본 연구는 돼지의 체온 발산에 따른 행동에 근거하여 환경을 제어할 때 몸체에서 발산되는 체열과 환경의 온도차이를 이용하여 환경을 제어할 수 있는 방법을 모색하고자 하였으며, 열환경에서 얻어진 자료를 바탕으로 축사의 환경제어 시스템에 접목하고자 실시하였다. 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 환경온도에 따른 돼지의 행동을 칼라영상을 통하여 획득한 후 가시화 시스템 (열화상 프로그램)을 통한 행동상태를 고온, 적온, 저온기로 분류하였다. 2. 영상처리 시스템의 하드웨어를 적외선 CCD 카메라, 영상처리 보드DIF(TH3100) 모델과 컴퓨터는 400Hz, 128M, 586 Pentium로 구성되었으며, 프로그램은 C++ 언어로 작성되었다. 3. 영상처리시스템을 온도에 따라 분류했던 결과 저온, 적온, 고온으로 분류되어 돈사내 환경제어 시스템에 응용이 가능할 것으로 판단되었다. 4. 사료섭취량은 저온구가 다른 환경온도에 비하여 사료를 많이 섭취하였던 반면에 종료체중과 일당증체량에서는 낮게 나타났다 (p<0.05).
본 연구는 돼지의 체온 발산에 따른 행동에 근거하여 환경을 제어할 때 몸체에서 발산되는 체열과 환경의 온도차이를 이용하여 환경을 제어할 수 있는 방법을 모색하고자 하였으며, 열환경에서 얻어진 자료를 바탕으로 축사의 환경제어 시스템에 접목하고자 실시하였다. 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 환경온도에 따른 돼지의 행동을 칼라영상을 통하여 획득한 후 가시화 시스템 (열화상 프로그램)을 통한 행동상태를 고온, 적온, 저온기로 분류하였다. 2. 영상처리 시스템의 하드웨어를 적외선 CCD 카메라, 영상처리 보드DIF(TH3100) 모델과 컴퓨터는 400Hz, 128M, 586 Pentium로 구성되었으며, 프로그램은 C++ 언어로 작성되었다. 3. 영상처리시스템을 온도에 따라 분류했던 결과 저온, 적온, 고온으로 분류되어 돈사내 환경제어 시스템에 응용이 가능할 것으로 판단되었다. 4. 사료섭취량은 저온구가 다른 환경온도에 비하여 사료를 많이 섭취하였던 반면에 종료체중과 일당증체량에서는 낮게 나타났다 (p<0.05).
This study was conducted to find ways to control environment with the difference between body temperature and background temperature based on swine activity, and to apply to the environment control system of swine barns based on the findings. Following are the results. 1. Swine activity related to b...
This study was conducted to find ways to control environment with the difference between body temperature and background temperature based on swine activity, and to apply to the environment control system of swine barns based on the findings. Following are the results. 1. Swine activity related to background temperature was achieved as color images and swine activity status was categorized into cold, comfortable, and hot periods with visualization system (thermal image system). 2. Thermal image system consisted of an infrared CCD camera, an image processing board - DIF (TH3100), an main computer (400Hz, 128M, 586 Pentium model) with C++ program installed. 3. Thermal image system categorizing temperatures into cold, comfortable, and hot was applicable to the environment control system of swine barns 4. Feed intake was higher in cold temperature, and finishing weight and weight gain per day in cold temperature were lower than others (p<0.05).
This study was conducted to find ways to control environment with the difference between body temperature and background temperature based on swine activity, and to apply to the environment control system of swine barns based on the findings. Following are the results. 1. Swine activity related to background temperature was achieved as color images and swine activity status was categorized into cold, comfortable, and hot periods with visualization system (thermal image system). 2. Thermal image system consisted of an infrared CCD camera, an image processing board - DIF (TH3100), an main computer (400Hz, 128M, 586 Pentium model) with C++ program installed. 3. Thermal image system categorizing temperatures into cold, comfortable, and hot was applicable to the environment control system of swine barns 4. Feed intake was higher in cold temperature, and finishing weight and weight gain per day in cold temperature were lower than others (p<0.05).
