장거리 고해상도
3차원 영상
획득이 가능한
레이저 레이더
기술의 탄생

인간의 삶을
더욱 편리하게
무인화 시스템

IT의 발전은 우리 생활을 많이 바꾸어 왔지만, 무엇보다 일일이 사람이 하던 일을 대체하는 상황으로 하나씩 무인화 하고 있다는 점이다. 우리 주변에 무인화라 하면 대표적인 게 CCTV, ATM(현금자동입출금기), 고속도로 하이패스, 무인결제 시스템 등을 들 수 있다. ETRI 무인시스템과 관련, 그동안 많은 연구개발을 통해 국민 편의증진 및 인류에 공헌해왔다. 먼저 에너지+IT기술의 융합은 우리생활에 큰 변화를 가져다주고 있다. 사무공간이나 가정에 사람이 존재하지 않을 경우 전력을 차단, 에너지를 절감시켜줘 아낀 만큼 전기를 되돌려 주는 세상이 되었기 때문이다. 또한 LED로 통신하는 기술을 만들고, PC없는 클라우드 세상으로 사람들을 더욱 더 편리하게 해주고 있다. 정보보호의 강력한 기능인 지문·홍채 등 생체인식시스템 등도 무인화 시스템의 핵심기술로 대두되고 있다. 이처럼 무인화 시스템은 분명, 우리 생활을 더욱 풍요롭게 해주고 있다.

STUD 방식을 사용한
실시간 고해상도
장거리 3차원 영상 확보

3차원 레이저 영상분야는 미국 등의 선진국에서는 90년대 초부터 연구가 진행되어 왔지만, 국내에서는 그 연구가 상당히 제한적이고 시스템 특성이 상용부품의 특성에 의존적일 수밖에 없는 등의 한계가 있었다. 하지만 이번 연구는 그동안 ETRI에 축적된 광검출기나 고출력레이저모듈과 같은 다양한 요소기술을 시스템 설계에 효율적으로 접목해 다양한 문제 속에서도 빠른 연구 성과를 확보할 수 있는 원동력이 되었다.
2010년 9월 3일 당시, 처음으로 확보된 28×34 해상도의 3차원 영상의 경우, 이 당시는 전용의 3차원 소프트웨어가 개발되기 전이었기 때문에 목표물 검출거리도 짧았고 실시간이 아닌 상당한 시간을 통하여 확보된 것이다. 그러나 이 3차원 영상은 ETRI가 확보하고 있는 다양한 관련기술을 처음으로 시스템 수준에서 연동해 확보한 것으로 3차원 영상을 확보한 의미 있는 순간으로, 레이저 레이다를 통해 얻은 첫 번째 3차원 영상이다.
이후 ETRI는 2012년 순수국내 기술로 ‘실시간 3차원 통합 레이저 레이더 영상센서’를 개발하였고, 이때 개발된 기술은 검출기 어레이를 이용하거나 회전방식에 의한 기존의 3차원 영상기술에서 탈피해, 수신부가 정지(STationary)되어 있으면서도 하나(Unitary)의 대면적 검출기(Detector)를 기반으로 하는 STUD 방식이다. 이 기술은 실시간으로 고해상도의 장거리 3차원 영상을 확보하는데 유리한 구조이다. 2016년 말에는 전 세계에서 2번째로 플래쉬 타입의 32x32 어레이형 3차원 영상센서 칩 개발에도 성공했다. 유럽에 기반을 둔 상용차 회사는 차량의 보행자 안전 및 차량보조운행 수단 등의 기능을 외국자동차 회사의 자국시장에 대한 진입장벽으로 활용하려고 하고 있다. 또한 미국의 구글사는 상용차 기반의 회사가 아님에도 불구하고 뛰어난 IT기술을 접목해, 세계인구의 고령화와 장애인을 위한 완전무인자율주행차량의 시대를 준비하고 있다. 따라서 개발된 STUD 및 플래쉬 레이저 레이다는 국내 자동차 시장보호를 위한 발판이 됨과 동시에 기술선점을 통한 세계시장 기술 지배력을 유지 및 확대할 수 있을 것으로 전망된다.
국방 분야에서는 미국 국방성과 일본 방위청에서 시각안전 레이저 레이다 공동개발에 대한 양해 각서를 1996년에 체결하고 적극적으로 개발을 시작했다. 우리나라의 경우 개발된 레이저 레이다 시스템의 고유 장점을 살려 국방기술에 접목해 나간다면, 효과적으로 국방기술의 선진화를 이룰 수 있을 것으로 기대된다.

3차원 영상센서 개발,
핵심 시각센서 활용을 기대하다

이번 연구를 통하여 연구진은 기존 제품과는 다른 독자적인 구도를 제안 및 설계하고, 이를 시제품으로 검증했다. 특히 우수한 해상도와 같은 차별점을 기반으로 향후 집중적인 투자를 거치면 한국고유의 구도로 차세대 무인자율주행차량 및 무인전투로봇 등의 핵심 시각센서로 삼차원 영상센서가 활용될 수 있을 것으로 전망된다. 개발되는 3차원 영상시스템은 로봇 시각센서, 군수용 어플리케이션, 무인자율주행차량용 시각센서, 자연환경감시, 의료용 등 다양한 분야에 접목되고 있어 향후 응용분야가 점차 확대될 예정이다. 현재도 관련 후속연구가 진행되고 있으며, 기존 연구의 핵심성과인 독자적인 STUD 방식을 발전시켜 미래사회 무인자율주행차량의 주시각센서로 이번 연구결과가 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 전술한 바와 같이 이 기술을 기반으로 2012년부터 2017년 종료 일정으로 민군겸용기술개발사업으로 경전투로봇 탑재를 위한 3차원 라이다 영상센서 기술을 개발 진행 중이다. 향후 이번 사업에서 개발된 3차원 라이다 영상센서 기술은 2017년부터 ~8,000억(8년) 규모로 기획되고 있는 ‘국방무인경전투로봇’ 사업에 활용될 예정이다.