1970년대 군사 목적으로 개발된 GPS가 GNSS 기술과 다중 주파수(L1L2L5)의 기술발전으로 위치기반 서비스의 활성화 - 개인용 편의 장치부터 사회 기반/안전망 구축 등 4차 산업의 핵심 기술로 발전
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전문분야 용인 자동차 자율주행을 위한 위치센서인 고정밀 제품 시장은 전량 해외 수입에 의존
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1970년대 군사 목적으로 개발된 GPS가 GNSS 기술과 다중 주파수(L1L2L5)의 기술발전으로 위치기반 서비스의 활성화 - 개인용 편의 장치부터 사회 기반/안전망 구축 등 4차 산업의 핵심 기술로 발전
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복합적이고, 광범위한 기술이 필요한 자동차 자율 적용 이전에 운행 범위가 자동차에 비해 제한적인 농기계(트랙터)의 자율주행에 적용 개발
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농기계 특성상 진동과 충격에 노출되기 쉽고, 열악한 외부 사용 환경(온도, 습도, 열 충격 등)에 노출되는 경우가 많아 제품 신뢰성에 대한 검증에도 유리함
필요성
농가 인구감소, 고령화, 고역 작업 기피에 따른 스마트팜 용 자율주행 센서 개발
농가인구감소 및 고령화, 여성화, 고역 작업 기피 와 노동력 부족, 식량부족 등 농업현안문제 해결을 위해 ICT 융합을 통한 자동화, 로봇화된 스마트팜 기술 개발이 국내외적으로 추진 중입니다.
스마트 팜을 위한 작업 자동화 실현을 위해 농기계의 자율주행을 위해서는 다양한 센서(위치 측정, 방위각, 조향각, 엔진 회전속도 측정, 장애물 감지 등) 가 필요하며, 정확하고 자세한 정보를 위해 RTK-GNSS sensor가 필요합니다.
고정밀 측위 센서인 RTK-GNSS 제품은 고가의 해외 제품 수입(노바텔, 트림블 등)으로 인해 국내 스마트팜 농업현장에서의 기술 적용을 위한 해외 기업의 지술지원의 한계와 고가의 가격대로 인하여 스마트 농기계 산업의 활성화 및 농기계 완성품 산업의 대외 경쟁력이 약화되어 국산화를 통해 수입 대체의 필요성이 중요하다고 생각합니다.
농기계 특성의 자율주행 센서 성능과 가혹한 농기계의 사용/보관 시의 환경적(저온, 고온, 습도, 열 충격), 전기적(과전압, 변동 전압) 성능의 신뢰성 있는 제품개발이 필요합니다.
차별성
Multi-Path 신호에 대한 대응 알고리즘 개발로 위치 정확도 향상
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GNSS 측 위 정확도 향상을 위한 다중 경로 신호 검출 기술
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특정 제품 수신기 SW에 의존하지 않는 범용의 정밀 측위 모듈 지원
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GNSS 위성 monitoring 및 위성신호의 raw data 처리 기술 적용
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Dual 안테나 설계로 Heading 정확도 증가
선행 연구
안전 관리 댐 설치용 고정밀 GNSS 장비 양산
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1,200대 양산 경험 (국내 최초 고정밀 GNSS 대량 생산 경험 보유)
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필드에서의 위치 변화 로깅 데이터 분석
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변위 측위 1cm 오차
안전관리 사면 변위 측위용 고정밀 GNSS 장비 양산
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1차 400대 양산 (2차 9월, 3차 12월), 총 1,080대 양산예정
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필드에서의 위치 변화 로깅 데이터 분석
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변위 측위 1cm 오차
목표
농기계 특성 및 환경에 부합하는 자율주행 센서 개발 목표 본 개발의 성공으로 한국형 스마트팜 농기계의 자율주행 센서 국내 기술표준화를 위한 선도적 역할 제시
구분
성능수준 측정지표
세계 최고 수준
기업
구분
사업목표
기업최종목표 확인방법
자율주행센서
직진추종 정밀도
노바텔(캐나다)
± 10 cm (RMS)
± 10 cm 이내(RMS)
시험성적서 (KTC)
자율주행센서
수평수직오차
노바텔(캐나다)
± 1 cm (RMS)
± 1 cm 이내(RMS)
시험성적서 (KTC)
자율주행센서
Heading Accuracy
노바텔(캐나다)
± 0.2 degree
