KR20230072755A - 레이저를 이용한 해충 감지 장치 - Google Patents

레이저를 이용한 해충 감지 장치 Download PDF

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이주한
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Abstract

본원에서 설명되는 기술에 따르면, 코히런트(coherent)의 레이저 빔을 발광하는 발광부; 상기 레이저 빔의 발산각(divergence angle)에 대응하는 범위 내에 배치되는 복수의 수광부; 상기 복수의 수광부로부터 수신되는 복수의 신호를 수집하는 신호 수집부; 및 상기 복수의 신호를 기초로 해충 정보를 생성하는 해충 정보 생성부를 포함하는 레이저를 이용한 해충 감지 장치가 제공된다.

Description

레이저를 이용한 해충 감지 장치{APPARATUS OF DETECTING INSECT USING LASER}
본 개시(開示)는 레이저를 이용한 해충 감지 장치에 관한 것이다.
예컨대 과일, 곡식 및 채소과 같은 농작물마다, 다양한 종류의 해충이 존재한다. 해충을 방제하기 위해서, 다양한 방법이 개발되었다.
농작물의 해충을 제거하는 방법으로는, 대표적으로 농약을 사용하는 방법이 있다. 그러나 농작물의 안전성을 위해서 농작물에 농약을 상시 사용할 수는 없기 때문에, 해충이 존재할 때에만 농약을 사용하는 것이 농작물 재배에 효과적이다.
따라서 농작물 주위의 해충을 감지하는 방법의 필요성이 증가하고 있다.
일반적으로, 해충을 감지하는 방법으로서, 예컨대, 카메라와 같은 영상 획득 장치를 이용하는 방법이 있다. 예컨대 주식회사 비알인포텍에 의해서 2020년 8월 20일자로 출원되고 2021년 2월 2일자로 등록된 한국등록특허 제10-2211155호(특허문헌 1)는 방폭 카메라와 같은 동작 감지 센서를 이용하여 해충의 움직임을 감지하는 것을 개시하고 있다.
그러나 육안으로 확인하기 힘든 크기를 가지는 해충도 존재하므로, 한국등록특허 제10-2211155호에 개시된 카메라만을 이용하여 해충을 감지하는 방법은 특히 농작물 주위의 해충을 감지하기에는 적합하지 않다.
또한 해충을 감지하는 방법으로서, 예컨대 적외선을 이용하는 방법도 있다. 예컨대 주식회사 세스코에 의해서 2009년 6월 23일자로 출원되고 22011년 12월 21일자로 등록된 한국등록특허 제10-1099946호(특허문헌 2)는 적외선을 발광하는 복수 개의 발광부를 포함하는 발광 유닛과 적외선을 수광하는 복수 개의 수광센서를 포함하는 수광 유닛을 이용하여 해충을 감지하는 것을 개시하고 있다.
그러나 한국등록특허 제10-1099946호에 개시된 방법은 적외선을 이용하므로 외부의 빛이 차단된 환경, 즉 폐쇄된 환경에서만 적용될 수 있다. 예컨대 한국등록특허 제10-1099946호에 개시된 방법은 수직 차단막과 수평 차단막에 의해서 외부에서 내부로 조사되는 빛이 직접적으로 수광 유닛으로 유입되는 것을 방지한 상태에서만 적용된다.
또한 한국등록특허 제10-1099946호에 개시된 방법은 일단 해충을 포획한 후 하부 방향으로 낙하하는(즉 일방향으로만 진행하는) 해충을 감지할 수 있으므로, 해충의 진행 방향(예컨대, 상하좌우와 같은 방향)과 같은 부가 정보를 얻기 어렵다.
또한 복수개의 발광부와 복수개의 수광부를 이용하므로, 복수개의 발광부 각각으로부터 발광되는 적외선 사이에 간섭이 발생할 수 있다. 따라서, 해충이 지나가더라도 해충을 적절하게 감지하지 못하는 경우가 발생할 수 있으므로, 민감도가 낮다.
1. 한국등록특허 제10-2211155호. 2. 한국등록특허 제10-1099946호.
