KR20240038310A - 영상 기반 사료 급이기 관리 장치 및 방법 - Google Patents

영상 기반 사료 급이기 관리 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 영상에 기반하여 적어도 하나 이상의 사료 급이기의 동작을 제어하는 사료 급이기 관리 장치를 제공한다. 사료 급이기 관리 장치는 사료 급이기에 대한 영상을 촬영하는 카메라; 사료 급이기 제어 프로그램이 저장된 메모리; 상기 메모리에 저장된 사료 급이기 제어 프로그램을 실행하는 프로세서 및 상기 사료 급이기 제어 프로그램을 통해 출력된 제어 신호를 상기 사료 급이기의 제어 장치로 출력하는 통신 모듈을 포함하며, 상기 프로그램은, 상기 카메라를 통해 촬영된 영상을 사료 상태 검출 모델에 입력하여 사료의 잔량 상태를 추정하고, 상기 추정된 사료의 잔량 상태에 따라 상기 사료 급이기를 통해 사료의 급이 조건을 조절하되, 상기 사료 상태 검출 모델은 상기 사료 급이기의 사료조에 서로 상이한 양의 사료가 담긴 상태를 촬영한 복수의 영상을 포함하는 학습 데이터를 기초로 학습되어, 상기 사료조에 담긴 사료 잔량을 추정하도록 구축된 것이다.

Description

영상 기반 사료 급이기 관리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR FEEDER MANAGEMENT BASED ON IMAGE}
본 발명은 영상에 기반하여 가축에 사료를 제공하는 사료 급이기를 관리하는 장치 및 방법에 대한 것이다.
최근 다수의 가축을 사육하는 축사에서 사료를 효율적으로 공급하기 위해 자동 사료 급이기가 사용되고 있다. 자동 사료 급이기는 사료가 저장된 저장부, 저장부에 결합된 배출구, 배출구의 동작을 제어하는 제어부를 포함하며, 미리 설정된 시간에 맞춰 제어부가 배출구의 동작을 제어하는 신호를 전송하고, 이에 따라, 배출구가 동작하여, 사료가 자동으로 배출되도록 한다.
다만, 이러한 자동 사료 급이기의 사용시, 다음과 같은 문제점이 발생하는 것으로 보고되고 있다. 정해진 시간마다 사료가 배출되므로, 가축들이 배출된 사료를 적시에 모두 먹지 않으면, 남은 사료로 인해 다양한 문제가 발생할 수 있다.
남아있는 사료 잔여물은 동물의 분비물이나 물 등과 섞여 쉽게 오염되고, 이렇게 오염된 사료 잔여물을 섭취하는 동물은 각종 질병에 쉽게 노출되어 농장 전체의 생산성을 크게 떨어뜨릴 위험이 있다. 또한, 사료 잔여물이 남아있는 채로 반복적으로 사료를 추가 급이하는 경우, 섭취량이 저하되어 동물 사육에 들어가는 사료의 낭비를 발생시키는 문제가 있다.
본 발명은 자동 사료 급이기로 인해 발생하는 사료 허실을 낮추기위한 새로운 방법을 제안하고자 한다.
