우리 생활의 필수품, 자동차!!
대부분의 모든 운전자에게 주차는 어렵고 까다로운 일입니다. 잠깐의 실수와 방심으로 인하여 손해가 발생되기 때문입니다.
주차를 하면서 일어나는 사고를 예방하며, 안전하고 편안한 주차를 돕는 ‘주차 센서’는 어떤 원리로 작동되는 것일까요?
장애물을 발견하고 신호를 보내는 주차 센서
외부의 자극에 의해 생기는 다섯가지 감각에는 시간, 청각, 후각, 미각, 촉각이 있습니다. 인체는 이런 오감을 통해 외부의 상태나 변화를 지각하는데 자동차에서 인간의 오감 역할을 담당하는 게 센서입니다.
‘센서’는 자동차의 속도와 압력을 비롯해 주행상태, 충돌여부 등 차량의 거동 상태를 감지해 전자제어장치가 시스템을 제어할 수 있도록 전기신호로 변화하는 장치입니다.
‘주차센서‘는 주차할 때 또는 후진할 때 장애물과의 간격을 운전자에게 음향신호나 광신호를 통해 알려주는 역할을 합니다. 차량의 전,후방 범퍼에 장착되어 있으며, 장애물과의 거리가 가까워질수록 경고음이 빠르게 울리고 부딪칠 정도로 가까워지면 경고음을 길게 울려 운전자에게 주의를 줍니다.
운전자는 이를 통해 장애물과의 간격과 위치를 조정해 주차를 할 수 있으며, 후진할 때는 자동차 뒤에 있는 물체나 사람을 발견할 수 있게 되어 사고를 예방할 수 있습니다. 최근에 장착된 주차 센서는 카메라 등 시각적인 표시 장치를 함께 갖추고 있어 화면을 통해 어디에 장애물이 있는지 운전자가 쉽고 정확하게 확인 할 수 있습니다.
주차 센서의 작동 원리
주차 센서는 ‘전자기 주차 센서’와 ‘초음파 주차 센서’로 나눌 수 있습니다. ‘전자기 주차 센서’는 전자기장을 사용해 차와 물체 사이의 거리를 측정합니다. 전자기 주차 센서의 송수신기 스트립은 전자기장을 생성한 다음 고정된 물체에 가까이 갈수록 전압의 변화를 감지합니다. 이를 토대로 정보를 해석해 차량 내부의 경보를 설정하는 방식으로 움직이는 물체를 더 잘 감지할 수 있다는 장점이 있습니다.
‘초음파 주차 센서’의 원리도 크게 다르지 않습니다.
초음파는 사람의 귀로 감지할 수 없는 영역의 소리 파동을 말합니다. 20KHz 이상의 주파수 범위로, 파장이 짧고 진동이 강합니다.
특히 소리처럼 공기나 액체를 잘 통과하고 장애물에 부딪히면 돌아오는 성격이 있어 보이지 않는 곳에 있는 물체와의 거리, 물체의 형태를 알아내는 용도로 많이 사용됩니다.
‘초음파 주차 센서’는 반사파-음향(echo sounding) 원리에 따라 작동합니다.
초음파 주차 센서는 진동자에서 30kHz의 초음파 신호를 발생시키고, 초음파가 물체에 반사되어 돌아오는 시간을 측정해 물체까지의 거리를 계산합니다. 그리고 물체까지의 거리에 따라 경고음을 발생하는 소리의 간격을 달리해 운전자에게 경고 신호를 보냅니다. 물체까지의 거리(L)는 초음파의 속력(V) 곱하기 반사파가 돌아오는 시간(t) 으로 계산할 수 있습니다.
주차 센서의 오작동이 발생하는 원인과 주의점
주차 센서는 차량의 전방 및 후방에 장착되어 운전자가 주차 시 장애물을 감지하는 데 도움을 준다. 하지만 후방 센서는 후진할 때 차량 후방 센서로부터 약 120cm이내에 있는 물체와 거리를 감지해 알려주는 보조 장치에 불과합니다.
후방 센서가 감지 가능한 범위와 물체가 한정되어 있고 장애물이 전부 감지되는 것이 아니기 때문에 운전자의 주의 의무를 소홀히 해서는 안됩니다. 또한 초음파 주차 센서는 공기를 매질로 사용할 때 환경적으로 성능이 불안정해집니다. 음파가 반사되어 돌아오는 시간을 측정하는 방식이다 보니 반사 물체의 형태나 재질에도 영향을 받기 때문에 하나의 보조 수단으로 생각하는 게 좋습니다.
앞 차량에서 강도 센 무선기기가 사용되거나 앞차의 배기구가 수평으로 되어 배기가스가 센서 정면으로 불어올 때는 온도에 반응해 오작동이 일어날 수 있습니다. 대형 차량의 브레이크 소리나 차량 간 같은 영역대의 초음파 설계로 차량이 서로 충돌 할 때, 차량 진동이 심한 상황이거나 엔진 노이즈에 의한 간섭으로도 오작동이 일어날 수 있습니다.
이러한 오작동은 전방 감기지에서 일어나는 경우가 많은데, 후방 감지기는 후진할 때만 작동하기 때문에 이와 같은 증상이 나타날 확률이 훨씬 적습니다.
후방 감지기는 요철길, 자갈길, 언덕길, 풀숲을 후진할 때, 차량의 경적, 오토바이의 엔진음-대형차의 에어브레이크 등 초음파를 발생하는 물체가 근접했을 때, 폭우가 내리거나 물보라가 칠 때, 센서 부근에서 송신 기능을 가진 무선 장치를 사용하고 있을때, 센서에 결빙이 있거나 센서의 표면에 눈이나 물방울 등의 이물질이 붙어있을 때, 다른 차량의 주차 거리 경고(후방) 시스템의 영향을 받을 때 등에서 오작동이 발생할 수 있습니다.
주차를 할 때는 절대적으로 주차 센서에 의존하기보다 의심스러운 상황에서는 차에서 내려 후방의 장애물 등을 직접 확인하는 습관을 들이는 것이 중요합니다.
‘주차 관제 시스템’
주차 관제 시스템은 입출차를 할 때 차량 번호를 인식하고 요금을 부과하는 시스템입니다.
차량이 접근하면 주차장 바닥에 설치되어 있는 감지 센서가 이를 인식하고 차량 번호판 인식기 (LPR: License Plate Recognition)가 자동으로 차량 전면을 촬영해 번호판 인식기로 해당 영상을 전송합니다.
이 영상을 분석해 차량번호를 추출하고 문자와 숫자를 판독해 차량 번호를 인식합니다.
‘주차 유도 시스템’
주차 유도 시스템은 초음파 센서, 단방향 영상 촬영, 360도 영상 촬영 등 다양한 원리로 운영됩니다.
각 주차면 천장에 달린 초음파 센서가 지속적으로 바닥을 향해 짧은 펄스(전류 등 파동)를 송신해 센서가 닿는 길이에 따라 주차 유무를 확인하기도 하고, 단방향 카메라로 영상을 촬영한 후 기본 영상과 변경된 영상을 비교 분석해 주차 공간을 파악하기도 합니다. 또한 360도 스마트 카메라로 촬영해 주차 가능 여부를 파악하기도 합니다.