자율주행차의 대표적인 센서로는 카메라, 라이다, 레이더를 들 수 있습니다. 특히 카메라와 레이더는 현재 주요 차량에서 상용화된 부분 자율주행 기술인 고속도로 자율주행 기술에 적용되어 있습니다. 라이다 센서는 아우디의 일부 모델에만 상용화가 되어 있습니다.

라이다와 레이더가 자율주행차에 본격적으로 쓰이기 위해서는 여러 장벽을 넘어야 하는데요. 날씨 조건 등 외부적인 요인 이외에도 가격, 거리, 수명, 해상도, 신뢰성 등 여러 측면에서 기술적인 장벽이 있는 게 사실입니다.

먼저, 라이다를 살펴 보면 기존 회전형 센서의 경우 가격 측면과 더불어 회전 부분의 수명이 짧은 단점이 있습니다. 고정형 라이다 센서의 경우에는 아직 측정 거리가 짧다는 단점이 있는 상황입니다. 레이더의 경우에는 현재 4D 이미지 레이더로 진화하면서 라이다와 센서와의 경쟁도 가능할 것으로 전망되고 있는데요. 여전히 낮은 해상도 문제가 남아 있습니다.

이번 CES 2020에서는 자율주행차 시장 대신에 기타 산업용 센서, 더 나아가 일상생활에 적용하는 다양한 사례가 전시되었습니다. 아직 본격화되기에는 시간이 더 걸릴 수 있는 자율주행차 시장 대신에 다양한 산업용 센서와 일상생활에서 상용화를 시작하는 모습도 보이는데요. 자율주행에 쓰이기에는 성능이 부족하더라도, 일반 산업용이나 일상생활용에는 성능이 충분할 수 있기 때문입니다.

이 글에서는 CES 2020에서 전시된 ‘일상생활로 들어오는 자율주행 센서’의 모습을 정리해 보고자 합니다. 라이다 센서, 레이더 센서, 적외선 ToF(Time of Flight) 센서 등 다양한 센서들의 적용 사례를 짚어 보고자 합니다.

‘스마트시티’로 적용 범위를 넓히는 라이다 센서

CES 2020에서는 수많은 업체가 라이다 관련 제품을 전시했습니다. 또한, 1위 차량 부품 업체인 보쉬가 라이다 양산을 발표했고요. 1위 라이다 센서 업체인 벨로다인은 약 100달러의 고정형 라이다를 발표했는데요.

자율주행 응용과 더불어 산업용 응용 사례도 전시되었습니다. 대표적인 업체로는 라이다 센서 스타트업인 미국의 콰너지를 들 수 있는데요. 원래는 자율주행용 고정형 라이다로 성장한 업체입니다.

CES 2017에서 고정형 라이다로 혁신상을 받기도 했고요. 애초 1개당 100달러의 라이다 센서 4개로 360도를 인식할 수 있도록 하겠다는 계획을 발표했었습니다. 하지만 결국 자율주행 센서 목표를 만족하게 하지 못했는데요. 대신 콰너지는 자율주행이 아닌 스마트 시티 응용으로 적용 사례를 넓히고 있습니다.

CES 2019에서는 드론, 농기계 선박, 항만 응용, 지게차 응용 등 다양한 응용 사례를 제시하기도 했는데요. CES 2020에서는 우리의 일상생활과 더욱 밀접한 스마트시티 분야를 선보였습니다. 침입자 탐지, 사람 수 세기, 출입문 감시 등의 응응 사례를 제시했습니다.

이 응용들은 기존에 카메라로 처리되었는데요. 기존 카메라보다 성능이 높고 운영비용이 저렴해서 관련 시장이 라이다 중심으로 바뀌고 있다고 합니다. 매장에 방문객이 몇 명이 있는지, 또는 출입문으로 몇 명이 들어가고 나갔는 지에도 라이다 센서가 큰 장점이 있을 수 있다고 합니다.

CES 2020에는 우리나라에서도 SOS랩과 카네비컴의 두 라이다 업체가 참가했는데요. 두 업체 모두 무인 로봇이나 지하철 출입 탐지 등 산업용 라이다 센서도 준비하고 있습니다.

다양한 응용 사례를 선보인 이미지 레이더 센서

이미지 레이더는 라이다와 비슷하게 주위를 3D로 인식하면서 동시에 앞 차량의 속도도 인식할 수 있는 센서인데요. 최근 관련 시장에서 큰 주목을 받고 있습니다. 4D 이미지 레이더 기술은 레이더로 물체의 형체와 속도를 동시에 인식할 수 있는데요. 라이다와 달리 빛의 영향이 적고, 날씨에 강하고, 내구성이 좋고, 가격 절감이 쉬운 장점이 있습니다. 다만, 인식의 정밀도는 라이다 센서가 좋은 편인데요.

