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대동, 국내 트랙터 최초 직진자율주행 등 채택

지정구간서 고랑 두둑형성 등 핸들 조작없이 빠르고 쉽게 작업
ICT기반 '대동 커텍트'채택…농기계 토탈 관리 서비스 제공

대동(대표이사 김준식,원유현)은 ‘하이테크(Hi-Tech)’ 로 관리 및 작업 편의성, 디자인, 엔진 성능까지 극대화한 국산 트랙터 최대 마력인130~140마력대(PS)의 대형 트랙터 HX시리즈를 출시했다.

HX는 먼저 국내 트랙터 중 최초로 직진자율주행 기능을 탑재했다. 지정 구간에서 트랙터가 자동 직진해 직선 작업을 요하는 고랑 및 두둑 형성, 집초 및 베일 작업 등에서 핸들 조작 없이 빠르고 쉽게 일을 할 수가 있다. 지정 구간 이탈 시 경고음과 함께 기어가 중립으로 자동 전환하는 안전 기능으로 안심하고 작업할 수 있다. ‘파워시프트’ 로 버튼 또는 악셀 조작만으로도8단까지 주변속이 가능해 작업이나 이동 상황에 맞춰 손쉽고 빠르게 변속할 수 있다. 

여기에, ‘오토 2WD’ 기능으로 4WD로 상황에서20km/h 이상 고속 주행 시 2WD로 자동 전환되어 타이어 마모 방지와 연비 효율성을 높였다. 운전자 체형에 맞게 핸들 각도 및 높이를 조절할 수 있으며 버튼/원격 시동의 스마트키로 편의성을 더했다.

아울러 대동의 플래그쉽 모델로 하이테크 기반의 관리와 작업 편의성이 장점이다. 관리 측면에서는 스마트폰으로 트랙터의 원격 제어 및 관리가 가능한 ICT 기반의 ‘대동 커넥트(Connect)’ 를 채택해 농기계 토탈 관리 서비스를 제공, 고객은 트랙터 관리에 최소를 부담하고 농업에 더 집중할 수 있게끔 설계했다. 관련해 커넥트를 통해 고객뿐 아니라 대동의 관제센터에서도 HX 상태를 실시간 모니터링 해 고장 증상이나 소모품 교체 등의 기계 점검을 인지하고, 방문 수리 서비스를 시행해 고장으로 인한 시간 손실과 작업 지연을 줄였다. 

총 10회에 한해 엔진오일필터, 에어필터, 연료필터 등의 엔진 관련 소모품을 무상 교체해주는 ‘엔진 평생 케어 서비스’, 국내 농기계 업계 최초의 트랙터 엔진 및 미션 10년, 일반 보증 2년의 ‘무상 품질 보증 서비스’도 제공해 관리 비용 부담까지 낮췄다. 여기에 고객은 커넥트의 작업일지 기능으로 작업 시간 및 연료 소모량 등 하루 동안 트랙터 작업 내역을 분석하고 농업 계획을 수립해 효율적이고 집중적으로 영농 활동을 할 수 있다. 이어 HX1300(132마력), HX1400(142마력) 2개 모델로 국내 업체에서 생산하는 트랙터 중 최대 마력의 제품이다. 업계 최초로 자체 개발한 3.8L 디젤 엔진을 채택했다. 

강력한 엔진 출력 기반에 최대 5.6톤(웨이트 부착)에 달하는 중량, 2.6m에 달하는 축간 거리로 타사 동급 모델 대비, 뛰어난 안정감과 견인력을 구현했다. 여기에 국산 트랙터 최초로 채택한 ‘로드센싱 유압시스템’이 복합기, 원형베일러, 랩핑기 등 부하가 발생할 수 있는 축산 작업에서도 최적의 유압과 유량을 공급해 효율적이고 수월한 작업을 가능하게 하며 연비절약과 유압오일 발열도 방지한다. 동급 모델 중 최대인230L 연료탱크로 한번 주유로 장시간 작업을 할 수 있다.

