KR101564626B1 - 식물 상태 자동화 분석 장치 및 이를 이용한 식물 분석 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 식물 상태 자동화 분석 장치 및 이를 이용한 식물 분석 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 상태 자동화 분석 장치는, 대상 식물의 이미지를 측정하기 위한 이미지 센서, 상기 대상 식물이 방출하는 가스를 감지하기 위한 화학 센서 및 상기 대상 식물이 방출하는 파장을 감지하기 위한 광학 센서로 구성된 센서 유닛; 상기 센서 유닛을 상기 대상 식물에 대하여 기 설정된 방향과 거리에 이동시키는 센서 이동 유닛; 및 상기 센서 유닛에서 감지된 이미지, 방출 가스 및 방출 파장을 이용하여 식물의 내적 상태와 외적 상태를 분석하는 식물 상태 분석 유닛을 포함한다.

Description

식물 상태 자동화 분석 장치 및 이를 이용한 식물 분석 방법 {Plant Status Automatic Analysis Device and Analysis method using thereof}

본 발명은 식물 상태 자동화 분석 장치 및 이를 이용한 식물 분석 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 자동적으로 그리고 비파괴 적으로 식물을 분석할 수 있는 식물 상태 자동화 분석 장치 및 이를 이용한 식물 분석 방법에 관한 것이다

식물의 표현체를 분석함에 있어 사람이 직접 식물의 키, 잎의 수, 색깔 및 모양 등을 직접 측정하거나, 식물의 일부를 채취하여 화학적으로 분석함으로써 분석하였다.

그러나 사람의 눈에 의존한 분석의 경우, 노동력과 시간을 요구할 뿐만 아니라 사람마다 다르게 분석할 수 있으므로 신뢰도와 반복성이 떨어지는 문제점이 있었다. 또한, 식물을 일부 채취하는 경우 식물을 이동시키고 훼손을 가해야 하기 때문에 식물에 영향을 미치게 된다는 문제점이 있었다.

이러한 문제점들을 해결하기 위하여 식물 분석의 자동화 시스템에 대한 다양한 시도가 있었다.

특허문헌 1의 경우 식물 생산장의 천장에 영상 모듈을 설치하고 바닥에 고정되어 있는 식물들의 영상을 측정하여 2차원 영상을 분석하였다. 그리고 특허문헌 2의 경우 식물 화분을 회전시킴으로써 3차원 영상을 획득하여 분석하였으며, 특허문헌 3의 경우 컨베이어 장치로 식물 화분을 촬영 스테이지 내에 식물을 이동시켜 분석하였고, 또한 특허문헌 4의 경우 식물의 특징을 분석하기 위하여 분광 장치와 카메라를 사용하였다.

특허문헌 1의 경우 식물의 2차원 영상을 분석하므로 식물의 키나 높이에 능동적으로 대응할 수 없으며, 특허문헌 2 내지 3의 경우 식물을 센서가 있는 곳으로 이동시키거나 식물을 이동시켜 이미지를 측정하므로 식물에 스트레스가 가해져 이것이 분석 결과에 영향을 미치는 단점이 있었다. 또한, 특허 문헌 2 내지 4의 경우 식물을 분석하기 위하여 식물을 옮기기 쉽게 화분에서 배양해야 하므로 화분에 개별적으로 식물을 심어야 하는 번거로움과, 화분에 심어지지 않은 식물을 분석하기 어려운 문제점이 있었다.

DE 19845883 A1 WO 2010-031780 A1 US 2011-0135161 A1 EP 01777486 B1

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명의 목적은 식물을 움직이지 않고 식물에 대하여 자유롭게 이동하여 식물을 측정할 수 있는 식물 상태 자동화 분석 장치 및 이를 이용한 분석 방법을 제공하고자 하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 식물의 상태를 이미지적, 화학적 그리고 광학적으로 관찰함으로써 식물의 내적 상태와 외적 상태를 함께 분석할 수 있는 식물 상태 자동화 분석 장치 및 이를 이용한 분석 방법을 제공하고자 하는 것이다.

그리고 본 발명의 또 다른 목적은 대량의 식물을 자동적으로 분석할 있고, 식물을 훼손시키지 않으면서, 더 나아가 다양한 분야에 적용되어 식물을 분석할 수 있는 식물 상태 자동화 분석 장치 및 이를 이용한 분석 방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 식물 상태 자동화 분석 장치는, 대상 식물의 이미지를 측정하기 위한 이미지 센서, 상기 대상 식물이 방출하는 가스를 감지하기 위한 화학 센서 및 상기 대상 식물이 방출하는 파장을 감지하기 위한 광학 센서로 구성된 센서 유닛; 상기 센서 유닛을 상기 대상 식물에 대하여 기 설정된 방향과 거리에 이동시키는 센서 이동 유닛; 및 상기 센서 유닛에서 감지된 이미지, 방출 가스 및 방출 파장을 이용하여 식물의 내적 상태와 외적 상태를 분석하는 식물 상태 분석 유닛을 포함한다.

상기 대상 식물의 재배 환경을 조절하는 환경 조절 유닛; 상기 대상 식물을 이동시키는 식물 이동 유닛; 및 상기 식물 상태 분석 유닛에 연결되어, 상기 대상 식물에 대한 식물 정보에 기초하여 상기 환경 조절 유닛과 상기 식물 이동 유닛을 제어하는 제어 유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 환경 조절 유닛은, 광원 조절 모듈, 온도 조절 모듈, 습도 조절 모듈, 대기 조절 모듈 및 토양 조절 모듈로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 이미지 센서는, 상기 센서 이동 유닛 상기 대상 식물을 중심으로 회전시키거나 상기 식물 이동 유닛이 상기 대상 식물을 회전시켜 상기 대상 식물을 중심으로 360도 방향에서의 상기 대상 식물의 이미지들을 측정할 수 있다.

상기 식물 상태 분석 유닛은, 상기 이미지 센서로부터 상기 대상 식물의 회전 이미지를 획득하는 이미지 획득 모듈; 상기 회전 이미지로부터 3차원 이미지를 생성하는 3차원 이미지 생성 모듈; 및 상기 3차원 이미지로부터 상기 대상 식물의 외적 상태를 분석하는 외적 상태 분석 모듈을 포함할 수 있다.

