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자율주행 센서 고도화 속도낸다
자율주행 센서 고도화 속도낸다
  • 차종환 기자
  • 승인 2019.09.09 09:23
  • 댓글 0
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레이다용 주파수 공급 확대
소형화∙고해상도 구현 역점
로봇 스캐닝 센서도 국산화
AGV용 스캐닝 라이다 센서(좌) 및 장착사례(우).
AGV용 스캐닝 라이다 센서(좌) 및 장착사례(우). [사진=KETI]

자율주행의 핵심인 센서 기술의 고도화가 발빠르게 진행되고 있다.

자율주행은 주변 사물을 얼마나 빠르고 정확하게 인식하느냐가 중요하다. 관련 기업들이 자율주행 실현을 위해 센서 기술 개발에 올인하는 이유다.

정부는 최근 자율주행 핵심기술 중 하나인 차량충돌방지레이다용 광대역 주파수를 확대 공급키로 했다.

단거리 탐지용 77∼81㎓ 기술기준을 마련하고, 장거리용으로 기 공급된 76∼77㎓의 출력 기준을 2배로 상향(10㎽ → 20㎽)하는 고시를 개정했다.

차량충돌방지레이다는 자동차의 전·후방 물체 감지 및 사각지대 탐지 등 주변 환경 정보를 수집·인식하는 기능을 한다.

차량의 송신기로부터 방사된 전파가 주변 물체에 반사돼 돌아오는 시간차 등을 이용해 거리, 속도 등을 측정하는 것이 기본 원리로, 전파를 이용하기 때문에 타 센서에 비해 야간이나 악천후, 장거리 등 시계 제한 환경에 특히 강점이 있다.

국내 차량충돌방지레이다용 주파수는 200m 이상의 장거리 탐지에 주로 쓰이는 76∼77㎓와 100m 내외 단거리용 24.25∼26.5㎓가 공급돼 있고, 물체감지센서용 24.05∼24.25㎓(200㎒폭)도 단거리 탐지에 활용 중이다.

최근 기기 소형화 및 고해상도 구현에 유리한 70㎓대역 적용 기술이 진화함에 따라 산업계는 70㎓대역 주파수 추가 공급 및 기술 규제 개선을 요청해온 터다.

이에, 과기정통부는 단거리 탐지용으로 77∼81㎓의 4㎓폭을 공급하고, 장거리 탐지용 76∼77㎓의 출력(안테나공급전력) 상한을 2배 상향했다.

레이다의 해상도는 주파수 대역폭과 비례하는데, 24㎓대역 200㎒폭 대비 77∼81㎓의 4㎓폭은 약 20배 더 높은 해상도를 달성할 수 있다. 아울러, 출력을 상향함으로서 탐지거리가 30m가량 확대된다.

전자부품연구원(KETI)은 자율주행의 또다른 핵심기술인 라이다(LiDAR) 센서의 국산화를 이뤄내 눈길을 끈다.

라이다는 레이다와 원리가 같으나 전파 대신 빛(레이저)을 발사해 거리 등을 측정한다.

이번에 KETI가 국산화한 센서는 스마트공장 무인이송로봇(AGV) 자율주행을 위한 SLAM용 스캐닝 센서다.

SLAM(Simultaneous Localization And Mapping)이란 로봇 자율주행용 기술로, 주변 공간 지형 및 인공표식을 인지하고 이를 이용해 주변지도(Map)를 만드는 동시에 로봇 자신의 상대적인 위치를 파악하는 기법이다.

최근에는 별도 표식 없이 라이다를 활용해 위치를 인지하고, 나아가 주변지도를 작성해 활용하는 자율주행방식의 무인이송로봇이 보편화되고 있다.

KETI는 180° 탐지 및 최대 30m 거리에서 10cm 크기의 물체까지 검출이 가능하며, 레이저 광학제품 사용 시 맨눈으로 장시간 노출돼도 안전한 Class 1등급의 제품을 개발했다.

특히 연구팀은 구조 단순화를 통해 해외 제품 대비 부피는 물론, 제조단가까지 절반 이하로 낮췄다. 송수광 통합구조인 기존 제품들과 달리 ,레이저 송수광이 분리된 쌍축 구조로 송신신호와 수신신호 간 간섭 현상을 줄여 측정의 정밀성을 높이고, 송신 모듈의 길이를 줄여 구조를 단순화해 제조단가를 낮출 수 있었다는 설명이다.

연구를 주도한 KETI IT융합부품연구센터 조현창 박사는 “라이다 센서는 초음파, 카메라, 레이다 등과 함께 무인이송로봇 자율주행기술 발전을 가속화하는 필수 센서 중 하나”라며 “스마트공장은 물론 물류, 안전, 보안, 로봇 청소기 등 다양한 분야에 본 기술이 활용될 것으로 기대한다”고 밝혔다.

한편, 시장조사기관 프로스트앤드설리번은 ‘2019 글로벌 자율주행 산업 전망 보고서’를 통해 2019년은 센서 솔루션 개선과 부분자율주행(L2+) 구현, 원격 운영 개발로 자율주행 기술에 상당한 진전을 보이는 해가 될 것으로 내다봤다.

2030년에는 완전자율(L4)이 성장을 이끌면서 전 세계 판매되는 자동차 4대 중 1대가 자율주행 자동차(L3 이상)일 것으로 전망된다.



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