이풍우 커스터머비즈 부문장은 “HX는 관리 및 작업 편의성, 기능과 디자인까지 국내에서 찾아보기 힘든 하이테크와 프리미엄을 지향하며 미래 트랙터의 새로운 기준점을 제시할 모델이라 생각된다”며 “대동은 기술, 서비스, 제품 등 최소 자원으로 최대 수확을 거두는 정밀농업 중심의 미래 농업의 방향에 맞춰 HX와 같은 첨단의 혁신적인 제품을 지속 선보일 것이다”고 말했다.

 

 미니 인터뷰 / 감병우 미래사업추진실장 

자율주행 농기계 아미 300여대 판매

자율주행 농기계 개발 시 무엇에 가장 중점을 뒀나.

국내 농업인구는 1998년대비 2019년 224만명으로 49%의 감소율을 보이고 있습니다. 그리고, 농가 평균 연력은 68세이고, 65세 이상 비율이 45%를 넘어서고 있습니다.

농가 인구의 감소 및 고령화로 농업이 위기에 직면해 있는 시점에서, 인력과 경험을 대체할 수 있는 농기계의 자동화가 절실하다고 판단하여, 자율주행 농기계 개발을 시작하게 됐다. 이러한 자율주행 농기계 개발을 위해서는 정확한 위치 인식을 위한 cm단위의 위치오차 성능의 고정밀 측위기술 (RTK-GPS: Real Time Kinematics Global Positioning System), 최적의 작업 경로 생성기술, 생성된 경로를 정밀 추종 제어 기술이 필요합니다. 또한 ICT 기술을 활용하여 농기계와 사람을 연결하여 농기계에 연결된 각종 센서들을 통해 운용 상태 및 고장 유무를 확인하고 농기계의 고장 예지 및 신속 정비를 지원하기 위한 커넥트 기술도 필요하다. 이를 통해 작업 능률 및 농기계의 가동율을 올려 농민들에게 생산성 및 경제성 향상이 제공될 것이다.

자율주행 트랙터에 대한 반응은.

국내 농업 환경은 일손 구하기가 매우 어려운 실정이다. 저희 대동은 자율주행이앙기와 자율주행트랙터를 양산하는 국내 유일의 제조사다. 저희가 2019년 국내 최초로 자율 이앙기를 양산 했을때, 저희 1호 이앙기를 사용하셨던 농민 분의 반응이 생각납니다. 78세 고령의 농민이셨는데 처음에는 이앙기 사용법을 잘 숙지하지 못해 자꾸 핸들을 조작하시니까 에러도 발생하고 비뚤비뚤 모가 심어져 엄청 불평을 했다. 하지만, 운전법을 숙지하시고는 핸들은 자율주행에 맡기고 모를 보충하거나 작업 상태를 확인하시면서 참 편리하고 본인보다 모를 더 똑바로 심는다고 하신게 기억난다. 이런 편리성과 인력 대체 효과로 올해까지 대동에서 판매한 총 자율주행농기계는 300여대에 달한다. 국내 농기계 시장에 판매되고 있는 자율주행 농기계는 일본 제조사들이 국내에 수입 판매하고 있는 제품이지만 국내 제조사 중에서는 유일하게 저희 대동에서만 양산을 하고 있는 상황이다. 이러한 상황들이 다른 국내 제조사에게는 자극제가 되에 자율주행 농기계에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 것으로 알고 있다. 

기술 개발하면서 힘들었던 부분은.

자율주행 기술을 개발하면서 힘들었던 부분은 한국의 농업 환경이 유럽이나 북미와 달리 경작지 면적이 작고 농지정리가 되지 않은 비정형의 농작지가 많습니다. 좁은 경작지 내부에서 경로생성에 대한 어려움이 존재했으며, 특히 논둑을 만들어 물을 가두어 영농하는 수전(水田) 농법의 경우는 논둑 안에서 회전을 해야하며 이 때문에 미경작지가 생기고 이 미경작지를 해결하기 위해 빈번한 전진과 후진을 반복해서 위치를 맞춰야 하는 추종제어의 어려움이 있다.

