길고 넓게, 또 정확하게

발레오(Valeo)가 지난 1월 도쿄에서 개최된 ‘제6회 오토모티브 월드(Automotive World)’의 자동주행 부문(Automated Car Exihibition Area)에 출전해 첨단 레이저 스캐너인 ‘SCALA’와 이를 이용한 자동 발렛 파킹 데모카를 선보였다.
발레오의 SCALA 레이저 스캐너는 차량, 모터사이클, 보행자 등 움직이는 모든 사물, 주차된 차나 나무, 가드레일과 같은 고정 사물 등 차량 주변 환경을 감지하는 데 사용한다. 레이저 스캐너를 이용한 장애물 감지는 낮, 밤을 가리지 않고 언제나 가능하며 주차를 할 때와 같은 저속, 그리고 고속도로 주행 등 모든 속도에 대응한다.

센서로 스캔을 하면 감지된 장애물을 기반으로 모든 대상의 구분을 위한 관련 데이터와 함께 환경 맵이 생성된다. 그리고 이것은 차량 또는 보행자에 대한 긴급제동과 같은 예방안전, 회피 거동에 이용되고, 나아가 자동 발렛 파킹이나 트래픽잼 어시스트와 같은 자동주행 기능을 위한 중요 정보를 제공한다. 한 마디로 자동주행을 위한 필수 센서인 셈이다.





발레오의 오렐리 웨이저 랑즈뱅(Aurelie Wayser-Langevin)은 “라이더는 레이저와 LED 광을 포함한 적외선 기술을 사용하는 거리 측정 센서를 통칭하는 것인데, 발레오의 SCALA 센서는 레이저 광원을 이용한 스캐너로 차량 주변환경, 사물 감지에서 80~200 m 범위를 커버한다”며 “SCALA는 매우 정확하고, 140도가 넘는 시야각(FOV)을 지니고 있어 범위 센싱의 조합에서 매우 특별한 센서”라고 소개했다.  


프리미엄 AEB  
 
발레오는 우선 SCALA 레이저 스캐너가 올해부터 유럽 신차안전도평가(Euro NCAP) 항목에 적용된 자동 긴급제동 시스템(AEB)의 핵심 감지 시스템이 될 것으로 기대하고 있다. 
랑즈뱅은 “AEB 시스템 시장은 빠르게 커질 것이다. NCAP에 힘입어 글로벌 스탠더드화 되거나, 그렇지 않더라도 신차 장착률이 크게 올라갈 것”이라며 “현재 유럽의 NCAP에서 ★★★★★를 획득하기 위해서는 AEB 장착이 필수”라고 말했다. 





AEB 솔루션에는 단거리 라이더, 모노 카메라, 레이더 계열 등 다양한 센서가 적용되고 있고 저마다 일장일단이 있다. 단거리 라이더의 경우 비용 장점이 커 엔트리 모델 등 적용 클래스가 매우 광범위한 이점이 있지만, 저속 AEB에만 활용할 수 있는 성능의 한계가 있다. 또 거의 바로 전방 차에만 반응한다. 모노 카메라는 일반적으로 어둠 속에서 기능을 제공할 수 없고, 그림자와 같은 특정 형상에 대한 식별에도 문제가 있다.

랑즈뱅은 “AEB의 표준 기술은 레이더라고 할 수 있다. 그러나 레이더도 고정 사물 감지에서 약간의 문제가 있고, 예를 들어 맨홀 커버와 같은 것을 오판단할 수도 있다”며 “이를 극복하기 위해 카메라와의 결합이 더욱 가속화되고 있다”고 설명했다.   
SCALA는 탁월한 시야각과 정확도로 AEB의 성능을 극대화할 수 있다. 최고의 AEB 기능을 통해 예를 들어 회피 기동과 같은 기능 결정을 가능하게 한다. 랑즈뱅은 “SCALA는 프리미엄 센서로 예방안전 기능뿐만 아니라 자동주행을 가능하게 만드는 중요 기술”이라고 말했다.  


