AT128 ‘하이브리드’ 솔리드 스테이트 라이더
라이더 선택에 대한 균일한 표준이 없어 자동차 제조업체는 성능을 비교하고 ‘고스트 이미지’와 ‘간섭’과 같은 데이터시트 외부의 다른 주요 기능을 식별하기가 어렵다. 자동차 라이더의 양산을 위해 글로벌 ISO 표준 정립이 필수적인 이유다. 산업의 표준은 해당 산업의 기술 선도 기업이 주도한다. 강력한 기술력을 바탕으로 허사이가 라이더 표준 확립에 앞장서고 있다. 허사이 테크놀로지의 웨이 장 부사장과 이야기를 나눴다.
글 | 한상민 기자_han@autoelectronics.co.kr
in english
Hesai Technology Wei Zhang 허사이 테크놀로지 웨이 장 부사장 라이더는 높은 수준의 자율주행에 필수적인 인식 센서입니다. 점점 더 많은 레벨 2+ 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS) 차량이 시장에 진입함에 따라 라이더는 향후 2년 내 양산, 적용될 것으로 예상됩니다. 즉, 스마트 카의 중요한 안전 부품으로서 표준화된 적용은 매우 중요합니다.
지금은 글로벌 라이더 시장에 아직 통일된 테스트 기준이 마련되지 못했습니다. 따라서 라이더 선택에서 자동차 제조업체는 서로 다른 라이더 회사의 데이터시트만 사용할 수 있기 때문에 비교하고 ‘고스트 이미지’와 ‘간섭’과 같은 데이터시트 외부의 다른 주요 기능을 식별하기가 어렵습니다. 자동차 라이더의 양산을 위해서는 글로벌 ISO 표준 정립이 필수적입니다.
Q. 전 세계적으로 정말 많은 라이더 회사가 있지 않습니까? 그런데 왜 허사이가 UL4700, GB/T, ISO/PWI 13228 등 라이더 테스트 방법에 대한 표준 설정에서 항상 주도적인 위치에 있는 것입니까?
A. 일찍이 우리는 라이더 제품의 양산 및 납품에 들어갔을 때 글로벌 라이더 시장에서 표준화된 평가 방법이 필요하다는 것을 깨달았습니다. 라이더 표준화는 자동차 제조업체가 라이더 제품을 더 잘 비교하고 선택하는 데 도움이 되고 업계가 라이더를 객관적으로 테스트할 수 있도록 합니다. 따라서 표준의 효과적인 구현이 업계에 힘을 실어줄 것이라고 믿습니다.
또, 산업 표준은 일반적으로 해당 산업에서 기술 선도 기업이 주도합니다. 강력한 기술력을 바탕으로 허사이는 중국 및 국제적으로 라이더 표준을 확립하는 데 앞장서고 있습니다. 우리는 광학, 기계, 전자 및 소프트웨어에 대한 깊은 전문지식을 축적해 탁월한 R&D 기능을 개발했습니다. 예를 들어, 허사이는 ASIC 기술에 전념한 최초의 라이더 회사로, 라이더에 ‘무어의 법칙’을 적용할 것을 제안하고, 더 높은 성능, 더 높은 신뢰성 및 더 낮은 비용의 솔루션을 지속적으로 탐구하고 있습니다.
허사이는 Zoox, Nuro, TuSimple과 같은 글로벌 자율주행 리더를 포함해 전 세계적으로 명망 높은 많은 고객을 보유하고 있습니다. 바이두 아폴로(Baidu Apollo), 메이투안(Meituan) (자율 배송 차량), 위라이드(WeRide) 및 AutoX와 같은 주요 중국 기업은 물론 ADAS 분야에서 Li Auto, JIDU, HiPhi, Lotus 등 유수의 완성차 업체로부터 신뢰를 얻었습니다. 허사이와 이런 선도 기업 간의 긴밀한 협력은, 또 우리가 중국과 전 세계의 산업에 더 높은 기준을 설정할 수 있도록 합니다.
