자율주행 자동차의 레이더기술 확인해볼까요

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인류에게 빛과 형상을 보는 눈이 있었기에 현재와 같은 문명을 이륙할 수 있었습니다. 우리는 차를 운전할 때에도, 이 "눈"을 최대한 활용하게 됩니다. 우리는 운전 중 끊임없이 전방을 주시하고, 다양한 거울을 통해 옆쪽이나 뒤쪽의 현재 상황도 파악해야 한다. 그렇기 때문에 시간에 심한 아이를 가지고 있으면 운전하기 어려워지게 되는군요. 그렇다면 인공지능 시스템으로 자율주행을 하는 경우는 과연 어떨까요? 인간의 눈을 대신할 수 있는 감각기관이 꼭 필요하겠죠. 그 대표적인 것으로 '레이더(Radar)'가 있습니다. 레이더? 레이더는 무엇으로 인간의 눈을 대신할 수 있는 것일까요? 최근부터 조사해 보겠습니다.:)

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박쥐에게서 배운 레이더 원리박쥐? 레이더를 통해 갑자기 '어쩌다 보니 박쥐'라고 말씀하실 수도 있겠지만, 레이더의 원리는 박쥐로부터 배운 것이라고 할 수 있습니다. 박쥐는 시력이 매우 약하다. 그래도 야간에 충분히 곤충을 사냥할 수 있어요. 박쥐는 사람의 귀에는 잘 들리지 않는 높은 소리의 초음파를 발사해 전방의 지형지물이나 모기 같은 곤충에 부딪혀 돌아오는 반사파를 감지해 비행하며 곤충을 사냥한다. 이런 능력은 물속에 서식하는 돌고래와도 비슷합니다.제2차 세계 대전 중 영국의 왓슨 와트를 한 카웅데우으로 구성된 연구진에 의해서 발명된 레이더는 연합군의 승리에 큰 역할을 하게 되었습니다. 이 레이더는 박쥐의 능력에서 힌트를 얻어 초음파 대신 강한 전파를 사용했습니다. 군사용 목적으로 개발된 레이더는 점차 소형화되고 기능이 개선되면서 선박·항공기 운항과 기상 관측 등 다양한 목적에 활용이 확산되었습니다. 장거리 목표물의 탐지에 비중을 두는 군사용 레이더는 비교적 아침에는 주파수 전파를 사용하지만, 주파수를 높여 단거리 용도로 활용하면 소형 경량화에 유리할 뿐만 아니라 해상도가 높아져 더욱 상세한 목표 정보를 얻을 수 있습니다.이 같은 높은 주파수의 근거리 레이더가 자율주행차량을 위한 변차의 시간 대응방안으로 중요하게 인식되고 있다.

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레이더의여러가지방식...우리가높은산에올라가서눈에보이는앞산을향해"야~"허~"라고외치면잠시후에같은sound성의산울림이들리게됩니다. 사람의 sound성은 공기 중에서 초속 약 340M의 속도로 진행하는데, 앞의 산까지 가서 반사되고 돌아가서 산 울 림에 들릴 때까지 경과 테테로울 측정하면 앞에 산이 있다는 사실과 그 거리까지도 측정할 수 있도록 합니다. 이것은 장비 없이 할 수 있는 일종의 가장 간단한 레이더입니다.그런데 일반적으로 그런 일은 없겠지만, 앞산이 어느 속도로 가까워지고 있거나, 비록 멀어져 가는 귀추라면 어떻게 될까요? 이 경우 마치 기차 홈에서 기차가 경적을 울리며 다가가고 지나갈 때 느끼는 sound 높이의 변화가 나타날 것입니다. 즉, 앞산이 다가오면.... 호~sound가 더 높은 sound로 바뀌고, 반대의 경우라면 낮아진 sound가 산울림으로 들립니다.이를 통해 우리는 검측 대상이 존재한다는 점과 그 대상까지의 거리, 그렇기 때문에 그 대상의 움직임에 대한 정보를 얻을 수 있습니다. 이러한 이야기는 레이더의 기본 동작원리입니다.

