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중소기업 기술로드맵 조회결과

로드맵 분류표 보기    
무인기 자율비행시스템
* 발행 년도 : 2017년
1. 기술로드맵

무인기 자율비행시스템 기술로드맵

2. 개요
가. 정의 및 범위
  • 정의 : 고도/속도유지, 자세유지 등과 같은 기존의 단순 자동비행에서 기상변화, 충돌위치로 접근하는 항공기 회피 등 예기치 않은 상황에서도 무인항공기가 다양한 센서의 정보를 융합하여 자율적으로 판단하고 능동적으로 대처하는 시스템
  • 범위 : 자동이착륙기술, 협업적/비협업적 충돌회피기술, 재형상제어 및 능동플로터 방지기술, 조종로봇 개발 기술 등을 포함
나. 주요 제품

[ 제품분류 관점 기술범위 ]

주요제품 분류표
기술개발 테마제품분류 관점세부기술
무인기 자율비행시스템 자동이착륙기술
  • Radar 기반 자동이착륙 기술
  • DGPS 기반 자동이착륙 기술
  • 영상기반 자동이착륙 기요소술
  • 함상 자동이착륙 기술
협업적/비협업적 충돌회피기술
  • ADS-B기반 충돌회피 기술
  • 영상기반 항공기 탐색 기술
  • 충돌회피 알고리즘 개발
  • 총돌회피 기능 인간공학 영향 분석
재형상제어 및 능동플로터 방지기술
  • 고장진단 기술
  • 실시간 Parameter ID 기술
  • 플로터 예측 기술
  • 비행영역 보호 기술
조종로봇 개발기술
  • 조종로봇 Linkage 개발 및 제어기술
  • 계기 인식기술
  • 무인화 System 소형화/경량화 기술
  • 자율화 기술
3. 시장현황 및 전망분석
가. 세계시장

한국항공우주연구원의『항공산업 현황 자료집, 2017』에 따르면 ‘17년에서 ’22년까지 연평균증가율이 10.3% 일 것으로 전망함 (2017년 67억불 → 2023년 120억불)

[ 무인기 시스템 분야의 세계 시장규모 및 전망 ]

(단위 : 억 달러, %)

세계 섬유산업 수요 전망
구분'16'17'18'19'20'21CAGR
세계시장 민수 33.3 45.3 54.3 66 74 81.8 16.2
군수 33.3 34.8 34 35.4 36.2 38.2 2.3
합계 66.6 80.1 88.3 101.4 110.2 120 15.8

* 자료 : 항국항공우주연구원, ‘항공산업 현황 자료집’, 2017

나. 국내시장

향후 10년간 국내 무인기 시장은 연평균 30%이상 성장할 것으로 전망되며 2025년에 약 2.2조원 규모로 성장 전망

  • 민수 무인기가 전체의 40%수준까지 성장이 전망되며 이는 공공수요 무인기 시장창출을 바탕으로 국내 수요확장이 전망

[ 국내 무인기 시장 전망]

세계 섬유산업 수요 전망
구분'16'17'18'19'20'21CAGR(%)
국내시장 2,797 3,613 5,473 9,645 11,996 14,422 16.2

* 자료 : 산업통상자원부, “무인기산업 국내외 현황조사 및 수요기반 발전방안 연구보고서”, 2016

4.기술분석
가. 기술동향 분석

(1) 무인기 핵심기술은 항법, 제어 및 H/W 설계/제작기술을 기반함

  • 항법 시스템은 무인기의 위치, 속도 및 자세를 내장된 관성 센서 및 GPS 등을 통해 알아내며 다양한 센서융합 기술이 사용
  • 제어 시스템은 무인기의 위치, 속도 및 자세를 사용자의 요구에 따라 동작할 수 있게 하는 부분으로 비행체에 따라 다르며 항법 시스템의 피드백을 통해 작동
  • 장애물 회피 및 충돌방지, 통신 등의 시스템 연계기술개발 필요

(2) PAV(Personal Air Vehicle) 시대 선점을 위한 준비

  • 현재의 지상교통 위주의 교통운송수단이 도로 확충의 한계로 포화상태에 처한 국가들이 나타나고 있어 이러한 한계를 극복하기 위하여 개인용 항공기를 활용한 3차원 교통체계에 대한 연구가 진행되고 있음. 이러한 새로운 교통수단이 대중화 되는 시대에 대한 준비가 필요함
  • 국내 항공산업은 기 형성된 시장의 폐쇄성으로 인해 독자개발 항공기의 시장진출에 어려움을 겪고 있으며 새로 도래되는 PAV시대를 미리 준비하여 항공산업의 후발주자에서 선도주자로의 도약이 절실함
  • PAV에 필요한 기술은 광범위하나 누구나 쉽게 조종할 수 있도록 하는 기술이 핵심기술 중의 하나로서 항공기의 자율비행기술에 대한 개발이 필요함
5.핵심요소기술 선정
  • 확정된 요소기술을 대상으로 산·학·연 전문가로 구성된 핵심요소기술 선정위원회를 통하여 중소기업에 적합한 핵심요소기술 선정
  • 핵심요소기술 선정은 기술개발시급성(10), 기술개발파급성(10), 단기개발가능성(10), 중소기업 적합성(10)을 고려하여 평가

