템플릿 매칭을 이용한 넙치용 백신자동접종시스템 개발
Development of a vaccine automation injection system for flatfish using a template matching
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초록
본 연구에서는 넙치용 백신자동접종을 위하여 국내에서 처음으로 백신자동접종시스템을 구현하였으며, 템플릿 매칭 기법을 기반을 둔 서치영역을 최적화 하는 알고리즘을 방법을 제시하였다. 제안한 알고리즘은 넙치가 임의의 각도로 투입 되었을 때 투입되는 각도에 제한을 전혀 받지 않고 접종 위치를 인식할 수 있도록 설계 되었으며, 또한 투입 시 넙치의 회전각도에 따라 서치영역의 면적을 최적화 시키는 방법으로 실행시간을 단축시킬 수 있도록 설계 되었다. 개발된 넙치용 백신자동백신접종시스템은 제안한 접종 알고리즘을 적용함으로써 평균 2000/hour 접종속도를 실현했으며, 숙련된 사람이 손으로 접종하는 속도(1000/hour) 보다 2배 빠르다. 그리고 넙치의 접종오차는 0 ∼ 0.6mm 범위로서 높은 정밀도를 실현가능 함을 알 수 있었다. 백신접종의 효율성 및 접종비용을 절감하고자 넙치용 백신자동접종시스템을 국내 처음으로 개발되었지만, 현재 국내 양식장 여건에 부합하고 접종속도, 백신접종의 효능을 극대화시키기 위해 지속적인 연구 개발이 필요하다. 특히, 국외에서는 연어와 같은 둥근형태의 어류를 대상으로 자동접종시스템이 활발히 연구개발 되고 있는 실정임으로 국내에서는 양식어 주 대상어종인 넙치용 백신자동접종시스템에 대한 접종기술을 선점할 필요가 있다.
Abstract
Nationally, flatfish vaccination has been performed manually, and is a laborious and time-consuming procedure with low accuracy. The handling requirement also makes it prone to contamination. With a view to eliminating these drawbacks, we designed an automatic vaccine system in which the injection is delivered by a Cartesian coordinate robot guided by a vision system. The automatic vaccine injection system is driven by an injection site location algorithm that uses a template-matching technique. The proposed algorithm was designed to derive the time and possible angles of injection by comparing a search area with a template. The algorithm is able to vaccinate various sizes of flatfish, even when they are loaded at different angles. We validated the performance of the proposed algorithm by analyzing the injection error under randomly generated loading angles. The proposed algorithm allowed an injection rate of 2000 per hour on average. Vaccination of flatfish with a body length of up to 500 mm was possible, even when the orientation of the fish was random. The injection errors in various sizes of flatfish were very small, ranging from 0 to 0.6mm.
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