직진 자동조향장치 개발

농촌진흥청은 농작업 편이성을 높이고자 기존 승용형 농기계에 추가로 설치할 수 있는 ‘승용형 농기계용 직진 자동조향장치’를 개발했습니다

*자동조향장치: GPS, 관성측정장치 등 데이터를 기반으로 자동주행을 보조하는 장치

 

승용형 농기계용 직진 자동조향장치

ㅁ 연구 필요성

ㅇ 농촌 고령화 및 노동 인구 감소로 노동력 절감형 농작업체계 필요성 증대

ㅇ 자율주행 트랙터 해외 유사 기술의 빠른 유입으로 인한 핵심 기술 선점에 따른 국산화 시급

ㅇ 기존(인력) 방식의 경우, 정밀도가 낮아 정밀한 주행이 어렵지만, 자율주행 기술이 접목된 직진 자동조향자장치가 장착된 트랙터의 경우, 10cm 이내의 정밀한 주행이 가능하여 생산성 향상 및 사용자 편이성 증대에 이바지

 

ㅁ 기술 개발 내용

ㅇ 기존 승용형 농기계에 부착하여 직진 자율주행 보조장치 개발

ㅇ 구성 : 고정밀 자율항법장치(RTK-GPS), 전동 운전대, 휠 각도 센서, 조작입출력장치(HMI, Human Machine Interface)

ㅇ 성능 : 추종 경로 기준 ±7cm 이내의 주행 오차

ㅇ 특징

- 기존의 모듈형 자동조향장치 대비 저속 운전 시에도 경로 추종 정확도 높음

- 듀얼 안테나를 사용하여 진행 방향 추종 정밀도 향상 및 경사지 지형 보정기능 탑재

○ 주행방식 : 시작점(A)과 끝점(B), 작업폭 설정 → 좌우로 다중 추종 경로 생성, 조향 제어

 

ㅁ 파급효과

ㅇ 대형화된 해외 자율주행 농업기계와 대비하여 중소형급 자율주행 기술 선점

ㅇ 반복적인 농작업을 자동화로 대체하여 농작업 편이성 제공 및 노동력 부족 해소

 

직진 자동조향장치 개발

지속적인 농업인구 감소와 고령화, 여성화로 농작업 기계화가 활발하게 이뤄지고 있으나 농기계 사용이 익숙하지 않은 초보자의 경우, 조작이 미숙해 효율이 떨어지거나 사고가 발생하기도 합니다

 

또한, 자율주행 기술은 사용자가 손쉽게 농작업 할 수 있도록 도와주기는 하지만 일체형으로 제작돼 농기계 구매 비용이 든다. 따라서 기존 농기계에 자율주행 기술을 적용할 수 있는 방안이 필요합니다

 

승용형 농기계용 직진 자동조향장치는 트랙터, 관리기, 이앙기 등 기존의 승용형 농기계에 붙여 사용할 수 있으며, 고정밀 자율항법장치(RTK-GPS)와 관성측정장치, 조향장치(전동 운전대), 사용자 인터페이스 장치 등으로 구성돼 있습니다

 

사용자가 시작점과 끝점을 입력하면 두 점을 연결한 직선을 기반으로 주행 경로가 생성되고 이를 따라 직진 주행을 도와준다. 고정밀 자율항법장치는 ±2cm 이내의 정밀도로 위치를 측정해 ±7cm 이내의 오차로 설정한 경로를 따라 직진 자율주행할 수 있으며, 필요에 따라 사람이 직접 운전할 수도 있습니다

 

현재 국내에서는 산업체에서 직진 자율주행을 도와주는 조향장치를 개발해 보급하고 있으나 이번에 개발한 기술은 사용자 조작 편이성이 높고 이중(듀얼) 안테나*를 사용해 저속에서도 높은 정밀도를 유지할 수 있다는 차별점이 있습니다

*기존의 모듈형 조향장치는 하나의 GPS 안테나를 사용해 현재 위치를 측정하나 듀얼 안테나를 사용하면 위치뿐만 아니라 주행 방향까지도 정확하게 측정 가능함.

 

이 장치를 직접 사용한 농업인은 “사람이 운전하는 것보다 훨씬 반듯하게 직진 주행하기 때문에 작물을 심을 때 한두 줄 더 심을 수 있어 생산량이 많아질 것으로 기대된다.”라고 평했습니다

 

농촌진흥청은 이번에 개발한 승용형 농기계용 직진 자동조향장치의 산업재산권 출원을 완료했으며, 관련 업체에 기술이전해 농가에 보급할 계획입니다

*농기계 제어를 위한 자율주행장치, 이를 포함하는 농기계 및 자율주행 방법(10-2021-0132320)

 

또한, 18일 충남 서산 농가에서 농업인, 내외부 전문가 등을 대상으로 기술 연시회를 열고 현장의 의견을 들을 예정입니다

 

관련내용의 원본자료가 궁금하신 분들은 아래로 파일을 올려놓았습니다

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18-2_기존농기계에붙이면끝직진자동조향장치개발(농과원).hwp

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