자율주행과 레이더센서의 이해 - Radar 제품의 이해

문영제·2022년 7월 18일
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LG AImers

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Definition of RADAR

Radio Detection And Ranging의 약자
전자파의 반사 시간을 이용하여 시간과 속도를 측정하는 기술으로, 80년의 기술이지만 매우 다양하게 사용 중이다. 차량에 사용되는 것은 ADAS 레이더로, 차량/보행자/도로 인프라를 니식하여 차량과의 거리, 상대속도, 각도 등의 정보를 수집하는 것이 특징이다.

거리 측정

ToF: 송신된 전파가 반사되어 돌아오는 시간으로 반사가 오래 걸리는 만큼 멀리 있다고 할 수 있다. 이때 거리는 ct/2에 해당한다.

속도측정

구형파(Pulsed Radar) : 진폭을 높여서 신호를 멀리 보내는 군사용으로 사용되며
연속적 삼각파(FMCW Radar) : 시간에 따라 선형적으로 변하는 삼각형 형태의 파형을 보내며 이론적으로 삼각지대가 없고 싸서 상업용으로 많이 사용한다.
이때의 주파수는 2f_t v/c로서 도플러 효과의 영향을 받게 된다.

각도측정

Array 안테나로 수신되는 신호의 위상차로 각도와 위치 파악을 하여 안테나 배열 수가 많을수록 빔 폭이 Sharp하게 만든다. 이때 각 해상도가 높고 Main Chip의 채널 수는 안테나 Array 수와 같아 여러 안테나에서 수신된 신호의 위상차를 이용해 각도를 측정할 수 있다.

레이더의 핵심 기술

  • 안테나 : 12채널 기반 array 안테나 활용 (현재까지 192채널까지 확장)
  • mmWave회로 : transmission loss를 최소화 시키는 기술 필요
  • SW : 신호처리, Perception 알고리즘은 영상 처리 소프트웨어 영역에 속함
  • 기구 : 전파 투과율 최적화 설계가 필요함

레이더의 종류

  • In-Cabin : 실내에 장착(~10m) – 방치된 유아 감지 기능, 벨트 착용 알람, 차량절도 방지에 사용
  • SRR : 측후방에 장착(~10m) – 사각지대 감지, 주차보조, 교통정체시에 사용
  • MRR : 전방에 장착(~180m) – 충돌방지에 사용, 보행자 감지, 정면/후면 충돌 감지에 사용
  • LRR : 차량 전방에 장착(250m 이상) – Smart Cruise(고속도로 자율주행), 충돌방지에 사용

레이더 칩셋

10~140GHz까지 사용 가능
응용분야에 따라 최적 레이더 대역이 다르기 때문에 솔루션 사전 성능 비교가 필요하며 일반차량은 60, 77, 79GHz를 사용함!

레이더 시장 동향

전체적으로 계속 성장해나갈 것으로 예상되며 안전 기준 강화로, 신차에는 의무적으로 레이더를 장착해야 하는 법안이 마련되면서 수요는 점차 증가하고 있고 필요성에 따라 고해상도 레이더도 요구되고 있음.

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부산사는 아저씨

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