자율주행차의 정의, 기술개요, 기술트렌드, 핵심요소기술

 

목차

 

 

1. 자율주행차의 정의

 

기존 자동차에 ICT 기술을 도입하여 스스로 주행 환경을 인식, 위험을 판단, 경로를 계획하는 등 운전자 조작을 최소화 하며 스스로 안전 주행 및 커넥티드 서비스 제공이 가능한 인간친화적 자동차로 정의 된다

 

자율주행 기술은 자동차를 단순 이동수단에서 이동성을 확보한 생활 공간으로 자리매김 시킴으로써, 자동차의 근본적인 개념을 변화시켜 산업 패러다임적 가치 뿐 아니라, 사회 경제적 변혁을 예고 하고 있음. 생산적이고 효율적으로 활용되는 공간으로 바뀌며, 자동차를 소유에서 이용하는 개념으로 전환되고 있어 점차 자동차에 대한 인식도 변화하고 있다. 자동차 관련 산업의 경쟁력이 엔진, 모터 파워트레인과 같은 하드웨어 부분에서 사용자에게 서비스를 제공할 수 있는 역량으로 진화되고 있다. 기존 자동차 제조사의 영향력은 감소하는 반면 사용자의 접점을 가지고 있는 서비스 플랫폼의 영향력은 확대될 것으로 전망된다.

 

 

2. 자율주행차의 역사

 

자율 주행의 역사는 자동차가 개발되고 나서 널리 퍼질 무렵부터 스스로 운전하는 자동차에 대해서 여러 매체에서 그려왔고, 북미의 General Motors는 1956년에 GWM Motorama라는 GM모터쇼에서 Highway of Tomorrow 영상을 통해 AHS(automated highway systems)과 같은 현재 V21와 유사한 기술과 함께 자율 주행 컨셉에 대한 개념을 선보이고 있다.

 

1950년 > 자율연구시작,영상처리장치. 아직 개발되지 않은 상태로 차량 제어 액추에이터의 성능 부족한 상황

1970년 > 자율기술개발 항공우주나 로봇 제어 속도 유지 장치 연구 시도

1990년 > 후반부터 차량 레이더가 개발되어 ACC장착되기 시작

2005년 > 스탠포드, 카네기 멜론 대학 등 차량 5대 완주

2007년 > 도심 도로환경에서 자율주행에 대해 기술 공모전 실시 총 7대 차량 완주 구현

2009년 > 산업자원통상부 신기술 개발

2010년 > 구글은 자율주행차량을 개발하고, 주행 영상 대중에 발표.

 

 

3. 자율주행차의 기술개요

 

①  자율주행 발전 단계(5단계)

 

차량이 교통 신호와 도로 흐름을 인식하는 레벨3 부터 진정한 의미의 자율주행으로 보고 있으며, 레벨3의 상용화 시점부터 자율 주행차 시장은 급격히 커질 것으로 전망된다. 이러한 가운데 올해 국내에서 글로벌 완성차 브랜드가 자율주행 3단계 기술이 도입된 차량을 상용화 모델로 선보일 예정이라 이에 대한 소비자들의 관심과 기대가 높아지고 있다.

 

 

②  자율주행차의 핵심 기술

 

자율주행시스템은 인지, 판단, 제어 3단계로 동작되며, 주변 상황 인식을 위해 다양한 센서와 고성능 카메라가 필요하고, 인지된 영상을 통해 상황을 판단하고 대응하는 기술과 정보를 감지·분석·관리하여 차량에 송신하는 인프라 기술 필요

 

(하드웨어 기술) 자율주행 정보수집을 위한 센서나 부품, 차량 동작과 제어를 위한 기술, 차량 내·외관 등을 포함

(소프트웨어 기술) 자율주행 시 인지·판단·제어에 관계하는 인공지능 기술, 자율주행 자동차의 경로 설정과 운행 정보를 공유하기 위한 데이터 기반 관제 시스템, 탑승자 편의를 위해 음성이나 행동을 인식하는 소프트웨어 등

(인프라 기술) 자율주행차량이 안전하게 달릴 수 있도록 지원하는 V2X, 위성 측위 시스템, 차량통합보안, 스마트 도로나 노변센서, 정밀도로지도 기술 등

 

③  기능별 관련기술

 

(환경 인식) 레이더, 카메라 등의 센서 기술이 포함되며, 정적 장애물이나 동적 장애물은 물론 도로 표식과 신호를 인식하는 기술이며, 인공지능과 디지털 트윈 기술을 활용한 공간 정보를 인지하는 기술까지 포함

