[출처 : 셔터스톡] 자율주행 기술은 운전자가 직접 조작하지 않아도 주행 환경을 인식해 위험을 판단하고 최적의 주행 경로를 계획해 스스로 운전하는 기술입니다.감지 시스템, 중앙제어장치, 액추에이터 등으로 구성되어 로봇 및 컴퓨터 공학, GPS, 정밀 센서, 전자제어 등의 첨단 기술이 필요합니다.자율주행차에 적용되는 기술을 합쳐 ‘운전자보조시스템(ADAS, Advanced Driver Assistant System)’이라고 부르는데 크게 인지, 판단, 제어 분야로 구성됩니다.ADAS를 사람에게 적용해보면 인지는 눈에, 판단은 뇌에, 제어는 혈관·근육·신경계에 해당합니다.
<자율주행차의 핵심 ‘눈’>
자율주행의 핵심인 카메라, 레이더, 라이다는 사람의 ‘눈’ 역할을 해줍니다.
카메라는 사물을 구별해 색을 관찰하는 점에서 뛰어납니다.하지만 물체와의 거리를 파악하지 못해 밤이나 악천후에 성능이 떨어지는 단점이 있습니다.
레이더(Ladar)는 전파를 쏴 물체와 부딪힌 후 돌아오는 속도로 사물을 감지하는 역할을 합니다.레이더 파장은 센티미터 단위입니다.전파의 경우 물체를 만졌을 때 흡수되는 정도가 적고 외부 환경의 방해도 적다고 합니다.따라서 악천후에 강하고 거리를 잘 측정하지만 사물을 점으로만 인식해 정밀성이 떨어집니다.
[출처: 셔터톡] 라이더(LiDAR)는 빛 탐지 및 범위 측정(Light Detection And Ranging)의 약자입니다.고출력 레이저 펄스를 발사해 레이저가 목표물에 맞고 돌아오는 시간을 측정해 스캔하는 기술입니다.초당 수백만 개에 달하는 레이저 빔을 통해 사물 간의 거리와 형태를 파악할 수 있습니다.나노미터(1φ=10억분의 1m)로 짧아 레이더가 인식하지 못하는 물건까지 감지하는 장점이 있습니다.
라이더는 레이더에 비해 정확도가 상당히 높습니다.이것이 자율주행 업체들이 선호하는 이유이기도 합니다.라이더는 직진성이 강한 1550m 근적외선을 이용합니다.대상을 보다 정밀하게 인식할 수 있는 것입니다.오차범위가mm~cm에 불과한 정도 정밀관측이 가능합니다.
라이더는 거리, 폭, 높낮이 정보까지 측정해 대상을 3차원으로 인식합니다.또 레이저를 여러 개로 나누어 발사하기도 합니다.16, 32, 64개로 나눌 수 있는 레이저 채널 수가 높아질수록 세밀한 인식이 가능합니다.도로 환경을 3D로 만드는데 매우 유용하다고 합니다.하지만 라이더는 가까운 거리를 볼 수 없고 사물의 정확한 형태까지 인식할 수는 없습니다.
<자율주행 기술 적용 사례>
① 테슬라
자율주행 하면 떠오르는 기업이 있죠?미국의 테슬라입니다.테슬라는 카메라와 AI를 이용한 비전 기술로 자율주행차를 개발했습니다.일론 머스크 테슬라 CEO는 테슬라 자율주행 시연 행사에서 “차량에 라이더를 탑재하는 것은 무의미한 일”이라며 라이더에 회의적인 입장을 밝혔습니다.라이더는 가격이 비쌀 뿐만 아니라 자동차 디자인까지 해친다고 했어요.굳이 라이더를 붙이지 않아도 카메라만으로 충분하다고 했어요.
테슬라 FSD 작동 화면.[출처=구글] 테슬라는 지금까지 카메라와 레이더만 탑재한 자율주행 기술 FSD(Full Self-Driving)만 출시했습니다.지난 5월 테슬라 전기차에 레이더도 제외할 예정이라고 발표했습니다.카메라와 영상분석 AI 기술만으로도 충분하다면서요?
실제 판매하는 테슬라 모델3와 모델Y에는 라이다 레이더 없이 카메라 8대만 탑재했습니다.오토 파일럿은 카메라 8대, 초음파 센서 12대, 레이더 1대를 사용하고 있습니다.하지만 카메라와 인공지능만으로 완전 자율주행을 구현할지는 아직 의문입니다.
② 현대자동차
현대차는 고속도로나 자동차 전용도로에서 운전자가 운전대를 잡지 않아도 되는 레벨3 자율주행차를 올 하반기에 출시한다고 합니다.첫 적용 차량은 고급 브랜드 제네시스의 플래그십 세단 G90이라고 합니다.업계 관계자는 “지난해 말 G90 완전변경 모델을 출시한 현대차가 올 하반기에 레벨3 자율주행 기술을 적용한 버전을 새로 출시할 계획”이라고 말했다고 합니다.
