일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2020.3.6

회전하지 않는 100달러 LIDAR 등장
벨로다인, ‘Automotive World 2020’에서 공개 / 20년 중반 출하

자율주행의 양산화를 앞두고 저비용의 차량탑재 센서 기술에 이목이 집중되고 있다. 20년 1월에 도쿄에서 열린 ‘오토모티브월드 2020’에서는 양산 시의 가격을 100달러로 억제한 솔리드 스테이트 LIDAR가 등장했다. 인공지능(AI)을 사용해 자동차의 보안을 높이는 소프트웨어 기술이나 전기자동차(EV)용 배터리의 경량화를 실현하는 복합 재료의 전시 등도 눈길을 끌었다.

미국 라이다 센서 업체 Velodyne LiDAR는 양산 시의 상정 가격이 100달러인 LIDAR(레이저 스캐너) 제품 ‘Velabit’을 개발했다. 20년 1월에 미국에서 열린 전시회 ‘CES 2020’에서 첫 공개한 제품을 일본의 ‘오토모티브 월드 2020’에서도 공개했다. 20년 중반에 출하할 계획이다.

현재, 자율주행의 실험용 차량에 실장되고 있는 LIDAR는 거의 벨로다인의 제품이다. “자율주행 기능이 있는 양산차에 탑재하는 것을 상정한 것으로 치수는 61ⅹ61ⅹ35mm로 손바닥 사이즈다. 상정 가격은 100달러로, 벨로다인의 기존 제품 가격의 수백 분의 1로 억제했다”(벨로다인의 대리점 아르고)

그러나 고가의 LIDAR는 측정 거리가 200m 이상에 시야각도 360도 전방위지만 Velabit의 측정 가능 거리는 약 80m, 시야각은 수평방향이 60도, 수직방향이 10도로 한정적이다. 때문에 “저속주행 자동차에 한정해 전방 센싱이나 고속주행 차량의 측면 센싱, 드론이나 로봇 등에 대한 적용을 상정한다”(아르고).

-- 업계 최고가 스스로 가격 파괴 --
메카리스형 LIDAR은 벨로다인의 경쟁업체 다수도 개발하고 있으며 이미 출하하고 있는 미국 Quanergy Systems과 같은 업체도 있다. 그러나 쿼너지의 제품은 19년에는 양산품은 300~500달러. 100달러는 25년을 상정하고 있었다. 벨로다인이 말하는 ‘양산 시 100달러’가 언제쯤을 상정하고 있는지는 불분명하지만 업계 최고 업체가 직접 가격 파괴를 시작한 것이다.

벨로다인은 이번에 Velabit과 함께 19년 1월의 ‘CES 2019’에서 발표한 측정거리 등의 성능치가 보다 높은 메카리스형 LIDAR도 출전했다. 구체적으로는 측정 거리 약 200m, 시야각은 수평방향 120도, 수직방향 35도에 가격은 약 3,000달러인 ‘Velarray’, 돔 모양으로 측정 거리가 0.1~30m, 시야각이 수평방향, 수직방향 모두 180도로 넓은 ‘VelaDome’ 등이다.

VelaDome에는 ‘MLA(Micro LiDAR Array)’라고 부르는, 레이저광의 송수신기와 신호처리 회로를 약 2mm 정육면체의 소형 모듈에 실장한 부품을 이용하고 있다고 한다.

벨로다인이 이번에 출전한 자율주행 컨셉트카는 기존의 실험 차량과 달리 차량의 상부에 돌출된 LIDAR가 없었다. 대신에 프런트 윈도우 내측 중앙부에 Velarray, 측면에 2곳씩 VelaDome을 배치했다. “1대의 차량에 목적에 따라서 복수의 LiDAR를 사용하는 시대가 됐다”(아르고).

-- ‘보여주는 것’과 ‘이미지처리’의 쌍방을 1대에 --
미국 ON Semi-conductor는 후진 시의 자동브레이크의 성능을 높이는 CMOS 이미지 센서를 개발했다. 리어 뷰 카메라의 인식 기능에 사용하는 ‘생 데이터’와 운전자에게 영상을 보여주는 뷰잉 기능용으로 이미지 처리한 데이터를 동시에 출력할 수 있는 것이 특징이다. 20년 내에 양산을 시작할 예정이다.

