저렴한 라이다 도입을 위해 Ouster & Xilinx 파트너 체결

오스터 디지털 라이다 솔루션 (출처: OUSTER)

 

(2020.08.24.) 자동차 업계에서는 어떤 센서를 완전 자율형 차량 시스템인 ADAS(Advanced Driver-Assistance System)에 사용할지에 대한 논쟁이 벌어지고 있다. 초음파, 카메라, 레이더, 라이다 등 다양한 센서가 있어 차량 주변의 동적 환경을 감지할 수 있으며 각각의 장단점이 있다. 그 결과, 대부분의 자동차 장비 공급업체와 차량 제조업체는 서로 다른 센서 기술의 일부 조합으로 구성된 여러 가지 다른 센서 어레이를 사용하거나 고려하고 있다. 라이다는 가장 높은 정확도와 커버리지 중 일부를 제공하지만 크기, 비용, 전력 및 신뢰성 문제에 직면해 있다. 라이다 스타트업인 Ouster는 이러한 많은 문제들을 해결하기 위해 노력해왔고 반도체 회사인 Xilinx와 협력하여 자동차뿐만 아니라 잠재적으로 수천 가지의 다른 애플리케이션에 적용할 수 있는 완벽한 솔루션을 개발했다.

 

완전 자율형 차량의 경우 센서와 제어 플랫폼의 조합은 인간이 볼 수 있는 것을 감지하고 식별하고 이해할 뿐만 아니라 인간이 볼 수 없는 것도 보고 이해해야 한다. 이 문제를 해결하기 위해 차량 간 통신(V2V)의 다른 차량과 가로등, 신호등, 주차 미터 등과 같은 지역 기반 구조의 다른 센서 어레이로부터 정보를 활용하는 것으로 제공될 것이며, 이러한 정보를 차량 간 인프라(V2I) 또는 V2X(Vehicle-to-Everything, V2X)라고 한다. 단, 차내 센서 플랫폼은 탑승자는 물론 다른 운전자와 보행자의 안전을 보장하기 위해 성능뿐만 아니라 신뢰성 측면에서도 최고 수준이어야 한다.

 

자동차에 기록된 오스터 라이다 데이터의 조감도 (출처: OUSTER)

 

라이다는 웨이모와 같은 자율 택시와 상용 차량을 개발하는 많은 회사들뿐만 아니라 DARPA와 NASA와 같은 정부 기관에서 로봇 지상 차량에서부터 항공 및 우주 항법에 이르는 응용 프로그램에 사용되고 있다. 그러나 소비자 애플리케이션의 경우 크기, 비용, 전력 및 신뢰성이 모두 중요한 문제다. Ouster는 이 모든 것을 파트너사인 Xilinx와 함께 해결하려고 한다.

 

장착된 오스터 디지털 라이다(출처: OUSTER)

다른 선도 라이다 업체들 중 오스터는 디지털 라이다 솔루션을 개발했다는 특징이 있다. 오스터 플랫폼은 각 픽셀에 전용 아날로그 구성요소를 사용하는 대신 오스터 플랫폼은 회전식 레이저 어레이인 Vertical Cavity Surface Emitting Laser(VCSEL)와 Single Photon Acharbolid Diode(DSP) 어레이를 사용하는 맞춤형 디지털 수신기 칩, 처리를 위한 Xilinx Field Programmable Gate Array(FPGA)라는 독특한 조합을 사용한다. 디지털 칩의 모든 프로세싱을 보유함으로써 크기, 전력 또는 비용의 큰 증가 없이 정확성과 성능에서 모두 범위를 조정할 수 있다. 현재 오스터의 플랫폼은 128개의 채널을 지원하고, 무게는 500g(약 1파운드) 미만이며, 소비량은 20W 이하다. 오스터 OS0, OS1, OS2의 정가는 3500달러에서 16,000달러까지 다양하지만, 평균 가격이 1,000달러로 내려갈 것이다. 앞으로 자동차 산업이 자율주행차 개발과 생산이 증가함에 따라 추가적인 기술 발전과 통합을 통해 향후 10년 동안 100달러 이하로 낮춰질 수도 있다.

 

오스터 사의 OS0, OS1 및 OS2 라이다 솔루션 (출처: OUSTER)

오스터 사는 또한 VCSEL 기반 플래시 라이다도 연구 중이다. 플래시 라이다의 센서 개발 비용은 기존 라이다 솔루션보다 10배 비싸다. 전통적인 플래시 라이다는 넓은 다이버닝 빔이 포함된 단일펄스로 전체 영역을 비추는데 반해 오스터의 접근방식은 소형VCSEL 어레이를 활용하게 되는데, 이 어레이는 저가형 SPAD 아키텍처와 Xilinx 프로세싱과 결합하여 단일 빔 대신 레이저 빔이 많은 플래시 라이다 아키텍처를 사용할 수 있게 된다. Xilinx FPGA는 자동차 인증 부품에서 확장 가능하고 유연한 처리 성능을 제공하면서도 Xilinx의 Vivado High-Level Synthesis (HLS) 툴을 통해 유연한 프로그래밍이 가능하다. Xilinx FPGA 제품의 유연성으로 센서 구성, 소프트웨어 프레임워크, 시스템 성능 요구사항의 처리 및 I/O 요구를 충족하도록 처리 요소를 구성할 수 있다. 단일 오스터 센서는 초당 약 1테라바이트(TB/s)의 비트 스트림을 생산할 수 있으며, 약 1012바이트는 처리 전 약 20Gb/s로 변환되지만, 여전히 높은 처리 능력을 필요로 하는 대량의 데이터를 생산할 수 있다. 센서와 가까이 있는 인공지능도 향후 처리를 위한 핵심 필요조건이 될 것이다.

 

두 협력사는 크기·전력·비용(반도체 산업의 핵심 경제 지표)을 줄이고 산업·인프라·물류·로보틱스 등 다른 응용 분야를 목표로 하고 있다. 정확도가 높고 비용 효율적인 센서를 애플리케이션 및 데이터 워크로드의 요구에 맞게 조정할 수 있는 프로세싱과 통합할 수 있는 기회는 사물지능(Intelligence of Things)시대로 전환함에 따라 무한대로 가능하다.

 

 

 

[출처]

https://www.forbes.com/sites/tiriasresearch/2020/08/24/ouster-and-xilinx-partner-to-bring-cost-effective-lidar-to-autonomous-vehicles/#749546091daf

 

Edited by Lucy