상기 외적 상태 분석 모듈을 통하여 상기 대상 식물의 키, 잎 또는 줄기의 수, 면적, 부피, 길이, 무게, 색깔 및 모양으로 구성된 군 중에서 선택된 하나 이상의 정보를 분석할 수 있다.

상기 식물 상태 분석 유닛은, 상기 화학 센서로부터 상기 대상 식물이 방출하는 가스들에 대한 정보를 획득하는 가스 정보 획득 모듈; 상기 가스 감지 모듈로부터 상기 대상 식물이 방출하는 가스 발생 패턴 정보를 획득하는 패턴 정보 획득 모듈; 및 상기 가스 발생 패턴 정보로부터 상기 대상 식물의 내적 상태를 분석하는 내적 상태 분석 모듈을 포함할 수 있다.

상기 화학 센서는 휘발성 유기화합물의 방출을 감지할 수 있다.

상기 식물 상태 분석 유닛은, 상기 광학 센서로부터 상기 대상 식물이 방출하는 파장 정보를 획득하는 파장 정보 획득 모듈; 상기 파장 정보에 기초하여, 상기 대상 식물이 포함하는 유효 성분에 대한 정보를 획득하는 유효 성분 정보 획득 모듈; 및 상기 유효 성분에 대한 정보에 기초하여 상기 대상 식물의 내적 상태를 분석하는 내적 상태 분석 모듈을 포함할 수 있다.

상기 유효 성분 정보 획득 모듈은, 상기 식물이 방출하는 파장의 스펙트럼 또는 반사율 분석을 통하여 상기 대상 식물이 함유하는 유효 성분들 또는 수분 함량을 측정할 수 있다.

상기 내적 상태 분석 모듈은 상기 대상 식물의 상처, 병충해, 죽음 및 건조 상태 중 하나 이상의 상태로 분석할 수 있다.

상기 대상 식물의 상태 정보를 저장하고, 다른 식물들에 대한 상태 정보들을 제공하는 데이터베이스가 상기 식물 상태 분석 유닛에 연결될 수 있다.

상기 센서 이동 유닛은, 상기 대상 식물을 내부에 포함하도록 배치되는 골조 프레임; 및 상기 골조 프레임에 대하여 상기 센서 유닛을 기 설정된 위치에 배치하는 제1 이동부와 상기 기 설정된 위치에서 상기 센서 유닛을 이동시킬 수 있는 제2 이동부를 포함할 수 있다.

상기 제1 이동부는, 지면에 대하여 수평 방향으로 평행하게 배치되어, 상기 골조 프레임을 따라서 상기 지면에 대하여 수직 방향으로 이동하는 한 쌍의 프레임을 포함하는 제1 이동 프레임; 상기 한 쌍의 프레임 위에 양측 단부가 걸쳐지도록 배치되어 상기 제1 이동 프레임의 배치 방향에 대하여 수직 방향으로 이동하는 제2 이동 프레임; 및 상기 제2 이동 프레임 위에 배치되어 이를 따라 이동하는 제3 이동 프레임을 포함할 수 있다.

상기 제2 이동부는, 상기 제1 이동부에 지면 방향으로 연결된 회전축을 포함하며, 상기 회전축을 중심으로 회전하는 회전 모듈; 상기 회전축에 상기 지면 방향에 대하여 수평 방향으로 연결된 제1 수평 레일부와 상기 제1 수평 레일부를 따라 이동하는 제1 수평 이동부를 포함하는 제1 수평 이동 모듈; 상기 수평 이동부에 상기 지면 방향에 대하여 수직 아래 방향으로 연결된 수직 레일부와 상기 수직 레일부룰 따라 이동하는 수직 이동부를 포함하는 수직 이동 모듈; 상기 수직 이동부에 상기 지면 방향에 대하여 수평 방향으로 그리고 상기 제1 수평 이동 모듈에 대하여 수직 방향으로 배치된 제2 수평 레일부와 이를 따라 이동하며 상기 센서 유닛이 장착된 제2 수평 이동부를 포함하는 제2 수평 이동 모듈을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 식물 상태를 분석하는 식물 분석 방법은, 대상 식물의 이미지를 측정하기 위한 이미지 센서, 상기 대상 식물이 방출하는 가스를 감지하기 위한 화학 센서 및 상기 대상 식물이 방출하는 파장을 감지하기 위한 광학 센서로 구성된 센서 유닛과, 상기 센서 유닛을 상기 대상 식물에 대하여 기 설정된 방향과 거리에 이동시키는 센서 이동 유닛을 포함하는 식물 상태 자동화 분석 장치를 통하여 상기 대상 식물들의 식물 상태를 감지하는 단계; 및 상기 센서 유닛에서 감지된 이미지, 방출 가스 및 방출 파장을 이용하여 식물의 내적 상태와 외적 상태를 분석하여 식물 정보를 분석하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 식물을 움직이지 않고 식물에 대하여 자유롭게 이동하여 식물을 측정할 수 있는 식물 상태 자동화 분석 장치 및 이를 이용한 분석 방법을 제공할 수 있다.

또한, 식물의 상태를 이미지적, 화학적 그리고 광학적으로 관찰함으로써 식물의 내적 상태와 외적 상태를 함께 분석할 수 있는 식물 상태 자동화 분석 장치 및 이를 이용한 분석 방법을 제공할 수 있다.

그리고 대량의 식물을 자동적으로 분석할 있고, 식물을 훼손시키지 않으면서, 더 나아가 다양한 분야에 적용되어 식물을 분석할 수 있는 식물 상태 자동화 분석 장치 및 이를 이용한 분석 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 상태 자동화 분석 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 유닛과 식물 상태 분석 유닛을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 환경 조절 유닛을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 이동 유닛을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 유닛의 측정 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 대상 식물의 3차원 이미지를 나타내는 사진들이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 대상 식물의 픽셀 이미지들을 나타내는 사진들이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 대상 식물에서 시간에 따른 가스 방출량들을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 시간에 따른 대상 식물에 대한 스펙트럼을 분석한 그래프들이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 상태 자동화 분석 방법을 나타내는 순서도이다.