(위치 인식) GPS나 INS, 인코더 등을 이용해 자율주행자동차의 절대적인 위치 및 상대적인 위치를 추적하는 기술

(판단 기술) 목적지까지 이동하는 최적의 경로를 찾고, 장애물 회피 경로를 탐색하는 기술로 언제 차선을 유지하거나 변경해야 할지, 언제 좌회전이나 유턴을 할지, 앞선 차를 추월해야 할지 등을 결정하는 기술

(HCI) HVI(Human-Vehicle Interaction)를 통해 운전자에게 정보를 제공하는 인공지능 기술로 V2X(Vehicle to Everything) 통신을 통해 인프라 및 주변 차량, 보행자에게 주행 정보 및 위치 정보를 교환하는 기술

 

 

 

 

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4. 자율주행차의 기술 트렌드

 

① 글로벌 新 기술 융합 & 산업 융합 증가

- 디지털 기술 대중화, 응용 기술융합 및 산업의 융합, 각국의 미래 新 산업 투자 증가

- 환경 규제강화, 공급망 재정비 및 벨류 체인 디지털화

 

 

 

② 사업 창출 & 기업 육성의 “기술과 산업혁명“ 필요

- 법제도 개선, 산업 표준 정립, 전문 인력 양성, 인프라 고도화로 4차 산업 혁명 실현

- 자동차 분야의 기술 혁명 “AUTOVOTIVE 4.0” 시대로 전환

 

③ 완전 자율 주행차 상용화

- 2030년 완전 자율주행 상용화를 목표로 ADAS 기반 기술 상용화를 향한 속도 경쟁 강화

- 글로벌 시장 선점을 위한 기술의 빠른 진화, 차량+주변 인프라 기반 자율협력주행 기술 확대로 통신 인프라 자율주행 기술 향상

- 기술 발전과 시장 수요가 결합, 미래 시장 급 부상, 기술 혁신과 산업 융합의 場, 자동차 기술융합, 산업융합으로 미래 시장 선점

- 서비스 방식의 변화 : 완전 자율주행을 위한 ADAS 독립 기술 → 시스템 기술융합으로, 나아가 V2X, 5G 플랫폼 등 환경 진화

- 서비스 방식의 변화 : 시스템 관점에서의 단계별 운전 주도권 변화

 

 

운전대 잡을 필요 없는 자율주행 3단계 탑재 글로벌 완성 차량 - 자동차 스스로 교통신호를 파악하기 때문에 운전자가 운전대를 잡지 않아도 되며, 한단계 차이지만 차량 제어와 주행의 주도권이 인간에서 시스템으로 바뀐다는 점에선 매우 큰 변화입니다.

 

 

 

 

5. 자율주행차의 핵심요소기술

 

① ADAS기술

 

- 자율 주행의 기술 개발 수준은 2개 이상의 ADAS 기능을 동시에 적용하는 3단계의 기술이 상용화되고 있으며

- 수동주행이 필요없는 5-6단계의 완전 자율주행 구현을 위해서는 아직도 다양한 분야의 전방위적인 기술 개발이 필요 차량이 보다 정확하고 빠르게 주변 상황을 인지하기 위한 ADAS 성능 개선이 우선 V2X, 정밀지도를 종합적으로 활용하여 개발하는 추세이며, ADAS 성능 고도화시켜, 부분적인 자율 주행 구간을 확장 필요

 

② CONTROL SYSTEMS, SENSING기술

 

- 기존의 V-사이클 개발프로세스를 확대한 자율 주행차 시스템 엔지니어링 역량 확보 필요

- 안전 설계를 위한 표준 프로세스 반영 : 기능 안전성 표준 (ISO26262), Redundancy 반영, 사이버보안, OTA 플랫폼

 

③ CONNECTIVITY, CYBER SECURITY기술

 

- 고신뢰성, 저지연 차량용통신(5G, VAVE등) 기술의 고도화 및 보급 활성화 방안 필요, 협조형 자율주행 및 커넥티드 서비스 구현

- V2X 에는 V2V, V2I, V2C, V2P, V2D, V2H 등 다양한 대상이 있고, 통합적인 통신 플랫폼 구축 필요

 

 

④ 신뢰성 향상을 위한 안전설계 가속화

- 자율주행차 제어의 신뢰성 향상을 위한 중복설계 강화 , 협력업체부터 OEM까지 벨류체인별 통합적 기능안전 확보 추진

- 현재 부품단위 신뢰성 중심의 기술 한계성 극복을 위한 Fail-Operational 관련 중복 설계 필요성 강조

 

 

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