ETRI, '실시간 3차원 통합 레이저 레이더 영상시스템' 개발
보유국 수출제한하는 기술…국방강화·신차개발에 일익 전망

군수용 영상 장비, 무인자율주행차량 시스템의 중요기술 중 하나인 3차원 레이저 영상센서 기술의 국산화가 실현됐다. ETRI(한국전자통신연구원·원장 김흥남)는 기존의 레이저 레이더(razer radar) 영상시스템보다 저비용, 고해상도의 '실시간 3차원 통합 레이저 레이더 영상시스템'을 개발했다고 28일 밝혔다.

연구팀은 "레이저 레이더 시스템 구축에 필요한 검출기, 어레이, 센서헤드 등의 고가 부품을 최소화하는 고정형의 통합 탐지(STUD: STatic Unified Detector) 방식을 채택해 기존 시스템보다 구축 비용을 절감했다"고 말했다.

기존 시스템은 레이저 빛을 움직이면서 넓은 공간에 퍼트리고 반사돼 돌아오는 빛을 어레이형 검출기로 인식하는 방식이다. 반면 이번에 개발된 방식은 레이저 빛을 분산시키지 않고 시분할(time division) 방식으로 대상 공간을 지능적으로 스캔한다. 즉 영상센서를 회전형이 아닌 고정된 형태로 설치해 센서가 탑재될 군수용 장비, 차량, 로봇 등의 디자인과 동작 안정성을 해치지 않고 작동할 수 있는 장점을 확보했다.

또 영상 검출기 구조를 대면적화해 실장하는 기술(packaging technology)을 확보함으로써 보다 선명하고 정확한 영상을 획득하도록 도와준다. 이 방식을 적용할 경우 단거리뿐 아니라 1km가 넘는 장거리 목표물의 관측·탐지에도 유리해 앞으로 국방 분야에서의 활용 가능성도 높다. 또한 고해상도 영상을 제공하는 장점도 있다.

개발된 시스템을 통해 제공되는 영상은 가로 320, 세로 240 픽셀 수준이다. 이는 기존 세계 최고의 3차원 영상 해상도인 가로 128, 세로 128 픽셀과 비교해 보다 선명하고 정확한 영상을 보여준다.
 

▲ETRI 3차원 레이저 레이더 영상시스템으로 원거리 목표물을 촬영한 모습
(좌측부터 CCD, 2차원, 3차원 영상)
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연구팀은 개발된 기술은 국방, 차량, 보안 분야 등 다양한 산업분야에서 활용이 가능하다고 설명한다. 국방분야에서 3차원 레이저 영상센서는 국경과 해안선 경계감시를 용이하게 해준다. 또 전차, 항공기, 헬기, 미사일 등의 군 무기체계에 장착돼 장거리 목표물 감시와 추적에 활용될 수 있다.

현재 3차원 레이저 영상센서는 국방분야 핵심기술로 이를 보유한 국가는 극히 일부다. 또 이들은 기술보호를 이유로 타국으로의 기술이전과 상용제품 수출을 전략적으로 제한하고 있다.

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. 우리나라는 현재 ETRI, 현대자동차, 국민대학교, 한국기술교육대학교 등이 중심이 돼 무인주행차량을 개발 중이지만 여기에 활용되는 영상센서를 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 레이터 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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