본 실시예들은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 특정한 실시 형태에 대해 범위를 한정하려는 것이 아니며, 개시된 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 실시예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 권리범위를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

실시예에 있어서 '모듈' 혹은 '부'는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의'모듈' 혹은 복수의'부'는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 '모듈' 혹은 '부'를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다.

이하, 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 상태 자동화 분석 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 상태 자동화 분석 장치 센서 유닛(10), 상기 센서 유닛(10)을 이동시키는 센서 이동 유닛(60) 및 상기 센서 유닛으로부터 식물의 내적 상태와 외적 상태를 분석하는 식물 상태 분석 유닛(20)을 포함한다.

상기 센서 유닛(10)은 대상 식물의 이미지를 측정하기 위한 이미지 센서, 상기 대상 식물이 방출하는 가스를 감지하기 위한 화학 센서 및 상기 대상 식물이 방출하는 파장을 감지하기 위한 광학 센서를 포함한다.

상기 센서 이동 유닛(20)은 상기 센서 유닛(10)을 상기 대상 식물에 대하여 기 설정된 방향과 거리에 이동시키기 위한 것이다. 센서 이동 유닛(20)을 통하여 대상 식물과의 일정한 거리 및 자세의 유지가 가능하므로 식물을 움직이지 않고 식물의 상태를 감지할 수 있다.

상기 식물 상태 분석 유닛(20)은 상기 센서 유닛(10)에서 감지된 이미지, 방출 가스 및 방출 파장을 이용하여 식물의 내적 상태와 외적 상태를 분석하기 위한 장치이다. 이에 대해서는 도 2에서 보다 구체적으로 알아보자.

본 발명의 일 실시예에 따른 식물 상태 자동화 분석 장치는 상기 대상 식물의 재배 환경을 조절하는 환경 조절 유닛(50), 상기 대상 식물을 이동시키는 식물 이동 유닛(40), 및 상기 식물 상태 분석 유닛에 연결되어, 상기 대상 식물에 대한 식물 정보에 기초하여 상기 환경 조절 유닛과 상기 식물 이동 유닛을 제어하는 제어 유닛(30)을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 대상 식물의 상태 정보를 저장하고, 다른 식물들에 대한 상태 정보들을 제공하는 데이터베이스(70)가 상기 식물 상태 분석 유닛(20)에 연결될 수 있다. 더 나아가, 상기 식물 상태 분석 유닛(20)은 인터넷과 같은 통신망에 연결되어 식물 정보를 다른 서버에서 실시간으로 접속하여 비교하거나, 식물에 대한 정보를 먼 거리에 있는 사용자에게 실시간으로 전달할 수도 있다.

그리고 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 식물 이동 유닛(40)은 복수의 식물 또는 단일의 식물일 이동시키는 장치로서, 대상 식물들의 위치 및 자세를 개별적으로 또는 집합적으로 조절할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 컨베이어 벨트와 이에 장착되어 식물을 회전시키는 회전 장치로 구성되어 식물을 이동과 함께 회전시키도록 형성될 수 있다. 그러나 반드시 이에 제한되는 것은 아니며 다양한 장치들로 구성될 수 있음은 물론이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 센서 유닛(10)과 식물 상태 분석 유닛(20)을 보다 구체적으로 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 식물 상태 분석 유닛(20)에는 식물의 외적 상태에 대한 정보를 획득하기 위하여, 이미지 센서(110)로부터 상기 대상 식물의 회전 이미지를 획득하는 이미지 획득 모듈(210), 상기 회전 이미지로부터 3차원 이미지를 생성하는 3차원 이미지 생성 모듈(220), 및 상기 3차원 이미지로부터 상기 대상 식물의 외적 상태를 분석하는 외적 상태 분석 모듈(230)을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이미지 센서(110)는, 상기 센서 이동 유닛(60) 상기 대상 식물을 중심으로 회전하거나 상기 식물 이동 유닛(40)이 상기 대상 식물을 회전시켜 상기 대상 식물을 중심으로 360도 방향에서의 다양한 각도의 이미지들을 상기 이미지 획득 모듈(210)에서 획득할 수 있다.

이러한 식물에 대한 다양한 각도의 이미지들을 통하여 상기 3차원 이미지 생성 모듈(220)에서 대상 3차원 이미지를 생성하며, 상기 3차원 이미지를 통하여 상기 외적 상태 분석 모듈(230)에서 대상 식물의 외적 상태를 분석할 수 있다.

보다 구체적으로 본 명세서에서 식물의 외적 상태라 함은 식물의 키, 잎 또는 줄기의 수, 면적, 부피, 길이 및 무게 등으로 구성된 군 중에서 선택된 하나 이상의 양적 특징과, 잎 또는 줄기의 색깔, 줄기 모양 및 잎 모양 등으로 구성된 군 중에서 선택된 하나 이상의 질적 특징을 의미한다.

그에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 외적 상태 분석 모듈(230)을 통하여 상기 대상 식물의 키, 잎 또는 줄기의 수, 면적, 부피, 길이, 무게, 색깔 및 모양으로 구성된 군 중에서 선택된 하나 이상의 정보를 분석할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 식물의 외적 특성 및 이와 관련된 표현체 정보 분석할 수 있다. 또한, 사람이 개별적으로 측정하는 것이 아니기 때문에 사람의 주관적 판단이 개입되지 않으므로 사람에 따른 오차를 줄일 수 있고, 노동력의 소모되는 것을 피할 수 있다.

상기 식물 상태 분석 유닛(10)은, 상기 화학 센서(120)로부터 상기 대상 식물이 방출하는 가스들에 대한 정보를 획득하는 가스 정보 획득 모듈(210), 상기 가스 정보 획득 모듈(240)로부터 상기 대상 식물이 방출하는 가스 발생 패턴 정보를 획득하는 패턴 정보 획득 모듈(250) 및 상기 가스 발생 패턴 정보로부터 상기 대상 식물의 내적 상태를 분석하는 내적 상태 분석 모듈(280)을 포함할 수 있다. 한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가스는 휘발성 유기화합물일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 화학 센서(120)는 박막형 센서 어레이 장치일 수 있으며, 하나 이상의 성분들의 농도 등을 검출할 수 있다. 그러나 반드시 이에 제한되는 것은 아니며 방출 가스를 측정할 수 있는 다양한 화학 센서가 이에 적용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 내적 상태 분석 모듈(280)은, 식물의 내적 상태, 예를 들면 식물이 병충해에 감염되었는지, 식물에 상처가 생겼는지, 건조되었는지 또는 식물이 죽었는지 등과 같은 외관상으로 명확하게 드러나지 않는 식물의 내적인 상태의 정보를 분석한다.

