KR20230013791A - 식물 성장 관리 방법 및 이를 이용하는 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 식물 성장 관리 방법은 (a) 미리 설정된 주기에 따라 식물의 가지 및 잎의 두께, 크기, 색 중 적어도 하나를 측정하여 성장 정보를 생성하는 단계, (b) 성장 정보를 이용하여 미리 설정된 주기에 따라 주기적으로 식물의 성장 단계를 산출하는 단계, (c) 성장 단계 및 미리 설정된 주기를 이용하여 주기적으로 성장 속도를 산출하는 단계, (d) 성장 단계 및 성장 속도를 이용하여 식물의 상위 성장 단계를 달성할 예상 시기를 산출하는 단계, (e) 성장 단계, 성장 속도 및 예상 시기 중 적어도 하나를 이용하여 식물에 공급할 수분의 정도, 식물의 성장 환경의 조도, 습도 및 온도 중 적어도 하나를 포함하는 환경 팩터에 대한 조절 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 이에, 주기적으로 식물의 성장 상태를 관찰하여 복수의 성장 단계 중 현재의 성장 단계를 판단하고 성장의 속도를 산출할 수 있고, 목표 상태에 도달할 예상 시기를 제공하여 성장의 속도를 조절할 수 있는 신호를 생성할 수 있어 식물의 성장을 효과적으로 관리할 수 있다.
Description
본 발명은 식물 성장 관리 방법 및 이를 이용하는 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 식물의 성장을 자동적으로 관리하는 시스템으로서 식물을 촬영하여 식물을 구성하는 다양한 구성요소들의 길이, 두께, 부피, 색상 등을 물리적 요소의 상태를 파악하고, 이를 이용하여 식물의 성장 단계와 성장 속도를 산출하고, 이를 이용하여 각각의 성장 단계에 이르는 예상 시기를 산출함으로써, 식물의 성장에 영향을 주는 온도, 습도, 조도 등의 환경 팩터를 조절할 수 있는 조절 신호를 생성하여 식물의 전반적인 성장을 효과적으로 관리하여 원하는 형태의 식물을 체계적으로 생산, 관리할 수 있는 자동화 시스템을 구축하는 식물 성장 관리 방법 및 이를 이용하는 장치에 관한 것이다.
최근, 스마트 팜(Smart farm)과 같이 식물을 성장을 관리하는 시스템에 대한 필요성이 높아지고 있다. 스마트 팜은 대량의 식물의 성장에 영향을 줄 수 있는 다양한 환경 팩터들을 자동적으로 조절하여 식물을 원하는 상태까지 성장시키는 것을 목표로 한다.
그러나, 식물의 성장을 관리하는 시스템은 각각의 식물의 성장의 상태를 판단하고, 성장의 속도를 산출하여 성장의 단계별 예상 시기를 산출하여 환경 팩터를 조절하지 못할 수 있었으며, 이에, 느리게 성장하는 식물의 상태를 관리하여 목표 상태에 이르게 하는데 사용자는 어려움을 겪을 수 있어 문제되고 있다.
따라서, 식물의 현재의 성장 상태와 속도를 예측하고, 식물의 성장 환경을 조절하여 예측되는 성장 완료 시기까지 조절할 수 있는 자동화된 식물 성장 관리 시스템에 대한 필요성이 증대되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 주기적으로 식물의 물리적 외형을 관측하여 성장 정보를 생성하고, 이를 이용하여 식물의 성장 단계와 성장 속도를 산출하며, 산출된 정보를 이용하여 상위 성장 단계의 예상 시기를 산출하여 환경 팩터에 대한 조절 신호를 생성하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 식물의 표면을 촬영한 이미지 데이터를 이용하여 식물에의 해충의 존재 여부와 해충의 양을 식별하여 유동적이고 자동적으로 해충 제거제의 살포를 결정하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명이 해결하조가 하는 또 다른 과제는 식물이 포함하는 가지의 뻗어나가는 각도를 식별하고 이를 조정함으로써 사용자가 원하는 식물의 수형에 이를 수 있도록 식물을 관리하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 식물 성장 관리 방법은 (a) 미리 설정된 주기에 따라 식물의 가지 및 잎의 두께, 크기, 색 중 적어도 하나를 측정하여 성장 정보를 생성하는 단계, (b) 성장 정보를 이용하여 미리 설정된 주기에 따라 주기적으로 식물의 성장 단계를 산출하는 단계, (c) 성장 단계 및 미리 설정된 주기를 이용하여 주기적으로 성장 속도를 산출하는 단계, (d) 성장 단계 및 성장 속도를 이용하여 식물의 상위 성장 단계를 달성할 예상 시기를 산출하는 단계, (e) 성장 단계, 성장 속도 및 예상 시기 중 적어도 하나를 이용하여 식물에 공급할 수분의 정도, 식물의 성장 환경의 조도, 습도 및 온도 중 적어도 하나를 포함하는 환경 팩터에 대한 조절 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 이에, 주기적으로 식물의 성장 상태를 관찰하여 복수의 성장 단계 중 현재의 성장 단계를 판단하고 성장의 속도를 산출할 수 있고, 목표 상태에 도달할 예상 시기를 제공하여 성장의 속도를 조절할 수 있는 신호를 생성할 수 있어 식물의 성장을 효과적으로 관리할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 아래와 같은 다양한 효과들을 가진다.
