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양승환 ( Seung-hwan Yang ),서영욱 ( Young-wook Seo ),이왕희 ( Wang-hee Lee ),조병관 ( Byoung-kwan Cho ) 한국농업기계학회 2016 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.21 No.2
최근 정부에서는 안정적인 국가 육류 수급 관리를 위하여 농축수산물 유통구조 개선을 위한 농축산물수급관리 체계를 구축 중에 있다. 하지만 국가단위에서 정확한 육류 생산량 이 체계적으로 조사된 자료가 구비되어 있지 않다. 그래서 신뢰성 있는 육류수급관리를 위해서는 국가단위의 식육 생산량 예측 정확도를 높일 필요가 있다. 따라서 우리나라 실정에 맞는 소도체 생산량을 신속하고 정확하게 예측하는기술과 품질 평가하는 기술의 연구개발이 필요하다. 본 연구에서는 소도체의 3차원 입체 영상을 구현하기 위한 주요 영상 처리를 소개하고 가능성을 분석하였다. 본 연구에서는 대상체의 3차원 입체 영상을 획득하는 다양한 방법들 중 대상체에 Projector를 사용하여 pattern을 투영하고 카메라로 영상의 정보를 취득하는 방식이며 pattern은 Gray code pattern을 사용하였다. Gray code는 한번에 하나의 bit값만 바뀌는 성질을 가지고 있기 때문에, 큰 오류 값을 생성하지 않는다는 것이 장점이다. 이번 연구에서는 소도체를 대신해 사람을 대상체로 영상을 촬영하였다. 대상체와 카메라간의 거리를 4m로 하고 프로젝터로 Gray pattern 42장과 white pattern과 black pattern 2장을 투영하여 영상을 획득한 후 영상의 깊이 정보를 구하여 대상체의 3D이미지를 추출한다. 이번 연구에서 사용된 IMAGING SOURCE(DFK33GX174, Germany) 카메라 1대와 FUJIFILM (1:1.4/12.5mm CF12.5 HA-1, JAPAN) 렌즈, Optoma(EH415e, Taiwan) Projector 1대를 이용하여 영상을 획득하였다. 구조광을 이용한 3차원 영상처리 기술의 방법은 카메라 영상과 프로젝터에서 패턴의 일치점 및 깊이 정보를 탐색하고 깊이정보의 3차원 좌표를 획득하는 기술이다. 이는 가장 효과적인 객체에 3차원 정보를 얻는 방법들 중에 하나이다. 이 기술은 복잡한장치 또는 알고리즘이 필요치 않고 영상처리 기술로만 구현이 가능하기 때문에 3차원 형상복원의 효율성을 높일 수 있다. 카메라와 프로젝터 패턴을 이용해 소도체의 깊이 정보로 3차원 정보를 추출 가능하게 한다. 이 연구로 통해 비파괴적이고 적은 인력으로 신속하고 간편하게 소 도체의 품질을 판별할 수 있는 기술을 활용하여 산육량 측정에 많은 영향을 기여할 것이다. 연구 방향으로는 신속한 산육량 예측기술의 원천기술 확보 및 다양한 축산물의 산육량 예측에 확대하여 적용할 수 있다고 판단된다.
