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자율주행 핵심 '라이다', 융합 산업 확산 힘싣는다
자율주행 핵심 '라이다', 융합 산업 확산 힘싣는다
  • 차종환 기자
  • 승인 2020.10.23 13:18
  • 댓글 0
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0.001mm급 초정밀 센싱 구현
비싼 가격 ‘발목’…활용도 한정

실리콘 반도체로 가격 대폭 낮춰
산업계 협력…시장 확대 박차
라이다로 도시 공간을 통째로 스캐닝한 모습. [사진=벨로다인]
라이다로 도시 공간을 통째로 스캐닝한 모습. [사진=벨로다인]

대표적인 자율주행 센서 중 하나인 ‘라이다(LiDAR)’가 자율주행 분야를 넘어 타산업으로까지 영역을 확대할 수 있을지 관심이 쏠리고 있다.

라이다는 레이저를 목표물에 비춘 후 반사돼 돌아온 시간을 측정함으로써 목표물까지의 거리, 방향, 속도 등을 감지하는 기술이다. 즉, 3차원 공간 및 물체를 디지털 스캐닝 하는 것이 가능해진다는 의미다.

기본적으로 1mm 정도의 오차범위를 가지는데 고성능 제품의 경우는 0.001mm까지 구현할 수 있어 현존하는 가장 민감한 센싱이 가능하다. 때문에 지적, 건설, 국방, 우주 등 높은 정밀도를 요하는 분야에서 활용되다가 최근 자율주행차를 구현하는 핵심기술로 주목받게 됐다.

라이다의 우수한 센싱 성능에도 불구하고 크게 대중화되지 못한 데에는 가격이 너무 비싸다는 이유가 컸다. 웬만한 제품은 소형차 한 대 값을 훌쩍 넘는 수준으로 알려져 있다.

하지만 최근 국내에서 라이다 센서의 제작비용을 크게 낮출 수 있는 기술이 개발돼 산업 확산의 신호탄이 될 수 있을지 이목이 집중되고 있다.

안종현 연세대 교수와 이재동 대구경북과학기술원(DGIST) 교수 공동 연구팀은 지난 7월, 실리콘 반도체를 이용해 값싼 라이다 센서를 구현하는 데 성공했다.

기존 라이다 센서는 실리콘 대신 인듐갈륨비소(InGaAs) 반도체가 사용됐다. 인듐갈륨비소 반도체는 단파 적외선을 잘 감지할 수 있지만 제작비용이 높아 라이다 센서의 가격이 비싼 원인이 됐다.

연구팀은 실리콘을 10나노미터(nm) 이하의 두께로 만들면 강한 변형에도 잘 견뎌 내부구조를 원하는 대로 바꿀 수 있음을 발견했다. 이러한 실리콘 변형을 통해 새로운 라이다 센서 제작에 성공한 것이다.

안 교수는 “상용화되면 라이다 센서 제작비용을 기존 대비 10분의 1 이하인 수백만원 또는 수십만원까지 낮출 수 있을 것으로 예상된다”며 “후속 연구를 통해 상용화를 추진할 것”이라는 설명이다.

국내 라이다 기술을 주도하는 한국전자기술연구원(KETI)은 21일, SK텔레콤과 업무협약을 맺고 라이다를 융합산업으로 확산시키기 위한 기술 개발에 돌입한다고 밝혔다.

양측은 △인공지능 기반의 라이다 신호처리 △라이다용 인공지능 엣지 디바이스 개발 △라이다 학습 DB 및 딥러닝 환경 구축 등 공동 기술개발과 시스템 실증 등을 추진키로 했다.

그간 KETI는 라이다 핵심 요소를 바탕으로 제조에서 자율주행에 이르기까지 다양한 산업분야에 적용 가능한 분야별 상용화기술을 축적해왔으며, 최근에는 라이다 고유의 학습데이터를 기반으로 인공지능 신호처리 상용화 기술을 개발하고 있다.

SK텔레콤은 양자 센싱 핵심기술에 해당하는 1550nm 파장의 펄스 레이저 모듈과 단일광자검출기 기술을 기반으로 단일광자 라이다의 국산화를 추진하고 있다.

단일광자 라이다는 단일광자 수준의 미약한 광 신호를 감지하는 센싱 기술로 기존 라이다 대비 장거리 검출이 가능하고 악천후 상황에서도 목표물을 정확히 식별할 수 있다.

KETI와 SK텔레콤은 이번 협력을 통해 각 사가 보유한 고유 기술과 인프라를 기반으로 엣지컴퓨팅 환경에서 동작 가능한 인공지능 기반 라이다 시스템을 구축할 예정이다.

이는 5G 기술과 연계해 스마트시티, 스마트공장, 지능형 관제 등 4차산업 분야의 5G 비지니스 모델이 될 것으로 기대된다.

김영삼 KETI 원장은 “인공지능 라이다 시스템은 정밀한 탐지 성능을 기반으로 도시 전반의 디지털 트윈, 주요시설 감시, 재난 안전에서 큰 역할을 담당할 것”이라며 “이번 협력을 통해 국내 라이다 산업 경쟁력이 한 단계 더 도약할 수 있도록 지원을 아끼지 않겠다”고 밝혔다.

 



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