 

TYM, ICT 활용 자율주행

올해 초 본격 상용화 계획… 자율주행 ‘레벨1’ 단계 트랙터 등
완전자율주행·스마트팜·농업용 빅데이터 등 연구개발 확대 계획

TYM이 ICT와 텔레매틱스 기술을 이용한 자율주행 농기계 상용화에 속도를 내고 있다. 

TYM(대표이사 김희용, 김도훈)은 자회사 TYMICT가 지난해 7월 전북 익산에서 텔레매틱스를 기반으로 한 자율주행 트랙터 시연회를 성공리에 마무리했다. 상용화 목표 시점은 올해 초다.

TYM은 지난해부터 자율주행 농기계 개발과 양산을 본격화하기 위해 스마트 정밀농업 전문기업 ‘TYMICT’를 설립하고, 올해 초 자율주행 ‘레벨1’ 단계 트랙터 및 ‘레벨2’ 단계 이앙기 상용화와 자체 기술 개발을 목표로 연구를 지속해왔다.

TYMICT의 자율주행 트랙터는 자체 기술 개발을 통해 국내 최고 수준의 정밀도를 기록했다. 트랙터를 통한 작업이 날씨나 노면 등의 작업 환경에 많은 영향을 받음에도 불구하고, 로터리나 쟁기 등 다양한 작업기를 장착한 상태에서도 직진 작업 정밀도가 최대 7cm 이내, 정지 시 트랙터 고정 위치 정밀도는 2cm 이하로 나타났다. 야간자율주행 테스트에서도 우수성을 입증하며, 야간에 작업이 어려웠던 기존 농작업의 한계를 자율주행 기술로 극복했다.

트랙터에 탑재된 텔레매틱스 시스템은 조직관리, 기종관리, 고객관리, 판매관리, 차량관제, 원격제어, 차량관리, 작업일지, 도난방지, 긴급알림 등 다양한 기능을 제공하며, 스마트폰을 통해 간편하게 확인할 수 있다. 또한 업계 최초로 소비자가 직접 서비스센터를 방문하지 않아도 최신 기능으로 업그레이드할 수 있도록 FW 및 DB 원격 업그레이드 기능을 적용해 편의성을 높였다.

TYM은 자회사 TYMICT를 중심으로 완전자율주행 및 군집주행 기술을 개발하고, ICT 기술을 활용한 스마트팜 및 정보수집 기술을 지속 발전시킬 계획이다. 또한 ICT R&D센터를 구축해 인공지능 기술 개발과 함께 자율주행 농기계에서 수집·분석한 농업용 빅데이터를 정밀농업에 적용해 더욱 효율적인 농업 환경을 완성할 예정이다.

김도훈 TYM 대표이사는 ”이번 시연회를 통해 TYM의 차별화된 ICT 기술을 입증하며 2022년 본격 상용화라는 목표에 한 발짝 더 가까워졌다”며, “지속적인 연구 개발을 통해 4차 산업혁명 시대의 미래 농업을 선도하는 세계 속의 선진 기술 기업으로 도약하겠다”고 전했다.

한편, TYM은 지난 2013년 국내 최초로 자율주행 트랙터(직진 및 회전 자율주행)를 개발하고 2017년에는 주행 오차 ±15cm 급 고정밀도 직진 자율주행 시스템을 국내 최초로 출시한 바 있다. 지난 2019년 5월에는 자동 선회가 가능한 자율주행 이앙기를 문재인 대통령이 참관한 가운데 시연하기도 했다. 

농업기계 상용화 박차

 미니 인터뷰 / 한종규 TYM ICT 스마트솔루션팀 수석 연구원 

자율작업 빠르게 '퀵스타트'개발

자율주행 농기계 개발 시 무엇에 가장 중점을 뒀나.

