3차원 영상 데이터를 활용한 콩 생육 측정 방법 평가 (Evaluation of Soybean Growth Measurement Method Using 3-Dimensional Data)

서지정보

· 발행기관 : 경상국립대학교 농업생명과학연구원
· 수록지 정보 : 농업생명과학연구 / 57권 / 1호 / 107 ~ 118페이지
· 저자명 : 권동원, 장성율, 반호영, 박혁진, 상완규, 백재경, 서명철, 조정일, 조재일

초록

최근 3차원 영상 데이터 활용 기술이 주목받으며 레이저 스캐너, 깊이 카메라와 같은 장비를 활용하여 작물의 생육을 측정하려는 연구가 시도되고있다. 작물의 생육 특성을 측정할 때 3차원 영상 데이터를 활용한다면 평면 데이터에서 측정하지 못한 구조와 형태 정보를 이용할 수 있는 장점이있다. 본 연구에서는 콩의 생육 특성을 3차원 영상 데이터를 활용하여 추정하였다. 깊이 카메라를 이용하여 콩의 개화시(R1), 착협기(R3), 종실비대기(R5)에 촬영하고 3차원 데이터로 개체의 초장과 엽면적을 추정하고 실측 값과 비교하였다. 초장 추정을 위해 평면에 투영된 개체의 무게 중심을 이용하여원줄기의 x, y 좌표 위치를 지정하였는데 눈으로 보고 지정한 원줄기의 위치와 무게 중심 점의 x, y 좌표 위치는 높은 결정 계수를 보였다. 초장추정의 경우 콩의 구조와 형태가 발달함에 따라 3차원 영상에서 지면으로부터 개체 상단 지점 간 거리를 이용하는 방법은 실측과 추정 값간오차가 컸다. 엽면적 추정을 위해서 3차원 위치 값을 갖는 개체 표면 점들을 높이에 따라 분할하고 각 높이 구간의 면적을 계산하였다. 3차원데이터 병합 과정에서 늘어난 점 개수로 인해 각 높이 구간에서 계산된 면적이 증가하였기 때문에 추정 값은 과대평가되었다. 향후 3차원 영상을이용한 보다 정밀한 생육 조사를 위해서는 작물 고유의 생육변수 특성을 고려한 데이터 전처리 과정과 분석 방법 개발이 필요할 것으로 사료된다

영어초록

Recently, 3D (3-Dimentional) image data utilization technology has been attracting attention, and studies are being made to measurethe growth of crops using equipment such as laser scanners and depth cameras. If 3D image data is used to measure the growth characteristicsof crops, it has the advantage of using structure and shape information that cannot be measured in planar data. In this study, the growth characteristics of soybeans were estimated using 3D image data. Soybeans were measured at beginning bloom (R1), beginning pod (R3),and beginning seed (R5) by using a depth camera. The x, y coordinate position of the main stem was specified using the centroidof the object projected on the plane for estimating the plant height and showed a high determination coefficient. In the case of plantheight estimation, as the structure and shape of stems and leaves developed, the method using the distance between the top points ofan object from the ground in 3D image had a large error between the actual measurement and the estimated value. For estimating theleaf area, object surface points with 3D position values were divided according to height, and the area of each height section was calculated.
The estimated value was overestimated because the calculated area in each height section increased due to the increased number ofpoints in the 3D data merging. For more precise growth investigation using 3D images in the future, it is thought that data pre-processingand analysis method development taking into account the characteristics of unique growth variables of crops are required.

참고자료

· 없음