자동차 스마트화 연구 개발하면서 자율주행 센싱 기술로서 융합 센싱과 순수 비전 센싱 두 가지 기술에 대한 논쟁도 여전히 결론이 나지 않았다.

2024년에 들어서면서 NIO의 서브 브랜드 'Alps'과 Xpeng의 내부 코드명 《F57》 의 신차는 LiDAR를 없애고 Tesla와 유사한 순수 비전 솔루션을 채택할 것으로 알려졌다. 이러한 소식은 스마트 자율주행 센싱 솔루션의 향후 발전 추세에 대해 논의할 여지를 남겼다.

어떤 경로가 비용과 기술 간의 균형을 더 잘 맞출 수 있는지에 대해 업계에서는 다양한 의견이 있다. 그러나 2024년부터 더욱 잔혹한 자동차 메이커 토너먼트가 시작되면서 신기술, 컴퓨팅 파워, 자본 등 다방면의 경쟁 속에서 LiDAR, 밀리미터파 레이더, 카메라 등 다중 센서를 탑재한 융합 센싱 솔루션과 순수 비전 솔루션 사이에 새로운 답이 나올 것인가?

기술 경쟁 치열화

스마트 자율주행 센싱 기술이 순수 비전인지 다중 센서 융합인지는 업계에서 수년 동안 논의되어 왔다. 여태까지 LiDAR는 가장 큰 변수로 발전해 왔다.

최근 자율주행 센서 하드웨어로 급성장한 LiDAR가 지난해 본격적인 '양적 증가'의 원년에 접어들었다. 그러나 원가 절감 압박 속에 중국 업체들이 '탈(脫)LiDAR'의 슬로건을 외치며 순수 비전 솔루션을 시도하기 시작했다. 그러나 'LiDAR를 없애라'는 목소리는 늘 있었지만, 현재 양산된 스마트 자율주행 솔루션 중 여전히 대부분의 자동차 메이커들이 LiDAR를 1순위로 선택하였다.

특히, 높은 수준의 자율주행 기술이 급속히 발전함에 따라 적용 시나리오가 점점 더 복잡해지고 있으며, 센싱 시스템에 대한 안전성 및 신뢰성 요구 사항도 증가하고 있다. 서로 다른 센서의 통합 사용은 다양한 센서 간의 장점 보완을 실현할 수 있기 때문에 주류 선택이 되었다.

도심 NOA를 예로 들면, 다중 센서 융합 솔루션은 자동차 메이커에게 가장 주요한 선택이 되었다. Gasgoo Automotive Research Institute의 최신 데이터에 따르면 도심 NOA 센싱 솔루션 중 11V1R1L 솔루션을 탑재한 모델이 81.7%로 가장 많다. 현재 도심 NOA 가능한 대부분의 모델에 LiDAR 탑재되어 있다.

[사진 출처: Gasgoo]

도심 NOA는 일반적으로 완전한 자율주행을 달성할 수 있는 유일한 방법으로 간주된다. 현재 주류 업체들은 도심 NOA 센싱 솔루션에 LiDAR를 장착하고 있는데, 이는 스마트 자율주행의 정답은 융합 센싱 솔루션이라는 의미인가?

대답은 미정이다.

업계 소식통에 따르면 올해 출시될 NIO의 서브 브랜드 치종과 Xpeng의 신모델은 모두 LiDAR를 없애고 Tesla와 유사한 순수 비전 기술 노선을 채택할 것이다.

지난 1월 중순, 여러 소식통에 따르며 내부 코드명 "Alps"의 NIO의 서브 브랜드는 스마트 자율주행 솔루션에서 LiDAR가 없으며 NVIDIA OrinX 칩 1개를 기반으로 도심 NOA를 실현할 것으로 예상된다고 밝혔다. 해당 브랜드의 첫 모델은 SUV로 가격은 20만~25만 RMB(3,700만~4,625만원) 사이이며, Tesla 《Model Y》와 경쟁하게 된다.

또한 지난 2월 초, 내부 코드명 "F57"의 Xpeng의 신차에는 LiDAR를 제거하고 비전 솔루션과 3D 밀리미터파 레이더를 사용하는 스마트 자율주행 시스템이 탑재될 것이라는 보도가 있었다. 보도에 따르면 이 신차는 Xpeng P7보다 한 단계 높은 세단 모델이며 올 하반기 출시될 예정이다.

