머리말

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최근 무인기(드론), 자율주행차, 무인선, 무인농기계 등 무인이동체 산업이 미래 신성장 분야로 급부상하고 있다. 본래 군수용으로 개발/운용되었던 무인기(드론)는 최근 다양한 아이디어 드론의 개발이 봇물을 이루면서 민수/상업 분야로의 활용이 확대되고 있으며, 미래 교통수단으로 주목받는 자율주행차도 이미 상당한 기술개발이 진행되어 상용화를 눈앞에 두고 있다.

 

이러한, 글로벌 ‘무인 이동체’ 시장은 2015년 251억 달러(27.8조원) 규모로 추정되며, 10년 후인 2020년에는 6배 이상 성장하여 1,537억 달러(170.4조원) 규모에 이를 것으로 전망되고 있다.

 

최근 가장 핫 이슈가 되고 있는 무인기(드론)는 개발과 보급 속도가 업계의 기대를 뛰어 넘으면서 ICT 관련 업체 뿐만 아니라 산업 전반에 걸쳐 주목을 받으며 빠르게 용도 확대가 진행되고 있다. 이에 국내외 주요 국가들도 다양한 드론의 개발과 지원정책 마련을 통한 산업경쟁력 확보에 나서고 있다.

 

20세기 초 미국에서 군사용으로 연구되기 시작한 무인기는 정찰과 감시, 전투용으로 기능이 확대되어 가면서, 현재 시장의 90% 이상을 차지하고 있으나, 최근 산업용/민수용으로 적용 범위가 확산되면서 본격적인 조명을 받고 있으며, 조만간 민간수요가 군용수요를 초과할 것으로 예상되고 있다.

 

아마존, 도미노피자, 중국의 알리바바 등은 물류 유통분야의 배송시스템을 테스트하고 있으며, 재해 예방, 농업용, 산업현장관리 등에 활용성이 커지고 있고, 스포츠 활동과 방송, 영상제작에서 효용성이 입증된 바 있다. 소형 드론은 헬리캠이라는 영역을 개척하면서 개인의 취미활동까지 접수하여 ‘1인 1드론’을 의미하는‘마이드론’의 첨병이 되어가고 있다.

 

최근 위성항법장치(GPS)를 이용, 주소만 입력해 놓으면 자동으로 무인 조종 배송이 가능한 드론도 등장하고 있고, 무인기가 급증하면서 발생할 수 있는 충돌과 추락을 방지하기 위해 충돌감지 및 회피시스템을 갖춘 무인기도 개발되면서, 기술의 진보가 진행되고 있는 가운데, 향후 안전사고와 사생활 침해에 따른 분쟁과 보안문제들에 대한 논의도 진행되고 있다.

 

2015년 2월 미국 연방항공청(FAA)이 상업용 이용을 허용하되 낮 시간에 한해 육안으로 바라볼 수 있는 시야 내에서 조종해야 한다는 ‘상업용 무인기 운용 기준’을 발표하면서 일부 용도의 시장 확대가 늦춰질 것이라는 우려가 있지만, 이미 무인기(드론)의 상업용/민수용 활용은 세계적으로 대세이기에 커다란 물줄기는 바꾸기 어려울 것으로 분석되고 있으며, 향후 제도 개선과 보완이 예상되고 있다.

 

2016년 2월부터 국내에서도 본격적으로 시험운행이 가능해지는 자율주행차는 일단 시장에 진입하면 성장 속도가 매우 빠를 것으로 전망되고 있다. 또한, 이러한 자율주행차 시스템이 실제로 가동되면 교통사고와 연료는 줄이고, 교통 효율성은 높아져 편의성이 증대되며, 미래엔 차량 구입 기준이 차체의 성능보다는 교통 네트워크의 연결성에 따라 변화할 것으로 예측되고 있다.

 

이미 구글 이외에도 BMW, GM, 폭스바겐, 토요타, 닛산, 혼다 등과 국내 현대자동차도 자율주행차 개발에 적극적으로 동참하고 있다.

