출처
https://asia.nikkei.com/Business/Business-trends/Sony-and-others-race-for-control-of-self-drive-sensor-tech
2020-10-24

자율주행차가 자동차 업계의 화두가 되면서 차량의 "눈" 역할을 하는
이미지 센서, 레이더 및 3차원 라이다(또는 라이다) 이 세 가지 유형의 센서를 제조하는 업체들의 경쟁이 치열해지고 있다.

소니가 자율주행차 센서 산업에 뛰어들었다.
자율주행차 센서 산업을 미래 산업으로 보고 무려 33개의 센서를 장착한 Vision-S 콘셉트카를 공개했다.
이미지 센서를 포함하여 33개의 각종 센서를 장착한 차량이다.
센서를 통한 360도 시야 제공 덕분에 승객과 보행자에게 안전감을 준다고 발표했다.
자동차를 만드는 게 아니라 각종 센서를 만든다고 했다.


이미지 센서


자동차용 이미지 센서는 소니(일본), 온 세미컨덕터(미국), 옴니비전(미국)이 과점하고 있다.

소니는 스마트폰 카메라에 사용되는 이미지 센서 시장의 약 70%를 차지하고 있지만, 자동차용 이미지 센서의 점유율은 9%에 불과하다.
이 분야는 '온 세미컨덕터'라는 미국 애리조나에 위치한 업체가 45%를 차지하고 있으며 50년 이상 자동차용 이미지 센서를 생산해 왔다.

자동차와 교통 신호등에는 발광 다이오드가 사용되는데 이것은 인간의 눈으로는 인식하지 못할 정도로 빠르게 깜빡인다.
하지만 이미지센서에는 바로 영향을 줘서 제대로 된 영상 포착을 어렵게 하며 카메라의 노출 시간을 늘리면 해결된다. 하지만 이로 인해 과도한 하이라이트 현상이 발생하여 물체를 구별하는데 필요한 색 대비가 대폭 줄어든다.

'온 세미컨덕터'는 센서에 사용되는 픽셀의 구조를 변경하여 이러한 문제를 해결했다.
스바루의 첨단 운전자 지원 시스템인 아이사이트에 탑재되는 등 여러 자동차 업체가 채택하고 있다.


밀리미터파 레이더


자동차용 밀리미터파 레이더는 알프스 알파인(일본), 인피니온 테크놀로지스(독일)이 과점하고 있다.
밀리미터파 레이더는 전파가 물체에 반사되어 되돌아오는 시간을 계산하여 물체까지의 거리를 측정한다.
물체의 모양을 감지하는 것은 아니지만 이미지 센서와 달리 비와 눈 같은 악천후의 영향을 받지 않는다.
현재 일부 차량에는 최대 6개의 밀리미터파 레이더가 장착되어 있다. 자율주행이 더 진전되고 보편화되면 각 차량은 15개 정도의 밀리미터파 레이더가 탑재된다.

밀리미터파 레이더의 문제는 다른 차량에서 방출되는 레이더 신호로 인한 간섭현상이다.
간섭현상 해결과 노이즈 억제 기술이 매우 어렵다.

알프스 알파인은 전력 소비를 대폭 줄인 제품을 출시하고 있다.
밀리미터파 레이더는 차량 외부 감지뿐만 아니라 차 안에 사람이 있는지 감지할 수 있고
전력을 거의 먹지 않아서 엔진이 꺼진 후에도 차량 내부를 모니터링할 수 있다.
또한 밤에 차 안에서 졸고 있는 운전자를 감지하거나 담요를 덮고 있는 아이도 감지할 수 있다.


3차원 라이다


3차원 라이다는 벨로다인 라이다(미국), 루미나 테크놀로지스(미국), 발레오(프랑스), 교세라(일본), 파이오니아(일본), 도시바(일본), 리코(일본) 등 거의 미국과 일본업체가 과점하고 있다.

빛 감지 및 거리 측정(light detection and ranging)의 줄임말인 라이다(lidar)는 밀리미터파 레이더와 거의 동일한 방식으로 물체까지의 거리를 측정하지만, 파장이 더 짧은 적외선 레이저 광을 사용하여 더 작은 물체를 감지할 수 있다.

라이다는 물체를 3차원 형상으로 시각화하여 볼 수 있게 해주며 날씨가 나쁘거나 야간에도 작동에 거의 영향을 받지 않는다.
하지만 회전하는 부품으로 인해서 가격이 높은 단점이 있는데 솔리드 스테이트 기술을 사용하여
회전 부품을 반도체로 대체하여 가격을 수백 달러로 낮추는 작업이 진행되고 있다.

일본 도쿄에 본사를 둔 야노경제연구소에 따르면 자율주행차에 사용되는 라이다는 2020년 24억 엔(2,270만 달러)에서 2030년 4,959억 엔으로 시장이 200배 성장할 것으로 예상된다.


이미지 센서, 밀리미터파 레이더 그리고 라이다는 각각의 장단점이 있기 때문에 안전한 자율주행차를 만들기 위해서 서로 잘 조합하는 것이 중요하다고 자동차 산업의 엔지니어들은 강조하고 있다.