벨로다인, 쿼너지, 이베오 등 고정밀 라이더 기술이 미래 자동주행의 핵심으로 떠오른 가운데, 최근 첨단 운전자 지원 시스템 부문의 글로벌 리더 콘티넨탈이 ASC의 자동차 사업부문을 인수하면서 그들의 포트폴리오에 고정밀 라이더 기술을 추가했다. 콘티넨탈은 2020년부터 저가의 소형 라이더를 대량생산할 방침이다.
 
HFL 기술 획득
3월 콘티넨탈이 고정밀 라이더 기술업체 ASC(Advanced Scientific Concepts)로부터 차량용 고해상도 3D 플래시 라이더(HFL) 사업 부문인 ASCar를 인수했다.
이에 대해 콘티넨탈의 섀시 및 안전부문 프랭크 조던(Frank Jourdan) 사장은 “우리는 운전자를 더욱 안전하고 편안하게 하면서 차를 더욱 효율적으로 만드는 자동주행과 같은 차세대 기술 연구개발에 끊임없이 투자하고 있다”며 “우리의 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS) 포트폴리오의 개발과 강화, 미래이동성에서 자동주행은 핵심이 될 것으로, 기업으로서 콘티넨탈의 전략은 이런 기술 실현에 명확히 포커스하고 있다”고 말했다.
ASC는 우주항공 분야에 사용되는 고정밀 라이더 센서로 이름난 기업으로 2012년 자동차 산업의 도전에 대응하기 위해 ASCar라는 회사를 분사시켰다. ASC의 HFL은 닛산의 오토노모스 리프(autonomous Leaf) 프로토타입 등에 사용됐다.
콘티넨탈 관계자는 “ASC는 다양한 애플리케이션을 목표로 HFL 제품 포트폴리오를 가지고 있는데, 이 기술의 주요 특징은 가동부가 전혀 없다는 것”이라며 “이는 카메라의 플래시처럼 송신원 역할을 하는 펄스 레이저와 디지털 카메라의 센서 칩과 유사한 고집적 수신기 칩 단 두 개의 주요 구성요소로 이뤄져 있을 뿐만 아니라 물체로부터 거리와 일치하는 여러 반사된 광 신호의 픽셀 당 펄스 전송시간을 기록하는 기능을 가지고 있다”고 말했다.
이번 인수로 ASC의 첨단 기술은 콘티넨탈의 고도화된, 완전 자동주행에 요구되는 서라운드 센서 부문을 커버하면서 콘티넨탈의 ADAS 포트폴리오를 더욱 강화하게 됐다.
콘티넨탈 관계자는 ASCar 인수에 대해 “우리는 새로운 세대, 센서 솔루션을 개발할 때마다 늘 스스로에게 어떻게하면 시의적절하게 최선의 방식으로 시장의 요구사항을 신속하고 효율적으로 충족시킬 수 있을까를 묻고 있다”며 “특히 지적재산권 측면에서 목표를 더 빠르게 달성할 수 있고 시장에 기술과 시간적 이점을 제공할 수 있는 솔루션이 이미 시장에 존재한다면 기업 인수는 논리적으로 타당한 것”이라고 말했다.
콘티넨탈은 ASCar의 인수 이전, 시장과 여러 가능한 옵션에 대해 매우 철저히 분석했다. ASC는 명실상부 HFL 부문 시장과 기술 리더이면서 자동차 산업을 위한 산업화 실현 관점에서도 이미 유수의 OEM과 수년 간 협업한 경험을 갖고 있는 회사였다.
콘티넨탈의 관계자는 “ASC 플래시 라이더 기술을 이용해 우리는 라이더 센서를 더욱 소형화하고 비용을 낮추면서 고정밀 등 기능과 내구성을 더욱 확대할 수 있다”며 “콘티넨탈과 ASCar의 엔지니어들은 라이더 분야의 전문가들로 수년 간 쌓아온 센서와 구성품에 대한 뛰어난 설계 경험을 갖고 있다”고 말했다.
 
