[적용사례] 자율 과일 수확기 (NVIDIA Jetson Orin/Xavier NX 시리즈) | 비맥스테크놀로지

작성자

newbemax

작성일

2024-06-20 09:35

조회

안녕하세요!

Digital 시대를 만들어가는 Embedded System과 산업용컴퓨터 및 Display Solution 전문 기업 비맥스테크놀로지입니다!

Overview

농업 산업에서 기술의 사용은 증가하고 있으며, 특히 산업용 컴퓨터의 도입으로 효율성과 생산성이 크게 향상되고 있습니다. 고객사는 배터리로 작동되는 AMR을 개발하여 로봇 팔 대신 여러 개의 드론이 부착되어 있습니다. 이 드론들은 촉수처럼 나무나 덩굴에서 과일을 딸 수 있는 흡입 컵을 장착하고 있습니다.

AMR에 장착된 카메라를 활용하여 스캔하고, 이를 처리하는 고유한 알고리즘을 갖춘 산업용 컴퓨터를 사용합니다. 이 컴퓨터는 스캔한 이미지를 분석하여 과일의 익음 상태를 판단하며, 수확할 준비가 되면 AMR이 지나갈 때 해당 드론을 선택합니다. 수집된 과일은 카트에 보관되어 충전 및 가공 스테이션으로 이송되어 처리됩니다. 과일의 수확이 적절하지 않다고 판단되면 네트워크를 통해 등록되며, 과일이 익을 것으로 예상되는 시간에는 카트가 돌아와 수확 준비를 합니다.

엣지 AI 플랫폼과 로봇 자동화를 구현하여 대상 과일의 익은 정도를 식별하고 분석하는 산업용 컴퓨터 시스템을 통해, 농부는 밭에 자주 들어가지 않고도 태블릿의 앱을 통해 실시간으로 모니터링할 수 있습니다. 이 AI와 로봇 공학, 고급 비전 시스템을 활용하여 수확할 준비가 된 과일을 정확히 식별하고 위치를 파악할 수 있습니다. 또한, 이 시스템은 수확 중인 과일을 처리하기 위해 드론에 맞춤화된 적절한 거치대를 장착할 수 있습니다.

AMR은 작업자를 대체하고 과일의 성숙도를 정확히 감지하여, 산업용 컴퓨터가 제어하는 현장에 드론이 장착된 스마트 기계를 배치함으로써 안전성을 보장하며 효율성과 생산성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

Challenges

하드웨어 측면에서 고객이 직면한 문제는 크게 두 가지입니다. 하나는 현장에 배치된 기계와 마찬가지로 다양한 기상 조건에 영향을 받습니다. 고객은 환경적 마모를 견딜 수 있도록 외부 로봇 구성 요소를 분류할 수 있었지만, 배치에 문제가 되는 한 가지 장애물이 있었는데, 바로 온도였습니다. 타사의 컴퓨팅 플랫폼을 사용한 초기 샘플 테스트에서는 태양 아래 온도가 50°C를 초과하여 열 스로틀이 발생하고, 이로 인해 산업용 컴퓨터의 성능이 저하되었습니다. 전반적으로 시스템은 CPU 조절로 인해 예상한 생산성과 성능에 못미쳤습니다.

둘째, 과일이 익는 시간은 24시간 내내 일어날 수 있습니다. 따라서 익을 것으로 예상되는 시간이 밤 시간이면 산업용 컴퓨터가 제어하는 AMR은 어둠 속에서도 과일을 수확하기 위해 재출동해야 합니다. AMR은 효율적으로 최대한 많은 수의 과일을 수확할 수 있는 경로를 계획하며(충전/처리 스테이션으로의 최소 반환), 시스템은 특정 형태의 조명을 제공해야 하며 카메라는 조명 조건에 관계없이 작동할 수 있어야 합니다.

