Seeking True Solid State LiDAR
진실한 솔리드 스테이트 라이더를 찾아서
2022년 07월호 지면기사  /  글 | 한상민 기자_han@autoelectronics.co.kr


XenomatiX  Kris De Meester            제노매틱스 크리스 드 미스터 부사장

제노매틱스는 그들만이 진실한 솔리드 스테이트 라이더 솔루션을 갖고 있다고 말한다. 그 이유는 여럿이지만, 정말 중요하게 다가온 것은 그들의 목표가 솔리드 스테이트 그 자체가 아니라 신뢰성과 견고성에 대한 인식이란 점이었다. 제노매틱스는 이제 그들의 솔리드 스테이트 라이더의 이점을 보여주기 위해 여러 OEM, 티어 1과 애플리케이션 및 통합 프로젝트에 초점을 맞추고 있다. 제노매틱스의 세일즈 및 비즈니스 개발 부문 크리스 드 미스터 부사장과 이야기를 나눴다. 

글 | 한상민 기자_han@autoelectronics.co.kr 












Q. 라이더는 소스에 따라 펄스 레이저, AMCW, FMCW 등으로 나뉘고, 검출 방식에 따라 기계식, MEMS, OPA, 플래시 라이더 등으로 나뉜다고 들었습니다. 이와 관련, 제노매틱스(Xenomatix)의 “진실한 솔리드 스테이트 라이더(True Solid State LiDAR)” “차량만이 움직이는 파트(The only moving part is the vehicle)”란 표어는 어떤 의미이고, 이것은 경쟁사 솔루션과 비교할 때 어떤 우월성이 있습니까?
A. 말씀하신 분류 기준으로 답변드린다면, 제노매틱스의 솔루션은 소스에 따라 펄스 레이저이며 검출 방식에 따라 플래시 라이더라고 할 수 있습니다. 저희 라이더에는 스캐닝 매커니즘이 없고 동시에 수만 개의 레이저 빔을 이용해 측정을 합니다. 그래서 플래시(Flash) 시스템이라고 부를 수도 있지만, 우리는 멀티빔(Multi-beam) 시스템이라고 말하는 것을 선호합니다. 각각의 빔은 펄스입니다. 수광부는 글로벌 셔터 방식으로 작동하며 동시에 돌아오는 모든 빔을 처리합니다.

제노매틱스의 라이더 솔루션을 “True Solid State”라고 하는 데에는 2가지 이유가 있습니다. 라이더를 구성하는 어떤 부품도 움직이지 않습니다. 저희 라이더는 반도체가 기본 구성요소입니다. 투광부와 수광부 모두 웨이퍼 기반 부품이기 때문에 컴포넌트의 생산 측면에서 비용효율성과 확장성이 뛰어납니다. 



True Solid State 

Q. 다른 솔리드 스테이트 라이더는 움직이는 부품이 있다는 말인가요?
A. 대부분의 솔리드 스테이트 솔루션에는 MEMS 기술이 포함돼 있어 움직이는 작은 부품이 포함됩니다. 어떤 사람들은 그것을 마이크로-모션, 하이브리드 솔리드 스테이트, 또는 그것을 숨기는 다른 방법이라고 부릅니다. 이것이 우리가 ‘True Solid State’라고 말하기 시작한 이유입니다. 센스 포토닉스(Sense Photonics)나 이베오(Ibeo)와 같은 소수만이 진짜 솔리드 스테이트 라이더를 개발하지만, 아직까지 스캐닝 원리를 적용하고 있습니다. 반면 우리는 글로벌 셔터를 통해 모든 포인트를 동시에 측정할 수 있고 포인트 클라우드 및 강도와 본질적으로 융합된 2D 카메라 이미지를 추가할 수 있는 진정한 솔리드 스테이트를 갖고 있습니다. 

하지만 우리는 솔리드 스테이트 그 자체가 목표가 아니라, 신뢰성과 견고성의 중요성을 인식하고 있습니다. 따라서 이제 솔리드 스테이트 라이더의 이점을 보여주기 위해 애플리케이션 및 통합 프로젝트에 초점을 맞추고 있습니다.



