 시스템을 제공하는 인공지능을 이용한 스마트 팜 원격 경보 시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 인공지능을 이용한 스마트 팜 원격 경보 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스마트팜 시설의 작물 상태와 야생 동물의 움직임 등을 인공 지능 이미지 분석 방식으로 분석해 일상적인 움직임이 아닐 경우 관리자에게 경보를 발생하고, 좀 더 나아가 현재 스마트 팜 내의 제어할 수 있는 각종 장치의 정밀한 제어가 가능한 스마트 팜 IOT 원격 경보 시스템을 제공하는 인공지능을 이용한 스마트 팜 원격 경보 시스템에 관한 것이다.
인구 고령화가 진행됨에 따라 농가에서 필요로 하는 노동력이 감소하고 있다. 이는 앞으로의 농업성장 및 지속 가능성이 큰 영향을 미칠 것으로 예상된다.
반면, ICT와 IoT의 기술융합이 주목받고 있는데, 특히 상기와 같이 인구고령화로 인해 문제가 제기되는 1차 산업의 쇠퇴에 대하여 IT기술을 농업에 접목키심으로써, 상술된 문제점들을 해소하려는 노력이 이루어지고 있다.
이와 같이 농업의 높은 부가가치를 발생시키기 위한 6차 산업이 주목됨에 따라 정부에서도 관심을 갖고 다양한 사업을 진행 중에 있다.
이를 스마트 팜이라고 지칭하고 있는데, 이는 그린하우스(비닐하우스)에 ICT 기술을 접속하여 원격, 자동으로 작물이 생육할 수 있도록 관리하는 농장시스템을 의미한다. 이러한 스마트 팜은 그린하우스의 정보 환경 요소를 각종 센서를 통해 측정하여 최적의 생육환경을 구현하도록 함으로써, 생산성 향상과 노동력 감소문제를 해결하려고 하고 있으며, 현재는 상용화 단계를 앞두고 있는 실정이다.
이러한 스마트 팜이 확산되면서 농업의 노동환경이 개선될 수 있고, 노동시간 감축에 따른 농가 인구의 삶의 질이 향상될 것으로 기대되고 있는데, 신기술이 요구되는 기술분야이기 때문에, 대개 고령의 인구가 밀집해 있는 농촌에서는 상용화 및 보급상의 문제가 있다.
한편 도 1에 도시된 바와 같이 종래 발명인 한국공개특허 제2019-0031768호는 농장 관리를 위한 프로그램이 설치된 서버와 상기 서버와 연결되어 상기 서버에서 제공하는 정보를 수신하는 사용자 단말 또는 스마트 기기를 구비하는 스마트팜 제어 시스템으로서, 비닐하우스 내에 설치되어 내부의 지온, 지습을 측정하는 적어도 하나의 토양환경 센서모듈, 수온, 대기온도 및 대기습도 중 적어도 하나의 정보와 미리 설정된 기준값 레벨과 비교하여 비닐하우스 도어 개폐 모듈, 난방기 조작모듈 중 적어도 하나를 제어하는 ICT 기반의 스마트팜 발명이나 스마트팜에 24시간 관리자가 남아 최종적인 제어를 주관해야 하며, 바쁜 농업인들이 손쉽게 사용하기에는 매우 곤란한 문제점이 있다.
