본문내용
1. 미래형 자동차 기술
1.1. 헤드업 디스플레이
1.1.1. 헤드업 디스플레이란?
차량의 여러가지 정보(현재 속도, 네비게이션, 시간, 외부의 온도, 연료 잔여량) 등을 차량 내부 전면 유리창에 디스플레이를 비추어서 운전자가 볼 수 있게 해주는 장치이다. 이를 통해서 운전자는 전면 유리창에 차량의 여러가지 정보들을 볼 수 있어, 운전 중에도 전방 시야를 유지할 수 있게 해준다. 기존에는 항공기나 전투기 등에서 많이 사용되었지만, 요즘에는 운전대 뒤쪽 대쉬보드에 간편하게 설치할 수 있는 기기들로 시중에서 판매도 되고 있다.
1.1.2. 헤드업 디스플레이의 원리
헤드업 디스플레이의 원리는 LED array를 사용하여 TFT 투영장치가 가상으로 그래픽을 생성한다. 즉, LED array를 활용하여 TFT 방식의 투영장치에서 가상의 그래픽을 생성하는 것이다. 그리고 이렇게 생성된 그래픽을 거울 등을 통해 전방 유리창에 비추어 마치 증강 현실 기술처럼 허공에 그래픽이 나타나게끔 사람이 인지할 수 있도록 하는 것이다.
이와 같은 헤드업 디스플레이의 원리를 통해 운전자는 전방 유리창에 차량의 주요 정보들을 볼 수 있어 운전 중에도 전방 시야를 유지할 수 있게 된다.
1.1.3. 윈드쉴드 타입
전면 유리창에 헤드업 디스플레이 기기에서 쏘는 광원을 거울로 반사시켜 차량정보등을 띄우는 유형이다. 전면 유리창에 출력하기 때문에 운전자의 눈높이에 따라 조절이 어느 정도 가능하다. 차량 내부 전면 유리창에 디스플레이를 비추어 운전자가 보게 하는 방식이므로, 운전에 집중할 수 있도록 도와주는 헤드업 디스플레이 기술이다.
1.1.4. 컴바이너 타입
컴바이너 타입 헤드업 디스플레이는 운전자 전면에 별도의 스크린을 설치하여 그 스크린에 디스플레이를 해주는 방식이다. 화면 출력 시 잔상이 남지 않도록 하기 위해 편광필름을 넣어야 하기 때문에 가격이 올라가는 단점이 있다. 하지만 전면 유리창에 디스플레이를 비추는 윈드쉴드 타입보다는 운전자와의 거리가 가까워 화면이 잘 보이는 장점이 있다. 즉, 컴바이너 타입은 전면 유리창에 직접 화면을 띄우는 방식이 아니라 별도의 스크린을 통해 디스플레이를 제공하는 시스템이라고 할 수 있다.
1.2. 무인 자율 주행
1.2.1. 자율 주행이란?
자율 주행이란 운전자의 개입 없이 주변 환경을 인식하고, 주행 상황을 판단하여, 차량을 스스로 제어함으로써, 목적지까지 주행하는 기술을 의미한다. 현재 거대기술 기업, 스타트업 그리고 자동차 기업들은 자율주행차 개발에 대규모의 투자를 진행하고 있으며, 세계 각국의 공공도로 및 간선도로에서는 프로토타입 자율주행차가 시험운행되고 있다. 미국 자동차공학회(SAE)는 2014년 자율주행차의 자동화 수준에 대한 여섯 단계의 가이드라인을 제공하였는데, 0단계는 자동화 기술이 전혀 없는 수준이며, 1단계는 운전자 보조 기술이 적용된 수준, 2단계는 부분적 자동화 수준, 3단계는 제한된 조건에서 자율 주행이 가능한 수준, 4단계는 특정 지역과 속도 내에서만 자율 주행이 가능한 완전 자동화 수준, 5단계는 어떤 상황에서도 인간의 개입 없이 자율 주행이 가능한 최고 수준의 자동화 단계이다. 현재 자율주행차의 기술 수준은 3단계에서 4단계로 넘어가는 과정에 있으며, 4단계와 5단계의 자동화가 이루어져야 실질적인 편익을 제공할 수 있을 것으로 보인다.
