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중소기업 기술로드맵 조회결과

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무인기 자율비행 시스템
* 발행 년도 : 2016년
1. 기술로드맵

무인기 자율비행 시스템 기술로드맵

2. 개요
가. 정의 및 범위

- 정의 : 고도/속도유지, 자세유지 등과 같은 기존의 단순 자동비행에서 기상변화, 충돌위치로 접근하는 항공기회피 등 예기지 않은 상황에서도 무인항공기가 자율적으로 판단하고 능동적으로 대처하는 시스템

- 범위 : 자동이착륙기술, 협업적/비협업적 충돌회피기술, 재형상제어 및 능동플로터 방지기술, 조종로봇 개발기술등을 포함

3. 시장현황 및 전망분석
가. 시장현황 및 전망
  • 2001년 9/11 테러 이후 미국의 대테러 전략으로 시작된 아프가니스탄 및 이라크 전쟁에서 무인기의 효용성이 입증되어, 군사용 무인기 시장을 중심으로 급격히 팽창
  • 항공 전체시장에서 가장 빠르게 성장하는 분야이며, 군용무인기 중심의 고성장 시장
  • 항공산업 연평균 시장성장률
[ 무인기시스템 분야의 세계 시장규모 및 전망 ] (단위 : 백만달러, %)
제품 시장현황 및 전망
구분‘15‘16‘17‘18‘19‘20CAGR
('13~'15)
세계시장 민간용 무인기 0.81 1.1 1.47 2.0 2.7 3.6 34.8%
군용 무인기 57.2 62.4 68.0 74.1 80.8 88.1 9%
[ 무인기시스템 분야의 국내 시장규모 및 전망 ] (단위 : 억원, %)
제품 시장현황 및 전망
구분‘15‘16‘17‘18‘19‘20CAGR
('13~'15)
국내시장 253 363 454 454 278 630 20%
4. 기술분석
가. 기술동향 분석

(1) 세계동향

  • 무인기자율비행 기술의 지난 7년(‘10~’16) 간 출원동향6)을 살펴보면 연도별로 출원경향이 지속적으로 증가를 하고있어 무인기자율비행 관련 기술개발 활발
    • 각 국가별로 살펴보면 미국과 한국 출원경향은 증가 추세, 일본과 유럽은 출원건수를 유지하는 경향을 보이고 있음
  • 국가별 출원비중을 살펴보면 미국이 68.0%로 최대 출원국으로 무인기 자율비행 기술을 리드하고 있는 것으로 나타났으며, 한국이 22.1%, 유럽이 5.6%, 일본이 4.3%의 출원비중을 보이고 있고 미국과 한국의 증가율이 높은 것으로 나타남
무인기 자율비행 시스템 세계동향

(2) 국내동향

  • 국내 출원인 동향을 살펴보면 대기업은 한국항공우주산업 출원건수가 가장 높게 나타났으며,중소기업에서는 유콘시스템의 출원건수가 높게 나타남
  • 기업 이외의 주요출원인을 살펴보면 한국항공우주연구원, 국방과학연구소, 한국과학기술원, 한국전자통신연구원 등 연구소/공공기관의 출원이 다수 나타났으며, 대학은 서울대학교, 한국항공대학교, 건국대학교 등의 출원이 높은 것으로 분석됨
5. 핵심요소기술 선정
  • 확정된 요소기술을 대상으로 산․학․연 전문가로 구성된 핵심기술 선정위원회를 통하여 중소기업에 적합한 핵심기술 선정
  • 핵심기술 선정은 기술개발시급성(10), 기술개발파급성(10), 단기개발가능성(10), 중소기업 적합성 (10)을 고려하여 평가

[ 무인기 자율비행 시스템 분야 핵심기술 ]

핵심요소기술 선정
분류핵심기술개요
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 범위내에 있어야 함. 이러한 제약조건을 만족하는 무인기를 설계하고 실제 무인기를 제작하는 방법에 대한 연구를 수행하는 것임.
비행조종 기술 실시간 비행상황인식 기술 무인기의 활용분야 증대를 위해서는 무인기가 여러 가지 상황에따라 자율적으로 비행을 하며, 무인기 운용자는 임무수행에 집중할 수 있어야 함. 무인기 상황인식 기술은 대기환경 인식 및 적응제어, 비행공간 인식 및 최적 유도 기술을 연구하는 것임.
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 센서연구, 여러 가지 센서의 데이터 융합, 다른 비행체/주변 공간/비행체 동적 특성을 고려한 최적의 경로를 설정하여 비행을 제어하는 임무를 수행토록 연구하는 것임.
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 유 도, 횡풍조건에서 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 단 시간 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 무 인항공기의 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 일부 가 임무수행을 하지 못하는 경우에 임무 재할당 기술을 연구하는 것임