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[현장중계] 자율주행 트렌드 세미나자율주행 농기계시장의 가파른 상승세···미래농업 선도

현장중계  자율주행 트렌드 세미나

디지털농업의 확산추세와 맞물려 세계 각국은 이미 몇 년 전부터 무인 및 자율주행 농기계 개발에 적극 나서고 있다. 선진기업과 기술격차가 있는 국내 농기계산업의 경우, 기술종속이 우려되는 부분이다. 다행히 최근 자율주행 솔루션 개발에 적극 나서고 있는 스타트업 기업들이 속속 등장하고 있어 희망을 주고 있다. 자율주행 제어솔루션과 인텔리전스 플랫폼을 제공하고 있는 ()긴트는 가장 선두주자격으로 모바일 기반의 솔루션을 제공하고 있어 정밀농업 분야의 새로운 강자로 떠오르고 있다. 긴트는 지난 14일 자율주행 솔루션 브랜드 플루바(PLUVA)’ 런칭을 겸한 자율주행 트렌드 세미나를 개최하고 다양한 자율주행 농기계의 확장성에 대한 기술현황을 발표했다. 세미나 주요내용을 살펴본다.

디지털농업의 확산추세와 맞물려 세계 각국의 자율주행 농기계 개발이 본격화되고 있다. 기술격차를 보이고 있는 국내 기업들도 속속 솔루션 개발에 나서고 있어 희망을 주고 있다. 선두주자인 (주)긴트는 지난 14일 자율주행 솔루션 브랜드 ‘플루바(PLUVA)’ 런칭을 겸한 자율주행 트렌드 세미나를 개최하고 다양한 자율주행 농기계의 확장성에 대한 기술현황을 발표했다.

자율주행 농기계시장의 가파른 상승세···미래농업 선도

세계식량수요 증가로 자율주행 수요확대···2024년 31억 달러 폭발증가
국내 스타트업 기업 속속 진출···()긴트 플루바솔루션에 관심집중

 

자율주행 농기계 동향 및 정의(남규철 농기계조합 부장)

 

스마트농업 동향

세계 각국은 식량부족 등으로 식량증산정책을 추진함에 따라 세계 농기계시장도 매년 확장되고 있다. 세계 농기계시장 규모는 2014년 기준으로 약 1407억달러로 10년후인 2024년에는 2550억달러가 될 것으로 추정되고 있다. 이는 연평균 18% 이상의 성장세며 아시아 지역이 가장 크게 성장될 것으로 전망된다. 세계 농기계시장 M/S2014년 기준 미국 John Deere16.5%1, 영국 CNH10.3%2, 한국은 종합형 5대기업을 합해 14억달러로 약 1%를 차지하고 있다.

미국의 농기계시장 규모는 2015년 기준 443억달러이며, John Deere35.4%, CNH15.6%, 그 밖의 기업등이 49%를 점유하고 있다. 미국시장은 ICT 스마트시스템인 AMS시스템을 구축, 농기계기업에서 토탈솔루션 기업으로 변모해가고 있다. 유럽 농기계시장은 전자화, 자동화, 디지털화로 변화하고 있으며, 전 세계적인 식량수요 증대로 농기계산업은 지속적인 호황을 맞을 것으로 예측된다.

한국의 경우에는 대동과 TYM 등이 건설, 농기계용 통합 텔레메틱스 단말기 설계 및 통합서버 활용기술을 구축하기 위한 연구개발에 나서고 있다.

자율주행 농기계 동향

농업분야 고용인구의 감소가 지속되고 있는 가운데 글로벌 자율주행 트랙터 수요는 201912508대에서 2025년에 6901대로 급속하게 늘어날 것으로 전망되고 있다.

