온실용 파프리카 모종 이식 로봇 시스템 연구
A Study on a Transplanting Robot System for Greenhouse Bell Pepper Seedlings
- 주제(키워드) 스마트팜 , 모종이식 , 매니퓰레이터
- 주제(DDC) 658.5
- 발행기관 아주대학교 공학대학원
- 지도교수 박재일
- 발행년도 2025
- 학위수여년월 2025. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 공학대학원 산업데이터시스템학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000034436
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
본 연구는 모종 이식 작업의 자동화를 통해 생산성과 정확도를 향상시키기 위해 로봇 프로토타입을 개발하고, 그에 대한 적용 가능성을 검증하는 것을 목표로 하였다. 스마트팜의 하드웨어(HW) 구성으로는 모종을 집어서 옮기는 Pick & Place 로봇과 모종을 배지에 심는 로봇, 총 두 대를 사용 하였으며, 각 로봇이 작업을 수행할 수 있도록 최적화된 그리퍼와 모종 이식용 트레이를 함께 개발하였다. 소프트웨어(SW) 측면에서는 머신 비젼 기술을 도입하기 위해 비젼 카메라를 활용하였고, 이를 통해 배지를 정밀하게 인식할 수 있도록 하였다. 특히 딥러닝 기반의 이미지 처리 알고리즘을 적용하여 배지의 크기, 형태 및 모종의 유무를 분석하고, 이를 바탕으로 로봇이 작업에 필요한 정확한 좌표를 산출하도록 설계하였다. 이러한 기술은 다양한 환경 조건에서도 높은 인식 정확도를 유지하도록 최적화되었다. 또한 2D 이미지뿐만 아니라 2.5D 센서를 활용해 배지 표면의 깊이 정보와 모종의 높이를 정밀하게 측정함으로써, 로봇이 정확한 깊이로 흙을 파고 모종을 안정적으로 삽입할 수 있게 하였다. 이를 통해 기존의 단순한 로봇 교시 방식보다 한층 정밀하고 유연한 작업 수행이 가능해졌다. 개발된 프로토타입 로봇을 활용해 모종 이식 작업의 생산성과 정확도를 테스트한 결과, 해당 기술이 작업의 효율성을 크게 향상시킬 수 있음을 확인하였다. 이는 스마트 농업 분야에서 로봇 기술의 적용 가능성을 확인하였고, 농업 자동화의 수준을 한 단계 끌어올리는 데 기여할 것으로 기대된다.
more목차
1 . 서론 1
2 . 관련 연구 4
3 . 연구 방법 6
3-1 . 모종 이식 스마트팜 구성 6
3-2 . 로봇 통합 SW 20
3-3 . 머신 비젼을 이용한 이미지 학습 23
3-4 . 모종 이식 운영 시나리오 27
4 . 결과 29
5 . 결론 33
참고 문헌 39