본 발명은 식물의 성장 속도와 목표 성장 완료 시기를 조절하여 식물의 성장 관리를 효과적으로 수행할 수 있다.
본 발명은 사용자가 원하는 수형의 식물을 얻도록 식물의 성장을 체계적으로 관리할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 성장 관리 장치의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 성장 관리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 성장 관리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하 본 발명의 다양한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 성장 관리 장치의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 성장 관리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 성장 관리 장치(100)는 식물에 대한 다양한 정보를 이용하여 식물의 성장의 단계와 속도를 산출하고, 이를 이용하여 식물에 적용할 다양한 환경에 대한 조절 신호를 생성하여 조절 신호에 따라 식물의 성장 환경을 조절하여 식물의 전반적인 성장을 관리할 수 있는 장치이다.
식물 성장 관리 장치(100)는 프로세서(110), 촬영부(120) 및 환경조절부(130)를 포함한다. 식물 성장 관리 장치(100)의 프로세서(110)는 촬영부(120)로부터 식물의 성장 정보를 전달받고, 성장 정보를 이용하여 식물의 성장 단계 및 성장 속도를 산출하고, 성장 단계와 성장 속도를 이용하여 상위 성장 단계를 달성할 예상 시기를 산출하고, 성장 단계, 성장 속도 및 예상 시기를 이용하여 환경 팩터에 대한 조절 신호를 생성하여 환경조절부(130)에 절단하는 구성이다. 식물 성장 관리 장치(100)의 촬영부(120)는 식물의 외관을 촬영하여 식물의 다양한 성장 정보를 생성하는 구성으로서, 식물이 포함하는 가지, 잎 등의 구성요소의 두께, 크기, 색 등을 촬영하여 성장 정보에 대응되는 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 식물 성장 관리 장치(100)의 환경조절부(130)는 식물의 성장과 관련된 다양한 환경을 조절하는 구성으로서, 식물에 공급되는 수분의 정도, 식물이 성장하는 환경에서의 조도, 습도 및 온도 등의 환경을 조절할 수 있다.
식물 성장 관리 장치(100)의 식물 성장 관리 방법에 대하여 보다 상세하게 설명하면, 먼저, 미리 설정된 주기에 따라 식물의 가지 및 잎의 두께, 크기, 색 중 적어도 하나를 측정하여 성장 정보를 생성한다(S110). 식물 성장 관리 장치(100)의 촬영부(120)는 카메라 등을 포함할 수 있고 식물의 외관을 촬영하여 식물의 전체 높이, 부피, 식물이 포함하는 가지들 각각의 길이, 두께, 식물의 잎의 분포 형상, 식물의 부분별 잎의 분포도, 잎의 색상, 잎의 크기 중 적어도 하나에 대한 정보를 획득할 수 있다. 촬영부(120)는 획득한 정보를 성장 정보로 생성할 수 있으며, 미리 설정된 주기(예를 들면, 3일에 한번)에 따라 주기적으로 성장 정보를 생성할 수 있다. 촬영부(120)는 생성된 성장 정보를 프로세서(110)로 전달할 수 있다.