Solution

이에 대한 솔루션은 Neousys의 산업용 컴퓨터인 엣지 AI 플랫폼 형태로 제공되었습니다. Neousys 플랫폼은 최대 60°C까지 폭넓은 온도 범위에서 작동 가능하며, 설치 후 햇빛이 잘 드는 조건에서도 안정적으로 작동합니다. Neousys의 팬리스 디자인과 독특한 열 방출 설계 덕분에 CPU가 스로틀 현상을 겪지 않았습니다. 이 플랫폼을 중심으로 현장 시스템의 생산성이 크게 향상되었으며, 동등한 수준 이상의 성능을 발휘했습니다.

Neousys Nuvo 러기드 엣지 AI 플랫폼은 팬리스 컴퓨터로, 센서, 카메라, LiDAR 등을 연결하기 위한 PoE+, GigE 및 USB3.2 Gen1 포트를 많이 갖추고 있습니다. 또한 WiFi 6/5 또는 4/5G 무선 통신 모듈을 설치할 수 있는 내부 확장 슬롯이 있어 AMR 애플리케이션을 위한 이상적인 온보드 산업용 컴퓨터 시스템입니다. Neousys Nuvo 임베디드 시스템의 다른 표준 기능으로는 넓은 온도 작동 범위, 점화 전원 제어, MIL-STD-810G 충격 및 진동 인증이 포함됩니다.

Benefits of Neousys Rugged Embedded Computers

Neousys 러기드 임베디드 플랫폼은 다음과 같은 장점을 제공합니다.

환경

더욱 변덕스러운 환경 조건을 위한 견고한 컴퓨터
혹독하고 불안정한 환경을 위한 진정한 -25°C~70°C의 넓은 온도 작동
열/전기 간섭을 분리하기 위한 특허 받은 카세트 디자인
MIL-STD-810G 인증
충격 및 진동 조건에 견딜 수 있는 3축 테스트 특허 댐핑 브래킷
좁은 공간에 적합한 초소형 시스템

연결성/확장성

GigE 카메라용 PoE+ 연결
USB 카메라용 USB3.1 Gen1/Gen2 연결
러기드 연결을 위한 스크류-락 방식의 연결 포트
WiFi 6/ WiFi 5/ 5G/ 4G 무선 통신, 미니 PCIe 모듈을 통한 확장

처리 능력

Intel® Xeon 또는 Core i7/i5 CPU 지원
NVIDIA® Tesla/Quadro 추론 가속기 지원
NVIDIA® RTX 30/40 시리즈 그래픽 카드 지원

전기

예상치 못한 전원 중단에 대응하는 특허받은 SuperCAP UPS
광범위한 DC 입력

확장

PCIe 확장
PCI 확장
mini-PCIe 확장
Google TPU 또는 Movidius VPU 모듈용 M.2 B/E 키 확장
NVMe/SATA 신호 SSD용 M.2 M 키 확장
추가 COM, 이더넷, USB 포트를 위한 MezIO 디지털 입력/출력

Benefits of Neousys NRU Embedded Computers

Neousys NRU 시리즈 임베디드 컴퓨터는 다음과 같은 장점을 제공합니다.

환경

더욱 변덕스러운 환경 조건을 위한 견고한 샤시 구조
혹독하고 불안정한 환경을 위한 진정한 -25°C~70°C의 넓은 온도 작동
열/전기 간섭을 분리하기 위한 특허 받은 카세트 디자인
MIL-STD-810G 인증
충격 및 진동 조건에 견딜 수 있는 3축 테스트 특허 댐핑 브래킷
좁은 공간에 적합한 초소형 시스템

연결성

8x GMSL FAKRA Z 커넥터, 8x 1280x720 @ 30 FPS 카메라 입력 지원
Intel® X550-AT 컨트롤러 CAN 버스 2.0 포트에 의한 10GBASE-T 10G 이더넷 포트 1개
1x GPS PPS 입력, 3-CH 절연 DI 및 4-CH 절연 DO
WiFi 6/ WiFi 5/ 5G/ 4G 무선 통신, 미니 PCIe 모듈을 통한 확장
3x USB 3.1 Gen1 (5 Gbps)포트

추론 처리 능력

NVIDIA® Volta GPU 및 Carmel CPU로 구성된 NVIDIA® Jetson AGX Xavier™ 시스템 온 모듈

전기

점화 전원 제어
광범위한 DC 입력

적용사례