KETI, 기술 혁신 매치메이킹 ‘기술이전 설명회’ 개최
무선충전, 자동차 라이다, 드론 등 국내 선도기술 소개

“국내 중소 기업의 성공적인 기술사업화를 지원합니다.”

KETI(전자부품연구원)는 지난 10일 분당 킨스타워에서 “기술혁신 매치메이킹” 기술이전 설명회를 개최했다.

능동적인 기업지원을 위해 기업협력플랫폼을 구축하고, 상생협력 생태계 확산에 앞장서고 있는 KETI는 이번 행사를 통해 수요기업을 발굴하고 기술이전 및 사업화를 지원했다.

▲KETI 담당자들이 자동차용 라이다를 살펴보고 있다.

이번 설명회에서는 소재 부품(3D 자기공진 기반 무선충전 기술, 고효율 유도기동형 전동기 기술, 전자파차폐 일체형 시트 기술) △의료 바이오(3D 구강스캐너 기술, 식품첨가물 검출 기술), △자동차 항공(자동차용 라이다 기술, WAVM 기술, 드론용 임베디드 시스템 기술) △S/W(오디오 음량 측정 및 조절 기술, 글로벌 금기어/유의어 검증 분석 기술) 등 4대 분야를 중심으로 연구원이 보유한 10개의 최신기술을 소개했다.

박청원 원장은 “이번 행사를 통해 연구원이 보유한 사업화 유망기술을 널리 홍보하고, 중소 중견기업의 니즈를 최대한 발굴해 향후 기업별 맞춤형 기술사업화를 지원하겠다”고 밝혔다.

다음은 이번 설명회에 소개된 주요 기술을 요약했다.

폰이 틀어져도 엎어져도 충전 OK, 3D 자기공진 기반 무선충전 기술

기존의 패드형 2차원(평면형) 안테나 적용 무선충전 기술은 송신기에 대한 수신기의 충전위치 및 각도변화에 의해 충전효율이 감소하거나 충전 효율이 감소하거나 충전이 안 되는 단점이 있었다. 

3D 자기공진 기반 무선충전 기술(입체형)은 3차원 코일 안테나를 적용한 무선 충전 기술로 컵홀더 또는 연필꽂이 등 입체형 무선 충전 송신기에 놓여진 수신기의 위치 자유도 확보가 가능하다.  

사용자가 인지하지 못하거나 자각하지 못한 상태에서 컵홀더 내부에 임의로 놓은 수신기의 각도나 위치에 관계없이 일정 이상의 충전 효율 확보가 가능하다. 다양한 입체구조의 무선충전기에 적용 가능하기 때문에 자동차 컵홀더, 연필꽂이형 다목적 무선 충전기, 주머니나 가방에 있는 대상 디바이스 무선충전이 가능한 의자형 충전기 등 입체구조의 다목적 무선 충전기에 적합하다. 

스마트센서연구센터 김진형 연구원은 “자기공진(6.75MHz)을 기반으로 하고 있으며 3차원 공진 코일 안테나의 구성을 위해 복수의 코일 안테나를 적용하지 않고, 단일 권선을 통해 안테나를 제작할 수 있는 장점을 보유하고 있다”고 말했다.  

센터는 자기공진 기반 조명기술도 개발했다. 벽면에 부착 가능한 박막형 무선 조명기술은 전선의 노출 및 인입공사 없이 벽면에 부착할 수 있으며 이는 스마트폰으로 제어한다. 또한 스마트 데스크에 이 기술을 적용하면 스마트 데스크 위에 놓인 스탠드, 무선스피커, 선풍기 등을 동시 구동할 수 있다. 

세계 최고 기술에 가격까지 낮춰, 자동차용 라이다 기술

최근 자율주행차에 대한 관심이 커지고 정부도 관련 R&D를 적극적으로 육성하기로 결정하면서 라이다(Lidar) 센서가 이슈다. 