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문제 정의
볼 수가 있다. 따라서 복합 열 환경에 따른 돼지의 체온변화와 행동을 통하여 돈사내의 환경변화 분포를 알고자 가시화 시스템을 구축하고자 하였으며, 여기서 얻어진 열환경의 분포를 분석하였다.
따라서 본 연구는 돈사환경내에서 측정할 수 있는 대표변수인 열환경을 영상으로 감지하여 환경을 제어할 수 있는 방법을 모색하고자 하였으며, 열환경의 변화를 획득한 후 영상을 분석하여 시스템의 제어구성을 하고자 한다. 만약 선택된 일반적인 이미지 기준분석을 가지고 자동환경 온도조절을 입력할 수 있는데 이것이 성공된다면 이 기술은 환경 온도 조절의 기초를 제공할 수 있으며 안락한 행동을 통한 환경제어가 가능하리라 본다.
본 연구는 돼지의 체온 발산에 따른 행동에 근거하여 환경을 제어할 때 몸체에서 발산되는 체열과 환경의 온도차이를 이용하여 환경을 제어할 수 있는 방법을 모색하고자 하였으며, 열환경에서 얻어진 자료를 바탕으로 축사의 환경제어 시스템에 접목하고자 실시하였다. 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다.
제안 방법
1. 환경온도에 따른 돼지의 행동을 칼라영상을 통하여 획득한 후 가시화 시스템 (열화상 프로그램)을 통한 행동상태를 고온, 적온, 저온기로 분류하였다.
5m(H)인돈방에 평균 체중이 6 kg인 자돈 100두를 사육하였으며, 혹한기에는 열원을 제공하기 위하여 보온등 (620W ~ 310W)을 설치 하여 스위치로 조절하여 돈방내의 온도를 유지하였다. 그리고 돼지가 성장할수록 몸체에서 발산하는 열량을 감안하여 보온등을 310W로 조절하여 주어 돈방내의 최소환기를 유도하였다. 자돈사의 환경온도 변화를 관찰하기 위하여 CCD Camera를 설치하여 실험실내의 400Hz, 128MB, 586 Pentium 화면으로 돈사 내의 온도상태를 관찰하여 돈사내의 환경을 가시화 할 수 있도록 프로그램에 연결하였다.
자돈사의 환경온도 변화를 관찰하기 위하여 CCD Camera를 설치하여 실험실내의 400Hz, 128MB, 586 Pentium 화면으로 돈사 내의 온도상태를 관찰하여 돈사내의 환경을 가시화 할 수 있도록 프로그램에 연결하였다. 그리고 풍속은 다점 풍속계 (Model 1550)를이용하여 돈사내의 풍속을 측정하여 RS232 를 이용하여 온도와 같이 컴퓨터에 연결하여 실험실 내에서 전면, 중앙 및 후면 1/3 하단 3 지점에 설치하여 관찰을 하였다. 온도는 센서를 27지점에 설치하였다(그림 2).
돼지의 행동을 구분하기 위하여 3가지로 분류하였는데, 온도에 따른 행동분류로 추움, 적당함, 더움으로 구분하였다. 실험기간 동안칼라 카메라를 사용하였고, 높이는 1.
<그림 7> 은 자돈사의 환경이 고온일 경우의 상태 및 온도분포를 영상으로 나타낸 것으로 돈방내에서 가장 낮은 지점이 a 지점으로 온도는 약 28 ℃로 측정되었으며, 특히 보온 등 아래의 온도는 38笆를 나타내어 환경이 고온일 경우의 대표적인 행동을 영상으로 감지한 것인데, 이때의 특징은 보온등 아래 지점을 피하고, 코부분을 되도록 보온등 바깥쪽으로 일률적으로 취하는 행동을 하였다. 따라서 영상으로 이와 같은 행동을 감지할 경우 고온의 상태라는 것을 눈으로 알 수 있으며, 이러한 현상을 PC를 통하여 감지된 영상을 바탕으로 가시화 시스템을 구축하였다.