 

미국에서는 자동차 완성업체와 국방부 중심에서 ICT업체로 기술개발이 확대되고 있는 추세이며, 유럽에서는 EU, 자동차 완성업체 및 부품업체가 공동으로 저속용 및 고속용으로 이원화하여 기술개발을 추진하고 있고, 일본에서도 국토교통성, 자동차 완성업체 및 부품업체가 공동으로 기술개발을 추진 중이며 세계 최초로 고령자 맞춤형 1인승 모빌리티(도요타 COMS)를 양산중에 있다.

 

한편, 자율주행차의 핵심 기술인 센서 모듈은 소수의 선진 부품업체가 독과점하고 있다. 이는 센서의 핵심요소인 센싱 기술과 신호처리 기술의 기술장벽이 높기 때문이다. 카메라 분야는 이스라엘의 모빌아이가 우수한 영상신호처리 능력을 기반으로 전체 시장의 80% 이상을 점유하고 있는 것으로 알려져 있으며, 레이더 센서 부문에서도 글로벌 대형 부품업체가 모듈에서 시스템 영역까지 직접 개발하면서 시장지배력을 강화하고 있고, 라이다 센서는 일부 레이저 모듈 생산업체와 글로벌 부품업체가 시장 선점을 위해 양산화 기술을 개발 중에 있다.

 

이에, 국내에서는 ADAS와 자율주행 시스템의 근간을 이루는 각종 센서 수입 의존도가 심각한 것으로 평가되고 있다. 현대모비스, 만도 등 Tier 1 부품업체 시스템 통합 기술은 어느 정도 완성됐지만, 레이더 및 초음파, 영상 센서는 대부분 수입에 의존하고 있는 실정이다. 최근에는 글로벌 부품업체들이 규모의 경쟁력을 바탕으로 저가 공세를 펴고 있어 국산 부품업체들은 더욱 위축되고 있는 실정이다.

 

한편, 무인기처럼 그동안 군사용 목적으로 개발/운용되어 왔던 무인선도 최근에는 해양개발 등 공공 목적으로의 수요가 증가하고 있다. 이미 군수용 잠수함이나 군함 등이 이미 개발 중에 있거나 완료된 상태이기에, 이것을 상업용 무인선박으로 개조하는 일은 그리 어려운 일은 아닐 것으로 판단된다.

 

우선, 아마존이나 알리바바와 같은 글로벌 유통업체들이 무인기를 물류시스템에 이용하려는 것처럼, 무인선도 가장 먼저 해상 물류에 혁명적인 변화를 몰고 올 것으로 기대된다.

 

하지만, 무인선 분야도 상업용으로 상용화되기까지는 상당한 시간이 소요될 것이라는 의견이 높으며, 기술적 과제보다는 승무원 수를 엄격히 정해 놓고 있는 것 등의 국제법이 제도적 걸림돌로 거론되고 있다.

 

마지막으로 농업 기계 분야에서도 무인 운전에 대한 관심이 증가하는 추세이다. 해외 농업 선진국들은 대면적 농업을 위한 중대형 농기계를 중심으로 로봇 기술이 실용화되어 가고 있는 상황이나, 국내의 경우 중소면적으로 작업 공간이 국한됨에 따라 기존 농기계의 로봇화 추진에 따른 안전, 시장성 등에 대한 우려가 존재하고 있다. 국내 현실에 적합한 로봇 플랫폼 및 농축산용 로봇 부품 관련 산업에 대한 지원이 필요한 상황에 있다.

 

따라서, 우리 정부는 벼농사 제초장비 실용화, 국내 환경에 적합한 소구획 정밀농업 시스템 개발과 함께 야지/험지 자율주행 기술 등 군 선진기술을 농업분야에 활용하여 무인농업 독자기술력을 확보하기 위하여 발전 전략을 수립하고 있다.

 

이에, 당사는 무인이동체 및 연관 산업에 관심이 있는 기관/업체의 실무담당자에게 연구개발, 신사업 전략 수립의 기초자료를 제공하기 위하여 무인이동체 주요 분야별 개발동향 및 시장전망과 최근 주요 이슈 등을 종합 정리 분석하였다.

 

무엇보다도 무인기(드론), 자율주행차, 무인선, 무인농기계 각 분야의 국내외 핵심 참여업체의 개발동향과 사업전략 및 사업화 사례 분석을 통하여 시장의 변화를 예측하고, 경쟁전략 수립에 유용한 참고자료가 될 수 있도록 하는데 중점을 두었다.

