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자율주행차 시대.. 핵심 기술 용어 이야기조회수 126
토목과 (swlako)2019.12.17 09:21

전천후 물체 감지 '레이더', 형상까지 인식 '라이다'

                                
달려오는 자율주행차 시대.. 핵심 기술 용어 이야기
자율주행차는 카메라, 레이더, 라이다 등 자율주행 센서들로 주변환경을 인식하며 주행한다. 야간 주행 중 자율주행차의 레이더 센서의 전파가 퍼져나가면서 앞차와의 간격을 감지하고 있는 모습. 현대모비스 제공

“‘레이더’는 뭐고, ‘라이더’는 뭔가요?” “레이더와 라이다가 다른 건가요?”

무식하단 말 들을까봐 이렇게 용기내 물어보진 못해도 자율주행차 이야기를 듣다보면 궁금해지는 단어들이 있다. 자율주행차 시대가 곧 온다는데, 자율주행기술의 핵심이라는 레이더와 라이더는 과연 뭘 말하는 걸까, 그리고 어떤 기능을 하는 걸까.

사람들은 눈과 귀로 주위 환경을 파악하고, 머리 속으로 주행전략을 결정해 팔과 다리를 조절해가며 운전한다. 자율주행차는 센서를 통해 상황을 인식하고, 전자제어장치(ECU) 등에서 그 상황에 대한 주행전략 등을 판단해 기계장치들을 제어하며 움직인다. 그러므로 자율주행기술은, 센서에서 출발한다. 외부환경 인지에 사용되는 센서는 대표적으로 카메라, 레이더, 라이다 등으로 구성된다.

카메라는 사람의 눈과 같은 센서로 전방 사물 및 차선 인식, 신호등, 표지판, 보행자 등 복합환경을 인식하는 역할을 담당한다. 레이더(Radar)는 전자파를 발사해 반사돼 돌아오는 신호를 기반으로 주변 사물과의 거리, 속도, 방향 등의 정보를 추출하는 센서다.

레이더는 물체의 형상을 확실하게 인식할 수는 없지만 날씨나 시간과 관계없이 제 성능을 발휘하는 가장 신뢰도가 높은 센서다. 주파수에 따라 단거리부터 중거리, 장거리를 모두 감지 할 수 있어 현재도 긴급자동제동장치, 스마트 크루즈 컨트롤 등 다양한 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS) 기술에 적용되고 있다.

중장거리 레이더는 150~200m 이상을 확인할 수 있지만 화각이 40도 안팎으로 좁고, 단거리 레이더는 100m 이내 거리를 감지하되 화각이 100도 이상으로 넓다. 때문에 중장거리 레이더 센서는 앞차와의 거리와 속도를 측정해 충돌을 피하는 전방충돌 방지보조(FCA) 기술 등에 주로 활용되고, 단거리 레이더 센서는 후측방 사각지대 감지(BSD) 기술 등에 주로 활용된다.

라이다(Lidar) 센서는 특정 신호를 보내고, 반사되는 신호를 다시 받아 대상을 추정한다는 점에서 레이더와 닮았다. 하지만 전자파가 아니라 직진성이 강한 고출력 레이저로 점의 집합인 점구름(point cloud) 형태의 고정밀 데이터를 확보한다. 폭과 거리, 높낮이까지 반영한 3차원의 점을 한데 모아 사물의 형상 데이터를 추출하는 것이다.

라이다 센서는 렌즈 등 광학부와 레이저 발광/수광부, 레이저 구동부, 레이저 신호를 처리하는 전자부 등으로 구성된다. 라이다 센서는 고해상도의 3차원 공간 정보를 획득할 수 있으며 오차가 ㎝단위에 불과할 정도로 정확도가 뛰어나다.

다만 비싼 가격 때문에 보편화되기까지는 조금 더 시간이 소요될 것으로 보인다. 외부 환경 요인이나 대량의 데이터 처리, 노이즈 간섭 문제 역시 해결과제다. 이런 이유로 일부 업체들은 라이다를 사용하지 않는 자율주행기술을 검토하기도 한다.

레이더와 라이더 기술만으로 자율주행기술을 완성시킬 수 있는 건 아니다. 현대모비스 관계자는 15일 “외부 주행 환경을 직접적으로 파악하는 카메라, 레이더, 라이다 센서가 아무리 기술적으로 고도화된다고 해도 앞의 앞 차량이 갑자기 차선을 바꿨다든지, 커브길 직후 사고가 난 상황까지는 파악하기가 힘들다”면서 “차량이 다른 차량, 인프라, 사람들과 통신을 통해 정보를 주고받을 수 있는 V2X 기술의 발전이 함께 이뤄져야 한다”고 설명했다.

제공 : 임세정 기자 fish813@kmib.co.kr GoodNews paper ⓒ 국민일보