이베오와 협력
발레오의 레이저 스캐너는 독일 기업 이베오(IBEO)의 기술에 기반한다. 2010년 양사는 이베오의 레이저 스캐너 기술을 보급형 애플리케이션에 적용하기 위해 공동개발, 협력, 라이선스 계약을 체결했다.

랑즈뱅은 “이베오는 레이저 스캔 기술에서 대단한 전문기술을 보유한 기업이다. 그들의 센서는 세계 유수의 대학들과 OEM의 연구차량에 사용돼 왔다”며 “발레오는 주차, 운전자 지원, 자동화와 관련된 신뢰성, 패키징, 비용 등 시장을 고려한 여러 기술 공급에서 선두에 서 있는 서플라이어”라고 소개했다.   

레이저 스캐너 부문의 스페셜리스트 이베오는 지난 10년간 다양한 카 메이커에 센서를 공급해왔고, DARPA(Defense Advanced Research Projects Agency of the United States) 어번챌린지와 같은 다수의 자율주행 연구 프로젝트를 지원해왔다. 




레이저 스캐너 기술은 발레오가 갖추고 있는 기존 레이더, 초음파, 적외선과 비전 센서 시스템을 보완한다. 운전자 지원 시스템 시장의 한 축을 담당하고 있는 발레오는 이 기술을 통해 예방안전과 자동주행 기술을 더욱 혁신할 수 있게 됐다.
랑즈뱅은 “SCALA가 어떤 미래의 특정 애플리케이션에 사용될 것인지는 보안상 답하기 곤란하지만, 넓은 범위의 매우 정확한 센서 데이터의 활용은 다양한 새 기능을 위해 사용될 것이고 이는 시간이 갈수록 더 확대될 것”이라고 말했다.


자동 발렛 파킹

레이저 스캐너를 이용한 대표적 미래 애플리케이션 중 하나는 지난해 프랑크푸르트 모터쇼에서 처음 선보인 자동 발렛 파킹으로 ‘Valet Park4U’란 솔루션에 기반한다. 

랑즈뱅은 “현재 유럽, 아시아, 미국의 78개 카 모델에 우리의 Park4U짋 세미오토 파킹 시스템이 채택돼 있고, 풀오토 파킹 시스템인 Park4U Remote가 2년 내에 상용화될 것”이라며 “Valet Park4U짋는 완전 자동화된 발렛 파킹과 자동주행의 다음 혁신을 보여주기 위한 프로토타입”이라고 말했다. 

Valet Park4U를 통해 운전자는 주차장 입구에서 하차하고 차는 스스로 적당한 공간을 찾아 주차를 한다. 차량은 스마트폰 등을 통해 호출할 수 있다. 이렇게 하면 스스로 조향을 제어해 주차공간을 빠져 나와 출구로 오고 운전자를 픽업한다. 자동 발렛 파킹 기능은 구글의 셀프드라이빙 카나 다른 자동 주차 솔루션처럼 맵과 같은 사전 데이터 입력을 요구하지 않는다.

Valet Park4U 솔루션은 12개의 초음파 센서, 4개의 카메라, 그리고 그릴에 장착되는 1개 레이저 스캐너를 이용해 주변과 모든 사물을 감지한다. 초음파 센서는 각 6개씩이 전방과 후방 감지를 담당한다. 여기에 발레오는 센서 데이터를 분석하고 주차 지점으로 가는 최적의 루트를 결정하기 위한 CPU와 스티어링, 제동, 가속에 대한 컨트롤 유닛을 부가했다. 

온보드 카메라들은 운전자의 스마트폰 스크린에 이미지를 보낼 수도 있다. 이 카메라 뷰를 이용해 운전자는 언제라도 차를 원격으로 볼 수 있다. 발렛 파킹과 그 밖의 기능은 스마트폰 외에도 키팝을 통해서도 할 수 있다. 

랑즈뱅은 “발레오의 시장조사 결과 명백하게 전 세계의 운전자는 주차의 자동화를 매우 반기고 있고, 사람들은 운전자 지원의 제공, 편리하고 신속한 주차, 안락함을 좋아한다. 발레오는 주차의 자동화가 자동주행의 선봉이라고 믿는다”고 말했다.

AEM_Automotive Electronics Magazine