KR102168641B1 - 가축 농가의 축사 관리 시스템 및 축사 관리 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 딥러닝 방식으로 축사 상태 및 가축의 건강 상태를 모니터링 하는 가축 농가의 축사 관리 시스템 및 축사 관리 방법에 관한 것으로, 축사에 설치되는 적어도 하나 이상의 CCTV 카메라로부터 축사 촬영 데이터를 획득하는 데이터 획득부, 상기 데이터 획득부로부터 시간대별 축사 촬영 데이터를 전달받아 축사 촬영 데이터에 포함되는 가축의 3D모델로 가축의 외관 상태를 생성하는 가축 이미지 분석부 및 상기 가축 이미지 분석부에서 생성된 가축의 외관상태에 기반하여 딥러닝 기술에 기초하여 가축의 건강상태를 파악하는 건강상태 파악부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가축 농가의 축사 관리 시스템에 의해 돼지를 비롯하여 가축의 성장 단계별 적정 체온을 유지하기 위해 축사의 온/습도 파악 및 조절을 용이하게 할 수 있도록 하여 가축의 성장 단계별 맞춤 환경의 제공 및 관리가 가능한 가축 농가의 축사 관리 시스템 및 축사 관리 방법을 제공할 수 있다는 효과가 도출된다.
Description
본 발명은 가축 농가의 축사 관리 시스템 및 축사 관리 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 딥러닝 방식으로 축사 상태 및 가축의 건강 상태를 모니터링하는 가축 농가의 축사 관리 시스템 및 축사 관리 방법에 관한 것이다.
축사에서 사육되는 대표 가축인 돼지의 경우에 그 생산성을 향상시키려는 노력은 양돈 산업 관련 종사자들에 의해 꾸준히 진행되어왔다. 그 결과 돼지의 체형은 산자수를 많게 하고, 살코기의 축적을 빠르게 증가시킬 수 있는 방향으로 개량되어 왔다.
이렇게 개량된 돼지의 능력을 최대한으로 나타나게 하기 위해서는 돼지의 생리에 적합한 사육 환경과 영양소의 공급을 가로막는 스트레스를 최소화할 수 있는 환경을 제공해줘야 한다.
일반적으로 돼지를 비롯한 가축들의 생산성에 영향을 미치는 요소는 크게 환경적 요인과 영양적 요인으로 분류될 수 있다.
우리나라는 사계절이 뚜렷한 기우 특성으로 인해 생산성 향상을 위해서는 가축의 성장 단계별로 적절한 사양 관리가 요구된다. 특히 일교차가 심한 환절기에는 어린 자돈의 설사와 호흡기 질병을 발생시키는 원인이 되므로 가축(돼지)이 가지는 능력을 최대한 나타나게 하기 위해서는 최적의 사육 환경의 조성이 필요하다.
사계절이 뚜렷한 우리나라의 기후는 양돈업에 불리한 조건으로 작용한다. 특히 가을철은 추워지기 시작할 뿐 아니라 일간 기온차가 심하기 때문에 사육환경이 좋지 않다. 이런 조건에서 돼지의 생산성을 향상시키기 위해서는 쾌적한 온도, 습도와 환기 등 사육환경을 제공하여 스트레스를 줄여줄 필요가 있다.
한편, 최근 광우병, 구제역, 조류 독감 등 축산 농가에서 사육하는 가축을 대상으로 하는 질병이 확산되고 있다. 광우병, 구제역, 조류 독감과 같은 가축 질병은 가축의 치사율 및 전염율이 매우 높은 반면, 그 치료법 발견되지 않아 대부분 살처분을 통해 문제를 해결하고 있다. 이러한 가축 질병들은 사람에게 전염될 가능성이 제기되어 더 큰 문제가 되고 있다.
특히, 광우병, 구제역, 조류 독감과 같은 가축 질병들은 전 세계적으로 우리 나라에 집중적으로 발생하고 있는데, 경제협력개발기구(OECD)는 가축질병의 주요 원인으로 좁은 면적에서 집약적으로 가축을 키우는 공장식 축산을 지목하고 있다. 그러나 농지가 부족한 우리나라 현황에서 공장식 축산 방식을 당장 벗어나는 것은 어려운실정이다.
따라서 사육 밀도 조절이나 면역 증강제 활용과 같은 다양한 방법으로 폐사율을 최소화하기 위한 노력과 함께 전염성 질병을 차단할 수 있는 차단 방역의 실시와 적절한 백신 접종을 실행하는 노력이 절실히 요구된다.
현재 국내에서 이용되는 스마트 축사 시스템은 단순히 시설의 자동화나 환경 모니터링을 통한 원격 제어, 환경 제어를 실시하고 있는 수준에 그치고 있다.
