3차원 영상 디지털화해 분석
[퍼스트뉴스=광주 박채아 기자] 전남대학교 이경환 교수팀이 드론과 AI를 활용해 과수원의 과일의 특성을 식별하는 기술을 개발했다.
전남대 이경환 교수(융합바이오시스템기계공학과)팀은 드론을 통해 실제 과수원을 3차원 영상으로 구현하고, 각 과실수에서 과일의 개수, 크기, 위치를 정확하게 식별하는 기술 개발에 성공했다. 이로써 과수원 환경을 3차원 디지털화해 컴퓨터 공간에서 정밀하게 관리할 수 있는 과수원 디지털 트윈 기술의 개발 가능성이 커질 것으로 주목받고 있다.
연구팀은 다중 카메라가 탑재된 드론으로 과수원 전체를 촬영한 다음 각 영상의 특징점을 연결해 과수원을 3차원 영상으로 구현한 뒤, 이를 통해 다양한 각도에서 과수원의 특성을 면밀하게 관찰할 수 있게 했다.
또 과수원을 촬영할 때 GPS 기준 표시점을 포함해 3차원 영상의 모든 지점을 GPS 좌표화 할 수 있도록 했다. 과수원 3차원 영상에 딥러닝 인스턴스 세그멘테이션 방법을 사용해 과일을 인식하고 크기를 측정한 다음, 그 과일의 위치를 GPS 좌표화 하도록 했다. 이렇게 획득한 정보를 통해 각 과수의 높이별로 과일의 개수, 크기를 식별할 수 있을 뿐 아니라 심지어 위치까지 지도화할 수 있다.
앞서 이 기술은 지난해 미국 농업용 로봇 심포지움 및 전시회(2022 FIRA USA)에서 발표돼 큰 관심을 받으며, 이스라엘의 첨단 로봇기업 및 대규모 농업회사로부터 국제협력 제안을 받기도 했다.
현재는 한국-이스라엘산업연구개발재단에 국제공동연구 제안서를 제출해 과제선정 결과를 기다리는 중이며, 미국 실리콘밸리 기업들과도 이 기술의 상용화와 해외 수출을 위해 협력을 추진하고 있다.
이 연구는 농림식품기술기획평가원의 첨단농기계산업화기술개발사업과 BK21 4단계 IT-Bio융합시스템농업교육연구단 지원으로 수행됐으며, 연구 결과는 융복합 농업 분야 최고 권위의 국제학술지인 ‘Computers and Electronics in Agriculture’(IF=8.3, 0.9%) 올 9월호 온라인판에 미리 발표됐다.
이경환 교수는 “실제 과수원을 3차원 디지털화해 컴퓨터상에서 다양한 관점으로 관찰할 수 있고, 인공지능을 이용하여 과일의 개수, 크기, 위치까지 측정할 수 있는 기술은 글로벌 경쟁력이 있을 것”이라며 “추가적인 기술 개발을 통해 과수원 디지털 트윈 구현과 관련 기술을 수출 사업화할 수 있도록 노력하겠다.”고 말했다.
*논문원제: Three-dimensional Quantification of Apple Phenotypic Traits based on Deep Learning Instance Segmentation
