Abstract
This study was conducted to verify the applicability of robot milking system through acquisition and analysis of model teat's position information using scanning range finder (SRF). Model teats, same size and shape as real teats, were designed to analyze the properties according to the material, distance error and angle error of the sensor. In addition, 2-dimensional distance information of each teats was obtained at same time with 4 teat models and the result were as follows. 1. In the case of the fingers on the experiment for selection of materials for teat model, the distance error was from 4.3 mm to 1.3 mm, average was 2.8 mm as a minimum record. In the case of rubber material, average distance error was 4.3 mm. So, this material was considered to be a most suitable model. 2. The distance error was maximum at 100 mm distance. The more distance increased, the less error increased up to 300 mm. Then the error increased after 300 mm and decreased again. 3. The maximum angle error of 10.1 mm was measured at $170^{\circ}$, in case of $70^{\circ}$ the error was 0.2 mm as a minimum value. There was no specific tendency to error of angle. 4. In the 2-dimensional location error for 4 teat models, distance error was 3.8 mm as minimum and 7.2 mm as maximum. The angle error was $1.2^{\circ}$ as maximum. All of errors were included within the accuracy of sensor, the robot milking system was considered to be applicable to measure the distance of teats due to the measuring velocity of SRF and the hole size of teat-cup.
본 연구는 로봇 착유시스템의 유두인식을 위한 기초연구로 레이저 스캔 센서를 이용하여 모형유두의 위치정보를 획득 및 분석하고 이를 통하여 로봇 착유시스템에 적용가능성을 알아보고자 하였다. 이를 위하여 실제유두와 같은 모양과 크기의 모형유두를 제작하였으며, 각 모형의 재질에 따른 특성을 파악하고 센서의 거리에 따른 오차, 각도에 따른 오차를 분석하였다. 또한 4개 유두모형을 이용하여 각 유두의 2차원 거리정보를 동시에 획득하였으며 결과는 다음과 같다. 1. 모형유두의 재질선택을 위한 실험에서 손가락의 경우 거리오차가 최대 4.3 mm, 최소 1.3 mm, 평균 2.8 mm로 가장 작게 나타났으며, 고무재질의 모형유두가 평균 4.3 mm로 나타나 모형유두로 가장 적합한 것으로 판단되었다. 2. 거리에 따른 오차는 기준거리 100 mm에서 가장 크게 나타났으며, 거리가 증가할수록 감소하다 300 mm를 지나 다시 증가한 후 다시 감소하는 경향을 나타내었다. 3. 각도별 오차는 $170^{\circ}$에서 10.1 mm로 최대오차가 발생하였으며, $70^{\circ}$일 때 0.2 mm로 최소 오차를 나타내었다. 각도에 따른 오차는 특별한 경향을 나타내지 않는 것으로 판단되었다. 4. 4개 모형유두에 대한 2차원 위치오차를 측정한 결과 거리오차의 경우 최소 3.8 mm, 최대 7.2 mm로 나타났으며, 각도 오차는 최대 $1.2^{\circ}$로 오차가 발생한 것으로 나타났다. 모든 오차가 센서 정밀도 내에 포함되며, 센서의 측정 속도와 착유컵의 구멍크기 등을 고려해 볼 때 로봇 착유시스템을 위한 유두의 거리측정에 적용이 가능할 것으로 판단되었다.
