- 개요 o 자율주행자동차란 운전자의 개입없이 주변환경을 인식하고 주행상황을 스스로 판단하여 차량을 제어함으로써 주어진 목적지까지 주행하는 자동차를 말한다.
- o 자율주행을 위하여 인지-판단-제어기술요소가 요구되며 인지영역은 카메라,레이더,라이더등의 센서를 사용하여 주행을 보조하고 차량을 제어하는 기술
- o 레이더(RADAR, Radio Detection And Ranging)는 전파를 발사하여 돌아오는 전파의 소요시간과 주파수의 차이를 측정하여 거리와 속도를 탐지
- o라이더(LIDAR, Light Detection And Ranging)는 기본원리는 레이더와 동일하나 905nm 파장의 펄스레이저를 이용하여 거리정보를 획득
- o 레이더는 주변 환경에 안정적으로 작동하고 라이더는 보다 정밀한 위치 정보를 획득할 수 있으나 가격 경쟁력 면에서 보완 필요
2. 자율주행 자동차 제어구조 o 구조개념도
[그림] 자율주행시스템 구조와 센서의 종류
3. 자율주행자동차 요소기술
4. 레이더(Radar)기술 o 레이저의 기본원리 개념도
[그림]레이더 기본 구성 및 동작 원리 o레이더 센서는 전자기파를 송출하여 물체에 부딪혀 반사되는 신호를 해석, 목표물의 거리와 각도, 속도 등의 정보를 파악
o 주파수 대역은 국제표준화를 통해 상용화된 24Abox 밴드에서 현재 77Abush 전방 영역과 76~81Abush 영역을 사용함을 명시
레이더 센서는 빛의 반사나 터널, 일출·일몰 등 환경적인 조건에서 카메라보다 유연하고 안개나 눈·비 등 기후적인 영향에서도 카메라보다 효과적이다.
o 단일 칩기반으로 저렴하게 설치할 수 있는 반면, 물체가 사람인지 차량인지 구별이 어렵기 때문에 일반 카메라와의 융합형태이다.
5. 라이더(Lidar) 기술 o 라이더 기본 구성도
[그림]라이더 기본구성 및 동작원리 o라이더는 렌즈를 통과한 레이저 광원을 목표물에 비추음으로써 물건까지의 거리, 방향, 속도, 온도, 물질분포 및 농도특성 등을 감지
o라이더 센서는 광신호가 장애물 등으로 반사되어 돌아오는 빛에너지를 분석하여 차량 주변의 3차원 공간정보를 획득하는 장치
o 전통 차량용 센서인 비전센서와 레이더센서와 함께 자율주행을 지원하는 핵심센서
o라이더 기술은 회전형 905㎛ 파장을 중심으로 발전됐으나 비, 안개 등 일부 상황에서 한계점이 드러나 1.5㎛ 파장에 대한 본격적인 개발이 진행되고 있다.
6. 기술요소 분석
A. 거리 o 라이더와 레이더 시스템은 수 m에서 200 m 이상 떨어져 있는 물체를 감지할 수 있으며, 라이더는 근거리 물체 감지가 어렵다.
o 레이더는 1m 이내의 거리에서 200m 이상 떨어진 물체까지 감지할 수 있으며 거리는 단거리, 중거리, 장거리 레이더 시스템의 유형에 따라 다르다.
나. 공간분해능o 라이더가 두각을 나타내는 부분으로 레이저광을 조준할 수 있는 능력과 9051550v의 짧은 파장 때문에 라이더의 적외선 공간분해능은 0.1° 단위까지 나뉜다.
o 이는 백엔드 프로세싱 없이도 물체의 특징을 한 장면으로 3D 묘사할 수 있다는 것이다.
o 반면, 레이더의 파장(4㎜/77 Afirector)은 거리가 길수록 작은 특징을 분석하는데 어려움이 있다.
C.FOV(Field of View)o수신기의 측정 각도를 나타내며 물체를 정확하게 해석하는데 필요한 핵심으로서 고정형 라이더와 레이더에 모두 뛰어난 수평 FOV(방위각)를 가지고 있으나
o360° 회전하는 라이더 시스템은 모든 ADAS(Advanced Driver Assistance Systems) 기술 중에서도 가장 넓은 FOV를 유지한다.
o라이더는 수직FOV(고도)에서 레이더보다 우수하며, 전체적으로 방위각과 고도분해능에서 레이더보다 우위에 있다.
날씨조건 레이더시스템의 가장 큰 장점중 하나는 비, 안개, 눈에 강하다는 것.
o라이더는 대개 이런 날씨 조건에서 성능이 떨어지며 1550v의 적외선 파장을 이용하면 악천후로 라이더의 성능을 개선할 수 있다.
E. 주변영향 o라이더와 카메라는 양쪽 모두 주변 광조건에 영향을 받기 쉽지만 야간의 경우 라이더 시스템은 매우 높은 성능을 발휘할 수 있다.
o 레이더와 변조된 라인인 기술은 다른 센서의 간섭에 매우 강한 특징이 있다
7. 주요 비교