자동차에 눈이 달렸다. 아무리 생각해도 신기하고 놀랍다. 기자는 지난 18일 테슬라 매장을 방문하여 모델s를 시승했다. 그 중 자율주행, 정확히 말하자면 운전보조 기능은 정말 놀라웠다. 어떻게 차량 스스로 주변환경을 감지하는지 궁금했다. 그래서 자동차에서 사람의 눈을 대신하는 것들을 알아봤다. 카메라, 레이더, 라이다, 초음파 네 가지가 있다.

카메라는 주변 환경을 이미지로 감지하고 처리하는 센서다. 물체는 100m, 보행자는 40m 정도까지 감지하고전방 100m, 서라운드 뷰, 후방까지 감지할 수 있다. 차선을 인식해 자동차가 차선을 이탈할 경우 경고를 주거나(차선이탈경보시스템), 스티어링휠을 차량 스스로 조작해 주행 차로를 지켜주는기능(차선이탈자동복귀시스템)에 쓰인다. 또 갑작스럽게 보행자 등 장애물이 전방에 출현하거나 앞선 차량이 급정거를할 경우, 차량 스스로 브레이크를 조작해 정지시키는 기능(긴급제동시스템) 역시 카메라의 역할이 중요하다. 최근에는 사람의 눈과 같이 두 개 렌즈를 사용한다. 렌즈 간 시각차를 이용하여 물체를 3차원으로 인지해 정확하게 거리를 측정한다.

레이더(RADAR)는 전파를 발사해 돌아오는 전파 소요 시간과 주파수 편이를 측정해 주변 사물과 거리 및 속도를 탐지하는 장치다. 카메라처럼 형체를 판별할 수는 없지만 전파를 이용해 야간이나 기상 환경이 나빠도 안정적으로 작동한다. 움직이는 상태에서도 거리를 측정할 수 있다. 레이더는 앞차와 간격을 자동으로 조절하는 기능(스마트크루즈컨트롤), 긴급제동시스템, 후측방 충돌 회피 지원 시스템 등에 이용된다. 측정 거리와 측정 각도를 동시에 늘리는 게 어려워 기능에 따라 장거리 레이더와 중∙단거리 레이더로 나뉜다. 스마트 크루즈컨트롤는 장거리 레이더, 긴급제동시스템과 후측방 충돌 회피 지원 시스템에는 중∙단거리 레이더가 사용된다.

라이더(LIDAR)는 빛을 이용해 주변 물체 및 장애물 등을 감지하는 센서다. 원리는 레이더와 같지만 발사하고 수신하는 대상이 전파가 아니라 고출력 펄스 레이저를 이용해 거리정보를 얻는다. 퍼지지 않고 나아가는 직진성이 강해 레이더 대비 정밀한 위치 정보를 얻는다. 라이더는 평면적 정보를 얻는 2D 스캔 라이더와 공간적 정보를 얻는 3D 스캔 라이더가 있다. 3D 스캔 라이더는 다수의 레이저 광원을 모터로 회전시켜 360도 범위를 자세히 탐지하는 방식이다.

초음파는 인간이 들을 수 없는 20000Hz 이상의 주파수를 활용해 근거리 장애물을 감지하고 거리를 측정하는 센서다. 자연에서는 대표적으로 박쥐나 돌고래가 이용한다. 기술이 이미 성숙 단계에 있고 제품의 단가가 타 센서 대비 저렴하다. 하지만 측정거리가 짧다. 그래서 주로 주차보조 기술로 가장 널리 상용된다.

센서의 정확도는 날로 정확해지고 있고 가격은 점점 저렴해지고 있다. 차량 한 대에 장착되는 센서가 많아질수록 더욱 정교한 조작이 가능하다. 이제는 자율주행 중에 사고를 당하는 안타까운 소식이 없길 바라며 미래에는 운전에서 벗어나는 상상을 해본다.