디지털 레이더는 새로운 ADAS 간섭 문제를 해결할 수 있습니까?

ADAS를 작동하게 하고 궁극적으로 상업용 AV의 다음 단계로 넘어가는 것은 여전히 ​​심각한 한계가 있습니다.

우리 차가 사고를 피하기 위해 자동으로 제동을 걸거나, 핸들에 손이 닿지 않고 협소한 주차 공간에 깔끔하게 몸을 집어넣는 것은 소비자의 기대를 충족시키는 것만큼 기술적인 기적을 경험하지 못합니다. 이 사실은 우리가 자율 이동성을 향한 추진력을 얼마나 많이 끌어냈는지, 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS)의 설치가 조용히 신차 생산의 산업 표준이 되었다는 증거입니다.

그러나 ADAS를 작동하게 하고 궁극적으로 상업용 AV의 다음 단계로 나아가게 하는 기술에는 여전히 심각한 한계가 있습니다. 지속적인 발전을 달성하고 차세대 모빌리티를 구현하기 위해 OEM과 시스템 개발자는 어디에 집중해야 할지 어려운 결정을 내려야 합니다. 결국, 우리를 이 지경에 이르게 하는 데 도움이 된 일부 기술을 다시 상상하거나 대체해야 할 수도 있습니다. —가까운 미래에 다음 단계에 도달하기를 희망한다면.

개발자들이 당면한 당면 과제 중 하나는 ADAS에서 레이더를 사용하는 것인데, 이는 최근 기술이 보다 널리 보급되면서 우려의 원인으로 떠올랐습니다. 레이더는 다양한 시스템에서 정확한 감지를 달성하기 위한 필수 구성요소입니다. 보행자나 다른 차량이 이동할 수 있는 속도는 물론 거리에 있는 물체를 감지하는 것이 중요합니다.

거리와 속도는 틀림없이 모든 ADAS의 가장 중요한 측면일 수 있습니다. 도로에서 레이더의 양이 증가함에 따라 많은 전문가들은 잠재적인 신호 간섭에 대해 걱정하고 있습니다. 이는 실제적인 책임이자 간과할 수 없는 비양심적인 것입니다.

레이더 간섭

먼저 문제를 파악하고 이해해야 합니다. 레이더 간섭이란 정확히 무엇이며 AV 개발자에게 나타나는 어려움은 어느 정도입니까?

레이더 간섭은 자동화 및 운전자 지원 차량의 "아킬레스건"으로 설명되었습니다. AV의 맥락에서 레이더 간섭은 놀라울 정도로 이해하기 쉽습니다. 방사체는 물체에서 반사되는 신호를 전송하고 레이더의 수신기에 의해 수집 및 처리됩니다. 그러나 별도의 레이더에서 두 개 이상의 신호가 경로를 가로지르면 서로 간섭하여 많은 문제를 일으킬 수 있습니다.

레이더가 ADAS 감지 기능의 필수 구성 요소인 경우가 많다는 점에서 간섭은 안전 문제를 야기합니다. 주차 지원, 사각지대 감지, 적응형 크루즈 컨트롤, 전방 충돌 경고 및 자동 비상 브레이크와 같은 필수 기능은 모두 레이더를 사용하여 가능합니다.

유엔 유럽경제위원회(UNECE), 중국, 가장 최근에는 미국이 채택한 40여 개국에서 후자의 기능이 의무화되고 있다는 점을 고려할 때 문제는 더욱 까다로워집니다.

최악의 시나리오는 더 많은 ADAS 배치를 지원하는 레이더 장착 차량으로 도로를 채우기 전에 간섭 문제가 충분히 완화되지 않아 잠재적으로 신호 간섭으로 인해 피할 수 있는 사고와 사망을 초래할 수 있다는 것입니다. 이 현상을 "레이더 정체"라고 하며 너무 많은 레이더 신호가 센서 성능을 저하시킬 때 발생합니다.

레이더 간섭은 같은 차량의 레이더와 인접 차량의 레이더 간에 발생할 수 있습니다. 그것이 말 그대로 삶과 죽음의 문제가 아니라면, 우리는 글로벌 위임의 결과로 이런 일이 일어나는 아이러니를 이해할 수 있을 것입니다. 아이러니하게도 우리를 보호하기 위한 기술로 인해 생명이 위험에 처할 수 있습니다.

가능한 해결책

광범위한 레이더 간섭이 안전 기능의 무결성을 감소시킬 가능성은 ADAS 설계자에게 매우 실질적인 과제입니다. 그러나 간섭 문제를 해결하기 위한 업계 합의는 아직 없습니다.

