프로젝트 배경
[프로젝트 배경]
도축 공정 중 돼지의 목을 절단하는 작업은 반복적이면서도 매우 위험한 고난도 작업입니다.
기존의 기계식 도축 장비나 단순 자동화 시스템으로는 이 공정을 안정적으로 처리하기 어려운 이유는 다음과 같습니다:
- 돼지마다 체형(크기), 자세, 움직임이 다르기 때문에 절단 부위가 일정하지 않음
- 단순한 위치 기반 자동화로는 정확한 절단이 어렵고, 오작동 시 사고 위험이 큼
- 숙련된 작업자의 기술에 의존해야 하며, 이로 인한 피로도와 안전 문제가 지속 발생
특히, AI 없이 돼지의 목 위치를 사전에 고정하거나 특정 기준으로만 판단하는 방식은 개체 간 편차를 처리하지 못해 자동화에 한계가 있었습니다.
이를 해결하기 위해 본 프로젝트는
인공지능으로 돼지의 자세와 크기를 실시간으로 인식하고,
그 결과를 바탕으로 로봇팔이 유연하게 해당 부위를 따라가며 절단을 수행하는 시스템을 개발했습니다.
AI가 각 개체의 상황에 맞게 인식하고,
로봇이 물리적 절단을 정밀하게 수행함으로써
- 절단 정확도 향상
- 사람의 반복 작업 대체
- 안전성 확보
- 생산 공정 자동화
를 동시에 달성할 수 있는 구조를 구축하는 것이 본 프로젝트의 핵심 배경이었습니다.
도축 공정 중 돼지의 목을 절단하는 작업은 반복적이면서도 매우 위험한 고난도 작업입니다.
기존의 기계식 도축 장비나 단순 자동화 시스템으로는 이 공정을 안정적으로 처리하기 어려운 이유는 다음과 같습니다:
- 돼지마다 체형(크기), 자세, 움직임이 다르기 때문에 절단 부위가 일정하지 않음
- 단순한 위치 기반 자동화로는 정확한 절단이 어렵고, 오작동 시 사고 위험이 큼
- 숙련된 작업자의 기술에 의존해야 하며, 이로 인한 피로도와 안전 문제가 지속 발생
특히, AI 없이 돼지의 목 위치를 사전에 고정하거나 특정 기준으로만 판단하는 방식은 개체 간 편차를 처리하지 못해 자동화에 한계가 있었습니다.
이를 해결하기 위해 본 프로젝트는
인공지능으로 돼지의 자세와 크기를 실시간으로 인식하고,
그 결과를 바탕으로 로봇팔이 유연하게 해당 부위를 따라가며 절단을 수행하는 시스템을 개발했습니다.
AI가 각 개체의 상황에 맞게 인식하고,
로봇이 물리적 절단을 정밀하게 수행함으로써
- 절단 정확도 향상
- 사람의 반복 작업 대체
- 안전성 확보
- 생산 공정 자동화
를 동시에 달성할 수 있는 구조를 구축하는 것이 본 프로젝트의 핵심 배경이었습니다.
프로젝트 성과
개체별 자세 및 크기 대응 가능한 자동화 시스템 구현
AI 인식 모델을 도입함으로써 돼지의 크기, 자세가 매번 달라도 유연하게 대응 가능한 로봇 제어 시스템을 구현. 기존 자동화 시스템의 한계를 극복
인식-제어 통합 구조 구축
인공지능으로 인식한 목 부위 위치 데이터를 실시간으로 로봇 제어 명령으로 변환하여, 인식과 동작이 매끄럽게 연동되는 통합 구조를 완성
절단 정확도 및 안정성 향상
수작업 대비 정확한 부위에 절단이 가능하며, 반복 작업에서의 일관성과 오차율을 크게 줄임. 작업자의 피로도와 사고 위험도 대폭 감소
산업용 자동화 확대 적용 기반 확보
본 시스템을 통해 농축산 및 식품 산업에서 AI 기반 비전 인식 + 로봇 제어 기술이 실제로 적용 가능하다는 것을 입증
핵심 기능
돼지 목 위치 실시간 인식
딥러닝 모델을 통해 돼지의 목 위치를 이미지에서 자동으로 감지하고, 자세와 크기에 따라 변화하는 위치에도 유연하게 대응
키포인트 또는 윤곽선 기반 좌표 추정
목 중심 또는 윤곽선을 기준으로 절단 대상 부위를 추정하고, 로봇팔이 따라갈 수 있도록 정확한 공간 좌표를 생성함
로봇팔 제어 연동
인식된 좌표를 로봇 좌표계로 변환하여 로봇팔이 해당 부위를 따라 움직이도록 제어함. MoveIt 및 ROS 기반 명령 생성 포함
절단 도구와 로봇 동기화 제어
로봇팔의 움직임과 절단 장비의 작동 시점을 일치시켜, 정확하고 안전한 절단이 이루어지도록 제어
실시간 처리 및 지연 최소화
인식과 제어가 실시간으로 이루어지며, 영상 입력부터 절단까지 전체 처리 지연을 최소화함. 경량화 모델 및 하드웨어 최적화 포함
진행 단계
데이터 수집 및 전처리
2025.01.
- 다양한 자세와 크기의 돼지 이미지를 확보하고, 목 위치에 대한 수작업 라벨링 수행
- 키포인트 기반 또는 세그멘테이션 기반 라벨링 전략 수립
- 영상 입력 안정화를 위한 정규화 및 보정 처리 수행
- 키포인트 기반 또는 세그멘테이션 기반 라벨링 전략 수립
- 영상 입력 안정화를 위한 정규화 및 보정 처리 수행
인공지능 모델 개발
2025.02.