자율주행 트랙터의 글로벌 동향은 2019년에는 100마력 이상의 고출력 트랙터가 대부분의 비중을 차지하고 있었지만 향후 자율주행 트랙터 시장은 다양한 용도로 사용되는 중급마력(31~100HP) 트랙터의 수요가 증가할 것으로 보고되고 있다. 라이다, 레이더, GPS, 카메라·비전 시스템, 초음파 센서, 휴대용장치 등 관련 부품시장은 2025년까지 가파른 성장세가 예상되며, 과수 및 밭작물 재배기술 등에 자율주행 트랙터의 활용이 높아질 것으로 보인다. 자율주행 트랙터의 주요시장은 북미가 주도할 것으로 보이며, 자율주행 농기계 시장은 농업노동력 감소와 경작지 감소 등과 맞물려 ICT 기업들과의 활발한 M&A, 파트너쉽이 추진될 것으로 예측된다. 이미 올해 8월 존디어는 자율주행 트랙터 전문기업인 베어플래그로보틱스를 인수했으며, 구보다는 정교한 자율주행 트랙터의 완성도를 높이기 위해 지난해 Nvidia와 파트너쉽을 체결한바 있다.

자율주행 농기계 레벨 정의

기존 자동차 자율주행 레벨 정의에 따르면 레벨0’부터 레벨4’까지 5단계로 구분하고 있다. 농기계의 자율주행 기술은 자동차 자율주행 기준을 차용하고는 있지만 장애물 회피보다는 농작업에 중점을 두고 있기 때문에 어느 정도 기술구현의 차이점이 존재한다. 현재 선진 농기계기업의 경우에는 레벨1~2 단계의 제품을 출시완료했으며, 레벨3~4 단계의 컨셉 트랙터를 개발 중에 있다. 한국의 경우에는 국토교통부에서 자율주행 기술레벨과 관련해 ‘SAE J 3016’ 자동차 표준기준에 따라 레벨0~5까지 6단계로 구분을 하고 있으며, 레벨2까지는 부분자동화, 레벨3는 조건부 자동화로 운전자가 위급상황시 긴급한 대처를 요구하고 있다. 농기계의 자율주행 기술도 이 기준을 적용할 경우 자율주행 고도화를 위해서는 레벨4 이상의 기술개발이 필요한 상황이다.

결국 자율주행 트랙터의 단계별 기술개발은 레벨1에서 레벨2는 직진, 선회를 시스템이 전부 수행하는 것을 의미하며, 레벨3에서 레벨3는 경로생성을 시스템이 수행하고, 사전 계획된 작업 모니터링을 시스템이 판단할 수 있어야 한다. 또한 레벨3에서 레벨4는 후진(Fallback) 상황을 시스템이 판단하여 대응할 수 있어야 하고, 레벨4에서 레벨5는 농작업 사전설정 및 계획을 시스템이 전부 수행할 수 있어야 한다.

 

자율주행 농기계 기술분석과 전개방향(김학진 서울대 교수)

자율주행 농기계를 구성하는 요소기술로는 Embedded Controller를 기반으로 상위 통합 제어기 기술이 필요하다. CAN 통신명령을 통한 작업경로 생성과 작동상태를 모니터링 할 수 있어야 한다. 또한 차량 및 작업기 제어기술이 필요하다. 가감속·변속기·작업기 제어기술이 필요하며, 위치 및 방향각 센싱기술과 전기모터·전자유압 밸브 등이 탑재된 조향제어시스템이 필요하다. 이를 통해 작업경로 생성 및 탐색기술이 적용되어야 한다.

자율주행 농기계에서 가장 앞서 나가고 있는 미국의 John DeereAuto Trac, Hands-free 등의 자율주행기술을 적용한 경운·수확·방제는 물론 고난이도의 파종·이식기술에도 자율주행기술을 적용하고 있다. 그 외에도 Topcon, AGCO, Trimble, Kubota, CNH 등 해외기업들이 자율주행 시스템과 관련부품, 정밀농업 지원 솔루션 개발에 앞서나가고 있으며, 미국에서 판매 중인 30% 이상의 농업용 트랙터에 자율주행기능이 탑재되어 공급되고 있다.

국내의 자율주행 농기계 개발 및 보급은 아직 초보적인 수준으로 구보다, 얀마, 이세키, 대동의 이양기에 자율주행 기술이 적용되어 보급되고 있으며, 내년에는 트랙터에도 직진형 자율주행 기술이 접목되어 보급될 예정이다.

