이상적인 카메라 센서 (Ideal Sensor)는 컴퓨터 비전 및 이미지 처리에 사용되는 이론적 개념이 포함되어 있다. 카메라 센서의 노이즈와 왜곡이 없고, 무한한 동적 범위 관점에서 완벽하다고 가정한다. 이상적인 카메라 센서로 촬영한 이미지는 아티팩트 (artifacts)가 없으며 색상과 밝기가 정확하게 표현된다.
반면, 물리 기반 카메라 센서는 카메라 센서의 실제 속성을 고려한 보다 현실적인 모델이다. 여기에는 캡처된 이미지의 품질에 영향을 미치는 노이즈, 왜곡 및 제한된 동적 범위와 같은 요소가 포함된다. 물리 기반 카메라 센서는 일반적으로 렌즈 수차, 센서 노이즈 및 기타 물리적 속성과 같은 카메라의 광학적 속성을 시뮬레이션하는 수학적 모델을 기반으로 한다.
수차란, 한 점에서 나온 빛이 렌즈나 반사경에 의해 상을 만들 때, 한 점에 모이지 않고 일그러진 상을 만드는데, 이 일그러진 상을 만드는 원인을 렌즈의 수차라고 한다. 즉, 렌즈의 공식은 렌즈의 축에 가까운 근축광선의 경우 근사적으로 성립하는데 근축광선이 아닌 경우 렌즈를 지나 광선이 한 점에 모이지 않아 선명한 상을 얻을 수 없는 수차 현상이 나타나는 것이다. - 출처: (주)팬옵틱스 블로그
자율주행 시뮬레이션의 맥락에서 볼 때, 물리적 기반의 카메라 센서는 보다 현실적이고 정확한 데이터를 제공하기 때문에 이상적인 카메라 센서보다 선호되고 있다. 자율 주행 차량은 환경을 감지하고 해석하기 위해 카메라 센서에 크게 의존하며 물리 기반 카메라 센서 모델은 실제 시나리오를 시뮬레이션하고 다양한 조건에서 자율 주행 알고리즘의 성능을 테스트하는 데 도움이 될 수 있다.
본 데모 영상에서는 카메라 센서의 Ideal Sensor와 물리 기반 센서의 비교를 보여준다. 여기서 주행 시뮬레이션 S/W는 오픈소스 코드인 CARLA가 사용되었다. CARLA + Ansys AVxcelerate
더불어,
Ansys AVxcelerate는 국제조명협회(CIE)로 부터 인증 받은 Sky Model을 제공하고 있는데, 이 모델을 이용하여 시간에 따른 태양의 밝기, 가로등 On/Off, 차량 헤드램프 On/Off에 대한 데모 영상이 포함되어 있다.
Sky Model은 태양 위치의 위도 및 경도, 대기 조건과 같은 요소를 고려하여 맑고 흐린 조건에서 하늘의 빛 분포를 구현할 수 있는 수학적 모델이다.
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