자율주행

📡 Day 16: 초음파 센서 원리 및 주차 보조 사례

Tech Knowledge Note 2025. 9. 12. 21:00
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안녕하세요! ✨
앞서 Day 15에서는 객체 검출(Haar Cascade, HOG+SVM) 의 기초 알고리즘을 배웠습니다.
오늘은 자율주행차와 운전자 보조 시스템에서 흔히 사용되는 초음파 센서(Ultrasonic Sensor) 의 원리와 활용 사례를 살펴보겠습니다.

초음파 센서 원리 및 주차 보조 사례


🔍 초음파 센서란?

초음파 센서는 사람이 들을 수 없는 고주파(20kHz 이상) 음파를 발사하고, 물체에 부딪혀 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 거리를 계산하는 장치입니다.

👉 공식:

  • 음속: 약 343 m/s (20℃ 공기 기준)
  • 장점: 저비용, 근거리 감지(수 cm~수 m)에 효과적
  • 단점: 날씨(비, 바람)와 재질에 따라 오차 발생

⚙️ 작동 원리

  1. 송신: 센서가 초음파를 발사
  2. 반사: 물체에 닿아 되돌아옴
  3. 수신: 돌아온 신호를 받아 시간 측정
  4. 계산: 왕복 시간을 바탕으로 거리 계산

👉 간단하면서도 실시간 근접 거리 측정에 매우 유리합니다.


🚘 주차 보조 사례

초음파 센서는 자동차 주차 보조 시스템의 핵심입니다.

  • 전방/후방 주차 센서
    → 주차 시 장애물까지의 거리 알림
  • 측방 주차 보조
    → 평행 주차 시 차량 간 간격 탐지
  • 자동 주차 시스템
    → 초음파 센서 데이터를 활용해 차량의 조향각과 속도를 자동 제어

👉 "삐-삐-삐-삐-" 하며 간격이 좁아질수록 빨라지는 경고음도 바로 초음파 센서의 결과물입니다.


🛠 자율주행에서의 활용

  • 저속 환경: 주차장, 신호 대기 시 근거리 장애물 감지
  • 보행자 안전: 차량 주변 근접 탐지
  • 다른 센서와의 융합: LiDAR·Radar가 커버하지 못하는 근거리 보완

📌 정리

  • 초음파 센서는 저비용·근거리 탐지에 강점을 가진 센서
  • 원리: 초음파 발사 → 반사 → 수신 → 시간 기반 거리 계산
  • 대표 사례: 주차 보조 시스템
  • 자율주행에서는 근거리 안전 확보에 필수
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🚀 다음 글 예고

다음 글에서는 [Day 17: 초음파 센서 ROS2 연동] 을 다룹니다.
ROS2 환경에서 초음파 센서를 연결하고, 실제 데이터를 다루는 방법을 실습해보겠습니다.


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