이어서, 성장 정보를 이용하여 미리 설정된 주기에 따라 주기적으로 식물의 성장 단계를 산출한다(S120). 프로세서(110)는 촬영부(120)로부터 미리 설정된 주기에 따라 주기적으로 수신된 성장 정보를 이용하여 식물의 성장 단계를 산출할 수 있다. 식물의 성장 단계는 복수의 단계를 포함할 수 있다. 최 하위 성장 단계는 식물의 초기 성장 상태에 대응될 수 있고, 최 상위 성장 단계는 사용자가 목표로 하는 식물의 최종 성장 상태에 대응될 수 있다. 초기 성장 상태와 최종 성장 상태 사이의 성장 과정은 복수의 단계로 구분될 수 있고, 식물이 성장하는 과정에서 복수의 단계에 이르는 것에 대응하여 식물의 성장 단계를 상위 단계로 상승될 수 있다. 따라서, 미리 설정된 주기에 따라 주기적으로 식물의 성장 정보를 획득할 수 있고, 프로세서(110)는 식물의 성장 정보에 기초하여 성장 정보가 현재의 단계에서 상위 단계로 향상될 수 있는 임계 기준치를 초과 달성한 경우, 식물의 성장 단계를 상위 단계로 향상시킬 수 있다.
이때, 식물의 최 상위 성장 단계에 때응되는 최종 성장 상태는 사용자의 입력에 의하여 환산될 수 있다. 사용자는 식물 성장 관리 장치(100)의 입력부를 통하여 목표 상태의 식물에 대한 식물의 전체 높이, 식물의 전체 두께, 식물의 부피, 식물의 메인 가지의 길이, 메인 가지의 두께, 잎의 크기, 잎의 색상, 꽃의 크기, 색상, 열매의 크기, 색상 중 적어도 하나를 입력할 수 있다. 입력된 정보에 대응하여 프로세서(110)는 최 상위 성장 단계에 대응될 최종 성장 상태를 설정할 수 있다.
이어서, 식물 성장 관리 장치(100)는 성장 단계 및 상기 미리 설정된 주기를 이용하여 주기적으로 성장 속도를 산출한다(S130). 식물 성장 관리 장치(100)의 프로세서(110)는 미리 설정된 주기에 따라 단계(S120)에서 성장 단계를 주기적으로 산출할 수 있다. 그리고, 프로세서(110)는 이전에 산출된 성장 단계와 이후에 산출된 성장 단계, 즉, 미리 설정된 주기 상에서 연속적으로 산출된 성장 단계의 변화량을 미리 설정된 주기로 나누어 성장 속도를 산출할 수 있다. 성장 속도는 미리 설정된 주기의 시간 변화량을 기준으로 식물의 성장 단계의 변화량을 수치화한 정보일 수 있다. 성장 속도가 높을 경우 식물은 빠르게 성장한다고 판단될 수 있다.
이어서, 식물 성장 관리 장치(100)는 성장 단계 및 성장 속도를 이용하여 식물의 상위 성장 단계를 달성할 예상 시기를 산출한다(S140). 식물 성장 관리 장치(100)의 프로세서(110)는 현재 성장 단계와 현재 성장 속도를 이용하여 다음 성장 단계, 즉, 상위 성장 단계를 달성하는데 남은 시간을 산출할 수 있고, 이를 이용하여 상위 성장 단계를 달성할 예상 시기를 산출할 수 있다.
이어서, 식물 성장 관리 장치(100)는 성장 단계, 성장 속도 및 예상 시기 중 적어도 하나를 이용하여 식물에 공급할 수분의 정도, 식물의 성장 환경의 조도, 습도 및 온도 중 적어도 하나를 포함하는 환경 팩터에 대한 조절 신호를 생성한다(S150). 식물 성장 관리 장치(100)의 프로세서(110)는 식물의 성장에 영향을 미칠 수 있는 다양한 환경 팩터를 조절할 수 있는 조절 신호를 생성할 수 있으며, 조절 신호를 생성하는데에 산출된 성장 단계, 성장 속도 및 예상 시기를 이용할 수 있다. 이때, 환경 팩터는 식물에 공급할 수분의 정도, 식물의 성장 환경의 조도, 습도, 온도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 프로세서(110)는 성장 단계별 성장 기준 속도와 현재의 성장 속도를 비교하여 조절 신호를 생성할 수 있다. 성장 단계는 복수의 단계를 포함할 수 있고, 복수의 단계 각각은 서로 다른 성장 기준 속도를 가질 수 있다. 예를 들면, 초기 단계인 제1 단계에서의 성장 기준 속도는 최종 단계인 제5 단계에서의 성장 기준 속도보다 클 수 있다. 이처럼 각각의 단계에 따라 성장 기준 속도가 상이할 수 있고, 성장 기준 속도에 맞추어 식물이 성장할 경우 사용자가 원하는 시점에 최종 목표 상태에 도달할 수 있으므로 성장 단계별 성장 기준 속도는 식물의 성장에 중요한 요인일 수 있다.
