지능형 헤드램프

지능형 헤드램프

지능형 헤드램프는 야간 주행 시 시야 확보를 돕는 하이빔 어시스트가 발전한 기술이다. 지능형 헤드램프에 장착되어 있는 카메라가 전방에서 달려오는 자동차의 각도와 위치를 파악하여 상향등을 일부 소등해 상대방 운전자에게 눈부심을 주지 않고 운전자 전방 시야를 확보한다.

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역사

운전자의 시야 확보뿐만 아니라 상대편 차량에게 위치를 알려주는 헤드램프는 자동차만큼 긴 역사를 갖고 있다. 1800년대 후반 자동차가 점차 보급화 되며 이전엔 신경 쓰지 않던 불편함이 생겨나기 시작했는데, 가장 큰 문제가 바로 밤길의 시야 확보였다. 과거에는 기술이 발전하지 않아 지금처럼 밝은 가로등이 없었기에 큰 문제가 되었었다. 그래서 초기의 자동차들은 호롱불과 같은 조명기구로 밤길을 밝혀 상대방의 위치를 확인하며 희미하게나마 시야를 확보 했다. 하지만 동물의 기름이나 석유 등을 이용해 불을 붙이다 보니 비와 바람을 만나면 쉽게 꺼져버리는 단점이 있었고 이를 보완하기 위해 1908년 아세틸렌을 사용하기 시작했다. 발화성 가스인 아세틸렌은 비와 바람에 강해 자동차의 헤드램프로 사용하기 좋았지만 아세틸렌 역시 켜고 끄는 것이 불편하며 밝기가 약해 대중화되기 어려웠다. 이후 1913년, 독일의 보쉬(Bosch)가 자동차용 발전기를 발명하게 되면서 지금의 방식과 같은 전기를 이용하는 텅스텐 필라멘트 전조등을 개발하게 되고 이때 발명된 전조등은 1990년대까지 이어졌다. 텅스텐 필라멘트를 이용한 헤드램프는 시야 확보에 용이할 만큼 적절한 밝기를 갖고 있지만, 필라멘트가 타면서 빛을 만드는 만큼 사용 시간이 짧고, 다 타면 잿빛으로 변하는 문제를 가지고 있었다. 이런 문제를 해결하기 위해 1964년부터 차세대 램프에 대한 개발이 이루어졌고, 1971년 첫 할로겐램프 장착 차량인 메르세데스-벤츠 SL이 탄생하며 본격적으로 사용되기 시작했다. 할로겐램프를 사용하며 고도의 성장을 이룬 자동차는 이후 새로운 방식의 HID(하이 인텐시티 디스차지) 램프를 적용하게 된다. 지금도 고급 차종에 주로 사용되는 방식으로 1991년 BMW 7시리즈에 처음 장착됐다. 할로겐과 달리 전조등 안에 크리스털 유리관을 삽입하고, 그 안에 제논 가스를 채워 고압의 전류로 빛을 내는 방식이기 때문에 제조사에 따라서는 제논 헤드램프라고도 부른다. 할로겐 대비 낮은 열 방출량을 보여 효율이 높고, 450시간 수명의 할로겐램프보다 5배가량 긴 수명과 더 높은 밝기를 자랑한다. 그러나 별도의 점화 시스템과 전자 안정기를 갖고, 높은 전류를 사용하기 때문에 교체 시 전문가의 도움이 필요하고 관리 비용이 비싸다는 단점이 있었다. HID가 고급 차량 위주로 사용되며 헤드램프 시장은 더욱 진보를 이뤘다. 차량의 방향 지시등과 테일램프 등 일부에만 사용돼 보조적인 역할을 하던 LED가 2008년 아우디 R8에 처음 장착되며 헤드램프의 주연이 됐다. LED의 경우 낮은 전력을 소비하며 1만 시간의 수명을 보장해 차량의 수명과 비슷한 내구성을 보였다. 그 동안은 ‘더 멀리 더 밝게’ 보기 위해서 발전했다면, 최근에는 도로 위의 다른 운전자들과 보행자들 의 안전까지 생각하면서 운전자의 시야를 최적화하는 방향으로 기술이 2010년대 개발이 되었다. 지능형램프는 상황을 정확하게 판단하기 위해서 카메라의 영상정보로 주변을 판단하고, 차량의 속도, 스티어링 각도, 전고, 조도 등의 차량의 내부 정보와 레이더 네비게이션 정보 등의 주행환경에 대한 정보를 융합하여 현재 상황을 판단하고 적절한 타이밍으로 빛을 제어한다. 이처럼 자동차 램프는 단순히 자동차가 있음을 알리는 기능에서 시작하여, 상황과 환경에 따라서 스스로 판단하고 운전자에게 최적의 시야를 제공하는 똑똑한 램프로 발전하고 있다.

기술

벤딩 라이트

벤딩 라이트(Bending Light)는 코너링시에 회전방향으로 시야를 확보하기 위해서 회전방향으로 미리 빛을 보내서 운전자의 시야를 확보해주는 기술이다. 네비게이션 정보를 통해서 미리 주행경로를 예측하고 운전대의 회전각을 참고하여 적절하게 빛의 각도를 제어한다.

하이빔 어시스턴스

하이빔 어시스턴스(High Beam Assistance)는 자동으로 상향등을 점소등 하는 기능이다. 마주 오거나 앞서가는 차량을 인식하고 상향등을 자동으로 하향 전환해서 어두운 도로에서도 상호간 시야를 확보할 수 있는 기술이다.

어댑티브 드라이빙 빔

어댑티브 드라이빙 빔(Adaptive Driving Beam)은 하이빔 어시스턴스보다 좀더 진보한 기술로 줄여서 ADB라고도 부른다. HBA는 차량이 발견되면 하이빔을 소등했지만, ADB는 차량이 있는 위치에만 빛을 차단하고, 차량이 없는 나머지 부분은 밝게 비추어 운전자에게 최대한의 시야를 제공하는 기술이다. ADB는 크게 스위블 액추에이터(Swivel Type)과 매트릭스 타입(Matrix Type)이 있다

스위블 액츄에이터

스위블 액츄에이터로 램프를 회전시켜서 빛을 가공하는 타입이다. 만약 왼쪽으로 마주오는 차량이 발견되면 왼쪽 램프를 왼쪽으로 돌려서 마주오는 차량의 눈부심을 방지한다.액츄에이터로 구동하는 방식이기 때문에 마주오는 차량이 지나간 후에, 램프가 원래 위치로 돌아오는데 약간의 시간이 필요하다.

매트릭스 타입

LED Array를 이용하여, 기계적인 움직임 없이 필요한 부분만 빛을 점소등하는 기술이다. 전기적으로 동작하기 때문에 반응 속도가 빠르고 여러개의 암부를 형성할 수 있다. 현 재는 84개의 LED를 사용한 Matrix기술이 상용차에 장착되었고, 더 많은 LED를 사용하여 세밀한 빛 제어를 하는 방향으로 기술이 발전해 나가고 있다.

픽셀 라이트

Matrix타입에서 좀더 발전된 기술로서 고해상도 램프를 Pixel Light로 구분할 수 있다. 1,000pixel 이상의 해상도를 가지기 때문에 보다 정밀하게 ADB을 구현할 수 있고, 이미지 형태의 빛을 생성할 수 있다. 예를 들면, 도로에 횡단보도나 진행방향을 표시하여 보행자와 다른 차량과 직접 소통할 수 있다.

같이 보기

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