[스타트업-ing] 터널 속에서도 차량의 정확한 위치 파악 돕는 ‘씨너렉스’

영화 미션 임파서블 시리즈 최신작인 데드 레코닝은 모든 기밀에 접근할 수 있는 인공지능 엔티티의 등장으로 혼란에 빠진 세계를 구하기 위한 주인공의 분투를 그리고 있다. 주인공 이단 헌트는 엔티티를 조정할 수 있는 열쇠를 얻기 위해 여러 함정과 혼란을 뚫고 목적지를 향해 전진한다.

추측항법이라는 뜻인 데드 레코닝(Dead Reckoning)은 영화 내용처럼 경로 설정을 방해하는 여러 변수를 통제하고 오차를 보정해 정확하게 목적지로 향하도록 돕는 기술이다. 초정밀 위성항법시스템 전문 기업 ‘씨너렉스’는 데드 레코닝을 통해 터널 속에서도 차량의 정확한 위치파악과 경로 설정을 가능케 하는 기술 개발을 목표로 삼은 기업이다. 김민준 씨너렉스 연구원에게 관련 기술 이야기를 들어봤다.

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김민준 씨너렉스 연구원 / 출처=씨너렉스

―씨너렉스의 주력 기술은?

▲ 씨너렉스는 오차범위를 cm급으로 줄인 실시간 이동 측위(RTK, Real-Time Kinematic) 기반 위성항법시스템(GNSS, Global Navigation Satellite System) 장치를 개발하는 전문 기업이다. GNSS는 위성항법 시스템으로 인공위성을 통해 사물의 정밀한 위치 정보를 제공하는 방식으로 쓰이지만, 한계가 있다. 인공위성 신호가 이온권과 대류권을 통과하는 과정에서 왜곡되며, 그 신호가 다시 건물과 지형 등 장애물에 반사되는 과정에서 오차가 발생하기 때문이다.

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기존 GPS와 RTK GPS의 차이 / 출처=씨너렉스

여기에 인공위성과 GPS 수신기와의 시간 오차 등 여러 변수로 인해 발생하는 오차값을 보정해야 완벽한 위치 정보를 생성할 수 있다. 씨너렉스는 오차보정을 위한 기술 중 하나로 INS(Inertial Navigation System)라고 불리는 관성 항법 시스템 기반의 GNSS INS 장치를 개발했다. 현재 GNSS 수신기 및 INS 제품을 주력으로 삼기 위해 프로토타입을 내놨으며, 대량 생산을 위한 준비 작업에 박차를 가하고 있다.

―데드 레코닝 기능은 무엇이며 활용처는 어디인지?

▲ 기존 GNSS는 빌딩숲이나 터널과 같이 GPS 수신이 어려운 곳에서 위치 정보를 정확하게 생성할 수 없는 한계를 지녔지만, GNSS INS는 관성 항법 센서로 파악한 차량의 속도와 방향 정보를 기반으로 GPS 오차를 보정, 정확한 위치 정보를 제공한다. 이처럼 정확한 현재 위치 정보를 바탕으로 외부 변수를 통제하며 목적지를 향한 경로를 제공하는 일련의 과정을 데드 레코닝 (DR, Dead Reconing)이라고 할 수 있다.

데드 레코닝 모드를 기반으로 작동하는 씨너렉스 GNSS INS

터널 안이나 빌딩 숲 사이와 같이 신호를 사용할 수 없는 환경에서 데드 레코닝 기능은 현재 위치를 차량의 속도, 방향 등을 기반으로 계산해 표시한다. 데드 레코닝이 제시하는 정보를 바탕으로 시스템은 현재 위치를 인식하지만, 해당 기능은 예측치를 제시하기 때문에 오차가 누적되기 쉽다. 따라서 오랜 시간 사용할 경우 정확도가 줄어든다. GPS와 같은 위치 결정 기술과 결합해 사용하는 것이 정확한 현재 위치 파악을 위한 핵심 조건이다. 자동차 내비게이션과 항공기, 로봇, 선박 항법 등 정해진 경로로 이탈 없이 향해야 하는 기기들에 GNSS INS가 탑재되고 있으며, 자율주행의 핵심 기술로도 꼽힌다. 스마트시티 도심 인프라의 핵심인 통신의 근간으로 작용할 수 있으며, 배달로봇 등에도 활용할 수 있다.

