BRINGING THE POWER OF IMAGING RADAR TO AUTONOMOUS DRIVING
2021년, 4D 이미지 레이더 양산 적용
알베이, 차세대 레이더로 자율주행 안전 강화
Arbe Kobi Marenko    알베이 코비 마렌코 CEO






알베이(Arbe)의 초고해상도 4D 이미지 레이더는 낮은 해상도와 잦은 오작동이란 기존 레이더의 단점을 제거함으로써 특정 환경에 취약한 카메라, 라이더의 약점을 크게 보완할 수 있다.
기존 레이더의 비용과 크기를 유지하는 알베이의 혁신적인 레이더가 2021년부터 양산 적용될 전망이다. 알베이의 코비 마렌코 CEO와 이야기를 나눴다.



글│ 한상민 기자 han@autoelectronics.co.kr


  

Q. 첫 질문으로 4D 이미지 레이더가 언제쯤 자동차에 양산 적용될 지 묻겠습니다. 시간차의 주요 요인은 무엇입니까?
A. 알베이 외에도 몇몇 회사들을 통해 이미지 레이더가 개발되고 있습니다. 이 레이더들은 해상도, 이미지 정확도, 민감도에 따라 구별됩니다. 우리는 이미지 레이더가 2021년부터 양산차량에 구현될 것으로 보고 있습니다. 자율주행 기술과 함께 지연될 경우엔 2022년이 될 것입니다. 이 적용 타임라인은 자동차 산업의 긴 생산주기에 의해 결정된다고 보면 됩니다.


Q. 4D 이미지 레이더란 무엇입니까? 왜 이 기술이 요구되는 것입니까?
A. 이미지라는 말은 차량 환경에서 사물에 대한 4차원 고해상도 매핑을 의미합니다. 실제로 알베이의 레이더가 카메라와 같은 이미지를 생성하는 것은 아니지만, 점군(point cloud) 또는 사물 리스트로 이미지를 제공하는 셈입니다. 4D란 거리, 높이, 깊이, 속도의 4가지 차원에서 환경을 감지하는 레이더의 능력을 나타냅니다. 이는 최근의 자율주행차 사고의 요인을 해결하는 높은 분해능, 높이에 의한 구분, 잘못된 경보 제거를 통해 첨단 안전을 가능하게 합니다.

4D 이미지 레이더는 자동차 산업에 이상적입니다. 넓은 시야각에서 환경에 대해 매우 상세한 이미지를 제공합니다. 이것은 도로 측면의 장애물을 감지할 수 있음을 의미합니다. 또 나무나 트럭과 같이 큰 물체에 가려져 있는 사람, 자전거와 같은 더 작은 대상을 탐지할 수 있습니다. 이미지 레이더는 그들이 움직이는지, 어느 방향으로 가는지를 결정할 수 있고 실시간 상황 데이터 및 경고를 차량에 제공할 수 있습니다.

알베이의 4D 이미지 레이더는 기존 솔루션과 달리 잘못된 경고를 걸러낼 수 있습니다. 레이더는 최적의 감도를 제공하기 위해 최저 감지 임계값을 사용하고, 때문에 약간의 노이즈가 보고됩니다. 캘리브레이션 스킴이 매우 낮은 사이드 로브 레벨에 도달할 수 있도록 하는 동안 알베이의 후처리 프로세싱과 트래킹이 랜덤 노이즈를 걸러냅니다.




Q. 알베이는 레이더 제품에 대해 ‘풀 스택’, ‘엔드 투 엔드’ 솔루션이라고 강조하고 있습니다. 이에 따라 어떤 이점을 고객들에게 제공할 수 있습니까?
A. 알베이의 전체 솔루션은 송신, 수신, 프로세싱의 세 가지 칩을 기반으로 하는 솔루션일 뿐만 아니라 안테나 설계, 특허 처리, 후처리 알고리즘을 제공해 보완하는 엔드 투 엔드 솔루션입니다. 또 우리의 솔루션은 모듈식으로 완벽하게 사용자 정의를 할 수 있습니다. OEM과 티어 1은 엔드 투 엔드 솔루션 또는 이를 구축하는 부품(칩셋, 레퍼런스 디자인, SLAM)에 적용할 것인지를 결정할 수 있습니다.