Q. 라이더 성능 테스트 방법은 대략 어떤 것입니까? UL4700, GB/T, ISO/PWI 13228과 같은 각 표준의 특성, 활동 일정은 어떻게 다른가요?
A. UL4700, GB/T, ISO/PWI 13228과 같은 표준은 라이더의 대량 생산에서 가장 중요한 세 가지 포인트인 안전성, 신뢰성 및 성능에 중점을 둡니다.
좀 더 구체적으로 말하면, UL4700은 자동차 라이더 및 라이더 시스템에서 기계적, 전기전자적, 레이저, 네트워크 및 기능안전성에 대한 평가 요구사항을 포함해 제조업체가 지정한 사용 매개변수를 기반으로 안전 평가에 더 많은 관심을 기울입니다. 반면 ISO/PWI 13228 표준은 특정 테스트 프레임워크 구축에 적용되는 포인트 클라우드 성능 평가를 위한 일련의 테스트 방법을 설정합니다. 테스트에는 일반적인 성능 지표(검출 범위, 거리 정확도, 각도 해상도, 시야, 반사율 및 프레임 속도 등), 작동 안전에 영향을 미치는 성능 지표(간섭 제거, 포인트 클라우드 밀도, 프레임 지연, 고스트 이미지 등), 환경 요인에 의해 유발된 성능 변화 테스트, ADAS/AD 시나리오와 결합된 라이더 성능이 포함됩니다.
라이더의 양산 및 납품을 위해 이런 표준은 향후 1~2년 내에 확정되고 릴리스될 것입니다.
Q. 혹시 표준화 활동 중에 한국 관계자를 보신 적 있나요?
A. 지금까지 ISO 워킹그룹에서 한국 대표를 보지 못했지만, 앞으로 그들을 볼 수 있기를 고대하고 있습니다. 워킹그룹에는 발레오, 덴소, 보쉬, 소니, 닛산, 르노, ZF를 비롯한 여러 글로벌 기업이 있습니다.
라이더 표준화 노력
최근 차량용 라이더에 대한 ISO/PWI 13228 ‘라이더 테스트 방법(Road Vehicle Lidar Test Method)’ 마련을 위한 사전연구 작업이 공식적으로 시작됐다. 중국의 라이더 스타트업 허사이(Hesai), 발레오가 ISO 워킹그룹(ISO/TC22/SC32/AHG1)의 리더로 나서고, 덴소, 보쉬, 소니, 닛산, ZF 등이 협조해 공식화될 방침이다. 허사이가 글로벌 라이더 표준 제정을 주도한 것은 이번이 처음이 아니다. 2020년 2월 보쉬, 콘티넨탈, 인텔, 모셔널을 비롯한 참여 회사와 함께 허사이는 미국 국가표준 UL4700 제안을 했다. 2022년 2월에는 중국 대표로서 국제전기기술위원회(International Electrotechnical Commission)의 IEC TC76 표준화 위원회에 합류해 IEC 60825 광학방사선 안전표준 논의 및 공식화에 참여했다. 중국에서는 2021년 10월, 자동차 표준화 국가기술위원회의 지도 하에 허사이가 의장으로, 바이두와 함께 차량용 라이더의 GB/T 성능 요구사항 및 테스트 방법에 대한 사전연구를 주도해 30개 이상 업계 기업 및 기관과 함께 중국 차량용 라이더 표준을 구현했다.
하이브리드 솔리드 스테이트 제품인 AT128의 출시로 허사이는 매년 100,000개, 많게는 100만 개까지 제품 제공을 예상하고 있다.
사진은 허사이 맥스웰 공장. 2022년 준공.
Q. 허사이의 제품에 대해 이야기해보죠. ISO 26262, 21448, 21434 등 여러 안전규격을 모두 반영하고 있죠? 이런 요구에 대응하는 라이더 플레이어는 허사이가 유일한가요? Pandar에 대한 ISO 26262 인증 뉴스를 봤는데, AT128은 어떻습니까? 어떤 노력을 기울였습니까?
