초점을 선명하게 하는 차량용 레이더 기술

최근 차량 레이더 기술의 발전으로 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS)에 최대한 광범위한 작동 성능을 제공할 수 있는 기능의 획기적인 변화가 곧 이루어질 예정입니다.

ADAS 인식을 개선하는 방식에는 크게 두 가지가 있습니다. 머신 러닝을 사용하여 시스템이 센서에서 출력되는 데이터 해석 방식을 개선하거나 센서에서 출력되는 실제 데이터의 품질과 정확성을 개선하는 방식입니다. 이러한 접근 방식을 결합하면 승수 효과가 발생하여 차량이 지능형 주행 결정을 내리는 데 사용할 수 있는 강력한 환경 모델을 만들 수 있습니다.

머신 러닝이 계속 발전하는 가운데 레이더 센서 기술도 계속 발전하고 있습니다. 엔지니어들이 최근 성공을 거둔 한 가지 특별한 접근 방식은 레이더 안테나에 3D 도파관 기술을 사용하여 보다 정밀한 신호를 포착하고 탐지 범위를 확장하는 것입니다.

과거의 도파관

도파관은 본질적으로 고주파 전파를 전달할 수 있는 소형 직사각형 터널 또는 파이프입니다. 내부 표면은 금속으로 만들어지거나 금속 물질로 코팅되어 터널로 들어오는 전파가 내벽에서 반사되어 더 멀리 전파될 수 있도록 합니다.

역사적으로 차량용 레이더는 이러한 소형 도파관을 만들기 위해 인쇄 회로 기판의 구조를 독창적으로 사용했습니다. 인쇄 회로 기판은 구리 층 사이에 적층된 라미네이트 층으로 구성됩니다. 구리 층은 도파관의 상단과 하단이 됩니다. 도파관의 측면을 만들기 위해 엔지니어는 금속으로 코팅된 비아라고 하는 두 줄의 작은 구멍을 뚫습니다.

전파는 라미네이트를 통해 도파관으로 들어가 동일한 기판에서 도파관의 길이를 따라 이동합니다. 이 접근 방식은 많은 애플리케이션에 적합하지만, 모든 수지와 플라스틱(이 애플리케이션을 위해 설계된 고가의 라미네이트를 포함)은 공기보다 신호의 강도를 더 많이 감쇠시킵니다.

미래의 물결

상상할 수 있듯이 공기로 채워진 소형화되고 재현 가능한 터널을 제조하는 것은 쉽지 않으며, 비용 효율적인 방식으로 터널을 제조하는 것은 훨씬 더 어렵습니다. 제조업체들은 성형 플라스틱을 사용한 다음 금속으로 코팅하여 도파관의 3D 구조를 형성하는 방법을 시도해 왔습니다.

Aptiv의 최신 레이더를 만들기 위해, 우리는 설계의 자유도가 훨씬 더 높은 특수 기술을 사용하여 성형된 3D 공기 도파관을 만들어 독특한 모양과 빔포밍 기술을 사용하여 특수 레이더 빔을 만들 수 있습니다. 특정 애플리케이션의 목표를 달성하기 위해 모양을 맞춤화할 수 있습니다.

즉각적인 결과

차량 레이더 시스템에서 3D 전파 가이드 안테나는 레이더 신호로 주변을 효율적으로 비추고 주변에서 돌아오는 희미한 에코를 낮은 손실로 수신하는 데 도움이 됩니다. 전파 가이드 안테나는 송수신 신호 손실을 줄임으로써 레이더의 작은 물리적 설치 공간을 유지하면서 더 민감한 센서를 구현할 수 있습니다. 또한, 도파관 기술은 이러한 개선을 가능하게 하면서도 비용을 절감할 수 있습니다.