* Base line 2m
± 0.2 degree 이내(완제품)
* Base line 1m
시험성적서 (KTC)
자율주행센서
보정정보 전송 및 수신율
BKG(독일)
99.5%
99% 이상
시험성적서 (KTC)
자율주행센서
고온동작시험
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Tmax (85°C)
시험성적서 (KTC)
자율주행센서
저온방치시험
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Tmin (-40°C)
시험성적서 (KTC)
자율주행센서
열충격 시험
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저온 조건 : -40°C,
고온조건 : 75°C,
비동작 온도 구간별 유지
시간 : 각 30 min
시험성적서 (KTC)
자율주행센서
진동시험
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random vibration
비동작 시험 진행
- 주파수: 10~1000 Hzz
- X,Y,Z축 각각 8 h( 총 24 h)
시험성적서 (KTC)
계획
- 1차 년도 -
H/W 기술 개발
- 각 part 별 테스트용 보드 설계 GNSS의 RF 설계 및 소형 Multi-GNSS L1L2L5 Patch Antenna 개발 RF 반사손실, 삽입 손실 최소화 설계(Impedance matching board 설계로 수신 감도 개선) - L1L2 carrier RTK 용 모듈 설계 High sensitivity 수신 설계(TTFF 및 Multi path에 의한 신호개선) Heading 테스트용 Dual Antenna 설계 평가용 지그 및 시작품의 working Mockup 수준 제작
S/W 기술 개발
L1L2L5 RTK 보정 신호 데이터 송수신 통신 소프트웨어 개발 RTK-GNSS 기반 heading, Angle, Location data rate 알고리즘 GNSS raw data 처리 및 GNSS 모니터링 파라미터 위치보정 테스트 및 알고리즘 개발 PC 기반 평가 application 개발, 검증, 성과분석 MCU Firmware 개발 - Interface, GNSS data 처리 등 수평/수직 오차 변위 측위 후처리 필터(PDOP, VDOP, CN 등 분석) 적용설계
- 2차 년도 -
H/W 기술 개발
스마트팜 사용 환경 내에서 사용 가능한 각 Parts의 통합 패키징 설계 양산용 소형 size 및 저전력 매니지먼트 설계 최소형 Multi-GNSS L1L2L5 안테나 설계 개발 통합 보드 내구성(충격, 방수, 방진, 온도)을 고려한 보드 및 기구설계 가격 경쟁력을 고려한 부품 고려 개발 통합평가용 지그 및 시제품의 working Mockup 제작 차량 용도의 자율주행 센서의 전기적, 환경적 테스트
S/W 기술 개발
Heading, Angle, Location data rate 알고리즘 설계 상황별 위치보정 Mode, interface protocol 설계 확정 RTK 통신 및 통합 알고리즘 Firmware 설계 확정 평가 PC application/Android App 개발 GNSS 측 위 정확도 향상을 위한 다중 경로 신호 검출 소프트웨어 개발 GNSS 수신환경에 따른 위치 정확도 분석 및 알고리즘 구현 GNSS 신호 강도, 위성수, 다중 경로, 위치 정확도 개선 결과 분석
역량
산업용 제품 생산 및 군사용 개발 경험으로 경쟁력 확보
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주관기관인 ㈜이지코어는 20년 이상의 측위 기반 연구원 보유로 개발 양산 경험의 경쟁력
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2021년 국내 최초의 안전 관리 모니터링용 고정밀 GNSS 변위 측위 양산(댐 설치용-1,200대) 와 사면 변위 고정밀 측위 장비 개발 및 양산(400대) 경험으로 원가 경쟁력 확보
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군사용 및 산업용 야외 환경(24시간 동작 환경)에 사용 적합한 제품의 개발/ 양산 경험으로 외산 장비를 대체 가능하도록 맞춤형 콤팩트 설계 와 원가경쟁력, 제품 신뢰성, 원활한 기술 지원
기대효과
자율주행 센서의 기본 성능 확보 및 4차 산업의 고정밀 위치정보 핵심 요소 기술 확보
구분
내용
개발 결과물 기대효과
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산업용 현장에서 사용 가능한 자율주행 센서의 기본 성능 확보
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RTK-GNSS 기반자율주행 센서의 위치 정확도, 헤딩 신뢰성 확보
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농기계 환경 적용 신뢰성 표준화를 위한 선행기술 확보