따라서 실시간으로 원격에서 축사, 가축의 상태를 농가와 외부 전문가가 같이 24시간 모니터링하며 상황에 따라서 특정 가축의 질병의 상태를 축사에서 직접 보듯이 살펴보는 가상(3D, CCTV)의 원격서비스가 필요하다.
본 발명은 이 같은 기술적 배경에서 도출된 것으로, 돼지를 비롯하여 가축의 성장 단계별 적정 체온을 유지하기 위해 축사의 온/습도 파악 및 조절을 용이하게 할 수 있도록 하여 가축의 성장 단계별 맞춤 환경의 제공 및 관리가 가능한 가축 농가의 축사 관리 시스템 및 축사 관리 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한 축사에서 가축을 사육하는 농가의 생산성을 향상시킬 수 있는 가축 농가의 축사 관리 시스템 및 축사 관리 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
뿐만 아니라 가축의 체온 정보를 파악하고, 가축의 3차원 모델(3D Model)을 생성하여 확대, 축소, 회전을 통해 피부색의 변화 및 이상 부위를 신속하고 정확하게 파악함으로써 감염병 별 발병 시기에 따른 조기 경보가 가능하여 그 피해를 최소화할 수 있는 가축 농가의 축사 관리 시스템 및 축사 관리 방법을 제공하고자 한다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명은 다음과 같은 구성을 포함한다.
즉 본 발명의 일 실시예에 따른 가축 농가의 축사 관리 시스템은 축사에 설치되는 적어도 하나 이상의 CCTV 카메라로부터 축사 촬영 데이터를 획득하는 데이터 획득부, 상기 데이터 획득부로부터 시간대별 축사 촬영 데이터를 전달받아 축사 촬영 데이터에 포함되는 가축의 3D모델로 가축의 외관 상태를 생성하는 가축 이미지 분석부 및 상기 가축 이미지 분석부에서 생성된 가축의 외관상태에 기반하여 딥러닝 기술에 기초하여 가축의 건강상태를 파악하는 건강상태 파악부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 가축 농가의 축사 관리 시스템에서 수행되는 가축 농가의 축사 관리 방법에 있어서, 데이터 획득부가 축사에 설치되는 적어도 하나 이상의 CCTV 카메라로부터 축사 촬영 데이터를 획득하는 단계, 가축 이미지 분석부가 상기 데이터 획득부로부터 시간대별 축사 촬영 데이터를 전달받아 축사 촬영 데이터에 포함되는 가축의 3D모델로 가축의 외관 상태를 생성하는 단계 및 가축 건강 상태 파악부가 상기 생성된 가축의 외관상태에 기반하여 딥러닝 기술에 기초하여 가축의 건강상태를 파악하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 돼지를 비롯하여 가축의 성장 단계별 적정 체온을 유지하기 위해 축사의 온/습도 파악 및 조절을 용이하게 할 수 있도록 하여 가축의 성장 단계별 맞춤 환경의 제공 및 관리가 가능한 가축 농가의 축사 관리 시스템 및 축사 관리 방법을 제공할 수 있다는 효과가 도출된다.
또한 축사에서 가축을 사육하는 농가의 생산성을 향상시킬 수 있는 가축 농가의 축사 관리 시스템 및 축사 관리 방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.
뿐만 아니라 가축의 체온 정보를 파악하고, 가축의 3차원 모델(3D Model)을 생성하여 확대, 축소, 회전을 통해 피부색의 변화 및 이상 부위를 신속하고 정확하게 파악함으로써 감염병 별 발병 시기에 따른 조기 경보가 가능하여 그 피해를 최소화할 수 있는 가축 농가의 축사 관리 시스템 및 축사 관리 방법을 제공할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 가축 농가의 축사 관리 시스템의 구성을 도시한 블록도,
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 가축 이미지 분석부에서 생성된 가축의 외관 상태의 3D모델을 시간대별로 표시한 예시도,
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 가축 농가의 축사 관리 시스템의 가축의 건강상태를 파악하는 기능을 설명하기 위한 예시도,
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 가축 농가의 축사 관리 시스템의 가축 3D모델의 전용뷰어 기능을 설명하기 위한 예시도,
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 가축 소리 파악부에서 가축 소리를 파악하는 과정을 설명하기 위한 예시도,
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 가축 농가의 축사 관리 방법의 흐름도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 가축 이미지 분석부에서 생성된 가축의 외관 상태의 3D모델을 시간대별로 표시한 예시도,
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 가축 농가의 축사 관리 시스템의 가축의 건강상태를 파악하는 기능을 설명하기 위한 예시도,
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 가축 농가의 축사 관리 시스템의 가축 3D모델의 전용뷰어 기능을 설명하기 위한 예시도,
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 가축 소리 파악부에서 가축 소리를 파악하는 과정을 설명하기 위한 예시도,
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 가축 농가의 축사 관리 방법의 흐름도이다.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 가축 농가의 축사 관리 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
도 1 에서와 같이 일 실시예에 따른 가축 농가의 축사 관리 시스템(10)은 데이터 획득부(110), 가축 이미지 분석부(120), 건강 상태 파악부(130), 가축 소리 파악부(140), 움직임 파악부(150), 축사 상태 관리부(160) 및 저장부(170)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가축 농가의 축사 관리 시스템(10)은 축사 내 사육되는 가축의 체온 조절을 위해 성장 단계별로 자동으로 축사의 온도를 세팅하는 것이 가능하다.