본원에서 설명되는 기술의 목적은 코히런트(coherent)의 레이저 빔을 발광하는 발광부 및 레이저 빔의 발산각(divergence angle)에 대응하는 범위 내에 배치되는 복수의 수광부를 이용하여 신호 간섭을 최소화하는 것에 의해서 해충 감지의 민감도를 최대화할 수 있고, 폐쇄 공간이 아닌 개방된 공간에서도 사용이 가능하며, 가시광선 대역의 빛을 차단하는 필터를 사용하는 것에 의해서 낮에도 사용이 가능한 레이저를 이용한 해충 감지 장치를 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본원에서 설명되는 기술의 일 형태에 따르면, 코히런트의 레이저 빔을 발광하는 발광부; 상기 레이저 빔의 발산각에 대응하는 범위 내에 배치되는 복수의 수광부; 상기 복수의 수광부로부터 수신되는 복수의 신호를 수집하는 신호 수집부; 및 상기 복수의 신호를 기초로 해충 정보를 생성하는 해충 정보 생성부를 포함하는 레이저를 이용한 해충 감지 장치가 제공된다.
본원에서 설명되는 기술에 따르면, 코히런트의 레이저 빔을 발광하는 발광부 및 레이저 빔의 발산각에 대응하는 범위 내에 배치되는 복수의 수광부를 이용하여 신호 간섭을 최소화하는 것에 의해서 해충 감지의 민감도를 최대화할 수 있고, 폐쇄 공간이 아닌 개방된 공간에서도 사용이 가능하며, 가시광선 대역의 빛을 차단하는 필터를 사용하는 것에 의해서 낮에도 사용이 가능한 레이저를 이용한 해충 감지 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본원에서 설명되는 기술의 실시예에 따른 레이저를 이용한 해충 감지 장치의 예시적인 구성을 나타내는 도면.
도 2는 본원에서 설명되는 기술의 실시예에 따른 레이저를 이용한 해충 감지 장치의 발광부의 예시적인 구성을 나타내는 도면.
도 3은 본원에서 설명되는 기술의 실시예에 따른 레이저를 이용한 해충 감지 장치에 있어서, 코히런트 빔 및 비-코히런트(incoherent) 빔을 나타내는 도면.
도 4는 본원에서 설명되는 기술의 실시예에 따른 레이저를 이용한 해충 감지 장치의 복수의 수광부 각각의 예시적인 구성을 나타내는 도면.
도 5는 본원에서 설명되는 기술의 실시예에 따른 레이저를 이용한 해충 감지 장치의 해충 정보 생성부에 의해서 수행되는 처리의 일 예를 나타내는 도면.
도 6 내지 도 10은 본원에서 설명되는 기술의 실시예에 따른 레이저를 이용한 해충 감지 장치의 해충 정보 생성부에 의해서 처리되는 신호를 예시적으로 나타내는 도면.
도 11은 본원에서 설명되는 기술의 다른 실시예에 따른 레이저를 이용한 해충 감지 장치의 제1 발광부, 제2 발광부, 복수의 제1 수광부 및 복수의 제2 수광부의 예시적인 배치를 나타내는 도면.
이하, 본원에서 설명되는 기술에 따른 레이저를 이용한 해충 감지 장치의 실시예를 첨부한 도면을 참조로 보다 구체적으로 설명한다. 한편 본원에서 설명되는 기술의 실시예를 설명하기 위한 도면들에서, 설명의 편의를 위해서 실제 구성 중 일부만을 도시하거나 일부를 생략하여 도시하거나 변형하여 도시하거나 또는 축척이 다르게 도시될 수 있다.
