V2X, SbW, ADAS, LKAS... 여러분은 모빌리티 용어를 얼마나 알고 계신가요? 최신 모빌리티 기사를 보면서 어려운 영어 약자에 급히 구글링을 시작하지는 않았나요? 그런 여러분을 위해 한라그룹이 준비했습니다. 어려운 모빌리티 관련 용어를 쉽게 알아볼 기회! 신비한 모빌리티 용어의 세계로 여러분을 초대합니다.
자율주행차의 눈, 라이다
자율주행차의 ‘눈’이라고 불리는 라이다(LiDAR, Light Detection And Ranging). 그 영문명에서 알 수 있듯, 라이다는 빛(Light)을 이용하여 주변 물체와 거리를 감지하는 기술입니다. 펄스 레이저를 발사하고 이것이 물체에 반사되어 돌아오는 시간을 측정해 거리 정보를 획득하는데요. 이로 인해 비행시간 거리측정(ToF·Time of Flight) 기술이라고도 불립니다.
라이다, 왜 필요할까?
전문가들은 레벨 3* 단계의 자율주행을 시행하기 위해선 라이다 센서가 필수적이라고 이야기합니다. 그 이유는 라이다가 세상을 보는 방식에 있습니다.
레벨 3 자율주행: 고속도로 등 특정 주행 환경에서 자율주행이 가능한 단계, 주행 권한이 운전에서 시스템으로 이전
라이다 센서는 직진성이 강한 905nm 파장의 레이저 빔을 사용합니다. 이로 인해 레이저가 퍼지지 않고 나아가므로 사물에 맞고 돌아오는 동안 왜곡이 발생하지 않습니다. 그 결과, 정밀한 위치 정보를 획득할 수 있죠. 오차범위가 mm~cm에 불과해 정확도가 뛰어납니다.
또한 라이다는 360도 회전하며 초당 수백만 개의 레이저 빔을 발사합니다. 그리고 되돌아온 레이저의 위치, 좌표, 방향 정보를 추출해 차량 주변 상황을 3차원 영상으로 표현하는데요. 즉, 물체의 유무만 인식하는 게 아니라 원근감과 형태까지 파악할 수 있게 되는 것이죠. 이처럼 높은 공간분해능*을 가진 라이다는 자율주행의 안정성 확보를 위해 필수적입니다.
공간 분해능: 아주 작은 공간적 차이를 분별해내는 기기의 능력
라이다가 논란인 이유?
하지만 개당 1,000달러에 달하는 가격은 라이다 센서 상용화를 가로막습니다. 차량의 제조 원가를 상승시키기 때문입니다.
또한 비대한 크기도 문제입니다. 회전형 방식의 라이다는 기어와 모터를 이용해 레이저를 기계적으로 조정합니다. 따라서 기계 구성이 복잡하고 제품 크기도 큽니다. 라이다는 대게 차 천장에 장착하는데 그 모습이 경광등처럼 보이는 단점이 있죠. 이에 라이다 센서를 옵션으로 제공하는 차종의 경우, 센서를 로고 뒤에 감추기 위해 디자인을 바꾸기도 했죠.
라이다 때문에 자동차 디자인을 바꾼다?!
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게다가 유독 검은색 물체는 인식률이 떨어집니다. 검은색이 레이저를 흡수하기 때문인데요. 이러한 약점은 라이다 센서 필요성 논란을 부추겼습니다.
자율주행 시대, 안전한 자동차 컬러는 따로 있다?
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최근 카메라의 해상도가 높아지며 라이다의 역할을 일부 대체할 수 있게 됐습니다. 카메라 렌즈 2개를 나란히 쓰는 ‘스테레오 방식’을 채용하면 원근감을 파악할 수 있습니다. 즉, 라이다 못지않게 사물이 멀고 가까운 정도를 쉽게 인식할 수 있게 된 것이죠. 이에 일찍이 테슬라는 라이다 없이 자율주행차를 만들겠다고 선언했습니다. 그 대신 카메라가 습득한 정보를 인공 지능 딥러닝 기술로 분석, 학습하여 차량 스스로 상황을 판단하도록 방법을 내세웠습니다.
그러나 모두가 테슬라 방식을 따라 할 수 있는 건 아닙니다. 인공지능은 데이터 학습을 통해 성장합니다. 분석할 데이터양이 늘어날수록 정확도가 향상되죠. 테슬라는 2014년부터 자사의 고객들로부터 딥러닝을 위한 주행 데이터를 수집했습니다. 따라서, 후발주자들과 누적 데이터양에서 큰 차이가 날 수밖에 없는데요. 보통의 기업은 라이다 센서를 사용할 수밖에 없습니다.
더 작게 더 저렴하게 변화하는 라이다
더욱이 애플이 계획 중인 자율주행차 ‘애플카’에도 라이다 센서가 탑재될 것이라고 알려졌는데요. 앞으로 라이다 시장은 더욱 커질 전망입니다. 이에 업계는 라이다 구동 방식을 바꿔 제품 상용화를 앞당기고 있습니다.
‘고정형 라이다(Solid-state)’는 기존 회전형과 달리 기어와 모터가 필요하지 않습니다. 따라서 기계 구성이 간단하고 내구성이 높아 진동에 강한데요. 반도체에 사용하는 MEMS(초소형 정밀 기계 기술)를 사용해 더 작고 싸게 제품을 생산할 수 있습니다.
실제로 시장 1위 기업인 벨로다인은 지난해 벨 통해 벨라비트(Velabit)라는 이름의 고정형 라이다를 공개했습니다. 그 가격은 100달러로 무척 저렴합니다.
우리나라에서도 고정형 라이다 국산화를 시도하고 있습니다. 자동차 부품사 ‘만도’는 국내 유일 차량용 중거리 레이더를 개발한 바 있는데요. ADAS 카메라 모듈을 개발하는 ‘엠씨넥스’, 국내 최초 산업용 라이다 양산에 성공한 ‘카네비컴’, 고정형 라이다 생산기술을 보유한 ‘에스오에스랩’, 라이다 전문 소프트웨어 개발사 ‘서울로보틱스’ 등 국내 강소기업과 함께‘차세대 3D 고정형 라이다 개발’을 위한 컨소시엄을 구성하고 제품 개발 및 양산을 주도하고 있습니다.
시장 내 입지를 빠르게 넓히고 있는 라이다 센서! 업계는 올해 4분기 내로 라이다 가격이 500달러 수준으로 저렴해질 것이라고 전망하고 있습니다. 가격 경쟁력까지 확보한 라이다, 빠른 첨단 자율주행 시대가 찾아올 수 있기를 기대합니다.
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