대한민국 공개특허제10-2020-0038398호(발명의 명칭: 지능형 사료 추천 및 평가 시스템과 연동된 사료 공급 장치)
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 영상 기반으로 사료의 잔량 상태를 추정하고, 사료 급이기의 동작을 제어할 수 있는 사료 급이기 관리 장치 및 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른, 영상에 기반하여 적어도 하나 이상의 사료 급이기의 동작을 제어하는 사료 급이기 관리 장치는, 상기 사료 급이기에 대한 영상을 촬영하는 카메라; 사료 급이기 제어 프로그램이 저장된 메모리; 상기 메모리에 저장된 사료 급이기 제어 프로그램을 실행하는 프로세서 및 상기 사료 급이기 제어 프로그램을 통해 출력된 제어 신호를 상기 사료 급이기의 제어 장치로 출력하는 통신 모듈을 포함한다. 사료 급이기 제어 프로그램은, 상기 카메라를 통해 촬영된 영상을 사료 상태 검출 모델에 입력하여 사료의 잔량 상태를 추정하고, 상기 추정된 사료의 잔량 상태에 따라 상기 사료 급이기를 통해 사료의 급이 조건을 조절하되, 상기 사료 상태 검출 모델은 상기 사료 급이기의 사료조에 서로 상이한 양의 사료가 담긴 상태를 촬영한 복수의 영상을 포함하는 학습 데이터를 기초로 학습되어, 상기 사료조에 담긴 사료 잔량을 추정하도록 구축된 것이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 기반 사료 급이기 관리 장치의 동작 방법은, 사료 급이기에 대한 영상을 촬영하는 적어도 하나 이상의 카메라로부터 각각의 사료 급이기에 대한 촬영 영상을 수신하는 단계; 상기 촬영 영상을 사료 상태 검출 모델에 입력하여 사료의 잔량 상태를 추정하는 단계; 추정된 사료의 잔량 상태에 따라 상기 사료 급이기의 제어 장치에 대해 사료의 급이 조건를 조절하는 제어 신호를 출력하는 단계를 포함하되, 상기 사료 상태 검출 모델은 상기 사료 급이기의 사료조에 서로 상이한 양의 사료가 담긴 상태를 촬영한 복수의 영상을 포함하는 학습 데이터를 기초로 학습되어, 상기 사료조에 담긴 사료 잔량을 추정하도록 구축된 것이다.
전술한 본원의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 다수의 사료 급이기에 의해 공급되는 사료의 잔량 상태를 정확하고 신속하게 확인할 수 있으며, 이를 바탕으로, 사료의 급이 조건을 조절하거나, 사료조 청소를 수행하는 등의 다양한 사료 급이기 관리 작업을 신속하게 처리할 수 있다.
이를 통해, 소수의 인력으로 다수의 가축을 관리해야 하는 축산 농가의 입장에서 사료 관리의 효율성을 더할 수 있을 뿐만 아니라, 사료 낭비의 절감과 사료의 부패로 인한 부작용도 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 기반 사료 급이기 관리 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 사료 급이기의 예시적인 구성을 도시한 것이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 사료 상태 검출 모델의 구축시에 사용되는 학습 데이터의 예를 도시한 것이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 기반 사료 급이기 관리 장치의 동작 방법을 도시한 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 기반 사료 급이기 관리 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
사료 급이기 관리 장치(100)는 복수의 카메라(200, 202), 통신 모듈(110), 메모리(120), 프로세서(130), 데이터베이스(140) 및 디스플레이(150)를 포함할 수 있다.
통신 모듈(110)은 적어도 하나 이상의 카메라(200, 202)로부터 사료 급이기(300)를 촬영한 영상을 수신하여 프로세서(130)로 전송할 수 있다. 통신 모듈(110)은 다른 네트워크 장치와 유무선 연결을 통해 제어 신호 또는 데이터 신호와 같은 신호를 송수신하기 위해 필요한 하드웨어 및 소프트웨어를 포함하는 장치일 수 있다.
메모리(120)에는 사료 급이기 제어 프로그램이 저장된다. 이러한 메모리(120)에는 영상 기반 사료 급이기 관리 장치(100)의 구동을 위한 운영 체제나 사료 급이기 제어 프로그램의 실행 과정에서 발생되는 여러 종류가 데이터가 저장된다.
사료 급이기 제어 프로그램은 카메라(200, 202)를 통해 촬영된 영상을 사료 상태 검출 모델에 입력하여 사료의 잔량 상태를 추정하고, 추정된 사료의 잔량 상태에 따라 사료 급이기(300, 302)를 통해 사료의 추가 급이 여부를 조절한다. 이때, 사료 상태 검출 모델은 사료 급이기의 사료조에 서로 상이한 양의 사료가 담긴 상태를 촬영한 복수의 영상을 포함하는 학습 데이터를 기초로 학습되어, 사료조에 담긴 사료 잔량을 추정하도록 구축된 것이다. 이에 대한 상세한 내용은 추후 설명하기로 한다. 또한, 사료 급이기 제어 프로그램은 디스플레이(150)를 통해 사용자 인터페이스를 표시하고, 이를 통해 사료 급이기의 동작 상태에 대한 정보를 제공할 수 있다. 또한, 사료 급이기 제어 프로그램은 사용자 인터페이스를 통해, 사용자 개별 사료 급이기의 구동에 필요한 정보로서, 사료 공급 주기, 사료 공급 시각, 사료 공급량에 대한 정보를 설정할 수 있도록 하고, 이를 사료 급이기의 제어 장치(314)로 전송할 수 있다.