1991) 하였는데, 이것은 계속적인 실험의 반복을 거쳐 얻어진 data를 바탕으로 구축되어야만 한다. 분석은 추운 경우의 돼지는 체온을 유지하기 위하여 최대한 밀착하여 누우며, 적정한 경우의 돼지는 거의 평평으로 접착하여 눕고 그리고 더운 경우의 돼지는 서로 최대한 멀리 분산하여 눕는 3가지 유형으로 분류하였다.
실험은 배기홴의 수준으로 돈방내의 온도 차이를 이용하여 실험을 실시하였으며, 실험의 범위는 돈사내 높이 1.5 이에 설치된 자동온도 센서기에 의하여 감지된 온도를 인위적으로 배기 팬의 수준을 조절하여 추운 상태 (20℃ 이하 육성 14℃ 이하>), 적온 상태 (25℃ 전후), 고온상태 (30℃ 이상)로 구분하여 실시하였다.
위의 표와 같이 자돈사의 온도범위에 따라 측정된 행동상태에 따른 체온의 변화를 감지하고자 가시화 시스템(열화상 프로그램)을이용하여 얻은 결과는 다음과 같다.
0 ℃ 를 나타내 어 안정 된 상태라 할 수 있다. 이것은 돈사내의 환경온도는 부분적으로는 차이를 나타내고 있지만 생활 공간즉, 돈방내의 온도감지에 의하여 돈사환경을 조절할 수 있으며, 이와 같이 동물의 행동이나 돈사내의 특정지점의 온도변화를 감지하여 온도분포에 따른 자돈행동을 분류하였다. <그림 7> 은 자돈사의 환경이 고온일 경우의 상태 및 온도분포를 영상으로 나타낸 것으로 돈방내에서 가장 낮은 지점이 a 지점으로 온도는 약 28 ℃로 측정되었으며, 특히 보온 등 아래의 온도는 38笆를 나타내어 환경이 고온일 경우의 대표적인 행동을 영상으로 감지한 것인데, 이때의 특징은 보온등 아래 지점을 피하고, 코부분을 되도록 보온등 바깥쪽으로 일률적으로 취하는 행동을 하였다.
자돈사는 5.6 m (W) x 9 m (L) x 4.5m(H)인돈방에 평균 체중이 6 kg인 자돈 100두를 사육하였으며, 혹한기에는 열원을 제공하기 위하여 보온등 (620W ~ 310W)을 설치 하여 스위치로 조절하여 돈방내의 온도를 유지하였다. 그리고 돼지가 성장할수록 몸체에서 발산하는 열량을 감안하여 보온등을 310W로 조절하여 주어 돈방내의 최소환기를 유도하였다.
그리고 돼지가 성장할수록 몸체에서 발산하는 열량을 감안하여 보온등을 310W로 조절하여 주어 돈방내의 최소환기를 유도하였다. 자돈사의 환경온도 변화를 관찰하기 위하여 CCD Camera를 설치하여 실험실내의 400Hz, 128MB, 586 Pentium 화면으로 돈사 내의 온도상태를 관찰하여 돈사내의 환경을 가시화 할 수 있도록 프로그램에 연결하였다. 그리고 풍속은 다점 풍속계 (Model 1550)를이용하여 돈사내의 풍속을 측정하여 RS232 를 이용하여 온도와 같이 컴퓨터에 연결하여 실험실 내에서 전면, 중앙 및 후면 1/3 하단 3 지점에 설치하여 관찰을 하였다.