트랙터는 논, 밭 등의 경작지에서 쟁기, 로터리 등 다양한 작업을 하는 수행하는 농업 기계다. 이러한 다양한 환경에서 농민들이 안전하고 편리하게 자율작업 트랙터를 사용할 수 있도록 하는 기술을 개발하는 것에 가장 중점을 뒀다. 경작지에서 자율작업을 하기 위해서는 경작지 경계면을 취득한 후에 작업경로를 생성하고 자율작업을 시작할 수 있다. 이를 보완하기 위하여 직진 방향을 결정하기 위한 2점만 설정하면 자율작업을 빠르게 시작할 수 있는 Quick Start 모드를 개발했다. 또한 경작지 경계면에서 도달할 때 전방 주시를 할 수 있도록 남은 거리에 따라 경고 알림 기능을 탑재했으며, 자동선회 경우에는 전자 엔진과 연동 제어를 함으로써 선회시 주행속도를 낮춰서 안전사고 예방에 중점을 뒀다. 또한 텔레매틱스와 연결하여 작업시간, 작업면적, 연료 소모량 등 작업 데이터를 일별, 월별로 제공함으로써 체계적인 작업 관리를 할 수 있다. 향후에는 드론을 이용하여 경작지 경계면 정보를 취출하고 이 데이터를 이용하여 자율작업 경로를 쉽게 생성할 수 있으며, 작업기를 더욱 정밀하게 연동 제어함으로써 지금 보다 더욱 편리하고 안전한 자율작업 트랙터 개발을 위해 노력하고자 한다.

자율주행 트랙터에 대한 반응은.

연구목적의 기술 개발에서 탈피해 자율작업 시스템을 가격 경쟁력 확보를 위해 재작년 7월에 TYM로부터 TYMICT로 분사하면서 본격적으로 자체 자율주행 상용화 기술 개발에 박차를 가했다. 환경적인 측면에서 힘들었던 점은 코로나의 장기화와 금년 초부터 예상하지 못하였던 반도체 대란 사태로 인한 부품 수급 차질로 몇 번의 사양 변경을 진행하면서 개발 일정이 지연됐다. 직원 동료들이 개발 일정을 맞추기 위하여 서로가 격려하고 헌신한 덕분에 내년에 텔레매틱스 기능을 장착한 자율작업 트랙터와 이앙기 출시를 앞두고 있어서 감사하게 생각한다. 기술적인 측면에서 힘들었던 점은 농작업지에는 도로 차선과 같이 기준 요소가 없기 때문에 전적으로 GPS에 의존한 자율주행 기술을 개발하는 것이다. RTK 기준국으로부터 보정 신호를 받아서 자율작업을 수행하고 있으나, 지역이나 주변 환경에 의해 작업 정밀도가 떨어지는 한계가 있다. 이를 보완하기 위해 카메라를 이용하여 자율작업을 수행하는 기술을 개발하고 있다. 

기술 개발하면서 힘들었던 부분은.

올해부터 자체 기술을 탑재한 자율작업 트랙터를 시장에서 선보일 계획이지만 선진 기술에 비하면 자율주행 기술에 이제 겨우 첫걸음을 내딛었다고 생각한다. 자율작업 농업기계 기술에 있어서 우리나라 개발 환경은 단위 면적당 좁은 경작면적으로 인해 미국이나 유럽의 경작 환경에 비하여 더욱 정밀한 자율주행 기술이 요구되며, TYMICT에서는 직진 작업 오차 7cm 이하인 국내 최고 수준의 자율작업 트랙터 시연을 7월에 성공리에 진행했다.

2030년이면 우리나라도 초고령 사회로 접어든다는 전망과 함께 노동력 부족 문제는 이미 현실화되고 있으며, 지속 가능한 농업을 위한 해결 방법은 바로 자율주행 등을 통한 무인 농기계임은 자명한 사실이다. 경운 작업부터 이앙, 시비, 병충해 관리, 수확 및 수확량 관리까지 일련의 모든 농작업을 AI 기반 무인 농업기계가 농작물을 재배하고, 농민은 집에서 작업 스케쥴만 관리할 수 있도록 하는 것이 TYMICT가 추구하는 기술이다. 현재 개발하고 있는 텔레매틱스 및 자율작업 트랙터 기술은 이를 위한 초석이라고 말할 수 있으며, 텔레매틱스 기반 빅데이터 수집/분석, 사물인터넷을 통한 환경인식, 스마트 팜, 작업기 연동제어 기술을 접목한 무인자율 작업 농업기계 기술을 준비하고 있다.