라이더의 중요성
고해상도 3D 플래시 라이더 센서 기술의 최대 장점은 실시간 머신비전이면서 환경 매핑 기능을 동시 제공한다는 것이다.
즉, 스캔을 하면 감지된 사물 등 모든 대상의 구분을 위한 관련 데이터와 함께 환경 맵을 생성한다. 이는 차량, 보행자에 대한 자동 긴급제동(AEB)과 같은 예방안전, 회피 거동에 이용되고, 자동 발렛 파킹이나 트래픽 잼 어시스트(TJA)와 같은 자동주행 기능 강화에 중요 정보를 제공한다. 기술은 카메라처럼 이미지 인식 알고리즘에 의존하지 않으면서 카메라나 레이더와 달리 날씨, 낮과 밤의 영향을 받지 않는다.
특히 넓은 시야각을 특징으로 전체 차량 주변의 시계(Field of Vision)를 더욱 상세하고 정밀하게 획득한다. 차량 주변 환경의 다양한 조건에 대응해 여러 기능들을 더욱 다용도로 활용토록 강력하게 만들면서 AEB 등 ADAS의 능동안전 기능에 대한 새로운 접근방식을 가능케 한다. 때문에 HFL은 카메라, 레이더 센서 등과 함께 고도화된 자동주행, 자율주행을 추구하는 많은 카 메이커, 서플라이어들의 ADAS 포트폴리오에 반드시 추가돼야하는 기술로 꼽힌다.
자율주행을 위한 라이더 센서로는 구글 셀프 드라이빙 카와 함께 벨로다인의 64채널 회전형 라이더 센서가 유명하다. 그러나 이런 센서는 단지 연구개발용일 뿐이다.
자동차 산업의 플레이어들은 300달러 이하의 저가의 라이더 센서 시스템을 개발하고 보급하기 위해 관련 기술 기업에 투자하거나 파트너십을 맺고 있다.
콘티넨탈의 관계자는 “지금까지 HFL 기술은 자동차 업계 등에서 개발 단계에서만 사용해 왔기 때문에 대량생산을 위한 HFL의 산업화가 여전히 도전적인 과제인 것이 사실”이라며 “그러나 콘티넨탈은 2020년까지 HFL의 대량생산을 시작할 계획”이라고 말했다.
콘티넨탈은 HFL을 활용해 일관성 있게 ADAS 포트폴리오를 확장하면서 자율주행을 실현코자 하는 OEM의 요구를 만족시킬 방침이다.


 
첨단 생산기술의 통합
ASC의 사업부 인수에 따라 ASCar의 직원, 중요 엔지니어는 콘티넨탈의 섀시 및 안전 부문에 포함되는 캘리포니아 산타 바베라에 위치한 ADAS 사업부 HFL 비즈니스 파트로 합류했다. HFL 사업부는 아르노 르종드(Arnaud Lagandre′)가 맡는다. 사업부에는 장기적으로 100명 이상의 엔지니어가 투입될 예정이다.
콘티넨탈의 관계자는 “인수와 함께 ASC 엔지니어링 및 경영팀을 포함해 모든 직원을 채용했고 여기에 최근 콘티넨탈 관리자가 합류했다”며 “우리는 자동차 산업을 위해 HFL 기술을 더욱 발전시킨 고성능센서 기술을 제공하기 위해 개발 영역에 더 많은 엔지니어가 필요한 상황”이라고 말했다.
콘티넨탈의 HFL 사업부의 첫 번째 목표는 인수한 기술을 이용해 자동차 산업에 적용할 수 있는 새로운 카메라를 개발하는 것이다. 콘티넨탈의 ADAS 사업부는 이미 이에 대한 개발 프로세스 구조화 등의 노하우를 갖고 있다.
콘티넨탈은 최적화된 매핑 기능과 차량 주변의 세분화 등 다양한 차량의 요구사항을 반영하기 위해 여러 센서 제품을 활용하고 있으며, 주변 센서 강화를 위한 제품 포트폴리오로서 단거리 라이더 기술을 수년 전부터 전개하고 있다. 또 콘티넨탈의 차량용 레이더, 라이더, 카메라 기술에 대한 앞선 생산 중심 설계 경험은 고급 프로토타입 단계부터 생산단계까지 HFL 기술 개발을 효율화할 수 있다. 콘티넨탈의 생산 설계 경험은 기존의 HFL 방식과 비교해 경제적인 볼륨 증가뿐 아니라 개선된 높은 기능적 성능과 소형 디자인을 가능하게 한다.
콘티넨탈의 관계자는 “기술 혁신은 지속적으로 이뤄지고 있고 우리는 이를 긍정적으로 보고 있다”며 “모든 기술과 마찬가지로 HFL은 더욱 비용에 최적화되고 요구사항에 매우 효율적인 솔루션으로 만들어져야 하는데, 콘티넨탈은 더 높은 수준으로 통합할 수 있는 새로운 솔루션과 HFL 기술을 통해 더욱 혁신된 라이더 솔루션을 통합하고 고객에게 공급할 것”이라고 말했다.
 
