비가 와도 선명하게 볼 수 있는 차량용 카메라 개발

2017.03.09 18:00
Pixabay 제공
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※세줄요약
1. 초보 운전자들의 빗길 운전을 도와줄 기발한 아이템이 나왔다.
2. 명지대 연구진이 개발한 차량용 ‘스마트 렌즈’는 스스로 렌즈의 시야를 덮는 빗물이나 먼지를 제거해 운전자에게 맑은 날과 같은 선명한 시야를 제공한다.
3. 카메라의 영상이 운전자의 ‘눈’이 되는 자율주행차 등에 적용하면 안정성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

 

비 오는 날, 초보 운전자들의 걱정은 이만저만이 아니다. 비 오는 밤 주차를 위해 기어를 후진으로 바꿀 때엔 한숨부터 나온다. 주차를 돕는 후방카메라가 빗방울에 가려 제 기능을 못하기 때문이다.

 

국내 연구진이 이런 운전자의 걱정을 덜어줄 핵심 기술을 개발했다. 비가 와도, 황사가 몰아쳐도 선명한 화면을 유지하는 차량용 카메라 렌즈를 개발한 것이다.

 

 

스마트 커버글라스 표면에 서로 다른 크기의 빗물을 제거하는 시험. 다양한 크기의 빗물이 시야를 가린 뒤(a) 커버글라스에 전기를 흐르게 해 표면에 발생한 빗물들을 아랫 방향으로 제거하자(b-c), 카메라의 시야가 선명해졌다(d). - 명지대 제공
스마트 커버글라스 표면에 서로 다른 크기의 빗물을 제거하는 시험. 다양한 크기의 빗물이 시야를 가린 뒤(a) 커버글라스에 전기를 흐르게 해 표면에 발생한 빗물들을 아랫 방향으로 제거하자(b-c), 카메라의 시야가 선명해졌다(d). - 명지대 제공

명지대 정상국 기계공학과 교수팀이 개발한 ‘스마트 빗물 제거 렌즈(MSG)’는 스스로 유리 표면에 떨어진 이물질을 제거하는 기능을 갖췄다. 차량의 전·후방카메라나 감지 카메라 등에 적용하면 언제나 선명한 영상을 제공한다.

 

연구진은 ‘전기습윤’ 기술을 적용해 렌즈를 제작했다. 코팅된 표면 위에 전기를 가하면 액체의 표면장력이 변화해 물방울이 표면에서 쉽게 떨어지도록 하는 원리다. 마이크로 크기의 초소형 전극 위에 물과 잘 섞이지 않고 전기가 통하지 않는 소수성 절연막을 도포해 렌즈를 제작했다.

 

표면에 물방울이 맺히면 렌즈가 이를 인식하고 전극에 전기를 흘려보낸다. 이때 물방울의 표면장력은 더 쉽게 굴러 떨어질 수 있는 상태가 되며 진동과 함께 아래 방향으로 제거되는 식이다.

 

연구진은 굵고 가는 다양한 크기의 빗물을 유리 표면에 뿌리며 성능 시험을 실시, 개발된 렌즈가 지속적으로 빗물을 제거해 카메라 시야를 깨끗하게 유지함을 확인했다.

 

정 교수는 “영상 정보를 기반으로 움직이는 자율주행차나 무인항공기 등에 적용해 운전의 정확성을 높일 수 있다”라며 “기존 빗물제거 장비들과 달리 모터와 같은 추가 장비가 필요 없어 소형화에 유리한 것도 장점”이라고 밝혔다.

 

이 연구결과는 학술지 ‘센서스 앤 액츄에이터스 비: 케미컬’ 2월 1일자에 실렸다.

 

※ 동영상 : 비 오는 날 스마트 렌즈의 성능 시험 영상. 차량용 전방카메라에 스마트 렌즈를 적용한 쪽(오른쪽)은 일반 렌즈와 달리 표면에 빗물이 맺히지 않아 선명한 영상을 나타냈다.

 

 

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