 

목차

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Ⅰ. 무인기(드론) 시장전망과 핵심기술 개발동향

1. 무인기(드론) 시장 동향과 전망

1-1. 민간용 무인기(드론) 시장 동향과 전망
1) 글로벌 시장 동향 및 전망
(1) 시장 규모 및 전망
(2) 무인기 산업 생태계 현황
(3) 다양한 분야로 확대되는 민수용 무인기
2) 국내 시장 규모 및 전망
1-2. 군수용 드론 시장 동향과 전망
1) 글로벌 시장 동향과 전망
2) 주요 국가별 군수용 무인기 개발동향
(1) 미국
(2) 이스라엘
(3) 유럽
(4) 독일
(5) 프랑스
(6) 영국
(7) 중국
(8) 일본
(9) 한국
(10) 북한
1-3. 주요 국가별 민간용/상업용 무인기 시장 동향과 전망
1) 미국
(1) 미국 드론 시장 동향 및 전망
(2) 민수용 드론의 미국 산업별 수요 전망
(3) 상업용 드론 사용 허가 급증
2) 캐나다
(1) 캐나다 드론 시장 동향 및 전망
(2) 민수용 드론의 캐나다 산업별 적용 동향
(3) 드론 안전 규제안 완화 예정
3) 네덜란드
(1) 네덜란드 드론 시장 동향 및 전망
(2) 민수용 드론의 네덜란드 산업별 적용 동향
4) 중국
(1) 중국 드론 시장 동향 및 전망
(2) 중국 드론 참여업체 현황
(3) 민수용 드론의 중국 산업별 적용 동향
5) 일본
(1) 일본 드론 시장 동향 및 전망
(2) 민수용 드론의 일본 산업별 적용 동향
1-4. 드론 소프트웨어 시장 및 개발 동향
1-5. 주요 국가별 규제 및 정책 동향
1) 미국
2) 캐나다
3) 유럽
4) 독일
5) 프랑스
6) 일본
7) 중국
8) 한국
1-6. 무인기(드론)의 적용으로 변화될 산업 분야별 활용 사례
1) 상업용 드론으로 변화될 산업별 동향
(1) 물류. 운송 분야
(2) 정보통신 분야
(3) 재해 예방 및 수색 분야
(4) 스마트 농업 분야
(5) 교통상황 안내 분야
(6) 치안 및 보안 분야
(7) 기타 분야
2) 군사용(정찰/전투) 분야
(1) 무인전투기(UCAV)
(2) 스텔스 무인기
(3) 정찰 무인기
(4) 정찰 공격 겸용 무인기
(5) 항공모함용 무인기
(6) 무인 자폭기
(7) 잠수함용 무인기
(8) 헬기와 트럭 합체형 무인기
(9) 陸海空 무인기(드론)
(10) 미니 헬리콥터형 무인기(드론)

2. 무인기(드론) 관련 핵심기술 개발동향

2-1. 무인기(드론) 관련 기술 개관 및 동향
1) 무인기(드론)의 개념 및 이해
2) 무인기(드론)의 구성 체계
(1) 구성의 분류
(2) 드론의 기술적 구성 요소(장비)
3) 무인기(드론) 운용 체계
(1) 운용 체계
(2) 민간용 무인기
(3) 운영 요원
4) 무인기(드론)의 다양한 분류 체계
(1) 무인기 형태
(2) 사이즈
(3) 중량
(4) 비행 고도
(5) 비행 거리
(6) 임무
(7) 성능 기준
(8) 익면하중(Wing Loading)
(9) 이/착륙 방식
(10) 군사적 운용 용도
2-2. 무인기(드론) 관련 핵심요소 기술개발 동향
1) 무인기의 통신 및 운용주파수 기술개발 동향
(1) 무인기(드론)의 통신시스템 개발 동향
(2) 무인기(드론) 운용주파수 분배 및 표준화 동향
2) 무인기(드론) 추진장치 기술개발 동향
(1) 항공기 엔진 원리
(2) 무인기(드론) 엔진 개발 동향
(3) 최근 주요 엔진 개발 동향
(4) 향후 기술 개발 동향
3) 무인기(드론) 관련 센서 기술개발 동향
(1) 카메라 센서
(2) G센서 개발동향
(3) Electro-Optica / Infrared Rays / Synthetic Aperture Radar
4) 이착륙 기술개발 동향
(1) 해외 동향
(2) 국내 동향
5) 무인기(드론)의 추진 동력 관련 기술개발 동향
(1) 연료전지 분야 개발 사례
(2) 태양전지 분야 개발 사례
(3) 레이저 추진 시스템(무선전력전송) 분야 개발 사례
(4) 공중 급유 관련 개발동향
6) 무인기(드론) 충돌회피 기술개발 동향
(1) 무인기의 충돌감지 및 회피(DSA) 기술 동향
(2) (지상기반) 충돌감지 및 회피(DSA) 기술개발 동향
(3) GPAR-RMS
2-3. 무인기(드론) 특허 동향