- PyTorch 기반의 목 위치 인식 모델 개발 및 학습
- 다양한 크기/자세에 대응 가능한 인식 정확도 확보
- 실시간 추론 가능한 경량화 및 최적화 작업 수행
- 다양한 크기/자세에 대응 가능한 인식 정확도 확보
- 실시간 추론 가능한 경량화 및 최적화 작업 수행
로봇 연동 및 제어 시스템 설계
2025.03.
- 인식된 좌표를 로봇 좌표계로 변환하는 보정 알고리즘 개발
- MoveIt, ROS 등을 활용하여 로봇팔 제어 명령 생성
- 절단 장비 제어 신호와 연동한 동작 시퀀스 구성
- MoveIt, ROS 등을 활용하여 로봇팔 제어 명령 생성
- 절단 장비 제어 신호와 연동한 동작 시퀀스 구성
통합 테스트 및 시스템 안정화
2025.04.
- 실제 하드웨어 환경에서 인식 → 제어 → 절단까지 전체 파이프라인 연동 테스트
- 다양한 테스트 케이스(자세, 조명, 위치 변화 등)를 통해 정확도 및 반복성 검증
- 다양한 테스트 케이스(자세, 조명, 위치 변화 등)를 통해 정확도 및 반복성 검증
현장 적용 준비 및 문서화
2025.04.
- 테스트 결과를 바탕으로 시스템 개선 및 성능 고정
- 설치 및 운영 매뉴얼 작성
- 현장 적용을 위한 설비 요건 정리 및 사용자 가이드 제공
- 설치 및 운영 매뉴얼 작성
- 현장 적용을 위한 설비 요건 정리 및 사용자 가이드 제공
프로젝트 상세
[1] 포트폴리오 소개
이 프로젝트는 도축 공정 자동화를 위해, 인공지능을 통해 돼지의 목 위치를 인식하고
산출된 좌표를 바탕으로 로봇팔이 실시간으로 움직이며 절단 동작을 수행하는 시스템을 개발한 것입니다.
비전 인식부터 로봇 제어까지 하나의 파이프라인으로 통합하였으며,
이미지 기반의 객체 인식, 키포인트 검출, 로봇 경로 추적 기술이 적용되었습니다.
[2] 작업 범위
- 인공지능 모델 개발 (목 부위 검출 및 키포인트 추정)
- 실시간 영상 처리 및 inference 파이프라인 구축
- 로봇 제어 명령 생성 (MoveIt, ROS 기반)
- 로봇팔과 절단 도구 제어 연동
- Ubuntu 기반 로컬 제어 환경 구성 및 시뮬레이션
[3] 주요 업무
- 이미지 기반으로 돼지의 목을 감지하고, 키포인트 또는 윤곽선을 추정
- 인식된 좌표를 로봇 좌표계로 변환하여 로봇팔 제어 명령 생성
- 로봇팔이 경로를 따라 움직이며, 끝단에 장착된 절단 장비를 통해 목표 부위를 정확히 절단
- 정지영상 및 실시간 카메라 입력에 대한 인식 정확도 검증
- 시뮬레이션 환경에서 반복 실험 후 실제 로봇팔에 적용
[4] 주안점
- 실시간 인식 정확도 확보: 다양한 자세와 조명 조건에서도 돼지의 목 위치를 안정적으로 감지
- 로봇팔과 도구의 좌표계 정렬: 인식된 부위를 정확히 따라 움직일 수 있도록 보정 알고리즘 구현
- 로봇-인식 시스템 간 통신 속도 및 지연 최소화
- 절단 도구와 로봇팔의 안정성 확보 및 동기화 제어
- 실환경 적용을 위한 하드웨어와의 통합 테스트 수행
이 프로젝트는 도축 공정 자동화를 위해, 인공지능을 통해 돼지의 목 위치를 인식하고
산출된 좌표를 바탕으로 로봇팔이 실시간으로 움직이며 절단 동작을 수행하는 시스템을 개발한 것입니다.
비전 인식부터 로봇 제어까지 하나의 파이프라인으로 통합하였으며,
이미지 기반의 객체 인식, 키포인트 검출, 로봇 경로 추적 기술이 적용되었습니다.
[2] 작업 범위
- 인공지능 모델 개발 (목 부위 검출 및 키포인트 추정)
- 실시간 영상 처리 및 inference 파이프라인 구축
- 로봇 제어 명령 생성 (MoveIt, ROS 기반)
- 로봇팔과 절단 도구 제어 연동
- Ubuntu 기반 로컬 제어 환경 구성 및 시뮬레이션
[3] 주요 업무
- 이미지 기반으로 돼지의 목을 감지하고, 키포인트 또는 윤곽선을 추정
- 인식된 좌표를 로봇 좌표계로 변환하여 로봇팔 제어 명령 생성
- 로봇팔이 경로를 따라 움직이며, 끝단에 장착된 절단 장비를 통해 목표 부위를 정확히 절단
- 정지영상 및 실시간 카메라 입력에 대한 인식 정확도 검증
- 시뮬레이션 환경에서 반복 실험 후 실제 로봇팔에 적용
[4] 주안점
- 실시간 인식 정확도 확보: 다양한 자세와 조명 조건에서도 돼지의 목 위치를 안정적으로 감지
- 로봇팔과 도구의 좌표계 정렬: 인식된 부위를 정확히 따라 움직일 수 있도록 보정 알고리즘 구현
- 로봇-인식 시스템 간 통신 속도 및 지연 최소화
- 절단 도구와 로봇팔의 안정성 확보 및 동기화 제어
- 실환경 적용을 위한 하드웨어와의 통합 테스트 수행

혐오로 사진이 될 수 있어 부분 잘라냈습니다. 돼지 도축 과정 이미지