프로세서(110)는 특정 성장 단계에 해당되는 식물의 성장 속도가 특정 성장 단계의 성장 기준 속도보다 작을 경우, 성장 속도가 증가될 수 있도록 환경 팩터에 대한 조절 신호를 생성할 수 있고, 특정 성장 단계에 해당되는 식물의 성장 속도가 특정 성장 단계의 성장 기준 속도보다 높을 경우, 성장 속도가 감소될 수 있도록 환경 팩터에 대한 조절 신호를 생성할 수 있다.
그리고, 프로세서(110)는 성장 단계별 기준 시기와 상위 성장 단계를 달성할 예상 시기를 비교하고 예상 시기가 기준 시기에 인접할 수 있도록 환경 팩터에 대한 조절 신호를 생성할 수 있다. 복수의 성장 단계 각각은 기준 시기가 지정되어 있을 수 있다. 기준 시기는 각각의 성장 단계가 달성되어야 할 시기를 의미할 수 있다. 프로세서(110)는 단계(S140)에서 현재의 단계의 상위 단계를 달성할 예상 시기를 산출할 수 있으며, 이에 더하여 상위 단계보다 더 높은 차상위 단계를 포함한 전체 상위 단계들에 대한 예상 시기를 산출할 수 있다. 전체 상위 단계에 대한 예상 시기는 현재 단계에서의 성장 속도에 기초하여 산출될 수 있으며, 이러한 예상 시기의 산출은 현재의 성장 속도를 지속할 경우 예상되는 상위 단계들 전체에 대한 달성 시기를 예상한 자료일 수 있다. 프로세서(110)는 전체 상위 단계 각각의 기준 시기와 전체 상위 단계 각각의 예상 시기를 대응시켜 비교할 수 있다. 프로세서(110)는 복수의 상위 단계들 각각의 예상 시기가 기준 시기와 상이할 경우, 예상 시기가 기준 시기에 인접하도록 환경 팩터에 대한 조절 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 앞서 설명한 것과 같이 프로세서(110)가 예상 시기가 기준 시기와 인접하도록 환경 팩터에 대한 조절 신호를 생성함에 있어, 프로세서(110)는 환경 팩터의 변화량이 임계 변화량을 초과하지 않도록 조절 신호를 생성할 수 있다. 임계 변화량은 환경 팩터가 최대로 변화할 수 있는 임계 수치로서, 임계 변화량을 초과하여 환경 팩터가 변화될 경우, 식물의 성장에 악영향을 초래할 수 있다. 예를 들면, 환경 팩터 중 식물에 공급하는 수분의 양의 경우, 수분의 양이 임계 변화량을 초과하여 증가할 경우, 식물에 과도한 수분이 짧은 시간에 공급될 수 있어 식물의 성장에 악영향을 초래할 수 있다. 또한, 수분의 양이 임계 변화량을 초과하여 감소될 경우, 식물에 공급되는 수분의 양이 짧은 시간에 과도하게 감소되어 식물의 성장에 악영향을 초래할 수 있다. 따라서, 프로세서(110)는 예상 시기가 기준 시기에 인접할 수 있도록 환경 팩터를 조절하는 조절 신호를 생성함에 있어, 환경 팩터의 변화량이 임계 변화량을 초과할 경우, 환경 팩터의 변화량이 임계 변화량과 동일하도록 조절할 수 있다.