또한 외부 침입자(야생 동물)의 출현에 대한 즉각적인 대응도 매우 어려운 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 스마트 팜 내부의 온도, 강우. 공기 유동, 열에 대한 실시간 제어와 외부 동물의 침입을 감지하여 스마트 하우스를 모니터링하여 관리자에게 경고하거나 스스로 문제점을 해결하기 위한 시스템을 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 실시간 스마트팜 온실을 감시하는 영상을 생성하여 유/무선으로 송신하는 유/무선 IP-CCTV; 상기 유/무선 IP-CCTV로부터 상기 스마트팜 온실의 내부 또는 외부 영상을 수신하는 유/무선 영상 수신 장치; 상기 유/무선 영상 수신 장치로부터 내부 또는 외부 영상을 전달받아 이미지 분석하는 모듈기반 지능형 영상 분석 장치; 상기 모듈기반 지능형 영상 분석 장치에서 분석한 영상을 모니터링할 수 있는 모니터링 GUI; 상기 내부 또는 외부 영상에 특정 영역(ROI, Region of Interest) 설정을 위한 스마트팜 온실 내 관심 영역 설정 모듈; 상기 내부 또는 외부 영상에 이동 객체 탐지를 위한 배경 분리 알고리즘 기능과 움직임 영역 추출 기능과 움직임 영역 잡음 제거 기능과 이동 객체 추출 기능을 중복 처리하는 스마트팜 온실 내 이동 객체 이미지 모듈; 상기 유/무선 영상 수신 장치, 모듈기반 지능형 영상 분석 장치, 모니터링 GUI, 관심 영역 설정 모듈, 이동 객체 이미지 모듈로부터 정보를 전달받아 자동 개폐/조작 장치를 제어하는 제어 모듈; 상기 스마트팜 내외부의 도어 개폐, 냉난방기 조작을 위한 자동 개폐/조작 장치;를 포함하여 구성된다.
상기 스마트팜 온실 내 관심 영역 설정 모듈은 내부 또는 외부 영상에 특정 영역(ROI, Region of Interest) 설정을 위해 소벨 오퍼레이터(Sobel Operator)를 통한 입력 영상 에지 추출 기능과 횡방향 에지 그룹화 기능과 관심 영역 자동 설정 기능을 포함한다.
상기 스마트팜 온실 내 이동 객체 이미지 모듈은 내부 또는 외부 영상에 Min-Max 배경 모델링과 GMM(Gaussian Mixture Model)을 융합하여 이동 객체 탐지를 위한 배경 분리 알고리즘 기능과 움직임 영역 추출 기능과 움직임 영역 잡음 제거 기능과 이동 객체 추출 기능을 중복 처리한다.
상기 스마트팜 온실 내 이동 객체 이미지 모듈은 내부 또는 외부 영상의 조명 변화에 의하여 조도값이 미세하게 변하는 경우의 화소 집합을 모아 배경 분리 또는 움직임 영역 추출 또는 움직임 영역 잡음 제거 또는 이동 객체 추출 중 하나 이상의 프로세스를 진행한다.
상기 스마트팜 온실 내 이동 객체 이미지 모듈은 내부 또는 외부 영상이 외부 환경 요소의 영향으로 배경이 흔들려서 주변 화소의 값이 일정치 이상 차이가 나타나는 경우의 화소 집합을 모아 배경 분리 또는 움직임 영역 추출 또는 움직임 영역 잡음 제거 또는 이동 객체 추출 중 하나 이상의 프로세스를 진행한다.
상기 스마트팜 온실 내 이동 객체 이미지 모듈은 내부 또는 외부 음성 또는 소리가 배경 음성 또는 소리와 전혀 다른 값이 부분적으로 나타나는 경우의 음성 또는 소리 집합을 모아 경고 프로세스를 진행한다.
상기 스마트팜 온실 내 이동 객체 이미지 모듈은 내부 또는 외부 영상이 이동 물체의 영향으로 이전 배경 영상과 일정치 이상 다른 값이 나타나는 경우의 화소 집합을 모아 배경 분리 또는 움직임 영역 추출 또는 움직임 영역 잡음 제거 또는 이동 객체 추출 중 하나 이상의 프로세스를 진행한다.
상기 스마트팜 온실 내 이동 객체 이미지 모듈은 내부 또는 외부의 복수개 영상 중 두 개 영상의 변화 시간 간격이 클 경우에는 조명의 변화에 많은 영향을 받으며, 변화 시간 간격이 작을 경우에는 전경 물체의 영향을 받는 것으로 판단하여, 영상의 변화 시간 간격이 큰 특정 영역(ROI)을 재설정한 후 이미지 픽셀값을 정밀 감시한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은
다양하고 정밀한 인공지능 이미지 분석 정보를 지원하여 원격지에 있는 관리자의 스마트폰을 통해 현재 즉시 해결해야 할 문제점을 정확히 파악하고 대처할 수 있다.
또한 본 발명은 주변 움직임을 입체적으로 분석하여 A.I.가 스마트 팜의 알람 장치를 자동적으로 제어한다.
