사람을 대체하여 스스로 도로 상황을 파악하고 판단하는 자율주행차 사고 발생 없이 안전하게 주행하기 위해 가장 우선적으로 필요한 것은 주변 사물 및 상황에 대한 인식
자율주행차 스스로 상황을 파악할 수 있도록 눈에 띄는 라이다(LIDAR) 센서를 살펴보자.라이더는 주변 물건을 이식하기 위해 레이저 신호를 이용하는 기술.라이다 센서를 통해 발사된 펄스 레이저 신호가 주변 사물과 부딪힌 후 돌아오면 이를 분석하여 사물의 위치, 운동 방향, 그리고 속도 등을 파악하는 방식 라이다(LIDAR, Light Detection And Ranging) 라이다(Lidar)의 역사 ■ 건설, 국방 분야뿐만 아니라 최근에는 자율주행 차량의 핵심 기술로 주목 라이다(Lidar) 기술은 레이저를 이용하여 거리를 측정하는 기술로 3차원 GIS(Geagraphic Information System) 정보 구축을 위한 지형 데이터를 구축하고 이를 바탕으로 다양한 분야에 적용되었으나, 이를 바탕으로 개발하였다.
■ 자율주행 차량의 라이다(Lidar) 센서 자율주행 차량에서 차량 주행에 관한 주변 정보를 신속하게 수집 및 해석하는 것이 중요하기 때문에 핵심 기술로 인식되고 있다.
과거 차량의 센서는 차량의 작동 상태 및 주행 상황을 파악하는 차원에 그쳤다면 최근 자율주행 기술의 발달로 도로 내 차량, 신호등 및 차선, 장애물 등 주행 외부 환경에 대한 데이터 수집이 불가피해지면서 여러 센서(초음파 센서, 레이더, 카메라 등) 중 부상하고 있는 센서는 라이다 센서다.
라이다 센서의 원리와 성능 ■라이다 시스템(Lidar System) =레이저 송수신 모듈 + 신호처리 모듈
라이다 센서의 원리, 출처: 해시넷 라이다 시스템은 레이저를 발사하여 대상 물체에 반사되는 데이터를 필요로 하므로 레이저 송수신 모듈 및 신호처리 모듈이 필요하다. 레이서 신호 변조 방식에 따라 1) ToF(Time of Fight) 방식과 PS(Phase Shift) 방식으로 구분된다.Tof(Time of Fight) 방식 : 레이저 펄스 신호가 측정 범위 내외 물체로부터 반사되어 수신기에 도착하는 시간 측정 PS(Phase Shift) 방식 : 특정 주파수를 가지고 연속적으로 변조되는 레이저 빔을 방출하여 돌아오는 레이저 신호의 위상 변화량 및 거리 측정 = 라이더 센서의 성능 ■ 거리 + 공간 분해능 + 방위각 + 기타 요소(날씨, 빛 조건, 비용, 크기) 거리 라이더 시스템은 수 m에서 200m 이상까지 떨어져 있는 물체를 감지하기는 어렵다.
공간분해능 라이다 센서의 적외선 공간분해능은 0.1도 단위까지 나눌 수 있다. 이를 통해 물체의 특징을 한 장면에 입체적(3D)으로 묘사할 수 있어 다른 센서에 비해 경쟁력을 갖는다.
방위각(FOV, Field of View) 기계식 라이더의 경우 360도 회전을 하므로 우수한 수평 방위각을 특징으로 하는 동시에 수직 FOV(고도)에서 우수한 성능을 발휘한다. 수평 FOV, 수직 FOV 모두 높은 성능을 보유하기 때문에 ADAS(첨단운전자보조시스템, Advanced Driver Assistance Systems) 시스템에서 꼭 필요한 핵심 센서다.
기타 요소 라이더는 레이더 시스템에 비해 기상 악천후(비 안개 눈)에 취약하다. 그러나 야간에 높은 성능을 발휘하는 것이 강점이며, 최근 라이다 시스템의 기술 발달로 가격은 점점 감소해 경쟁력을 확보하고 있다.
테슬라는 라이다 센서가 아닌 카메라를 이용하려는 이유■사람도 두 눈으로 세상을 관찰하듯 자동차에도 카메라 두 대가면 충분
출처 : 한경산업 테슬라는 2021년 차량 내 오토파일럿 시스템에서 레이더 센서와 초음파 센서의 비중을 단계적으로 줄이고 있다. 이를 대체하기 위해 자체 비전 프로세싱 툴인 ‘테슬라 비전’을 이용해 고성능 카메라를 통해 수집한 데이터를 딥러닝 신경망을 적용해 높은 수준의 신뢰도를 제공한다는 목표를 갖고 있다.
기존 초음파 센서를 배제하기 위해 주차 보조, 자동 주차, 소환 기능은 현재 비활성화됐으며 향후 ‘테슬라 비전’을 발전시켜 적용할 예정인 것으로 알려졌다.
라이다(LIDAR) 센서 시장 규모와 전망
출처 : YOLE 공식 홈페이지
최근 스마트 인프라, 자율주행 기술의 발달로 라이다(LIDAR) 시장은 빠르게 성장하고 있다. 시장조사업체 욜(YOLE) 인텔리전스에 따르면 “2021년 기준 자동차 및 산업용 라이다 시장 규모는 21억달러의 시장 규모를 형성했으며, 2027년에는 63억달러를 전망해 연평균 성장률 22%에 달하는 성장을 이룰 것”이라고 전망했다.
공감과 댓글은 저에게 큰 힘이 됩니다.이웃분, 이웃분 환영합니다.