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자율 주행 차량의 분류, 가까운 장래에 부분적 자율 주행 기능을 가진 자동차의 보급이 점진적으로 시작될 것입니다. 예를 들어 고속도로에서 제한 속도 이내에 앞 차와의 거리를 지키고, 스스로 차선을 유지해 돌발 상황을 감지해 자동적으로 브레이크 조작을 하는 차를 사게 되었습니다.이는 운전자 없이 고속도로에 오르기는 어렵겠지만, 상단 구간을 스스로 달릴 수 있는 수준이라고 할 수 있습니다.그렇다면 내가 탄 자동차가 어느 정도의 자율 주행 차량인지를 조사하는 비결을 무엇 1인가요? 주행중의 드라이버의 발·손·눈의 사용의 필요성을 생각하면, 간단하게 구별할 수 있습니다.차량의 주행 때문에 운전자의 다리, 손, 눈이 다 필요하지 않으면 최고 단계의 레벨 4에 해당합니다. 레벨 3은 보통윈 운전 상황에서는 운전자의 다리, 손, 눈이 다 필요하지 않우쟈 신, 위험한 도로, 자신의 상황에 직면했을 때는 운전자가 직접 운전해야 하며 이를 위한 자율 주행 중에도 운전자의 눈을 통한 부분적인 전방에 관심이 필요한 경우 이다니다.그렇다면 수준 2는? 정상 주행 중 운전자의 다리와 손은 사용하지 않아도 되지만 지속적으로 전방 주시를 위해 눈을 써야 하고 필요할 때 수동으로 운전에 개입해야 하는 경우이다. 이에 예를 들은 자동차는 고속 도로에서 제한 속도 안에서 앞차와의 거리를 지키고 스스로 차선을 유지하고 돌발 상황을 감지하고 자동으로 브레이크 조작을 하는 일이었지만 이런 경우는 레벨 2에 속한다고 말하는 때요.운전자는 필요하다면 수동운전으로 위험한 상황을 극복해야 하고, 차선 변경을 해야 하며, 고속도로 진입이 자기 진출을 해야 하는 경우다. 기술적으로 다양한 자율 주행 기술 요소 중 복수의 기술이 적용된 경우를 의미하는데 수준 2단계의 자동차들은 머지 않은 장래에 시판이 시작될 것이라고 예견합니다. 수준 1의 경우는 운전자의 발은 그냥 대기하고 있지만 손과 눈을 이용하고 지속적으로 운전에 개입해야 하는 경우 이다니다. 이 단계의 차량은 이미 다양하게 시판되고 있지만 설정한 최고속도 이내에서 앞차와의 간격을 스스로 고려하여 가감속하는 기능이 있어 운전자는 통상 브레이크와 엑셀을 조작하지 않아도 되는 경우이다. 전통적인 자동차는 운전자의 발과 손과 눈을 모두 이용해야 하지만 이 경우를 수준 0라고 합니다.이들 분류 방식은 미쿡 도로교통안전국(NHTSA)이 정한 것으로 현재 국제적으로 가장 널리 통용되고 있습니다.

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자율주행차량과 레이더 앞에 언급한 각 수준의 자율주행자동차를 구현하려면 무엇보다 먼저 전방 상태에 대한 정보를 수집하는 수단이 필요하다. 앞차가 있는지, 거리는 어느 정도인지, 앞차의 상대적인 속도는 어떤지 등에 대한 정보를 필요로 하게 되는 것입니다. 이들 검측결과는 빔의 각도가 날카로워 전방의 상황과 차로의 상황을 구별할 수 있어야 합니다. 또 1주일이나 저녁, 그리고 말하기·비·안개 등의 날씨 변화에 적응할 수 있어야 합니다.믹크, 네바다 주 교통부로부터 인류 역사상 최초로 정식으로 번호판을 발급한 장거리 수송용 트럭의 비행과 이 군 잉프피레ー션(Freightrliner Inspirarion)의 경우 18번의 좁은 뿔과 250미터까지 탐색하는 전방의 장거리 레이더와 130도의 넓은 시야각으로 전방 70미터까지 탐색하는 단거리 레이더를 복합 활용하고 있습니다. 향후, 차량 탑재용 레이더 기술은 발전을 거듭해 보다 고도화되어 갈 것입니다. 앞으로는 전방뿐만 아니라 후방이나 측면으로의 레이더 활용도 증가하게 될 것입니다. 즉, 여러 레이더로 차량 주변을 누에처럼 감싸는 입체형 감지 영역을 형성하게 되는 것입니다.돈 하워드 노틀듀대 철학과 교수는 교통사고 질병이라면 그 치료제는 자율주행차다. 치료할 수 있는데 병을 방치하면 안 된다고 언급한 적이 있습니다. 이는 자동차 사건의 90%이상이 즉시 운전자의 부주의에서 비 롯 된 통계를 증거로 언급한 것입니다. 차량 탑재용 레이더 기술의 발달이 교통 사건이라는 질병을 치료하는 인류의 새로운 과업 수행에 큰 힘이 될 것으로 기대되고 있습니다.