지원 센터 방문 지원 센터 방문 대리점 찾기 대리점 찾기 문의 문의

ADAS 센서

산업 기사 2020년 11월 5일

센서 기술은 ADAS 개발의 핵심 동인입니다. ADAS와 자율 주행 기능은 차량을 둘러싼 환경에 대한 지속적인 정보를 제공하며 이를 제공하는 것이 센서의 작업입니다.

센서는 운전자가 볼 수 있는 모든 것뿐만 아니라 운전자가 볼 수 없거나 눈치 채지 못한 것을 감지해야 합니다. 이미 사용 중인 다양한 종류의 센서가 있으며, 각각 기능, 비용 및 포장 측면에서 고유한 장점과 단점을 가지고 있으며 각 ADAS 기능에 대해 둘 이상의 유형의 센서가 사용되는 경우가 점점 더 많아지고 있습니다. 각 유형의 센서는 강점과 약점을 인정하므로 다양한 기술을 결합하여 ADAS 기능을 구체화할 수 있습니다. 센서 기술의 융합은 빠르게 표준이되고있다 – 다음 작업은 정확하고 신속하게 모두 여러 소스에서 데이터의 유입을 처리하는 것입니다.

고려해야 할 또 다른 요소는 센서의 견고성과 내구성입니다. 일부 센서는 차량의 객실 내부에 있을 수 있지만, 많은 센서가 차량의 극단을 향해 외부로 장착해야 하며, 범퍼 모서리와 그릴 뒤와 같은 취약한 지역에서는 이러한 환경이 첨단 장비에 적대적인 환경이 될 수 있습니다. 자동차 보험 및 수리 업계는 또한 차량이 사고에 연루된 경우 고가의 센서 교체 또는 재보정 문제에 대한 우려를 제기했습니다.

ADAS의 성장과 자율 주행 차량의 지속적인 개발은 빠른 속도로 센서 기술의 발전을 주도하고 있습니다. 개체 감지 및 분류 측면에서 이미 사용 중인 많은 시스템은 여전히 비교적 기본적인 수준에서 작동하며 ADAS 기능이 완전히 자율적인 응용 프로그램으로 이동하기까지는 먼 길이 있습니다. 예를 들어, 현재 시스템은 매우 구체적인 형태를 넘어 보행자를 식별하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 그들은 큰 물체를 들고 있거나 특정 높이 미만인 경우 윤곽을 크게 바꾸는 옷을 입은 사람을 인식하지 못할 수 있습니다. 그러나 기술이 발전함에 따라 이러한 제한은 필연적으로 해결될 것입니다.

현재 ADAS 센서 기술은 네 가지 주요 범주로 나눌 수 있으며, 좀 더 자세히 살펴보겠습니다.

레이더

아마도 ADAS 센서에 현재 채택된 모든 기술 중 가장 잘 인식되는 것은 레이더일 것입니다. 레이더는 전파를 전송하는 데 걸리는 시간을 측정하여 물체를 감지하여 경로의 모든 물체를 반사하는 잘 확립된 기술입니다. 레이더는 제2차 세계 대전을 앞두고 여러 국가가 동시에 개발했지만, 오늘날 육지, 바다, 공중 및 우주에 많은 응용 프로그램이 있습니다. 레이더는 몇 년 동안 자동차 시스템에서 사용되어 왔으며, 하드웨어가 잘 개발되고 상대적으로 저렴하여 자동차 제조업체에게 매력적입니다.

ADAS 애플리케이션의 경우 레이더는 단거리 레이더(SRR), 중거리 레이더(MMR) 및 장거리 레이더(LRR)의 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
SRR 시스템은 전통적으로 24GHz 지역에서 전자레인지를 사용했지만, 24GHz 주파수의 제한된 대역폭과 변화하는 규제 요구 사항으로 인해 77Gz로 업계의 변화가 있었습니다. SR은 약 10미터이지만 최대 30미터의 유용한 범위를 가지고 있어 사각 지대 감지, 차선 변경 보조 장치, 공원 지원 및 교차 교통 모니터링 시스템에 적합합니다.

MRR 및 LRR ADAS 기능은 이미 77GHz 주파수를 사용하며, 이는 더 높은 해상도(비교적 말하기)와 속도 및 거리 측정을 위한 더 큰 정확도를 제공합니다. MRR은 30미터에서 80미터 사이를 운행하며, LRR 시스템은 경우에 따라 최대 200미터까지 확장되는 범위를 가지며, 어댑티브 크루즈 컨트롤, 전방 충돌 경고 및 자동 비상 제동과 같은 시스템에 적합합니다. LRR의 단점 중 하나는 측정 천사가 범위로 감소하므로 적응 형 크루즈 컨트롤과 같은 일부 기능은 SRR 및 LRR 센서의 입력을 결합한다는 것입니다.

