초록 ▼

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
o 영상정보기반 스마트 축사 플랫폼 개발
- 돈사의 CCTV로 획득한 영상정보를 분석하여 돼지의 생육정보를 제공함으로써, 돼지의 스트레스 저하로 폐사율이 감소하고, 농가에게 최적의 생육 관리 플랫폼을 제공하여 연간 모돈당 출하 두수 (MSY)를 17.5두에서 19.5두로 향상시켜 농가의 생산성을 향상
- 영상 저장 장치(NVR)에 딥러닝 기반 영상분석 장치(VA)를 적용한 통합서버 장치
- 실시간 축사 모니터링이 가능하고, 통계 데이터 표출 및 이벤트 알림이 가능한 모바

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
o 영상정보기반 스마트 축사 플랫폼 개발
- 돈사의 CCTV로 획득한 영상정보를 분석하여 돼지의 생육정보를 제공함으로써, 돼지의 스트레스 저하로 폐사율이 감소하고, 농가에게 최적의 생육 관리 플랫폼을 제공하여 연간 모돈당 출하 두수 (MSY)를 17.5두에서 19.5두로 향상시켜 농가의 생산성을 향상
- 영상 저장 장치(NVR)에 딥러닝 기반 영상분석 장치(VA)를 적용한 통합서버 장치
- 실시간 축사 모니터링이 가능하고, 통계 데이터 표출 및 이벤트 알림이 가능한 모바일 어플리케이션
- 인공지능 Deep-Learning을 적용하여 돈사내 돼지 개체 수 파악 및 CCTV 영상을 활용한 체면적 기반 돼지 체중 계산
- CCTV와 열화상 카메라를 연동한 돼지 체온측정을 통한 질병 예방

전체 내용
o 개발기술
- 딥러닝 기반 양돈 객체 검출 및 인접 객체 분리 기술
- 자돈 계체 수 추적 기술
- 딥러닝 기반 돼지 체면적 측정 및 체중 계산
- 영상 기반 돼지 데이터 통계 기술
- 영상 녹화/재생 및 통계 시각화 기술
o 주요 기능(또는 규격)
- 딥러닝을 이용한 돼지 인식 및 추적
- 영상 저장 및 분석 장치 연동
- 돼지 움직임 및 행동 분석
- 영상 녹화 기능
- 돼지 행위 분석 및 DB화
- 영상 저장 기능
- 이벤트 통계 및 알람
- 영상 표출 기능
o 신시장 창출을 위한 내부 TFT 구성, 기획전문기관과 공동으로 신제품 기획
o 추진기술개발 제품에 대한 판로확보 및 마케팅 전략 등 비즈니스 모델 수립을 위하여 기술분야, 기술 사업화 분야, 양돈전문분야 등이 하나의 팀을 구축
‧ 주관기관 : 영상분석기술 전문업체, 기술사업화 총괄
‧ 참여기관 : 영상저장처리기술 전문업체, 시제품 설계 및 제작
‧ 기술사업화 전략 : 사전기획, 기술개발동향 분석, 마케팅 전략 수립, 특허전략 수립
o 설계 단계에서 통합 테스트 시나리오를 작성하여 효과적인 통합 테스트 수행
o 주요 성능지표 평가방법 : 공인기관 평가
- 주요지표 : 자돈객체 인식율, 양돈움직임 검출율, 처리속도, 카메라 연결 가능수, 녹화 가능 수, 디스플레이 지연, 디스플레이 가능, 통계 정확도

사업화 대상 제품/서비스/기술
o 모바일을 이용하여 축사를 실시간 모니터링 가능하며, 이벤트 및 통계 데이터 기반의 UI/UX를 통해 축산물의 생산성과 품질 제고
o 돼지 산자수 증대기술 개발을 통한 국내 양돈산업의 경제성 및 국제경쟁력 향상
o 양돈산업 원천기술의 개발을 통한 지적재산권의 확보 및 이를 통한 국내 기술의 선진화 달성하여 외산 시스템 수입대체 효과

