[MHN테크] 자율주행 자동차 어디까지 왔나...작동 원리와 전망
  • 김종민 기자
  • 승인 2020.11.06 13:39
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인지, 판단, 제어의 3단계로 동작
ICT 기술 본격적으로 도입위해 제도 마련 논의

[문화뉴스 MHN 김종민 기자] 지난 7월 정부가 '그린 뉴딜' 정책을 발표하면서 자동차 기술의 미래에 관심이 집중되고 있다.

시대 변화에 발맞춰 환경-지속가능성을 추구하면서, 기존의 자동차는 통합 모빌리티로 발전하고 있는 상황이다. 이는 자동차에 사용되는 연료를 전기-수소 등으로 대체하려는 시도와, '스마트한' 자동차를 만들려는 정보 기술을 포함한다. 그중에서도 스마트 무인 자동차 실현을 위한 기술인 자율주행 자동차 기술의 원리와 전망에 대해서 살펴보자.

 

출처: 현대차

■ 자율주행 자동차의 동작 과정은?

자율주행 자동차란 운전자의 개입 없이 주변을 인식하고, 주행 상황을 판단하여 차량을 제어하여 목적지까지 주행하는 자동차다. 자동차가 효율적으로 판단할 수 있다면 교통사고를 줄이고, 교통 효율성을 높이며, 연료를 절감하고, 운전자가 편해진다.

자율주행 자동차의 동작은 총 인지-판단-제어의 세 단계로 구성된다.

첫 번째의 인지 단계는 사람의 눈에 대응된다. 자율주행 자동차에 탑재되는 센서와 스캐너가 중심이다. 자율 주행 자동차는 차량에 장착된 카메라나 레이더(Radar), 라이다(Lidar), 초음파 센서로 주변 환경을 파악하고, 스캐너로 정확한 정보를 습득해 인지한다. 레이더와 라이다 모두 공통적으로 빛을 이용하지만, 성질이 조금 다르다. 전자는 파장이 긴 전파를 사용하고, 후자는 빛 광선인 레이저를 쓴다.

출처: 소프트웨어정책연구소

두 번째의 판단 단계는 뇌의 상황판단과 유사하다. 센서로부터 받아들인 정보를 바탕으로, 정보를 처리하고 분석하는 알고리즘을 사용한다. 이는 기계가 생각해서 전략을 도출해야 하는 부분이다. 그래서 최근 자율주행 차량에는 머신러닝 또는 딥러닝 인공지능이 탑재된다. 인공지능 엔진은 대용량 주행 데이터를 '경험'하고 학습해 마치 사람처럼 사물을 분류하고 파악하며 움직임을 구분한다.

마지막 제어 단계는 뇌가 제어하는 신체와 같다. 인공지능이 판단한 내용을 바탕으로 소프트웨어는 하드웨어를 제어한다. 차량 속력과 방향을 조절하고 운전자 알림 등의 행동을 하는 것이다. 이때 명령을 실행하는 과정에서의 통신 및 호환성이 중요 이슈다.

출처: 현대차

■ 자율주행 자동차 실현의 6단계

자율주행 자동차 기술의 상용화는 총 6가지 단계로 구분한다.

0단계는 자율주행이 전혀 도입되지 않은 상태다. 1단계는 운전자에게 감속 가속 등을 지원하고, 2단계는 여기에 방향 조절이 추가된다. 3단계부터는 주변 환경을 파악해 자율주행이 시작된다. 다만 여기까지는 특정 상황에서 자율주행 모드를 해제해, 운전자의 개입을 요청할 수 있다. 

4단계부터 우리가 생각하는 자율주행 자동차에 가깝다. 위험에 안정적으로 대처하고, 시가지 도로 주행에서 운전자의 개입을 필요치 않는다. 다만 지나치게 복잡한 지역에서는 자율주행 모드가 풀린다. 마지막 5단계는 어떤 환경에서도 운전자 개입이 필요 없는 완전한 자율주행이다.

아직까지 상용화된 4, 5단계의 자율주행 자동차는 없는 상황이다. 주변 판단 능력을 갖춘 레벨 3 자율주행 자동차도 완벽히 상용화되지 않았다. 일각에서는 2021년 근방으로 3단계와 4단계 자동차가 상용화될 것으로 기대한다. 다만 아직은 자율주행 자동차 선진 기술을 탑재하고 있는 아우디 등에서도 3단계에 가까운 모델을 출시한 상황이다.

 

출처 :ETRI

■ 자율주행 자동차 문제와 전망

자율주행 자동차의 가장 큰 이슈는 안전 문제다. 자율주행 기술이 발전하면 전방주시 태만, 안전수칙 준수 위반, 음주-졸음운전 등을 줄일 것으로 기대되나 아직은 걸음마 단계다. 심지어 실험 중자율주행 자동차의 오작동으로 인해 앞차와의 간격 유지를 못하는 사례가 있었다. 이 때 자동차가 장애물을 인지하지 못하고 장애물과 충돌했으며, 충돌에 그치지 않고 계속 주행을 이어나갔다고 한다.

이외에도 정보 기술이 자동차에 도입되면서 보안 문제가 야기된다. 외부 환경을 파악하기 위해서 타 기관과의 통신이 필수적이기 때문이다. 자동차를 운전하는 중에도 해킹 공격의 위험성에 노출될 수 잇다. 외부 통신망이 해커, 테러조직, 적대국가 등에 의해 장악당해 고의적인 사고로 이어질 수 있다.

자율주행 자동차는 ICT 전반의 기술이 자동차에 도입되는 만큼, 다양한 기간 산업을 포함한다. 따라서 이들의 급격한 성장이 자율주행차의 성장에 직결된다. 리서치 기업 AMR에 따르면 자율주행 자동차 시장은 2025년까지 성장률 39%다. 이러한 중요성이 부각되어, 정부에서도 '그린 뉴딜' 정책을 통해 자율주행 자동차를 지원하곗다는 방침이다. 정부는 2025년까지 모든 고속도로 및 주요 간선도로에 안전 자율주행을 돕는 인프라를 구축하고 영상-위치 등 자율주행 정보 국가표준을 세계 최초로 마련하겠다고 밝혔다.

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