자율주행 스타트업 오로라, 신형 장거리 라이다 '퍼스트라이트' 출시

(2020.07.08.) 자율주행 기술 스타트업 오로라는 자체 개발한 새로운 라이다 시스템을 발표했다. 이 라이다 센서명은 "퍼스트라이트"이며 다른 라이다 센서보다 더 빠르고 먼 곳에서 물체를 보고 추적할 수 있다.

 

라이다는 '빛 감지 및 범위 측정'의 약자로 펄스 레이저를 물체에서 튕겨내고 빛이 센서에 반사되는 데 걸리는 시간을 측정하는 작업을 한다. 측정된 3D 이미지는 나무, 사람 또는 다른 차량 등 물체를 렌더링 할 수 있다. 이 기술은 항법용 차량의 '눈' 역할을 하는 자율주행차 개발에 중요한 센서다. 개발 중인 자율주행차 대부분은 차량 주위로 360도 펄스 레이저를 전달해 주변 물체를 식별하고 주변을 3D로 볼 수 있는 루프 장착형 라이더가 있다. 또한 라이다는 자동 크루즈 컨트롤, 충돌 방지 시스템 및 제공되는 비상 제동 시스템과 같은 차량 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS)에 사용되는 필수 센서로서, 오늘날 많은 신형 차량에 이 모든 것이 공급되고 있다.

 

오로라의 차세대 테스트 차량에는 오로라의 퍼스트라이트 라이다가 탑재된다. 퍼스트라이트 라이다의 자율주행차 인식 시스템을 통해 현재 이용 가능한 표준 라이다 시스템보다 더 정밀하며 이동 속도가 빠르고 멀리 떨어진 물체를 보고 추적할 수 있게 됐다. 오로라는 '오로라 드라이버' 자율주행 소프트웨어와 하드웨어 스택을 위해서 더 긴 범위로 측정과 감지가 가능한 라이다가 필요했다. 결국 2019년에 라이다 시장 선구자 Blackmore를 인수했고 두 회사는 오로라의 구체적인 요구에 맞는 퍼스트라이트 라이다를 공동 개발했다.

 

오로라 자율주행차 지붕에 장착된 퍼스트라이트 라이다

Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW) 라이다

오로라는 자사 자율주행차의 인식 능력을 향상 시킬 수 있는 차세대 라이다 기술인 FMCW 라이다 기술을 얻기 위해 블랙모어를 선택했다. 이로써 블랙모어의 기술을 통해 현재 시판되고 있는 시스템보다 더 비용이 효율적인 자율주행 플랫폼을 제공할 수 있을 것이다.

 

블랙모어는 오로라에 인수되기 전 10년 넘게 미 국방부의 FMCW 라이다 개발에 매달렸지만 자동차 OEM과 자율주행차 관련 스타트업에 라이다를 공급하는 쪽으로 방향을 전환했다. 블랙모어는 도요타 AI벤처스, 도요타연구원과 독일 자동차업체 BMW의 벤처캐피털 계열사인 BMW iVentures의 후원을 받았다. 블랙모어는 몬태나주 보즈만에 본사를 두고 있으며 오로라도 보즈만에 사무실을 개소하여 블랙모어의 FMCW 라이다 기술과 오로라 드라이버의 자율주행 하드웨어와 소프트웨어 스택 기술간의 긴밀한 협업을 진행 할 수 있도록 하였다.

 

FMCW 라이다 vs AM 라이다

일반 라이다 또는 AM 라이다는 일정 주파수로 짧은 광선 펄스를 방출해 레이저 빔이 라이다 센서에 반사되는 데 걸리는 시간을 측정한다. 이런 종류의 라이다는 물체가 멀어질수록 빛이 되돌아오는 데 시간이 더 오래 걸린다. 즉, 멀리 떨어져 있거나 움직이는 물체는 특히 빛이 적은 상황에서 정확하게 추적될 수 없다는 것을 의미한다.

 

그러나 FMCW 라이다는 연속적인 레이저 펄스 주파수를 사용하고 규칙적인 간격으로 빛의 주파수를 변화시키므로 "주파수 변조"라는 용어가 사용된다. 이를 통해 자율주행차 개발자들은 도플러 효과를 이용해 물체의 정확한 위치와 속도를 더 잘 판단할 수 있다. FMCW 라이다는 도로 위의 움직이는 물체를 추적하는데 더 정확하다. 물체가 더 가까이 움직이는지, 멀어지는지를 판단하는 데까지 사용할 수 있는데, 특히 자율주행차가 운전하는 데 도움이 된다. 또한 비와 안개를 포함하여 빛이 적은 상황에서 물체를 더 잘 탐지한다. FMCW 라이다 센서는 밤에 어두운 옷을 입은 보행자처럼 빛을 많이 반사하지 않는 표적을 300m 이상의 거리에서도 인간 운전자가 잘 볼 수 있게 해준다. 오로라의 퍼스트라이트 라이다도 센서가 단일 광자에 민감해 가능한 최소량의 빛을 감지할 수 있어 더욱 강력하다.