또한 본 발명은 스마트 팜 내부의 각종 센서(이미지 센서, CCTV)를 통해 작물 생육 및 재배 환경 데이터 등을 분석해 농업 경영을 획기적으로 개선할 수 있다.
도 1은 종래 발명에 따른 스마트 팜의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 인공지능을 이용한 스마트 팜 원격 경보 시스템의 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 인공지능을 이용한 스마트 팜 원격 경보 시스템의 세부적 구성을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 인공지능을 이용한 스마트 팜 원격 경보 시스템을 이용한 방법에 대한 플로챠트 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인공지능을 이용한 스마트 팜 원격 경보 시스템을 이용한 방법에 대한 플로챠트 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인공지능을 이용한 스마트 팜 원격 경보 시스템을 이용한 방법에 대한 플로챠트 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 인공지능을 이용한 스마트 팜 원격 경보 시스템의 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 인공지능을 이용한 스마트 팜 원격 경보 시스템의 세부적 구성을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 인공지능을 이용한 스마트 팜 원격 경보 시스템을 이용한 방법에 대한 플로챠트 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인공지능을 이용한 스마트 팜 원격 경보 시스템을 이용한 방법에 대한 플로챠트 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인공지능을 이용한 스마트 팜 원격 경보 시스템을 이용한 방법에 대한 플로챠트 도면이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명은 스마트팜 온실(S) 내 유/무선 IP-CCTV(10), 유/무선 영상 수신 장치(11), 모듈 기반 지능형 영상 분석 장치(12), 모니터링 GUI(13), 관심 영역 설정 모듈(14), 이동 객체 이미지 모듈(15)을 포함하여 구성된다.
유/무선 IP-CCTV(10)는 실시간 스마트팜 온실을 감시하는 영상을 생성하여 유/무선으로 송신하는 장치이다.
유/무선 IP-CCTV(10)는 음성 또는 소리와 영상을 동시에 송출할 수 있는 장치로서, 주변 환경이나 밤낮의 변화에 따라 자외선 카메라 또는 열화상 카메라가 보조적으로 설치될 수도 있다.
유/무선 영상 수신 장치(11)는 상기 유/무선 IP-CCTV(10)로부터 상기 스마트팜 온실의 내부 또는 외부 영상 또는 음성 또는 소리를 수신하는 장치이다.
모듈기반 지능형 영상 분석 장치(12)는 상기 유/무선 영상 수신 장치로부터 내부 또는 외부 영상을 전달받아 이미지 분석하는 장치이다.
모니터링 GUI(13)는 상기 모듈기반 지능형 영상 분석 장치(12)에서 분석한 영상을 모니터링할 수 있는 장치이다.
추가로 설치되는 중계 네트워크 장치를 통해 관리자 휴대용 단말기로 분석한 영상을 전달할 수 있다.
스마트팜 온실 내 관심 영역 설정 모듈(14)은 상기 내부 또는 외부 영상에 특정 영역(ROI, Region of Interest) 설정을 위한 장치이다.
평상시에는 유/무선 영상 수신 장치(11)가 전체적인 영역의 외부 영상 또는 음성 또는 소리를 수신하고, 모듈기반 지능형 영상 분석 장치(12)의 요청이 있을 경우 추가로 특정 영역의 영상 또는 음성 또는 소리를 분석할 수 있도록 특정 영역(ROI)을 설정한다.
이동 객체 이미지 모듈(15)은 상기 내부 또는 외부 영상에 이동 객체 탐지를 위한 배경 분리 알고리즘 기능과 움직임 영역 추출 기능과 움직임 영역 잡음 제거 기능과 이동 객체 추출 기능을 중복 처리하는 모듈(31, 32, 33)로 나뉠 수 있다.
예를 들어 배경 분리 알고리즘 기능은 특정 영역(ROI)을 설정하기 전 배경을 분리하여 특정 침입자의 얼굴 등을 확대해서 분석할 수 있도록 보조하는 기능이다.
다른 실시예로서 상기 스마트팜 온실 내 관심 영역 설정 모듈(14)은 내부 또는 외부 영상에 특정 영역(ROI, Region of Interest) 설정을 위해 소벨 오퍼레이터(Sobel Operator)를 통한 입력 영상 에지 추출 기능과 횡방향 에지 그룹화 기능과 관심 영역 자동 설정 기능을 포함한다.