[ 무인기 자율비행시스템 분야 핵심요소기술 ]

핵심기술 선정결과
분류핵심요소기술개요
무인기 기체기술 무인기 신뢰성 향상을 위한
비상모드 요구도 정의 기술
무인기 운용 중 발생하는 여러 가지 비정상상황에서 무인기를 운영하는 방법을 정의하는 기술로, 무인기 체계/구성품의 비정상 상황을 식별하고 각 비정상상황의 탐지방법과 비정상상황 발생시 무인기를 운영하는 대체 방안을 정의함
상용화 무인기 체계 시스템
설계 기술
무인기 상용화를 위해 활용용도별로 경쟁수단에 비해 특장점이 있어야 하며, 무인기는 언제나 비행안전이 보장되어야 하고 제품의 가격이 가용 범위 내에 있어야 함. 이러한 제약조건을 만족하는 무인기를 설계하고 실제 무인기를 제작하는 방법에 대한 연구를 수행하는 것
비행조종 기술 실시간 비행상황인식 기술 무인기의 활용분야 증대를 위해서는 무인기가 여러 가지 상황에 따라 자율적으로 비행을 하며, 무인기 운용자는 임무수행에 집중할 수 있어야 함. 무인기 상황인식 기술은 대기환경 인식 및 적응제어, 비행공간 인식 및 최적 유도 기술을 연구하는 것
무인기 충돌탐지-회피 기술 무인기의 안전한 비행을 위해서는 무인기 주변의 지형지물 등 장애물과 공역상에 운영중인 다른 비행체와의 충돌을 탐지하고, 항공교통 체계에 따라 안전하게 충돌을 회피할 수 있어야 함. 본 핵심기술 연구에서는 충돌탐지 센서 연구, 여러 가지 센서의 데이터 융합, 다른 비행체/주변 공간/비행체 동적 특성을 고려한 최적의 경로를 설정하여 비행을 제어하는 임무를 수행토록 연구하는 것
무인기 표적 자동추적 기술 무인기를 이용하여 지상/공중 표적을 추적하는 경우 임무장비의 표적정보를 이용하여 무인기의 비행 경로를 자동으로 생성하는 것이 필요함
무인기 자동이착륙 제어 기술 횡풍 조건에서 활주로나 선박/차량과 같은 이동플랫폼에 이착륙하는 기술을 연구하는 것으로, 상대항법 기술, 자동이착륙 비행체 유도, 횡풍 조건에서 비행체 제어 기술 등이 연구되어야 함.
무인기 비행제어 및
파워 시스템 자동 재형상 기술
무인기의 비행제어시스템 및 파워 시스템 구성품에 고장이 발생하는 경우 정상 동작하는 구성품을 이용하여 제어기를 구성하고 단시간 내에 재시동이 가능하도록 적용하는 기술임
조종로봇 개발기술 무인기 기능 및 운용소요 증대에 따라 무인기 개발비 절감 및 개발된 유인기를 활용하여 무인화하는 기술들이 필요, 기존 유인기의 개조가 거의 필요없이 조종석에 로봇이 탑재하여 무인 운용 가능한 기술임
항공전자 기술 무인기 영상 실시간 보정 기술 멀티센서를 탑재한 무인항공기를 감시/정찰, 긴급조사 등을 목적으로 신속한 의사결정을 위해서 무인기에서 취득하여 전송된 영상을 기존의 지도와 같은 공간정보와 영상합성을 통해 다양한 정보를 실시간적으로 보정하는 기술
무인기 영상을 활용한
비행속도 측정 기술
무인항공기의 정교한 비행제어나 표적추적을 경제적으로 실현하기 위해 실시간으로 연속적으로 취득되는 다수의 영상을 활용하여 무인항공기의 비행속도와 짧은 구간에서의 상대적인 자세/궤적을 결정하는 기술
무인기 체계
종합기술
이종 다수 무인기 협업 기술 다수의 무인기가 상호 협력을 하며 임무를 수행하는 기술로, 정상적인 상태에서 다수 무인기의 편대비행 궤적 생성, 무인기 중 일부가 임무수행을 하지 못하는 경우에 임무 재할당 기술을 연구하는 것임