 

또한 오로라의 퍼스트라이트 라이다는 더 높은 1550nm 파장 밴드를 중심으로 작동하며 차량에서 방출되는 레이저 광선이 인간의 눈에 해로울 수 있는데, 퍼스트라이트는 눈 안전 기준을 충족하는 광선임과 동시에 더 강한 펄스 레이저를 방출 할 수 있다. 대부분의 AM 라이다 시스템은 900nm 파장 대역 근처에서 작동하며, 시각 안전상의 이유로 레이저 출력을 주파수로 제한해야 하므로 빛이 적은 상황에서는 성능이 저하된다. 자율주행차는 야간 운행이 가능해야 하기 때문에 기존 라이더는 이상적이지 않다. 그러나 사정거리가 긴 FMCW 라이다는 특히 고속도로를 주행하는 자율주행 트럭에 적합한데 트럭은 승용차에 비해 정차 거리가 훨씬 길기 때문이다. 따라서 라이다는 도로에서 훨씬 더 앞에 있는 물체(300m 이상)를 추적하고 식별할 수 있어야 한다.

 

오로라는 2017년 설립돼 실리콘밸리에 본사를 두고 있으며 자율주행 기술의 선도적인 개발자 중 하나가 되었다. 전자상거래 대기업 아마존도 오로라의 투자자이다. 오로라는 구글 자율주행차 팀을 이끈 크리스 럼슨, 테슬라의 모델X의 오토파일럿 자동운전 시스템을 출시한 팀을 이끈 스털링 앤더슨, 카네기 멜론 대학교에서 교직원으로 20년을 근무했으며 우버에서 첫 자율주행차에 대한 인식 시스템을 개발하는데 중요한 역할을 한 드류 백넬 등 3명의 산업 베테랑들이 설립한 회사다. 설립자들은 공통된 업계 경험을 바탕으로 ‘오로라 드라이버’ 자율주행 시스템 구축을 위해 노력하고 있으며 실리콘밸리에서 가장 유망한 자율주행 기술 스타트업 중 하나로 명성이 자자하다. 오로라의 자율주행 기술은 AI와 데이터 시각화, 클라우드 인프라 및 딥러닝 추론을 결합한 기술이다. 오로라 드라이버는 전체 소프트웨어 스택으로 자율주행차나 장거리 자율주행 트럭 등 기존 차량에 추가하도록 설계됐다. 오로라는 세단, 미니밴(Chrysler Pacifica), 자율주행 트럭 등 6개 차종에 오로라 드라이버를 성공적으로 설치했다.

 

자율주행차 개발자 모두 라이다가 자율주행차가 함께 항해하는 데 꼭 필요한 센서라고 느끼는 것은 아니며, 그중에서도 테슬라의 일론 머스크가 있다. 지난해 머스크의 'Autonomy Investor Day' 발표에서 라이다에 의존한다면 망할 것이며 비싸고 불필요한 센서라고 주장했다. 테슬라의 오토파일럿은 라이다 대신 인공지능 기반의 컴퓨터 비전 기반 소프트웨어와 결합된 전면 카메라에 주로 의존한다.

 

테슬라는 라이다를 부정적인 시각으로 보지만 대부분의 자율주행차량 개발자들은 이에 동의하지 않는다. 자율주행차 상용화 경쟁이 계속되면서 자동차 산업 공급을 위해 최근 5년간 수십 개의 라이다 스타트업이 새롭게 등장했다. 지난달 오로라는 Fiat Chrysler 자동차(FCA)와 오로라 드라이버와 걸맞는 자율주행 상용차 개발을 위해 협약을 체결했다. FCA와 직접 협력함으로써 조립라인 공장에서 즉시 자율 준비 되도록 하여 생산 중 상용 차량에 오로라 드라이버가 추가되도록 할 것이다.

 

오로라는 새로 개발한 퍼스트라이트 라이다를 올 여름까지 자율주행차 개발에 사용할 계획이다.

 

 

 

[출처]

https://www.futurecar.com/4020/Self-Driving-Startup-Aurora-Debuts-its-New-Long-Range-Lidar-Called-FirstLight

Self-Driving Startup Aurora Debuts its New Long-Range Lidar Called 'FirstLight'

Edited by Lucy