특정 영역을 한정하는 이유는 전체 영상에서 실제 영상 처리 영역을 줄여 처리 속도 등의 향상을 위함이다.
이 외에도 다양한 에지 추출 알고리즘(예 : Prewitt, Roberts, Compass)을 상기 특정 영역에 집중적으로 사용할 수 있다.
상기 스마트팜 온실 내 이동 객체 이미지 모듈(15)은 내부 또는 외부 영상에 Min-Max 배경 모델링과 GMM(Gaussian Mixture Model)을 융합하여 이동 객체 탐지를 위한 배경 분리 알고리즘 기능과 움직임 영역 추출 기능과 움직임 영역 잡음 제거 기능과 이동 객체 추출 기능을 중복 처리할 수 있다.
상기 스마트팜 온실 내 이동 객체 이미지 모듈(15)은 내부 또는 외부 영상의 조명 변화에 의하여 조도값이 미세하게 변하는 경우의 화소 집합을 모아 배경 분리 또는 움직임 영역 추출 또는 움직임 영역 잡음 제거 또는 이동 객체 추출 중 하나 이상의 프로세스를 진행할 수 있다.
예를 들어 외부 영상의 조명 변화에 의하여 조도값이 일정치 이하로 떨어졌을 경우 관리자(관리자 단말기)에게 조명 교체를 요구할 수 있다.
상기 스마트팜 온실 내 이동 객체 이미지 모듈(15)은 내부 또는 외부 영상이 외부 환경 요소의 영향으로 배경이 흔들려서 주변 화소의 값이 일정치 이상 차이가 나타나는 경우의 화소 집합을 모아 배경 분리 또는 움직임 영역 추출 또는 움직임 영역 잡음 제거 또는 이동 객체 추출 중 하나 이상의 프로세스를 진행한다.
이 때 Laplacian of a Gaussian(LoG) 방법을 사용하여 이동 객체의 엣지를 검출할 수도 있다.
이 외에도 디지털 영상 처리 방식인 Sobel, Prewitt, Roberts, Laplacian of Gaussian, zero cross 및 Canny 방식 중의 하나를 이용함으로써 공간 영역들 중 적어도 하나의 가장자리를 식별하도록 구성할 수 있다.
상기 스마트팜 온실 내 이동 객체 이미지 모듈(15)은 내부 또는 외부 음성 또는 소리가 배경 음성과 전혀 다른 값이 부분적으로 나타나는 경우의 음성 또는 소리 집합을 모아 경고 프로세스를 진행한다.
상기 스마트팜 온실 내 이동 객체 이미지 모듈(15)은 내부 또는 외부 영상이 이동 물체의 영향으로 이전 배경 영상과 일정치 이상 다른 값이 나타나는 경우의 화소 집합을 모아 배경 분리 또는 움직임 영역 추출 또는 움직임 영역 잡음 제거 또는 이동 객체 추출 중 하나 이상의 프로세스를 진행한다.
예를 들어 이전 배경 영상을 저장한 후 다른 값의 화소 집합을 갖는 현재 영상이 발생할 경우 상호 비교하기 위해 배경 분리 또는 움직임 영역 추출 또는 움직임 영역 잡음 제거 또는 이동 객체 추출 중 하나 이상의 프로세스를 진행한다.
또한 상기 스마트팜 온실 내 이동 객체 이미지 모듈(15)은 내부 또는 외부의 복수개 영상 중 두 개 영상의 변화 시간 간격이 클 경우에는 조명의 변화에 많은 영향을 받으며, 변화 시간 간격이 작을 경우에는 전경 물체의 영향을 받는 것으로 상기 영상의 변화 시간 간격이 큰 특정 영역(ROI)을 재설정한 후 이미지 픽셀값을 정밀 감시할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예로서 상기 유/무선 IP-CCTV(10), 유/무선 영상 수신 장치(11), 모듈 기반 지능형 영상 분석 장치(12), 모니터링 GUI(13), 관심 영역 설정 모듈(14), 이동 객체 이미지 모듈(15)로부터 정보를 전달받아 자동 개폐/조작 장치를 제어하는 제어 모듈(30), 상기 제어 모듈(30)의 제어를 받아 스마트팜 내외부의 도어 개폐, 냉난방기 조작을 위한 자동 개폐/조작 장치(20)를 포함한다.