자동차 부문은 MOSARIM(Radar Interference Mitigation에 의한 모두를 위한 더 안전)으로 알려진 유럽 기반 프로젝트에서 발표한 보고서를 통해 거의 10년 동안 간섭과 관련된 잠재적인 문제를 알고 있었습니다. 이 문제는 다양한 기관에서도 연구되었으며 일반적인 결론은 경쟁 레이더가 거의 없는 환경에서 레이더 간섭이 거의 위협이 되지 않거나 전혀 위협이 되지 않는다는 것입니다.

그러나 혼잡이 발생하면 오류의 가능성이 크게 높아집니다.

미국 고속도로 교통 안전국(National Highway Traffic Safety Administration)의 보고서에 따르면 "다른 레이더가 거의 없는 환경에서 잘 작동하는 시스템은 레이더 혼잡 환경에서 성능이 크게 저하될 수 있습니다... 76-81GHz 대역에서 레이더를 작동하는 많은 차량이 있는 시나리오에서 다른 레이더의 전력은 특정 성능에 필요한 표적의 에코 전력을 몇 배나 초과할 가능성이 높습니다.”

현재까지 자동차 산업은 차량에 할당된 주파수 스펙트럼(위에서 언급한 76~81GHz 범위)에 의존하는 한편 세부 사항은 개별 자동차 레이더 개발자에게 맡겨왔습니다. 모든 것이 이 제한된 대역폭 내에서 함께 작동해야 한다는 사실에도 불구하고. 불행히도 레이더 개발자를 규제하는 것은 어려울 것이며 최상의 결과라도 업계의 저항을 극복하고 시간이 지나면서 나타날 것입니다.

진실은 레이더 간섭이 나중에가 아니라 지금 완화되어야 한다는 것입니다. 가장 논리적인 경로는 현재 레이더 기술을 재평가하여 이러한 기술을 개선할 수 있는 방법 또는 간섭에 대처할 수 있는 더 나은 장비를 갖춘 기술로 교체해야 하는지 여부를 결정하는 것일 수 있습니다.

오늘날 많은 ADAS 장착 차량은 FMCW(주파수 변조 연속파) 기술 또는 "아날로그 레이더"를 사용합니다. FMCW 기반 시스템은 레이더 신호로 혼잡한 환경을 포함하여 특정 환경에서 제대로 작동하는 적응성이 부족합니다. 현재의 FMCW 레이더는 송신 측의 주파수 호핑 및 타이밍 지터와 같은 기술에 의존하고 수신 측의 시간 영역 절제와 같은 기술에 의존하여 인근 레이더의 상호 간섭을 완화합니다.

그러나 이러한 기술에는 한계가 있으며 많은 아날로그 레이더는 여전히 "유령" 표적을 감지할 위험이 있으므로 자동 제동의 불필요한 활성화를 유발하는 "오경보"가 발생합니다.

대조적으로, 디지털 레이더 기술은 기본적으로 아날로그 방식에 비해 간섭을 완화하는 데 더 우수합니다.

디지털 레이더는 여러 면에서 아날로그 시스템과 다릅니다. 특히 각 전송 신호에 대한 고유 코드가 특히 그렇습니다. 이것은 디지털 코드 변조(DCM)의 핵심 요소로, 레이더가 혼잡한 환경에서 자체 신호를 다른 여러 신호와 구별할 수 있도록 합니다.

이 기능은 AV 및 ADAS 기술의 광범위한 채택에 절대적으로 중요합니다. 아날로그 레이더에서 사용하는 주파수 도약 기술은 대역폭 가용성과 표준화 부족으로 인해 여전히 문제가 있는 반면, 디지털 레이더는 10 ¹⁸ 사용을 통해 비교적 제한이 없습니다. 다른 고유 식별자 코드. 실제로 DCM은 본질적으로 상호 간섭에 대한 내성을 강화하여 자동 제동 시스템의 잘못된 활성화를 유발할 수 있는 고스트 타겟을 줄입니다.

규제가 없을 경우 레이더 간섭은 기껏해야 자율 이동성 확장의 주요 장애물이 될 것입니다. 최악의 경우, 극도의 책임과 공공 안전 문제를 야기합니다. 규제 개입이 확실하지 않기 때문에 OEM과 개발자는 차량에 설치된 레이더 기술을 재평가해야 합니다. 최소한 간섭을 완화하는 디지털 레이더의 잠재적인 역할은 진지하게 고려할 가치가 있습니다.

–Max Liberman은 디지털 자동차 레이더 공급업체 Uhnder Inc.의 부사장입니다.

>> 이 기사는 원래 자매 사이트인 EE Times에 게시되었습니다.