[LG Aimers] 자율주행과 레이더센서의 이해 - 2. Radar 제품 이해

LG Aimers 학습 내용 정리

출처 : https://www.lgaimers.ai/ 

 

 

Radar 제품 이해

Radar : Radio Detection And Ranging의 약어로 Radio Wave를 이용해 사물을 감지하는 기술

차량 Radar는 도로의 차량/보행자를 인식하여 차량과의 거리, 상대속도, 각도, 높이 등의 정보를 수집한다.

 

군사용 레이더 : 기존의 사격통제 장치에서는 10GB Hz의 엑스밴드 주파수를 사용하고 있었지만 점차 주파수 범위를 높고 낮게 사용하는 기술로 발전하였다. 

IoT 레이더 : 주로 24GB, 60GB 주파수를 사용한 보안용 침입감지, 독거노인 움직임, 심호흡 감지, 낙상감지, 재실감지 등 헬스케어용으로 사용중이다. 

자동차용 레이더 : 주로 77GB ~ 79GB의 주파수를 사용하고 있고 최근 카메라, 라이다 등과 함께 자율주행의 핵심 부품으로 자리 잡았다.

ADAS용 레이더 : 차량 앞과 뒤 범퍼에 설치하여 차량, 보행자, 도로 인프라를 인식한다. 

 

Radar의 거리 측정 : ToF(Time of Flight)를 계산 ( 신호가 반사되는 시간이 긴 만큼 상대물도 멀리 떨어져있다 )Radar는 송신 신호의 변조 방식에 따라 구형파(Pulsed Radar)와 연속적 삼각파(FMCW Radar)로 나뉜다.

* FMCW : Frequency Modulated Coninuous Wave (시간에 따라 선형적으로 변하느 삼각파 형태의 Chirp신호를 내보낸다)

장점 = 이론적으로 사각지대가 없음, 낮은 출력 전력, 낮은 하드웨어 복잡성, 저렴한 제조 비용

 

속도 측정

도플러 주파수(효과) : 움직이는 상대물에 반사되어 입사되는 신호의 주파수를 분석했을 때 기존에 송신된 주파수와 발생하는 차이

 

각도 측정

Array 안테나로 송수신되는 신호의 위상차를 이용해 상대물의 각도나 위치 정보를 알 수 있다. Radar 안테나는 Array 배열 구조를 이용하는데, 안테나 배열 수가 많을수록 빔 폭이 sharp해지므로 상대물의 각도 정보를 촘촘히 확인할 수 있다. ( 각 해상도가 높다 )Main Chip에서 지원되는 채널 수가 안테나 Array 수와 같다

 

레이더 핵심 기술

: 안테나, mmWave회로, 신호처리, 후처리 판별 알고리즘, PCB, 제조공정의 Calibration(교정) SW 기술

 

- 최근에는 여러개의 MMIC를 사용하여 고해상도 레이더를 구현하고 있다.

 

레이더 종류

1. LRR(장거리) : 고급차량 위주로 장착 

2. MRR(중거리)

3. SRR(단거리)

4. In-Cabin

 

레이더 기술 동향

: 2D/3D -> 4D

2D = 거리/속도 측정

3D = 거리/속도/각도 측정

4D = 이미지 레이더, 거리/속도/높이까지 측정하여 사물의 형체 확인 가능, 자율주행 4단계부터 꼭 필요

 

- 레이더 칩셋은 응용 분야에 따라 최적의 레이더 대역을 선택하기 위해 솔루션 사전 성능 비교 검토가 필요하다.

- 레이더 시장은 꾸준히 성장할 것으로 예상된다.