이에 앞서 NIO와 Xpeng은 모두 스마트 자율주행 센싱 솔루션에서 LiDAR와 다중 센서 융합 솔루션을 채택했다. 전 세계를 둘러보면 순수 비전 기술 노선은 Tesla, Baidu, DJI Automotive와 같은 소수의 회사에서만 선택된다.

NIO와 Xpeng은 순수한 비전 솔루션을 시도하기 시작한 것으로 알려졌는데, 이는 비용 절감이라는 핵심 문제에 직면해 스마트 자율주행 솔루션의 다음 단계 경쟁이 가성비 우세가 있는 순수 비전 노선으로 기울어진다는 의미인가?

대답은 여전히 미정이다.

시간, 기술, 비용의 전쟁

2023년 중국 자동차 시장의 경쟁은 유례없이 치열한 것이었으며, 스타트업 주력인 NIO와 Xpeng은 지난해 판매 측면에서 그다지 좋은 한 해를 보내지 못했다. 업계 관계자들이 볼륨 자동차 시장에 집중하고 LiDAR를 포기하여 순수 비전 솔루션을 선택하는 전략은 분명한 이점이 있다고 본다. 낮은 비용으로 판매 확대 가능하며, 자율주행 기술 실력도 보여줄 수 있다.

모두가 알다시피 순수 비전 기술은 주로 카메라+알고리즘에 의존하는데, 가장 큰 장점은 비용 절감할 수 있고 고해상도, 고프레임율(high frame rate)의 영상 기술을 통해 보다 풍부한 환경 정보를 얻을 수 있다는 점이다. 물론 단점도 많다. 3차원 깊이를 제공할 수 없고, 거리 측정 정확도가 낮으며 이미지 처리 훈련에 대한 의존도가 높고, 카메라가 주변광 간섭에 취약하기 때문에 가시성이 낮은 환경에서는 성능이 저하된다는 등이 있다.

융합 센싱 솔루션은 기본 사양으로 탑재된 LiDAR를 통해 센싱 정확도를 향상시키는 동시에 비용도 크게 증가시킨다. 또한 여러 센서의 융합 자체가 어려운 기술적 과제이다. 데이터 융합이 복잡할 뿐만 아니라 다양한 데이터 종류에 대한 모델 알고리즘이 아직 통합되지 않았다.

결국, 두 가지 주요 기술인 다중 센서 융합과 순수 비전 기술의 논쟁은 전례 없는 압축된 자동차 제조 시간 속에서 기술과 비용 사이에서 어떻게 선택해야 하는지에 대한 문제이다.

특히 도심 NOA의 대규모 구현을 앞두고 비용 절감이라는 문제에 직면하고 있는 현 시점에 스마트 자율주행 산업은 융합 센싱과 순수 비전 솔루션에 대한 비용과 기술적 어려움을 재검토하면서 LiDAR의 핵심 가치를 평가하고 있다.

몇 년 전 Tesla의 순수 비전 솔루션으로 "LiDAR에서 벗어나기"의 소리가 많이 나왔다.

최근 Gasgoo 인터뷰에서 Ruiyong Technology(睿?科技)의 부사장인 Deng Changmin(?常敏) 박사는 현재 두 기술 사이의 가장 큰 변수는 Tesla FSD의 중국 도입 여부라고 언급했다. "중국에서 Tesla의 판매량이 상대적으로 규모가 크기 때문에 FSD가 중국 시장에 출시되면 평가가 좋다면 시장에서는 비주얼 솔루션이 좋은 선택이 될 것이라고 생각할 수 있고 가성비도 매우 높은 것이다."

최근 소식에 따르면 Tesla FSD는 지난해부터 중국에서 테스트가 시작되었으며 올해 중국 시장에 출시될 가능성이 매우 높다. 이는 FSD의 최종 사용 효과가 순수 비전 센싱, LiDAR 센싱의 도심 NOA 솔루션의 방향을 직접적으로 결정할 수 있다는 의미이기도 한다.

하지만 업계 일각에서는 단기적으로는 LiDAR 제거에 따른 비용 절감 효과가 즉각적이지만, 장기적으로는 자동차 메이커들이 이 선택을 위해 더 많은 연구개발 비용을 투자해야 한다고 지적했다. Tesla의 전 AI 최고 책임자인 Andrej Karpathy는 한 공개 연설에서 순수한 비전 솔루션은 깊이, 속도 및 가속도 정보를 정확하게 센싱 할 수 있지만, 실현하는 것은 어렵고 많은 데이터가 필요하다고 밝혔다.

