강신원 과장, 첨단센서 2025 포럼서 발표
강신원 무라타제작소 센서사업부 과장은 "첨단운전자지원시스템(ADAS)에서 관성측정기(IMU) 센서로 정밀한 차량 위치와 방위각 측정이 가능하다"고 밝혔다.
강신원 과장은 28일 서울 양재동에서 열린 제5회 첨단센서 2025 포럼에서 "많은 완성차 업체가 초정밀지도(HD맵)에서 차량 위치를 추적할 때 라이다(LiDAR)를 주로 사용한다"면서 "이미지센서 기반 차량위치추적시스템은 여러 대의 라이다, 레이더, 카메라를 활용해서 시스템 복잡도가 커지는 등의 문제가 있다"고 지적했다.
이어 "이미지센서 기반 시스템은 컴퓨팅 파워 등 비용이 많이 소모되고 환경 영향을 크게 받을 수 있다"면서 "폭설·폭우 환경에서도 자율주행차는 운행해야 하기 때문에 차량 관성항법을 적용하는 방법론이 제시된다"고 말했다. 그는 "기준점으로 삼은 장애물이나 물체에 반사돼 돌아온 신호로 차량 위치를 계산하는 방법도 맞긴 하지만 한계가 있다"고 밝혔다. 초음파 센서가 주변부 장애물 등 물체와의 거리를 계산하고 카메라가 차선 등을 인식하는 방식은 날씨에 따라 정확도가 제한될 수 있기 때문이다.
강 과장은 "이미지센서에 기반한 안전은 리던던시(Redundancy·중복) 계획이 필요하다"면서 "IMU 센서가 향후 각광받을 수 있다"고 전망했다. 리던던시란 자율차 오작동에 대비한 이중 안전 설계를 말한다. 돌발상황을 해결할 수 있는 보조장치다.
강 과장은 "IMU와 위성항법장치(GPS)는 대부분 차량에서 이미 사용하고 있다"면서 "시스템으로 구현하는 것도 라이다 등 다른 제품보다 난도가 높지 않아 친숙하다"고 설명했다. "많은 고객사도 IMU 센서를 높이 평가한다"고 덧붙였다.
무라타는 위성항법시스템(GNSS)과 IMU로 구성된 방법을 제안한다. GNSS 및 IMU 신호로 차량 위치와 고도, 자세를 측정할 수 있고 위치 정보를 인프라와 통신하는 것이 가능하다. 일본에선 이미 여러 업체가 GNSS와 IMU 신호로 수십 센티미터(cm) 수준의 차량 위치 추적 방식을 개발했다. 강 과장은 "일본에선 준천정위성시스템(QZSS)이 곧 상용화 예정이어서 다양한 시스템을 연구개발하고 있다"고 설명했다.
무라타는 IMU 센서를 활용해서 실제 주행 테스트를 진행 중이다. 센서는 무라타 핀란드에서 설계·개발·양산한다. 헬싱키 도로에서 주행 실험도 하고 있다. 고속도로에서 GPS를 끄고 켜는 구간을 나눠 실험한다. GPS 신호 없이 IMU 자체만으로 오차가 어느 정도인지 추정하기 위해서다. 두 개의 GPS 수신기를 달고 바퀴 회전으로 차량 속도를 파악한다.
무라타는 내년 하반기나 2021년을 목표로 자동차 규격에 맞는 6축 센서를 개발하고 있다. 3축은 움직임을 측정하는 자이로 센서, 나머지 3축은 가속도 센서다. 20cm 정확도를 유지할 것으로 기대된다.
무라타는 동시에 송신부(Tx)와 수신부(Rx)를 구비한 초음파 모듈을 개발 중이다. 이 초음파 모듈은 근거리 10cm, 장거리 6m까지 감지가 가능하다. 무라타는 센서 자체가 가지고 있는 잔진동 에너지를 없애는 방법을 개발 중이다. 이 방식을 사용하면 차량 범퍼와 물체까지의 근거리 음영구간이 기존 30cm에서 10cm로 줄어든다. 무라타가 현재 공급하는 초음파 센서의 감지 범위는 근거리 30cm, 장거리 4m다. 향후 ADAS 시스템에 필요한 초음파 센서에 요구되는 감지범위는 근거리 10cm, 장거리 7m다.
무라타가 개발 중인 제품은 적층형 세라믹으로 Tx와 Rx가 분리돼 있다. 현재 싱글 레이어 제품은 120V 교류(AC)로 구동하지만, 적층형 제품은 20V AV로 구동할 수 있다. 자가 진단이나 기능 안전을 스마트하게 구현할 수 있다. 현재의 초음파 센서는 기본적으로 싱글 레이어로 돼 있고, 송신부와 수신부가 통합돼 있다.
그는 "아직 무라타 센서 상품은 회사 매출에서 많은 비중을 차지하지 않지만 차량 쪽 매출 비중이 점차 증가하고 있다"면서 "센서 상품 활동도 비약적으로 증가할 것"이라고 예상했다.
첨단센서 2025 포럼은 산업통상자원부 주최, 한국산업기술평가관리원 주관으로 열렸다. 2015년부터 열렸고 내년이 마지막이다.