Q. 기술력을 소개하는 부분을 보면, 제노매틱스를 쿼너지(Quanergy)와 함께 가장 진보한 솔리드 스테이트 라이더로 놓고 있습니다. 그러면 쿼너지와는 어떻게 차별화되는 건가요?
A. 위의 정의로 분류한다면, 두 시스템 모두 ‘True Solid State’라고 할 수 있습니다. 하지만 쿼너지의 솔리드 스테이트는 OPA(Optical Phase Array) 방식입니다. 아직까지 이 기술은 매우 실험적인 방식이며 특히 차량용으로 활용하기에는 더 그렇다고 할 수 있습니다.
사실, 저희 라이더는 스테레오 카메라와 굉장히 유사합니다. 능동안전 시스템(Active System)에서 활용할 수 있도록 1대의 카메라가 레이저 소스로 대체됐다고 볼 수 있습니다. 스테레오 카메라는 이미 자동차에서 많이 볼 수 있으며 비용면에서도 경제적입니다.


 
XenoLidar-X 하드웨어 
XenoLidar-X는 자율주행 및 ADAS용 라이더로 헤드램프, 윈드실드, 범퍼, 그릴 등에 장착될 수 있다. 사용 목적(FOV 및 측정 거리)에 따라 2가지 라인업으로 나뉘는데, Xpert는 좁은 FOV(30도)를 가지면서 멀리(150 m) 볼 수 있고, Xact는 비교적 넓은 FOV(60도)를 가지면서 가까운 거리(50 m)를 측정한다. 1초에 15,000개의 레이저를 20번 방출해 데이터를 수집한다. 카메라와 비슷한 Global Shutter 방식이다. 컨트롤러를 제외한 크기는 10 × 5 × 11 cm로 신용카드와 비교할 수 있다. 




 




Q. 하드웨어가 경쟁력의 전부가 아니겠죠? 독점적인 소프트웨어 역량에 대해 소개해주세요.
A. 분명히 하드웨어와 소프트웨어의 좋은 조합이 라이더 성능을 개선하는데 효과적이고, 이것이 제노매틱스가 하드웨어와 소프트웨어 기술 두 가지 모두를 서비스하는 이유입니다. 
저희 소프트웨어 팀은 최상의 성능을 보장하기 위해 라이더 하드웨어에 심층적으로 접근할 수 있습니다. 특히, 솔루션의 품질을 높이기 위해 객체 감지 애플리케이션에서도 활약하고 있는데, 라이더의 4D데이터(point cloud and intensity data)를 활용해 ‘4D-AI’라고 부르는 AI 기반 솔루션을 개발했습니다. 많은 고품질 데이터를 활용할 수 있어 객체 분류가 대단히 빠르고 정확하게 이뤄집니다.





XenoLidar-X 소프트웨어. 제노매틱스는 솔루션의 품질을 높이기 위해 객체 감지 애플리케이션 역량을 더한 라이더의 4D데이터(point cloud and intensity data)를 활용해 ‘4D-AI’라 부르는 AI 기반 솔루션을 개발했다. 많은 고품질 데이터를 활용할 수 있어 객체 분류가 대단히 빠르고 정확하게 이뤄진다. 




Q. 능동안전에 대해 말씀하셨는데, 제노매틱스는 전체 애플리케이션 도메인을 ADAS, 자율주행, 로드 스캐닝, 액티브 서스펜션 등 4가지로 구분하고 있습니다. 도메인에 따라 제품들의 차이는 무엇입니까?
A. 전방 감지 라이더 시스템은 ADAS에서, 주변 감지 라이더 시스템은 자율주행 분야에서 활용되고 객체 감지 소프트웨어와 결합돼 있습니다. 로드 스캐닝과 액티브 서스펜션 제어 애플리케이션에서는 짧은 측정거리를 갖고 있지만, 밀리미터 단위의 정확도로 도로 데이터에 초점을 맞춰 측정할 수 있는 라이더 시스템을 제공하고 있습니다. 

로드 스캐닝은 도로의 유지보수 계획 및 효율적인 도로 인프라 관리를 위한 도로 품질 평가 관련 분야입니다. 측정된 데이터는 오프라인으로 처리되며, 웹 기반 애플리케이션과 연결할 수 있습니다. 
액티브 서스펜션 제어의 경우는 도로를 실시간으로 측정해 차량의 서스펜션에 대한 제어 신호를 생성합니다. 이를 통해 차량의 서스펜션이 노면이 고르지 않은 도로 상황에 사전 대비해 안락한 승차감을 제공할 수 있습니다. 



