일본, 독일 전량 수입의존 부품 대체 길 열어

▲ AGV용 스캐닝 LiDAR 센서

[기계신문] 전자부품연구원(KETI)이 스마트공장 무인이송로봇(AGV) 자율주행을 위한 SLAM용 스캐닝 라이다 센서 국산화에 성공했다. 그간 SLAM용 스캐닝 라이다 센서는 전량 일본, 독일에서 수입해왔다.

여기서 AGV(Automatic Guided Vehicles)란 인간의 개입 없이 전기모터와 휠을 구동해 정해진 또는 필요한 경로를 따라 이동하면서 자동 이적재 등 지시작업을 수행하는 자동 이송로봇 장치를 말하고, SLAM(Simultaneous Localization And Mapping)은 로봇 자율주행용 필수 기술로 탑재된 센서를 활용, 주변 공간 지형 및 인공표식을 인지하고, 이를 이용해 주변 지도(Map)를 만드는 동시에 로봇 자신의 상대적인 위치를 파악하는 기법을 의미한다.

또, 라이다(LiDAR, Light Detection And Ranging)는 펄스 레이저를 목표물 또는 목표지역에 방출, 반사된 빛이 돌아오기까지 소요시간 및 강도를 측정해 주변 지형지물까지의 거리, 방향, 이동체의 속도, 주변 온도, 물질 분포 및 농도 특성 등을 감지하는 기술이다.

무인이송로봇은 과거에는 바닥에 부착된 광학인식용 금속선이나 마그네틱선 등 인위적 표식을 인지해 정해진 경로를 따라 주행하는 전통적 SLAM 방식이었다. 그러나 최근 별도 표식 없이 라이다를 활용해 위치를 인지하고, 나아가 주변지도를 작성해 활용하는 자율주행방식의 무인이송로봇이 보편화되고 있다.

이를 위해서는 30m, 180° 범위 이상을 정밀하게 측정할 수 있는 스캐닝 라이다 센서 제품이 필수인데, 이제까진 국내 기술이 없어 200~300만 원 가량의 일본·독일 고가 해외수입 제품에 의존해 왔다.

▲ AGV용 스캐닝 LiDAR 센서 장착사례

이번에 KETI가 개발한 ‘무인이송로봇 자율주행용 스캐닝 라이다 센서’는 180° 탐지 및 최대 30m 거리에서 10cm 크기의 물체까지 검출이 가능하며, 레이저 광학제품 사용 시 맨눈으로 장시간 노출되어도 안전한 Class 1등급으로 해외제품을 대체할 수 있다.

특히 연구팀은 구조 단순화를 통해 해외 제품 대비 부피는 물론, 제조단가까지 1/2 이하로 낮췄다. 송수광(送受光) 통합구조인 기존 제품들과 달리, 레이저 송수광이 분리된 쌍축 구조로 송신신호와 수신신호 간 간섭현상을 줄여 측정의 정밀성을 높이고, 송신 모듈의 길이를 줄여 구조를 단순화해 제조단가를 낮출 수 있었다.

이번 연구를 주도한 KETI IT융합부품연구센터 조현창 박사는 “라이다 센서는 초음파, 카메라, 레이다 등과 함께 무인이송로봇 자율주행기술 발전을 가속화하는 필수 센서 중 하나”라며 “제조업 르네상스의 핵심인 스마트공장은 물론 물류, 안전, 보안, 로봇 청소기 등 다양한 분야에 이번 개발 기술이 활용될 것으로 기대한다”고 밝혔다.

한편, 이번 기술은 산업통상자원부, 한국산업기술진흥원의 ‘R&D재발견프로젝트사업’으로 지원된 ‘스마트공장 무인이송로봇(AGV) 자율주행용 30m급 레이저 센서 개발’ 과제로 개발됐다.

관련기사