자율주행 자동차 어디까지 실현됐는가, 완전자율주행 자동차 출시 일정

운전이 필요 없는 자동차, 완전한 자율주행 자동차는 언제쯤 이루어질까요?

이번 포스팅은 자율주행 자동차에 대해 글을 써보려 합니다.

자율주행

마차를 개조한 증기자동차 가솔린으로 달리는 삼륜차로 시작하여 자동차는 200여 년간 인간과 함께했습니다.

하지만 장시간의 운전의 피로함은 자동차를 운전해본 분이라면 한번쯤은 느껴보셨을 겁니다.

마차

1980년대 '가자 키트'라는 대사와 함께 최고의 인기를 누린 미국드라마인 '전격 Z작전'에 등장해 동경의 대상이 되었던 최점단 자율주행차는 2010년대부터 어느새 모든 자동차 브랜드의 목표가 되었습니다.

 

그렇다면 자율주행 자동차는 어떠한 방식으로 사람이 없어도 운전이 가능할까요?

사람이 자동차를 운전할때 눈으로 장애물을 보고 신호나 표지 등을 확인하여 운전하는 것처럼 자율주행 역시 각종 센서를 이용하여 사람과 같이 주변 상황을 인식합니다.

자율주행 신호

크게 3가지 정도의 센서를 사용하게 됩니다.

먼저 근접한 물체들을 인식하기 위해 레이더를 사용합니다.

레이더는 전파를 쏘아 반사되는 값을 이용해 목표물의 유무, 거리 등을 파악할 수 있습니다. 전파이기 때문에 어두운

도로나 악천후에도 사용이 가능하지만, 레이더만으로는 주행에 필요한 정보를 모두 얻을 수는 없습니다.

단지, 레이더가 달린 방향의 물체의 존재를 대략적으로만 알 수 있을 뿐입니다.

 

현재 출시되는 대부분의 차량에 탑재되는 안전 제동기능 센서가 바로 이 레이더 방식입니다. 

하지만 자율주행 차량은 장애물 인식과 더불어 해당 위치에 무엇이 있는지 더 확실하게 알아야 합니다.

자율주행 레이더

여기에 필요한 센서가 바로 우리가 아는 카메라와 라이다입니다.

카메라는 잘 아시다시피 이미지로 촬영이 가능하기 때문에 영상 분석을 통해 물체가 무엇인지 가장 정확하게 알 수 있지만 가시광선에 의존하기 때문에 환경에 따라서는 인식이 불가능할 수 있습니다.

 

이때 라이다는 레이더의 전파보다 직진성이 강한 특성의 905~1550nm의 파장을 가진 고출력 레이저를 사용하는 것으로 직진성이 강한만큼, 오차가 적고 정확한 이미지를 얻을 수 있습니다. 하지만 가격과 악천후의 성능에서 아직까지는 레이더보다 약점을 보이고 있습니다.

이렇게 많은 종류의 센서들이 차량의 곳곳에 탑재되어 있습니다.

이러한 방식으로 수집된 데이터들을 통해 도로의 각종 정보들을 파악하고 차량의 가속과 제동 방향을 제어하는 조향 등을 수행하여 자율주행 합니다.

자율주행 센서

자율주행에도 내비게이션과 같은 지도가 존재합니다. 하지만 지도 정보를 대략적으로 알려주면 그 정보를 토대로 눈으로 확인하며 운전하는 사람과는 달리 자율정보 차량은 차선 정보, 가드레일, 도로의 곡률 및 경사, 신호등의 위치, 교통 표지 정보 등 좀 더 정밀한 지도가 필요합니다. 

따라서 고정밀 GPS, 관성 항법 장치, 360도 카메라, 라이다 등을 장착한 측량 차량을 사용합니다.

 

최근 네이버 랩스가 발표한 서울시 전역의 지도정보가 바로 자율주행 정밀지도에 해당합니다.

이러한 정밀지도 및 실시간 교통 정보 등을 클라우드 데이터베이스에 저장해두면 인터넷 통신을 통해 필요한 만큼 다운로드하여 목적지를 찾아가는데 이용합니다.

네이버 랩스

미국 자동차공학회에서 발표한 자율주행의 5가지 레벨은 아래 그림과 같습니다.

자율주행 단계

현재 대부분의 자동차 회사가 상용화한 것은 운전자의 운전을 보조만 할 수 있는 레벨 2의 부분 자동화 상태입니다.

다만, 테슬라나 아우디 등의 일부 회사는 위험시에만 운전자가 조작하면 되는 레벨 3의 차량을 생산하고 있습니다.

하지만, 차량의 핸들을 잡지 않고 운전하는 것은 현행법상 안전을 위해 불법으로 규정하고 있어 레벨3의 차량이라도

운전대를 잡아야 합니다.

 

그러나 지난 20년 5월 1일부터 시행된 자율주행차 법에 따라 국토교통부 장관의 허가만 받으면, 시범운용 지구 안에서는 레벨 3의 차량을 예외적으로 운행할 수 있게 되었습니다.

또한 장기적으로는 운전자가 개입하지 않는 레벨 4, 그리고 도로에서 자율주행차만 운행될 때 실현 가능한 레벨 5까지의 도달이 목표이기 때문에 국내에서 2027년을 목표로 정부의 지원정책에 따라 자율주행 기술의 연구개발이 활발하게 이루어지고 있습니다.