CES 2020에서는 우리나라의 스마트레이더시스템, 비트센싱, 이스라엘의 바야, 알비 등의 업체들이 관련 기술을 전시했습니다. 우리나라의 스마트레이더시스템과 비트센싱도 국제 경쟁력을 인정받고 있는데요. 비트센싱은 이번 CES 2020에서 4개 차선을 300미터까지 인식할 수 있는 트래픽 레이더로 혁신상을 수상했습니다. 스마트레이터시스템은 지난해에 시장 조사 기관인 욜(Yole)이 선정한 세계 최고 기술력의 4D 이미지 레이더 시스템 업체로 선정되기도 했습니다.

CES 2020에서는 여러 업체가 자율주행 응용과 더불어, 다양한 산업용 및 생활 응용 사례도 선보였습니다. 스마트레이더시스템은 청소차 응용 등 산업용 응용과 더불어, 실내 사람 수 인식, 사람 행동 인식 등과 같은 생활 응용 사례를 선보였습니다.

이스라엘의 바야도 비슷한 응용 사례를 선보였습니다. 소지품 검사, 스마트홈 모니터링 등을 전시했습니다. 공항이나 매장 등에서 소지품 검사가 가능한 기술을 전시했고요. 스마트홈에서는 사용자의 움직임을 감지할 수 있는 기능도 제시했습니다.

스마트레이더시스템이나 바야의 움직임 감지 기술은 향후 독거노인 문제 해결에도 응용이 가능할 것으로 생각됩니다. 도움이 필요한 가구에 카메라를 설치할 경우 사생활 침해의 우려가 있지만, 이미지 레이더를 통해서 움직임을 감지하게 된다면 사생활 침해의 우려를 줄이고, 도움을 줄 수 있을 것으로 생각됩니다.

적외선 ToF 센서의 응용

적외선 ToF 센서는 반사되는 적외선을 이용해서 3D를 인식할 수 있는 기술인데요. 앞으로 자율주행차에서 사용자 얼굴 인식이나 동작 인식 등에 적용이 가능할 것으로 생각됩니다.

CES 2020에서는 우리나라의 미래컴퍼니와 독일의 인피니언 등이 관련 센서를 전시했습니다. 인피니언은 지난해에 LG전자 스마트폰에 관련 센서 탑재를 발표하기도 했는데요. ToF 센서를 이용하면 얼굴인식이나 동작 인식이 가능해집니다. 현대모비스도 ToF 센서를 이용한 동작 인식 기술을 시연하기도 했습니다.

미래컴퍼니는 우리나라의 동작 인식 스타트업 브이터치와 협력해서 동작 인식 기반 상점 응용 기술을 전시하기도 했는데요. 동작 인식으로 상품을 선택하고 주문할 수 있게 됩니다.

사물 인텔리전스를 위한 센서의 진화와 응용의 확산

CES 2020에서는 앞으로 사물 인텔리전스(Intelligence of Things)의 진화를 주요 이슈로 꼽았습니다. 사물들이 연결되고 데이터를 전송하는 수준에서 스스로 판단하고 행동하게 될 것으로 보입니다. 이를 위해서는 인공지능 기술의 발전과 센서의 진화가 중요하게 되는데요.

현재의 자율주행 센서들이 완전자율주행을 위해서는 부족하더라도, 일상생활 응용에서는 충분히 쓰일 수 있는데요. 앞으로 기타 산업용과 일상생활용으로 자율주행 센서들이 다양하게 진화하면서 활용 범위를 늘릴 것으로 보입니다. 앞으로 일상생활 속으로 들어오는 자율주행 센서들의 적용이 기대됩니다.

글 l 정구민 교수 l 국민대학교

[참고자료]

• 정구민, [정구민의 톺아보기] 자율주행이 아닌 산업용시장에서 성장하는 콰너지 라이다, http://www.inews24.com/view/1235075, 아이뉴스24. 2020. 1. 10
• 정구민, [정구민의 톺아보기] 자율주행을 위한 센서 기술의 진화, http://www.inews24.com/view/1235081, 아이뉴스12, 2020.1. 11
• 정구민, 콰너지의 산업용 라이다(CES 2020), https://www.youtube.com/watch?v=w-dj_P5bwJY, 2020. 1. 21
• 스마트레이더시스템, Gesture Recognition with a Radar Module, https://www.youtube.com/watch?v=89dch8jrfjU, 2018. 11. 7
• 스마트레이더시스템, People counting with 79GHz radar sensor demo #1, https://www.youtube.com/watch?v=BNj3veVF8KY, 2018. 6. 11
• 바야, Vayyar Home, https://www.youtube.com/watch?v=JKj70pyaP8Y, 2020. 1. 13