또한, 프로세서(110)는 환경 팩터의 변화량이 임계 변화량을 초과할 경우, 앞서 설명한 것과 같이 임계 변화량을 적용할 수 있고, 이러한 경우, 복수의 상위 성장 단계별 예상 시기를 새롭게 산출할 수 있고, 사용자에게 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예예 따른 식물 성장 관리 방법 및 이를 이용하는 장치는 식물의 성장에 영향을 줄 수 있는 다양한 환경 팩터에 대한 조절 신호를 생성함에 있어, 식물의 가지, 잎 등의 구성 요소의 두께, 길이, 색상 등의 다양한 물리적 정보를 성장 정보로 생성하고, 식물이 성장하는 전체 단계 중 현재의 식물의 성장 단계, 성장의 속도를 산출하고, 이러한 정보를 이용하여 식물이 각각의 단계까지 성장할 수 있는 예상 시기를 산출하여 제공할 수 있다. 따라서, 식물 성장 관리 장치(100)를 이용하는 사용자는 식물이 목표하는 성장 단계에 이를 때 까지의 예상 기간을 미리 제공받아 식물을 출하할 때까지 남은 시간을 비교적 정확하게 예측할 수 있으며, 복수의 단계별 예상 시기를 제공받아 식물의 성장을 보다 구체적이고 체계적으로 관리할 수 있다. 또한, 식물의 성장 속도를 지속적으로 제공받을 수 있어, 느리게 성장하여 정확한 성장의 속도를 탐지하게 어려운 식물의 성장에 대한 객관적인 정보를 제공받을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 식물 성장 관리 방법 및 이를 이용하는 장치는, 식물의 표면을 촬영한 이미지 데이터를 이용하여 식물의 표면에 존재하는 해충을 식별할 수 있다. 구체적으로, 식물 성장 관리 장치의 촬영부는 식물의 잎, 가지, 식물을 지지하는 지면 각각의 표면을 촬영하여 이미지 데이터를 생성하고 프로세서로 전달할 수 있다. 프로세서는 이미지 데이터에서 해충의 이미지를 식별할 수 있다. 해충의 이미지가 식별될 경우, 프로세서는 해충 제거제가 살포되는 신호를 생성할 수 있고, 해당 신호에 따라 식물에는 해중 제거제가 살포될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서는 이미지 데이터를 이용하여 해충의 양을 식별할 수 있다. 보다 구체적으로 프로세서는 식물의 다양한 구성요소별, 식물의 복수의 영역 각각별 해충의 존재 여부를 확인할 수 있고, 구성요소별, 영역별 해충의 양을 식별할 수 있다. 이를 이용하여 프로세서는 식물의 구성요소별, 영역별 해충의 양에 대응하는 해충 제거제의 살포되는 양을 결정할 수 있다. 이에, 식물을 구성하는 구성요소별로 해충의 양에 대응하여 해충 제거제가 살포되거나, 식물의 복수의 영역별로 해충의 양에 대응하여 해충 제거제가 살포될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서는 식물의 성장 단계별 기준 해충의 양과 식별된 해충의 양을 비교하여 해충 제거제의 살포양을 결정할 수 있다. 구체적으로, 식물의 성장 단계별 기준 해충의 양이 존재할 수 있다. 식물은 성장 단계에 따라 기준 해충의 양을 초과하지 않는 정도의 양의 해충은 성장에 악영향을 미치지 않을 수 있으며, 기준 해충의 양을 초과하지 않는 경우에도 해충 제거제를 살포할 경우, 오히려 식물의 성장에 악영향을 미칠 수 있어 주의를 요할 수 있다. 따라서, 프로세서는 단계(S120)에서 산출된 성장 단계에 대응하는 기준 해충의 양과 이미지 데이터를 이용하여 식별된 해충의 양을 비교할 수 있고, 식별된 해충의 양이 기준 해충의 양을 초과하지 않을 경우, 해충 제거제가 살포되는 신호를 생성하지 않을 수 있다. 이와 달리, 식별된 해충의 양이 기준 해충의 양을 초과할 경우, 프로세서는 식별된 해충의 양에서 기준 해충의 양을 감한 해충의 양, 즉, 기준 해충의 양을 초과한 해충의 양을 산출할 수 있고, 산출된 초과한 해충의 양에 대응되는 해충 제거제의 살포양을 산출하여 이에 대응되는 해충 제거제가 살포되는 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 식물 성장 관리 방법 및 이를 이용하는 장치는, 식물의 메인 가지 및 서브 가지 각각의 지면에 대한 각도를 산출할 수 있고, 메인 가지 또는 서브 가지의 각도를 변경시키기 위한 외력을 작용하는 신호를 생성하여 식물의 수형을 관리할 수 있다. 구체적으로, 식물 성장 관리 장치의 촬영부는 식물의 메인 가지 및 서브 가지의 지면에 대한 각도를 산출할 수 있다. 식물의 메인 가지는 식물이 심어져 식물을 지지하는 지면과 접하는 가지를 의미할 수 있고, 서브 가지는 메인 가지로부터 뻗어나온 가지를 의미할 수 있다. 촬영부는 메인 가지 및 서브 가지를 촬영한 이미지 데이터를 프로세서로 전달할 수 있고, 프로세서는 이미지 데이터를 이용하여 지면으로부터 메인 가지의 각도 및 서브 가지의 각도를 인식할 수 있다. 그리고, 프로세서는 메인 가지의 각도와 서브 가지의 각도의 차이를 이용하여 메인 가지와 서브 가지 사이의 각도를 산출할 수 있다. 예를 들면, 메인 가지는 지면에 대하여 80도를 이룰 수 있고, 서브 가지는 지면에 대하여 60도를 이룰 수 있다. 이러한 경우, 프로세서는 서브 가지와 메인 가지의 각도가 20도라고 산출할 수 있다.
