미국 스타트업 ‘스캔스(Scanse)'가 개발한 249달러 짜리 라이더(LiDAR) '스위프(Sweep)'에 대한 관심이 뜨겁다.

현재 크라우드 펀딩 사이트인 ’킥스타터‘를 통해 후원자를 모집 중인데 마감을 4일 앞둔 7일 현재 20만 7000달러를 모금했다. 모금 목표가 23만 달러인 점을 감안하면 목표 달성 여부가 불투명한 상황이다. 그럼에도 불구하고 이 회사의 라이더에 대해 관심이 높은 것은 라이더의 가격이 기존 제품에 비해 매우 낮기 때문이다. 어떤 기술을 채택했길래 가격을 이처럼 내릴 수 있는지 관심이 높다.

'IEEE스펙트럼'은 스캔스의 ‘스위프’에 대한 보다 자세한 분석 기사를 실었다. 일반적으로 라이더는 내비게이션, 위치 파악, 장애물 회피, 주변 환경 매핑 등 용도로 활용할 수 있는 제품이다. 물론 소나 등 다른 저렴한 센서도 있다. 하지만 소나(sonar)는 해상도가 나쁘고 인식거리가 짧다. '구조형 광(structured light)'이나 'ToF(time-of-flight)' 센서는 거리가 짧고 야외에서 사용하기 힘들다. 이에 비해 라이더는 가격은 비싸지만 상대적으로 우수한 성능 덕분에 생산현장이나 물류현장의 '머티어리얼 핸들링 로봇'에서부터 이동 로봇, 드론, 자율주행자동차 등에 이르기까지 폭넓게 사용된다. 가격이 비싼 게 흠이다. 주변 인식 거리가 10미터 미만인 2D라이더의 가격이 1000달러 정도다. 구글이 자율주행자동차에 탑재한 3D 라이더는 7만 5천달러에 달한다.

이번에 개발된 ‘스위프’는 불과 249달러다. 40미터의 인식 거리를 자랑한다. 스캔스는 ‘스위프’에 '펄스드 라이트(PulsedLight)'라는 기업에서 개발한 라이더 센서 기술을 적용했다고 밝혔다. 스위프는 새로운 ToF 기술을 기반으로 만들어졌다. 일련의 마이크로 펄스를 생성하는 레이저 펄스를 발사하고 되돌아오는 빛을 이미 알려진 패턴과 연관지어 '위상 차이(phase difference)'를 측정하는 방식이라고 한다. 전통적인 방식의 라이더는 발사되는 광선과 되돌아 오는 광선의 위상 차이를 측정하기 위해 동일한 펄스들을 사용한다는 것.

또한 전통적인 라이더 기술은 '은은한' 광선보다는 훨씬 밝은 광선을 필요로 한다. 그렇지 않으면 주변의 노이즈에 영향을 받기 때문이다. 전통적인 방법이 고전력 레이저와 정밀한 탐지장치가 필요한 이유다. 하지만 새로운 방법은 저전력 부품을 사용하기 때문에 개발 비용이 덜 들며 40미터 떨어진 곳을 인식할 수 있다. 노이즈가 어느 정도 있어도 극복 가능하다.

다만 새로운 방법은 각각의 개별적인 측정에 좀 더 많은 시간이 걸린다는게 단점이란 지적이다. 스위프는 ‘갱신속도(update rate)‘를 500Hz까지 낮췄다. 다른 저가 라이더의 경우 갱신속도를 2천~1만Hz까지 제공한다. 회사측은 스위프의 낮은 갱신속도 때문에 환경 스캐닝 보다는 장애물 탐지용으로 적합하다고 설명했다. 전형적인 이동 로봇에 스위프를 설치하면 3Hz로 스캔할 수 있다고 한다.

▲ 스캔스 스위프와 경쟁업체 라이더 기능 비교표

▲ 스위프 규격

회사 측은 스위프가 다른 회사의 라이더와 달리 '프로세서 지향적인 데이터 필터링 작업'을 내부적으로 실행한다는 점에서 혁신적이라고 지적한다. 스위프는 'ST코텍스(Cortex)' 계열의 프로세서를 탑재하고 있는데, 이 마이크로 프로세서를 통해 각도/거리 데이터 융합과 거리 필터링 작업을 전적으로 수행한다는 것. 다른 마이크로프로세서는 모터 제어에만 관여한다는 것. 이는 메인 콘트롤러에서 처리해야 하는 데이터 필터링 작업의 부하를 덜어주는 역할을 한다.

스위프는 ROS에서 잘 작동되고, 라스베리 파이와 아두이노용 SDK 버전으로도 나올 예정이다.