A. 허사이는 안전과 신뢰성을 최우선으로 생각합니다. 당사의 제품 안전 설계는 엄격한 개발 프로세스를 따릅니다. 완벽한 안전 시스템을 기반으로 설계된 AT128도 마찬가지입니다. AT128의 안전인증 및 서드파티 평가는 엔지니어링팀의 일정에 따라 진행됩니다.
양산 차량의 라이더의 경우 ISO 26262, 21448, 21434의 안전 시스템을 제품 설계에 통합해야 합니다. 허사이는 먼저 ISO 26262 인증을 시작으로, 세계 최초로 기능안전성 인증을 받은 라이더 제품을 출시했습니다.
허사이는 양산형 라이더 제품을 제조하기 위해 프로세스가 기능안전성, 네트워크 안전 및 SOTIF(의도된 기능의 안전성)의 세 가지 안전 시스템을 다뤄야 한다는 것을 일찍 깨달았습니다. 현재 허사이는 ‘three-in-one’ 안전 단계에 진입하는 데 앞장서고 있습니다. 우리는 자동차 제조업체와 라이더 공급업체를 포함한 모든 당사자가 라이더 제품의 안전성을 더욱 중요하게 여겨야 한다고 업계에 촉구하고 있습니다.
Q. 허사이는 AT128을 ‘하이브리드’ 솔리드 스테이트 라이더라고 부릅니다. '하이브리드'는 무엇을 의미하나요? 여러 라이더 유형 중에서 이는 어떤 종류이고 경쟁 솔루션과 어떻게 비교할 수 있나요?
A. 하이브리드 솔리드 스테이트 라이더는 일반적으로 송수신 모듈이 정지된 상태에서 스캐닝 모듈이 움직이는 솔루션을 말합니다. 360도 회전(기계식) 라이더에 비해 크기가 작고 비용이 저렴해 ADAS 애플리케이션에서 선호하는 선택입니다. 현재 양산 승용차에는 1D 로테이팅 미러, 폴리곤 + 검류계（Polygon + Galvo）, MEMS의 3가지 하이브리드 솔리드 스테이트 솔루션이 주로 적용됩니다.
후자의 두 가지는 2차원 스캐닝인데 더 구체적으로 설명하면, Polygon + Galvo는 다양한 부품과 복잡한 시스템의 기계적 움직임으로 인해 신뢰성 문제가 발생합니다. 현재 이러한 라이더는 열 분산과 제한된 분해능을 유발할 수 있는 1550 nm 파장과 고출력을 사용합니다. 하나 또는 몇 개의 레이저만 있어 하나의 레이저가 실패하면 라이더의 인식 능력에 심각한 영향을 미칩니다.
MEMS의 경우, 고주파 진동 센티미터 레벨 미러의 빛 감지 능력이 제한돼 있어 범위 기능이 제한됩니다. 또, 고주파 진동 미러를 지원하는 캔틸레버 빔이 신뢰성 문제를 야기할 수 있습니다. 시스템은 일반적으로 여러 개의 레이저로 구성돼 있어 포인트 클라우드가 스티칭돼 알고리즘 처리에 불편을 초래합니다.
1D 로테이팅 미러는 세 가지 중 가장 안정적이고 신뢰할 수 있는 스캐닝 방법입니다. 칩이 내장된 고도로 통합된 송수신 모듈과 결합하면 원거리 감지 범위와 고해상도를 모두 달성할 수 있어 라이더를 ‘원시적’ 및 ‘명확한 시야’로 만들 수 있습니다.