6D 솔루션 

Q. 로드 스캐닝, 액티브 서스펜션을 위한 제품이 별도로 있는 것이 인상적이네요. 이 부분에서 종전까지 OEM이 사용하던 솔루션에 무슨 문제가 있는 것인가요? 제노매틱스 솔루션은 이런 이슈를 어떻게 해결하는 것인가요?
A. 과거에는 도로 스캔 솔루션 대부분이 카메라 기반 기술이었습니다. 그런데 이는 간단한 문제가 아닙니다. 사람의 눈은 도로의 2D 데이터를 이해할 수 있지만, 컴퓨터는 카메라의 2D 데이터만으로 도로의 정확한 기하학적 정보를 추출하고 이해할 수 없습니다. 
하지만 레이저와 3D 감지 덕분에 제노매틱스의 라이더는 이런 도로 스캔 솔루션에 훨씬 더 적합합니다. 로드 스캐닝은 저희가 혁신적인 ‘True Solid State’ 방식을 선보이기 위해 개발한 최초의 애플리케이션입니다. 때문에, 저희는 도로 분석을 위한 정밀 라이더 시스템에 10년 정도의 경험을 갖고 있습니다.





XenoTrack 하드웨어. 로드 스캐닝 라이더인 XenoTrack(차량 위에 탑재한 모습)은 도로 유지보수, 파손 분석, 차량 액티브 서스펜션 등에 사용된다. 2 mm 이내의 높이 정확도로 측정할 수 있으며 차량 전/후방 모두에 장착이 가능하다. 전방 13 m 데이터까지 측정할 수 있다. 



Q. ADAS, 자율주행 애플리케이션을 설명해주신 것처럼, 다양한 화각을 가진 솔리드 스테이트 라이더를 활용합니다. ADAS, 자율주행 관련 다양한 기능을 위해 제노매틱스 라이더는 어떻게 다른 레이더, 카메라, 혹은 라이더 센서와 결합되나요? 그리고, 레이더나 카메라를 제노매틱스 라이더가 완전히 대체할 수 있다고도 보시나요?
A. 저희의 목표는 여러 라이더 유닛을 차량 외부에서 보이지 않게 탑재하는 것입니다. 지금의 레이더와 카메라처럼요. 예를 들어 저비용의 레이더는 그릴과 펜더에 위치해 전면과 측면 감지를 합니다. 자동차에서는 미적이고 실용적인 이유에서, 회전식 라이더 시스템보다는 차량의 서로 다른 위치에 배치되고 여러 개의 작은 센서로 구성된 모듈식 라이더 솔루션이 선호되고 있습니다.

많은 경우에서, 잘 통합된 단일 360° 회전 라이더 시스템의 FOV(Field of View) 대부분이 사용되지 않고 있으며, 적절한 커버리지를 위해 여전히 멀티 센서가 요구되는 상황입니다. 더 높은 수준의 자율주행을 안정적으로 달성하기 위해서는 감지 성능이 더욱 향상돼야 합니다.
성숙한 라이더 솔루션은 확실히 자율주행에 상당한 기여를 합니다. 하지만 라이더의 목표는 카메라와 레이더를 쫓아내는 것이 아니라 다양한 감지 기술을 보완하는 것입니다. 이런 방식으로 환경 조건에 관계 없이 탐지 성능을 보장할 수 있습니다.

제노매틱스 라이더는 3D + 강도 + 2D 모노크롬 이미지를 제공합니다. 우리는 이 2D 흑백 이미지가 2D 컬러 카메라 정보를 대체할 수 있는지 여부를 모릅니다. 또 리던던시를 위해, 제노매틱스의 라이더는 동일한 수신기 칩에서 3D + 강도 + 2D 모노크롬 이미지를 수집하므로 하드웨어가 동일하기 때문에 리던던트 정보로 라벨링될 수 없습니다.



Q. 제품을 보면 ‘6D’라고 해서, 라이더와 카메라가 결합됩니다. 포인트 클라우드와 이미지 합성은 어떻게 이뤄지고, 이것은 왜 중요합니까? 이를 위한 기술적 난관과 방법론은 무엇인가요? 
A. 라이더의 목표가 카메라를 없애는 것은 아닙니다. 카메라는 고해상도 컬러 이미지를 제공할 수 있습니다. 이런 이미지는 기하학적 분석에는 적합하지 않지만, 교통신호 인식, 객체 분류 등에 유용합니다. 도로 인프라 분석에는 4D 라이더 데이터(3D point cloud + 1D intensity)와 2D 카메라 데이터가 결합돼 이용됩니다. 이것이 제노매틱스 6D 로드 스캐닝 솔루션의 6차원입니다. 그리고 소프트웨어는 센서가 수집하는 풍부한 데이터에서 어떻게 최고의 결과를 도출할지를 결정합니다.




