초록 ▼

□ 연구개요
❍ 본 연구에서는 순차 방출 방식의 라이다 시스템에서 동시 다중 방출 방식의 라이다 센서로서 레이저 펄스 방출 방법을 변경한 새로운 라이다 센서에 대한 것
❍ 위치에 따른 채널 정보와 픽셀 위치 정보를 광코드분할다중접속 기술로 부호화한 레이저 펄스를 방출하며, 레이저 펄스에 채널과 픽셀 위치를 구분할 수 있는 식별번호가 포함되어, 반사파를 수신한 후 복조하면 채널과 픽셀 위치 정보를 인식
❍ 방출하는 채널마다 독립인 코드를 사용한 레이저 펄스를 동시에 방출한 후 회전이 가능하여 반사파를 수신할 때까지 필

□ 연구개요
❍ 본 연구에서는 순차 방출 방식의 라이다 시스템에서 동시 다중 방출 방식의 라이다 센서로서 레이저 펄스 방출 방법을 변경한 새로운 라이다 센서에 대한 것
❍ 위치에 따른 채널 정보와 픽셀 위치 정보를 광코드분할다중접속 기술로 부호화한 레이저 펄스를 방출하며, 레이저 펄스에 채널과 픽셀 위치를 구분할 수 있는 식별번호가 포함되어, 반사파를 수신한 후 복조하면 채널과 픽셀 위치 정보를 인식
❍ 방출하는 채널마다 독립인 코드를 사용한 레이저 펄스를 동시에 방출한 후 회전이 가능하여 반사파를 수신할 때까지 필요한 유휴 대기 시간을 최소화
❍ 송신기에서는 측정점에 대한 정보를 부호화한 후 측정 방향으로 방출하고, 그 시간을 기록하며, 수신기는 반사파를 수신하여 펄스로 추출한 후, 복호화하여 측정점 정보를 생성하고 수신한 측정점 정보와 수신 시간을 이용하여 측정점까지 거리를 계산

□ 연구 목표대비 연구결과
❍ 광학 전문 시뮬레이션 소프트웨어인 Synopsys RSoft OptSim 과 MATLAB 을 사용하여 제안하는 방식의 동작을 검증하고, 다양한 광학 파라메터를 도출
❍ 제안 방식의 성능을 평가하기 위하여 상용 광학 부품을 이용하여 프로토타입을 만들어서 전방 2.5m 에 가로와 세로가 각각 2m 인 종이 벽을 두고, 제안하는 라이다의 동작에 따른 거리 측정 결과를 도출
❍ 비교를 위하여 순차송출방식의 부호화 라이다와 Velodyne 의 128 채널 라이다인 VLS-128 도 각각 동작에 따른 거리 측정 결과를 도출하여 각각의 라이다가 측정할 수 있는 최대 측정 거리, 정밀도, 정확도를 비교
❍ 동시송출방식의 스캐닝 라이다는 최대 측정 거리, 회전 속도, 측정 밀도가 세 가지 방식의 라이다 중에서 가장 뛰어났으며, 상세한 결과는 아래와 같음
◦ 측정 각도: 수평 360˚, 수직 40˚, 각도 해상도: 수평 0.018˚, 수직 0.315˚
◦ 최대 측정 거리: 395m, 거리 정확도: 0.029m, 정밀도: 0.003
◦ 100m 에서 최소 측정 크기: 3.142 ㎝
❍ 이로서 최초 제시한 연구의 최종 목표인 아래 항목들은 모두 달성하였다.
◦ DS-OCDMA 기반의 레이저 펄스 송수신
◦ 코드화된 펄스로 개별 측정 포인트마다 상호 독립적인 ToF 측정
◦ 동시 송수신 형태의 다채널 360˚ 전방위 스캐닝 라이다

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
❍ 국내에는 차량용 라이다를 연구하는 업체가 있으나, 자율주행 자동차에 탑재한 라이다는 관련 분야의 선진 국가인 미국, 독일, 일본 제품의 수입에 대부분 의존
❍ 광통신 기반의 펄스 변조를 스캐닝 라이다에 응용한 독창적인 방식이며, 높은 해상도, 측정 거리, 고정밀도의 라이다 개발은 자율 운행이나 자율주행을 위한 장애물 탐지와 주변 환경 인지에 매우 적합하여 미래 모빌리티와 로봇 산업을 비롯하여 시각적 인지가 필요한 모든 산업에 파급효과가 큼
❍ 기존 스캐닝 라이다의 패러다임을 바꿀 수 있는 새로운 라이다 방식으로 원천기술을 확보하여 국산화를 통한 수입 대체뿐만 아니라 라이다 분야의 선진국에 수출이 가능
❍ 본 과제에서는 2 차원 공간을 주행하는 자동차에 필요한 환경 인지를 위한 라이다 센서에 대한 연구를 수행하였으며, 기선정된 중견후속연구에서는 3 차원 공간을 운항하는 도심형 항공 모빌리티의 환경 인지를 위한 라이다 센서에 대한 연구를 수행할 계획임


(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구 목표 ... 4
• 2) 연구의 필요성 ... 5
• 3) 연구 내용 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 1) 1차년도 ... 6
• 2) 2차년도 ... 7
• 3) 3차년도 ... 7
• 4) 4차년도 ... 8
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 8
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 8
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 3) 목표 달성 수준 ... 15
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 16
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 16
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 16
• 6. 참고문헌 ... 17
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 19
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 23
• 끝페이지 ... 38