최대 6개 장착
HFL은 ADAS 애플리케이션과 목표하는 자동화 수준에 따라 최대 6개 센서가 차에 사용돼 차량 주변의 여러 중요 지역을 살펴볼 것이다. HFL은 전방을 주시하는 센서로서 차량의 정면 중앙과 모서리에 통합될 것이고, 차량의 측면과 후방에 설치되는 추가적 센서는 더욱 복잡한 자율주행 기능을 가능케 할 것이다.
콘티넨탈의 관계자는 “우리는 미래에 ▶고속에서 차량 전방 물체를 감지하는 장거리 센서 ▶교차로 시나리오를 위한 중거리 센서 ▶후진과 방향 전환, 차선 변경을 위한 단거리 센서의 3가지 센서 구성 콘셉트를 예상하고 있다”며 “향후 HFL의 가격은 부품 수량에 의존하게 될 것이고 콘티넨탈이 개발한 HFL의 첫 등장은 프리미엄 클래스가 될 것”이라고 말했다.
프리미엄 카는 볼륨은 적지만 HFL 장착률이 상당히 높을 것이다. 이런 상황이 물론 제품 가격에 영향을 미치겠지만 차는 HFL만이 제공할 수 있는 기능과 혜택을 누리게 될 것이다.
콘티넨탈의 칼하인즈 하우프트(Karlheinz Haupt) ADAS 사업부장은 “서라운딩 센서의 범위에는 자동주행의 높은 수준을 위해 더욱 진보된 안전성이 요구된다”며 “콘티넨탈은 이 부분서 레이더와 카메라 뿐만 아니라 데이터 퓨전으로 강력하고 입증된 역량을 갖고 있지만 자동주행의 개발에서 우리의 기술 포트폴리오를 더욱 강화하고 리더십을 강화하는데 있어 고해상도 3D 플래시 라이더를 갖는 것은 매우 중요한 사안”이라고 말했다.
 
2020년 자동주행의 전개
2012년 콘티넨탈은 서플라이어로는 최초로 네바다에서 자율주행 테스트 면허를 획득했다. 이미 7만 2,000마일 이상의 고도화된 자동주행 테스트를 마쳤고 지금도 미국, 독일, 일본 등에서 자율주행 테스트를 진행하고 있다. 콘티넨탈은 2020년까지 HFL의 대량생산을 계획하고 있고, HFL은 카 메이커의 고도화된 자동주행과 자율주행 달성을 위한 미래 지향적 솔루션으로서 커다란 기여를 할 것이다.
ABS, 에어백, ESC와 같은 안전 기술은 선진국에서 이미 기본장착되고 신흥국가에서도 갈수록 많은 차량에 도입되고 있다. AEB와 같은 ADAS는 소형차에서도 이용 가능하게 되면서 전 세계 모든 시장에서 사망, 사상자 수를 줄이는데 기여하고 있다.
콘티넨탈 관계자는 “법률과 전 세계적으로 합의된 교통안전 목표, NCAP과 같은 제도와 보험회사, 고객의 반응이 차량 안전기술의 장착 및 보급화 속도를 촉진하고 있다”며 “중국과 아시아의 다른 국가와 같은 성장시장처럼 여전히 지역 간 큰 차이가 있긴 하지만, 이러한 첨단 안전기술의 장착률은 지속적으로 증가하고 있다”고 말했다.
사고를 예측하고 사전에 회피하는 능동안전 기술은 안전벨트, ABS, ESC 등과 같은 기술과 동일한 경로를 따라 발전하고 기본화될 것이다. 전 세계적으로 ADAS 도입이나 자동주행의 현실화는 지역적 차이가 존재하지만 일본, 유럽, 북미도로에서 가장 먼저 보편화되고 현실화될 전망이다. AE
 
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ASCar의 페리그린
ASCar의 ‘페리그린(Peregrine)’ 3D 플래시 라이더 카메라는 클래스1 아이-세이프 레이저를 사용하면서 태양 간섭에 영향을 받지 않아 먼지, 연기, 안개, 어둠 속에서도 이미지화할 수 있는 솔리드 스테이트 ToF 카메라의 기준을 제시해왔다. 센서는 최대 200 m의 반사 타깃 10%의 이미징을 통해 장거리에서 터널, 차량, 보행자를 인식할 수 있는 3D픽셀 밀도의 진보적인 센싱을 제공한다. ASCar의 온보드 카메라 프로세서와 함께 페리그린은 점군 데이터(Point Cloud) 및 강도 데이터를 동시에 기록할 수 있고, 이를 온더플라이(on-the-fly) 사물 리스트로 바꿀 수 있으며, 직접적으로 ECU 내에 스트림할 수 있다.
30 Hz, 최소 1만 시간의 기대수명 등 우주항공 산업에서의 ASC의 경험과 함께 페리그린 센서는 자동차에서 전방, 측방, 후방 센서로 사용이 가능하다. 플랫폼 모션, 진동, 객체 움직임의 왜곡에 영향을 받지 않는 카메라는 1 mS 보다 낮게 차량 주변 장면을 이미지화할 수 있다. 초점면 어레이는 강한 햇빛, 마주 보는 차량의 헤드라이트에 의한 렌즈 플레어에 영향을 받지 않는다. 거리나 강도 측정에 영향이 없다. 카메라는 ADAS ECU에 정밀한 지오메트리를 제공한다. 카메라 무게는 300그램에 불과하다.

AEM_Automotive Electronics Magazine