서울대학교에서는 이미 2011년부터 다변형 포장 무인자율 농작업기술 개발연구를 진행하고 있다. 특히 전작에 특화되어 있는 해외 자율주행 기술과 달리 수도작에 집중되어 있는 국내환경을 고려해 포장의 외부경로, 내부경로, 새머리 선회 등의 주행이 가능한 자율주행 기술을 개발하고, 자율주행 알고리즘 모듈화 및 PC제어기 탑재, Embedded Controller를 개발 중에 있다.

자율주행 농기계의 기술고도화를 위해서는 내부+회경+작업진출입을 포함하는 전역경로생성 및 추종기술이 마련되어야 하고, 환경인식 및 대응을 포하하는 Level 4 이상의 무인 농작업기술이 바탕이 되어야 한다. 또한 텔레메틱스, 군집주행, 작업관제시스템과 연동된 커넥티드팜 연계기술로 발전되어야 하며, 위치별 농작업 맵핑에 의한 디지털 농업생산시스템 기술로 전개되어야 할 것이다.

 

농기계 자율주행 확산을 위한 솔루션 전략(김용현 (주)긴트 대표)

트랙터는 현대 농업의 필수장비로 시장규모는 매우 빠르게 성장하고 있으며, 첨단기술이 접목된 무인 및 커넥티드 농기계시장 또한 가파르게 증가하고 있어 2024년에는 31억달러에 이를 것으로 전망되고 있다.

국내 농기계시장은 트랙터, 이앙기, 콤바인 3개 기종이 전체의 80%를 차지하고 있으며 특히 트랙터의 비중이 전체 시장규모의 50% 이상을 차지한다. 자율주행 트랙터에 대한 니즈는 높아지고 있지만 고가의 수입산 트랙터에 적용되는 것으로만 인식되면서 시장 대다수를 차지하고 있는 국산트랙터에 대한 자율주행 기술적용이 시급한 현안으로 대두되고 있다. 자율주행 농기계의 보급을 저해하는 요인으로는 조작의 어려움, 여러 장비 돌려쓰기, 부담스러운 가격, 위성보정 서비스의 품질, 자율주행 제어 정확도, 활용교육 및 사후서비스, 직진주행 외의 다양한 기능필요 등의 시장의 요구에 부응하지 못하는 부분이 있어 온 것이 사실이다.

국내 농기계시장에 자율주행 농기계를 보급하기 이해서는 무엇보다 합리적인 가격, 초보자도 조작하기 쉬운 편이성, 우수한 제어품질, 쾌적한 위성보정서비스, 다양한 자율주행 기능, 장착과 사용의 편리성 등이 요구된다.

()긴트는 이러한 요구조건을 충족할 수 있는 모바일 기반의 자율주행 시스템인 플루바(PLUVA)’를 런칭하고, LTE 통신망을 이용한 자율주행 서비스를 제공하게 됐다. 플루바는 실용화재단의 성능검정 기준으로 트랙터, 이앙기의 직진주행 오차가 6가 불과한 정확도를 보이고 있으며, 직진은 물론 선회, 메모리 경로의 정밀한 자율주행 능력을 제공한다. 특히 보급형 트랙터에도 단순히 탈부착할 수 있는 마그네틱 탈부착 방식으로 이앙기나 다른 주행형 농기계에도 활용이 가능하며, 전문가를 대상으로 한 오토 스티어 옵션 등을 제공한다. 원터치 스위치 방식의 손쉬운 사용이 장점이며, 고급 사용자를 위한 사용자 어플을 제공한다. 플루바는 클라우드 서비스를 기반으로 다양한 자동 추천경로 이용이 가능하며, 어플을 활용한 농지관리부터 작업일지까지 한번에 해결할 수 있다. 이와 함께 전국 직영점을 통한 전지역 방문교육 및 설치, 2년간 무상수리, 5년간 통신비 면제 등의 혜택을 제공할 예정이다.

정상진  sds3766@alnews.co.kr

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