즉, Tesla의 경험은 모방하기가 쉽지 않으며 데이터 및 기술 장벽이 매우 높다. 특히 순수 비전 기술이 발전함에 따라 데이터, 알고리즘, 시뮬레이션 교육 및 시스템 소프트웨어의 "숨겨진 비용"을 무시할 수 없다.

실제로 현재 판매 물량이 많은 Tesla 외에, 스마트 자율주행 시나리오의 실제 적용에서 순수 비전 솔루션은 상대적으로 단순한 ADAS에서 더 자주 사용된다. 도심 NOA 및 고급 자율주행 분야에서 순수 비전 솔루션이나 해당 기술 탑재된 모델은 점유율과 존재감이 상대적으로 낮다.

이는 또한 시장의 또 다른 목소리를 반영한다. 고급 스마트 자율주행을 실현하려면 LiDAR가 반드시 필요하다.

일례로 RoboSense(速?聚?) 관계자는 “높은 안전성과 우수한 사용 경험으로 도심 NOA를 달성하려면 Lv3+ 자율주행에 LiDAR가 반드시 필요하며, LiDAR의 사용 가중과 중요성도 더 높아질 것이다. 스마트 자율주행 제품 공급업체는 안전성에 책임 져야 되기 때문”이라고 말했다.

Seyond(??通)의 글로벌 시장 담당자 Yuan Xing(袁星)도 "고성능 LiDAR는 스마트 자율주행의 필수"라고 믿는다. 그러나 그는 LiDAR가 다른 센싱 하드웨어와 대체 관계가 없으며 자율주행 업계의 실제 수요에서 출발해야 한다고 강조했다.

어느 쪽이 미래인가?

두 가지 주요 기술 경로에 대한 서로 다른 의견에도 불구하고 업계 대부분은 ??단기적으로 여전히 LiDAR를 사용하는 융합 센싱과 순수 비전 센싱 솔루션이 동시에 존재할 수 있다고 믿고 있다.

Deng Changmin은 "중국 스타트업들이 융합 센싱 솔루션을 가장 먼저 출시했다. 현재 일부 저가형 모델 중에는 비용 절감을 위해 순수 비전 센싱 솔루션을 사용하지만, 주력 모델들은 여전히 ??융합 센싱 솔루션을 사용하고 있다. ICT 회사의 경우 Huawei를 비롯해 Zhijie, Wenjie 등 브랜드의 차종이 모두 LiDAR를 탑재하고 있으며, 전체 라인업의 기본 사양은 아니지만 융합 센싱 솔루션의 비율이 매우 높고 출하량도 많다. 전통 자동차 메이커들 역시 현재 융합 센싱 기술을 많이 사용하고 있다”고 밝혔다.

그의 견해로는 Tesla의 순수 비전 기술 노선을 택하는 것은 '장기 작전'이며, 현재의 치열한 시장 경쟁 구도에서는 순식간에 변화하고 시간 비용이 너무 많이 들기 때문에 반드시 '편법'을 걸어야 된다. 지름길로 가는 방법은 스마트카 자율주행 하드웨어 비용을 조금 늘리는 것이며, 사용 경험은 Tesla에 가까운 수준으로 빠르게 끌어올릴 수 있는 것이다.

마찬가지로 Li Auto 홍보 총괄 Yu Wei(余巍)도 두 가지 솔루션이 서로 호환된다고 믿는다. "LiDAR는 스마트 전기차 시대의 에어백으로, 열악한 조명 조건에서 LiDAR의 센싱 결과는 순수한 비전 기술보다 더 신뢰할 수 있다."

LiDAR 융합 센싱과 순수 비전 센싱 기술 중 과연 어느 것이 미래의 정답인가? 이 답변은 2024년뿐만 아니라 앞으로도 한동안은 확정되지 않을 것이다. 두 가지 주요 기술 자체, LiDAR 산업, 심지어 전체 자율주행 산업은 아직 급속한 발전 초기 단계에 있고 앞으로도 많은 변수가 있기 때문이다.

이 질문에 답하기 위해서는 LiDAR 센싱의 기술적 어려움을 극복과 비용 절감 속도가 순수 비전 센싱 솔루션의 기술적 어려움 극복 속도를 따라잡을 수 있는지가 관건일 수 있다.

또한 이 두 가지 기술 솔루션 사이에서 미래에 다른 더 나은 솔루션이 나타날 가능성도 배제할 수 없다.