식물은 외부에서 공격을 받을 경우 이에 대응하기 위하여 휘발성 유기화합물 계열의 가스를 발생시킨다. 예를 들면, 잎사귀가 상처를 입은 경우 헥사나(hexana)(C6)계열의 가스를 방출하며, 각각 병충해에 감염된 경우, 상차가 형성된 경우 또는 건조된 경우 휘발성 유기화합물 가스를 발생시킨다.

따라서 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 대상 식물이 방출하는 가스에 대한 정보, 특히 휘발성 유기화합물 계열의 방출 가스에 대한 정보를 획득하고, 가스 정보로부터 식물이 방출하는 가스 발생 패턴에 대한 정보를 획득하여, 식물이 병충해에 감염되었는지, 상처를 입었는지 또는 건조되었는지 등에 대한 정보를 획득할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 식물 상태 분석 유닛(20)은, 상기 광학 센서(130)로부터 상기 대상 식물이 방출하는 파장 정보를 획득하는 파장 정보 획득 모듈(260), 상기 파장 정보에 기초하여, 상기 대상 식물이 포함하는 유효 성분에 대한 정보를 획득하는 유효 성분 정보 획득 모듈(270), 및 상기 유효 성분에 대한 정보에 기초하여 상기 대상 식물의 내적 상태를 분석하는 내적 상태 분석 모듈(280)을 포함할 수 있다.

도 2에서는 상기 내적 상태 분석 모듈(280)에서 화학 센서(120)에 대한 정보와 함께 광학 센서(130)에 대한 정보를 함께 다루어 식물의 내적 상태를 도출하는 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며 화학 센서(120) 또는 광학 센서(130) 만으로 식물의 내적 상태에 대한 정보를 도출할 수도 있음은 물론이다.

식물은 상황에 따라 포함하고 있는 유효 성분의 함량 또는 농도가 다소 변화한다. 구체적으로 브로콜리 잎의 경우 상처가 형성된 경우 페놀 화합물의 농도가 급격히 증가한다. 따라서 브로콜리 잎에서 페놀 화합물의 함량 또는 농도를 측정함으로써 식물의 상태를 파악할 수 있다.

따라서 본 발명의 일 실시예에 따르면, 식물이 방출 스펙트럼 또는 흡수 스펙트럼을 분석하여 대상 식물 내부에 포함된 유효 성분의 종류 및 함량을 분석할 수 있다.

상기 광학 센서(130)는 상기 대상 식물에 기 설정된 범위의 파장의 빛을 방출하는 광원부와 대상 식물에서 반사되는 빛의 스펙트럼을 측정하는 분광기를 포함할 수 있다. 또한, 상기 대상 식물로 빛을 집중시키거나 전달하기 위한 다양한 광학 장치들이 포함될 수 있다.

상기 파장 정보 획득 모듈(260)에서 상기 광학 센서(130)로부터의 대상 식물이 방출하는 파장의 스펙트럼 정보를 획득하며, 상기 유효 성분 정보 획득 모듈(270)에서 상기 스펙트럼을 분석하여 포함된 유효 성분의 종류와 함량을 측정할 수 있다.

그리고 이러한 유효 성분의 종류와 함량에 기초하여 식물이 병충해에 감염되었는지 여부, 상처를 입었는지 여부, 건조되었는지 여부 또는 죽었는지 여부를 확인할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 입사되는 파장과 방출되는 파장을 비교하여 대상 식물의 반사율을 측정할 수 있으며, 수분 함량이 많을수록 대상 식물은 낮은 반사율을 갖게 되므로 반사율 정보에 기초하여 식물에 포함된 수분 함량을 측정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기 설정된 범위의 파장으로 광대역 광원을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며 적외선, 근적외선 등과 같은 다양한 대역의 파장을 사용할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 환경 조절 유닛(50)을 나타내는 그림이다.

도 3을 참조하면, 상기 환경 조절 유닛(50)은 대상 식물의 재배 환경을 조절하기 위한 것으로서, 광량 또는 광파장을 조절하는 광원 조절 모듈(510), 온도를 조절하는 온도 조절 모듈(520), 습도를 조절하는 습도 조절 모듈(530), 대기를 조절하는 대기 조절 모듈(540) 및 pH 및 비료 농도 등을 조절하는 토양 조절 모듈(550)로 구성된 군 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 그러나 반드시 이에 제한되는 것은 아니며 재배 환경에 영향을 미치는 다양한 요소들을 조절할 수 있는 조절 장치를 포함할 수 있다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 환경 조절 유닛(50)에는 제어 장치(30)가 연결되어 재배 환경들을 제어하도록 구성될 수 있으며, 상기 제어 장치(30)는 식물 상태 분석 유닛(20)과 상호작용하도록 형성되어 식물 상태에 따라 재배 환경을 제어하도록 구성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 이동 유닛을 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 센서 이동 유닛(60)은, 상기 대상 식물을 내부에 포함하도록 배치되는 골조 프레임(617), 및 상기 골조 프레임(617)에 대하여 상기 센서 유닛을 3 방향으로 이동시켜 기 설정된 위치에 배치하는 제1 이동부(610)와 상기 기 설정된 위치에서 상기 센서 유닛을 4방향으로 이동시킬 수 있는 제2 이동부(650)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 이동부(610)는, 지면에 대하여 수평 방향으로 평행하게 배치되어, 상기 골조 프레임(617)을 따라서 상기 지면에 대하여 수직 방향으로 이동하는 한 쌍의 프레임을 포함하는 제1 이동 프레임(611), 상기 한 쌍의 프레임 위에 양측 단부가 걸쳐지도록 배치되어 상기 제1 이동 프레임(611)의 배치 방향에 대하여 수직 방향으로 이동하는 제2 이동 프레임(613) 및 상기 제2 이동 프레임 위에 배치되어 이를 따라 이동하는 제3 이동 프레임(615)을 포함할 수 있다.

