악천후도 문제 없다···4차원 '자율주행 눈' 개발

부산대·현대차 공동 연구

환경 노이즈·차량간 간섭 줄여

[이데일리 강민구 기자] 국내 연구진이 안개·눈·비 등 악천후 속에서도 막힘없이 달릴 수 있는 차세대 ‘자율주행의 눈’을 개발했다.

김창석 교수.(사진=한국연구재단)

한국연구재단은 김창석 부산대 교수 연구팀이 현대차(005380) 기초소재연구센터 전자기에너지소재연구팀과 산학연구를 통해 외부 노이즈가 심한 악천후 환경에서도 이미징을 구현하는 ‘컬러변조 4차원 영상화 스캔’ 기술을 이용한 FMCW 방식의 라이다 기술을 구현했다고 28일 밝혔다.

자율주행차를 상용화하는데 기술적 난제들이 많다. 운전자가 운전대를 잡지 않아도 되는 레벨3 단계 이상을 실현하기 위해 핵심이 되는 게 사람의 눈을 대신하는 라이다 기술이다.

기존 ToF 방식 라이다는 광산란·광간섭 현상에 취약해 기술적 한계가 있었다. 이에 연구팀은 차세대 라이다로 주목받는 FMCW 방식을 이용한 레이저 광원 아이디어를 발굴했다.

고정된 단일 색만을 출력하는 기존 레이저 대신, 레이저 빛의 파장 컬러를 광대역으로 훑는 동시에 협대역으로는 컬러를 펄럭거리며 변조도 하는 방식이다.

그 결과, FMCW 라이다는 상하좌우 2차원으로 레이저 빔을 분광적으로 스캔하고, 대상물의 원근 3차원 거리 정보와 1차원의 속도 정보까지 함께 측정해 총 4차원에 걸쳐 자율주행 정보를 실시간으로 운전자에게 보여줬다.

진동·충격에 취약했던 공간 영상화 스캔 방식의 한계를 극복하고 기계적 움직임 노이즈까지도 제거했다.

김창석 교수는 “맑은 날씨와 단독 주행 등 제한적인 환경에서 도로 시연에 그치고 있는 기존 자율주행의 한계를 극복하는 기술”이라며 “독자적 원천 연구로, 현대차 전자기에너지소재연구팀과 3년 이상 진행한 산학연구의 결과물이라는 데에도 의미가 있다”라고 말했다.

연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 지난 6일자로 온라인 게재됐다.

FMCW 라이다 이미지와 기존 TOF 라이다 이미지 간의 비교 시연 모습. 빨간색-원거리, 보라색-근거리로 3차원적으로 표현.(자료=한국연구재단)