표제지
요약
목차
1. 서론 12
1.1. 연구의 배경 및 필요성 12
1.2. 연구의 목표 13
2. 이론적 배경 14
2.1. 스마트팜(SmartFarm) 개념 14
2.1.1. 국내외 스마트팜의 산업 동향 17
2.1.2. 스마트팜 구현을 위한 핵심 기술 22
2.2. 수경재배 개념 23
2.3. 수경재배의 국내외 현황 29
2.4. 아쿠아포닉스 개념 30
2.5. 아쿠아포닉스의 동향 37
2.6. 아쿠아포닉스(Aquaponics) 개발의 필요성 38
2.7. 카메라 종류 41
2.7.1. 스테레오카메라 41
2.7.2. TOF (Time of Flight) 카메라 44
2.7.3. 깊이(3D Depth) 카메라 49
3. 연구 방법 51
3.1. 아쿠아포닉스 시스템의 구성과 특징 51
3.2. 아쿠아포닉스의 센서시스템 53
3.3. 아쿠아포닉스의 데이터 모니터링 54
3.4. 컬러 영상 세그멘테이션(Segmentation)과 관련된 방법론 56
3.5. 영상 후처리 방법 61
3.5.1. 보간법(Interpolation) 61
3.6. 생육정도 판단방법 67
3.6.1. 영상세그멘테이션 면적 계산 방법 67
3.6.2. 3D 깊이 영상 부피 계산 방법 70
4. 실험 결과 72
5. 결론 78
참고문헌 81
ABSTRACT 84
〈표 1〉 세대별 스마트팜 구분과 비교 15
〈표 2〉 아쿠아포닉스에 사용되는 어종 33
〈표 3〉 TOF 카메라의 장단점 47
〈표 4〉 아쿠아포닉스 시스템의 장.단점 52
〈표 5〉 아쿠아포닉스 일체형 모델과 분리형 모델의 장단점 53
〈표 6〉 결구형에 따른 상추의 영양분석 68
〈표 7〉 최적 판별 기법 선정 80
〈그림 1〉 스마트 온실과 스마트 축사-농림축산식품부 16
〈그림 2〉 스마트 농업 시장 전망 17
〈그림 3〉 스마트팜 분야별 적용 18
〈그림 4〉 미국 FarmLogs의 앱 다운로드 화면 19
〈그림 5〉 뉴질랜드 Bozoek Agriport 홈페이지 20
〈그림 6〉 농림축산식품부 추진계획 21
〈그림 7〉 담액 수경 방식 24
〈그림 8〉 심지형 수경재배 25
〈그림 9〉 분무형 수경재배 26
〈그림 10〉 간헐흐름식 수경재배 27
〈그림 11〉 인구 성장률 31
〈그림 12〉 아쿠아포닉스의 순환 체계 33
〈그림 13〉 아쿠아포닉스기법으로 키우는 상추 배양 34
〈그림 14〉 아쿠아포닉스 시스템의 이해를 위한 모식도 35
〈그림 15〉 세계 양식시장 및 세계 아쿠아포닉스 시장 전망 38
〈그림 16〉 대한민국 인구 증가율 전망 40
〈그림 17〉 스테레오 카메라의 평행식과 직교식 42
〈그림 18〉 스테레오 카메라의 수평식, 교차식, 수평이동식 42
〈그림 19〉 스테레오카메라 43
〈그림 20〉 시각편차 관계식 44
〈그림 21〉 TOF 카메라의 원리 45
〈그림 22〉 TOF 카메라의 배치 방법 48
〈그림 23〉 깊이카메라의 구성도 49
〈그림 24〉 아쿠아포닉스의 기본 구성과 순환 51
〈그림 25〉 아쿠아포닉스의 재배 시스템 54
〈그림 26〉 pH, EC,수온의 변화 55
〈그림 27〉 양액의 pH변화와 작물의 양분흡수와의 관계 56
〈그림 28〉 픽셀 연결 여부 57
〈그림 29〉 제안된 영역 매칭 방법의 흐름 59
〈그림 30〉 영역 정의 60
〈그림 31〉 보간이 필요한 빈 화소 61
〈그림 32〉 가장 인접한 이웃 화소 보간법 62
〈그림 33〉 선형 보간의 방법 63
〈그림 34〉 Spline 64
〈그림 35〉 과적합(overfit) 64
〈그림 36〉 4개의 점을 이용한 3차 회선 보간 66
〈그림 37〉 Segmentation의 이해 68
〈그림 38〉 작물의 면적을 구하는 방법 69
〈그림 39〉 interpolation and Dilate imterpolation mask 70
〈그림 40〉 입력 2D 영상 72
〈그림 41〉 관심 영역 73
〈그림 42〉 입력 3D 영상 73
〈그림 43〉 영상분할마스크 74
〈그림 44〉 영상분할윤곽 74
〈그림 45〉 작물의 면적과 부피 측정 75
〈그림 46〉 (a) 관심 영역 내에 포함된 홀 (b) 보간 전 깊이 영상의 컬러맵 (c) 보간 후 깊이 영상의 컬러맵 75
〈그림 47〉 작물 면적과 부피의 날짜별 평균 76
〈그림 48〉 작물 면적과 부피를 이용한 통합 생장값 77