●자율주행차의 비용 효율성을 높이는 스테레오 카메라로

위잉. 소리를 지르지 않고 대화를 나눌 수 없을 정도로 소음이 진동하는 서버실 안. 수백 대의 서버는 각기 다른 실험실에서 보낸 정보를 처리하기 위해 가동되고 있었다. 9월 24일 대구 경북과학기술원(DGIST)에서 만난 임성훈 정보통신융합전공 교수는 "자율주행차의 '눈'에 해당하는 시각인지 센서의 데이터를 서버에서 계산 중"이라며 "세상에서 가장 가성비가 높은 센서를 개발하고 싶다"고 말했다.스테레오 카메라 기반의 시각인지 센서 개발 시각인지는 자율주행 기술 중에서도 핵심 기술로 꼽힌다. 자율주행차 스스로 상황을 판단하는 데 필요한 주행환경 정보를 제공하기 때문이다. 시각인지기술에는 신호기의 색상과 교통표지판의 내용을 인식하는 카메라센서, 도로의 형태와 보행자의 위치 등 복합적인 환경을 3차원으로 파악하는 시각인지센서 기술 등이 있다.

시각 인지 센서로는 레이저를 이용해 거리를 측정하는 라이다(LiDAR)가 대표적이다. 라이다는 특정 레이저 신호를 보낸 뒤 반사되는 신호의 폭과 거리, 높낮이를 계산해 사물의 형상 등 3차원 공간 정보를 얻는다.

라이다는 외제차 한 대 값이지만 주변 환경을 제대로 인식하기 위해서는 몇 대 필요하다. 자동차보다 센서가 높다는 아이러니가 발생한다. 이에 따라 테슬라와 같은 자율주행차 양산을 준비하는 업체들은 레이더, 스테레오 카메라 등 다른 센서를 활용하는 추세다.

임 교수는 이 가운데 스테레오 카메라를 이용해 시각 인지센서를 개발하고 있다. 스테레오 카메라는 두 대의 카메라로 구성된 사람이 두 눈으로 사물과의 거리를 감지하도록 고정된 두 카메라가 찍은 픽셀의 차이를 계산하면 3차원 공간정보를 얻을 수 있다.

스테레오 카메라의 가장 큰 장점은 비용이 싸고 무게가 가볍다는 것. 실제로 휴대전화 카메라 2대 정도의 크기다. 이를 활용하면 자율주행차의 경제성을 높일 수 있다.

물론 한계도 있다. 스테레오 카메라는 코스트가 싼 만큼 라이다나 레이더 등의 종래시각이나 센서에 비해 획득하는 정보의 정확성이 저하된다. 임 교수는 3차원 공간정보와 딥러닝 기반 인공지능(AI)으로 이를 극복했다. 기존 시각인지센서는 고해상도 영상에서 공간정보를 추정하도록 주관식 문제를 풀었다면 임 교수는 스테레오 카메라가 획득한 3차원 공간정보를 기반으로 인공지능이 가능성이 높은 객관식 객관식 객관식을 제공하도록 했다.

자율주행 환경이 복잡할수록 인공지능 정답 추정률은 떨어질 수 있다. 그러나 모든 자율주행차가 복잡한 환경에서 주행하는 것은 아니다. 공항과 도심을 잇는 물류왕복선처럼 차가 적어 정해진 거리를 달릴 경우 굳이 고사양의 시각인지 센서를 장착할 필요가 없다. 스테레오 카메라는 바로 이런 환경에서 가치를 발휘한다.

임 교수는 스테레오 카메라에 딥러닝을 적용할 수 있는 방법을 고안해 2019년 11월 국제로봇학회(IROS)에서 발표했다. 이를 이용하면 스테레오 카메라로 교통 참가자의 위치나 움직임 등을 추론할 수 있다

사흘 만에 논문 좌절, 자동운전 연구는 스피드 전임 교수가 부임 1년째인 1989년생 젊은 교수. 학부와 석사, 박사 과정을 쉬지 않고 졸업하고 미국 마이크로소프트에서 6개월간 근무한 뒤 곧바로 DGIST에 부임했다. 이처럼 쉬지 않고 달려온 이유가 뭘까. 그는 "자율주행 기술은 어느 분야보다도 '속도전'이어서 머뭇거릴 틈이 없다"고 답했다.

그는 마이크로소프트 근무 당시 카메라 거리측정 기술로 얻은 성과로 논문을 작성하려 했지만 불과 사흘 만에 다른 곳에서 기술이 발표돼 중단됐던 경험을 털어놓았다. 게다가 어렵게 새로운 주제로 논문을 작성했는데 제출 직전에 비슷한 주제의 논문이 나왔다는 것이다. 모두 6개월 동안 벌어진 일이다.

시각적인지 기술이 매우 빠르게 발전하고 있는 만큼 이를 활용할 수 있는 분야도 빠르게 늘고 있다. 가상·증강현실(VAR)이 대표적이다. 오늘의 증강현실 게임 '포켓몬고'에서는 피카츄가 화면에 등장하는데, 여기에 시각인지센서로 얻은 공간정보를 적용하면 피카츄가 책상 위를 날아다니거나 책상 위로 얼굴을 쑥 내밀 수도 있다.

임 교수는 "그동안 많은 연구가 이뤄졌던 기존의 시각인지 센서를 장착한 자율주행차가 먼저 상용화되지만 스테레오 카메라도 강점이 뚜렷하다"며 "스테레오 카메라로 경제성을 높이고 누구나 쉽게 접근할 수 있는 자율주행차를 만드는 것이 목표"라고 말했다.