다양하게 응용되는 자율주행 센서기술

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확장요약문

자율주행차에는 인간의 시각을 대신하기 위한 센서들이 사용된다. 가령, 카메라, 레이더(RADAR), 라이더 (LiDAR), 초음파 센서 등이다. 이들로부터 파악되는 도로상황에 맞추어 자동차의 동력장치, 조향장치, 제동장치가 제어된다. 자율주행 기술의 수준을 다섯 단계로 분류하는데 [SAE 2019], 최고 수준인 완전 자동화 단계에 도달하면 조향 및 속도에 사람이 전혀 개입하지 않아도 안전한 주행이 이루어진다.

그러나 이러한 완전 자율주행이 여러 가지 이유로 아직 요원하다. 한편, 자율주행을 위해 개발되는 기술들이 다른 분야에 응용되는 사례가 늘고 있다. GPS 기술이 응용된 내비게이션 처럼 우주탐험을 위해 개발된 기술들이 응용되어 일상생활에 편리함을 제공하는 것과 유사하다. 자율주행용 센서들 중에 빛을 이용하는 라이더와 소리를 이용하는 초음파 센서가 다양하게 응용되고 있다.

라이더(LiDAR, Light Detection And Ranging)는 빛을 통한 검출과 거리 측정 기술로서, 주변의 거리, 형태, 위치 정보를 3차원으로 정밀하게 그려내는 공간 센싱 기술이다. 대략 100 m까지의 중거리 범위에서 사용된다. 이는 독립적으로 또는 초음파 센서와 함께 사용되어 생활 편리와 인류 복지에 기여한다. 라이더 센서가 적용되어 자율주행하는 잔디깎이 로봇(Fig. 1)과 디봇(divot) 수리 로봇이 넓은 골프장 잔디를 관리하는 데에 사용된다. 같은 원리가 스마트 휠체어에 응용된다. 착용형 자율주행 시스템은 시각장애인이 장애물을 피하며 자율적으로 이동할 수 있게 해준다. 여기에 햅틱 피드백을 접목하여 실시간으로 사용자를 안내함으로써 안내견의 핵심 기능을 대체할 수 있게 한다.

초음파 센서는 가청주파수보다 높은 주파수의 음파 또는 진동을 사용하여 주변 물체의 존재 및 위치를 파악하는 센싱 기술이다. 대략 5 m 이내의 근접 정밀 측정에 사용된다. 가정에서 사용되는 로봇 청소기가 초음파 센서로 전방 물체를 감지하여 충돌하기 전에 방향을 전환하도록 해준다 (Fig. 2). 차량 주변 물체를 감지하여 주차 보조 또는 자동 주차를 하는 데에 필수적이다. 주차장에서 빈 자리 여부를 표시하는 데에도 사용된다. 산업용으로 수위 측정이나 유속 측정에 사용된다. 드론의 착륙지 탐색에 응용되는 고안이 있다.

자율주행에 적용되는 센서기술이 여러 분야에 다양하게 응용되며 일상생활을 편리하게 하고 인류복지에 기여한다.