프로세서는 메인 가지의 각도가 미리 설정된 각도 범위를 벗어난 경우, 메인 가지의 각도가 변경되도록 메인 가지에 외력을 작용하는 신호를 생성할 수 있다. 메인 가지의 각도는 지면에 대하여 미리 설정된 각도 범위가 존재할 수 있고, 예를 들면, 메인 가지는 지면에 대하여 85도 내지 90도의 각도를 가지도록 각도 범위가 미리 설정될 수 있다. 이러한 경우, 메인 가지의 각도가 앞서 예를 든 것과 같이 80도일 수 있고, 프로세서는 메인 가지의 각도가 미리 설정된 범위(85도 내지 90도)로 변화되도록 메인 가지의 각도를 80도에서 85도까지 변화될 수 있는 외력을 작용하는 신호를 생성할 수 있고, 이러한 신호에 따라 메인 가지에는 외력이 작용할 수 있고, 메인 가지의 지면에 대한 각도는 80도에서 85도 내지 90도의 미리 설정된 각도로 변경될 수 있다.
또한, 프로세서는 서브 가지와 메인 가지의 각도가 미리 설정된 각도 범위를 벗어난 경우, 서브 가지의 각도가 변경되도록 서브 가지에 외력을 작용하는 신호를 생성할 수 있다. 서브 가지와 메인 가지의 각도는 미리 설정된 각도 범위가 존재할 수 있고, 예를 들면, 서브 가지와 메인 가지의 미리 설정된 각도 범위는 10도 내지 15도일 수 있다. 앞서 예를 든 것과 같이 지면에 대한 메인 가지의 각도가 80도이고, 지면에 대한 서브 가지의 각도가 60도인 경우, 서브 가지와 메인 가지의 각도 차이는 20도일 수 있다. 따라서, 프로세서는 서브 가지와 메인 가지의 각도 차이가 20도에서 미리 설정된 각도 범위인 10도 내지 15도로 변경되도록 서브 가지와 메인 가지의 각도가 감소되는 방향으로의 외력이 작용될 수 있는 신호를 생성할 수 있다.
이와 다른 예를 들면, 서브 가지와 메인 가지의 미리 설정된 각도 범위는 25도 내지 30도일 수 있다. 앞서 예를 든 것과 같이 지면에 대한 메인 가지의 각도가 80도이고, 지면에 대한 서브 가지의 각도가 60도인 경우, 서브 가지와 메인 가지의 각도 차이는 20도일 수 있다. 따라서, 프로세서는 서브 가지와 메인 가지의 각도 차이가 20도에서 미리 설정된 각도 범위인 25도 내지 30도로 변경되도록 서브 가지와 메인 가지의 각도가 증가되는 방향으로의 외력이 작용될 수 있는 신호를 생성할 수 있다.