도 4의 실시예에서는 상기 골조 프레임(617)은 내부에서 대상 식물들이 재배되며, 상기 골조 프레임(617)에 대하여 제1 이동부(610)가 센서 유닛(10)이 장착되는 제2 이동부(650)를 기 설정된 위치까지 이동시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 제1 이동부(610)는 상기 제2 이동부(650)를 수직 방향인 z축 방향으로 이동시키는 제1 방향 이동 프레임(611), y축 방향으로 이동시키는 제2 방향 이동 프레임(613) 및 x축 방향으로 이동시키는 제3 방향 이동 프레임(615)을 포함할 수 있다. 상기 제1 이동부(610)는 3 자유도를 갖고 직교 좌표계에 따라 이동하는 장치로 구성되는 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며 다양한 방식으로 구성되게 할 수 있음은 물론이다.

한편, 상기 제2 이동부(650)는 센서 유닛(10)이 부착되어 센서 유닛(10)을 기 설정된 위치에서 이동시키는 장치로서, 상기 제1 이동부(610)에 지면 방향으로 연결된 회전축을 포함하며, 상기 회전축을 중심으로 회전하는 회전 모듈(657), 상기 회전축에 상기 지면 방향에 대하여 수평 방향으로 연결된 제1 수평 레일부와 상기 제1 수평 레일부를 따라 이동하는 제1 수평 이동부를 포함하는 수평 이동 모듈(653), 상기 제1 수평 이동부에 상기 지면 방향에 대하여 수직 아래 방향으로 연결된 수직 레일부와 상기 수직 레일부를 따라 이동하는 수직 이동부를 포함하는 수직 이동 모듈(655), 상기 수직 이동부에 상기 지면 방향에 대하여 수평 방향으로 그리고 상기 제1 수평 이동 모듈(653)에 대하여 수직 방향으로 배치된 제2 수평 레일부와 이를 따라 이동하며 상기 센서 유닛이 장착된 제2 수평 이동부를 포함하는 제2 수평 이동 모듈(651)을 포함할 수 있다.

그에 따라, 상기 제2 이동부(650)는 상기 센서 유닛(10)을 대상 식물을 중심으로 회전, x축, y축 및 z축 이동시킬 수 있으며, 4 자유도를 갖고 센서 유닛(10)을 이동시킬 수 있다. 이러한 방식 이외에도 다양한 방식으로 센서 유닛(10)을 이동시킬 수 있음은 물론이다.

이하 구체적으로 식물 자동화 분석 장치의 구체적인 사용 예들에 대하여 알아보기로 하자.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 유닛의 측정 상태를 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 자동화 분석 장치는 대상 식물(X)에 대하여 센서 유닛(10)이 기 설정된 간격과 방향을 유지하게 하는 센서 이동 유닛(60)을 포함한다.

센서 이동 유닛(60)은 센서 유닛(10)을 대상 식물(X)을 중심으로 회전시키거나, 상기 대상 식물(X)이 식물 이동 유닛(40)에 의하여 회전하거나 이동하도록 형성될 수 있다. 그에 따라, 센서 유닛(10)의 이미지 센서는 대상 식물(X)의 회전 이미지, 즉 대상 식물(X)을 중심으로 한 360도 방향에서의 이미지들을 획득할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 대상 식물의 3차원 이미지(a, b, c, d)들을 나타내는 사진들이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 적외선 카메라를 통하여 회전 이미지를 측정하여 대상 식물(X)의 각 지점에서의 높이들을 측정하는 모델링 과정을 통하여 (a), (b), (c) 및 (d)의 이미지를 순차적으로 도출하여, 최종적으로 실제 대상 식물(X)과 동일한 3차원 이미지(P1)를 생성할 수 있다.

도 6의 경우 적외선 카메라를 통하여 각 지점에서의 깊이(Depth)를 계산하는 3차원 이미지 모델링 방법을 사용하였으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며 다양한 방식의 모델링 방법이 이에 적용될 수 있다.

최종 3차원 이미지(P1)를 통하여 식물의 키, 줄기 또는 잎의 모양, 개수 등을 분석할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 대상 식물의 픽셀 이미지들을 나타내는 사진들이다.

특히, 잎의 픽셀 정보(P2)를 통하여 식물의 색상을 정확하게 분석할 수 있다. 사람이 주관적으로 잎의 색상을 분석하는 경우 사람마다 색상에 대한 정보를 다르게 분류할 수 있으나, 이미지의 픽셀 정보를 사용함으로써 식물의 색상을 객관적으로 정확하게 분석할 수 있다.

그에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따르면 이미지 센서를 사용하여 줄기 또는 잎 등 식물의 형상을 자동 분할하여 분석할 수 있으며, 줄기 또는 잎의 길이 및 넓이를 측정하거나 잎의 표면 색상 및 텍스처를 객관적으로 분석할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 대상 식물에서 시간에 따른 가스 방출량들을 나타내는 그래프이다.

도 8을 참조하면, 화학 센서(120)에서 대상 식물에 대하여 측정한 시간에 따른 방출량을 나타내는 그래프이다. 도 8의 그래프는 화학 센서(120)에서 8가지 물질(① ~ ⑧)들의 시간에 따른 방출량을 나타낸다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 대상 식물의 방출 가스 패턴에 대한 패턴 정보가 미리 데이터베이스(70)에 저장될 수 있다. 그에 따라 가스 정보 획득 모듈(240)에서 측정된 방출 가스의 양 또는 속도에 대하여 가스 발생 패턴 정보 획득 모듈(250)에서 가스 발생 패턴 정보를 획득하여, 데이터베이스(70)에 기록된 대상 식물의 가스 발생 패턴 정보와 비교하여 대상 식물의 상태를 분석할 수 있다.

도 8의 그래프에서는 휘발성 유기화합물들 8가지의 각각의 방출량을 확인하였다. R1시점에서 가스 방출 속도가 이전에 구간에 비하여 급격하게 증가하는 패턴을 나타내며, 이를 기존의 정보와 비교하면 R1시점에 대상 식물이 상처를 입은 것을 확인할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 시간에 따른 대상 식물에 대한 스펙트럼을 분석한 그래프들이다.

