ETRI, 3차원 레이저 레이더 영상시스템 개발

- 순수 국산 기술 개발로 해외기술 의존 탈피…자주국방 기여
- 저비용·고해상도 등 경쟁우위 확보로 수출 전망도 밝아
- 국방·무인자율주행차량·보안·로봇분야 등 활용 무궁무진

우리나라가 최근 군수용 영상 장비, 무인자율주행차량 등에서 각광을 받고 있는 3차원 레이저 영상센서의 독자적 기술을 확보하게 됐다.

ETRI(한국전자통신연구원, 원장 김흥남)는 기존 레이저 레이더(laser radar) 영상시스템 대비 저비용·고해상도의 ‘실시간 3차원 통합 레이저 레이더 영상시스템’을 개발했다고 28일 밝혔다.

이번에 개발한 기술은 순수 국산 기술로 외산 기술 대비 구축 비용이 저렴하고, 세계 최고 수준의 고해상도 3차원 영상을 제공하는 점이 특색이다.

구축 비용과 관련해서, 이 기술은 레이저 레이더 시스템 구축에 필요한 검출기, 어레이, 센서헤드 등의 고가 부품을 최소화하는 고정형의 통합 탐지(STUD: STatic Unified Detector) 방식을 채택함으로써 기존 시스템 대비 구축 비용을 획기적으로 절감했다. 반면, 구축 비용은 줄이면서 기술적 우수성은 높였다. 기존 시스템은 레이저 빛을 움직이면서 넓은 공간에 퍼트리고 반사되어 돌아오는 빛을 어레이형 검출기로 인식을 하는 방식을 채택하고 있는 반면, 이번 방식은 레이저 빛을 분산시키지 않고 시분할(time division) 방식으로 대상 공간을 지능적으로 스캔하는 방식을 채택하고 있다. 즉 영상센서가 회전형이 아닌 고정된 형태로 설치하여 센서가 탑재될 군수용 장비, 차량, 로봇 등의 디자인과 동작 안정성을 해치지 않고 동작할 수 있는 장점을 확보했다. 또 영상 검출기 구조를 대면적화하여 실장하는 기술(packaging technology)을 확보함으로써 보다 선명하고 정확한 영상을 획득하도록 도와준다. 이 방식을 적용할 경우 단거리뿐 아니라 1km가 넘는 장거리 목표물의 관측 및 탐지에도 유리하여 향후 국방 분야에서의 활용 가능성을 높였다.

또 다른 경쟁 우위는 고해상도 영상을 제공할 수 있다는 점이다. 이번 시스템을 통해 제공되는 영상은 QVGA, 즉 가로 320 픽셀, 세로 240 픽셀 수준으로, 기존 세계 최고의 3차원 영상 해상도인 가로 128, 세로 128 대비 보다 선명하고 정확한 영상을 보여준다.

이번 기술은 국방, 차량, 보안 분야 등 다양한 산업분야에서 활용가능하다.

국방분야에서 3차원 레이저 영상센서는 국경 및 해안선 경계감시를 용이하게 해 줄 뿐 아니라, 전차, 항공기, 헬기, 미사일 등의 군 무기체계에 장착되어 장거리 목표물 감시 및 추적에 활용될 수 있다. 현행 국방분야에서 탐지 및 감시용으로 주로 사용되고 있는 적외선(IR: Infrared Ray) 방식 대비 이번 레이저 방식은 열이 발생하지 않은 물체 식별이 용이하여 대체기술로 각광을 받고 있다.

특히 이 기술은 국방기술 자립화를 통한 자주국방에도 크게 기여할 것으로 보인다. 현재 3차원 레이저 영상센서는 국방분야 핵심기술로 보유한 국가 수도 제한적이며, 기술보호를 이유로 타국으로의 기술이전 및 상용제품 수출을 전략적으로 제한하고 있기 때문이다.

차량분야와 관련해서는 구글이 주도하고 있는 무인자율주행차량 개발에 핵심적으로 활용될 수 있다. 지난 9월 말 구글 본사가 있는 미국 캘리포니아 주는 무인자율주행차량에 대한 도로 사용을 승인했으며, 노약자, 장애인, 음주자 등을 위한 본격적인 무인주행차량의 시대가 개막됐다. 이 무인주행차량의 핵심 센서 또한 3차원 레이저 영상센서다. 우리나라에서는 현재 ETRI, 현대자동차, 국민대학교, 한국기술교육대학교 등이 중심이 되어 무인주행차량을 개발 중에 있으나, 이에 활용되고 있는 영상센서는 전부 외산 제품에 의존하고 있는 실정이다.

이 밖에도 3차원 레이저 레이더 영상시스템은 주요 지형 및 건물의 보안시스템 구축, 지능형 로봇 개발 등에 활용될 수 있다.

연구책임자인 남은수 광무선융합부품연구부장은 “이번 독자 기술 확보로 외산 기술 및 제품에 의존하고 있는 우리나라 3차원 레이더 영상센서 분야의 수입대체 효과가 기대된다”면서 “더 나아가 기술 및 가격의 경쟁우위를 바탕으로 우리 기술의 해외 수출 가능성도 높다”고 기대감을 내비쳤다.

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