알베이의 엔드 투 엔드 솔루션은 다양한 이점을 제공합니다. 후처리 측면에서, 알베이의 SLAM 기반 첨단 AI는 객체 식별 및 추적, 동적 객체와 주변 객체의 구분, 멀티 객체의 궤적 예측, 카메라 및 병렬 시스템과의 센서 융합 수행을 지원합니다. 우리는 이를 레이더 센서에 적합한 새로운 클러스터링 및 추적 알고리즘(특허 출원 중)과, 특히 알베이의 레이더가 제공하는 고유한 파라미터들과 퍼포먼스 매트릭스를 활용합니다.



알베이의 레이더는 말씀드렸듯이 상호 간섭을 완화시킬 수 있습니다. 갈수록 레이더 센서가 장착된 차량이 많아질 것인데, 레이더는 처프(chirp)를 동일한 주파수 대역에서 전송합니다. 차량 레이더는 충돌을 일으킬 수 있는 신호를 혼합할 수 있습니다. 알베이가 특허 출원 중인 개별 처프 지속시간 및 대역폭이 짧은 FMCW 베리에이션은 동일 주파수 대역 내에서 다른 처프의 송신기 간섭을 방지하고 호핑 시퀀스(특허 출원 중) 변경을 통해 PMCW 또는 OFDM과 같은 대체 변조를 방지하고 완화합니다. 또 알베이의 레이더가 다른 레이더에 미치는 영향도 감소시킵니다.

알베이의 기술은 FMCW를 개선해 허위 경보를 줄입니다. 그동안 레이더 시스템의 주된 약점이 바로 허위 경보와 위협을 구별할 수 없다는 점이었습니다. 알베이는 높은 요소 개수 트래킹과 우수한 채널 분리에 대한 FMCW 향상뿐 아니라 첨단 후처리 적용을 통해 레이더의 잘못된 경보를 제거합니다.


Q. 4D 레이더 시장에서의 경쟁상황은 어떻습니까? 알베이의 핵심역량은 무엇입니까?
A. 알베이는 독점적인 칩셋 기술과 대형 채널 어레이를 통해 탁월한 고해상도를 제공합니다. 시장에 나와 있는 대부분의 레이더는 실제 7개에서 12개의 가상 채널 칩을 기반으로 하는데, 알베이는 2,000개가 넘는 가상 채널을 지원합니다. 또 알베이는 안테나 어레이를 활용해 방위각 1°, 엘리베이션 2°의 물리적 각도 분해능을 제공해 초당 30프레임의 풀 스캔, 원거리의 넓은 시야각에서 수백 개의 물체를 동시에 추적할 수 있습니다.

알베이 레이더의 실제 해상도 수준은 기존 솔루션보다 몇 배 더 높습니다. 때문에 낮은 SNR(신호 대 잡음비)과 멀티 객체 시나리오, 일반적으로 다른 레이더 방법을 실패하게 만드는 밀도가 높은 도시운전과 같은 시나리오에서도 레이더가 잘 작동합니다. 알베이의 장점을 요약하면 ▶100배 더 자세한 이미징 ▶탁월한 사물 구분 ▶고정된 사물 추적 ▶허위 경보 감소 ▶현재 시스템 비용 및 크기 유지 등입니다.

알베이의 핵심 역량은 신호처리, RFIC, 디지털 디자인에서 기인합니다. 우리는 차량 환경에서의 레이더, 후처리 및 레이더에 의한 SLAM의 상호 간섭을 완화할 수 있는 기술을 위해 실시간으로 4D 이미징으로 생성된 엄청난 양의 정보를 처리하도록 설계된 기술에 대해 10건의 특허를 출원했습니다.




Q. 4D 이미지 레이더는 레이더, 라이더, 카메라와 같은 다른 센서들과 자율주행 레벨을 고려할 때 어떤 관계를 갖습니까?
A. 대부분의 자율주행차의 센서 세트에는 카메라, 레이더 및 경우에 따라 라이더를 추가하는 2가지 또는 3가지 센서가 사용됩니다. 아시겠지만, 여러 기술이 사용되는 이유는 각각의 기술이 저마다의 강점뿐 아니라 기술적 약점을 가지고 있기 때문입니다. 우리는 이것들 중 어느 것에도 전적으로 의존할 수 없습니다. 예를 들어 카메라는 2D 해상도, 라이더는 3D 해상도를 제공하지만 이것 모두는 어둠, 오염, 눈, 비 또는 안개와 같은 일반적인 환경조건에서 기능을 상실합니다.