이에, 식물 성장 관리 장치는 메인 가지의 지면에 대하여 성장하는 방향을 조절할 수 있고, 메인 가지를 기준으로 서브 가지의 성장하는 방향을 조절할 수 있다. 따라서, 사용자는 식물 성장 관리 장치의 도움으로 원하는 수형으로 식물을 성장시킬 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들은 하나 이상이 서로 결합되어 새로운 실시예를 구성할 수 있음은 물론이다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 식물 성장 관리 방법은 (a) 미리 설정된 주기에 따라 식물의 가지 및 잎의 두께, 크기, 색 중 적어도 하나를 측정하여 성장 정보를 생성하는 단계, (b) 성장 정보를 이용하여 미리 설정된 주기에 따라 주기적으로 식물의 성장 단계를 산출하는 단계, (c) 성장 단계 및 미리 설정된 주기를 이용하여 주기적으로 성장 속도를 산출하는 단계, (d) 성장 단계 및 성장 속도를 이용하여 식물의 상위 성장 단계를 달성할 예상 시기를 산출하는 단계, (e) 성장 단계, 성장 속도 및 예상 시기 중 적어도 하나를 이용하여 식물에 공급할 수분의 정도, 식물의 성장 환경의 조도, 습도 및 온도 중 적어도 하나를 포함하는 환경 팩터에 대한 조절 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, (e) 단계는, 성장 단계별 성장 기준 속도와 성장 속도를 비교하여 조절 신호를 생성하는 단계, 및 성장 단계별 기준 시기와 예상 시기를 비교하여 조절 신호를 생성하는 단계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 환경 팩터에 대한 조절 신호는, 식물의 성장 속도가 감소 또는 증가 가능하도록 환경 팩터를 조절하는 신호일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 식물 성장 관리 방법은 식물의 표면을 촬영한 이미지 데이터를 수신하는 단계, 이미지 데이터를 이용하여 식물의 표면에 존재하는 해충을 식별하는 단계, 및 해충이 식별된 경우, 식물에 해충 제거제가 살포되는 신호를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 식물 성장 관리 방법은 해충의 양을 식별하는 단계, 식물의 성장 단계별 기준 해충의 양과 해충의 양을 비교하여 해충 제거제의 살포 양을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 식물은 식물을 지지하는 지면와 접하는 메인 가지를 포함하고, 식물 성장 관리 방법은 지면에 대한 메인 가지의 각도를 산출하는 단계, 및 메인 가지의 각도가 미리 설정된 각도 범위를 벗어난 경우, 메인 가지의 각도가 변경되도록 메인 가지에 외력을 작용하는 신호를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 식물은 식물을 지지하는 지면와 접하는 메인 가지, 및 메인 가지로부터 뻣어나온 서브 가지를 포함하고, 지면에 대한 메인 가지의 각도 및 서브 가지의 각도를 산출하는 단계, 메인 가지의 각도와 서브 가지의 각도의 차이를 이용하여 메인 가지와 서브 가지 사이의 각도를 산출하는 단계, 및 메인 가지와 서브 가지 사이의 각도가 미리 설정된 각도 범위를 벗어난 경우, 서브 가지의 각도가 변경되도록 서브 가지에 외력을 작용하는 신호를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 식물 성장 관리 장치는 미리 설정된 주기에 따라 식물의 가지 및 잎의 두께, 크기, 색 중 적어도 하나를 측정하여 성장 정보를 생성하고, 성장 정보를 이용하여 미리 설정된 주기에 따라 주기적으로 식물의 성장 단계를 산출하고, 성장 단계 및 미리 설정된 주기를 이용하여 주기적으로 성장 속도를 산출하고, 성장 단계 및 성장 속도를 이용하여 식물의 상위 성장 단계를 달성할 예상 시기를 산출하며, 성장 단계, 성장 속도 및 예상 시기 중 적어도 하나를 이용하여 식물에 공급할 수분의 정도, 식물의 성장 환경의 조도, 습도 및 온도 중 적어도 하나를 포함하는 환경 팩터에 대한 조절 신호를 생성하도록 구성될 수 있다.