또한 축사의 온도/습도 현황을 축사의 3차원 히트맵을 통해 육안으로 편리하게 확인하는 것이 가능하다.
나아가 딥러닝 분석을 통해 가축의 체온이 정상 범위의 임계치에서 벗어나는 경우에 실시간으로 감지하는 것이 가능하다. 또한 가축의 3차원 모델 객체로 생성하여 전용 뷰어를 통해 제공함으로써 가축의 외관 즉 피부 이상 변화 또는 출혈이 발생한 경우에 이를 확대, 축소, 회전을 통해 원격지에서도 정확하고 신속하게 확인하여 대처하는 것이 가능하다.
일 실시예에 따른 가축 농가의 축사 관리 시스템(10)의 데이터 획득부(110)는 축사에 설치되는 적어도 하나 이상의 CCTV 카메라(20a, 20b, 20c..)로부터 축사 촬영 데이터를 획득한다. 일 실시예에 있어서 데이터 획득부(110)는 CCTV카메라(20a, 20b, 20c..)로부터 근거리 무선 통신 또는 다양한 유무선 통신방식으로 축사 촬영 데이터를 획득할 수 있다.
가축 이미지 분석부(120)는 데이터 획득부(110)로부터 시간대별 축사 촬영 데이터를 전달받아 축사 촬영 데이터에 포함되는 가축의 3D모델로 가축의 외관 상태를 생성한다. 이때 시간대별 축사 촬영 데이터를 전달받는 것은 축사 관리자에 의해 설정된 주기마다 전달받는 것으로 구현될 수 있다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 가축 이미지 분석부에서 생성된 가축의 외관 상태의 3D모델을 시간대별로 표시한 예시도이다.
도 2 에서와 같이 (a), (b), (c), (d) 방향으로 시간의 흐름에 따라 동일한 부위의 비교가 가능하도록 방향, 위치가 동일하게 3D모델 형태로 제공할 수 있다.
예를 들어 출혈증상이 10%에서 80%로 시간대별로 증가하는 상태가 되면 3D모델 형태를 통해 확인 가능하다. 가축 이미지 분석부(120)는 가축 몸체에서 외상의 상태가 실시간 변화되는 부위가 감지되는 경우에 변화되는 부위를 추출하여 따로 표시해주는 것도 가능하다.
이때 각 이미지 (a), (b), (c), (d)간의 시간 간격은 사용자에 의해 적절하게 세팅될 수 있다. 예를 들어 가축 이미지 분석부(120)는 12시간 간격, 또는 24시간 간격으로 동일한 방향에서 동일한 부위의 확인이 가능하도록 3D모델을 생성하여 제공할 수 있다.
나아가 가축 이미지 분석부(120)는 시간대별로 변화된 3D 모델을 다수의 이미지 객체로 제공할 수도 있고, 이를 시간의 흐름에 따라 3차원 모델(3D 모델)이 포함된 동영상 형태로 제공할 수도 있다. 즉 외상의 상태 변화를 실시간으로 변화되는 형태로 표현하여 제공하는 것이 가능하다.
건강 상태 파악부(130)는 가축 이미지 분석부(120)에서 생성된 가축의 외관상태에 기반하여 딥러닝 기술에 기초하여 가축의 건강상태를 파악한다.
도 2 에서와 같이 시간의 흐름에 따라 주기적으로 촬영된 가축의 외관상태 변화를 비교하여 특정 부위에 색 변화가 나타날 경우 피부의 괴사 또는 출혈이 발생한 상태임을 파악할 수 있다.
추가적으로 건강 상태 파악부(130)는 가축의 체온상태를 더 체크할 수 있다. 또한 후술할 축사 상태 관리부(160)에서 감지되는 축사 상태에 따른 주변 온도를 더 반영하여 체온의 변화를 파악하는 것도 가능하다. 이에 따라 축사 관리자는 일일이 가축의 발열 상태를 체크하지 않더라도 가축의 발열 여부를 신속, 정확하게 파악할 수 있다.