하이브리드 솔리드 스테이트 라이더 비교
A. 이는 칩 연구 및 개발에 대한 지속적인 투자에서 비롯됩니다. 우리는 수년간 라이더 ASIC 개발에 전념해 왔으며 AT128에 자체 칩을 적용했습니다. AT128은 디스크리트 디자인의 기존 고성능 라이더의 혁신을 일으켰습니다. 우리는 수직 방향의 고체 전자 스캐닝을 채택해 단 몇 개의 칩에 128개의 VCSEL 레이저를 통합해 소형 라이더에서 진정한 128개 채널의 고성능을 달성합니다. AT128의 포인트 클라우드는 초당 153만 개에 도달했으며 거리는 200미터(반사율 10%)로 측정됐습니다. 포인트 클라우드는 카메라처럼 고르게 분포돼 ADAS 시스템에 높은 환경 인식을 제공합니다.
라이더 ASIC 기술은 비용과 크기를 크게 줄이고 제품 신뢰성을 향상시킵니다. 이 기술은 고성능을 보장하면서도 라이더의 집적도를 크게 향상시켜 내부 구조를 단순화하고 부품 수를 줄여 라이더의 크기와 비용을 크게 줄입니다. 무어의 법칙을 적용하면 스마트 카에서 라이더의 역량 강화를 위한 새로운 문이 열립니다. 또 부품 감소 및 전자식 전자 스캐닝으로 제품 신뢰성도 향상됩니다.
칩은 또한 제품의 일관성을 향상시키고 대량 생산에 이점을 제공합니다. 시스템 통합이 향상됨에 따라 복잡한 교정에 필요한 인력이 줄어들어 생산 속도가 크게 향상됩니다. 대량 생산의 일관성과 신뢰성을 높여 대규모 차량용 라이더 생산을 가능하게 합니다.
Q. 올해 양산 예정이죠? 시작했습니까? 많은 고객을 보유하고 있고 그들과 함께 테스트를 거쳤을 것이고, 많은 볼륨도 확보했겠죠?
특히 AT128는 어떻습니까?
A. 허사이는 역사상 가장 많은 라이더 제품을 제공한 회사 중 하나입니다. 지난 몇 년 동안 수만 대의 자율주행차가 우리의 라이더를 탑재했습니다. 하이브리드 솔리드 스테이트 제품인 AT128의 출시로 허사이는 매년 100,000개, 많게는 100만 개까지 제품을 제공할 것입니다. AT128은 Li Auto, JIDU, HiPhi, Lotus 등 완성차 업체를 대상으로 수백만 대를 수주했으며, 2022년 하반기부터 대량 납품을 시작합니다. Li Auto L9, HiPhi Z 등 신규 출시 차종이 모두 AT128과 함께 합니다.
Q. 지금은 라이더를 카메라 또는 레이더의 리던던시를 위한 고성능 센서로만 생각합니다. 라이더가 이런 센서들을 대체할 수 있다고 생각하십니까?
A. 앞으로 라이더는 2D, 3D 또는 4D 인지에서 다른 인지 컴포넌트와 고도로 통합돼 보다 정밀하고 최신이며 극도로 상세한 공간 설명을 확보해 차량이 보다 스마트한 방식으로 결정하고 실행할 수 있도록 지원할 것입니다. 멀티 센서 컨버전스는 단일 센서의 부족함을 보완해 스마트 카를 위한 더 높은 차원의 리던던시를 제공하는 데 도움이 됩니다.
한편, 지속적인 권한 부여와 비용 절감 촉진으로 라이더는 스마트 카의 표준 옵션이 될 것입니다.
Q. 마지막으로 AEM 독자들에게 한 말씀.
A. 업계의 더 많은 선도기업과 전문가들이 라이더 표준화에 전념하고 산업발전을 위해 힘을 모았으면 합니다.
3-in-1 안전성
허사이는 독일 SGS-TUV에서 인증한 ISO 26262 ASIL B 기능안전성 인증을 획득한 세계 최초 라이더를 출시함으로써, 차량용 라이더 표준 촉진 외에도 라이더 안전성의 선구자로도 이름을 올리고 있다. 허사이는 기능안전성, SOTIF 및 네트워크 안전을 포함하는 3-in-1 시스템을 개발했으며 이는 허사이의 전체 제품 라인 수명주기에 통합된다.
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