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자율주행차 레벨4를 향한 라이더(LiDAR) 시장의 현재와 미래

  • 등록 2018.09.07 09:58:58
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[첨단 헬로티]


고가, 고성능 라이더 제품을 대체할 수 있는 보급형 대체품 개발 필요 



자율주행차량의 핵심기술 ‘라이더’


라이더(LiDAR)는 빛 탐지 및 범위측정(Light Detection and Ranging) 기술의 약자로 매 초마다 수백만 개의 레이저 빔을 주변에 발사하고 되돌아오는 시간을 측정해 주변의 지형에 대한 정보를 정확하게 감지하고 이를 3D지도로 만들어내는 기술이다. 


1960년대 레이저의 발명과 함께 개발되어 항공기나 위성에 탑재돼 대기환경 분석이나 지형분석을 위해 쓰이기도 하며 우주선 탐사나 탐사로봇에 활용되기도 했으나 최근 자율주행 차량 개발이 본격화되면서 자율주행차량의 센서로 각광받고 있다. 


자율주행차량의 눈 역할을 하며 주변의 사물을 감지하는 센서장치로는 라이더 외에도 카메라, 레이더 등이 일찌감치 각광받고 있었다. 


카메라는 심한 역광, 비나 눈 등 기상조건이 좋지 않은 경우 사물 인식이 어려워지는 단점이 있고, 레이더는 전파를 이용하여 더 먼거리까지 물체를 인식하면서 기상상황에 관계없이 안정적으로 작동한다는 장점이 있지만 라이더와 같이 정확하고 다양한 물체에 대한 정보를 감지하지는 못한다. 


반면, 라이더는 레이저를 주변 사물에 발사함으로써 거리, 속도, 온도, 물질분포, 방향 등을 감지할 수 있으며 이를 바탕으로 레이더나 카메라보다 더 높은 정확도의 고해상도 3D 지형지도를 만들 수 있다. 즉, 근거리 도로 정보를 가장 정확하게 매핑해주는 기술을 제공하는 것이 라이더다. 그러나 카메라, 레이더, 라이더는 서로 배타적인 것이 아닌 보완적인 측면에서 사용돼야 한다. 마켓리서치 기관인 리서치앤마켓 닷컴(ResearchAndMarkets.com)에 따르면 글로벌 라이더 시장 규모는 2018년 기준 8억2000만 달러 수준에서 매 년 17.2%의 연평균 성장률(CAGR)로 성장해 2023년에는 18억 달러에 이를 것으로 예상된다. 이는 자율주행차 뿐 아니라 라이더 기능을 탑재한 드론 사용 증대로 인해 글로벌 라이더 시장의 성장을 견인할 것으로 전망되고 있다. 


미국 자동차용 라이더 대표 기업 


• 벨로다인(Velodyne) 

벨로다인은 서브우퍼 기술에 특화된 오디오 제품 개발 회사로 1983년 산호세에 설립됐으나 2007년 벨로다인 LiDAR 라는 자회사를 설립하고 적극적으로 기술개발에 투자해 상업용 라이더 제조업체 중 선도기업으로 자리매김했다. 2016년 8월 중국 바이두와 미국 자동차회사 포드로부터 약 1억5000만 달러를 투자받아 언론의 주목을 받았으며 구글의 자율주행차에 들어가는 라이더를 공급하면서 유명해졌다. 


벨로다인은 2018년 현재 산호세에 메가공장을 설립해 현재 라이더 생산량을 4배 증가시키는 등 대량생산체계에 들어갔으며 이를 통해 주요 제품인 VLP-16에 대한 가격(US$7,999)을 50% 인하해 판매 중이다.


벨로다인의 라이더로 만들어낸 3D이미지


벨로다인의 주력 라이더 센서 3종


• 루미나 테크놀러지 (Luminar Technology)


루미나 테크놀러지는 2012년 캘리포니아 포톨라 밸리(Portola Valley)에 당시 천재로 알려진 16살의 스탠포드 대학교 중퇴생인 오스틴 러셀(Austin Russell)에 의해 설립됐다. 오스틴 러셀은 5년간의 연구 끝에 완성도 높은 제품을 완성했고, 현재 볼보와 협업을 통해 상용화 테스트 중이다. 


루미나의 라이다는 기존 시장의 제품들보다 해상도가 50배 이상 높고 10배 이상 더 멀리 있는 물체를 인식할 수 있다고 강조하고 있다. 


또 최근 루미나는 자율주행자동차에 사용될 라이더 물량을 충분히 공급하기 위해 1대당 8분 생산, 분기당 5000대의 라이더를 생산할 것이라고 밝혔다. 루미나의 라이더는 120도의 시야각을 제공하는 하나의 레이저와 수신기를 사용하는 단순 생산 시스템을 채택했다.


• 쿼너지(Quanergy) 


실리콘밸리 서니베일에 위치하고 있는 콰너지는 2012년 설립됐으며 2016년 삼성벤처투자, 모투스 벤처스, GP 캐피탈, 델파이 오토모티브 등으로 부터 총 900만 달러의 투자를 유치했다.  