메모리(120)는 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보를 계속 유지하는 비휘발성 저장장치 및 저장된 정보를 유지하기 위하여 전력이 필요한 휘발성 저장장치를 통칭하는 것이다. 또한, 메모리(120)는 프로세서(130)가 처리하는 데이터를 일시적 또는 영구적으로 저장하는 기능을 수행할 수 있다. 여기서, 메모리(120)는 저장된 정보를 유지하기 위하여 전력이 필요한 휘발성 저장장치 외에 자기 저장 매체(magnetic storage media) 또는 플래시 저장 매체(flash storage media)를 포함할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
프로세서(130)는 메모리(120)에 저장된 사료 급이기 제어 프로그램을 실행하되, 영상 기반 가축의 재고 관리 프로그램의 실행에 따라 카메라를 통해 촬영된 영상을 사료 상태 검출 모델에 입력하여 사료의 잔량 상태를 추정하고, 추정된 사료의 잔량 상태에 따라 상기 사료 급이기를 통해 사료의 추가 급이 여부를 조절하는 제어 신호를 출력한다.
이러한 프로세서(130)는 데이터를 처리할 수 있는 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. 이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로써, 마이 크로프로세서(microprocessor), 중앙처리장치(central processing unit: CPU), 프로세서 코어(processor core), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(application-specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array) 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
데이터베이스(140)는 프로세서(130)의 제어에 따라, 영상 기반 사료 급이기 관리 장치(100)에 필요한 데이터를 저장 또는 제공한다. 예시적으로, 데이터베이스(150)는 사료 급이기 관리 장치(100)에 연결된 복수의 사료 급이기에 대한 정보, 복수의 카메라에 대한 정보, 카메라로부터 수집된 영상, 촬영 영상을 사료 상태 검출 모델에 입력하여 검출한 사료 잔량 상태 데이터 등을 누적적으로 저장할 수 있다. 이러한 데이터베이스(140)는 메모리(120)와는 별도의 구성 요소로서 포함되거나, 또는 메모리(120)의 일부 영역에 구축될 수도 있다.
디스플레이(150)는 사료 급이기 제어 프로그램을 통해 실행되는 사용자 인터페이스를 통해, 사료 급이기 관리 장치(100)에 의해 관리되는 복수의 사료 급이기(300, 302)의 동작 상태에 대한 정보를 입력할 수 있다. 또한, 사료 급이기 제어 프로그램은 사용자 인터페이스를 통해, 사용자 개별 사료 급이기의 구동과 관련한, 사료 공급 주기, 사료 공급 시각, 사료 공급량에 대한 정보를 설정할 수 있도록 하고, 이를 사료 급이기의 제어부로 전송할 수 있다.
카메라(200, 202)는 각각의 사료 급이기(300)에 직접 결합되거나 그 주변에 고정되어, 사료 급이기(300)의 사료 잔량 상태를 촬영하고 그 영상을 사료 급이기 관리 장치(100)로 유선 또는 무선 통신을 통해 전송한다. 이때, 카메라(200)는 사료조(310)의 수직 상방에서 영상을 촬영하여 가능한 사료조(310)의 평면이 최대한 촬영되도록 배치되는 것이 바람직하겠으나, 카메라(200)가 일부 각도만큼 기울어진 상태에서 촬영한 영상으로도 사료의 잔량을 확인할 수 있으므로, 반드시 수직 상태를 유지하지 않아도 된다. 한편, 각 사료 급이기(300)에 대해서는 복수의 카메라가 결합되는 것도 가능하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사료 급이기의 예시적인 구성을 도시한 것이다.