상기 개폐/조작 장치(20)는 제어 모듈의 제어를 받아 스마트팜 내외부의 출입을 위한 도어와 내부 환기와 온도 조절을 위한 냉난방기를 실시간으로 조작하여 현재 스마트팜에서 즉시 해결해야 할 문제점에 대처할 수 있다.
이 외에도 추가로 설치되는 온습도센서의 온도값이 일정치 보다 낮거나, 강우센서의 강우값이 일정치 이상인 비 오는 날이거나, 미세먼지감지센서의 미세먼지값이 미세먼지 농도 나쁨 상태이거나, 또는 풍향풍속센서의 풍향 및 풍속값이 일정치 이상인 경우 상기 개폐/조작 장치(20)를 조작하여 문제를 해결할 수 있다.
이하 본 발명의 실시를 위한 인공지능을 이용한 스마트 팜 원격 경보 시스템의 작동 과정(방법)에 대하여 자세히 설명한다.
먼저 도 4에 도시된 바와 같이 상기 스마트팜 온실 내 이동 객체 이미지 모듈은 내부 또는 외부 영상의 조명 변화에 의하여 조도값이 미세하게 변하는 경우의 화소 집합을 모아 배경 분리 또는 움직임 영역 추출 또는 움직임 영역 잡음 제거 또는 이동 객체 추출 중 하나 이상의 프로세스를 진행할 수 있다(S101).
그리고 상기 하나 이상의 프로세스를 진행한 후 스마트팜 온실 내 이동 객체 이미지 모듈은 내부 또는 외부 영상이 외부 환경 요소의 영향으로 배경이 흔들려서 주변 화소의 값이 일정치 이상 차이가 나타나는 경우의 화소 집합을 모아 배경 분리 또는 움직임 영역 추출 또는 움직임 영역 잡음 제거 또는 이동 객체 추출 중 하나 이상의 프로세스를 진행할 수 있다(S102).
그리고 상기 하나 이상의 프로세스를 진행한 후 상기 스마트팜 온실 내 이동 객체 이미지 모듈은 내부 또는 외부 음성 또는 소리가 배경 음성과 전혀 다른 값이 부분적으로 나타나는 경우의 음성 또는 소리 집합을 모아 경고 프로세스를 진행할 수 있다(S103).
그리고 상기 하나 이상의 프로세스를 진행한 후 상기 스마트팜 온실 내 이동 객체 이미지 모듈은 내부 또는 외부 영상이 이동 물체의 영향으로 이전 배경 영상과 일정치 이상 다른 값이 나타나는 경우의 화소 집합을 모아 배경 분리 또는 움직임 영역 추출 또는 움직임 영역 잡음 제거 또는 이동 객체 추출 중 하나 이상의 프로세스를 진행할 수 있다(S104).
그리고 상기 하나 이상의 프로세스를 진행한 후 상기 스마트팜 온실 내 이동 객체 이미지 모듈은 내부 또는 외부의 복수개 영상 중 두 개 영상의 변화 시간 간격이 클 경우에는 조명의 변화에 많은 영향을 받으며, 변화 시간 간격이 작을 경우에는 전경 물체의 영향을 받는 것으로 판단하여 다시 상기 하나 이상의 프로세스를 진행할 수 있다(S105).
도 5에 도시된 바와 같이 24시간 무중단으로 CCTV 이벤트 발생을 감지하고, 이벤트에 따른 동물의 동작/움직임을 감시한다(S201, S202).
만일 동물의 움직임이 포착될 경우 움직임 영역 추출 후 동작/움직임을 계산한다(S203).
상기 움직임 영역 추출 후 동작/움직임을 계산한 계산값을 제어모듈에 전송한다(S204).
도 6에 도시된 바와 같이 스마트팜 내부/외부에서 포착된 객체에 대한 촬영 이벤트가 발생하는지 감시한다(S301).
그리고 촬영영역 내에서 관심 대상으로 지정된 객체 또는 의심행위를 하는 객체를 식별한다(S302).