공기속도는 속도센서를 설치하여 실험을 수행하였다. 환기는 돼지의 생체중을 근거로 최소 환기율로 홴을 구동하였다(0.25-0.3 ir? kg 1 h '). 공기온도는 30분 단위로 기록 하였으며, 정확도는 ±0.
2 in)이다. 효율적인 온도유지를 위해서 공기속도는 돈 방바닥에서 0.2m/s를 유지할 수 있도록 덕트에서 3~4m/s로 유입하였고, 공기의 입기는 플라스틱 덕트를 통한 하향 입기를 실시하였다. 공기속도는 속도센서를 설치하여 실험을 수행하였다.
대상 데이터
더움으로 구분하였다. 실험기간 동안칼라 카메라를 사용하였고, 높이는 1.2 m 지점에 울타리 상단에 설치하였고, 그림에 보여 지는 한칸 돈방바닥은 (2 m X 2.2 in)이다. 효율적인 온도유지를 위해서 공기속도는 돈 방바닥에서 0.
성능/효과
3. 영상처리시스템을 온도에 따라 분류했던 결과 저온, 적온, 고온으로 분류되어 돈 사내 환경제어 시스템에 응용이 가능할 것으로 판단되었다.
4. 사료섭취량은 저온구가 다른 환경 온도에 비하여 사료를 많이 섭취하였던 반면에 종료 체중과 일당증체량에서는 낮게 나타났다 (p<0.05).
05). 따라서 본 연구 결과에서는 무엇보다도 자돈에 맞는 사육환경 온도가 제공될때 가장 효율이 높다는 것을 알 수 있었다.
같다. 실험을 시작하기 전 체중은 유의적인 차이가 없었으나 사육환경 변화(저온, 적온, 고온)를달리하면서 자돈에 환경온도를 달리하였을 때 사료섭취량은 저온구가 다른 환경 온도에 비하여 사료를 많이 섭취하였던 반면에 종료 체중과 일당증체량에서는 낮게 나타났다 (p<0.05). 따라서 본 연구 결과에서는 무엇보다도 자돈에 맞는 사육환경 온도가 제공될때 가장 효율이 높다는 것을 알 수 있었다.
후속연구
한다. 만약 선택된 일반적인 이미지 기준분석을 가지고 자동환경 온도조절을 입력할 수 있는데 이것이 성공된다면 이 기술은 환경 온도 조절의 기초를 제공할 수 있으며 안락한 행동을 통한 환경제어가 가능하리라 본다.
참고문헌 (7)
Boon, C. R. 1981. The effect of departures from lower critical temperature on the group postural behavior of pigs. Anim. Prod. 33: 71-79 .
Geers, R., V. Goedseels, G. Parduyns and G. Vercruysse. 1986. The group postural behavior of growing pigs in relation to air velocity, air and floor temperature. Apple. Anim. Behav. Sci. 16:353-362.
Geers, R., B. Dellaert, V. GoedSeels, A. Hoogerbrugge, E. Vravken, F. Maes and D. Berckmans. 1989. An assessment of optimal air temperatures in pig houses by the quantification of behavioural and health-related problems Animal production., 48: 571-578.
Geers, R., H. Ville, V. Goedseels, M. Houkes, K. Goossens, G. Parduyns and J. Van Bael. 1991. Environmental temperature control by the pig's comport behavior through image analysis. Transactions of the ASAE 34(6):2583-2586.
Mount, L. E. 1978. The Climate Physiology of the Pig. Edward Arnold, London.
Shao, J., H. Xin and J. D. Harmon. 1996. Evaluating thermal comfort behavior of young pigs by manural network. ASAE Paper No.964058
Wounter, P., R. Geers, G. Parduyns, K Goossens, B. Truyen, V. Goedseels and E. Vander Studyft. 1990. Image analysis parameters as inputs for automatic environmental temperature control in the piglets houses. Computer and Electronics in Agriculture. 5:233-246.
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