도시된 바와 같이, 사료 급이기(300)는 사료조(310), 사료 저장부(312), 제어 장치(314)를 포함한다. 사료 저장부(312)의 단부에는 제어 장치(314)에 의해 구동되는 배출구가 결합되며, 제어 장치(314)의 제어신호에 따라 사료 저장부(312)에 저장된 사료 중 미리 설정된 량이 사료조(310)에 공급되도록 한다. 사료조(310)는 사료가 담길 수 있는 소정의 공간을 가진 것으로서, 상부에서 바라볼때 원형 또는 도넛 형상으로 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로 본 발명이 이에 제한 되는 것은 아니다. 사료조(310)는 카메라(200)에 의해 촬영시 소정의 면적을 가지고 있는 것이면 충분하다. 제어 장치(314)는 미리 설정된 시각 또는 미리 설정된 주기에 맞춰 규칙적으로 배출구에 결합된 모터나 액츄에이터를 소정시간 동안 구동하는 제어신호를 출력하도록 설정된다. 이러한 동작에 따라, 미리 설정된 시각이나 주기에 따라 미리 설정된 양의 사료를 공급할 수 있게 된다.
본 발명에서는 사료의 잔량 상태를 추정하고, 이를 바탕으로, 제어 장치(314)의 동작을 제어하여, 사료의 추가 공급을 조절한다. 예를 들면, 제어 장치(314)에 미리 설정된 시각 또는 주기를 변경하는 등의 형태로, 사료 추가 공급을 조절할 수 있다.
이와 같이, 사료의 잔량 상태의 추정을 위해, 본 발명에서는 사료 상태 검출 모델을 사용한다. 사료 상태 검출 모델은 사료 급이기(300)의 사료조(310)에 서로 상이한 양의 사료가 담긴 상태를 촬영한 복수의 영상을 포함하는 학습 데이터를 기초로 학습되어, 사료조(310)에 담긴 사료 잔량을 추정하도록 구축된 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사료 상태 검출 모델의 구축시에 사용되는 학습 데이터의 예를 도시한 것이다.
도시된 것과 같이, 학습 데이터는 사료조(310)에 사료가 담기지 않은 상태(a), 사료조(310)에 사료가 일부 담긴 상태(b), 사료조(310)에 사료가 가득찬 상태(c)까지의 영상을 각각 구분 촬영한 영상을 포함한다. 도면에서는 3가지 종류의 영상이 예시적으로 제시되어 있으나, 사료가 담긴 비율에 따라 더 많은 영상을 학습 데이터로서 활용할 수 있으며, n개의(n은 복수인 자연수) 단계로 세분화 하여 다양한 상태를 추론할 수 있도록 한다.
이때, 카메라(200)는 사료조(310)의 수직 상방에서 영상을 촬영하여 가능한 사료조(310)의 평면이 최대한 촬영되도록 하는 것이 바람직하겠으나, 카메라(200)가 일부 각도만큼 기울어진 상태에서 촬영한 영상이라도, 사료조(310)의 평면의 일부가 촬영된다면 해당 영상으로도 학습 데이터를 구축할 수 있다. 가능하면, 카메라(200)가 설치된 각도가 최대한 균일하도록 하여 학습 데이터를 수집하도록 한다. 또한, 학습 데이터의 수집시, 사료조 영역만을 부분 추출(cropping)하는 과정을 통해, 추론의 정확성을 향상시키도록 한다. 또한, 사료조 영역은 사용자가 고정으로 지정할 수 도 있고, 인스턴스 분할(Instance Segmentation) 기술등을 활용하여 자동으로 지정할 수도 있다.
또한, 사료와 물이 혼합된 상태의 영상을 학습 데이터로서 활용할 수 있으며, 사료와 물의 혼합 비율을 상이하게 한 다양한 상황에 대한 영상을 학습 데이터로서 활용하도록 한다.
