시설재배 참외 수확 로봇 개발 (Development of Oriental Melon Harvesting Robot in Greenhouse Cultivation)

서지정보

· 발행기관 : (사) 한국생물환경조절학회
· 수록지 정보 : 생물환경조절학회지 / 23권 / 2호 / 123 ~ 130페이지
· 저자명 : 하유신, 김태욱

초록

참외 재배환경은 토양 위의 수평바닥에서 재배된 것을수확하여야 하며, 참외가 잎으로 덮여져 있어 인식이 어렵고, 덩굴성 줄기로 인해 참외를 그립하기에도 매우 불리하다. 이러한 재배환경에 적합하도록 엔드이펙트, 머니퓰레이터, 인식장치 등의 참외 수확 로봇을 개발하였고이를 시험하였다. 엔드이펙터는 수확물을 잡기 위한 그립퍼와 줄기를 절단하는 커터로 구분되며, 그립퍼는 4개의 핑거가 동시에 구동하고, 커터는 2개로 전후진 동작이 되도록 설계하여 파지력과 절단력을 제어할 수 있도록 하였다. 머니퓰레이터는 중심축을 기준으로 회전을하는 L-R형 모델에 직교 좌표형과 셔틀형 머니퓰레이터를 조합한 4축 매니플레이트 구조로 설계하였다. 인식장치는 1차 인식장치인 GVC와 2차 인식장치인 LVC를이용하여 참외를 식별하고 그 중에서 당도나 숙도를 예측하여 선별하였다. 이 장치를 이용하여 로봇의 성능시험을 한 결과 수확시간은 평균 18.2sec/ea, 픽업율은 평균 91.4%, 손상율은 평균 8.2%, 선별율은 평균 72.6%로나타났다.

영어초록

Oriental melon (Cucumis melo var. makuwa) should be cultivated on the soil and be harvested. It is difficultto find because it is covered with leaves, and furthermore, it is very hard to grip it due to its climbing stems. Thisstudy developed and tested oriental melon harvesting robots such as an end-effector, manipulator and identificationdevice. The end effector is divided into a gripper for harvest and a cutter for stems. In addition, it was designed tocontrol the gripping and cutting forces so that the gripper could move four fingers at the same time and the cuttercould move back and forth. The manipulator was designed to realize a 4-axis manipulator structure to combineorthogonal coordinate-type and shuttle-type manipulators with L-R type model to rotate based on the central axis.
With regard to the identification device, oriental melon was identified using the primary identification global viewcamera device and secondary identification local view camera device and selected in the prediction of the sugar contentor maturity. As a result of the performance test using this device, the average harvest time was 18.2 sec/ea, averagepick-up rate was 91.4%, average damage rate was 8.2% and average sorting rate was 72.6%.

참고자료

· 없음