이젠 농기계도 자율주행…영상인식 트랙터 곧 상용화

농진청, 인공지능 기반 자율주행 트랙터기술 개발

3㎞/h 주행 시 오차범위 ±9.5㎝
사람이 직접 운전하는 것보다 안정적
장애물 인식ㆍ돌발상황 대처도 쉬워
2050년 시장 450억 달러로 확대
선진국과의 첨단기술 격차 줄일 것

▲농촌진흥청이 개발한 영상인식 기반 자율주행 트랙터. (사진제공=농촌진흥청)

사람보다 정확한 자율주행 트랙터가 곧 상용화된다. 관련 기술이 개발되면서 자율주행 농기계 시대도 멀지 않았다는 분석이 나오고 있다.

농촌진흥청은 최근 인공지능 기술을 접목한 영상인식 트랙터 자율주행 기술을 개발했다.

농진청은 인공지능 기술을 접목한 영상인식 기반 트랙터 자율주행 기술에 농기계 업체와 함께 고정밀 측위시스템(RTK-GPS)을 활용해 주행 기술을 고도화하는 기반을 마련했다고 설명했다. 이번에 개발한 기술은 고가의 위성 항법 시스템(GNSS)을 대체할 인공지능 기반 영상인식 트랙터 자율주행 기술이다. 이 기술은 경운할 때 생기는 흙 부수기(쇄토) 작업 여부를 딥러닝 기술로 분석해 트랙터를 조향 제어한다. 트랙터 앞에 장착된 카메라에 찍힌 영상을 통해 경운된 구간과 그렇지 않은 구간의 경계를 검출하고 미리 정한 주행기준선과 비교해 오차를 조정하는 원리다.

농진청에 따르면 영상으로 얻은 정보를 기반으로 자율주행을 해본 결과, 작업속도가 시속 3㎞일 때 직진 주행경로 오차는 ±9.5㎝였다. 이는 운전자가 직접 주행할 때 발생하는 오차 ±21.2㎝보다 훨씬 안정적이라는 결과다.

농진청은 이 기술을 적용하면 고가의 위성항법시스템보다 합리적인 예산으로 시스템 구성이 가능한 데다 영상 정보를 이용하는 만큼 장애물 인식이나 돌발 상황에 대처하기도 더 쉬울 것으로 보고 있다. 이번에 개발된 기술은 산업재산권 출원을 완료했고, 앞으로 기술 완성도를 높여 관련 업체를 통해 실용화할 계획이다.

▲농촌진흥청이 개발한 영상인식 기반 자율주행 트랙터. (사진제공=농촌진흥청)

여기에 더해 농진청은 농기계 업체와 함께 고정밀 측위시스템을 활용한 트랙터 자율주행 고도화 기술도 개발했다. 이 기술은 고정밀 측위시스템을 활용해 사전에 작업 경로를 설정하고, 설정된 경로를 따라 직진 주행과 선회를 할 수 있는 자율주행 기술이다.

농기계 업체는 직진 자율주행 기술을 우선 트랙터에 적용해 농업 현장에 보급하고, 선회, 장애물 인식과 회피 등 고도화한 자율주행 기술을 산업화할 계획이다.

강금춘 농진청 스마트팜개발과장은 “농진청에서 개발한 기술이 농촌 현장에 빠르게 적용될 수 있도록 산·관·연 협력체계를 구축하고, 정책이나 지원 사업, 검인증 기준 등을 조기에 마련해 첨단농기계 산업화 기반을 확대해 나갈 계획”이라며 “이러한 선순환 구조를 통해 산업화가 자리 잡는다면 머지않은 미래에 무인 농업시대가 현실로 다가올 것”이라고 말했다.

특히 이 같은 자율주행 트랙터 기술개발이 빠르게 진행되면서 선진국과의 격차도 점차 줄여나갈 수 있을 것으로 전망된다.

2015년 기준 트랙터 세계 시장 규모는 504억 달러로 이 중 자율주행 트랙터 규모는 약 6억 달러 수준이다. 골드만삭스는 2050년 자율주행 트랙터 시장이 450억 달러 규모까지 확대될 것으로 전망했다.

현재 우리나라에서 상용화한 자율주행 트랙터는 자율주행에 필요한 위치 기반 경로 생성과 자동 조향제어 기술이 적용된 트랙터다. 0∼4단계의 자율주행 기술 가운데 1단계 기술이 적용됐다. 자율주행 기술은 0단계는 원격제어, 1단계는 자동 직진 조향, 2단계는 자동 경로 생성·추종, 3단계는 경로 생성·추종 및 작업기 제어, 4단계는 무인 완전 자율주행 및 작업으로 분류한다. 선진국은 3단계 일부 상용화, 4단계 실증·검토 등 한발 앞서 있는 것이 사실이다. 일본의 쿠보타, 얀마 등 제조사는 3단계 연구개발을 완료했고, 2018년부터 로봇 트랙터, 이앙기를 상용화하기 시작했다.

업계에서는 기술개발에 점차 속도가 붙고 양산화도 앞당겨질 것으로 예측한다. 1단계 기술이 적용된 자율주행 농기계시장이 견고해지면 2∼2.5단계 기술이 적용된 농기계의 상용화가 앞당겨질 것이라는 분석이다. 일부 업체들은 이미 해당 수준의 기술 개발을 마치고 양산 시점을 가늠 중이다.

업계 한 관계자는 “농기계에 첨단 기술을 도입하기 위해 많은 예산과 노력을 집중하고 있고, 시장의 반응도 뜨겁다”며 “정부에서 첨단농기계 산업화 기반을 마련해 준다면, 농가에 더욱 빠르게 보급할 수 있을 것”이라고 기대했다.