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양산성을 위한 원가/성능 및 완제품 생산자의 기술 지원 경쟁력 확보
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고가의 외산 제품 수입 대체 효과
개발 결과물 활용분야
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자율주행 농기계시스템 무인 로봇, 무인자동화 분야에서의 자율주행센서 적용 가능
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4차산업의 핵심 위치정보센서 고정밀 LBS(Local Based Service)분야의 핵심센서 적용 가능
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국가 인프라 시설적용 국가인프라시설(댐, 교량, 경사면, 저수지, 고층빌딩 등)의 변위측위 원격 모니터링 적용
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과학 / 기술적 측면 자율주행센서와 고정밀위치기반 연구개발 기관 / 회사와의 기술지원 및 협력 용이
시장 동향
연평균 18% 이상의 성장률, 아세아 지역의 노동인구의 감소, 고령화로 농기계 시장 크게 성장
RTK-GNSS 자율주행 센서는 특히 농업인구의 감소 와 농업인구 연령의 고령화 와 인력난의 어려움을 겪고 있는 스마트 농기계의 자율주행 핵심 센서로써 농기계 시장 조사업체인 Freedonia에 따르면 세계 농기계 시장규모는 2014년 기준으로 약 1,407억 달러, 2024년에는 약 2,560억 달러가 될 것으로 예측하였습니다. 연평균 18% 이상의 성장률에 해당하며, 지역별로는 아세아 지역이 다른 지역에 비하여 가장 크게 성장할 것으로 내다보고 있습니다.
국내 농기계 시장은 약 1조 원 규모로 정체기- 수출을 통한 시장 확대를 위해 자율주행 관련 개발 모색
전 세계 스마트 농업용 기계 시장은 미국의 존디어가 16.5%로 1위, 한국은 5대 기업(대동, 국제, 동양, LS엠트론, 아세아)을 합해 14억 달러로 야 1%를 차지
국내 농기계 시장 대동공업, 국제종합기계, 동양물산기업, 엘에스엠트론의 4개 대형 농기계 회사가 시장을 형성 우리나라 농기계 사업은 트랙터, 경운기, 콤바인, 이앙기, 굴삭기 등 종합형 농기계 제조업체인 5대 기업이 전체 매출액의 대부분을 차지하는 과점 체제를 구축
사업화 계획
원가경쟁력, 기술 지원, 신뢰성 인증을 통한 제품 검증으로 안전 관리 공공분야 공급
구분
목표시장
기타 / 제품용도
제품화
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자율주행 센서 - (농기계, 자동차, 드론, 로봇)
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재난 안전분야 적용 모니터링 변위 측의 용 센서
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MMS 제작, 측량용
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레저, 스포츠 분야
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고가의 외산 제품 수입 대체 효과
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혹독한 환경 적용 신뢰성 제품 인증 필수 - 성능 및 전기적 환경적 인증
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댐, 교량, 사면, 연약지반 등 모니터링용
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MMS 데이터 취득용으로 다수 설치가 용이 (소형화 및 가격 경쟁력 확보)
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소형 경량화로 그린 내에서의 거리 및 라인 측정(골프) 분야 활용
양산 경쟁력
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1K 단위 국내 최초 고정밀 GNSS 양산 경험 수자원공사 댐 및 국토부 사면 안전 관리 양산 경험(1,500대)
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RTK 측위에 대한 실내/실외에서의 생산공정도 확립으로 경쟁력 확보
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원재료에 대한 가격 경쟁력 확보
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국내 생산으로 인한 생산원가 절감을 통한 기존 제품 대비 가격경쟁력 확보
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기존 경쟁사는 대부분 해외 제품 수입 가공하여 판매함으로써 원가 및 생산 기술지 원 등의 경쟁력이 저하되어 있음.