3. 국내외 주요업체 개발동향과 사업전략

3-1. 상업용/ 민간용 분야 해외 업체 동향
1) 북미 지역
(1) FAA(Federal Aviation Administration)
(2) Google
(3) Facebook
(4) Qualcomm
(5) 3D Robotics
(6) Lilly
(7) CyPhy Works
(8) Stanford University
2) 유럽 지역
(1) Linux Foundation
(2) Parrot
(3) Squadrone
(4) Torquing Group
(5) Extreme Toys
3) 중국
(1) DJI
(2) AEE
(3) Eken
(4) EHang
(5) Syma
4) 일본
(1) NIPR(National Institute of Polar Research)
(2) Fuji Heavy Industries
(3) Hitachi
(4) YAMAHA MOTOR
(5) Sony
3-2. 군수용 / 방위용 분야 해외 업체 동향
1) NASA(National Aeronautics and Space Administration)
2) Boeing
3) Northrop Grumman
4) Thales
5) AeroVironment
6) USN(United States Navy)
7) AVIC(Aviation Industry Corporation of China)
3-3. 상업용 / 민간용 분야 국내 업체 동향
1) 바이로봇
2) 성우엔지니어링
3) 유맥에어 / 서우에스피
4) 엑스드론
5) 두시텍
6) 한국드론
7) 헬셀
8) 인프라코어솔루션
9) 유닉코리아
10) 태남디비아이
11) LG 유플러스
12) 삼성전자
13) KAIST
14) 재료연구소
3-4. 군수용 / 방위용 분야 국내 업체 동향
1) 한국항공우주연구원
2) 한국항공우주산업
3) 대한항공
4) 한화
5) LG CNS
6) LIG넥스원
7) 유콘시스템
8) 한국전자통신연구원(ETRI)
9) 네스앤텍

Ⅱ. 자율주행차 시장전망과 핵심기술 개발동향

1. 국내외 자율주행차(무인차) 시장전망 및 정책동향

1-1. 자율주행차 시장동향 및 전망
1) 자율주행차 시장규모 전망
2) 자율주행차 상용화 시기 전망
(1) 2025년 전망
(2) 2020년 전망
3) 국내외 시험운행 지원 동향
(1) 해외 현황
(2) 국내 현황
1-2. 주요국별 자율주행차 관련 정책 및 개발동향
1) 유럽
2) 영국
3) 독일
4) 미국
5) 일본
6) 싱가포르
7) 한국
(1) 규제개선 및 제도정비
(2) 자율주행 지원인프라 확충
(3) 기술개발 지원
(4) 추진일정

2. 자율주행차의 핵심기술 개발동향

2-1. 자율주행차의 기반기술 개발동향
1) 주목받는 자율주행 기술
2) 자율주행차 자동화 레벨 시나리오
3) 자율주행차 관련 ICT 기술 개발동향
(1) 환경 인식
(2) LIDAR
(3) GPS
(4) IMU(Inertial Measurement Unit)
4) 자동차용 통신 기술개발 동향
(1) 자동차 내부 통신 (IVC)
(2) 자동차 간(V2V) 통신
(3) 자동차와 인프라 간(V2I) 통신
(4) 이더넷
(5) 자율주행차용 주파수 동향
(6) 주요 국가별 추진현황
5) 군집주행 기술 개발동향
(1) 유럽
(2) 미국
(3) 일본
(4) 한국
6) 자율주행차 보안위협 및 대응동향

