개관

방수/방진 엣지 AI 컴퓨터는 열악하고 먼지가 많으며 습한 환경에서도 실시간 현장 데이터 처리를 가능하게 하여 자율 주행 농기계 성능을 향상시킵니다. 이러한 시스템은 AI 알고리즘을 활용하여 카메라, 라이다 및 토양 수분 센서의 센서 데이터를 처리할 수 있게 하여 기계에서 심기, 관개, 수확과 같은 작업에 즉시 결정을 내릴 수 있게 합니다. 네트워크의 '엣지'에서 작동하기에 클라우드 컴퓨팅에 대한 의존도를 줄여 자율 운영에 필수적인 빠른 응답 시간, 안정성 향상, 지연 시간 최소화 등이 보장됩니다.

방수/방진 설계로 비가 내리는 환경부터 관개 환경까지 다양한 환경 조건에서도 고장 위험 없이 작동할 수 있어 야외 농업 환경에 이상적입니다. 견고한 내구성과 AI 정밀함의 결합으로 기계 성능을 향상시켜 최적화된 농약 살포, 표적 시비, 자율 제초 등 더욱 정확하고 효율적인 작업을 수행할 수 있습니다.

결과적으로 이러한 시스템은 자원 소비를 줄이고, 작물 수확량을 늘리며, 운영 비용을 낮춰 궁극적으로는 기존 농법에 비해 생산성과 수익성을 높이는 데 도움이 됩니다. 악천후에도 연중무휴 24시간 연속 운영이 가능하기 때문에 일관성과 정밀성을 유지하여 생산량을 평균보다 높일 수 있고 농업 관행을 지속 가능하게 만들 수 있습니다.


난제

농기계에 방수/방진 엣지 AI 시스템을 구현하는 경우에 몇 가지 난제가 있습니다. 극한의 더위, 직사광선, 온도 변동 상태에서 작동하는 경우 전자 부품에 무리가 발생해 과열 또는 오작동으로 이어질 수 있습니다. 살충제, 비 또는 관개 시 방수는 다양한 조건에서 시스템의 기능을 유지하는 데 중요하며, 습기로 인한 손상을 방지할 수 있도록 특수 인클로저와 씰이 필요합니다. 또한 농업 환경에서는 시스템이 먼지, 오물, 이물질 등에 노출되어 시스템 커넥터나 통풍구가 막히거나 센서에 영향을 줄 수 있으므로 정기적으로 청소해야 합니다.

거친 지형에서 발생하는 지속적인 충격과 진동으로 인해 하드웨어와 커넥터가 마모될 수 있으므로 안정성을 유지하기 위해서는 내구성이 뛰어나고 충격에 강한 설계가 필요합니다. 또한 데이터 업로드/다운로드를 위한 무선 통신은 탄력적이어야 하며, 드넓은 현장에서도 지속적으로 연결이 보장되어야 합니다. 4G, 5G 또는 저전력 광역 네트워크(LPWAN)와 같은 솔루션은 기계와 중앙 시스템 간에 데이터를 전송하는 데 도움이 되지만, 원격 지역에서는 커버리지(데드존)와 간섭이 문제가 될 수 있습니다.

여러 대의 자율 기계를 조정하려면 원활한 상호 연결과 협업이 필요합니다. 메시 네트워크 또는 차량 간 통신(V2V)과 같은 기술을 통해 기계에서 데이터를 교환하고 실시간으로 작업을 조정하며 현장 전반에서 작업 분배를 최적화할 수 있습니다. 안정적이고 안전한 통신 인프라를 유지하면서 운영 효율성을 극대화하고 다운타임을 줄이려면 기계 간 호환성과 효율적인 동기화를 보장하는 것이 필수사항입니다.


솔루션

농기계용 자율 주행 시스템을 전문적으로 제작하는 협력업체 가운데 한 곳이 Neousys의 방수 패널 PC인 NRU-170-PPC를 선택했습니다. 애초에 이 시스템을 선택한 이유를 간략히 설명합니다.

  • IP66 방수 및 방진：NRU-170-PPC는 IP66 등급으로 농업 환경에서도 작동할 수 있다는 장점이 있습니다. 먼지가 많은 곳에 비추는 직사광선, 살충제 살포, 관개, 비 등의 환경 조건이 기계에 미치는 영향은 거의 없다고 할 수 있습니다.
  • FAKRA Z(GMSL2) 또는 M12 카메라 커넥터：FAKRA Z 커넥터는 GMSL 차량용 카메라에 맞춰 특별히 설계되었으며 드라이버가 사전 통합된 IMX390, ISX031 및 IMX490 CMOS 센서를 사용하는 카메라를 지원합니다. 또는 다른 옵션으로는 IP/산업용 카메라, 라이다, 센서 등을 지원할 수 있는 M12 PoE+ 포트가 있습니다. 두 가지 모두 차량 인식 애플리케이션에 이상적입니다.
  • 4G LTE/ 5G NR을 통한 무선 통신：이 시스템에는 현장 V2V 장비 간 통신에 사용할 수 있는 CAN/ COM/ WiFi 모듈용 미니 PCIe와 4G LTE/ 5G NR용 M.2 B-키 소켓이 제공되며, 데드존 방지 및 리던던시를 위해 듀얼 SIM 모듈을 설치하고 다른 공급업체의 SIM을 구현하여 지속적인 통신을 보장합니다.
  • 차량 내 기능：8V~35V의 광범위한 DC 입력과 호환되며, 점화 전원 컨트롤, CAN FD, RS232 포트를 지원하고, 충격 및 진동(MIL-STD-810H) 방지 기능이 있어 현장 농기계에 적합합니다.
  • 10.1” 컴팩트 올인원 시스템：이 시스템에는 햇빛 아래에서도 볼 수 있는 밝은 10.1인치 1000cd/m2 터치스크린 패널이 탑재되어 있습니다. 또한 패널은 젖은 상태에서도 한 손가락 터치 감도 모드를 지원합니다. 이를 통해 운영자는 실시간으로 결과를 확인하고 제어실로 돌아가지 않고도 현장에서 필요한 조정을 할 수 있습니다.
  • 추론 AI 처리 성능：NVIDIA® Jetson Orin™ NX를 활용하는 이 시스템은 최대 100개의 스파스 TOPS(INT8)와 최대 18개의 동시 1080P 비디오 스트림을 트랜스코딩할 수 있는 월등한 AI 추론 성능을 제공합니다.

간단하게 설명하면, 견고한 내후성 설계, 다양한 연결성 및 AI 처리 능력으로 인해 Neousys NRU-170-PPC가 선택되었습니다. IP66 보호, 무선 통신, 자율 시스템 지원으로 열악한 농업 환경에서도 안정적인 성능을 보장하며 현장 기반 기계에 대한 실시간 인사이트와 효율적인 작동을 제공합니다.