후진 시에 자신의 아이를 치는 등 주차장 사고가 끊이지 않고 있다. 이러한 사고를 방지할 목적으로, 미국에서는 ‘KT법’이라는 법안이 14년말에 성립됐다. KT법은 18년 5월 이후에 발매된 신차에 대해 리어 뷰 카메라와 모니터 디스플레이의 탑재를 의무화했다. 차량 후부의 사각을 카메라와 디스플레이로 확인할 수 있도록 했다.


미국에서는 현재 KT법을 한 걸음 더 발전시켜 후진 시의 자동브레이크시스템의 탑재를 가속하는 움직임이 있다. 미국 보험업계의 비영리단체인 IIHS(Insurance Institute for Highway Safety)는 19년에 차량과 보행자를 대상으로 한 후진 시의 자동브레이크를 시험 항목에 추가해 가점 대상으로 했다.

-- 자동 브레이크 탑재로 사고를 81% 삭감 --
미국 제너럴모터스(GM)에 따르면 후진 시의 자동브레이크 기능을 탑재함으로써 사고를 81% 삭감할 수 있다고 한다. 전진 시의 자동브레이크 기능의 탑재는 일본이나 유럽연합(EU) 등 40개국과 지역에서 의무화에 합의했다. 앞으로 후진 시의 자동브레이크로도 의무화의 범위가 확대될 가능성이 있다.

이러한 상황을 전망해 온세미컨덕터가 개발한 CMOS 이미지센서 ‘AS0149AT’는 리어 뷰 카메라의 인식 능력을 높이기 위해 촬영한 생 데이터를 취득할 수 있도록 했다. 기존의 이미지센서는 운전자에게 영상을 보여주는 뷰잉 기능용으로, 촬영 데이터는 이미지처리를 하게 된다. 이미지처리로 인해 정보량이 줄기 때문에 “센싱의 인식 정밀도를 높이는 것은 어려웠다”(온세미컨덕터 일본법인의 담당자).

뷰잉용과는 별도로 센싱용 카메라를 추가하는 것은 비용 문제 때문에 현실적이지 않다. 그래서 온세미컨덕터는 센싱용과 뷰잉용의 2종류의 데이터를 취득할 수 있도록 한 것이다. 2종류의 데이터를 동시에 취급할 수 있도록 인터페이스에는 MIPI CSI-2를 채용, 가상채널을 사용해 2개의 데이터를 전송한다.

AS0149AT는 이면조사(Backside Illumination)형 센서로, 화소 수는 약 130만개. 광학 사이즈는 1/3형으로, 화소 치수는 3.0µmⅹ3.0µm.

-- 운전 ‘버릇’을 AI가 학습 --
차량탑재 OS ‘QNX’의 캐나다 BlackBerry는 인공지능(AI)을 사용한 자동차용 보안 기술을 전개했다. BlackBerry는 보안기술 업체인 미국 Cylance을 19년에 인수했다. Cylance의 기술은 컴퓨터(PC)용 등에서 실적이 있으며 자동차에도 응용할 수 있다고 한다.

통상의 보안 소프트는 데이터베이스에 등록된 기지(旣知)의 멀웨이를 제거하는 시스템이기 때문에 미지의 것에는 대처가 불가능하다. 이에 대해 Cylance의 기술은 프로그램의 특징이나 행동을 AI가 학습해 위험성을 예측하기 때문에 미지의 멀웨이도 검출할 수 있다. 실제로 ‘WannaCry’와 같은 멀웨이가 등장할 것을 19개월 전에 예측한 실적이 있다고 한다. 더구나 AI가 심층학습이 아니라 수식베이스의 기계학습을 사용했다고 한다.

AI가 학습하는 대상은 프로그램뿐 아니라 운전자의 특징이나 ‘버릇’도 학습할 수 있다. 스티어링을 조작하는 방식이나 엑셀/브레이크 페달을 밟는 방식 등을 차량탑재 네트워크를 통해 수집해 학습시키면 운전자가 누구인지 식별할 수 있다고 한다. 운전자에 대해 신뢰할 수 없는 인물이라고 판단하면 자동차 소유자의 스마트폰에 경고를 보내거나 자동차를 감속, 정지시키거나 할 수 있다.