도 9의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따라서 광학 센서(130)에 의해서 방출된 빛의 스펙트럼(검은색 실선)과 식물에 의해 반사되는 빛의 스펙트럼(파랑색 실선)을 나타내는 그래프이다. 도 9의 실시예의 경우 광대역 광원을 사용하여 대상 식물에 조사하였으며, 분광기를 통하여 식물로부터 반사된 빛의 스펙트럼을 분석하였다.

도 9의 (b)는 도 9의 (a)에서 방출된 빛의 스펙트럼에 대해 반사된 빛의 스펙트럼의 차를 이용하여 식물이 흡수한 스펙트럼을 나타내는 그래프이다. 식물이 흡수하는 스펙트럼의 피크를 분석함으로써 식물에 포함된 유효 물질 및 그 함량을 확인할 수 있다.

도 9의 (c)는 대상 식물의 파장에 대한 반사율을 나타내는 그래프이며, 그래프들(ⓐ ~ ⓔ)은 순차적으로 시간이 경과함에 따른 반사율을 나타내는 것이다. 방출된 빛에 대한 반사된 빛의 양을 계산함으로써 파장에 대한 반사율을 도출할 수 있다.

한편, 식물의 반사율은 식물의 수분 함량이 많을수록 낮은 반사율을 갖는다. 그리고 식물은 죽고 시간이 경과함에 따라 수분 함량이 적어진다. 따라서 식물은 죽고 시간이 경함에 따라 반사율이 높아지게 된다.

결국 도 9의 (c)를 참조하면, 그래프들(ⓐ ~ ⓔ)은 시간이 지남에 따라 반사율이 증가하는 것을 알 수 있으며, ⓐ 시점 또는 그 이전에 식물이 죽어 시간이 점차적으로 경과하고 있음을 확인할 수 있다.

따라서 본 발명의 일 실시예에 따라서 광학 센서를 이용하여, 스펙트럼을 비교하여 대상 식물에 포함된 유효 물질의 성분을 도출할 수 있다. 식물은 특정 상황에서 특정한 유효 물질의 함량이 증가하게 되므로, 식물을 훼손시키지 않고 광학 센서를 사용함으로써 비파괴 적으로 식물을 분석하여 식물이 상처를 입었는지 또는 식물이 병충해에 감염되었는지 또는 식물이 말라가고 있는 지를 확인할 수 있다. 또한, 식물에 사용된 농약 또는 잔류 농약과 같이 원하는 유효 물질의 성분을 식물에 얼마만큼 남아있는 지를 대상 식물을 훼손시키지 않고 분석해 낼 수 있다.

뿐만 아니라, 광학 센서의 반사율을 통하여 식물이 어느 시점에 죽었고 얼마만큼이 시간이 경과하였는지를 분석해 낼 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 상태 자동화 분석 방법을 나타내는 순서도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 식물 상태 자동화 분석 방법은, 대상 식물의 이미지를 측정하기 위한 이미지 센서, 상기 대상 식물이 방출하는 가스를 감지하기 위한 화학 센서 및 상기 대상 식물이 방출하는 파장을 감지하기 위한 광학 센서로 구성된 센서 유닛과, 상기 센서 유닛을 상기 대상 식물에 대하여 기 설정된 방향과 거리에 이동시키는 센서 이동 유닛을 포함하는 식물 상태 자동화 분석 장치를 마련하여(S1), 상기 대상 식물들의 식물 상태를 감지하는 단계(S2) 및 상기 센서 유닛에서 감지된 이미지, 방출 가스 및 방출 파장을 이용하여 식물의 내적 상태와 외적 상태를 분석하여 식물 정보를 분석하는 단계(S3)를 포함한다.

상기 식물 정보를 분석하는 단계(S3)는 식물 정보를 분석함으로써 종료(S4)될 수도 있고, 도면에 도시하지는 않았으나 이러한 식물 정보들에 기초하여 환경 조절 유닛을 제어하거나, 또는 우량 개체 또는 관심 개체 선발 등의 단계들을 거칠 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예에 따르면 재배 환경 정보와 식물 특성 및 표현체 정보를 저장하여 분석하여, 식물 정보를 도출 및 분석할 수 있으며, 다양한 분야에 사용될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 다양한 식물 유전자원 집단 내에 각각의 개체들의 특성을 자동적으로 분석할 수 있으며, 작물 품종 육성을 위해 집단 내에 우량 개체를 선발하기 위한 객관적이고 다양한 식물 정보들을 제공할 수 있다. 또한, 식물 유전자 변형 또는 인위적 돌연변이 집단 내에서 각각의 개체의 특성 또는 표현체 정보를 파악하여 특정 관심 변이체를 선발 및 분석할 수 있다.

그리고 본 발명의 다양한 실시예에 따른 식물 자동화 분석 장치를 사용하여 대량의 식물들의 특성 및 표현체 정보의 통계 분석 및 저장을 할 수 있으며, 식물의 성장을 예측할 수 있는 식물 성장 예측 분석 프로그램, 식물 병충해 및 손상 진단 프로그램, 작물 품종 육성 프로그램, 및 색소 물질 또는 잔류 농약 분석 장치로서 사용될 수 있다.

즉, 식물의 내적 상태와 외적 상태에 기초한 특성 및 표현체 분석을 통하여, 유용 식물 자원 선발 및 우량 작물 품종 개발 등 다양한 분석, 선발 및 예측 분야에 적용될 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 경우 식물을 최소한으로 이동시킬 수 있으며, 식물을 이동시키는 방식이 아닌 센서를 이동시켜 식물에 대한 정보를 획득하므로 화분에 식물을 배양할 필요가 없으며, 식물에 스트레스를 가하지 않을 수 있다. 또한, 식물을 훼손시키지 않고 유효 성분을 도출할 수 있고, 식물의 방출 가스에 기초하여 내적 상태 정보를 도출하므로 식물에 가하는 스트레스를 최소화하여 보다 객관적이고 신뢰도 높은 분석 결과를 도출할 수 있다.

