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중소기업 기술로드맵 조회결과

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자율주행차량용 카메라
* 발행 년도 : 2017년
1. 기술로드맵

자율주행차량용 카메라 기술로드맵

2. 개요
가. 정의 및 범위
  • 정의 : 자율주행차량용 카메라는 레벨 2이상 자율주행차량의 자동운전을 지원하기 위해 전방, 측방 및 후방의 전(全)방위 범위 내에 존재하는 주행 가능 공간 및 주행 장애물을 인식 및 검출 할 수 있는 기능을 갖는 센싱소자와 신호처리기술이 결합된 소형, 경량, 다기능, 고안전성, 고부가가치의 센서’를 의미
나. 주요 제품

[ 제품분류 관점 기술범위 ]

주요제품 분류표
기술개발테마제품분류 관점세부기술
자율주행 차량용 카메라 기술 뷰잉 카메라 후방감시
  • 화각, 이미지센서 해상도, 신호전송방식 등
  • 왜곡보정, 주차가이드라인, 조향연동, 탑뷰(버드뷰)제공, 자가진단 등 부가기능 적용
어라운드뷰 모니터링
  • 화각, 이미지센서 해상도, 신호전송방식, 채널 수 등
  • 왜곡보정, 가시범위, 정합정확도, 탑뷰/버드뷰/파노라마뷰/3D뷰 제공, 조향연동, 주차 및 출차 시 이동객체 검출기능 적용
미러리스 카메라
  • 화각, 이미지센서  해상도,  신호전송방식,  야간시인성,  사각영역제거, 최대 가시거리, 디스플레이 표출 등
  • 주간 및 야간 화질 개선, 야간 노이즈 및 시인성 개선,  사각영역  근접 차량 및 보행자 인식, 왜곡보정, 합성영상 제공 기능 적용
인지 카메라 카메라 모듈
  • 화각, 이미지센서 해상도, 신호전송방식, 채널 수, 장착위치 등
차선인식기술
  • 주행차선, 다중차선, 후방차선, 교차로, 정지선, 합류로/분기로 등 인식
차량인식기술
  • 승용차, SUV, 화물차, 버스, 특수차량, 이륜차, 등화기 개조차량, 횡방향 이동차량, 차량전체가 아닌 부분이미지기반 차량 인식 기능 등
보행자인식기술
  • 다양한 형태의 보행자 학습, 사이클리스트, 보행자 행동패턴 예측 등
광원인식기술
  • 대항차량의 전조등, 선행차량의 후미등 인식
표지판인식기술
  • 속도표지판, 방면표지판, 각종 주의/경고표지판 등 인식
거리정보검출
  • 스테레오 시차(Depth)계산을 통한 대상체까지의 거리정보 검출
블랙박스 카메라 영상사고기록
  • 화각, 이미지센서 해상도, 채널 수, 프레임레이트 등
  • 야간시인성 개선, 녹화정보유형(영상정보/차량거동정보 등), 상시녹화, 이벤트 녹화, 배터리 세이버, 데이터 보안 기술 등

[ 공급망 관점 기술범위 ]

주요제품 분류표
기술개발테마공급망 관점세부기술
자율주행 차량용 카메라 센서 및 화상처리 기술 자동차 형상 및 거리 검출 기능을 갖는 센서를 융·복합화하여 3차원 공간정보 확보가 가능하며, 높은 형상인식 정확도를 바탕으로 차량의 주행가능공간 검출 및 주행 장애물 검출을 통해 사고발생 위험을 최소화 할 수 있는 고안전 센싱 관련 기술
군수/항공 차량에 적용되는 고신뢰성, 고내구성, 고안전성 기술에 더불어 소형화, 저가격화라는 장점을 활용하여 기존 군수/항공에 적용되고 있는 고비용 센서 대체
의료·구난활동 운전부주의 및 운전제어불능상태인 경우 운전자의 생체정보, 졸음운전여부, 심박상태 등을 실시간 센성 하여 관련 정보를 유무선 통신 기능을 통하여 전달하고 분석하여 안전운전 및 구난활동 서비스에 활용가능한 센서
보안/보험 차량에 장착된 블랙박스 및 주변상황 인지카메라(최대 8채널)를 통해 확보된 주행상황정보 및 사고상황정보 등을 유무선 통신 기능을 통하여 전달하고 분석하여 사고처리 및 보안업무, 범죄행위 감시 등에 활용가능한 센서
3. 시장현황 및 전망분석
(1) 세계시장