사료 상태 검출 모델은 위의 학습 데이터를 기반으로, ANN(Artificial Neural Network), DNN(Deep Neural Network), CNN (Convolution Neural Network), 트랜스포머 등 다양한 딥러닝 기반의 학습 알고리즘을 이용하여 구축될 수 있다. 이와 같이 구축된 사료 상태 검출 모델은 카메라를 통해 촬영된 영상에 대해, 사료의 잔량 상태에 대한 정보를 추정할 수 있다. 예를 들면, 사료가 완전히 비었음, 사료가 가득참, 사료의 잔량이 20% 임, 사료의 잔량이 30% 임, 사료의 잔량이 50%임 등의 사료의 잔량 상태에 대한 정보를 추론할 수 있다. 또한, 사료와 물의 잔량의 비율과 각각의 혼합 비율에 대한 정보를 추론할 수 있는데, 예를 들면, 사료와 물의 잔량이 50%이고 각각 50%의 비율로 혼합됨, 사료와 물의 잔량이 70%이고 사료가 70%의 비율이고 물이 30%의 비율임, 등의 상태 추론 결과를 출력할 수 있다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 기반 사료 급이기 관리 장치의 동작 방법을 도시한 순서도이다.
먼저, 사료 급이기(300, 302)에 대한 영상을 촬영하는 적어도 하나 이상의 카메라(200, 202)로부터 각각의 사료 급이기(300, 302)에 대한 촬영 영상을 수신한다(S410). 이때, 카메라(200, 202)는 연속적으로 촬영 영상을 전송하도록 설정되거나, 일정 주기 (5분, 10분, 1시간, 1일)마다 촬영 영상을 전송하도록 설정될 수 있다. 이때, 각각의 촬영 영상에는 각 사료 급이기(300, 302)에 대한 식별 정보가 매칭되어 관리된다.
다음으로, 사료 급이기 관리 장치(100)는 각각의 카메라로부터 수신된 촬영 영상을 사료 상태 검출 모델에 입력하여, 사료의 잔량 상태를 추정한다(S420). 앞서 살펴본 바와 같이, 사료 상태 검출 모델은 다양한 상태의 사료 잔량에 대한 영상을 기반으로 학습된 것으로서, 촬영 영상이 입력되면, 해당 영상에 대한 사료 잔량의 상태를 추론한다. 이때, 추론 결과는 확률적으로 가능성이 가장 높은 사료 잔량 상태를 출력하거나, 복수의 사료 잔량 상태에 대해 확률값을 산출하는 형태로 출력될 수 있다. 또한, 사료의 잔량 상태외에 사료와 물의 혼합 상태에 대한 정보를 출력할 수도 있다. 이와 같이 추론된 사료의 잔량 상태에 대한 정보는 각 사료 급이기의 식별 정보와 매칭되어, 데이터베이스(140)에 저장된다. 사료 잔량 상태 추정은 미리 설정된 주기 또는 미리 설정된 시각 별로 진행될 수 있으며, 이와 같은 주기나 시각은 사용자 인터페이스를 통해 사용자에 의해 설정될 수 있다.
다음으로, 추정된 사료의 잔량 상태에 따라, 사료 급이기(300)의 제어 장치(314)에 대해 사료의 급이 조건을 조절하는 제어 신호를 출력한다(S430). 제어 장치(314)는 사료 급이기(300)를 통해 미리 설정된 주기 또는 미리 설정된 시각별로 미리 설정된 양만큼의 사료 또는 물이 공급되도록 제어 동작을 수행한다. 이와 같이, 미리 설정된 주기, 미리 설정된 시각, 미리 설정된 양 등에 의해 사료의 급이 조건이 결정된다. 사료 급이기 관리 장치(100)는 사료 잔량 상태의 추정 결과에 따라, 이와 같은 사료의 급이 조건을 조절한다.