10: 센서 유닛
20: 식물 상태 분석 유닛
30: 제어 유닛
40: 식물 이동 유닛
50: 환경 조절 유닛
60: 센서 이동 유닛
70: 데이터베이스

Claims (16)

1. 식물 상태 자동화 분석 장치로서,
   대상 식물의 이미지를 측정하기 위한 이미지 센서, 상기 대상 식물이 방출하는 가스를 감지하기 위한 화학 센서 및 상기 대상 식물이 방출하는 파장을 감지하기 위한 광학 센서로 구성된 센서 유닛;
   상기 센서 유닛을 상기 대상 식물에 대하여 기 설정된 방향과 거리에 이동시키는 센서 이동 유닛;
   상기 대상 식물을 이동시키는 식물 이동 유닛; 및
   상기 센서 유닛에서 감지된 이미지, 방출 가스 및 방출 파장을 이용하여 식물의 내적 상태와 외적 상태를 분석하는 식물 상태 분석 유닛을 포함하며,
   상기 이미지 센서는, 상기 센서 이동 유닛이 상기 대상 식물을 중심으로 상기 센서 유닛을 회전시키거나, 상기 식물 이동 유닛이 상기 대상 식물을 회전시켜 상기 대상 식물을 중심으로 360도 방향에서의 상기 대상 식물의 이미지들을 측정하는 것을 특징으로 하는 식물 상태 자동화 분석 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 대상 식물의 재배 환경을 조절하는 환경 조절 유닛; 및
   상기 식물 상태 분석 유닛에 연결되어, 상기 대상 식물에 대한 식물 정보에 기초하여 상기 환경 조절 유닛과 상기 식물 이동 유닛을 제어하는 제어 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식물 상태 자동화 분석 장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 환경 조절 유닛은,
   광원 조절 모듈, 온도 조절 모듈, 습도 조절 모듈, 대기 조절 모듈 및 토양 조절 모듈로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 식물 상태 자동화 분석 장치.
   
4. 삭제
5. 식물 상태 자동화 분석 장치로서,
   대상 식물의 이미지를 측정하기 위한 이미지 센서, 상기 대상 식물이 방출하는 가스를 감지하기 위한 화학 센서 및 상기 대상 식물이 방출하는 파장을 감지하기 위한 광학 센서로 구성된 센서 유닛;
   상기 센서 유닛을 상기 대상 식물에 대하여 기 설정된 방향과 거리에 이동시키는 센서 이동 유닛; 및
   상기 센서 유닛에서 감지된 이미지, 방출 가스 및 방출 파장을 이용하여 식물의 내적 상태와 외적 상태를 분석하는 식물 상태 분석 유닛을 포함하며,
   상기 식물 상태 분석 유닛은, 상기 이미지 센서로부터 상기 대상 식물의 회전 이미지를 획득하는 이미지 획득 모듈, 상기 회전 이미지로부터 3차원 이미지를 생성하는 3차원 이미지 생성 모듈, 및 상기 3차원 이미지로부터 상기 대상 식물의 외적 상태를 분석하는 외적 상태 분석 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 식물 상태 자동화 분석 장치.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 외적 상태 분석 모듈을 통하여 상기 대상 식물의 키, 잎 또는 줄기의 수, 면적, 부피, 길이, 무게, 색깔 및 모양으로 구성된 군 중에서 선택된 하나 이상의 정보를 분석하는 것을 특징으로 하는 식물 상태 자동화 분석 장치.
   
7. 식물 상태 자동화 분석 장치로서,
   대상 식물의 이미지를 측정하기 위한 이미지 센서, 상기 대상 식물이 방출하는 가스를 감지하기 위한 화학 센서 및 상기 대상 식물이 방출하는 파장을 감지하기 위한 광학 센서로 구성된 센서 유닛;
   상기 센서 유닛을 상기 대상 식물에 대하여 기 설정된 방향과 거리에 이동시키는 센서 이동 유닛; 및
   상기 센서 유닛에서 감지된 이미지, 방출 가스 및 방출 파장을 이용하여 식물의 내적 상태와 외적 상태를 분석하는 식물 상태 분석 유닛을 포함하며,
   상기 식물 상태 분석 유닛은, 상기 화학 센서로부터 상기 대상 식물이 방출하는 가스들에 대한 정보를 획득하는 가스 정보 획득 모듈, 상기 가스 정보 획득 모듈로부터 상기 대상 식물이 방출하는 가스 발생 패턴 정보를 획득하는 패턴 정보 획득 모듈, 및 상기 가스 발생 패턴 정보로부터 상기 대상 식물의 내적 상태를 분석하는 내적 상태 분석 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 식물 상태 자동화 분석 장치.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 화학 센서는 휘발성 유기화합물의 방출을 감지하는 것을 특징으로 하는 식물 상태 자동화 분석 장치.
   
9. 식물 상태 자동화 분석 장치로서,
   대상 식물의 이미지를 측정하기 위한 이미지 센서, 상기 대상 식물이 방출하는 가스를 감지하기 위한 화학 센서 및 상기 대상 식물이 방출하는 파장을 감지하기 위한 광학 센서로 구성된 센서 유닛;
   상기 센서 유닛을 상기 대상 식물에 대하여 기 설정된 방향과 거리에 이동시키는 센서 이동 유닛; 및
   상기 센서 유닛에서 감지된 이미지, 방출 가스 및 방출 파장을 이용하여 식물의 내적 상태와 외적 상태를 분석하는 식물 상태 분석 유닛을 포함하며,
   상기 식물 상태 분석 유닛은, 상기 광학 센서로부터 상기 대상 식물이 방출하는 파장 정보를 획득하는 파장 정보 획득 모듈, 상기 파장 정보에 기초하여, 상기 대상 식물이 포함하는 유효 성분에 대한 정보를 획득하는 유효 성분 정보 획득 모듈, 및 상기 유효 성분에 대한 정보에 기초하여 상기 대상 식물의 내적 상태를 분석하는 내적 상태 분석 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 식물 상태 자동화 분석 장치.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 유효 성분 정보 획득 모듈은, 상기 식물이 방출하는 파장의 스펙트럼 또는 반사율 분석을 통하여 상기 대상 식물이 함유하는 유효 성분들 또는 수분 함량을 측정하는 것을 특징으로 하는 식물 상태 자동화 분석 장치.
    