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고정밀 측위 분야 양산 경험 이외에도 국가 잠수함 사용의 고정밀 측위 개발 참여 경험에 의한 신뢰성 제품 개발 생산 경쟁력 확보
판로
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기존 거래처 및 (잠재 거래처 포함)에 EK 형태의 제품 제공으로 기존 수입제품과의 비교 테스트 진행 및 시연 등으로 시장 확대 개척
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자율주행 개발 관련 산업체/기관 대학에 제품 시연 및 제공
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스마트팜 농기계 관련 산업체와의 기술협력 및 제품 테스트 진행
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고정밀 제품 수입 무역업체 홍보
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레저용품 판매업체 홍보
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댐, 교량 등 안전 관리 분야 관련 업체 홍보 시연
빠른 의사 결정 및 핵심 인원들의 다양한 경험(개발, 생산, 기술영업)으로 빠른 경쟁력 확보 가능
Strength
Weakness
이지코어의 변위 측위 분야 양산 경험
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관련 기술 개발 및 사업화 설치 경험 보유
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수입 대체효과 가능성 높음
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빠른 의사결정 및 30년 이상 높은 기술자 보유
이지코어의 창업 업력
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기술개발 투자 자금력 취약
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소규모의 기업, 조직 구조의 취약
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낮은 인지도: 기술력 지원으로 대응
Opportunity
Threat
이지코어의 브랜드 분야
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자율주행, 측위 계측, 레저드론 의 정밀 시장규모 성장세
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관련 시장의 기술, 서비스, 환경 인프라 성장
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양산경험 및 전문인력의 낮은 경쟁률
이지코어의 RTK-GNSS 분야
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외국 일부기업에 의한 시장 독과점
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외국 일부기업에서 핵심원천기술 확보
* 군제품, 국가 산업 시설 생산/설치 경험으로 완성품 업체와의 기술협력과 응용제품의 원가/신뢰성 경쟁력 등 확보
사업화에 따른 기대효과
연구경력 30년 이상의 인력 기반의 기술/생산 경쟁력 확보로 기업 성장에 따른 지속적 고용 창출
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기술인력 2명은 약 30년 기술 개발/생산 경험자로 구성
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소기업 장점을 살려 직원들의 고용유지를 위한 복지와 임직원 간의 소통을 위한 정기적 월 1회 회식 및 지원
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전 직원 상해보험 외 3년 이상 성실근무자에 한해 별도의 복지 보험(종신보험)을 계획
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사업화 성공을 위한 고용 창출은 필수적이며, 그에 따른 인원 증가로 인한 복지(스톡옵션, 성과급 제도)에 대해 계획
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기술 인력에 대해 다양한 인센티브 지원: 연구개발 성과급, 특허 보상금 제도, Flexible 근무 시간, 샌드위치 연차 휴가
구분
사업화 년도
(2022년) 현재인원
(2023년) 과제종료 후 1년
(2024년) 과제종료 후 2년
(2025년) 과제종료 후 3년
(2026년) 과제종료 후 4년
연구개발 인력
2(3)*주1
4
4
4
5
생산 인력
2(3)*주1
6
11
15
18
기타
1
3
5
6
6
계
5(7)*주1
13
20
25
29
* 주 1) 2022년 7월 하반기 연구개발 인력, QC 인원 채용예정 * 연간 연구소 및 생산, 영업/기술 지원 분야 신규 고용을 유지할 것으로 판단됨
