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1. 자율주행자동차의 개념 및 특징
1.1. 자율주행자동차의 정의
자율주행자동차는 운전자 또는 승객의 조작 없이 자동차 스스로 운행이 가능한 자동차를 의미한다. 자율주행시스템이 운전자 또는 승객의 주행에 관련한 조작 없이 자율주행자동차 스스로 주변 환경을 인식하고 판단하여 경로를 설정하고, 위험감지 시 회피하는 등 스스로 운행이 가능하다. 미국 교통부 산하 도로교통안전국은 자율주행기술을 0단계(Level 0)부터 5단계(Level 5)까지 총 6단계로 분류하고 있으며, 이는 현재 가장 보편적으로 수용되는 분류단계이다. 0단계는 '비자동(No Automation)' 단계로 사람이 차량의 모든 조작과 주행을 수행하는 단계이고, 1단계는 '운전자 지원(Driver Assistance)' 단계로 자동차의 조향 및 가속, 감속 기능을 지원하지만, 복합적인 운행지원은 불가하기 때문에 사람이 자동차의 모든 주행 기능을 수행하는 단계이다. 우리나라에서는 자율주행자동차를 "운전자 또는 승객의 조작 없이 자동차 스스로 운행이 가능한 자동차"로 정의하고 있다.
1.2. 자율주행자동차의 기술 구성
자율주행자동차의 기술 구성은 다음과 같다.
첫째, V2X 통신기술이다. V2V(차량 간 통신), V2I(차량-인프라 통신) 등 V2X 통신기술을 사용하여 인프라 및 차량 센서정보를 융합함으로써 차량의 주변상황을 신뢰성 있게 인지할 수 있는 통신모듈이 필요하다.
둘째, 영상센서 기반 주행상황 인지기술이다. 카메라 센서를 통해 차선, 표지판, 차량 등의 형상 및 거리정보를 인식하고 검출할 수 있으며, 이를 통해 주행차로 유지, 다차선 변경, 합류로 및 분기로 합류지원, 자동주차 등의 기능을 수행할 수 있다.
셋째, RADAR/LIDAR 기반 주행상황 인지기술이다. 레이더와 라이다 센서를 활용하여 주행환경상 다양한 대상물의 거리 및 부피를 정확하게 측정하고, 대상물의 거리와 공간정보를 파악할 수 있다.
넷째, 자율주행 HVI(Human Vehicle Interface) 기술이다. 실도로 자율주행 환경에서 운전자의 특성, 성향, 상태 및 차량의 내외부 상황정보를 종합적으로 분석 및 판단하여, 운전자의 성별과 연령에 따른 UX 시나리오를 도출하고 최적의 UI를 개발할 수 있다.
다섯째, ADR(Autonomous Data Recorder) 기술이다. 자율주행 자동차의 안전한 조작과 사고 시 원인규명을 위해 내외부 영상정보, 주변 센서정보, 차량상태정보 등을 저장하고 전송할 수 있는 기술이다.
여섯째, 운전자 모니터링 기술이다. 차량 환경에서의 시각, 청각, 촉각 등 다양한 인터페이스를 통해 운전자의 상태, 감성, 성향, 의도 등을 파악하여 주변상황을 종합적으로 처리할 수 있다.
일곱째, 보급형 고정밀 복합 측위기술이다. DGPS, 디지털 맵, 차량상태정보, 센서정보 등을 융합하여 차량의 위치, 주행방향, 속도 등을 정확하게 추정할 수 있다.
여덟째, 스마트 액추에이터 기술이다. 자율주행 자동차의 안전한 제어를 위해 시스템 위험 및 고장분석을 통해 중복 안전 및 Fail Safety가 반영된 고신뢰성 스마트 액추에이터를 설계할 수 있다.
아홉째, 차세대 차량네트워크 기반 통합 도메인 컨트롤 유닛이다. 원활한 자율주행과 운전자의 안전을 보장하기 위해 차세대 차량네트워크(IVN) 플랫폼 기반의 통합제어기를 설계할 수 있다.
마지막으로, 디지털 맵 기술이다. IT 기술을 활용해 차선, 주변차량, 보행자 등을 인식하고, 자율주행도로 및 지형속성 정보를 포함한 고정밀 ADAS 맵을 지원할 수 있다.
이와 같은 다양한 핵심기술들이 자율주행자동차의 기술 구성을 이루고 있다.
1.3. 자율주행기술 단계별 특징
자율주행기술 단계별 특징은 다음과 같다.
0단계 "비자동(No Automation)"은 사람이 차량의 모든 조작과 주행을 수행하는 단계이다.
1단계 "운전자 지원(Driver Assistance)"은 자동차의 조향 및 가속, 감속 기능을 지원하지만, 복합적인 운행지원은 불가하기 때문에 사람이 자동차의 모든 주행 기능을 수행하는 단계이다.
2단계 "부분 자동화(Adaptive Cruise Control; ACC)"는 자율주행자동차가 수집한 정보를 활용하여 조향 및 가속, 감속 등의 핵심제어 기능을 시스템이 수행하지만, 주행환경의 모니터링에 대한 책임은 사람인 운전자가 실시하는 단계이다. ...