이 후 영상으로부터 식별된 객체의 영역에 해당 이미지를 추출한다(S303).
마지막으로 추출된 식별된 객체의 영역에 해당 이미지를 제어 모듈에 전송한다(S304).
이 외에 인공지능을 이용한 스마트 팜 원격 경보 시스템의 외부에 열화상 카메라로 촬영한 온도에 대한 정보를 포함하는 영상만으로는 침입 객체가 무엇인지 특정하기 어렵고, 광학 카메라로 촬영한 영상 역시 외부환경에 따라 그 모습이 다르게 촬영될 수 있고 광학 카메라로 촬영하는 영상의 특성 상 여러 가지 요인에 의해 영상에 노이즈나 왜곡이 발생할 가능성 또한 높기 때문에 한가지 영상만으로는 객체를 특정하는 것이 어렵다.
그러나 열화상 카메라 등을 통해 객체의 온도분포와 외형에 대한 정보를 하나로 병합하면 제어 모듈(30)이 하나의 영상을 통해 객체의 빠른 움직임 등을 정확하게 파악할 수 있다.
이 외에도 제어 모듈(30)은 인공지능을 이용한 스마트 팜 원격 경보 시스템의 외부 또는 내부에 추가 설치된 거리 측정 센서를 이용하여, 상술한 침입 객체의 이미지를 파악하고 객체에서 발생하는 소리 또는 음성 또는 소리를 녹음하고 발생 빈도를 예측하여 미리 관계 기관(예 : 경찰서)에 네트워크망을 통해 신고할 수 있다.
상세하게는 인공지능을 이용한 스마트 팜 원격 경보 시스템 외부에 설치된 유/무선 IP-CCTV(10)를 통한 음성 또는 소리방향정보, 음성 또는 소리거리정보, 음성 또는 소리특성정보, 음성 또는 소리크기정보 중 적어도 하나를 포함하는 음성 또는 소리관련변수와, 주변잡음정보와 관련된 잡음특성정보를 포함하는 잡음관련변수를 이용하여 실질적인 소리 또는 음성을 파악할 수도 있다.
또는 상기 거리정보를 기반으로 각 음성 또는 소리의 주파수의 이득을 제어하여 원거리 음성 또는 소리를 근거리 음성 또는 소리로 보정하는 단계를 더 거칠 수 있다.
또한 각기 다른 디자인을 갖고 있는 인공지능을 이용한 스마트 팜 원격 경보 시스템과 같은 특정공간에 위치하는 침입 객체로부터 울부짖는 소리가 발화되면, 소리의 각 주파수 성분에 해당하는 음파는 특정 내부 공간의 크기, 스마트팜의 벽과 천장 및 바닥의 형태 등에 따라 공간의 반향특성이 달라지게 된다.
따라서 본 발명에서는 이러한 환경변수 파라미터를 미리 저장하여 침입 객체의 최대한 정확한 파악이 이뤄지도록 할 수 있다.