라이다(Light detection and Raning)란 레이저를 이용하여 거리를 측정하는 기술로 자동차용 라이다는 주행중인 차량이 앞 차와의 충돌을 피하거나 또는 충격을 최소화할 수 있도록 차간 거리를 실시간으로 측정하여 경고 또는 차량을 제어할 수 있도록 하는 장치이다. 

▲송수광 렌즈를 공유하는 광학계 구조를 가지는 스캐닝 라이다.

주행 중에 있는 차량 거리 센서는 최근까지 밀리미터파 대역의 RF가 일부 상용화되었으나 직진성이 약하여 타 차선의 차량을 감지하는 등 실제 사용에는 한계가 있다. 또한 RF에 직진성을 부여하기 위해 RF레이다 기술을 적용한 제품이 개발 되었으나 지나치게 고가인 이유로 차량용 센서 적용에 어려움이 있었다.

라이다 기술은 고출력의 펄스 레이저를 쏘아서 물체에 반사되어 돌아오는데 걸리는 시간을 측정하여 물체와의 거리를 측정하는 기술인데, 이를 이용하여 이동중인 차량과의 거리 및 상대 속도를 동시에 실시간으로 측정한다. 국내에 아직 없는 상용화 기술로 독일의 CV센서(Closing) 수준의 크기와 사양에 버금가는 수준의 크기와 기술을 지녔다. 감지 영역은 1~10m@150kph 이내이며 측정 정확도는 거리 ±0.1m(±10%), 속도는 ±2kph(±10%)이다. 

스마트센서연구센터의 이한영 박사는 “자동차용 라이다는 다음달에 시제품이 나오면서 활용도가 넓어질 것으로 예상된다”며, “이 외에 라이다를 이용한 비가시 레이저 펜스를 개발 완료했으며 차기 하이엔드 CCTV 탑재용 라이다를 개발하고 있어 이를 활용하면 100미터 정도의 장거리 AF를 위한 거리 정보를 제공할 수 있을 것”이라고 밝혔다. 또한 이 박사는 현재 개발중인 MEMS 미러 기반 프로젝트 기술을 활용해 다채널 라이다 기술로 야간에도 라이다를 통한 물체인식이 가능하도록 할 예정이다. 

원격조종으로 현장에 있는 것처럼 영상 구현, WAVM 기술

인간이 작업하기 어려운 환경에서 원격제어로 인간을 대신하여 작업을 수행하기 위한 로봇을 효율적으로 조종하기 위해 로봇 주위의 환경을 재구성하고 실시간으로 시점 변환이 가능한 영상 표현기술 필요하다.

WAVM(Wrap Around View Monitoring)은 센서의 범위를 벗어나 3D 정보가 부족한 개활지 등에서 카메라 4대의 2D 영상만을 가지고 임의의 영상 시점 생성을 통하여, 주행환경 또는 상황에 따른 조작시점 제공을 통한 주행환경의 직관적 영상을 제공한다. 

▲WAVM 기술을 모형자동차로 구현했다.

WAVM 영상 구성을 위한 모델 구성 및 전처리 기술을 위해, 반구형 모델 구성 및 텍스처 실시간 랩핑 기술, 광각 카메라 캘리브레이션을 통한 방사왜곡 보정 기술, 호모그래피 구성 및 영상 와핑(Warping) 기술 등이 적용되었다. 또한 Depth 정보를 활용하지 않은 4개의 카메라를 적용한 WAVM 영상을 구성했다.

지능로보틱스연구센터 김승훈 연구원은 “WAVM은 4대의 카메라를 이용하여 원격조종자에게 3차원 시점을 제공하여 로봇 주행에 활용하는 기술로 자율주행이 아닌 원격조종이라는 것에 초점을 맞춰 개발했다”고 말했다. 그는 이어, “후지쯔사에서 개발한 방법을 벤치마킹하여 개발했지만 그 업체는 자동차 전용으로 개발했다”며, “우리가 개발한 기술은 3인칭 시점을 제공하는 원격 조종용 로봇이나 360도 영상을 한번에 촬영할 수 있는 드론 장치로 활용할 수 있다”고 설명했다.

