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너무 비싼 센서 라이다, 자율주행 업계 ‘골머리’
너무 비싼 센서 라이다, 자율주행 업계 ‘골머리’
  • 차종환 기자
  • 승인 2021.01.27 16:50
  • 댓글 0
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높은 센싱 성능으로 안전성↑
‘차 한 대 가격’ 양산화 숙제

AI∙카메라 비저닝으로 대체
가격 낮출 신소재 도입 가속
라이다 센서는 3차원 공간을 디지털화 해 자율주행의 안전성을 크게 높일 수 있지만 가격이 비싸 상용차 도입이 어려운 상황이다. 사진은 라이다로 주변을 스캔한 모습. [사진=벨로다인]
라이다 센서는 3차원 공간을 디지털화 해 자율주행의 안전성을 크게 높일 수 있지만 가격이 비싸 상용차 도입이 어려운 상황이다. 사진은 라이다로 주변을 스캔한 모습. [사진=벨로다인]

자율주행을 실현하는 센싱 기술 중 현존하는 가장 정확하고 빠른 기술로 평가받는 ‘라이다(LiDAR)’가 비싼 가격 때문에 골머리를 앓고 있다.

라이다는 레이저를 목표물에 비춘 후 반사돼 돌아온 시간을 측정함으로써 목표물까지의 거리, 방향, 속도 등을 감지하는 기술이다. 이 원리를 이용하면 3차원 공간 및 물체를 디지털 스캐닝 하는 것이 가능해진다.

기본적으로 1mm 정도의 오차범위를 가지는데, 고성능 제품의 경우는 0.001mm까지 구현할 수 있어 매우 정확한 센싱이 가능하다. 0에 가까운 지연시간을 구현해야 하는 자율주행 분야에선 5G 통신과 함께 필수 기술로 평가받는다.

현재 많은 자동차 제조업체가 라이다를 이용해 ‘실험실’ 단계의 자율주행을 구현하고 있다. 실도로 주행도 어렵지 않게 수행하고 있다.

문제는 상용화를 위해선 양산화가 가능해야 한다는 점이다. 차량 한두대의 자율주행 성능평가를 위해 라이다를 이용하는 것과는 경제성 측면에서 전혀 다른 문제에 직면하게 되는 것이다. 완성차 제조업계가 섣불리 상용차를 내놓지 못하고 있는 이유 중 하나다.

지금은 가격이 많이 떨어졌다고 하지만 자율주행용 라이다 센서의 개당 가격은 한때 수천만원에 달했다. 웬만한 차 한 대 가격이 또 나오는 것이다. 자율주행의 상용화 여부는 라이다 가격에 달려있다는 말이 우스갯소리가 아닌 이유다.

시장조사업체 BIS리서치는 자율주행 보급을 위해선 라이다 양산가격이 최소 1500~2000달러(약 200만원) 수준은 돼야 한다는 분석을 내놓고 있다. 차량 한 대에 센서가 여러 대 사용될 수 있음을 감안하면 개당 수십만원까지 낮아져야 한다는 계산이 나온다.

자율주행에 관한 한 가장 선진적인 기술을 보유하고 있는 것으로 알려진 테슬라는 라이다를 쓰지 않고 자율주행차를 출시한다는 계획을 내놓고 있다. 테슬라의 CEO 일론 머스크가 “라이다는 바보들이나 쓰는 장치로, 라이다에 의존하는 회사들은 앞으로 불행해질 것”이라고 말한 일화는 유명하다.

테슬라는 라이다 대신 인공지능(AI) 및 카메라 비저닝 기술을 중심으로 자율주행을 구현한다는 방침이다. 하지만 이는 테슬라처럼 방대한 도로주행 관련 데이터를 확보할 수 있을 때나 가능한 것으로, 일반 기업은 엄두도 내지 못하는 방법이라는 게 정설이다.

결국, 관련업계는 자율주행의 상용화와 양산형 라이다 센서의 개발이 같은 연장선상에 있다는 데 동의하는 모습이다.

라이다의 가격을 수십만원 수준으로 낮추며 자율주행업계에 비상한 관심을 모으고 있는 미국 스타트업인 루미나가 대표적이다.

루미나는 라이다의 가격을 낮추기 위해 아예 시스템을 처음부터 다시 설계한 것으로 알려졌다. 디자인 차원에서도 기존의 커다란 원통 모양이 아닌 작은 사각기둥으로 만들어 차량 설치시에도 큰 이질감이 없도록 했다. 이미 볼보가 2022년부터 출시될 신차에 루미나의 라이다 센서를 탑재하기로 결정했다.

국내에서도 의미있는 연구성과가 도출됐다.

지난해 7월, 안종현 연세대 교수와 이재동 대구경북과학기술원(DGIST) 교수 공동 연구팀이 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 성공했다.

이를 이용하면 라이다 센서 제작비용을 수백에서 수십만원까지 낮출 수 있을 것이라는 설명이다.

 



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