<실시예>
도 1은 본원에서 설명되는 기술의 실시예에 따른 레이저를 이용한 해충 감지 장치(100)의 예시적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본원에서 설명되는 기술의 실시예에 따른 레이저를 이용한 해충 감지 장치(100)는, 발광부(110)와, 복수의 수광부(120)와, 신호 수집부(130)와, 해충 정보 생성부(140)를 포함한다. 도 1을 참조하면, 본원에서 설명되는 기술의 실시예에 따른 레이저를 이용한 해충 감지 장치(100)는, 필터(150)와 해충 정보 전송부(160) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
발광부(110)는 코히런트의 레이저 빔을 발광한다. 코히런트의 레이저 빔은 발광 다이오드(LED) 등의 광원으로부터 방출되는 비코히어런트 빔과 달리 협소한 주파수 스펙트럼을 가지며, 위상이 유지되는 정도인 코히어런스(coherence)가 높은 빔으로서, 예컨대 유도 방출(stimulated emission) 현상에 기반하는 레이저 빔을 포함한다.
도 2는 본원에서 설명되는 기술의 실시예에 따른 레이저를 이용한 해충 감지 장치(100)의 발광부(110)의 예시적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 발광부(110)는 레이저를 방출하는 소자인 레이저 다이오드를 포함한다. 도 2에 예시적으로 도시된 회로에서 전원이 공급되면 레이저 다이오드에 정방향의 전류가 흐른다. 이에 의해서, 코히런트의 레이저 빔이 방출된다. 레이저 빔은 예컨대 적외선 영역의 레이저 빔을 포함할 수 있다.
도 3은 본원에서 설명되는 기술의 실시예에 따른 레이저를 이용한 해충 감지 장치(100)에 있어서, 코히런트 빔 및 비-코히런트 빔을 나타내는 도면이다.
예컨대 형광등이나 LED로부터 방출되는 빛(즉 비-코히런트의 레이저 빔)은 코히런스의 시간과 길이가 짧아 보강 간섭의 세기가 약하며, 출력빔이 지향성을 띠지 않는다는 단점이 있으므로, 복수의 수광부(120)에 전류를 흐르게 하기 위한 충분한 세기의 빛을 내지 못한다. 그러나 레이저 다이오드로부터 방출되는 빛(즉 코히런트의 레이저 빔)의 경우 빛의 코히런스의 정도가 매우 높아 강한 세기와 특정한 방향으로 더 먼 거리를 진행 할 수 있다. 따라서, 발광부(110)(즉, 레이저 다이오드)로부터 방출되는 코히런트의 레이저 빔은 복수의 수광부(120)를 충분히 포화시킬 수 있다.
도 4는 본원에서 설명되는 기술의 실시예에 따른 레이저를 이용한 해충 감지 장치(100)의 복수의 수광부(120) 각각의 예시적인 구성을 나타내는 도면이다.
복수의 수광부(120)는 발광부(110)로부터 방출되는 레이저 빔의 발산각에 대응하는 범위 내에 배치된다. 반도체 레이저 빔의 발산각은 예컨대 20° 내지 40°의 범위 내의 각도이며, 예컨대 28°일 수 있다. 발산 각도는 사용하는 레이저의 종류에 따라 달라질 수 있다. 발광부(110)로부터 방출되는 레이저 빔은 코히런트이며 따라서 레이저 빔은 좁은 발산 각도 범위 내에서 퍼지며 따라서 효율적으로 복수의 수광부(120)로 전달될 수 있다.
복수의 수광부(120) 각각은 빛을 받으면 전류가 흐르는 소자인 포토 다이오드를 동작시키기 위한 회로를 포함한다. 발광부(110)로부터 방출되는 코히런트의 레이저 빔을 포토 다이오드가 수신하면, 회로에 전류가 흐르게 되고, 회로의 출력단의 신호(예컨대 전압)는 신호 수집부(130)에 전달된다.
다시 도 1을 참조하면, 신호 수집부(130)는 복수의 수광부(120)로부터 수신되는 복수의 신호를 수집한다.
신호 수집부(130)는 예컨대 데이터 획득 보드(data aquisition board)와 같은 형태로 구현될 수 있다. 즉, 레이저 빔의 발산각에 대응하는 범위 내에 배치되는 복수의 수광부(120) 각각으로부터 신호가 신호 수집부(130)로 전달되고, 신호 수집부(130)는 각각의 신호를 수집한다. 복수의 수광부(120) 각각을 하나의 채널로 간주한다면, 신호 수집부(130)는 복수의 채널로부터 각각 신호를 수집할 수 있다. 신호 수집부(130)는 복수의 수광부(120)로부터 수신되는 복수의 신호를 해충 정보 생성부(140)로 전송한다.