또한 건강 상태 파악부(130)는 가축의 심박수를 더 파악하여 건강 상태를 체크하는데 이용할 수도 있다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 가축 농가의 축사 관리 시스템의 가축의 건강상태를 파악하는 기능을 설명하기 위한 예시도이다.
CCTV 카메라들(20a, 20b, 20c...)은 실시간으로 축사 내부 촬영 영상을 데이터 획득부(110)로 스트림할 수 있다(310). 일 실시예에 있어서 CCTV 카메라들(20a, 20b, 20c...)은 축사 내 공간을 모두 촬영 가능하고, 축사 내의 가축들을 다각도에서 촬영 가능한 위치에 설치됨이 바람직하다.
즉, 데이터 획득부(110)는 CCTV 카메라들(20a, 20b, 20c...)로부터 실시간으로 다각도, 여러 방향에서 찍은 축사 촬영 데이터를 획득한다.
그리고 가축 이미지 분석부(120)는 데이터 획득부(110)로부터 획득한 여러 방향에서 찍은 축사 촬영 데이터를 연결해서 시간대별로 하나의 텍스쳐(껍데기 이미지)를 생성한다(320).
그리고 Mesh 합성 과정을 거쳐 시간대별로 생성된 하나의 텍스쳐(껍데기 이미지)를 축사 내 가축의 3D Model에 입힌다. 이에 따라 축사 내 가축의 3D 모델이 객체 형식으로(OBJ format) 생성될 수 있다.
일 실시예에 있어서 건강 상태 파악부(130)는 축사 관리 시스템(10)의 가축 3D모델의 전용뷰어를 이용하여 객체 형식으로(OBJ format) 생성된 축사 내 가축의 3D 모델을 불러오기 실행시킬 수 있다. 그리고 가축의 3D모델의 회전 및 특정 부위 확대에 대한 조작을 보다 용이하게 수행할 수 있도록 편리한 사용자 인터페이스를 제공한다.
한편, 건강 상태 파악부(130)는 저장부(170)에 저장된 이미지 빅데이터에 근거하여 딥러닝을 통해 가축의 3D모델에 따른 가축의 건강 상태를 파악(340)할 수 있다.
또한 건강 상태 파악부(130)는 CCTV 카메라들(20a, 20b, 20c...)로부터 실시간으로 다각도, 여러 방향에서 찍은 축사 촬영 데이터에 포함되는 가축의 먹이통의 먹이 변화를 통해 가축의 식욕부진 여부를 더 확인할 수도 있다.
건강 상태 파악부(130)는 가축의 건강 상태를 파악하여 체온 변화가 감지되거나, 피부색의 변화가 기준치 이상으로 일어나거나, 출혈량이 증가하거나, 식욕부진이 판단될 경우에 축사 관리자 단말로 통보하거나, 기설정된 수의사나 기관에게 통보하도록 구현된다.
따라서 가축의 발열 상태에 대한 즉각적인 체크가 가능하여 가축의 감염병 발병시기에 조기 경보 시스템으로 활용될 수도 있다.
저장부(170)에 저장되는 빅데이터는 센서 데이터와, 축사 내의 가축의 정상 상태를 판단하기에 기준이 될 만한 다수의 이미지들을 포함한다. 또한 저장부(170)는 지역별, 축사별 가축의 상태, 가축의 종류별 정상 상태를 판단하기 위한 기본 이미지 정보를 포함하여 저장한다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 가축 농가의 축사 관리 시스템의 가축 3D모델의 전용뷰어 기능을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4 에서와 같이 가축 농가의 축사 관리 시스템(10)의 가축 3D모델의 전용뷰어는 생성된 가축의 3D 모델 객체에 대해 줌인 아웃, 전후 좌우 전환, 360˚ 회전 기능을 제공하여 관리자가 원하는 방향에서 원하는 부위를 선택하여 확대함으로써 보다 상세히 관찰하는 것이 가능하다.
이에 따라 축사 내의 가축 상태를 정확히 확인하기에 용이한 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
또한 시간대 별로 동일한 부위의 확대 영상을 파노라마 형식으로 제공하고 정상적인 상태와 비교하여 건강상 이상이 감지될 경우에 경고 메시지와 함께 정확한 상태를 확인할 수 있도록 가축의 이상부위 확대 영상을 제공한다.
일 실시예에 따르면 원격지의 수의사가 가축 3D모델의 전용뷰어를 이용하여 특정 축사 내의 가축 상태를 확인하는 것이 가능하다. 즉 원격지의 수의사가 가축 3D모델의 전용뷰어를 확인하여 가축의 비정상적인 체온 상태나 피부색 변화가 감지될 경우에 가축의 체온 및 식사량에 대한 이력 정보를 축사 관리자에게 더 요청할 수 있다.