[ 자율주행차량용 카메라 세계 시장규모 및 전망 ]

(단위: 백만달러,%)

자율주행차량용 카메라 세계 시장규모 및 전망
구분‘16‘17‘18‘19‘20‘21CAGR
세계시장 2,080 2,300 2,530 2,750 3,020 3,320 9.0
Rear Viewcamera 920 1,000 1,070 1,150 1,210 1,300 7.0
Surround View camera 650 700 810 860 970 1,070 10.0
Surround View camera 510 600 650 740 840 950 13.0

* 출처 : KISTI 마켓리포트 2016-30, Rear View, Surround View, Ultra Sonic 합계 치로 추정

(2) 국내시장

국내 차량용 전장카메라 시장은 그 규모나 시장성장성이 글로벌 시장 규모에 비해 아직까지는 그 비중이 크지 않아 정확한 시장규모가 조사된 자료 가 전무한 상태임

자율주행차량용 카메라 산업을 포함하고 있는 상위 산업인 차량용 블랙박스 시장의 경우 ‘16년 9,324억 원에서 연평균 33%의 성장률로 ‘20년에는 약 3조원의 규모를 예상

(단위: 억원,%)

차량용 블랙박스 국내 시장규모 및 전망
구분‘16‘17‘18‘19‘20‘21CAGR
국내시장 9,324 12,486 16,719 22,388 29,979 40,144 33

* 출처 : Frost&sullivan, Analysis of the Advanced Driver Assistance System Market in Europe로 추정 유럽시장의 10% 계상

4.기술분석
(1) 기술개발트렌드

연구 개발 동향

  • 차량용 카메라 센서기술은 크게 안전시스템에 대한 글로벌 안전규제 강화 및 시장의 니즈에 따라 발전하여 왔으며, 최근 자율주행기술의 보급 및 상용화 수준이 증가되면서 급속히 개발이 가속화 하고 있는 분야임
  • 영상센서(카메라+영상 프로세서)를 활용한 주행지원시스템은 초기에 하나의 H/W에 하나의 S/W를 내장한 단일 기능/시스템(예, 차선이탈경보시스템)이 양산되었으나 향후에는 하나의 H/W에 여러 가지 기능의 S/W를 동시에 구현할 수 있는 다기능/통합 시스템으로 발전 됨
  • 능동 안전(Active Safety) 및 운전자 지원 시스템(ADAS, Advanced Driver Assistance System) 등의 일부 기술인 주행 중 차로 이탈을 경보하는 LDWS(Lane Departure Warning System)와, 전방 차량과의 충돌을 경보해주는 FCW(Forward Collision Warning), 야간에 High-beam을 자동으로 On/Off 해주는 HBA(High Beam Assistance), 차량용 블랙박스 등은 유럽과 일본의 선진업체를 중심으로 기술 개발 및 양산이 이루어지고 있는 최첨단 기술 분야임
  • 차량의 전후방에 장착된 카메라 센서와 이종 센서간의 융합기술을 기반으로 사고위험도 증가 시 이를 운전자에게 알려주는 경보시스템, 운전자가 위험을 감지하여 조향을 통한 회피 운전을 시도할 경우 조향시스템의 기어 비율을 변경하여 좀 더 신속한 조향이 이루어지게 하는 시스템 등으로 다양한 응용기술 개발이 용이 함
  • 자율주행기술 상용화에 따라 도로주행의 복잡도가 증가됨에 따라 전방 검출대상의 복잡다양화, 차선유형 다양화 악천후 대응등의 요구사항이 급격히 증가됨에 따라 고해상도(2M급 이상), 다기능, 대용량 고속 데이터 전송기능, 오염방지 및 고안전․고신뢰성 카메라 기술 등이 요구되고 있음

글로벌 자동차산업은 에너지·환경 문제해결과 안전·편의성 확보를 위해 중장기적인 전략을 바탕으로 지속적인 기술개발을 추진하고 있으며 기술혁신을 바탕으로 치열한 경쟁을 벌이고 있음