해충 정보 생성부(140)는 신호 수집부(130)로부터 전송되는 복수의 신호를 기초로 해충 정보를 생성한다. 해충 정보 생성부(140)는 예컨대 개인용 컴퓨터 및 전용 컴퓨터와 같은 컴퓨팅 장치를 이용하여 구현될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 해충 감지 장치(100)는, 필터(150)를 더 포함할 수 있다.
필터(150)는 복수의 수광부(120) 상에 배치되며, 가시광선 대역의 빛을 차단한다. 즉 필터(150)는 태양광 스펙트럼에 포함된 가시광선 대역의 빛을 차단하며 복수의 수광부(120) 각각의 포토 디텍터들이 원치 않는 빛에 의하여 포화되는 현상이 일어나는 것을 방지한다, 따라서 복수의 수광부(120) 각각은 예컨대 레이저 다이오드의 파장 대역인 적외선 영역의 빛만을 감지할 수 있다. 필터(150)를 사용하는 것에 의해서, 해충 감지 장치(100)는 태양광의 영향이 큰 낮에도, 특히 폐쇄 환경이 아닌 개방된 공간에서도(특히 실외에서도) 사용할 수 있다.
필터(150)는 예컨대 적외선 차단 필름 형태로 복수의 수광부(120) 상에 배치될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 해충 감지 장치(100)는, 해충 정보 전송부(160)를 더 포함할 수 있다.
해충 정보 전송부(160)는 해충 정보를 미리 지정된 장치로 전송한다.
예컨대, 해충 정보 전송부(160)는 사용자의 이동 통신 단말기와 같은 장치로 해충 정보를 전송한다. 해충 정보 전송부(160)는 예컨대 통신 기능을 구비하는 컴퓨팅 장치를 이용하여 구현될 수 있다. 또한 해충 정보 전송부(160)와 해충 정보 생성부(140)는 일체형으로 동일한 컴퓨팅 장치에 의해서 구현될 수도 있다.
이하 해충 정보 생성부(140)를 보다 상세하게 설명한다.
도 5는 본원에서 설명되는 기술의 실시예에 따른 레이저를 이용한 해충 감지 장치(100)의 해충 정보 생성부(140)에 의해서 수행되는 처리의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 해충 정보 생성부(140)는 신호 수집부(130)로부터 전송되는 복수의 신호 각각의 시간에 따른 변화를 추출하는 처리(P110)를 수행한다.
예컨대 해충 정보 생성부(140)는 신호 수집부(130)로부터 전송되는 복수의 신호(예컨대 전압) 각각의 변화를 연속적으로 확인하고 이에 따라서 변화를 추출할 수 있다.
발광부(110)와 복수의 수광부(120) 사이로 해충이 지나가는 경우, 해충은 레이저 빔의 일정 량을 흡수한다. 따라서 복수의 수광부(120) 각각에서 수신되는 레이저 빔의 세기에 변화가 생긴다. 레이저 빔의 세기 변화는 복수의 수광부(120) 각각의 회로에서 신호의 변화(예컨대 전압의 변화)를 발생시킨다. 처리 P110에서는 이러한 신호의 변화를 연속적으로 추출한다. 따라서, 이를 통하여 해충이 지나가는 것을 확인할 수 있다. 종래 기술에 따르면 복수의 비코히런트 빔 기반의 발광부와 복수의 수광부를 이용하므로, 복수의 발광부 각각으로부터 발광되는 적외선 사이에 간섭이 발생할 수 있다. 따라서, 해충이 지나가더라도 해충을 적절하게 감지하지 못하는 경우가 발생할 수 있으므로, 민감도가 낮다. 그러나 본원에서 설명되는 기술에 따르면, 단일의 코히런트의 발광부(110)와 복수의 수광부(120)를 이용하므르, 발광되는 빛이 갖는 지향성의 특성으로 인하여 신호 사이의 간섭을 최소화할 수 있고, 복수의 발광부를 사용하는 것에 따른 비용 증가도 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 복수의 수광부(120) 각각의 민감도를 높일 수 있다.