앱티브는 10년 이상 고주파 플라스틱 라미네이트 기반의 슬롯형 도파관 안테나를 사용해 왔으며, 이러한 경험을 3D 공기 충전 도파관에도 적용하고 있습니다. 예를 들어, 더 큰 조리개와 지능형 빔포밍을 통해 더 높은 각도 해상도를 달성하여 더 정밀한 인식을 구현할 수 있습니다.

그 결과, 인식 시스템은 차량 주변의 물체 위치, 이동 속도, 심지어 물체의 종류까지 정확히 파악하는 데 필요한 더 많은 데이터를 수신할 수 있습니다.

이 접근 방식은 카메라 중심 시스템과 달리 버려야 하는 불필요한 데이터를 전달하지 않기 때문에 컴퓨팅 효율성도 높습니다. 예를 들어, 카메라가 전방 차선을 막고 있는 차량의 색상을 감지하더라도 이 데이터는 ADAS 시스템이 이를 피하기 위해 어떻게 움직일지 결정하는 데 도움이 되지 않습니다. 오히려 더 선명한 레이더 이미지는 인식 트래커 소프트웨어의 정확도를 높이는 데 도움이 될 뿐입니다.

자동 주차 대안

첨단 3D 도파관 안테나 기술이 적용된 레이더는 고화질 인식 모드를 지원하여 자동 주차를 가능하게 할 수 있습니다. 초기 자동 주차 기능 구현은 초음파 센서에 의존하여 주차 공간의 폭을 측정하기 때문에 차량이 주차 공간을 지나가면서 주차 공간이 적당한 크기인지 확인한 다음 다시 주차 공간으로 들어가야 하는 경우가 많습니다.

향상된 레이더를 활용하는 트래커 소프트웨어를 사용하면 차량이 주차 공간을 지나가기 전에 공간의 크기를 파악할 수 있어 차량이 주차 공간으로 바로 진입할 수 있습니다.

OEM은 장치의 복잡성과 비용을 증가시키지 않고도 무선 소프트웨어 업데이트를 통해 요청하는 고객에 한해 소프트웨어를 통해 이 특정 기능을 활성화할 수 있습니다.

차세대 제품 출시

7세대 코너 레이더와 전방 레이더는 독점 지적 재산과 고유한 설계를 기반으로 한 에어웨이브가이드 안테나 기술을 통합한 제품입니다.

전방 지향형 Aptiv FLR7은 업계 최초로 4D 기능을 갖춘 베이스 레벨 레이더로, 업계 최고 수준인 300미터의 탐지 범위와 뛰어난 각도 분해능을 자랑합니다. 4D 레이더의 네 번째 차원은 고도이며, 이를 통해 레이더는 자동 긴급 제동 상황과 크루즈 컨트롤 애플리케이션에서 오탐지를 크게 줄일 수 있습니다. 예를 들어 맨홀 뚜껑이 신호를 강하게 반사할 수 있지만, 시스템은 맨홀 뚜껑의 높이가 매우 낮다는 것을 감지하여 자동 긴급 제동 시스템이 작동하는 것을 피할 수 있습니다.

향상된 기술을 통해 일부 OEM은 전방 레이더를 완전히 제거할 수 있으며, Aptiv SRR7+ 코너 레이더의 확장된 범위와 넓은 시야를 사용하여 전방 코너와 차량 바로 앞 영역을 모두 커버할 수 있습니다. 이 구성은 표준 어댑티브 크루즈 컨트롤과 자동 긴급 제동을 지원할 수 있습니다.

앱티브의 차세대 레이더는 이러한 시스템에 필요한 데이터를 수용하는 데 필요한 대역폭이 증가할 것으로 예상하여 모든 레이더가 초당 최대 1G 비트의 원시 데이터 스트림으로 오토모티브 이더넷을 지원합니다.

첨단 안테나 기술, 고속 데이터 지원 및 소프트웨어 개선 사항을 모두 컴팩트한 패키지에 담은 Aptiv의 7세대 레이더 제품군은 차세대 자율 주행을 구축할 수 있는 탁월한 감지 기반을 제공합니다.