 

LS엠트론, ‘자율작업원격관리’ 활용… 농촌 미래 열어가다

국내 최초, ‘K-Turn’ 방식 자율작업 기술 도입
‘LS SmarTrek’ 트랙터… 정밀한 작업 수행

LS엠트론이 자율작업 트랙터 ‘LS SmarTrek’과 원격관리 서비스 ‘iTractor’를 통해 농촌 고령화와 일손 문제 부족의 해결점을 마련하는 것은 물론 대한민국 농업 첨단화를 이끌고 있다.

트랙터 자율작업은 운전자가 직접 운전하지 않고 트랙터가 스스로 농경지에서 작업하는 첨단기술이다. LS엠트론의 자율작업 트랙터 ‘LS SmarTrek’은 초정밀 위치 정보 시스템인 RTK(Real Time Kinematic)-GNSS(Global Navigation Satellite System)을 적용했다. 

정지 상태에서 트랙터 위치 정밀도는 2cm 이내, 작업 시 최대 오차 7cm 이내로 국내 최고 정밀도를 자랑한다. 배토기, 두둑성형기, 비닐 피복 작업 시 직진 정밀도에 탁월한 성능을 발휘한다. 

LS SmarTrek은 변속기, 엔진, 전자유압, PTO 및 조향 시스템을 전자식으로 제어하는 기술과 한국형 농업에 적합한 K-Turn 경로 생성 알고리즘이 적용됐다. 전자유압과의 연동을 통해 작업 중 별도 조작을 하지 않고 수평제어, 경심제어 및 작업기 턴업 백업 등의 기능을 수행 할 수 있다. 

특히 국내 최초, 유일하게 LS엠트론만이 가능한 K-Turn 방식은 여유 있는 회전 공간 확보가 어려운 국내 농지 환경에 맞춰 직진 작업 후 K형의 후진 및 회전을 통해 정확히 다음 작업 위치로 트랙터를 이동시키는 기술로 타사 대비 2~3년 앞선 최상위 레벨의 자율작업 기술이다. 

운전이 미숙한 초보 농민도 자율작업 트랙터 ‘LS SmarTrek’을 통해 정밀한 작업을 수행함으로써 경작 시간을 단축하고 수확량을 늘릴 수 있다. 

현장 농가 테스트 결과(콩 농사 기준), 수동 작업 대비 경작 시간을 17% 단축하였고 수확량은 8% 개선시켜, 경작지 만평 기준 약 375만원의 수익 증대 효과를 볼 수 있었다. 이는 작업자의 피로도를 감소시켜줌과 동시에 생산성을 증대시켜줄 것으로 기대된다.

자율작업 대상 모델은 XP 모델(102마력 파워시프트) 오토모드이며, 올해부터는 MT4 모델에도 자율작업 기능을 적용할 예정이다. XP오토모드 모델은 자동차와 같이 주행 중 자동 변속이 가능함은 물론, 작업 중의 부하를 스스로 감지하고 변속함으로써 연비 절감 및 최고의 작업 성과를 보장한다. 

국내 경쟁사와는 차별화된 LS트랙터의 자동 변속 기능은 버튼 조작만으로 세밀하게 변속 설정이 가능하여 고객에게 최적화된 기능을 제공한다.

LS 트랙터 원격관리 서비스인 ‘iTractor’는 원격으로 트랙터 상태를 실시간 모니터링해 사용자에게 필요한 유지 보수 내용을 전달하는 서비스다. 사용자는 어플리케이션을 통해 경고, 소모품 교체시기 등 알림 메시지를 전달받을 수 있다. iTractor는 영농활동 정보를 자동 분석하여 사용자가 작업 이력관리를 손쉽게 할 수 있도록 도와준다. 
현재 iTractor 대상 모델은 XP 모델(86/95/102/115마력), MT5모델(73마력), MT4모델(58/63/68마력)이다.