1년차
(2단계)
목표
1. 딥러닝 기반 객체 추적 및 행위 분석 알고리즘 개발
ㅇ 돼지 검출 및 인접 객체 분리 기술
ㅇ 돼지 행동 패턴 추출 기술
ㅇ 자돈/모돈 객체 수 추적 기술
2. 영상 저장 장치 및 분석 장치 간 연동 기술 개발
ㅇ 양돈 영상 저장 및 분석 장치에 영상 전송을 위한 영상 저장 서버 개발
ㅇ 양돈 객체 분석 데이터 연동 서버 개발
내용
1. 딥러닝 기반 객체 추적 및 행위 분석 알고리즘 개발
ㅇ 학습 데이터 라벨링
ㅇ 돼지 검출 및 인접 객체 분리 기술 개발
ㅇ 돼지 행동 패턴 추출 기술 개발
ㅇ 자돈/모돈 객체 수 추적 기술 개발
2. 영상 저장 장치 및 분석 장치 간 연동 기술 개발
ㅇ 영상 수신 서버 모듈 개발
ㅇ 이벤트 서버 모듈 개발
ㅇ 전송 모듈 개발
ㅇ 녹화 모듈 개발
ㅇ 재생 모듈 개발
ㅇ 이벤트 저장 모듈 개발
ㅇ 이벤트 검색 모듈 개발

2년차
(2단계)
목표
1. 시스템 개발
2. 리빙랩 운영
ㅇ 리빙랩 운영을 통한 실 요구사항 반영
ㅇ 딥러닝 네트워크 최적화
3. 딥러닝 기반 객체 추적 및 행위 분석 알고리즘 고도화
ㅇ 객체 추적 및 행동 패턴 추출 알고리즘 고도화
ㅇ 돼지 체적 측정을 통한 체중 근사치 산정 기술
ㅇ 이벤트 검지 기술
4. 통합 장치를 위한 플랫폼 설계 및 구현
ㅇ 영상 및 이벤트 정보 표출을 위한 모니터링 프로그램 개발
ㅇ Database 구축 및 데이터 통계 기술 개발
ㅇ 통합 장치를 위한 플랫폼 설계 및 구현
ㅇ 통합 장치 시제품 개발
ㅇ 모바일 어플리케이션 개발
내용
1. 리빙랩 운영
ㅇ 리빙랩 운영을 통한 농장의 실 요구사항 반영한 기술 개발
ㅇ 딥러닝 네트워크 최적화
2. 딥러닝 기반 객체 추적 및 행위 분석 알고리즘 고도화
ㅇ 객체 추적 및 행동 패턴 추출 알고리즘 고도화
ㅇ 돼지 체적 측정을 통한 체중 근사치 산정 기술 개발
ㅇ 이벤트 검지 기술 개발
3. 통합 장치를 위한 플랫폼 설계 및 구현
ㅇ 하드웨어 코덱 모듈 개발
ㅇ 실시간 영상 수신 모듈 개발
ㅇ 이벤트 수신 모듈 개발
ㅇ 실시간 영상 및 이벤트 표출 모듈 개발
ㅇ 재생 영상 수신 모듈 개발
ㅇ 재생 영상 표출 모듈 개발
ㅇ 이벤트 검색 모듈 개발
ㅇ Database 저장 모듈 개발
ㅇ 통계 데이터 관리 모듈 개발
ㅇ 통계 그래프 표출 기능 개발
ㅇ 통계 보고서 작성 기능 개발
ㅇ 모듈 통합
ㅇ 통합 장치 하드웨어 디자인
ㅇ 시제품 개발
ㅇ 모바일 어플리케이션 개발