3. 자율주행차의 핵심 센서별 시장전망과 개발동향

3-1. 국내외 자동차 센서 시장동향 및 전망
1) 국내외 자동차 반도체 시장 동향과 전망
2) 국내외 자동차 센서 시장 동향과 전망
3-2. 자동차 안전 기준의 법제화 동향
1) 타이어 공기압 모니터링 시스템(TPMS) 의무화
2) 자동비상제동장치(AEB) 의무화
3) 자동차안정성제어장치(ESC) 의무화
4) 후방 카메라 의무화
5) 차량용 블랙박스 의무화
6) 차선이탈경고시스템 (LDWS) 의무화
7) 레이더 기반 장치 의무화
8) 스마트페달 의무화
9) 주간주행등 의무화
10) 안전밸트 의무화
11) 차량 간 무선통신(V2V)
3-3. 핵심 센서별 시장전망 및 주요업체 동향
1) 카메라 센서
2) 레이더 센서
3) 초음파 센서
4) 라이다 센서
5) 적외선 센서
6) 기타 자동차 센서
(1) 유량 센서
(2) 가스농도 센서
(3) 압력센서
(4) 서미스터 온도센서
(5) 조타각 센서
(6) 차륜 속도센서
(7) Yaw Rate 센서
(8) 자기센서
(9) TPMS 센서 모듈

4. 국내외 참여업체 개발동향과 사업전략

4-1. 주요 완성차 업체별 자율주행차 개발동향과 사업전략
(1) Audi
(2) BMW
(3) Daimler AG
(4) Ford
(5) GM
(6) HONDA
(7) Hyundai / Kia
(8) Nissan
(9) Renault
(10) Tesla
(11) Toyota
(12) Volkswagen
(13) Volvo
4-2. 글로벌 IT 업체별 자율주행차 개발동향과 사업전략
(1) Alibaba
(2) Apple
(3) Baidu
(4) EUREKA
(5) Google
(6) Induct Technology
(7) Naver
(8) NVIDIA
(9) Robot Taxi
(10) SONY
(11) Transport Systems Catapult
(12) Uber

Ⅲ. 무인선 시장전망과 핵심기술 개발동향

1. 무인선 개황

1-1. 무인선 개념 및 개발 이력
1) 개념
2) 개발 이력
3) 필요성
(1) 선박의 배기가스
(2) 해적의 공격
(3) 법률적 문제
1-2. 무인선(USV) 분류 및 용도
1) 크기별 분류
(1) 무인수상정(Unmanned Surface Vehicle)
(2) 무인잠수정(Unmanned Underwater Vehicle)
2) 임무 및 운용형태에 따른 분류
(1) 정보감시/정찰용(USV/UUV)
(2) 대기뢰작전전용(USV/UUV)
(3) 대잠작전용(USV/UUV)
(4) 대함작전용(USV)
(5) 검사 및 식별용(UUV)
(6) 해양정보조사용(UUV)
3) 활용분야와 용도

2. 무인선 시장 전망 및 개발 동향

2-1. 무인선 시장 동향과 전망
2-2. 주요국별 무인선 개발 동향
1) 미국
2) 독일
3) 영국
4) 프랑스
5) 이스라엘
6) 중국
7) 일본
8) 한국
(1) 무인잠수정 개발 동향
(2) 주요 기관별 개발 동향
2-3. 무인선 핵심 기술
2-4. 주요 국가별 기술 수준과 전망
2-5. 향후 무인선의 발전 방향

3. 상업용/민간용 분야 주요업체 개발동향과 사업전략

3-1. 해외 동향
1) Rolls-Royce
2) SpaceX
3) 국립해양연구센터(영국)
4) WHOI (Woods Hole Oceanographic Institute)
3-2. 국내 동향
1) 한국해양과학기술원
2) 한국과학기술원(KAIST)