예를 들어, 사료의 잔량 상태가 임계값 보다 작은 경우(예를 들면, 잔량이 10% 이하) 사료의 추가 공급을 요청하는 제어 신호를 출력한다. 또한, 사료의 잔량 상태가 임계값 보다 크거나 같은 경우(예를 들면, 잔량이 30% 이상) 사료의 추가 공급을 보류시키는 제어 신호를 출력한다. 이를 통해, 미리 설정된 주기나 시각에 예정된 사료의 공급을 지연시킬 수 있다. 또한, 사료의 잔량 상태가 임계값 보다 작은 경우(예를 들면, 잔량이 10% 이하) 사료와 물의 추가 공급을 요청하는 제어 신호를 출력한다.
또한, 사료의 잔량 상태가 오랫동안 유지되는 경우, 사료의 부패등을 방지하기 위해 경고를 출력할 수 있다. 즉, 제 1 시점에 추정된 사료 잔량 상태와 제 2 시점에 추정된 사료 잔량 상태의 차이가 거의 없거나 제 1 임계값 이내이고, 제 1 시점과 제 2 시점의 차이가 제 2 임계값 보다 크거나 같은 경우, 사료 추가 공급을 보류 시키는 제어 신호와 함께 경고를 출력하여, 관리자가 사료조를 청소할 수 있도록 한다. 이와 같은 경고 신호는 디스플레이(150)뿐만 아니라, 기타 출력 기기 또는 사료 급이기 관리 장치(100)에 등록되거나 통신 연결 상태에 있는 사용자 단말(400)에도 출력되도록 하여 관리자의 편의성을 향상시킨다.
또한, 이와 같은 각 사료 급이기의 사료 잔량 상태에 대한 추정 결과, 사료 잔량 상태의 추정 결과를 바탕으로 각 사료 급이기의 급이 조건을 조절한 결과, 경고가 출력되는 현황을 디스플레이(150) 또는 사용자 단말(400)에서 실행되는 사용자 인터페이스를 통해 표시하여, 관리자가 다수의 사료 급이기의 동작 현황을 정확하고 효율적으로 파악할 수 있게 한다.
본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.
본 발명의 방법 및 시스템은 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그것들의 구성 요소 또는 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 사료 급이기 관리 장치
110: 통신 모듈
120: 메모리
130: 프로세서
140: 데이터베이스
150: 디스플레이
200, 202: 카메라
300, 302: 사료 급이기
400: 사용자 단말

Claims (10)

  1. 영상에 기반하여 적어도 하나 이상의 사료 급이기의 동작을 제어하는 사료 급이기 관리 장치에 있어서,
    상기 사료 급이기에 대한 영상을 촬영하는 카메라;
    사료 급이기 제어 프로그램이 저장된 메모리;
    상기 메모리에 저장된 사료 급이기 제어 프로그램을 실행하는 프로세서 및
    상기 사료 급이기 제어 프로그램을 통해 출력된 제어 신호를 상기 사료 급이기의 제어 장치로 출력하는 통신 모듈을 포함하며,
    상기 프로그램은, 상기 카메라를 통해 촬영된 영상을 사료 상태 검출 모델에 입력하여 사료의 잔량 상태를 추정하고, 상기 추정된 사료의 잔량 상태에 따라 상기 사료 급이기를 통해 사료의 급이 조건을 조절하되,
    상기 사료 상태 검출 모델은 상기 사료 급이기의 사료조에 서로 상이한 양의 사료가 담긴 상태를 촬영한 복수의 영상을 포함하는 학습 데이터를 기초로 학습되어, 상기 사료조에 담긴 사료 잔량을 추정하도록 구축된 것인, 사료 급이기 관리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 학습 데이터에 포함되는 복수의 영상은 사료조에 사료가 담기지 않은 상태부터 사료조에 사료가 가득찬 상태까지의 영상을 각각 구분 촬영한 영상을 포함하되, 사료조 영역만을 부분 추출(cropping)한 영상인 것인, 사료 급이기 관리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 학습 데이터는 사료가 담긴 상태와 사료와 물이 혼합된 상태를 촬영한 복수의 영상을 포함하고,
    상기 사료 상태 검출 모델은 사료와 물의 혼합 상태를 더 추정하고,
    상기 프로그램은 상기 추정된 사료와 물의 혼합 상태에 따라 상기 사료 급이기를 통해 사료 또는 물의 추가 급이 여부를 조절하는 것인, 사료 급이기 관리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프로그램은 미리 설정된 주기 또는 미리 설정된 시각별로 사료 잔량 상태를 추정하고,
    상기 사료 잔량 상태가 임계값 보다 작은 경우 사료 추가 공급을 요청하는 제어 신호를 출력하고,
    상기 사료 잔량 상태가 임계값 보다 크거나 같은 경우, 사료 추가 공급을 보류 시키는 제어 신호를 출력하는 것인, 사료 급이기 관리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프로그램은 미리 설정된 주기 또는 미리 설정된 시각별로 사료 잔량 상태를 추정하고,
    제 1 시점에 추정된 사료 잔량 상태와 제 2 시점에 추정된 사료 잔량 상태의 차이가 제 1 임계값 이내이고, 제 1 시점과 제 2 시점의 차이가 제 2 임계값 보다 크거나 같은 경우, 경고를 출력하는 것인, 사료 급이기 관리 장치.