이 외에도 입증 된 기술인 이 외에도 ADAS 사용에 대한 레이더의 또 다른 주요 장점은 비, 눈 및 안개와 같은 악천후와 야간에 효과적으로 기능 할 수있는 능력입니다. 그러나 레이더가 물체가 무엇인지 확인하기에 충분한 해상도를 제공하지 않는다는 것은 업계에서 똑같이 잘 인정받고 있습니다. 또한 자동차 응용 분야에서 제한된 시야를 가지고 있으므로 적절한 커버리지를 제공하기 위해 차량에 많은 센서가 필요합니다. 또한 24GHz 주파수를 사용하는 SRR은 여러 대상을 구분하기 위해 고군분투합니다.

초음파

초음파 센서는 반사 된 음파를 사용하여 물체에 대한 거리를 계산합니다. 모든 ADAS 센서 기술 중 초음파는 가장 오래되고 가장 잘 확립된 박쥐가 약 5천만 년 동안 사용해 왔으며 초음파 시스템은 일반적으로 업계, 과학 연구 및 의학 모두에서 엄청난 범위의 응용 프로그램을 가지고 있습니다.

초음파 트랜스듀서라고도 하는 초음파 센서는 비교적 짧은 작동 범위를 가지고 있습니다 - 약 2미터 - 그래서 그들은 일반적으로 저속 시스템에 사용됩니다. 주차 센서의 사용은 한동안 널리 퍼져 있지만 공원 지원, 셀프 주차 및 일부 사각 지대 모니터링 응용 프로그램과 같은 보다 복잡한 ADAS 기능에서 장소를 발견했습니다. 초음파 센서는 비용 효율적이고 상대적으로 견고하며 신뢰할 수 있으며, 밝고 낮은 햇빛과 같은 야간 또는 기타 까다로운 조명 조건에 영향을 받지 않습니다.

그러나 확립된 초음파 센서의 범위가 제한되어 있다는 점을 감안할 때 일부 제조업체는 단거리 레이더를 선호하여 이를 포기하고 있습니다. 특히 초음파 기술의 최근 개발로 인해 일부 센서의 범위가 8-10미터 정도까지 확장되어 이러한 응용 분야에 적합하게 확장되었지만 기존 주차 센서 기술과 추가 사각 지대 감지 기능을 결합한 최신 후방 교차 교통/보행자 경보 시스템의 경우 특히 그렇습니다.

Lidar

Lidar ('레이저'와 '레이더'의 수축, 또는 다양한 약어, 다양하게, '빛 감지 및 범위'또는 '레이저 이미징, 탐지 및 범위'에 대한 약어 - 당신의 선택을- 당신의 선택을) 레이더와 본질적으로 동일한 원리에 작동하지만 주변 환경의 고해상도 3D 이미지를 생성하기 위해 레이저전자파를 교환합니다. Lidar는 1960년대에 기상, 측량 및 매핑 사용을 위해 처음 개발되었지만 최근에ADAS 및 자율 주행 차량 개발 애플리케이션에 채택되었습니다. 테슬라를 제외한 자동차 산업을 광범위하게 말하는 것은 Lidar가 ADAS 및 자율 응용 분야에 가장 적합한 솔루션이라는 베팅을 헤지하고 있습니다.

Lidar의 두 가지 기본 유형이 있지만 둘 다 반사 된 레이저 빛을 측정하는 동일한 기본 원칙을 채택합니다. 첫 번째 인스턴스에서 펄스 레이저는 여러 방향으로 레이저 빔을 방출회전 하는 거울에 방출 됩니다. 이 시스템은 300미터 이상의 범위에서 매우 효과적이며, 지붕에 장착된 경우 360° 시야를 선명하게 제공합니다. 그러나 그들의 크기는 생산 차량에 ADAS 기능에 대한 사용을 금지하고 또한 비싸다. 동일한 테마의 보다 컴팩트하고 ADAS 친화적 인 변형은 레이저 빔을 방사하기 위해 마이크로 전기 기계 시스템 (MEMS) 기술 기반 회전 거울을 사용합니다.

두 번째 유형은 솔리드 스테이트 Lidar로 알려져 있으며, 그 중 몇 가지 변형이 개발되고 있습니다. 하나는 여러 방향으로 빔을 지시하기 위해 광학 위상 배열을 통해 단일 레이저를 발사하고, 다른 하나는 소위 플래시 Lidar, 이미지를 만들기 위해 레이저의 단일 펄스, 또는 플래시를 사용합니다.

두 가지 주요 시스템은 각각 장점과 단점을 가지고 있습니다. 솔리드 스테이트 Lidar는 자동차 용 사용이 더 견고하지 는 않지만 각 경우 방출 된 레이저는 범위 내의 모든 물체에서 반사되고 매우 민감한 광검출기에 의해 수신되며, 그 후 정보는 즉각적인 환경의 3D 모델로 변환됩니다.

