다중 파티클 필터를 이용하는 딸기 성숙도 판단 알고리즘 개발 = Development of a Ripening Level Decision Algorithm of Strawberry Using Multiple Particle Filters
저자
강진석 ( Jin-seok Kang ) ; 오광석 ( Kwang-seok Oh ) ; 박원엽 ( Won-yeop Park )
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2022
작성언어
-주제어
KDC
500
자료형태
학술저널
수록면
361-361(1쪽)
제공처
딸기의 생산 시기는 11월 말부터 6월 초까지 수확이 장기간 이루어지는 작물이다. 최근 시설재배와 고설재배로 편의를 도모하고 있지만 장기간 과도한 육체 노동으로 피로 누적과 근골격계 질환 등이 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 작업자의 편의를 도모하면서 딸기의 생산량 모니터링 및 상태 분석을 기반으로 수확량과 시기를 예측하는 기술들이 개발되고 있다. 이는 자연스럽게 딸기의 수확량 증가와 농가 소득 향상으로 이어질 수 있다. 또한 시설재배에서의 작업 효율성 향상을 위한 협동 로봇을 개발하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 최근 카메라, 라이더 등 환경 센서들은 농업, 물류 산업 등을 포함한 다양한 분야에서 이용되고 있으며, 협동 로봇 및 자율 시스템 개발을 통한 편의 및 효율 향상을 위해 인지/분류하는 시스템 개발 연구들이 진행되고 있다.
본 연구에서는 다중 파티클 필터링 기법을 이용하여 딸기의 성숙도 판단 알고리즘을 제안한다. 단안 카메라를 이용하여 딸기의 RGB 정보를 획득하고, 획득된 RGB 정보를 기반으로 딸기의 성숙 영역과 미성숙 영역의 면적을 파티클 필터 기반 도출하였다. 딸기의 성숙과 미성숙 영역에 대한 각 면적 도출을 위해 목표 RGB 값을 추종하는 파티클들 중 최외각 파티클들을 이용하였다. 딸기의 성숙과 미성숙 영역의 면적을 이용해 딸기의 성숙 정도를 정량화할 수 있는 면적 비율을 백분율 단위로 도출하였으며 알고리즘은 Matlab 환경에서 구성되었다. 본 연구에서 개발된 알고리즘의 성능평가를 위해 실 딸기 사진이 이용되었으며 성숙 영역과 미성숙 영역을 합리적으로 구분하면서 면적 비율값이 도출되는 것을 확인할 수 있었다. 제안한 알고리즘은 영상 내 실시간 딸기 탐지 알고리즘과 함께 여러 개의 딸기 성숙도를 도출하는 알고리즘으로 고도화를 계획하고 있다. 본 연구에서 제안하는 딸기의 성숙도 판단 알고리즘은 향후 상태 모니터링을 통한 수확량 및 수확 시기 예측에 활용될 수 있을 것으로 기대한다.
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