이때 체온 및 식사량에 대한 이력 정보는 지속적으로 축사 관리자가 따로 업로드한 정보를 확인하는 것으로 구현될 수도 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.
특히 가축 3D모델의 전용뷰어를 통해 수의사가 가축을 확대, 축소, 회전하여 피부색의 변화부위 또는 출혈 부위를 정확히 관찰하고 상황에 맞는 대처나 치료를 직접 수행하거나, 축사 관리자에게 제공해주는 것도 가능하다.
본 발명의 일 양상에 따라, 가축 소리 파악부(140)는 마이크(30)로부터 축사 내의 가축으로부터의 소리 데이터를 취합하여 특수한 상황의 소리를 분석하고, 특정 파형에 포함된 기침, 폐음, 호읍 곤란, 신음 소리 중 적어도 하나를 판단한다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 가축 소리 파악부에서 가축 소리를 파악하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
가축 소리 파악부(140)는 축사 내에 설치되는 마이크(30)로 입력되는 소리의 입력 파형에서 딥러닝을 이용하여 음원을 분리할 수 있다. 가축 소리 파악부(140)는 마이크(30)로 입력되는 소리에서 가축의 특정 소리를 추출해내기 위한 신경 회로망을 학습하여 음원 분리를 수행한다.
다른 실시예에 있어서 가축 소리 파악부(140)는 소리 센서로부터 소리의 입력 파형을 획득할 수도 있다.
이때 가축 소리 파악부(140)에서 딥러닝을 위해서는 훈련 데이터(training data)로 음성과 잡음이 섞인 파형이 필요하다. 또한 교사 데이터(teacher data)로 축사 관리자가 추출하기 원하는 가축의 특정 소리에 대한 파형이 필요하다.
가축 소리 파악부(140)는 딥러닝을 이용하여 마이크로 입력되는 축사 내 소리들에서 특정 파형에 포함된 가축의 기침, 폐음, 신음 소리 중 적어도 하나를 추출해낼 수 있다.
그리고 추가적으로 가축 소리 파악부(140)는 저장부(170)에 저장된 교사 데이터와 비교하여 가축의 상태를 더 파악하는 것이 가능하다. 예를 들어 기침 소리에 따른 특수한 상황의 동물 상태를 파악하거나, 호읍 곤란 또는 신음 소리에 따른 특수한 상황의 동물 상태를 파악한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따라 움직임 파악부(150)는 축사 내의 가축에 부착된 비콘(beacon) 모듈로부터 비콘 신호를 수신하여 가축의 실시간 움직임 데이터를 확보한다.
일 실시예에 따른 움직임 파악부(150)는 비콘 모듈로부터 비콘 신호를 수신하고, IoT 데이터 클라우드 시스템과 연동하여 축사 내 가축의 움직임, 누웠는지 여부 등 가축의 자세를 파악할 수 있다.
비콘 모듈은 부착 형태별로 패치형과 장착형으로 나뉠 수 있다. 패치형은 가축의 상태를 최대한 감지할 수 있는 위치에 테이프 형태로 부착시키는 형태이다. 예를들어 가축의 목, 머리, 가슴에 부착될 수 있다.
장착형은 일예로 가축의 귀에 걸거나 목에 거는 형태로 가축에 부착될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.
이때 가축 한 마리에 두 개 이상의 비콘 모듈을 부착하여 보다 정확한 수치값을 얻을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 비콘 모듈은 온도센서, 움직임 센서, 및 소리 센서, 가속도 센서, 지자기 센서 중 하나를 더 포함하거나 이 센서들과 연동될 수 있다.
즉 비콘 모듈이 일정한 주기로 신호를 발신할 때 각 센서의 데이터 및 여러 개의 센서 데이터를 바탕으로 가공한 데이터를 동시에 발신할 수 있다.
움직임 파악부(150)는 자이로 센서를 이용하여 가축이 누워있는지 서있는지 그 자세를 더 파악할 수 있다. 뿐만 아니라 얼만큼의 시간동안 누워있는지, 자세 고정 시간을 더 파악하는 것도 가능하다.
예를 들어 가속도 센서와 알고리즘, 비콘의 신호 강도를 이용하여 비콘을 통한 위치 검출의 정밀도를 향상시키도록 구현되는 것도 가능하다.
가속도 센서와 지자기 센서를 조합하여 전자 컴퍼스 기능을 실현함으로써 가축이 향하고 있는 방향을 검출할 수 있다. 또한 가속도 센서와 기압 센서를 조합하여 가축의 운동량을 추정하는 것도 가능하다.
본 발명의 추가적인 양상에 따르면 축사 상태 관리부(160)는 축사의 온도, 습도, 가스 상태를 파악하고, 기상청의 API를 연동하여 날씨 데이터를 분석하여 분석된 날씨 데이터에 기반하여 축사의 온도, 습도 상태를 제어한다.
