O4-1 [Invited Speaker] : 트랙터 부착형 실시간 밭작물 높이 인식 시스템 개발

밭 농업은 작물의 종류가 다양하고 같은 작물에서도 재배양식 상이하여 매년 시세 등 환경변화에 따라 작목별 재배면적이 급변하고 있어 한 가지 작물을 대상으로 하기보다는 밭작물 전반에 적용할 수 있는 고효율 범용 농기계 개발이 필요하다. 본 연구는 다양한 밭작물에 적용 가능한 범용 트랙터 개발을 위해 수행되었으며 밭작물에 따른 지상고 제어를 위한 실시간 작물 높이 평가 시스템을 개발하였다. 높이 평가 시스템은 스테레오 카메라를 이용하여 개발하였으며 두 개의 영상으로부터 계산되는 disparity map을 이용하여 작물까지의 실제거리를 계산하고 카메라의 화각, 초점거리 등의 사양을 이용하여 영상의 실제크기를 계산하였다. 전체 영상 내 대상작물 영역은 disparity map 정보에서 작물 경계의 에지 검출(edge detection) 및 분할(segmentation)하여 검출하였다. 작물 높이 인식 성능은 트랙터에 부착 후 실제 밭작물을 대상으로 실시하였으며, 이때 트랙터 전면부에 지면으로부터 약 80 cm 높이로 설치 높이를 최소화하여 흔들림에 따른 효과를 최소화하였다. 성능평가는 작물의 높이 및 측정거리에 따라 평가하였으며 실험 결과 약 90%의 정확도를 보였다. 또한 트랙터 작업 시 자세 변화에 따른 인식 신뢰성 확보를 위해 요(yaw), 피치(pitch), 롤(roll) 변화에 따른 작물 높이를 보정하였으며 실내 실험장치에서 각도 변화에 따른 성능을 평가하였다. 본 연구 결과를 통해 밭작물의 실시간 높이 인식이 가능하였으며, 실차 적용을 위해서는 다양한 데이터 및 환경조건에서 최적화가 필요할 것으로 판단된다.