이상에서, 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 식물 성장 관리 장치
110: 프로세서
120: 촬영부
130: 환경조절부
110: 프로세서
120: 촬영부
130: 환경조절부
Claims (8)
- (a) 미리 설정된 주기에 따라 식물의 가지 및 잎의 두께, 크기, 색 중 적어도 하나를 측정하여 성장 정보를 생성하는 단계;
(b) 상기 성장 정보를 이용하여 상기 미리 설정된 주기에 따라 주기적으로 상기 식물의 성장 단계를 산출하는 단계;
(c) 상기 성장 단계 및 상기 미리 설정된 주기를 이용하여 주기적으로 성장 속도를 산출하는 단계;
(d) 상기 성장 단계 및 상기 성장 속도를 이용하여 상기 식물의 상위 성장 단계를 달성할 예상 시기를 산출하는 단계;
(e) 상기 성장 단계, 상기 성장 속도 및 상기 예상 시기 중 적어도 하나를 이용하여 상기 식물에 공급할 수분의 정도, 상기 식물의 성장 환경의 조도, 습도 및 온도 중 적어도 하나를 포함하는 환경 팩터에 대한 조절 신호를 생성하는 단계를 포함하는, 식물 성장 관리 방법. - 제1항에 있어서,
상기 (e) 단계는,
상기 성장 단계별 성장 기준 속도와 상기 성장 속도를 비교하여 상기 조절 신호를 생성하는 단계; 및
상기 성장 단계별 기준 시기와 상기 예상 시기를 비교하여 상기 조절 신호를 생성하는 단계 중 적어도 하나를 포함하는, 식물 성장 관리 방법. - 제2항에 있어서,
상기 환경 팩터에 대한 상기 조절 신호는, 상기 식물의 성장 속도가 감소 또는 증가 가능하도록 상기 환경 팩터를 조절하는 신호인, 식물 성장 관리 방법. - 제1항에 있어서,
상기 식물의 표면을 촬영한 이미지 데이터를 수신하는 단계;
상기 이미지 데이터를 이용하여 상기 식물의 표면에 존재하는 해충을 식별하는 단계; 및
상기 해충이 식별된 경우, 상기 식물에 해충 제거제가 살포되는 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는, 식물 성장 관리 방법. - 제4항에 있어서,
상기 해충의 양을 식별하는 단계;
상기 식물의 상기 성장 단계별 기준 해충의 양과 상기 해충의 양을 비교하여 상기 해충 제거제의 살포 양을 결정하는 단계를 더 포함하는, 식물 성장 관리 방법. - 제1항에 있어서,
상기 식물은 상기 식물을 지지하는 지면와 접하는 메인 가지를 포함하고,
상기 지면에 대한 상기 메인 가지의 각도를 산출하는 단계; 및
상기 메인 가지의 각도가 미리 설정된 각도 범위를 벗어난 경우, 상기 메인 가지의 각도가 변경되도록 상기 메인 가지에 외력을 작용하는 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는, 식물 성장 관리 방법. - 제1항에 있어서,
상기 식물은 상기 식물을 지지하는 지면와 접하는 메인 가지, 및 상기 메인 가지로부터 뻣어나온 서브 가지를 포함하고,
상기 지면에 대한 상기 메인 가지의 각도 및 상기 서브 가지의 각도를 산출하는 단계;
상기 메인 가지의 각도와 상기 서브 가지의 각도의 차이를 이용하여 상기 메인 가지와 상기 서브 가지 사이의 각도를 산출하는 단계; 및
상기 메인 가지와 상기 서브 가지 사이의 각도가 미리 설정된 각도 범위를 벗어난 경우, 상기 서브 가지의 각도가 변경되도록 상기 서브 가지에 외력을 작용하는 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는, 식물 성장 관리 방법. - 미리 설정된 주기에 따라 식물의 가지 및 잎의 두께, 크기, 색 중 적어도 하나를 측정하여 성장 정보를 생성하고,
상기 성장 정보를 이용하여 상기 미리 설정된 주기에 따라 주기적으로 상기 식물의 성장 단계를 산출하고,
상기 성장 단계 및 상기 미리 설정된 주기를 이용하여 주기적으로 성장 속도를 산출하고,
상기 성장 단계 및 상기 성장 속도를 이용하여 상기 식물의 상위 성장 단계를 달성할 예상 시기를 산출하며,
상기 성장 단계, 상기 성장 속도 및 상기 예상 시기 중 적어도 하나를 이용하여 상기 식물에 공급할 수분의 정도, 상기 식물의 성장 환경의 조도, 습도 및 온도 중 적어도 하나를 포함하는 환경 팩터에 대한 조절 신호를 생성하도록 구성된, 식물 성장 관리 장치.
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