자동차의 도난 방지에 도움이 된다. 차량의 소유자나 그 가족이 운전하는 경우라도 졸음이나 컨디션 불량 등에 의한 운전 프로파일의 변화를 알아차릴 수 있다. 차량탑재 카메라나 전용 하드웨어 등을 사용하지 않고 저비용으로 운전자 감시 시스템(DMS)을 실현할 수 있다. 개인 소유의 승용차 이외에서는 트럭이나 택시 운전자의 피곤함을 파악해 업무 할당을 최적화하는 등의 용도도 상정하고 있다.

이 기술은 ‘CylancePERSONA’로서 제품화하고 있다. 자동차용 제안은 지금부터다. 커넥티드카를 사용해 클라우드 상에서 학습∙판정할 수 있을 뿐 아니라 온라인의 차량탑재시스템 측에서도 판정이 가능하다고 한다.

-- 행동에 의한 인증은 자동차가 앞설까? --
CylancePERSONA는 컴퓨터나 스마트폰을 조작하고 있는 인물을 식별하는 용도로도 사용할 수 있다. 예를 들면, 인터넷뱅킹을 하고 있는 인물이 본인인지 아닌지를 판별하는 용도다. 그러나 컴퓨터나 스마트폰 조작의 경우, 조작 방법이 용도에 따라서 바뀌기 쉬워 개인별 차이를 판별하는 것이 어렵다고 한다. 이에 대해, 자동차 운전에서는 개인별 차이가 쉽게 나오기 때문에 높은 정밀도로 본인을 식별할 수 있어 자동차용에서의 실용화가 앞설 것 같다.

Cylance의 기술은 이 외에도 있다. ‘CylancePROTECT’이라는 제품은 다양한 멀웨이의 특징을 학습시켜 만든 예측∙감지 모델을 사용해, 프로그램을 실행하기 전에 정적으로 위험성을 판정한다. 멀웨이의 데이터베이스가 필요 없어 소프트가 소규모여도 되기 때문에 차량탑재시스템에 탑재하기 쉽다고 한다. 이미 Window나 Mac, Linux용 제품이 있다. Android 등의 앱을 사용하는 차량탑재 인포테인먼트(IVI)용으로도 전개한다.

‘CylanceOPTICS’라는 제품은 CylancePROTECT로 다 막지 못했던 부분에 대해 프로그램 실시할 때의 행동에서 위험성을 판정하는 것이다. 이 행동감지 기술을 유저 인증용으로 응용한 것이 CylancePERSONA다.

BlackBerry는 Cylance의 위 3개 제품과 자사의 Binary Scan 제품 ‘BlackBerry Jarvis’, OTA(Over The Air) 관리서비스 ‘BlackBerry OTA Software Update Management Service’, 통합관리 콘솔 ‘Vehicle Operations Center’ 등을 조합시킨 보안 솔루션을 제안하고 있다.

-- 자동차의 보안 능력을 체크 --
미국 Keysight Technologies는 자동차의 사이버보안 능력을 체크하는 시스템을 전시했다. 이 시스템의 중핵 요소는 사이버 공격 데이터베이스다. 그 정비를 담당하는 미국의 Ixia의 Steve McGregory 시니어 디렉터에게 물었다.

Ixia는 17년에 Keysight에 인수됐다. 통신시스템의 사이버보안 대책을 위한 제품이나 서비스를 제공해 온 기업이다. 이번에 전시된 자동차의 사이버 보안 능력을 체크하는 시스템(이하, 이번 시스템)은 주로 Ixia의 사이버 보안 대책을 위한 소프트웨어, 사이버 공격 데이터베이스, Keysight의 계측기로 구성된다. 19년 7월에 열린 ‘Keysight World 2019 도쿄’에서, 이번 시스템은 일본의 보도기관용으로 발표됐다.

이번 시스템은 대체로 다음과 같이 작동한다. 즉, Ixia의 사이버 공격 데이터베이스에 있는 공격 내용을 신호발생기로 재현, 체크 대상(DUT：Device Under Test)에 인가(印加)한다. 그리고 공격받은 DUT의 리스폰스를 계측기로 파악해 공격에 대한 취약성을 판정한다. 체크는 DUT의 통신 포트 별로 시행한다. McGregory 시니어 디렉터는 “자동차용 시스템을 제공하는데 있어서 CAN이나 LIN과 같은 자동차에 특유의 통신 포트를 다룰 수 있도록 기능을 확장했다”라고 말한다.

-- 이종 재료 구성의 EV용 배터리 팩 --
-- ‘RAV4’의 프런트 후드도 --
-- 실(seal)재를 개질해 질량 반감 --

 -- 끝 --

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