다음으로, 해충 정보 생성부(140)는 처리 110을 통하여 추출된 복수의 신호 각각의 변화를 기초로 해충의 종류 정보, 개체 수 정보 및 행동 패턴 정보 중 적어도 하나를 포함하는 해충 정보를 생성하는 처리(P130)를 수행한다.
처리 P130은 예컨대 딥 러닝을 기초로 해충 정보를 생성할 수 있다. 딥 러닝에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 6 내지 도 10은 본원에서 설명되는 기술의 실시예에 따른 레이저를 이용한 해충 감지 장치(100)의 해충 정보 생성부(140)에 의해서 처리되는 신호를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 해충이 발광부(110)와 복수의 수광부(120)를 지나가지 않는 경우의 모든 채널(즉 복수의 수광부(120) 모두)의 신호를 예시적으로 나타내는 도면이다.
예컨대 복수의 채널 각각의 전압은 복수의 수광부(120) 각각의 증폭 회로에 의해 음수값으로 표현될 수 있다. 복수의 수광부(120) 각각에서 수신되는 레이저 빔의 세기가 강할수록 전압이 낮게 나타난다. 복수의 수광부(120) 각각에 입사되는 레이저 빔은 그 중심에 가까울수록 받는 세기가 강하고 멀어질수록 세기가 약하다. 따라서 복수의 채널 각각의 전압은 같지 않고 다양하게 분포된다.
도 7은 해충이 발광부(110)와 복수의 수광부(120) 사이를 지나가는 경우, 복수의 수광부(120)로부터 전달되는 신호 중 변화가 발생한 신호를 예시적으로 나타내는 도면이다.
복수의 수광부(120) 중 하나의 채널(수광부)에서만 신호의 변화가 발생하고 있으므로, 해충이 위로부터 아래로 발광부(110)와 복수의 수광부(120) 사이를 지나가는 것으로 추정할 수 있다.
도 8은 해충이 발광부(110)와 복수의 수광부(120) 사이를 지나가는 경우, 복수의 수광부(120)로부터 전달되는 신호 중 변화가 발생한 신호를 예시적으로 나타내는 도면이다.
복수의 수광부(120) 중 하나의 채널(수광부)에서만 신호의 변화가 발생하고 신호 변화의 지속 시간이 도 7의 경우에 비해서 길기 때문에, 해충이 위로부터 아래로 발광부(110)와 복수의 수광부(120) 사이를 도 7의 경우에 비해서 천천히 지나가는 것으로 추정할 수 있다.
도 9는 해충이 발광부(110)와 복수의 수광부(120) 사이를 지나가는 경우, 복수의 수광부(120)로부터 전달되는 신호 중 변화가 발생한 신호를 예시적으로 나타내는 도면이다.
복수의 수광부(120) 중 다수의 채널(수광부)에서 신호의 변화가 발생하고 각 채널 중 좌측의 채널로부터 우측의 채널 순으로 신호 변화가 발생하므로, 해충이 좌측 방향으부터 우측 방향으로 발광부(110)와 복수의 수광부(120) 사이를 지나가는 것으로 추정할 수 있다.
도 10은 해충이 발광부(110)와 복수의 수광부(120) 사이를 지나가는 경우, 복수의 수광부(120)로부터 전달되는 신호 중 변화가 발생한 신호를 예시적으로 나타내는 도면이다.
복수의 수광부(120) 중 다수의 채널(수광부)에서 신호의 변화가 발생하고 복수의 수광부(120) 중 멀리 떨어진 수광부에서 동시에 변화가 발생하므로, 복수의 해충이 발광부(110)와 복수의 수광부(120) 사이에 존재하는 것으로 추정할 수 있다.
이와 같이, 처리 P130에 의해서, 해충의 종류 정보, 개체 수 정보 및 행동 패턴 정보 중 적어도 하나를 포함하는 해충 정보를 생성할 수 있다.
해충의 종류 정보, 개체 수 정보 및 행동 패턴 정보는 전술한 바와 같이 딥 러닝을 통하여 정밀하게 생성할 수 있다.
