비파괴 딸기 잎 표현형 정보 지속 측정을 위한 계측 시스템 설계 = Design of Measurement System for Continuous Measurement of Non-Destructive Strawberry Leaf Phenotype Information
저자
이정규 ( Jungkyu Lee ) ; 김하나 ( Hana Kim ) ; 유재수 ( Jaesoo Yoo ) ; 이동훈 ( Donghoon Lee )
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2022
작성언어
-주제어
KDC
500
자료형태
학술저널
수록면
367-367(1쪽)
제공처
최근 스마트팜은 인공지능 기술의 결합으로 시설 내부 환경의 in-put 데이터를 기반으로 환경조절, 양분관리 등의 종합제어시스템 플랫폼의 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 재배 사이클 및 외부 환경에 따라 시설 내부의 환경을 조절하여 최적의 생육을 위해 제어하게 되며 최종 목표는 생산량의 향상이다. 작물에 따라 작물 생산 시기 및 기간이 상이하므로 재배 중 잎의 생육을 통해 작물의 생육 상태의 점검이 필요하며 정확한 잎 생육의 계측을 통해 작물의 이상상태 진단 및 제어통합시스템 모델링에 반영이 될 수 있다. 최근 딥러닝 등의 기술을 활용하여 학습된 작물들의 생육 측정시스템이 다수 개발되고 있다. 대다수의 정상적인 성장이 이루어진 잎의 경우 95% 이상의 측정 성능을 나타내주고 있다. 하지만 재배기간 중 정상적으로 성장하지 못해 잎의 형태가 최적의 모델링과 벗어나 있더라도 현재 재배하고 있는 제어 모델링의 표본으로 활용할 수 있다. 본 연구에서는 인력 투입의 감소와 빠르고 정확하게 다량의 잎 생육 데이터의 수집을 위한 계측 시스템을 설계하였다.
잎의 생육정보 취득을 위해 딸기(설향)을 표본으로 선정하여 선행 실험을 진행하였다. 딸기의 잎 성장 과정에서 잎의 방향과 형태에 따라 원본 촬영에 애로사항이 발생한다. 또한 옆폭 및 옆장은 촬영 각도에 따라 실제 크기와 오차가 발생하며 많은 잎이 겹쳐있는 경우 온전한 잎의 촬영에 많은 어려움이 따른다. 이에 정확한 크기를 계측하기 위해서 2D 형태의 표본을 사용하고자 격자보드 및 덮개를 틸팅하는 방식을 고안하여 잎을 고르게 펴서 정확한 잎의 사이즈를 촬영할 수 있도록 계측 장비를 설계하였다. 물리적인 방식으로 측정오차를 감소시킴과 동시에 표본에서 제외되는 다른 잎과의 분리도 가능해진다. 라즈베리파이 광각 카메라(YR-019, Raspberry Pi, UK)를 사용하여 약 5 cm의 거리에서 250 cm2의 면적의 촬영이 가능하다.
설계된 장비의 재현성 검증이 완료된다면 간편하고 정확한 방식으로 잎 생육의 빅데이터 수집이 가능할 것으로 기대된다. 추후 틸팅 과정에서 거리 측정을 통해 잎의 두께를 계측하는 연구를 진행 할 예정이다.
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