블루투스 기반의 퇴비살포기 작업 현황 모니터링 ECU 개발
양승환 ( Yang Seung-hwan ),이동근 ( Lee Dong-keun ),김정길 ( Kim Jeong-gil ),김종탁 ( Kim Jong-tak ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2
트랙터는 파종기, 로터베이터, 베일러, 퇴비살포기 등의 부착작업기들은 연결하여 사용함으로써 다양한 농작업을 수행하게 된다. 이 때 부착된 농작업기의 작업 현황을 확인하는 주된 방법은 트랙터 운전자가 뒤를 돌아보며 직접 눈으로 확인하는 것이다. 본 연구 목적은 트랙터 부착작업기 중 퇴비살포기를 대상으로 트랙터 운전자가 뒤를 돌아보지 않고도 스마트 기기를 통하여 작업 현황을 활인할 수 있도록 해주는 electric control unit (ECU)를 개발하는 것이다. 퇴비살포기의 작업 현황 모니터링 대상으로는 퇴비 적재함의 무게, 퇴비 살포를 위한 로터리 회전 속도, 퇴비 살포 위치, 퇴비 살포 속도 등이 있다. 퇴비 적재함의 무게를 측정하기 위해서는 6개의 Load cell을 퇴비살포기 적재함에 설치하였고, 로터리 회전 속도 측정을 위해서는 로터리 엔코더를 장착하였으며, 퇴비살포 위치 및 속도를 측정하기위해서는 GPS를 활용하였다. 측정된 작업 데이터를 실시간으로 스마트 기기의 앱에 전달하여 표시를 해줄 수 있도록 하기 위해서 Bluetooth 무선통신 기술을 활용하였다. 무게, RPM, 위치, 속도 등의 센서 모듈의 출력값을 읽어서 Bluetooth로 출력하기 위한 microcontroller unit (MCU)으로는 Arduino DUE를 활용하였다. 본 연구를 통하여 퇴비살포기의 퇴비 적재함의 잔량(kg), 퇴비 살포용 로터리 작동 속도(RPM), 퇴비살포 위치 (위도, 경도), 퇴비살포속도 (m/s)와 각 데이터로 파생된 퇴비살포율 (kg/m2)을 트랙터 운전자가 본인의 스마트폰이가 트랙터내에 설치한 스마트기기를 통하여 실시간 확인할 수 있었다.
마이크로파 X-밴드에서의 종단 개방 동축선 센서를 이용한 금속표면균열의 비접촉 검출 연구
양승환(Seung Hwan Yang),김동석(Dong-Seok Kim),김기복(Ki-Bok Kim),김종헌(Jong-Heon Kim),강진섭(Jin-Seob Kang) 한국비파괴검사학회 2012 한국비파괴검사학회지 Vol.32 No.2
본 연구는 금속의 표면균열 검출을 위해 마이크로파를 이용한 비파괴측정에 관한 것이다. X-band 대역인 11 GHz 주파수와 종단 개방 동축선 센서를 이용하여 금속 표면에 주사된 마이크로파의 반사계수를 측정하여 균열 여부 및 균열의 폭을 판단하게 된다. 또한 반사계수의 최대값과 최소값의 차이를 매개변수(K)로 하여 균열의 깊이를 평가하였는데 K값과 균열의 깊이는 선형 관계를 보였다. 따라서 본 연구는 종단개방 동축선 센서를 이용한 비접촉식 금속표면균열 평가의 가능성을 보여주었다. In this paper, a non-contact microwave technique was presented to detect the surface crack of the metals. An open-ended coaxial cable line was used as a sensor at 11 GHz, and the reflection coefficients were measured by scanning along the metal surface including artificial surface cracks. A parameter, the K value which was defined as the difference between maximum and minimum reflection coefficients, was measured and used to estimate the crack depth. A linear relationship between the K value and crack depth was found. This study showed that non-contact detection of the surface cracks of metals is possible using the open-ended coaxial line sensor at X-band.