행동 패턴 정보는 해충의 진행 방향 정보(예컨대 상하 방향 또는 좌우 방향)이나 진행 속도 정보 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 즉 전술한 바와 같이, 각 채널의 신호 변화를 분석하는 것에 의해서, 진행 방향 정보 및 진행 속도 정보 중 적어도 하나를 확인할 수 있다.
또한 해충 정보는 전술한 종류 정보, 개체 수 정보 및 행동 패턴 정보 중 적어도 하나의 기간에 따른 변화 정보를 더 포함할 수 있다.
예컨대, 주간, 야간, 계절별로 해충의 종류 정보, 개체 수 정보 및 행동 패턴 정보 중 적어도 하나의 변화 정보를 추출하고, 이를 기초로 농작물의 재배를 보다 효율적으로 수행할 수 있다.
이와 같이 본원에서 설명되는 기술의 실시예에 따르면, 레이저 빔을 발광하는 발광부 및 레이저 빔의 발산각에 대응하는 범위 내에 배치되는 복수의 수광부를 이용하여 신호 간섭을 최소화하는 것에 의해서 해충 감지의 민감도를 최대화할 수 있고, 폐쇄 공간이 아닌 개방된 공간에서도 사용이 가능하며, 가시광선 대역의 빛을 차단하는 필터를 사용하는 것에 의해서 낮에도 사용이 가능한 레이저를 이용한 해충 감지 장치를 제공할 수 있다.
<다른 실시예>
비록 본원에서 설명되는 기술의 실시예가 구체적으로 설명되었지만 이는 단지 본원에서 설명되는 기술을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본원에서 설명되는 기술이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본원에서 설명되는 기술의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능할 것이다.
본원에서 설명되는 기술은 예컨대 도 11에서 도시되는 바와 같이 변형이 가능하다.
도 11은 본원에서 설명되는 기술의 다른 실시예에 따른 레이저를 이용한 해충 감지 장치의 제1 발광부, 제2 발광부, 복수의 제1 수광부 및 복수의 제2 수광부의 예시적인 배치를 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 본원에서 설명되는 기술의 다른 실시예에 따른 레이저를 이용한 해충 감지 장치는, 제1 발광부(110a), 제2 발광부(110b), 복수의 제1 수광부(120a) 및 복수의 제2 수광부(120b)를 포함하는 점에서 본원에서 설명되는 기술의 실시예에 따른 레이저를 이용한 해충 감지 장치(100)와 차이가 있다.
본원에서 설명되는 기술의 다른 실시예에 따른 레이저를 이용한 해충 감지 장치의 다른 구성은 레이저를 이용한 해충 감지 장치(100)와 실질적으로 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.
제1 발광부(110a)와 제2 발광부(110b) 각각의 구성은 전술한 발광부(110)와 실질적으로 동일하다.
제1 발광부(110a)는 제1 레이저 빔을 방출하며, 제2 발광부(110b)는 제2 레이저 빔을 방출한다. 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔의 특성은 실질적으로 동일하다.
복수의 제1 수광부(120a)는 제1 발광부(110a)로부터의 제1 레이저 빔의 발산각에 대응하는 범위 내에 배치된다.
복수의 제2 수광부(120b)는 제2 발광부(110b)로부터의 제2 레이저 빔의 발산각에 대응하는 범위 내에 배치된다.
복수의 제1 수광부(120a)와 복수의 제2 수광부(120b) 각각의 구성은 전술한 수광부(120)와 실질적으로 동일하다.
복수의 제1 수광부(120a) 및 복수의 제2 수광부(120b)는 제1 레이저 빔의 발산각에 대응하는 범위와 제2 레이저 빔의 발산각에 대응하는 범위가 서로 중첩되지 않도록 배치된다. 따라서 복수의 발광부, 예컨대 제1 발광부(110a)와 제2 발광부(110b)를 사용하더라도, 복수의 발광부 각각으로부터 발광되는 레이저 빔 사이에 간섭을 방지할 수 있다.