Lidar에게 강력한 도구가 될 수 있는 잠재력을 제공하는 것은 3D 모델의 세부 사항과 해상도입니다. 적절한 분석 알고리즘을 통해 Lidar 시스템은 물체를 감지하고, 물체를 구별하고, 고해상도 3D로 정확하게 추적할 수 있습니다. Lidar는 또한 비와 눈에서 잘 작동하지만 안개에 의해 부정적인 영향을받을 수 있으며, 그 기능은 밤에 영향을받지 않습니다.

역사적으로 Lidar는 생산 자동차 응용 분야에서 사용하기 위해 엄청나게 비용이 많이 들었지만 기술이 개선되고 비용이 절감됨에 따라 ADAS 개발에서 서서히 보편화되고 있습니다. 프로토타입 완전 자율 주행 자동차는 이미 부피가 큰 지붕 장착 Lidar 시스템을 사용하여 좋은 효과를 가져왔지만 이러한 설정은 비실용적이며 상업용 ADAS 응용 분야에서는 엄청나게 비쌉합니다. 당분간 생산 차량에 대한 시야에서 벗어날 수 있을 만큼 컴팩트하고 저렴하게 포장될 수 있는 Lidar 시스템은 수백 미터가 아닌 수십 미터로 측정되므로 저속에서만 효과적입니다.

카메라

카메라 기반 솔루션은 ADAS 개발자가 선택한 센서 기술로 견인력을 얻고 있습니다. 그들은 그들의 한계를 가지고 - 즉 악천후와 낮은 또는 도전적인 조명 조건에서 성능 저하에 자신의 감수성 - 하지만 기술, 말, 말, 레이더 또는 초음파 센서에 비해 상대적으로 새로운 동안, 이미 능력과 다재 다능하다. 다른 센서와 달리 카메라는 색상 및 콘트라스트 정보를 식별할 수 있는 유일한 센서로 도로 표지판 및 도로 표시 정보를 캡처하는 데 이상적으로 적합하며 보행자, 자전거 및 오토바이 와 같은 물체를 분류하는 해상도를 제공합니다. 카메라는 또한 매우 비용 효율적이기 때문에 볼륨 판매 차량 제조업체에게 특히 매력적입니다. 기술의 한계로 인해 카메라 센서의 데이터는 점점 더 레이더와 결합되어 다양한 조건에서 보다 강력하고 신뢰할 수 있는 데이터 스트림을 제공하고 있습니다.

카메라는 단안경 과 쌍안경 ADAS 응용 프로그램 모두에서 사용됩니다. 전방 방향 단안경 카메라 시스템은 차선 유지 보조, 교차 교통 경보 및 교통 표지판 인식 시스템과 같은 중장거리 기능을 갖추고 있습니다. 후방 카메라를 중심으로 운전자를 위한 후진 보조 장치로 널리 채택되었습니다. 차량 뒤의 영역의 미러 이미지 뷰가 대시보드 장착 스크린에 표시되며, 경우에 따라 스티어링 휠 이동에 비해 위치 그래픽이 보강되어 주차 안내를 제공합니다.

전방 방향 쌍안경 또는 스테레오 카메라는 최근 개발입니다. 한 쌍의 카메라는 움직이는 물체까지의 거리와 같은 복잡한 깊이 정보를 계산하는 데 필요한 정보를 제공하는 본질적으로 3D 이미지를 제시할 수 있어 활성 크루즈 컨트롤 및 전방 충돌 경고 애플리케이션에 적합합니다.

ADAS 개발의 발판을 마련한 카메라 기술의 또 다른 지점은 열 화상 입니다. 가시광선이나 사용할 수 있는 것이 거의 없는 대신, 열화상 카메라는 인간과 동물, 특히 가시성이 좋지 않거나 밤에, 또는 바쁘고 복잡한 운전 환경에서 인간과 동물을 감지하는 데 이상적입니다. 이 기술은 약 10년 전 프리미엄 브랜드 모델에 패시브 나이트 비전 지원 시스템으로 처음 등장하여 자동차 산업 전반에 걸쳐 잘 확립되고 널리 사용되고 있습니다.

열화상 카메라는 최대 300미터 정도의 범위를 가지고 있으며 안개, 먼지, 낮은 태양의 눈부심, 물론 완전한 어둠의 영향을 받지 않으며, ADAS 개발자의 센서 기술 무기고에서 중요한 역할을 합니다.

'ADAS란 무엇인가?' 시리즈의 다음 섹션 읽기: 도로의 고급 운전자 보조 시스템 
정상으로 돌아가기

위로 가기

,