11. 제 7 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 내적 상태 분석 모듈은 상기 대상 식물의 상처, 병충해, 죽음 및 건조 상태 중 하나 이상의 상태로 분석하는 것을 특징으로 하는 식물 상태 자동화 분석 장치.
    
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 대상 식물의 상태 정보를 저장하고, 다른 식물들에 대한 상태 정보들을 제공하는 데이터베이스가 상기 식물 상태 분석 유닛에 연결되는 것을 특징으로 하는 식물 상태 자동화 분석 장치.
    
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서 이동 유닛은,
    상기 대상 식물을 내부에 포함하도록 배치되는 골조 프레임; 및
    상기 골조 프레임에 대하여 상기 센서 유닛을 기 설정된 위치에 배치하는 제1 이동부와 상기 기 설정된 위치에서 상기 센서 유닛을 이동시킬 수 있는 제2 이동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물 상태 자동화 분석 장치.
    
14. 식물 상태 자동화 분석 장치로서,
    대상 식물의 이미지를 측정하기 위한 이미지 센서, 상기 대상 식물이 방출하는 가스를 감지하기 위한 화학 센서 및 상기 대상 식물이 방출하는 파장을 감지하기 위한 광학 센서로 구성된 센서 유닛;
    상기 센서 유닛을 상기 대상 식물에 대하여 기 설정된 방향과 거리에 이동시키는 센서 이동 유닛; 및
    상기 센서 유닛에서 감지된 이미지, 방출 가스 및 방출 파장을 이용하여 식물의 내적 상태와 외적 상태를 분석하는 식물 상태 분석 유닛을 포함하며,
    상기 센서 이동 유닛은, 상기 대상 식물을 내부에 포함하도록 배치되는 골조 프레임, 및 상기 골조 프레임에 대하여 상기 센서 유닛을 기 설정된 위치에 배치하는 제1 이동부와 상기 기 설정된 위치에서 상기 센서 유닛을 이동시킬 수 있는 제2 이동부를 포함하고,
    상기 제1 이동부는, 지면에 대하여 수평 방향으로 평행하게 배치되어, 상기 골조 프레임을 따라서 상기 지면에 대하여 수직 방향으로 이동하는 한 쌍의 프레임을 포함하는 제1 이동 프레임, 상기 한 쌍의 프레임 위에 양측 단부가 걸쳐지도록 배치되어 상기 제1 이동 프레임의 배치 방향에 대하여 수직 방향으로 이동하는 제2 이동 프레임, 및 상기 제2 이동 프레임 위에 배치되어 이를 따라 이동하는 제3 이동 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 식물 상태 자동화 분석 장치.
    
15. 식물 상태 자동화 분석 장치로서,
    대상 식물의 이미지를 측정하기 위한 이미지 센서, 상기 대상 식물이 방출하는 가스를 감지하기 위한 화학 센서 및 상기 대상 식물이 방출하는 파장을 감지하기 위한 광학 센서로 구성된 센서 유닛;
    상기 센서 유닛을 상기 대상 식물에 대하여 기 설정된 방향과 거리에 이동시키는 센서 이동 유닛; 및
    상기 센서 유닛에서 감지된 이미지, 방출 가스 및 방출 파장을 이용하여 식물의 내적 상태와 외적 상태를 분석하는 식물 상태 분석 유닛을 포함하며,
    상기 센서 이동 유닛은, 상기 대상 식물을 내부에 포함하도록 배치되는 골조 프레임, 및 상기 골조 프레임에 대하여 상기 센서 유닛을 기 설정된 위치에 배치하는 제1 이동부와 상기 기 설정된 위치에서 상기 센서 유닛을 이동시킬 수 있는 제2 이동부를 포함하고,
    상기 제2 이동부는,
    상기 제1 이동부에 지면 방향으로 연결된 회전축을 포함하며, 상기 회전축을 중심으로 회전하는 회전 모듈;
    상기 회전축에 상기 지면 방향에 대하여 수평 방향으로 연결된 제1 수평 레일부와 상기 제1 수평 레일부를 따라 이동하는 제1 수평 이동부를 포함하는 제1 수평 이동 모듈;
    상기 제1 수평 이동부에 상기 지면 방향에 대하여 수직 아래 방향으로 연결된 수직 레일부와 상기 수직 레일부를 따라 이동하는 수직 이동부를 포함하는 수직 이동 모듈;
    상기 수직 이동부에 상기 지면 방향에 대하여 수평 방향으로 그리고 상기 제1 수평 이동 모듈에 대하여 수직 방향으로 배치된 제2 수평 레일부와 이를 따라 이동하며 상기 센서 유닛이 장착된 제2 수평 이동부를 포함하는 제2 수평 이동 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 식물 상태 자동화 분석 장치.
    
16. 식물 상태를 분석하는 식물 분석 방법으로서,
    대상 식물의 이미지를 측정하기 위한 이미지 센서, 상기 대상 식물이 방출하는 가스를 감지하기 위한 화학 센서 및 상기 대상 식물이 방출하는 파장을 감지하기 위한 광학 센서로 구성된 센서 유닛과, 상기 센서 유닛을 상기 대상 식물에 대하여 기 설정된 방향과 거리에 이동시키는 센서 이동 유닛과, 상기 대상 식물을 이동시키는 식물 이동 유닛을 포함하는 식물 상태 자동화 분석 장치를 통하여 상기 대상 식물들의 식물 상태를 감지하는 단계; 및
    상기 센서 유닛에서 감지된 이미지, 방출 가스 및 방출 파장을 이용하여 식물의 내적 상태와 외적 상태를 분석하여 식물 정보를 분석하는 단계를 포함하며,
    상기 이미지 센서는 상기 센서 이동 유닛이 상기 대상 식물을 중심으로 상기 센서 유닛을 회전시키거나, 상기 식물 이동 유닛이 상기 대상 식물을 회전시켜 상기 대상 식물을 중심으로 360도 ?향에서의 상기 대상 식물의 이미지들을 측정하는 것을 특징으로 하는 식물 분석 방법.

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