특히 고속도로 자율주행 기능이 적용된 현대 자동차 제네시스 EQ900이 쿼너지의 라이더를 탑재하면서 국내에도 많이 알려지게 됐으며 벨로다인 모델보다 레이저의 수를 줄여 가격을 낮췄지만 전방 300미터까지 1센티 단위로 사물을 인식할 수 있을 만큼 성능이 좋은 것으로 평가되고 있다. 


쿼너지는 CES 2016에서 라이더를 대당 1000달러로 양산하겠다고 선언했으며, 최근 주니퍼 리서치(Juniper Research)의 연례 기술 및 혁신을 위한 미래 디지털상에서 자동차 및 텔레매틱스 부문 최우수 소비재로 선정되는 등 적극적인 행보를 보이고 있다.


▲ 쿼너지의 주력 라이더 센서 3종


• 이노비즈 테크놀러지(Innoviz Technologies)  


이노비즈 테크놀러지는 이스라엘의 스타트업으로 2016년에 설립됐으며 자사의 독점기술을 통해 고해상도의 저가형 소형 라이더를 개발해 보급하는 것이 목표라고 밝혔다. 이노비즈는2017년 앱티브, 마그나 인터내셔널, 삼성 캐탈리스트, 네이버 등으로부터 총 6500만 달러를 투자받아 기술 개발에 집중하고 있다. 


이노비즈는 2018년 1월 자동차 제조업체용 개발 플랫폼 이노비즈프로(InnovizPro)를 론칭했고, 2019년 완전한 자율주행차량용 라이더 이노비즈원(InnovizOne)을 출시할 예정이다. 2018년 4월 BMW는 이노비즈와의 협업을 통해 자사의 자율주행차량에 이노비즈의 고체형 라이더를 탑재할 예정이라고 밝혔다.


이노비즈의 라이다와 개발 플랫폼 ‘이노비즈 원’


벨로다인의 고체형 라이다 ‘이노비즈 프로’


이노비즈의 고체형 라이다 ‘이노비즈 프로’


소형, 저가형, 고체형 라이더로 진화    


기존 라이더의 가장 큰 문제점은 비싼 가격과 차의 미관을 해칠수 있는 디자인 형태다. 


구글의 경우 2009년 벨로다인에서 라이더 센서를 구매하는데 제품 한개당 7만5000 달러의 높은 비용을 지불해야 했으며 이후 자체 연구 및 제작을 통해 가격을 10분의 1 수준으로 낮추었다고 발표했다. 웨이모의 차량지붕에 설치되어 있는 회전형 라이더는 360도로 회전하면서 주변의 환경을 3D로 인식하고 실시간으로 보다 정확한 3D맵을 생성해 내지만 차량지붕에 튀어 나와 있어 차량의 외관을 해치는 문제점이 지적됐다. 


그러나 최근 다양한 중소업체에서 출시되고 있는 고체형 라이더는 크기가 작고 가격이 저렴해 자동차 메이커들의 부담을 최소화하면서 다양하게 쓰일 수 있어 장점이다. 현재 스타트업들을 중심으로 100달러 미만으로 고체형 라이더를 공급하겠다고 하는 업체들이 나오고 있다. 시장조사업체 ABI는 2020년경에는 라이더의 공급가격이 200~750 달러 선에서 형성될 것이라고 예측하고 있으며 이러한 합리적인 가격을 통해 자율주행차량뿐 아니라 자율주행로봇 분야도 더 빠르게 성장할 수 있는 발판이 마련될 것으로 기대된다.


자율주행차량에서 자율주행 배송 로봇 등 물류로 확대


라이더는 자율주행차량의 오토파일럿 기능을 넘어서 미래 무인배송 및 물류부문의 자율주행 택배 로봇 등에 핵심적으로 활용될 수 있다는 점에서 시장성이 크다. 


구글의 자율주행차량 프로젝트 핵심멤버였던 데이브 퍼거슨(Dave Ferguson)과 지아준 주(Jiajun Zhu)가 창업한 뉴로는 라이더를 탑재하고 이미 공공도로에서 테스트를 진행 중인 것으로 알려졌다.  


올해 6월 알리바바 역시 3개의 고체형 라이더를 내장한 자율주행 배송로봇인 ‘G 플러스’를 항저우에서 공개했으며 소형 트럭에 가까운 크기로 공공도로에서의 자율주행 배송을 목표로 테스트하고 있다.


▲ 알리바바의 자율주행 배송로봇인 ‘G 플러스’


시사점


한국의 자율주행 관련 라이더 벤처기업은 미국 등 선진국에 비해 미비한 실정이다. 한국은 미국, 독일, 일본 등에 이은 자동차 강국이지만 라이더 하드웨어 관련 부품 벤처기업은 부족한 실정으로 미국과 일본, EU 등에서 정부 주도로 활발히 라이더 관련 벤처기업들이 시장에 진출할 수 있었던 상황과 대조적이다. 


국내 대기업은 해외 라이더 벤처기업들과 제휴 등을 통해 자율주행에 필요한 플랫폼 정도만을 개발하고 있으며, 국내 자동차 부품업체들도 아직 자율주행자량 관련 R&D 투자는 미약하다. 