이 기술은 단순 영상정보만으로 정확한 사고상황 분석에 어려움이 있어 입체적인 사고상황 재현, 분석 기능이 요구되는 스마트 블랙박스에 적용될 수 있으며 작업환경 인식기반 지능형 굴삭제어 기술에도 적용할 수 있다. 지능형 굴삭기는 사각이 존재하기 쉬운 작업현장의 주변 정보를 시각화하여 위험요소를 사용자에게 제시하는 기술과 원격지에서도 작업현장을 실감있게 조종할 수 있다. 

자율비행을 위한 드론용 임베디드 시스템 기술

이 기술은 카메라 영상을 통한 움직임이 있는 객체를 추출하고 이러한 객체 중에 특정 객체를 추적하는 기술과 드론의 모터 및 센서 데이터 제어를 하는 비행컨트롤러의 중요 부품인 제어 프로세서와 이를 기반으로 하는 임베디드 소프트웨어 기반 플랫폼 기술을 통틀어 말한다. 

모듈화된 소프트웨어 및 하드웨어 개발 환경을 제공하며 저복잡도의 비행기 컨트롤러 구현을 위한 고집적 컨트롤러 칩 기술을 지원한다. 또한 하드웨어 기반의 움직임 감지 기능과 센서 융합을 통한 충돌 회피 기능을 제공함으로써 고속 시스템 상에서도 활용 가능한 드론용 플랫폼 기술을 제공한다.  

SoC플랫폼연구센터 황태호 책임은 “드론용 임베디드 시스템 기술은 무인운송시스템, 각종 재해, 산업현장 모니터링, 농업 및 양식 모니터링 및 영상 촬영 드론 시스템 설계 및 개발에 활용될 것으로 예상한다”고 말했다. 

저소음 저진동 초경량 두루두루 만족하는 3D 구강 스캐너 기술

치과용 보철물 등의 맞춤형 제작을 위한 치과용 구강 스캐너 분야는 인체를 대상으로 하기 때문에 불편을 야기하는 스프레이 도포 없이 정밀한 3차원 스캔이 가능하고 동시에 좁은 공간에서 형상 획득이 가능한 공초점(Confocal) 방식의 3D 스캐너 기술 개발이 반드시 필요하다.

3D 구강 스캐너 기술은 별도의 스프레이 도포없이 3차원 형상 측정이 가능한 공초점 방식의 3D 스캐너용 광학모듈 기술로서 초점 조절을 위한 모터 등 기계식 구동부품의 소음, 진동, 무게의 문제를 해결하기 위해 무빙 파트없이 전자 포커싱이 가능한 저소음, 저진동, 경량화 구조의 3D 스캐너용 핵심 광학 모듈을 구현한다. 

3D 스캐너 기술 중 3D Triangulation 기반의 백색광 조사 방식과 구조광 조사 방식의 3D 스캐너가 많이 상용화되어 사용되고 있으나 반짝이는 물체나 반사가 심하거나 투명한 유리 같은 물체에는 취약하다. 공초점 방식의 3D 스캐너는 표면 반사 방지를 위한 별도의 스프레이 도포 없이 정확하게 물체의 3차원 형상 측정이 가능한 방식이다. 

이 기술은 다양한 방식의 3D 스캐너 기술 중 스프레이 도포 없이 좁은 공간에서 정밀한 3차원 스캔이 가능하여 치과용 또는 소형 물체 스캔용으로 활용이 기대되는 Confocal 3D 스캐너용 핵심 광학 모듈을 소형화했다. 

휴먼케어시스템연구센터 홍혁기 책임은 “센터가 개발한 3D 구강 스캐너 기술은 전자식 초점 방식을 적용한 무구동 광학계를 제공하여 진동, 소음, 충격에 의한 초점변화 등 단점을 개선하였으며 기계식 모터를 사용하지 않았기 때문에 저소음, 저진동, 초경량 프로브를 구현한다. USB3.0 인터페이스 기술 적용으로 500fps급 고속 이미지 PC 전송이 가능하다”고 밝혔다.