본 명세서에 설명된 실시예들은 본원에서 설명되는 기술을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본원에서 설명되는 기술의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본원에서 설명되는 기술의 권리 범위는 아래의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술은 본원에서 설명되는 기술의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본원에서 설명되는 기술에 따르면, 레이저 빔을 발광하는 발광부 및 레이저 빔의 발산각에 대응하는 범위 내에 배치되는 복수의 수광부를 이용하여 신호 간섭을 최소화하는 것에 의해서 해충 감지의 민감도를 최대화할 수 있고, 폐쇄 공간이 아닌 개방된 공간에서도 사용이 가능하며, 가시광선 대역의 빛을 차단하는 필터를 사용하는 것에 의해서 낮에도 사용이 가능한 레이저를 이용한 해충 감지 장치를 제공할 수 있다.
100: 해충 감지 장치 110: 발광부
120: 복수의 수광부 130: 신호 수집부
140: 해충 정보 생성부 150: 필터
160: 해충 정보 전송부

Claims (10)

  1. 코히런트(coherent)의 레이저 빔을 발광하는 발광부;
    상기 레이저 빔의 발산각(divergence angle)에 대응하는 범위 내에 배치되는 복수의 수광부;
    상기 복수의 수광부로부터 수신되는 복수의 신호를 수집하는 신호 수집부; 및
    상기 복수의 신호를 기초로 해충 정보를 생성하는 해충 정보 생성부
    를 포함하는 레이저를 이용한 해충 감지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광부는, 제1 발광부 및 제2 발광부를 포함하고,
    상기 복수의 수광부는, 상기 제1 발광부로부터의 제1 레이저 빔의 발산각에 대응하는 범위 내에 배치되는 복수의 제1 수광부 및 상기 제2 발광부로부터의 제2 레이저 빔의 발산각에 대응하는 범위 내에 배치되는 복수의 제2 수광부를 포함하고,
    상기 복수의 제1 수광부 및 상기 복수의 제2 수광부는 상기 제1 레이저 빔의 상기 발산각에 대응하는 상기 범위와 상기 제2 레이저 빔의 상기 발산각에 대응하는 상기 범위가 서로 중첩되지 않도록 배치되는 것인 레이저를 이용한 해충 감지 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 수광부 상에 배치되며, 가시광선 대역의 빛을 차단하는 필터
    를 더 포함하는 레이저를 이용한 해충 감지 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 해충 정보를 미리 지정된 장치로 전송하는 해충 정보 전송부
    를 더 포함하는 레이저를 이용한 해충 감지 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 발광부는 레이저 다이오드를 포함하는 것인 레이저를 이용한 해충 감지 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 해충 정보 생성부는,
    (a) 상기 복수의 신호 각각의 시간에 따른 변화를 추출하는 처리; 및
    (b) 상기 복수의 신호 각각의 상기 변화를 기초로 해충의 종류 정보, 개체 수 정보 및 행동 패턴 정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 해충 정보를 생성하는 처리
    를 수행하는 것인 레이저를 이용한 해충 감지 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 처리 (b)는, 딥 러닝을 기초로 상기 해충 정보를 생성하는 처리를 포함하는 것인 레이저를 이용한 해충 감지 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 변화는 상기 복수의 신호 각각의 전압의 변화를 포함하는 것인 레이저를 이용한 해충 감지 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 해충 정보는 상기 종류 정보, 상기 개체 수 정보 및 상기 행동 패턴 정보 중 적어도 하나의 기간에 따른 변화 정보를 더 포함하는 것인 레이저를 이용한 해충 감지 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 행동 패턴 정보는 상기 해충의 진행 방향 정보 및 진행 속도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것인 레이저를 이용한 해충 감지 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102211155B1 (ko) 2020-08-20 2021-02-02 주식회사 비알인포텍 동작 감지 기반의 해충 방지용 led 조명등 기구

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101099946B1 (ko) 2009-06-23 2011-12-28 주식회사 세스코 면감지 센서 및 해충 포획장치
KR102211155B1 (ko) 2020-08-20 2021-02-02 주식회사 비알인포텍 동작 감지 기반의 해충 방지용 led 조명등 기구

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