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사업화 유망기술

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복수의 이동단말기 탑재 무인비행체
분야
기계
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복수의 이동단말기 탑재 무인비행체

보유기관 및 연구자 : 국방과학연구소 정찬욱 연구원

개발상태
4/9

기술완성도

TRL09

사업화

  • 본격적인 양산 및 사업화 단계
TRL08

시작품 인증/
표준화

  • 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
    - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL07

Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가

  • 시작품의 신뢰성 평가
  • 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL06

Pilot 단계 시작품
성능 평가

  • 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
  • 시작품 성능평가
TRL05

시제품 제작/
성능평가

  • 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
  • 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL04

연구실 규모의
부품/시스템 성능평가

  • 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
  • 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL03

연구실 규모의
성능 검증

  • 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
  • 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
  • 모델링/설계기술 확보
TRL02

실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립

  • 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL01

기초 이론/
실험

  • 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
특허정보

기술개요

• 본 특허는 주변 상황을 감지하기 위한 센서들이 서로 다른 방향으로 배치된 복수의 이동단말기에 탑재되어, 각 단말기가 감지하는 주변상황 정보에 의해 비행제어와 자세제어가 이루어지는 무인비행체 및 무인비행체의 제어 방법에 관한 기술임

적용분야

• 본 특허는 주변 상황 정보에 의해 비행과 자세 제어가 이루어지는 무인비행체에 관한 기술로 무인비행체가 필요한 다양한 분야에 적용이 가능함

∨구호물품 배송 드론∨전력설비 점검용 드론

∨산불감시, 해양 적조 감시 드론∨3D Modeling 이기종, 다고도 영상 활용 기술

 

1.JPG

기술 차별성

• 복수의 이동단말기 정보를 제어하는 고품질의 무인비행체를 개발하기 위해서는 주변상황 감지센서를 탑재 적용할 수 있는 기술의 개발이 필요함

• 복수의 이동단말기를 제어시스템으로 탑재하여 서로 협업하게 제작함으로써 고성능 이미지 캡쳐 성능 및 고성능 센서를 갖춘 무인비행체를 대량으로 구성할 수 있음

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구현방법

• 본 특허에 따른 무인비행체 제어시스템 방법은 복수의 날개 및 복수의 날개를 제어하는 복수의 모터, 복수의 모터에 제어 신호를 전달하는 수신부를 포함하는 바디와, 바디와 모터를 연결하는 프레임부 및 복수의 모터에 전달되는 제어 신호를 수신부에 제공하는 제어 시스템으로 구성됨

• 제어시스템은 주변 상황을 감지하기 위한 센서가 지향하는 방향이 서로 다른 복수의 단말기로 배치되며, 메인 제어기로 설정되는 제1단말기와 제2 단말기의 감지정보를 수신부에 전송하여 무인비행체의 비행 제어 및 자세 제어함

• 복수의 단말기는 무인비행체의 고도에 따라 메인 카메라의 지향각이 조절되며, 무인 비행체의 고도에 따라 단말기 본체가 지향하는 각도가 달라짐

• 제어시스템은 제1 단말기가 지향하는 방향에 근거하여 무인비행체의 좌표계를 설정하며, 메인 제어기는 무인비행체의 고도를 감지할 수 있음 

• 감지된 무인비행체의 고도가 기 설정된 고도를 초과하는 경우 메인 제어기의 카메라가 전방을 지향하는 상태를 그대로 유지됨

3.JPG

기술동향

• 무인비행체 제어기술은 복수의 이동단말기를 탑재하여 무인비행체를 작동하는 기술로 주변환경에 맞추어 무인비행체를 정밀하게 작동하거나 자동주행이 가능할 수 있도록 개발되고 있음

• 본 기술과 가장 밀접한 드론은 사물 인터넷과 무인기술 등 여러 첨단기술이 종합화된 기술 분야이며, 최근 아이패드나 아이폰 등 스마트기기와 연동시켜 다양한 용도로 실생활에 적극적으로 활용될 수 있도록 개발중임

• 최근 드론에 대한 기술은 주로 자율주행을 위한 알고리즘을 개발하는 데에 집중되어 있는데, 미국은 2013년부터 뉴욕을 거점으로 주변 기업, 대학 등과 협업하여 충돌 회피와 관련된 실증 연구를 추진중임

• 장애물 회피 및 충돌방지에 대한 기술로 Airware, PixiePath 등의 기업들은 드론의 안전한 운용을 위한 자동비행 제어시스템과 지상제어 S/W를 제공하고 있으며, 국내의 경우, LIG 넥스원과 한화시스템,두산모빌리티이노베이션 등의 주도하에 다양한 중소기업들이 드론에 관련된 부품을 개발하고 있음

시장동향

4.JPG

• 본 무인비행체 제어기술은 드론에 복수의 이동단말기를 탑재하는 기술로 농업, 광업, 치안, 물류, 에너지, 방송 등의 드론의 시장진출분야에 활용할 수 있음

• 또한, 복수의 이동단말기를 이용하여 무인비행체를 제어하는 시스템을 이용하면, 기존에 드론에 사용되는 항법 시스템, 제어시스템, 카메라와 같은 가격이 높은 부품을 대체할 수 있어 드론의 제품단가를 낮추는데 기여할 수 있어 민수용 취미용 드론 시장에서 낮은 가격으로 시장진출이 가능함

• 저가·소형 중심의 단순 촬영용에서 농업·감시·측량·배송 등 임무 수행을 위한 고가·중형 중심으로 변화 중이며 앞으로 대형 무인항공기의 등장과 개인형 이동수단으로의 자율비행 드론 상용화 등 수송·교통 분야에서 새로운 시장도 열릴것으로 기대됨

• 무인비행체의 전 세계 시장 규모는 2019년 기준 약 114억 달러에서 2025년에는 약 202억 달러까지 성장할 것으로 전망하되고 있으며, 해외에서는 드론의 본격적인 사용화에 대비하여 운영기준 연구와 더불어 시장 선점을 위한 기술개발, 주요 경쟁분야에 대한 투자가 적극적으로 이루어지고 있음