1.2.2. 자율 주행을 위한 요건
1.2.2.1. 환경 인식 기술
환경 인식 기술은 다양한 센서들이 만들어내는 데이터에 매우 정확한 고해상도 지도와 GPS 정보를 결합하여 교통신호와 혼잡 및 장애 요소 등을 고려한 최적의 경로를 판단한다. 첨단 센서 기반 기술과 통신 기반 기술의 융합은 자율운행차의 주행 환경 인지 기술의 핵심이다. 이러한 기술들을 효과적으로 융합하기 위해 첨단 운전자 보조 시스템(Auto Driver Assistant System, ADAS)이 폭넓게 활용된다. 주행 환경을 인지하고 차량 주변의 사물을 인식하며 분류하고 추적 및 분석하는 기능을 구현하기 위해서는 라이다(Lidar), 레이더(Radar), 초음파 그리고 카메라 등의 첨단 센서들의 조합이 필수적이다. 이러한 센서들로부터 얻은 정보를 바탕으로 주행 환경의 고해상도 3D 맵을 구성하게 된다. 또 각 센서들이 인지한 방대한 데이터는 차량 측위와 GPS 정보와 결합되어 현재 위치를 오차 없이 파악하고 차량 주변의 고해상도 360도 3D 맵을 구현하는 데 사용된다. 이를 위해 인공위성, 주변 자동차, 교통 인프라, 클라우드 서버, 지능형 교통 시스템 등과의 빠르고 안정적인 통신이 필수적이다.
1.2.2.2. 인공지능 시스템
인공지능 시스템은 자율주행차의 가장 핵심적인 기술이면서 동시에 현재 가장 어려움을 겪고 있는 부문이기도 하다. 자율주행차는 인공지능의 향상된 성능을 위해 딥러닝으로 학습한다. 딥러닝은 여러 비선형 변환 기법의 조합을 통해 높은 수준의 추상화를 가능하게 하는 알고리즘의 집합인데, 심층신경망과 합성곱 신경망과 같은 딥러닝 아키텍처는 이미 음성인식과 같은 분야에 성공적으로 적용되고 있다. 자율주행차는 이러한 인공지능 기술을 통해 주행 환경을 인식하고 판단하여 차량을 제어할 수 있게 된다. 즉, 인공지능 시스템은 자율주행차가 스스로 주행 상황을 판단하고 대응할 수 있도록 하는 핵심 기능을 담당하는 것이다. 그러나 아직까지 인공지능 기술의 한계로 인해 완전한 자율주행 구현에 어려움이 있는 것이 현실이다.
1.3. 스마트 기기 연동
1.3.1. 스마트카 출현
운전자의 안전과 편의성이 향상된 스마트카가 속속 개발되고 있다. 가까운 미래에 스마트카의 도움으로 운전자가 전방주시 의무에서 자유롭게 되고 운행 중에 언제 어디서든 모바일 인터넷을 통한 정보접근이 가능하도록 지원하는 컴퓨팅 환경인 사물인터넷이 중요하게 대두될 것이다. 스마트 기기 연동과 관련한 사례들을 소개한다.
1.3.2. 스마트폰과 자동차의 연결
스마트폰과 자동차의 연결은 단계별로 발전하여 현재는 2단계인 미러링 수준에 도달해 있다. 스마트폰과 자동차의 연결 정도에 따라 단계를 나눌 수 있는데, 1단계는 기기 연동 없이 부착하거나 통신 기능만 이용한 상태이고, 2단계는 스마트 기기에서 연동되는 앱의 정보나 화면을 전송하여 자동차 헤드유닛에서 조작하거나 볼 수 있는 상태이며, 3단계는 스마트 기기와 완벽하게 연동하여 자동차 부품의 데이터를 활용하고 처리 기능도 자동차에 내장한 상태를 일컫는다. 현재는 2단계 미러링 단계로 볼 수 있는데, 미러링링크 표준 스펙에서 전달되는 정보는 영상, 사운드, 터치인터페이스, 기타 정보로 구분된다. 해당 정보들을 표준화하고 규합하는 작업이 꾸준히 진행되고 있으며, 차량제조사, 폰제조사간 독자 또는 협업을 통한 제조사 단체와 이동 통신 사업자 단체, 2가지 형태로 표준화가 진행되고 있다.
1.3.3. 카플랫폼
애플과 구글은 자체적인 카플랫폼을 제공하고 있다. 구글은 안드로이드의 자동차 플랫폼 탑재와 구글 컨텐츠(구글맵)의 서비스 적용에 노력하고 있으며 여러 차량 제조사들과 협력이 이루어 지고 있다. 애플도 헤드 유닛과 아이폰을 연결하도록 하기 위해 자동차 회사와 협력하고 있으며, 음성 인식 기술인 시리의 확산에 노력하고 있다. 또 'iOS7 in the car'라는 새로운 자동차용 iOS를 발표하고 아이폰과 자동차에 내장된 대시보드 시스템간 통합을 목표로 노력하고 있다."
2. 생체인증기술 보안
2.1. 생체인증 기술의 종류와 특징
2.1.1. 지문인식
지문인식은...
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