최근 자동차, 모바일, 웨어러블 등에 활용되는 대표적인 핵심 8대 센서에 대한 관심이 집중되어 있고 국가적 차원의 지원과 산업화가 집중적으로 진행 중

(2) 기술환경 분석

산업통상자원부는 「 제조업혁신 3.0전략 」 실행의 일환으로 센서산업을 미래 주력산업으로 육성하기 위해 산·학·연·관을 포함한 ‘첨단센서 2025포럼’을 발족(‘15년 11월)함

센서산업의 경제적 기대효과를 분석한 결과, ’15년 기준 4조 원의 생산유발, 1조 1천억 원의 부가가치 유발 및 13,800명 정도의 고용유발효과 창출 전망

5.핵심요소기술 선정

확정된 핵심요소기술을 대상으로 산·학·연 전문가로 구성된 핵심요소기술 선정위원회를 통하여 중소기업에 적합한 핵심요소기술 선정

핵심요소기술 선정은 기술개발시급성(10), 기술개발파급성(10), 단기개발가능성(10), 중소기업 적합성(10)을 고려하여 평가

[ 자율주행차량용 카메라 핵심요소기술 ]

핵심기술 선정결과
분류핵심요소기술개요
주행외란 강건형 초고해상도 카메라 모듈 기술 FHD급 이상 고해상도 다중화각 카메라 모듈 기술 360도 전방위 주행장애물 및 원·근거리 장애물을 검출하기 위한 2M 픽셀급 이상의 협각/표준각/ 광각용 카메라 렌즈 및 필터 등의 모듈 기술
주행환경 및 외란 강건형 FHD급 카메라 모듈 기술 태양광의 반사 및 산란, 역광조건 및 야간 저조도 조건등에 대해 강인한 성능을 확보하기 위한 카메라 모듈 및 신호처리 기술
고정밀 Align 및 캘리브레이션 자동화 기술 카메라 양산시 필요한 단안카메라, 스테레오 카메라 등의 카메라 모듈 내 Align 및 캘리브레이션 자동화 기술
다중카메라기 반 영상인식 및 검출기술 Multi-function 다중영상처리 SW 플랫폼 기술 영상인식 알고리즘의 개발시간 단축, SW신뢰성 확보 및 호환성, 확장성, 갱신성 등을 확보화기 위한 SW플랫폼 기술
전방측방후방 주행경로내 다중차선, 차량, 보행자, 횡방향 이동체 인식기술 차량의 주행경로 내에 존재하는 차량, 보행자, 이륜차, 차선, 표지판 등의 오브젝트들을 인식 및 검출하는 알고리즘
고해상도 영상데이터 고속처리 가능한 전처리 기술 및 통합영상처리 플랫폼 기술 고해상도 대용량 영상데이터 기반 다기능 영상인식 알고리즘의 구현, 포팅, 통합 등을 위한 ECU 제작 및 구현 기술
인공지능 기반 인식성능 및 오인식 향상 기술 오인식 성능 등을 개선하여 객체 검출에 대한 정확도를 향상시키기 위한 인공지능 기반 알고리즘 구현 기술
인지범위확대 및 정확도 향상을 위한 이종센서 융합기술 한계성능 극복을 위한 이종센서(영상/레이다/Lidar) 융합기술 각종 인지센서가 갖고 있는 한계상황 및 한계 조건들을 극복하기 위해 카메라, 레이다, Lidar 등 이종 인지센서 간의 센서 융합을 통한 검출 정확도 향상 기술
인지범위 확대 및 주행경로 상 정적장애물 정확도 향상을 위한 맵 연동 기술 자율주행차량의 경로생성 및 경로예측을 위해 차량에 임베디드된 디지털 맵상의 정적장애물 등에 대한 위치정보 및 속성정보 등을 활용하여 인식알고리즘의 정확도 및 신뢰도를 향상시키기 위한 맵 연동 기술
이종센서 융합기반 검출 우선순위 결정 및 자유주행경로 생성 기술 자율주행차량의 주행경로상의 동적 장애물 등에 대한 검출 우선순위 및 위험도 판별을 위해 카메라, 레이다, Lidar 등 이종 센서 기반 융합 검출 기술