자율주행자동차의 핵심 기술 중 센서기술
작성자 : nhk2050 분류 : 연구개발 | IT 작성일 : 2018.02.21 15:14:05 조회 : 1789 키워드 : 4차산업혁명,센서기술,자율주행자동차,레이더센서,카메라센서
(질문배경)
지금까지 자율주행자동차의 개발소식이 인터넷상에 많이 발표되고 곧 상용화단계에 이르렀음을 고지하고 있다. 이러한 자율주행자동차가 4차산업혁명의 주요한 산업임에 틀림이 없으며 머지 않아 블루오션시장을 형성할 것이다. 이 시장에 대비하기 위해, 자율주행자동차의 센서기술을 파악해 보고 싶다.
그림1. 자율주행자동차의 센서(초음파/카메라/레이더/라이다센서)
(자율주행자동차의 센서기술)
자율주행자동차의 센서를 조사해 보자. 주행 환경에 대한 정확한 인식 없이는 차량의 판단 및 제어 기능의 발전여부와는 무관하게 자율주행 시스템 자체가 불가능함. 따라서 자율주행자동차의 출발점이자 핵심은 외부 환경을 인지하는 센서에 있음. 센서는 차량의 주행 상황을 측정하고 데이터를 생산해 ECU로 전달하는 역할을 수행하며, 크게 초음파(Ultrasonic Wave), 카메라(Camera), 레이더(Radio Detection and Ranging, Radar), 라이다(Light Detection and Ranging)로 구분할 수 있음. 초음파 센서는 가청 주파수 영역 밖인(20kHz 이상) 음파를 이용, 물체에 반사되어 돌아오는 신호를 감지 및 시간을 측정하여 거리를 계산하는 센서이며, 주로 정차 시 혹은 저속 주행 시 활용되며, 가장 간단하고 저렴하게 이용 가능함. 초음파 센서의 경우 단거리 장애물에 대한 인식률이 좋기 때문에, 현재 후방 감지 시스템 및 주차 보조 기술로 가장 폭넓게 활용되고 있고, 앞으로도 자동 주차 시스템 센서 중 하나로 활용되어 나갈 것으로 전망됨. 카메라는 이미지 센서를 통해 주변 환경을 이미지로 감지하기 때문에 형태 인식이 보다 수월하다는 장점이 있음. 또한 차선, 신호등, 표지판, 차량, 보행자 및 장애물 등의 다양한 사물을 동시에 인지하는 것이 가능하여 물체 식별이 중요한 자율주행자동차 기술 분야에서 중요한 역할을 함. - 교통 표지판 인식(Trafic Sign Recognition, TSR), 차선 이탈 방지 등의 자율주행 기술 구현을 위해서는 카메라의 사용이 거의 필수적임. 카메라는 레이더나 라이다 센서에 비해 비용 효율적이나, 측정거리나 정밀도가 떨어지고 날씨 및 시간대에 따라 제약을 받을 수 있다는 단점이 있음. o 레이더는 전자기파를 이용, 물체에 반사되어 돌아오는 신호를 수신하여 물체와의 거리를 측정하는 센서임. 물체의 거리 및 속도, 방향, 높이 등의 정보를 얻을 수 있어 어댑티브 크루즈 컨트롤, 사각 지대 감지, 주차 보조 등 자율주행자동차 기술 전반에 걸쳐 사용됨. 폭우나 안개 등의 기상 악화 시에도 효과적으로 전방 및 주변 상황 인식이 가능하기 때문에 신뢰성 및 안정성에 있어 큰 장점이 있는 한편, 상대적으로 가격이 비싸며 형태 인식이 불가능하여 물체의 종류를 판독할 수 없다는 단점이 있음. o 라이다는 주로 근적외선(Near Infrared, NIR)을 이용, 물체에 반사된 빛을 분석하여 물체와의 거리를 측정하는 센서로, 3차원 영상의 구현이 가능함. 이에 자율주행자동차의 핵심 기술로 각광받으며 그 활용성과 중요성이 점차 증가하고 있음. 레이더와 비교했을 때 탐지 거리가 비교적 짧고, 날씨 등의 기상 상황이나 주행 환경에 민감하다는 단점이 있지만, 형태 인식이 가능하고 정밀도가 높으며 가격이 저렴하다는 장점이 있음.
그림2. 자율주행자동차의 초음파/카메라/레이더/라이다센서의 구성
Tip
지금까지 자율주행자동차의 개발소식이 인터넷상에 많이 발표되고 곧 상용화단계에 이르렀음을 고지하고 있다. 이러한 자율주행자동차가 4차산업혁명의 주요한 산업임에 틀림이 없으며 머지 않아 블루오션시장을 형성할 것이다. 이 시장에 대비하기 위해, 자율주행자동차의 센서기술을 파악해야 함.
<참고자료>☞ 본문 답변과 관련된 사이트, 문헌자료
future.fki.or.kr/Common/Download.aspx?id=4f29a656-be33-4161-ae36...
<전문용어>
자율주행자동차, 초음파센서, 카메라센서, 레이더센서, 라이다센서