XenoTrack 소프트웨어.  도로를 스캔해 포트홀 데이터를 측정한 모습. 도로 높이 데이터에 따라 색깔이 다르게 표시된다. 




 2025년까지 양산 

Q. XenomatiX는 스스로를 ‘티어 2’라고 말합니다. 실제로 여러 OEM, 티어 1 등과 작업하고 있는 것으로 압니다. 그러면 티어 1 서플라이어는 제노매틱스의 하드웨어, 소프트웨어 역량을 지원받아 어떤 차별성을 만들 수 있습니까? 현재 제노매틱스 제품의 양산에 앞서 고객들과 어떤 협업, 과정을 거치고 있나요? 양산은 언제로 계획하고 있습니까?
A.
차량용 라이더는 라이더 그 자체 기술력으로만 말할 수 없습니다. 라이더 센서는 산업화되고 양산화돼 원활하게 융합될 수 있어야만 합니다. 이런 면에서 티어 1 파트너의 수십 년 이상의 경험은 우리 기술이 자동차 시장에 도입되는데 큰 도움이 됩니다. 
우리는 2025년까지 양산 제품을 준비하는 것을 목표로 하고 있습니다. 이것이 제노매틱스가 지난 5년 동안 티어 1과 R&D 프로젝트를 하고 있는 이유입니다. 저희는 기술 혁신에 집중할 수 있고, 티어 1 파트너들은 OEM과의 신뢰 높은 관계를 바탕으로 저희 솔루션을 제공할 수 있습니다.



Q. 레이더 진영은, 라이더의 비용 문제로 레이더(4D 이미징 레이더를 포함해)의 장래가 더 밝다고 말하기도 합니다. 역시 비용은 제노매틱스 또한 극복해야 할 최우선 문제 같은데, 이와 관련 라이더의 미래를 어떻게 전망하십니까? 제노매틱스 제품들은 발전을 거듭하고 있는데, 향후 어떤 목표가 예정돼 있습니까?
A. 모든 신기술은 초기에 비용이 걱정입니다. 하지만 컨셉 설계가 명확하다면 시간과 노력이 이를 해결해줄 수 있습니다. 그래서 새로운 기술을 개발할 때는 확장성이 훌륭한 기본 컴포넌트와 제조방법을 사용하는 것이 매우 중요합니다. 이것이 바로 제노매틱스가 처음부터 해왔던 일입니다. 

최고의 성능과 최적의 모듈화, 3D + 2D 융합기술뿐 아니라, 저희 라이더의 구성 요소는 비용 이슈에 대한 전망이 매우 밝습니다. 그래서 고객들에게도 좋은 반응을 얻었습니다. 저희는 성능은 더욱 향상시키면서 생산비용을 절감해 궁극적으로 양산화로 가는 과정에 있습니다. ‘무어의 법칙’은 제노매틱스의 솔리드 스테이트 라이더에 큰 도움이 됩니다. 물론, 저희는 애플리케이션 솔루션을 제공하기 위해 소프트웨어에도 지속적으로 투자하고 있습니다.



Q. 마지막으로 한국의 고객들, 다양한 영역의 잠재 고객들에게 한 말씀 부탁드립니다.
A. 한국에는 이미 저희 고객이 있고, 자동차 개발 분야에서 선도하며 중요한 역할을 하고 있습니다. 또, 자트(JAT)는 제노매틱스의 한국 채널로서 훌륭한 지원 활동을 하고 있습니다.

저는 지난 5~10년 동안 혁신적인 솔루션을 받아들이면서 예상보다 훨씬 빠른 발전을 이룬 한국시장을 매우 중요한 시장이라고 생각합니다. 한국은 이미 설계 단계에서의 비용 문제에 대해 인지하고 있었기 때문에 세계 자동차 무대에서 메이저 위치에 있고, 자동차의 품질, 안전, 승차감 등에서도 그 명성을 높이고 있습니다. 세계의 기술은 평등하며 한국은 그것을 잘 알고 있습니다.



AEM_Automotive Electronics Magazine


<저작권자(c)스마트앤컴퍼니. 무단전재-재배포금지>

PDF 원문보기

본 기사의 전문은 PDF문서로 제공합니다. (로그인필요)
다운로드한 PDF문서를 웹사이트, 카페, 블로그등을 통해 재배포하는 것을 금합니다. (비상업적 용도 포함)

  • 100자평 쓰기
  • 로그인



TOP