축사 상태 관리부(160)는 기상청의 API를 연동하여 날씨 데이터를 분석하여 이를 축사 상태 관리에 반영할 수 있다. 예를 들어 여름일 경우와 겨울일 경우, 또는 가을과 같이 일교차가 정해진 기준보다 큰 경우에 이를 반영하여 축사 온도를 관리할 수 있다.
또한, 축사 상태 관리부(160)는 기상청으로부터 건조 주의보의 발생 여부, 우천시에는 강수량, 강수 시간과 같은 정보들을 파악하고, 이를 반영하여 축사 내 습기 관리를 하도록 구현될 수도 있다.
뿐만 아니라 축사 상태 관리부(160)는 축사 내에서 사육되는 가축의 성장 단계별로 체온 조절을 해줄 수있도록 축사 내부의 온도 관리를 시기별로 다르게 세팅할 수 있다.
이에 따라 관리자가 일일이 신경 쓰지 않더라도 가축의 성장, 날씨의 변화에 민감하게 대처하는 것이 가능하여 보다 편리하게 축사 상태를 쾌적하게 유지할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서 축사 상태 관리부(160)는 축사의 온도, 습도, 가스 상태 등을 가시적인 데이터로 표시하여 전술한 가축 3D모델의 전용뷰어로 제공해줄 수 있다. 예를 들어 축사 상태 관리부(160)는 가축 3D모델의 전용뷰어를 통해 축사 내 온도, 습도 히트맵을 표출하여 직관적으로 확인 가능하게 화면 제공한다.
또한 쾌적한 사육 밀도를 분석하여 그 정보를 더 제공해줄 수 있다. 온도, 습도 상태 변화에 따라 구역 내에 서식 가능한 가축의 수량을 파악하여 축사 관리자에게 제공할 수 있다. 이에 따라 가축의 생산성을 향상시키면서도 효율적인 축사 관리가 가능하도록 하는 효과가 있다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 가축 농가의 축사 관리 방법의 흐름도이다.
먼저, 가축 농가의 축사 관리 시스템에서 수행되는 가축 농가의 축사 관리 방법은 데이터 획득부가 축사에 설치되는 적어도 하나 이상의 CCTV 카메라로부터 축사 촬영 데이터를 획득한다(S200).
그리고 가축 이미지 분석부가 데이터 획득부로부터 시간대별 축사 촬영 데이터를 전달받아 축사 촬영 데이터에 포함되는 가축의 3D모델로 가축의 외관 상태를 생성한다(S210).
가축 이미지 분석부는 데이터 획득부로부터 시간대별 축사 촬영 데이터를 전달받아 축사 촬영 데이터에 포함되는 가축의 3D모델로 가축의 외관 상태를 생성한다. 이때 시간대별 축사 촬영 데이터를 전달받는 것은 축사 관리자에 의해 설정된 주기마다 전달받는 것으로 구현될 수 있다.
이후에 가축 건강 상태 파악부는 생성된 가축의 외관상태에 기반하여 딥러닝 기술에 기초하여 가축의 건강상태를 파악한다(S220).
시간의 흐름에 따라 주기적으로 촬영된 가축의 외관상태 변화를 비교하여 특정 부위에 색 변화가 나타날 경우 피부의 괴사 또는 출혈이 발생한 상태임을 파악할 수 있다.
본 발명의 일 양상에 따르면 가축 소리 파악부가 축사 내의 가축으로부터의 소리 데이터를 취합하여 특수한 상황의 소리를 분석하고, 특정 파형에 포함된 기침, 폐음, 신음 소리 중 적어도 하나를 판단한다. 그리고 가축의 기침, 호흡곤란, 폐음, 신음 소리 중 적어도 하나를 이용하여 가축의 건강 상태를 파악한다(S230).
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 움직임 파악부가 축사 내의 가축에 부착된 비콘 모듈로부터 비콘 신호를 수신하여 가축의 실시간 움직임 데이터를 확보하고(S240), 확보된 가축의 실시간 움직임 데이터에 근거하여 가축의 건강 상태를 더 파악한다.
움직임 파악부는 자이로 센서를 이용하여 가축이 누워있는지 서있는지 그 자세를 더 파악할 수 있다. 뿐만 아니라 얼만큼의 시간 동안 누워있는지, 자세 고정 시간을 더 파악하는 것도 가능하다.
본 발명의 일 양상에 따르면 축사 상태 관리부가 축사의 온도, 습도 상태를 파악하고, 기상청의 API를 연동하여 날씨 데이터를 분석하여 분석된 날씨 데이터에 기반하여 축사의 온도, 습도 상태를 제어한다(S250).