자율주행 기술은 레벨 1~5단계로 구분됩니다.현재 양산차에 적용된 기술은 레벨 2로 ‘부분 자동화’ 단계입니다.고속도로에서 차량 스스로 앞차와의 거리를 유지하거나 곡선로에서 차선 중앙을 지키며 주행합니다.하지만 운전자는 반드시 운전대를 잡아야 합니다. 일명 ‘고속도로 주행 보조(HDA)’ 기술로 불립니다.기존의 제네시스 모델 등에 탑재되어 있는 기술입니다.
현대차가 선보일 레벨3는 한 걸음 더 나아간 ‘조건부 자동화’ 단계입니다.차량 스스로 앞차와의 거리, 차선을 유지하는 기술입니다.충돌 위험이 발생했을 경우에만 차량의 요청에 따라 운전자가 운전대를 잡으면 됩니다.현대차는 이 기술을 ‘고속도로 자율주행(HDP)’으로 명명했습니다.
현대차는 레벨3 적용을 위해 차량에 라이다(LiDAR)를 적용했습니다.’자율주행의 눈’이라 불리는 라이더는 레이저로 물체의 모양과 거리를 측정합니다.
현대차는 올해 상반기에는 서울 도심 내 자율주행차 시범운행지구에서 무인택시 ‘로보라이드’를 통해 비상시에도 운전자 개입이 필요 없는 레벨4 자율주행 시범서비스를 시작할 것으로 알려졌습니다.
③ 메르세데스-벤츠
메르세데스-벤츠가 레벨3 자율주행차를 올해부터 본격 출시한다고 밝혔습니다.경쟁사인 테슬라보다 한발 앞선 셈이죠.독일 당국이 벤츠가 레벨3 자율주행 시스템 ‘드라이브 파일럿(Drive Pilot)’을 차량에 탑재하도록 승인했다고 AP통신이 9일 보도했습니다.유엔 유럽 경제위원회의 표준에 따라 허가를 받은 최초의 사례라고 합니다.
자율주행 레벨 3 드라이브 파일럿 시스템 [출처 : Daimler] 대표 기술은 ▲ 라이더 (LiDAR) ▲ 360도 후방 카메라 ▲ 외부 마이크 ▲ 고정밀 지도 (HDMap) ▲ 고정밀 GPS입니다.후방카메라는 차량 뒤에서 특이상황 발생 시 신속하게 인식하고 대처합니다.예를 들어, 구급차가 뒤에 오면 바로 양보하는 역할을 하는 것이군요.
외부 마이크는 차량 작동 중 이상이 있을 경우 사용자에게 알려드립니다.고정밀도 지도는 도로 형상, 경로, 교통 표지, 도로 공사 관련 정보를 3D로 나타냅니다.데이터는 모두 저장하고 지속적으로 업데이트됩니다.다른 지도는 미터(m) 기준이라면 그 지도는 센티미터(cm) 단위로 나누어 더 자세히 표시합니다.
드라이브 파일럿을 활성화하기 위해서는 핸들에 있는 버튼을 가볍게 만지기만 하면 됩니다.조종사가 작동하면 운전자는 자유롭게 인터넷 검색, 이메일 확인, 영화 감상 등을 할 수 있습니다.그동안 차량은 차선 내에서 안전하게 장애물을 피하거나 스스로 속도를 조절하기도 합니다.
그러나 해당 시스템이 운전자에게 개입을 요청하는 경우에는 즉시 응답해야 합니다.일정 시간 안에 진행하지 않으면 차가 자동으로 섭니다.교통 밀도가 높은 곳에서 속도는 60km까지 낼 수 있고, 약 1만 3천km까지 달릴 수 있다고 합니다.
올해 중반부터 벤츠 S클래스와 EQS 모델부터 옵션으로 추가할 수 있다고 합니다.법적으로 드라이브 조종사는 독일에서만 사용할 수 있다고 합니다.메르세데스-벤츠는 “향후 중국과 미국 시장까지 넓힐 예정”이라고 언급했습니다.지금까지 자율주행이 무엇인지와 현재의 기술발전 정도를 알아봤습니다!!초기 자율주행 기술에 비하면 비약적인 발전을 이뤘다고 생각되지만!! 머지않은 미래에 운전자가 불필요한 자율주행 레벨 5까지의 발전을 이룰 것 같습니다!
오늘도 솔이의 AI 스토리 포스팅을 봐주셔서 감사합니다.저는 더 흥미롭고 유익한 AI 스토리로 다시 찾아뵙겠습니다!! 감사합니다!!