블루투스 기반의 퇴비살포기 작업 현황 모니터링 ECU 개발
양승환 ( Yang Seung-hwan ),이동근 ( Lee Dong-keun ),김정길 ( Kim Jeong-gil ),김종탁 ( Kim Jong-tak ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2
트랙터는 파종기, 로터베이터, 베일러, 퇴비살포기 등의 부착작업기들은 연결하여 사용함으로써 다양한 농작업을 수행하게 된다. 이 때 부착된 농작업기의 작업 현황을 확인하는 주된 방법은 트랙터 운전자가 뒤를 돌아보며 직접 눈으로 확인하는 것이다. 본 연구 목적은 트랙터 부착작업기 중 퇴비살포기를 대상으로 트랙터 운전자가 뒤를 돌아보지 않고도 스마트 기기를 통하여 작업 현황을 활인할 수 있도록 해주는 electric control unit (ECU)를 개발하는 것이다. 퇴비살포기의 작업 현황 모니터링 대상으로는 퇴비 적재함의 무게, 퇴비 살포를 위한 로터리 회전 속도, 퇴비 살포 위치, 퇴비 살포 속도 등이 있다. 퇴비 적재함의 무게를 측정하기 위해서는 6개의 Load cell을 퇴비살포기 적재함에 설치하였고, 로터리 회전 속도 측정을 위해서는 로터리 엔코더를 장착하였으며, 퇴비살포 위치 및 속도를 측정하기위해서는 GPS를 활용하였다. 측정된 작업 데이터를 실시간으로 스마트 기기의 앱에 전달하여 표시를 해줄 수 있도록 하기 위해서 Bluetooth 무선통신 기술을 활용하였다. 무게, RPM, 위치, 속도 등의 센서 모듈의 출력값을 읽어서 Bluetooth로 출력하기 위한 microcontroller unit (MCU)으로는 Arduino DUE를 활용하였다. 본 연구를 통하여 퇴비살포기의 퇴비 적재함의 잔량(kg), 퇴비 살포용 로터리 작동 속도(RPM), 퇴비살포 위치 (위도, 경도), 퇴비살포속도 (m/s)와 각 데이터로 파생된 퇴비살포율 (kg/m2)을 트랙터 운전자가 본인의 스마트폰이가 트랙터내에 설치한 스마트기기를 통하여 실시간 확인할 수 있었다.
소도체 육량 정보추출을 위한 3차원 영상 획득 시스템 개발
양승환 ( Seung-hwan Yang ),이왕희 ( Wang-hee Lee ),모창연 ( Changyeun Mo ),임종국 ( Jongguk Lim ),권경도 ( Kyung-do Kwon ),조병관 ( Byoung-kwan Cho ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.2
최근 국가 및 시장은 육류 수급량 예측, 소비량 산출, 산업규모 선정 등을 위해 출하 경향을 반영한 자료 요청이 증가에 따른 신뢰성 있는 육류수급관리를 위해서 국가단위의 식육생산량 예측 정확도 향상과 국가 차원의 육류 품질 지표에 관한 객관적 자료 확보가 필요한 실정이다. 정부에서는 안정적인 국가 육류 수급관리를 위하여 농축수산물 유통구조 개선을 위한 농축산물 수급관리 체계를 구축 중에 있다. 따라서 우리나라 실정에 맞는 소도체 생산량을 신속하고 정확하게 예측하는 기술과 품질 평가하는 기술의 연구개발이 필요하다. 본 연구에서는 소도체의 인자를 추출하여 소도체의 육량 정보를 획득하기 위해 주요 영상 처리 기술과 가능성을 분석했다. 본 연구에서는 소도체 이미지에서 인자를 획득하는 방법으로 이미지를 촬영하기 위해 소도체의 길이가 약 2.6~3.4 m로 2대의 카메라를 가지고 상단부, 하단부 나누어서 촬영을 한 후 상단부 이미지와 하단부 이미지를 결합한 이미지를 이용해 소도체 육량정보를 추출하는 방식이다. 소도체와 영상획득장치의 거리는 2.0 m이고 광원과는 2.4 m거리에서 소도체를 촬영했다. 카메라 상하 간격은 1.4 m이다. 이번 연구에서 사용된 MATRIX VISION (mvBlueFOX3-2051C) 카메라 2대와 COOLENS (8.0 mm, MFA230-5M08) 렌즈, 88W LED전등(1.2 m) 8개를 이용하여 획득했다. 산육량 데이터를 가지고 2대의 카메라로 촬영하고 결합한 이미지를 이용하여 소도체의 인자를 추출하기 위해 특징점 및 특정부위의 정보를 탐색한다. 이는 2D이미지에서 구한 인자를 가지고 상관관계가 있는 데이터를 예측하는 기술이다. 이 연구로 통해 비파괴적이고 적은 인력으로 신속하고 간편하게 소 도체의 품질을 판별할 수 있는 기술을 활용하여 육량 정보 측정에 많은 영향을 기여할 것이다. 연구 방향으로는 도축과정에서 전체 정육량, 정육율, 거래정육량, 등지방두께 등 측정값을 DATA화하여 생산, 도축, 등급판정, 가공단계 등에 활용 비용 절감, 판정결과 신뢰도 향상으로 경쟁력을 높일 수 있다고 판단된다.