연구개발성과
o 영상 분석 모듈 처리기 개발
o 딥러닝 기반 객체인식 및 추적 알고리즘 선정 및 고도화
o 딥러닝 기반 체면적 분석을 통한 무게 계산
o 딥러닝 네트워크 학습 및 최적화
o 모바일 어플리케이션 개발
o 관련 특허 출원 2건
o 소프트웨어 저작권 등록 6건
o 시제품 제작
o 자돈 객체 인식률 97%
o 양돈 움직임 검출율 80% 이상
o 영상분석 처리속도 14.9ms 달성
o 카메라 연결 및 녹화 가능 채널 수 4개
o 영상 디스플레이 지연 53ms 달성
o 디스플레이 가능 채널 수 4개
o 통계 정확도 100% 달성
o 테스트베드 구축 및 리빙랩 운영
o 영상 기반 체면적 측정 및 체중 계산 모델 개발
o 열화상 카메라와 일반 CCTV 영상 연동을 통한 돼지 개체별 체중 인식 시스템 개발
o 소프트웨이브 2020 참가

연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
o 국내 돼지 사육 총 마릿수는 증가하고 있으나 사육가구 수는 감소하고 있어 가구별 대형화 추세로 생산성 향상을 위한 스마트 팜 보급이 증가할 것으로 전망
o 국내 양돈농가 중 ICT 융복합시스템을 도입한 농가는 전체 22.4%로 추정되며, 5,000 두 이상의 대규모 농가가 60.9%인 반면, 1,000두 미만의 농가는 14.1%임. 사전기획 단계에서 수요처의 현황과 니즈를 심층 분석하여 사육돈수별 수요처 판매전략 수립
o 기술개발 제품에 대한 판로확보 및 마케팅 전략 등 비즈니스 모델 수립을 위하여 기술분야, 기술 사업화 분야, 양돈전문분야 등이 하나의 팀을 구축하여 상세 비즈니스 모델 수립 및 사업화 추진
o 개발제품은 농림축산식품부의 축산분야 ICT 융복합 확산사업 프로그램에 ICT기업으로 참여하여 빠르게 시장에 진입하고 사업화 실적 창출
o 돼지 산자수 증대기술 개발을 통한 국내 양돈산업의 경제성 및 국제경쟁력 향상
o 양돈산업 원천기술의 개발을 통한 지적재산권의 확보 및 이를 통한 국내 기술의 선진화 달성하여 외산 시스템 수입대체 효과

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 최종보고서 ... 2
• 요 약 문 ... 3
• 목차 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 8
• ① 기술개발 및 사업화 대상기술(제품·서비스)의 개요 ... 8
• ② 기술개발 및 사업화(제품·서비스)의 중요성 및 파급효과 ... 9
• ③ 기술개발 및 사업화(제품·서비스)의 국내·외 현황 ... 10
• ④ 양돈 농가의 ICT 관리 니즈존재 ... 10
• ⑤ 정부 축산분야 ICT 융복합 확산사업 추진 ... 11
• ⑥ 딥러닝 기반 기술 확산 ... 13
• ⑦ 최종목표 ... 15
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 18
• ① 시제품 설계 ... 19
• ② 영상 분석 장치 고도화 ... 20
• ③ 통계 DB구축 ... 30
• ④ 리빙랩 운영 및 보완 ... 31
• ⑤ 객체 인식, 추적 알고리즘 고도화 ... 32
• ⑥ 행위 분석 알고리즘 개발 및 고도화 ... 37
• ⑦ 통계시각화 구현 ... 37
• ⑧ 시제품 제작 ... 38
• ⑨ 모바일 어플리케이션 개발 ... 39
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 41
• 1) 연구수행 결과 ... 41
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 82
• ① 양돈 움직임 검출율 ... 82
• ② 관련 특허 등록 1건 ... 82
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 83
• ① 차세대 스마트 돈사 시스템 개발 ... 83
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 84
• ① 계획제품(서비스)의 시장규모(Market Size) 및 전망 ... 84
• ② 시장분석 및 마케팅 전략 ... 85
• ③ 경제적 파급효과 ... 87
• 첨부1 성과증빙 : 지식재산권 실적 ... 92
• 첨부2 성과증빙 : 신규채용 실적 ... 103
• 첨부3 성과증빙 : 홍보마케팅 1건 ... 113
• 첨부4 기타증빙 : 회의록 ... 115
• 첨부5 기타증빙 : 시험성적서 ... 118
• 첨부6 성과증빙 : 기술문서 ... 135
• 끝페이지 ... 224