10 : 유/무선 IP-CCTV
11 : 유/무선 영상 수신 장치
12 : 모듈 기반 지능형 영상 분석 장치
13 : 모니터링 GUI
14 : 관심 영역 설정 모듈
15 : 이동 객체 이미지 모듈
20 : 개폐/조작 장치
30 : 제어 모듈
11 : 유/무선 영상 수신 장치
12 : 모듈 기반 지능형 영상 분석 장치
13 : 모니터링 GUI
14 : 관심 영역 설정 모듈
15 : 이동 객체 이미지 모듈
20 : 개폐/조작 장치
30 : 제어 모듈
Claims (8)
- 실시간 스마트팜 온실을 감시하는 영상을 생성하여 유/무선으로 송신하는 유/무선 IP-CCTV;
상기 유/무선 IP-CCTV로부터 상기 스마트팜 온실의 내부 또는 외부 영상을 수신하는 유/무선 영상 수신 장치;
상기 유/무선 영상 수신 장치로부터 내부 또는 외부 영상을 전달받아 이미지 분석하는 모듈기반 지능형 영상 분석 장치;
상기 모듈기반 지능형 영상 분석 장치에서 분석한 영상을 모니터링할 수 있는 모니터링 GUI;
상기 내부 또는 외부 영상에 특정 영역(ROI, Region of Interest) 설정을 위한 스마트팜 온실 내 관심 영역 설정 모듈;
상기 내부 또는 외부 영상에 이동 객체 탐지를 위한 배경 분리 알고리즘 기능과 움직임 영역 추출 기능과 움직임 영역 잡음 제거 기능과 이동 객체 추출 기능을 중복 처리하는 스마트팜 온실 내 이동 객체 이미지 모듈;
상기 유/무선 영상 수신 장치, 모듈기반 지능형 영상 분석 장치, 모니터링 GUI, 관심 영역 설정 모듈, 및 이동 객체 이미지 모듈로부터 정보를 전달받아 자동 개폐/조작 장치를 제어하는 제어 모듈;
상기 스마트팜 내외부의 도어 개폐, 냉난방기 조작을 위한 자동 개폐/조작 장치;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 스마트 팜 원격 경보 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 스마트팜 온실 내 관심 영역 설정 모듈은 내부 또는 외부 영상에 특정 영역(ROI, Region of Interest) 설정을 위해 소벨 오퍼레이터(Sobel Operator)를 통한 입력 영상 에지 추출 기능과 횡방향 에지 그룹화 기능과 관심 영역 자동 설정 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 스마트 팜 원격 경보 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 스마트팜 온실 내 이동 객체 이미지 모듈은 내부 또는 외부 영상에 Min-Max 배경 모델링과 GMM(Gaussian Mixture Model)을 융합하여 이동 객체 탐지를 위한 배경 분리 알고리즘 기능과 움직임 영역 추출 기능과 움직임 영역 잡음 제거 기능과 이동 객체 추출 기능을 중복 처리하는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 스마트 팜 원격 경보 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 스마트팜 온실 내 이동 객체 이미지 모듈은 내부 또는 외부 영상의 조명 변화에 의하여 조도값이 미세하게 변하는 경우의 화소 집합을 모아 배경 분리 또는 움직임 영역 추출 또는 움직임 영역 잡음 제거 또는 이동 객체 추출 중 하나 이상의 프로세스를 진행하는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 스마트 팜 원격 경보 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 스마트팜 온실 내 이동 객체 이미지 모듈은 내부 또는 외부 영상이 외부 환경 요소의 영향으로 배경이 흔들려서 주변 화소의 값이 일정치 이상 차이가 나타나는 경우의 화소 집합을 모아 배경 분리 또는 움직임 영역 추출 또는 움직임 영역 잡음 제거 또는 이동 객체 추출 중 하나 이상의 프로세스를 진행하는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 스마트 팜 원격 경보 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 스마트팜 온실 내 이동 객체 이미지 모듈은 내부 또는 외부 음성 또는 소리가 배경 음성 또는 소리와 전혀 다른 값이 부분적으로 나타나는 경우의 음성 또는 소리 집합을 모아 경고 프로세스를 진행하는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 스마트 팜 원격 경보 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 스마트팜 온실 내 이동 객체 이미지 모듈은 내부 또는 외부 영상이 이동 물체의 영향으로 이전 배경 영상과 일정치 이상 다른 값이 나타나는 경우의 화소 집합을 모아 배경 분리 또는 움직임 영역 추출 또는 움직임 영역 잡음 제거 또는 이동 객체 추출 중 하나 이상의 프로세스를 진행하는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 스마트 팜 원격 경보 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 스마트팜 온실 내 이동 객체 이미지 모듈은 내부 또는 외부의 복수개 영상 중 두 개 영상의 변화 시간 간격이 클 경우에는 조명의 변화에 많은 영향을 받으며, 변화 시간 간격이 작을 경우에는 전경 물체의 영향을 받는 것으로 판단하여, 영상의 변화 시간 간격이 큰 특정 영역(ROI)을 재설정한 후 이미지 픽셀값을 정밀 감시하는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 스마트 팜 원격 경보 시스템.
