사람과 자율주행차는 비슷하다.
사람은 눈과 귀로 주위 환경을 잡고 머릿속으로 주행 전략을 짜서 팔과 다리를 조절하면서 운전을 합니다.
자율주행차는 센서를 통해 상황을 인식하고 상황에 대한 주행전략 등을 판단, 기계장치를 제어하여 움직입니다.
자율주행차의 작동 원리는 사람이 운전하는 것과 비슷합니다
다양한역할을하는각자의제어장치도물론중요하지만,외부주행상황을정확하게파악하기위한센서기술도매우중요합니다.
이 때문에 많은 기업들이 이들 기술을 선제적으로 확보하기 위해 치열한 경쟁을 벌이고 있습니다.
외부 환경 인지에 사용되는 센서 중 레이더와 라이더를 소개합니다.
이름도 비슷한 이 두 센서는 자율 주행에 핵심적인 역할을 하는 기술입니다.각각의 장단점이 뚜렷하기 때문에 단독으로 활용되기보다는 상호 보완 기능이 가능하도록 복합적으로 활용하는 것이 바람직합니다.
- 전자파 기반의 ‘레이더(RADAR)’
레이더(RADAR)는 전자파 기판 센서입니다.전자파를 발사하여 반사하여 되돌아오는 신호를 바탕으로 주변의 사물과의 거리, 속도, 방향 등의 정보를 추출합니다.레이더는 물체의 형상을 확실하게 인식하지는 못하지만 날씨와 시간에 관계없이 성능을 발휘하는 가장 신뢰도가 높은 센서입니다.
레이더는 주파수에 따라 단거리에서 중거리, 장거리를 모두 감지할 수 있으며 현재에도 긴급 자동 제동장치, 스마트 크루즈 컨트롤 등 다양한 ADAS 기술에 적용되고 있습니다.
중장거리 레이더는 150~20m 이상을 확인할 수 있는데, 화각이 40도 안팎으로 좁고 단거리 레이더는 100m 이내의 거리를 감지하는데 화각이 100도 이상으로 넓습니다.
따라서 중장거리 레이더 센서는 앞차와의 거리와 속도를 측정해 충돌을 피하는 전방충돌방지보조(FCA) 기술 등에 주로 활용되며 단거리 레이더 센서는 후방충돌경고(BCWD) 기술 등에 주로 활용됩니다.
레이더센서는 대상과의 정확한 거리측정을 하는 것도 물론 중요하지만 대상물체와 그 옆의 다른 물체를 구분할 수 있는 식별능력을 향상시키는 것이 매우 중요합니다.
이에 제조사는 레이더 센서의 해상도를 높이고 표적 식별 능력을 향상시키는 한편, 보다 작고 저렴하게 하기 위한 노력을 하고 있습니다.
초단거리 레이더 센서 일반적인 초단거리 센서는 초음파를 기반으로 작동합니다.
보행자나 물체에 대한 이동 능력은 떨어집니다.또한 초음파는 공기를 매질로 하는 음파이므로 온도와 습도, 바람 등 환경적인 영향을 받는 분입니다.
이런 약점을 해결하기 위해 현대모비스는 초단거리 레이더 센서를 세계 최초로 독자 개발했습니다.
초단거리 레이더 센서는 기존 초음파 센서에 비해 응답속도가 빠르고 감지거리도 긴 장점이 있습니다.
이러한 기술을 후방 긴급 제동 기술에 적용할 경우 감지 거리, 응답성, 악조건 대응력, 차량 디자인 등 다양한 부분에서 개선이 가능합니다.
레이저 베이스 라이더(LiDAR)
라이더 센서는 레이저 기반 센서입니다.특정 신호를 보내고 반사되는 신호를 다시 받아 대상을 추정한다는 점에서 레이더와 비슷하지만 전파 대신 직진성이 강한 고출력 펄스 레이저로 고정밀 데이터를 확보합니다.
폭과 거리, 높낮이까지 반영한 3차원의 점을 한 곳에 모아 사물의 형상 데이터를 추출하는 것입니다.
특히 라이더 센서는 고해상도의 3차원 공간정보를 획득할 수 있어 오차범위가 CM단위에 불과할 정도로 정확도가 매우 뛰어납니다.
다만, 높은 가격으로 보편화되기까지는 좀 더 시간이 걸릴 것으로 보이며, 외부 환경 요인이나 대량의 데이터 처리, 다양한 소음과의 간섭 문제도 해결 과제입니다.레이더 VS 라이더 구분활용소재 형태인식정도 외부환경에 의한 영향비용레이더(Radar) 전자파 정확한 형체인식불가 없음 저라이더(LiDAR) 레이저 정확한 형체인식가능성 있음
고속 주행 중의 돌발 상황
고속주행중레이더(좌), 라이더(우)
레이더(좌측 이미지)는 고속주행상황에서 전방의 장애물을 원거리에서 인식하고 충돌예상시간을 고려하여 제동제어를 하여 충돌을 방지합니다.
한편, 라이더(우측 이미지)는 고속 주행 상황에서 전방의 장애물을 200M 이내에서 감지할 수 있습니다.따라서 레이더에 의한 감지보다 상대적으로 안정적인 대응이 가능합니다.
저속 주행 중의 돌발 상황
저속주행중레이더(좌), 라이더(우)
전방레이더(좌측이미지)는 센싱각도가 좁습니다.이로 인해 저속 주행 중 좌우에서 갑자기 진입하는 차량에 대한 인지 능력이 저하됩니다.
반면 라이더(우측 이미지)는 센싱 각도가 매우 넓습니다.넓은 센싱 각도로 저속 주행 중 좌우에서 갑자기 진입하는 차량에 대한 인지 능력이 높습니다.
자율 주행에의 길
▲협업을 통한 연구개발=현대모비스는 자체 확보한 센서기술을 바탕으로 완전 자율주행 시대를 앞당기기 위해 박차를 가하고 있습니다.
특히 키 센서의 경쟁력을 빨리 확보하기 위해, 독자적으로 센서를 개발하는 것에 덧붙여 해외 전문사나 대학, 스타트 업등과의 협업을 강화하고 있습니다.
실제로 현대모비스는 2018년 국내 최초로 후방 레이더 센서를 자체 개발하는 데 성공했으며, 지난해 차량 주변 360°를 모두 탐사하기 위한 초단거리, 단거리, 중거리, 장거리 등 레이더 기술을 모두 확보했습니다.
또한 국내 유망 스타트업인 스트래드 비전과 협업을 통해 딥러닝 영상인식센서를 개발하고 있으며, 지난해 국내 최초로 알고리즘 개발에 성공하였습니다.
라이더 센서 부문에서 선도적인 기술을 가진 미국 벨로다인과의 전략적 파트너십 체결을 통해 확보하기로 하였고, 현대모비스는 이를 위해 ライ ライ の 규모의 투자도 단행하였습니다.
인도에 미래차 개발 연구거점을 확대하고 미래차 소프트웨어 개발을 위해 인도 테란가나주 하이데라바드 연구소 인근 신규 IT단지에 연구거점을 추가 설립할 예정입니다.
현대모비스 인도연구소는 700여 명이 근무하는 소프트웨어 전문연구소입니다.차량에 적용되는 각종 소프트웨어를 개발, 검증하여 국내 기술연구소와 협업을 진행하고 있습니다.
제2 거점에서는, 장래의 자율 주행 소프트웨어 개발에 관한 활동을 강화할 예정입니다.
자율주행과 주차를 위한 제어 로직, 자율주행용 센서(카메라·레이더·라이더)의 인식 알고리즘 개발에 집중합니다.
