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라이다의 소형 저가화가 자율주행 레벨4의 핵

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글 : 채영석(charleychae@global-autonews.com)
승인 2020-08-18 10:55:28

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자율주행 '레벨 4'의 실용화를 위해 레이저를 대상물에 조사하여 거리를 측정하는 3 차원 센서, 라이다(LiDAR)의 저가격화 및 감지 거리 연장의 양립이 기대되고 있다. 양산차로는 레벨3 시스템을 채용한 아우디 A8이 라이다를 처음으로 탑재했다. 그리고 토요타도 올 해 말이나 내년 초 출시 예정인 렉서스 LS'에 라이다를 4 개 탑재한다. 레벨 3의 자동 운전 자동차의 실용화를 공표하고 있는 다임러와 함께 BMW, 혼다도 탑재할 것으로 보인다. 

 

수년 전만해도 업체에 따라 라이다를 탑재하지 않아도 된다는 의견이 있었으나 최근 들어서는 당연시되는 분위기다 그것은 라이다에는 파장이 짧은 적외선 레이저광을 이용하는 것으로부터 거리 분해능력이 높고 측정거리 정밀도의 거리 의존성이 낮으며 측정거리도 길고 레이저광을 주사해 3차원 공간을 파악할 수 있다고 하는 등의 장점이 있기 때문이다. 

 

오늘날 폭넓게 사용되고 있는 카메라와 밀리파 레이더, 초음파 센서 중에는 거리 분해능력과 긴 측정거리를 양립할 수 있는 것은 없다. 게다가 거리 정보를 3차원 공간에서 얻을 수 있기 때문에 작업량은 카메라만큼 많지 않고 야간 탐지도 가능하다. 

 

이런 장점 때문에 라이다의 탑재는 필수적인 것으로 여겨지는 분위기이다. 여기에서 중요한 것은 라이다가 고가라는 점이다. 때문에 지금 벨로다인등 많은 업체들이 소형 저가의 라이다를 앞다투어 개발하고 있다. 이들의 라이다를 합리적인 가격에 전후좌우에 네 개를 탑재할 수 있다면 레벨4의 자율주행의 실현이 한층 앞당겨질 수 있다. 하지만 벨로다인 등이 개발한 고정식 라이다는 측정거리가 짧아 아직은 한계가 있다. 

 

라이다(LiDAR)는 원리는 밀리파 레이더와 같지만 전파가 아닌 빛을 사용한다. 펄스상의 레이저를 조사해 그 반사광과의 시간차를 측정함으로써 대상까지의 거리와 3차원 형상의 정보를 취득할 수 있다. 그 형상정보와 고정밀 디지털지도와의 매칭에 의해 자차 위치를 확인할 수 있다. 때문에 신호등과 도로표지, 건물 등 정적 지도는 정확하게 측정 가능하다. 긴급 제동장치를 위해 전방에만 사용하는 경우도 있으며 360도 카메라를 차체 지붕 위에 달고 있는 예도 있다.

 

라이다는 측정거리가 초기에는 50~100미터 정도로 짧았지만 지금은 200미터까지 가능한 제품도등장하고 있다. 대상 분석력이 비디오 카메라나 밀리파 레이더보다 높고 어둠 속에서도 사용이 가능하다. 라이다는 야간에도 사용 가능하고 보행자나 비금속도 인식하며 대상물의 형태도 비교적 정확하게 파악할 수 있지만 악천후에는 대응하지 못한다. 또한 동적으로 변화하는 신호등과 도로 표지, 도로 공사 현장, 보행자의 움직임을 식별하지 못한다. 

 

그래서 카메라와 레이더, 라이다가 연동하는 융합 알고리즘에 많은 공을 들이고 있다. 다만 라이다는 고가의 장비라는 점 때문에 테슬라 같은 경우에는 레이더와 카메라만으로도 오토파일럿이 가능하다는 생각으로 자율주행 기술을 개발해 오고 있다. 

 

하지만 자율주행차의 실험 주행을 할수록 라이다는 반드시 필요한 장비로 떠 오르게 되었다. 구글이 당초 2018년 완전 자율주행차의 구현을 주장했었으나 실현되지 못한 것이라든지 전통적인 자동차회사들도 2020년 레벨5의 자율주행차 출시를 선언했으나 지금으로서는 라이다가 없이는 현실적으로 불가능하다는 쪽으로 의견이 모아지고 있는 상태다. 물론 여전히 카메라만으로 모든 것을 해결한다고 주장하는 업체도 있다. 

 

어쩄거나 카메라 센서와 레이더, 레이저 스캐너, 즉 라이트 레이더로부터 감지한 정보를 통합해 종합적인 연산을 해야 다음 단계로 나갈 수 있다는 얘기이다. 

 

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