예를 들어 여름일 경우와 겨울일 경우, 또는 가을과 같이 일교차가 정해진 기준보다 큰 경우에 이를 반영하여 축사 온도를 관리할 수 있다.
또한, 축사 상태 관리부는 기상청으로부터 건조 주의보의 발생 여부, 우천시에는 강수량, 강수 시간과 같은 정보들을 파악하고, 이를 반영하여 축사 내 습기 관리를 하도록 구현될 수도 있다.
뿐만 아니라 축사 상태 관리부는 축사 내에서 사육되는 가축의 성장 단계별로 체온 조절을 해줄 수 있다.
이에 따라 관리자가 일일이 신경 쓰지 않더라도 가축의 성장, 날씨의 변화에 민감하게 대처하는 것이 가능하여 보다 편리하게 축사 상태를 쾌적하게 유지할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서 축사 상태 관리부는 축사의 온도, 습도, 가스 상태 등을 가시적인 데이터로 표시하여 전술한 가축 3D모델의 전용뷰어로 제공해줄 수 있다. 예를 들어 축사 상태 관리부는 가축 3D모델의 전용뷰어를 통해 축사 내 온도, 습도 히트맵을 표출하여 직관적으로 확인 가능하게 화면 제공할 수 있다.
또한 쾌적한 사육 밀도를 분석하여 그 정보를 더 제공해줄 수 있다. 온도, 습도 상태 변화에 따라 구역 내에 서식 가능한 가축의 수량을 파악하여 축사 관리자에게 제공할 수 있다.
추가적으로 건강 상태 파악부는 가축의 체온상태, 가축의 심박수를 더 체크할 수 있다. 이때 축사 상태 파악부에서 감지되는 축사 상태에 따른 주변 온도를 더 반영하여 체온의 변화를 파악하는 것도 가능하다. 이에 따라 축사 관리자는 일일이 가축의 발열 상태를 체크하지 않더라도 가축의 발열 여부를 신속, 정확하게 파악할 수 있다.
그리고 가축의 건강 상태를 파악하여 체온 변화가 감지되거나, 피부색의 변화가 기준치 이상으로 일어나거나, 출혈량이 증가하거나, 식욕부진이 판단될 경우에 축사 관리자 단말로 통보하거나, 기설정된 수의사나 기관에게 통보하도록 구현될 수 있다.
전술한 방법은 애플리케이션으로 구현되거나 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거니와 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD 와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 축사 관리 시스템 20a, 20b, 20c : CCTV 카메라
30 : 마이크 110 : 데이터 획득부
120 : 가축 이미지 분석부 130 : 건강 상태 파악부
140 : 가축 소리 파악부 150 : 움직임 파악부
160 : 축사 상태 관리부 170 : 저장부
30 : 마이크 110 : 데이터 획득부
120 : 가축 이미지 분석부 130 : 건강 상태 파악부
140 : 가축 소리 파악부 150 : 움직임 파악부
160 : 축사 상태 관리부 170 : 저장부
Claims (8)
- 축사에 설치되는 적어도 하나 이상의 CCTV 카메라로부터 축사 촬영 데이터를 획득하는 데이터 획득부;
상기 데이터 획득부로부터 시간대별 축사 촬영 데이터를 전달받아 축사 촬영 데이터에 포함되는 가축의 3D모델로 가축의 외관 상태를 생성하는 가축 이미지 분석부; 및
상기 가축 이미지 분석부에서 생성된 가축의 외관상태에 기반하여 딥러닝 기술에 기초하여 가축의 건강상태를 파악하는 건강상태 파악부;를 포함하고,
상기 축사 내의 가축에 부착된 비콘 모듈로부터 비콘 신호를 수신하여 가축의 실시간 움직임 데이터를 확보하는 움직임 파악부;를 더 포함하며,
상기 가축 이미지 분석부는 상기 데이터 획득부로부터 관리자에 의해 설정된 주기마다 시간대별 축사 촬영 데이터를 전달받아 축사 촬영 데이터에 포함되는 가축의 3D모델로 가축의 외관상태를 생성하되,
시간의 흐름에 따라 동일한 부위의 비교가 가능하도록 방향, 위치가 동일하게 3D모델 형태로 전용뷰어를 통해 제공하고, 가축 몸체에서 외상 변화 부위가 감지되는 경우에 변화되는 부위를 추출하여 표시해주는 것을 특징으로 하며,
축사의 온도, 습도 상태를 파악하고, 기상청의 API를 연동하여 날씨 데이터를 분석하여 분석된 날씨 데이터에 기반하여 축사의 온도, 습도 상태를 제어하는 축사 상태 관리부;를 더 포함하고,
상기 가축 이미지 분석부는