한국의 라이더 센서 개발 업체인 에스오에스랩(SOS LAB)은 2018년 7월 실리콘밸리에서 개최된 ‘제1회 2018 실리콘밸리 국제발명페스티벌(SVIIF)’에서 금상을 수상했는데, 이처럼 한국의 자율주행 스타트업들은 관련 전시회 등을 통해 제품을 홍보하고 기술개발을 위한 투자를 이끌어내는 노력이 필요하다. 


더불어 향후 국내 자동차 산업이 해외시장에서 경쟁력을 갖추기 위해서는 라이더 등 자율주행차량 관련 다양한 벤처/ 중소기업 육성을 위한 정부의 제도적인 지원책이 필요하다. 정부 주도의 연구개발 지원을 통해 신규기업들이 활발히 시장에 진입할 수 있도록 하고 기존 기업들도 투자 리스크를 줄일 수 있게 하는 구체적인 방안이 필요하며, 이를 통해 자동차 부품기업들도 미래 신사업으로서의 사업 다각화를 위한 자율주행차량 투자를 감행할 수 있도록 해야한다. 


해외 라이더 관련 벤처기업들이 성장할 수 있었던 또다른 이유 중 하나는 포드나 BMW, GM 등 완성차 업체들의 자율주행차량 관련 부품 업체들에 대한 과감한 투자 및 협업 체계를 구축했기 때문이다. 아우디와 발레오-이베오가 공동으로 양산형 라이더 센서를 개발하는 사례처럼 현대차와 국내 시스템업체, 부품업체가 서로 협력을 통해 공동으로 라이더 개발에 투자하고 기술력을 확보하는 윈-윈(win-win) 시스템 구축이 필요하다. 


라이더 전문기업 벨로다인의 수석 엔지니어 인터뷰 


Q. 현재 미국 라이더 시장 상황, 동향, 규모는 어떠한가? 

현재 라이더 시장은 크게 레벨3 자율주행 기능(운전자는 운전석에 앉아서 모든 조작을 자율주행차량에 맡기지만 위험 상황에서 자동차가 수동운전을 요청할 경우 운전자는 운전대를 다시 잡을 수 있는 단계)과 레벨4 자율주행 기능(운전자 개입 없이 차량 스스로 자율 주행이 가능한 단계)으로 구분 될 수 있다. 약 20개의 라이더 회사가 레벨4에 맞는 라이더 제품 개발에 몰두하고 있는 것으로 알고 있다. 


하지만 실리콘벨리의 벤쳐 캐피탈리스트들은 레벨4에 맞는 고성능의 고가 라이더 제품의 시장 수요에 대해 정확하게 예측하기 어려워 투자를 망설이고 있다. 또한 그들은 레벨4를 위한 라이더 제품을 대체할 수 있는 저가 보급형 제품이 곧 개발될 수 있지 않을까 라는 기대를 동시에 하고 있다. 


Q. 벨로다인은 세계 최초로 자율주행 차량용 3D 실시간 라이더 센서에 대한 발명특허권을 보유하고 있으며, 주요 고객들로 웨이모의 모기업, 구글(알파벳)에서부터 우버, 제너럴 모터스, 마이크로소프트, 바이두, 포드 자동차, BMW, 벤츠, 탐탐에 이르기까지 해당 업계에서 높은 브랜드 파워를 유지하고 있는 대기업을 주 고객으로 확보하고 있다. 이렇게 경쟁력을 확보할 수 있었던 궁극적인 이유는 무엇이라고 생각하는가? 

벨로다인의 CEO 데이비드 홀은 시장의 수요를 예측하고 제품을 생산하기보다 자신이 필요하다고 생각하고, 만들고 싶은 제품 개발을 고집하고 집중하는 스타일로 전 애플 CEO였던 스티브 잡스와 경영방식이 비슷하다고 생각한다. 그의 지속적인 연구를 통해 축척된 데이터와 많은 실험 경험으로 라이더에서 제일 중요한 ‘사물을 인식할 수 있는 정확도에 대한 완성도’가 높은 제품을 시장에 빨리 선보였다. 이는 차량 운전에서 제일 중요한 ‘안전’직결되는 문제로 중요하다. 또한 고품질의 제품을 빠른 시간 내에 대량생산 할 수 있는 점도 큰 장점이다. 


Q. 많은 경쟁사들이 자율주행차량 개발에 대한 높은 관심으로 라이더 시장에 뛰어들고 있으며, 저가 고체형 제품을 시장에 선보이겠다고 발표하고 있다. 이에 대한 생각이 알고 싶다. 

현재 저가 고체형 제품은 해상도가 낮은 제품이 많으며 대중이 사용하기에 여전히 부담스러운 가격이다. 기술의 발전과 모방은 빠른 시간 내에 이루어질 것으로 예상되며 레벨3을 위한 라이더 제품인 경우 가격을 1000 달러 미만으로 내려야 시장 경쟁력을 갖출 수 있을 것이다.


출처: KOTRA 해외시장뉴스
작성자 : 유주경 미국 실리콘밸리무역관










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