반면 레이더는 몇 가지 장점을 갖고 있습니다. 안개, 호우, 칠흙 같은 어둠, 대기오염과 같은 다양한 날씨 및 환경의 악조건에서도 최고의 신뢰성을 제공합니다. 또한 자동차 산업에서 요구하는 300미터 이상의 가장 긴 거리에서 장애물을 감지합니다. 레이더는 모든 프레임에서 도플러(방사속도, radial velocity)를 측정합니다. 그러나 이 기술은 해상도가 낮기 때문에 오작동을 일으키거나 고정된 물체를 식별하기에 완전치 않은 단점이 있습니다. 이것을 알베이의 레이더가 해결합니다.

모든 센서 중 가장 긴 범위에서 감지하는 알베이의 4D 이미지 레이더는 위험을 가장 먼저 식별할 수 있는 가능성이 가장 높습니다. 그런 다음 카메라와 라이더 센서를 관련 영역으로 보내면 안전 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다.

알베이의 레이더는 센서 제품군에서 이전 세대의 레이더를 대체할 것입니다. 우리는 레벨 2+와 레벨 3 자율주행 솔루션에 카메라 뿐만 아니라 충분한 안전을 제공하기 위해 4D 이미지 레이더가 필요하다고 생각합니다. 레벨 4, 레벨 5 자율주행에서는 몇몇 OEM 업체가 이미지 레이더 및 카메라 센서 세트에 라이더를 추가하기로 결정할 것입니다. 다른 업체들은 이 레벨에서 이미지 레이더 + 카메라를 테스트하고 있습니다.


Q. OEM과 티어 1 측의 다양한 요구가 있을 것이고, 특히 비용이 중요할 것입니다. 이에 어떻게 대응하고 있습니까?
A. 알베이의 솔루션은 시장의 요구사항, 특히 티어 1 파트너의 요구를 기반으로 대응합니다. 우리는 독점적인 칩셋 기술의 개발을 통해 저렴한 가격으로 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS) 및 자율주행에서 충분히 견딜 수 있는 센서를 생산할 수 있었습니다. 알베이의 칩셋은 채널 당 저전력을 소모하면서 레이더 채널 당 비용을 획기적으로 절감하는 첨단 22nm RF CMOS 공정을 활용한 업계 최초의 칩셋입니다.


Q. 좀 늦었는데, 알베이는 어떤 회사인지 요약해 주시면 감사하겠습니다.
A. 알베이는 모든 자율주행 수준의 차량을 위한 후처리 및 SLAM의 초고해상도 4D 이미지 레이더를 시연하는 세계 최초의 회사입니다. 이스라엘 텔아비브에 본사를 두고 있는 회사는 중국과 미국에서 사업개발 및 고객 서비스를 제공하고 있습니다. 직원은 총 70명이며, 그 중 5명이 박사 학위를 소지하고 있습니다. 회사는 2015년에 설립됐는데, 그동안 360 캐피털 파트너스, 캐난 파트너스 이스라엘(Canaan Partners Israel), 아워크라우드(OurCrowd), 아이엔젤스(iAngels), 매니브 모빌리티(Maniv Mobility), 타야 벤처스(Taya Ventures), O.G 테크 벤처스 등 주요 벤처 캐피털로부터 2,300만 달러의 투자를 유치했습니다.


Q. 중국어 홈페이지까지 구축하는 등 중국에 적극적인데, 중국에서의 비즈니스는 어떻습니까?
A. 중국은 알베이의 전략적 시장으로 간주되며, 중국시장에서 현지 지원 및 제조를 추가하기 위해 베이징에 지사를 개설했습니다. 우리는 레벨 2+, 레벨 3 프로젝트를 개발하는 상위 10대 OEM과 현재의 레이더 공급업체를 대체하길 바라는 자동차 기업을 타깃으로 하고 있습니다.




Q. 공개 가능한 고객사가 있으면 소개해주시겠습니까?
A. 현재 알베이는 10개 이상 OEM과 뉴 모빌리티 플레이어에게 제품을 공급했으며, 글로벌 커버리지를 갖고 있는 티어 1들과 통합, 판매를 위한 관계를 수립했습니다. 또 알베이는 중국에서의 생산, 판매를 위한 조인트벤처를 설립키도 했습니다. 각 OEM과 엄격한 기밀 유지 계약이 있지만, 고객이 미국, 중국, 유럽 여러 국가 소속 기업인 정도는 공개할 수 있습니다.


Q. 끝으로 한국의 독자들에게도 한 말씀 부탁드립니다.
A. 알베이에게 관심을 가져주시고, 저희 세일즈 부사장인 빌 라티노(Bill Latino, bill.l@arberobotics.com)에게 연락을 주신다면 정말 큰 기쁨이겠습니다.

AEM_Automotive Electronics Magazine