[※ 편집자 주 = 한국국제교류재단(KF)의 지난해 발표에 따르면 세계 한류 팬은 약 2억2천500만명에 육박한다고 합니다. 또한 시간과 공간의 제약을 초월해 지구 반대편과 동시에 소통하는 '디지털 실크로드' 시대도 열리고 있습니다. 바야흐로 '한류 4.0'의 시대입니다. 연합뉴스 동포·다문화부 K컬처팀은 독자 여러분께 새로운 시선으로 한국 문화와 K컬처를 바라보는 데 도움이 되고자 전문가 칼럼 시리즈를 준비했습니다. 시리즈는 주간으로 게재하며 K컬처팀 영문 한류 뉴스 사이트 K바이브에서도 영문으로 보실 수 있습니다.]

본인 제공

◇ 자율주행의 '눈', 라이다의 역사와 현재

자율주행차 기술의 핵심으로 꼽히는 라이다(LiDAR·Light Detection And Ranging) 센서는 주변 환경을 정밀하게 인식하고 3차원(3D) 지도를 생성하는 데 필수적인 역할을 수행한다. 라이다는 어느 날 갑자기 등장한 기술이 아니라, 수십 년에 걸친 과학자들의 연구와 기술 축적의 결과다.

라이다의 기본 원리는 지난 칼럼에서 간략하게 다뤘듯이 레이저 펄스를 발사해 물체에 반사되어 돌아오는 시간을 측정함으로써 거리를 계산하는 방식이다. 이 원리는 1930년대 영국의 물리학자 에드워드 허치슨 신지(E.H. Synge)에 의해 처음 제시됐다. 그는 탐조등을 활용해 대기를 연구했고, 1938년에는 기상학자들이 빛의 펄스를 사용해 구름의 높이를 측정하기 시작했다.

냉전 초기였던 1960년대 초, 미국 캘리포니아의 휴즈 에어크래프트 컴퍼니(Hughes Aircraft Company) 연구진은 기존의 레이더(Radar)보다 정확한 거리 측정을 위해 '빛'을 활용한 새로운 방식을 개발했다. 1960년 시오도어 마이먼(Theodore Maiman)이 세계 최초의 루비 레이저를 개발하면서 이 기술은 급물살을 탔다.

이듬해인 1961년, 휴즈 연구소는 최초의 라이다 시스템인 '콜리다'(Colidar·COherent Light In Detection And Ranging)를 선보였다. 1962년에는 상업용 라이다가 출시되며 기상 분야에 응용되기 시작했다.

라이다는 이후 1971년 아폴로 15호 미션에서 달 표면의 지형을 스캔하는 데 사용되면서 대중의 이목을 끌었다. 1998년에는 3D 스캐너와 포인트 클라우드 소프트웨어가 통합돼 상용화되었으며, 현재는 환경 모니터링, 교통, 보안 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.

◇ 자율주행차의 '눈' 역할…라이다의 작동 원리

라이다 센서는 자율주행차에서 카메라나 레이더가 제공하지 못하는 고해상도 3D 공간 정보를 실시간으로 제공한다. 센서는 초당 수백만 개의 레이저 펄스를 발사하고, 이를 통해 도로 표지판, 차량, 보행자, 장애물 등을 인식한다. 특히 어두운 야간이나 그림자가 많은 환경에서도 정확도를 유지해 자율주행의 안전성을 크게 향상한다.

라이다는 다른 차량이나 보행자의 움직임을 예측하고, 충돌 위험을 사전에 감지하는 데에도 핵심적인 기능을 한다.

현재 자율주행차에 사용되는 라이다는 감지 거리, 스캔 방식, 해상도 등에 따라 다양한 형태로 발전하고 있다. 일반적으로 감지 거리는 100∼300m이며, 기술적으로는 360도 회전이 가능한 '기계식'(Mechanical) 라이다와 고정된 방향을 감지하는 '솔리드 스테이트'(Solid-State) 라이다로 구분된다.

업계는 최근 기계식에서 소형화·내구성·비용 측면에서 유리한 솔리드 스테이트 방식으로 전환하는 추세다.

대표적인 라이다 제조사로는 미국의 벨로다인(Velodyne), 루미나(Luminar), 중국의 헤사이 테크놀로지(Hesai Technology)가 있다.

사진 출처 : GPS 월드 홈페이지 캡처

벨로다인은 자율주행 초창기부터 기계식 라이다를 주도해왔으며, 16채널의 VLP-16 'Puck' 모델과 128채널의 'Alpha Prime'(VLS-128) 모델이 대표적이다.

루미나는 1550nm 파장의 레이저를 사용하는 솔리드 스테이트 라이다로, 고속 주행에 적합하다. 이 기술은 볼보(Volvo)의 양산형 자율주행차에 탑재될 예정이다.

헤사이는 다양한 거리별 제품군을 보유한 중국 상하이의 라이다 전문 기업으로, 2024년 기준 세계 라이다 시장 점유율 30%를 차지하고 있다. 대표 제품인 'AT128'은 자체 ASIC(주문형 반도체) 기술을 통해 악천후에서도 뛰어난 성능을 발휘한다.

◇ 웨이모·바이두…라이다 전략의 차별화

구글의 자율주행 자회사 웨이모(Waymo)는 라이다, 레이더, 카메라를 조합한 복합 센서 시스템을 채택해 자율주행차의 안전성과 정확도를 높이고 있다. 최근 발표된 6세대 시스템에는 4개의 라이다, 13개의 카메라, 6개의 레이더, 오디오 수신기가 탑재돼, 최대 500m까지 시야를 확보할 수 있다고 알려졌다.

중국 바이두(Baidu)는 자율주행 플랫폼 '아폴로(Apollo)'를 통해 다양한 제조사의 라이다를 채택하고 있으며, 최근에는 헤사이와의 협업을 통해 '이치 06'에 AT128 라이다를 독점 탑재하기로 했다.

라이다 기술은 센서 성능을 넘어서, 인공지능(AI) 기반의 데이터 분석 및 처리 기술과 결합하며 자율주행 시스템의 핵심 축으로 자리 잡고 있다. 카메라와 레이더를 보완하면서 입체적인 환경 인식을 가능하게 해, 보다 정밀하고 안전한 주행을 구현하는 데 기여하고 있다.

자율주행차의 진화와 함께 라이다 기술도 한층 더 고도화되고 있으며, 향후 미래 모빌리티 시장에서 그 역할은 더욱 중요해질 것으로 보인다.

정광복 자율주행기술개발혁신사업단(KADIF) 단장

▲ 도시공학박사(연세대). ▲ 교통공학 전문가·스마트시티사업단 사무국장 역임. ▲ 연세대 강사·인천대 겸임교수 역임. ▲ 서울시 자율주행차시범운행지구 운영위원. ▲ 한국도로공사 고속도로자율주행 자문위원. ▲ ITS 아시아 태평양총회 조직위 위원.

<정리 : 이세영 기자>

seva@yna.co.kr

Copyright 연합뉴스 All rights reserved. 무단 전재 및 재배포 금지.