GNSS INS는 2~3cm단위의 초정밀 위치까지 수신 및 보정이 가능하기 때문에 자율주행 차량의 오작동으로 일어날 수 있는 인적, 물적 피해를 예방할 수 있다. 또한 INS기술은 GPS가 수신되지 않는 음영지역(육교나 나무 아래, 격오지 등)에서 자신의 위치를 추측항법해 정보를 제공하므로 도심 중심지에서 배달로봇이 주행하거나 터널 내 무인 자율주행차량을 운행할 수 있게 할 뿐만 아니라 GPS 수신이 불가한 격오지에서도 기기의 정확한 위치 정보를 파악할 수 있다. 적용분야가 무궁무진한 이유다.

―다양한 사용처 중에서 자동차 먼저 집중하고 있다고?

▲자동차 시장규모가 크기 때문이다. 유럽연합(EU)은 2035년까지 내연기관의 자동차 판매를 금지하며, 그 선행단계로 전기차 보급에 매진하고 있다. 실제로 국내 자동차 완성업체들은 내연기관 종식과 함께 전기차 글로벌 점유율을 높여가고 있기 때문에 국내 도입이 원활한 장점도 있다. 전기차에는 INS 장치를 쉽게 적용할 수 있으며 기본적으로 자동차에 적용이 가능하다면 바퀴가 달린, 속력과 방향으로 운동하는 모든 물체에 씨너렉스 기술을 적용할 수 있다.

데드 레코닝 기능을 기반으로 작동하는 GNSS INS 수신 장치 XRP-2000 / 출처=씨너렉스

위성 전파 수신이 불가능한 치명적인 상황에서도 데드 레코딩 기능을 바탕으로 고정밀 위치정보를 제공하는 씨너렉스 XRP-2000은 V2X(Vehicle to Everything, 자동차가 자율주행을 위해 도로의 다양한 요소와 소통하는 기술)와 같은 자율주행의 핵심 기반이 될 수 있다. 따라서 언제 어디서든 정확한 위치 정보를 기반으로 목적지로 향하는 자동차를 뒷받침하는 기술이 XRP-2000이라는 것을 입증하기 위해 노력하고 있다. 이렇게 되면 자연스럽게 다른 사용처로 기술을 확장할 수 있다고 본다.

―기술 개발 과정에서 어떤 시행착오를 거쳤는지?

▲GNSS INS는 대부분 값비싼 외산 장비가 대부분인데 씨너렉스는 MBC와 협업해 전국 기준국을 기반으로 기술 개발에 성공할 수 있었다. 따라서 국내 시장의 선두주자이다 보니, 보이지 않는 길을 개척해 나가는 것이 만만치 않았다. 선행기술이기 때문에 경쟁사 제품과 비교해 볼만한 유효한 비교군이 없다는 것도 현실적인 문제다. 이를 극복하기 위해 무수한 테스트를 진행하고 있다. 제품 동작방식도 변화시켜보고 여러가지 외산 장비와 비교테스트를 진행하며 발견한 한계를 극복해 나가고 있다.

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연구과제를 수행 중인 김민준 씨너렉스 연구원 / 출처=씨너렉스

특히 언제 어디서나 정확하게 GNSS INS 장비를 동작시키는 것은 물론 온도와 습도, 악천후 또는 예상치 못한 돌발상황에서도 항상 장비를 원활하게 동작시켜야 하므로, 테스트 환경을 구축하고 관련 데이터를 수집하는 과정에서 다소간 시행착오를 겪고 있다. 현재는 프로토타입을 완성한 단계로 양산을 위한 막바지 단계까지 나아간 상황이다. 값비싼 외상 장비가 대부분인 상황에 합리적인 가격대의 GNSS INS 제품군을 선보여 국내 기업들의 자율주행 기술 고도화를 돕고 싶다. 향후 씨너렉스의 행보에 많은 관심을 바란다.

IT동아 김동진 기자 (kdj@itdonga.com)