상기 데이터 획득부로부터 관리자에 의해 설정된 주기마다 시간대별 여러 방향에서 찍은 축사 촬영 데이터를 전달받아 획득한 축사 촬영 데이터를 연결해서 시간대별로 하나의 텍스쳐를 생성하고, Mesh 합성 과정을 거쳐 시간대별로 생성된 하나의 텍스쳐를 축사 내 가축의 3D Model에 입혀 축사 내 가축의 3D 모델을 객체 형식으로(OBJ format) 생성하며,
3D모델 형태로 전용뷰어를 통해 객체 형식으로(OBJ format) 생성된 축사 내 가축의 3D모델의 회전 및 특정 부위 확대에 대한 조작을 수행할 수 있는 사용자 인터페이스를 제공하고,
상기 축사 상태 관리부는 축사 내에서 사육되는 가축의 성장 단계별로 체온 조절을 해줄 수 있도록 축사 내부의 온도 관리를 성장 단계별로 다르게 세팅 가능한 것임을 특징으로 하는, 가축 농가의 축사 관리 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 축사 내의 가축으로부터의 소리 데이터를 취합하여 특수한 상황의 소리를 분석하고, 특정 파형에 포함된 기침, 폐음, 호흡 곤란, 신음 소리 중 적어도 하나를 판단하는 가축 소리 파악부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가축 농가의 축사 관리 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 가축 농가의 축사 관리 시스템에서 수행되는 가축 농가의 축사 관리 방법에 있어서,
데이터 획득부가 축사에 설치되는 적어도 하나 이상의 CCTV 카메라로부터 축사 촬영 데이터를 획득하는 단계;
가축 이미지 분석부가 상기 데이터 획득부로부터 시간대별 축사 촬영 데이터를 전달받아 축사 촬영 데이터에 포함되는 가축의 3D모델로 가축의 외관 상태를 생성하는 단계; 및
가축 건강 상태 파악부가 상기 생성된 가축의 외관상태에 기반하여 딥러닝 기술에 기초하여 가축의 건강상태를 파악하는 단계;를 포함하고,
움직임 파악부가 상기 축사 내의 가축에 부착된 비콘 모듈로부터 비콘 신호를 수신하여 가축의 실시간 움직임 데이터를 확보하는 단계;를 더 포함하며,
상기 가축의 외관 상태를 생성하는 단계는,
상기 가축 이미지 분석부가 상기 데이터 획득부로부터 관리자에 의해 설정된 주기마다 시간대별 축사 촬영 데이터를 전달받아 축사 촬영 데이터에 포함되는 가축의 3D모델로 가축의 외관상태를 생성하되,
시간의 흐름에 따라 동일한 부위의 비교가 가능하도록 방향, 위치가 동일하게 3D모델 형태로 전용뷰어를 통해 제공하고, 가축 몸체에서 외상 변화 부위가 감지되는 경우에 변화되는 부위를 추출하여 표시해주는 것을 특징으로 하고,
축사 상태 관리부가 축사의 온도, 습도 상태를 파악하고, 기상청의 API를 연동하여 날씨 데이터를 분석하여 분석된 날씨 데이터에 기반하여 축사의 온도, 습도 상태를 제어하는 단계;를 더 포함하며,
상기 가축의 외관 상태를 생성하는 단계는,
상기 데이터 획득부로부터 관리자에 의해 설정된 주기마다 시간대별 여러 방향에서 찍은 축사 촬영 데이터를 전달받아 획득한 축사 촬영 데이터를 연결해서 시간대별로 하나의 텍스쳐를 생성하고, Mesh 합성 과정을 거쳐 시간대별로 생성된 하나의 텍스쳐를 축사 내 가축의 3D Model에 입혀 축사 내 가축의 3D 모델을 객체 형식으로(OBJ format) 생성하며,
3D모델 형태로 전용뷰어를 통해 객체 형식으로(OBJ format) 생성된 축사 내 가축의 3D모델의 회전 및 특정 부위 확대에 대한 조작을 수행할 수 있는 사용자 인터페이스를 제공하고,
상기 축사 상태 관리부는 축사 내에서 사육되는 가축의 성장 단계별로 체온 조절을 해줄 수 있도록 축사 내부의 온도 관리를 성장 단계별로 다르게 세팅 가능한 것임을 특징으로 하는, 가축 농가의 축사 관리 방법.
- 제 5 항에 있어서,
가축 소리 파악부가 상기 축사 내의 가축으로부터의 소리 데이터를 취합하여 특수한 상황의 소리를 분석하고, 특정 파형에 포함된 기침, 폐음, 신음 소리 중 적어도 하나를 판단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가축 농가의 축사 관리 방법.
- 삭제
- 삭제
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