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| KR1020190088030A KR102300229B1 (ko) | 2019-07-22 | 2019-07-22 | 인공지능을 이용한 스마트 팜 원격 경보 시스템 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102478480B1 (ko) | 2021-11-17 | 2022-12-19 | 주식회사 지농 | 통신 데이터 사용량을 최소화한 스마트팜 제어 및 동작확인 장치 |
| CN115938083A (zh) * | 2022-12-06 | 2023-04-07 | 云南大学 | 一种基于移动终端农业监测预警方法及系统 |
| WO2023106541A1 (ko) * | 2021-12-07 | 2023-06-15 | 안양대학교 산학협력단 | 공간 내 변위구역을 파악하는 방법 및 그 장치 |
| CN117173867A (zh) * | 2023-11-02 | 2023-12-05 | 三明悦耕农林科技有限公司 | 一种用于水稻大棚育苗的控温防病报警器 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20240083261A (ko) | 2022-12-02 | 2024-06-12 | 전승원 | 인공지능 스마트팜 관리시스템 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010076786A (ko) | 2000-01-28 | 2001-08-16 | 오길록 | 가상현실기술을 이용한 로봇 원격제어 시스템 및 방법 |
| KR100649156B1 (ko) * | 2006-02-10 | 2006-11-24 | 주식회사 영국전자 | 무인관제 시스템 및 감시방법 |
| KR20160135004A (ko) * | 2015-05-14 | 2016-11-24 | 군산대학교산학협력단 | 실시간 가축 도난 감지를 위한 모듈화 기반의 지능형 영상 감시 시스템 및 그 방법 |
| KR101682066B1 (ko) | 2016-08-08 | 2016-12-20 | (주)다온정보 | IoT 기술을 활용한 하우스 운영 관리 시스템 |
| KR101740714B1 (ko) * | 2015-12-07 | 2017-06-09 | 설순길 | 농작물도난방지 및 동물침입방지장치 및 그 방법 |
| KR101870680B1 (ko) | 2017-11-20 | 2018-06-25 | 농업회사법인 네오팜 주식회사 | 하우스 시설재배 관리시스템 |
| KR20190031768A (ko) | 2017-09-18 | 2019-03-27 | 주식회사 팜랩스 | Ict기반의 스마트 팜 제어 시스템 |
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010076786A (ko) | 2000-01-28 | 2001-08-16 | 오길록 | 가상현실기술을 이용한 로봇 원격제어 시스템 및 방법 |
| KR100649156B1 (ko) * | 2006-02-10 | 2006-11-24 | 주식회사 영국전자 | 무인관제 시스템 및 감시방법 |
| KR20160135004A (ko) * | 2015-05-14 | 2016-11-24 | 군산대학교산학협력단 | 실시간 가축 도난 감지를 위한 모듈화 기반의 지능형 영상 감시 시스템 및 그 방법 |
| KR101740714B1 (ko) * | 2015-12-07 | 2017-06-09 | 설순길 | 농작물도난방지 및 동물침입방지장치 및 그 방법 |
| KR101682066B1 (ko) | 2016-08-08 | 2016-12-20 | (주)다온정보 | IoT 기술을 활용한 하우스 운영 관리 시스템 |
| KR20190031768A (ko) | 2017-09-18 | 2019-03-27 | 주식회사 팜랩스 | Ict기반의 스마트 팜 제어 시스템 |
| KR101870680B1 (ko) | 2017-11-20 | 2018-06-25 | 농업회사법인 네오팜 주식회사 | 하우스 시설재배 관리시스템 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102478480B1 (ko) | 2021-11-17 | 2022-12-19 | 주식회사 지농 | 통신 데이터 사용량을 최소화한 스마트팜 제어 및 동작확인 장치 |
| WO2023106541A1 (ko) * | 2021-12-07 | 2023-06-15 | 안양대학교 산학협력단 | 공간 내 변위구역을 파악하는 방법 및 그 장치 |
| CN115938083A (zh) * | 2022-12-06 | 2023-04-07 | 云南大学 | 一种基于移动终端农业监测预警方法及系统 |
| CN115938083B (zh) * | 2022-12-06 | 2023-08-15 | 云南大学 | 一种基于移动终端农业监测预警方法及系统 |
| CN117173867A (zh) * | 2023-11-02 | 2023-12-05 | 三明悦耕农林科技有限公司 | 一种用于水稻大棚育苗的控温防病报警器 |
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