 

 미니 인터뷰 / 최종민 LS엠트론 자율작업 트랙터개발 책임 연구원 

자율 작업 트랙터로 ‘첫발’ 

자율작업 트랙터 개발 시 무엇에 중점을 뒀나.

작업 성능과 편의성. 두 가지 성능지표를 중점으로 자율작업 트랙터 개발을 진행했다. 자율작업을 통해 트랙터 운행 초보자도 중급자 이상의 작업 결과를 가져올 수 있도록, 간략한 조작만으로도 똑바른 직진작업을 할 수 있도록 했다. 일직선의 경운작업이 가능하다는 것은 동일한 면적의 땅에서 생산성 증대의 기초가 되는 작업이다. 예를 들어 기존 1,000평 땅에서 10개의 이랑을 만들던 것을  13개로 늘렸다면, 이것만으로도 30%의 작업성능을 향상시켰다고 볼 수 있다. 또한 간단한 조작만으로도 자율작업이 가능하도록 편의성을 향상시키고자 노력했다. 몇 번의 클릭만으로도 자율작업 경로 생성이 가능하며, 운행 중에도 핸들이나 페달조작을 줄일 수 있어서  운전자의 피로도 저감에도 매우 큰 효과가 있다.

트랙터가 스스로 작업하며 작업의 낭비를 줄여주기 때문에 경작 시간도 줄어든다. 자체 테스트 결과 작업시간이 약 17% 단축됐고, 이만큼 농민들의 여가 시간이 늘어날 수 있다. 수동작업 시 존재하는 안전사고나 건강상의 위험요소 역시 줄일 수 있도록 개발 했다.

자율작업 트랙터에 대한 반응은?

대부분의 이용자 분들이 높은 만족도를 보였다. 아직 자율작업이라는 것에 생소하신 분들도, 사용방법을 알려드리고 몇 회의 시범운행 이후에는 높은 만족도를 보였다. 특히 한 농민 분께서는, 일반 트랙터를 장시간 운행 할 때에,  잠시 커피 한 모금 마시는 시간만 있어도 좋을 것 같다는 생각을 했었는데, 자율작업 트랙터를 운행 하시면서는, 커피 한모금 뿐만 아니라 스트레칭도 하면서 편안하게 운행할 수 있는게 장점이라고 했다.원래 트랙터 작업을 할 때에는 직진을 유지하고, 또한 후방에 작업구간을 확인하기 위해서, 전방/후방을 계속 번갈아보며 운행을 해야 하는데, 자율작업 기능이 들어가면, 주행 및 작업 대부분을 자동으로 할 수 있어서, 농민분들이 매우 편안해 하셨다.

기술 개발하면서 힘들었던 부분은.  

아무래도 ‘처음’ 이라는 부분이 가장 힘들었던 것 같다. 아직 누구도 가지 않는 부분을 처음 개척한다는 것에 대해 많은 어려움이 있었다. 자율작업 트랙터라는게 해외에서 먼저 개발이 진행된 것은 맞지만, 해외와 한국은 농업환경이 매우 다른 부분이 많기에, 한국에 적합한 기술개발 방향을 결정하기 위해 많은 시간을 조사했다.그 결과로, 해외에는 존재하지 않는 ‘K-턴’ 도 개발해 보다 좁은 형태의 경작지가 많은 한국에서도 자율작업 적용이 쉽도록 했다. K-Turn 방식은 여유 있는 회전 공간 확보가 어려운 국내 농지 환경에 맞춰 직진 작업 후 K형의 후진 및 회전을 통해 정확히 다음 작업 위치로 트랙터를 이동시키는 기술로 타사 대비 2~3년 앞선 최상위 레벨의 자율작업 기술이다.