딸기 수확 자동화를 위한 레일형 로봇 시스템 연구 = A Study on Rail Type Robot System for Automatic Harvesting in Strawberry Greenhouse
저자
이대현 ( Daehyun Lee ) ; 임동혁 ( Donghyeok Im ) ; 김국환 ( Gookhwan Kim ) ; 이재수 ( Jaesu Lee ) ; 홍영기 ( Younggi Hong ) ; 김성기 ( Sungki Kim ) ; 한새론 ( Saeron Han ) ; 한길수 ( Kilsu Han )
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2016
작성언어
Korean
주제어
자료형태
학술저널
수록면
173-173(1쪽)
제공처
국내 시설작물 재배면적은 1990년에 44,613 ha에 불과하였으나 웰빙과 신선채소에 대한 수요가증가에 따라 2013년에는 86,725 ha로 약 2배 증가하였다(통계청, 2013). 특히, 딸기의 경우 국내에서 재배되는 시설원예작물 중 생산액이 2위로 농가 소득 비중이 매우 높을 뿐만 아니라 수출량이 2011년 1926만달러, 2013년 2,856만달러로 급증하고 있어(한국농수산식품유통공사, 2014) 딸기재배에 대한 관심 및 생산량 향상 요구가 지속적으로 증가되고 있다. 이러한 환경 변화에 따라 공급량 확보를 위해 벤치 재배를 통한 작업 개선 등 작업효율 개선 등이 확대되고 있지만 노동력 부족 문제로 인해 자동화, 무인화 기술 보급이 절실히 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 딸기 생산성 향상을 위해 레일형 로봇 시스템을 구축하고 실내 성능평가가 가능한 딸기모형벤치를 구성하였으며, 성능평가를 실시하여 현장 적용성을 검토하였다. 이동형 딸기 수확용 로봇시스템은 벤치 간 설치된 레일 위 자율주행이 가능한 구동부와 좌, 우 벤치의 딸기 수확이 가능한 수확부로 구성되었으며, 수확부의 경우 딸기 위치 인식을 위한 CCD 카메라 및 레이저 센서와 3축 제어를 위한 모터 시스템으로 제작되어 었다. 영상처리는 이미지 필터링을 통해 노이즈를 제거한 후 완숙딸기의 HSV 히스토그램 분석을 통해 색상 영역을 검출하여 이치화(thresholding)를 수행되며, 자동 수확은 영상 획득, 이미지 프로세싱 및 딸기 영역 검출, 모터 시스템 제어를 통한 앤드이펙터 위치 제어, 딸기 수확 및 적재 순으로 제어되었다. 제어 결과 직선방향 축 이동은 약 300 mm/sec, 회전방향 축 이동은 약 180°/sec의 속도로 목표점으로 제어되었으며, 로봇시스템은 약 7 s/S의 속도로 자동 딸기 수확이 가능하였다. 본 시스템의 성능평가 결과 밴치 재배용 딸기의 인식 및 자동 수확이 안정적으로 가능하였으며, 향후 현장 시설 적용을 위해서는 기계학습 알고리즘 등의 적용을 통해 차폐 보정과 적재부 개선을 통한 실용성 향상이 필요할 것으로 판단된다.
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