  6. 영상 기반 사료 급이기 관리 장치의 동작 방법에 있어서,
    사료 급이기에 대한 영상을 촬영하는 적어도 하나 이상의 카메라로부터 각각의 사료 급이기에 대한 촬영 영상을 수신하는 단계;
    상기 촬영 영상을 사료 상태 검출 모델에 입력하여 사료의 잔량 상태를 추정하는 단계;
    추정된 사료의 잔량 상태에 따라 상기 사료 급이기의 제어 장치에 대해 사료의 급이 조건를 조절하는 제어 신호를 출력하는 단계를 포함하되,
    상기 사료 상태 검출 모델은 상기 사료 급이기의 사료조에 서로 상이한 양의 사료가 담긴 상태를 촬영한 복수의 영상을 포함하는 학습 데이터를 기초로 학습되어, 상기 사료조에 담긴 사료 잔량을 추정하도록 구축된 것인, 사료 급이기 관리 장치의 동작 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 학습 데이터에 포함되는 복수의 영상은 사료조에 사료가 담기지 않은 상태부터 사료조에 사료가 가득찬 상태까지의 영상을 각각 구분 촬영한 영상을 포함하되, 사료조 영역만을 부분 추출(cropping)한 영상인 것인, 사료 급이기 관리 장치의 동작 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 학습 데이터는 사료가 담긴 상태와 사료와 물이 혼합된 상태를 촬영한 복수의 영상을 포함하고,
    상기 사료의 잔량 상태를 추정하는 단계는, 사료와 물의 혼합 상태를 더 추정하고,
    상기 제어 신호를 출력하는 단계는, 상기 추정된 사료와 물의 혼합 상태에 따라 상기 사료 급이기를 통해 사료 또는 물의 추가 급이 여부를 조절하는 것인, 사료 급이기 관리 장치의 동작 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 사료의 잔량 상태를 추정하는 단계는, 미리 설정된 주기 또는 미리 설정된 시각별로 사료 잔량 상태를 추정하고,
    상기 제어 신호를 출력하는 단계는,
    상기 사료 잔량 상태가 임계값 보다 작은 경우 사료 추가 공급을 요청하는 제어 신호를 출력하고,
    상기 사료 잔량 상태가 임계값 보다 크거나 같은 경우, 사료 추가 공급을 보류 시키는 제어 신호를 출력하는 것인, 사료 급이기 관리 장치의 동작 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 사료의 잔량 상태를 추정하는 단계는, 미리 설정된 주기 또는 미리 설정된 시각별로 사료 잔량 상태를 추정하고,
    상기 제어 신호를 출력하는 단계는,
    제 1 시점에 추정된 사료 잔량 상태와 제 2 시점에 추정된 사료 잔량 상태의 차이가 제 1 임계값 이내이고, 제 1 시점과 제 2 시점의 차이가 제 2 임계값 보다 크거나 같은 경우, 사료 추가 공급을 보류 시키는 제어 신호와 경고를 출력하는 것인, 사료 급이기 관리 장치.
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