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자율주행관련 문답식 정리

0006. 자율주행 센서로 언급되는 4D 이미징 레이더란?

국내 4D 이미징 레이더 개발 업체인 '비트센싱' 홈페이지 화면 캡쳐
국내 4D 이미징 레이더 개발 업체인 '비트센싱' 홈페이지 화면 캡쳐

*질문 1

- 비행기에서 사용하는 레이더와 차량에서 사용하는 레이더는 무슨 차이가 있나요?  

 

답변

- RADAR는 RAdio Detection And Ranging의 약자입니다. (radio: 전파, detection: 발견 또는 탐지, ranging: 거리 측정) 즉, 전파 탐지기를 의미합니다. (전파(전자기파)를 사용하여 목표물의 거리, 방향, 각도 및 속도를 측정하는 감지 시스템) 

- 비행기에서 사용하는 레이더는 멀리 있는 물체를 탐지하는게 주 목적이기 때문에 저주파 신호를 사용하고 차량에서 사용하는 레이더는 비행기에 비해 더 가까이에 있는 물체를 탐지하는게 목적이기 때문에 고주파 신호를 사용합니다. 

 

*질문 2

- 레이더에 대해서 설명할 때 항상 같이 나오는 '파장' , '주파수' , '대역폭'은 무슨 뜻인가요? 

 

답변

- 주파수(frequency)는 1초당 진동수를 의미합니다. (sin 파형의 1주기가 1번의 진동을 의미)  (단위: 헤르츠 (hz))

- 파장(wave length)은 1주기동안 전파가 이동한 거리를 의미합니다. (주파수가 높을수록 파장은 짧음) (파장 = 전파의 속도 / 주파수)  (전파의 속도는 빛의 속도와 같이 1초에 300,000km) (단위: m) 

- 대역폭(bandwidth): 대부분의 소리는 둘 이상의 주파수 성분을 가지고 있고 그 주파수 간의 차이값을 대역폭이라고 부릅니다. 예를 들어 300Hz, 1KHz가 포함된 소리는 그 대역폭이 700Hz입니다. 이와 같이 고유한 소리가 갖고 있는 주파수 폭을 '대역폭'이라고 합니다. 보내고자 하는 정보가 많다면 넓은 대역폭이 필요합니다. 그리고 대역폭을 크게 하기 위해서는 주파수가 큰 신호가 필요합니다. 예를 들어 1000Hz와 1Hz의 대역폭은 999Hz이지만 10GHz와 1GHz의 대역폭은 9GHz이기 때문에, 대역폭이 크다는 말은 주파수가 높은 신호들이라는 말과 거의 같은 의미를 갖습니다. 

 

*질문 3

- 4D imaging radar와 기존의 고해상도 radar와의 차이는 무엇인가요?  

 

답변

- 주파수가 높을수록 장애물에 대한 정보를 더 많이 얻을 수 있습니다. 현재 판매되고 있는 차량에서 사용되고 있는 79GHz 레이더는 도로 위의 이동물체를 더 정확하게 인식할 수 있습니다. 

- radar 센서는 기본적으로 물체의 위치 정보와 속도 정보를 알 수 있는 센서이지만 그 정확도가 낮아서 3차원 위치가 아닌 2차원 위치 정보만 알 수 있습니다. 예를 들어 차량에 장착된 고주파 radar는 차량의 높이 정보를 정확히 얻기가 어렵습니다. 그러한 이유로 기존의 고해상도 radar는 4D가 아닌 3D (2차원 위치 + 속도) 정보만 얻을 수 있다고 볼 수 있습니다. 

- 반면에 4D imaging radar는 전파를 송수신하는 안테나를 수평, 수직으로 배치하여 물체의 3차원 위치 정보를 더 정확하게 얻을 수 있게 되어 4D라고 불릴 수 있게 된 것입니다. 

 

*질문 4

- 왜? 자율주행 분야에서 4D imaging radar 센서가 언급되고 있나요? 현재 상용화가 되었나요? 

 

답변

- 카메라와 라이다 센서는 비/눈/안개 등에 의해 인식 성능이 저하되는 반면에 레이더 센서는 악천후 상황에서도 동일한 성능을 유지할 수 있기 때문입니다. 

- 이러한 이유로 악천후 상황에서도 자율주행이 가능하려면 레이더 센서는 꼭 필요합니다. 

- 현재 많은 회사에서 4D imaging radar를 개발하기 위해 노력하고 있고 양산 계획을 발표하고 있지만, 아직 실제로 상용화되지는 않았습니다. 

 

*참고 사이트

https://www.crms.go.kr/lay1/S1T1010C1015/contents.do

 

홈 >전파박물관>전파배움터>전파탐구>주파수란

주파수는 1초 동안에 진동하는 수를 말합니다. 전파는 눈에 보이지는 않지만 파도와 같은 모양으로 출렁이면서(진동하면서) 진행합니다. 그 진동하는 회수가 1초 동안에 1번 진동하면 1Hz(헤르츠)

www.crms.go.kr

https://m.blog.naver.com/lvjesus8/221641847627

 

[1.2] 주파수! 넌 누구냐?

주파수가 뭔가요? 현대인들의 지식수준이 올라가며, 전문용어였던 '주파수'는 이제 일상용어 중 ...

blog.naver.com

https://www.kaja.org/1458275600/?idx=12538286&bmode=view 

 

자율주행을 위한 4D 이미징 레이더의 진화 : 한국자동차기자협회

본격적인 자율주행 상용화를 위해서 카메라, 라이다, 레이더 등 자율주행 센서의 중요성이 높아지고 있다. 최근에는 최악의 조건에서도 사고를 줄일 수 있도록 고정밀 센서에 대한 관심이 높아

www.kaja.org

http://bitsensing.co.kr/ 

 

bitsensing - Radar Reimagined

bitsensing designs and develops cutting-edge imaging radar technology solutions for the ultimate smart cities and connected experience

bitsensing.co.kr