Ⅳ. 무인농기계 시장전망과 핵심기술 개발동향

1. 무인농기계 개황 및 산업동향

1-1. 농업로봇의 정의와 범위
1) 농업로봇 정의
2) 농업로봇의 범위
1-2. 산업 및 제품의 특징
1) 농업로봇의 산업적 특징
2) 농업로봇 제품 및 서비스 특징
1-3. 산업환경과 트렌드의 변화
1) 농업/농촌을 둘러싼 여건 변화
(1) 시장 개방
(2) 기술 융복합
(3) 기후 변화
(4) 가치 변화
2) 한국 농업의 현주소
(1) 농업 비중 감소
(2) 농가 소득 정체
(3) 경쟁력 취약
(4) 수출입
3) 사회적 이슈와 트렌드
(1) 저출산/고령화
(2) 사회 다원화
(3) 삶의 가치 변화
4) 기술적 이슈와 트렌드
(1) 융복합
(2) 스마트화
(3) 인간 친화

2. 국내외 무인농기계 시장 전망 및 정책 동향

2-1. 무인 농기계 기술 전망
1) 무인농기계 부가가치 vs 기술수준
2) 산업 내 기업분포
3) 산업생태계
4) 산업환경 및 가치사슬
(1) 산업 환경
(2) 가치 사슬
2-2. 농업로봇 시장 전망
1) 농업로봇 글로벌 시장 규모 및 전망
2) 우리나라 농기계 시장 규모 및 농업로봇 전망
2-3. 무인 농기계 국내외 정책 동향
1) 일본 정책동향
2) 중국 정책동향
3) 미국 정책동향
4) 국내 정책동향

3. 무인농기계 관련 핵심기술 개발동향

3-1. 무인 농기계 개발 동향
1) 노지농업 로봇
2) 시설농업 로봇
3) 축산 로봇
3-2. 전통 농기계의 로봇화 연구
1) 연구 개발 배경
2) 미국의 로봇화 농기계 개발 동향
3) 일본의 로봇화 농기계 개발 동향
4) 우리나라 로봇화 농기계 개발 동향
3-3. 시설농업 및 식물공장 로봇 연구
1) 연구 개발 배경
2) 기술의 특징
3) 유럽의 시설원예 농업과 식물공장
4) 미국의 식물공장
5) 일본의 식물공장
6) 우리나라의 식물공장
7) 시설재배와 식물공장에서 이용되는 로봇
3-4. 축산 로봇화 기술 연구
1) 연구 개발 배경
2) 자동착유시스템(Automatic Milking System: AMS)
3) IoT기반 양돈개체 모니터링(PigWise 프로젝트)
4) 분뇨처리 최적화(ValorE)
5) 아히스 센서(젖소 센서부착 건강체크)
6) 스파크드(소 무선센서로 건강정보 전송)
7) NTT도코모, 축산농가 대상 분만상태 감시
8) 우보(牛步)시스템 - 소의 발정탐지 및 번식관리 솔루션
9) 무인 발정 알림이 - 농촌진흥청
10) 자동화 도축장 - 덴마크 대니시 크라운

4. 국내외 참여업체 개발동향과 사업화 사례 분석

4-1. 해외 업체 동향
1) John Deere
2) KUKA
3) FANUC
4) ABB robots(전력과 수자원 토탈 플랜트회사)
5) YASKAWA
6) Harvest Automation
7) Robotic Harvesing LLC
8) Agrobot
9) Blue River Technology(CMU’s robotics institute)
10) cRops(Clever Robot for Crops)
11) Jaybridge Robotics
4-2. 국내 업체 동향
1) 동양물산
2) 로보닉스
3) KSF
4) 티엠시

5. 무인농기계 분야 현안과 과제

5-1. 농업 당면 현안들과 농업로봇의 역할
5-2. 로봇 농업을 위한 기초 인프라 구축
1) 하드웨어 및 소프트웨어 인프라
2) 법률, 제도, 정책 인프라
3) 전자 시스템
4) 농업과 로봇 기술 융합을 기반으로 한 미래 농업모델 필요
(1) 소규모, 소구획에 적합한 농업로봇
(2) 벼농사용 농업로봇
(3) 밭농사용 농업로봇
(4) 시설농업 로봇
(5) 축산 로봇
(6) 전후방 산업간 연계