자율주행 자동차 기술, 가치사슬의 자율주행 자동차 수준, 일반적으로 자율주행 기술은 주행 상황에서 목적지까지 경로 상의 부분 자율화 또는 완전 자율주행이 가능한 시스템을 의미한다. 즉 차량에 장착된 3D 카메라, 라이다(LiDAR) 센서, 레이더(Radar) 등의 센서를 통해 상황을 ‘인지’하고 전자제어시스템(ECU) 등으로 그 상황에 대한 정보를 ‘판단’한 뒤 가감속, 조향, 브레이크 등의 차량을 ‘제어’하는 것이다. 자율주행 자동차 기술, 가치사슬의 자율주행 자동차 수준, 일반적으로 자율주행 기술은 주행 상황에서 목적지까지 경로 상의 부분 자율화 또는 완전 자율주행이 가능한 시스템을 의미한다. 즉 차량에 장착된 3D 카메라, 라이다(LiDAR) 센서, 레이더(Radar) 등의 센서를 통해 상황을 ‘인지’하고 전자제어시스템(ECU) 등으로 그 상황에 대한 정보를 ‘판단’한 뒤 가감속, 조향, 브레이크 등의 차량을 ‘제어’하는 것이다.
자율주행자동차는 자율주행 6단계(비자동화~완전자동화, 국제자동차기술자협회 자율주행표준 J3016)를 가리킨다. 미국자동차공학회(SAE)는 주행 주체의 개입 정도에 따라 자율주행차를 0부터 5까지 6개 수준으로 구분했습니다. 자율주행자동차는 자율주행 6단계(비자동화~완전자동화, 국제자동차기술자협회 자율주행표준 J3016)를 가리킨다. 미국자동차공학회(SAE)는 주행 주체의 개입 정도에 따라 자율주행차를 0부터 5까지 6개 수준으로 구분했습니다.
최근 출시하는 대부분의 차량에 탑재된 차선이탈경고장치나 크루즈컨트롤 기능은 레벨1에 속하며 테슬라의 오토파일럿은 사람이 운전대를 잡지 않아도 되지만 전방주시는 필요한 레벨2에 속합니다. 벤츠 신형 S클래스와 순수 전기차 EQS, 혼다 레전드와 현대 제네시스 G90에도 3단계 기술이 적용됐습니다. 일부 국가에서는 방범순찰용 차량이나 건설현장 덤프트럭에도 자율주행차를 활용하고 있습니다. 2024년 초 기준 레벨 3까지 상용화되었고, 레벨 4 상용화를 위해 전 세계에서 치열한 경쟁을 벌이고 있다고 합니다. 2022년 말부터 서울 청계천 일대에서 시범 운영하고 있는 자율주행 버스와 2023년 말부터 시범 운행을 시작한 심야 자율주행 버스는 레벨 4에 해당한다고 하니 완전 자율주행차의 상용화도 머지않은 것 같습니다. 첨단운전자보조시스템(ADAS) ADAS(Advanced Driver Assistance System)란 자동차를 안전하고 편리하게 운행할 수 있도록 운전자의 운전을 보조하고 지원하는 시스템을 말한다. 최근 자동차에는 레이더(Radar), 라이다(Lidar), 카메라(Camera), 초음파(Ultrasonic) 등의 각종 인식 센서가 장착돼 있으며, 이러한 인식 센서를 활용해 접근 차량이나 보행자, 장애물을 감지해 운전자에게 위험을 사전에 경고하거나 능동적으로 사고를 피할 수 있도록 돕는 안전 기술이 적용돼 있다. 최근 출시하는 대부분의 차량에 탑재된 차선이탈경고장치나 크루즈컨트롤 기능은 레벨1에 속하며 테슬라의 오토파일럿은 사람이 운전대를 잡지 않아도 되지만 전방주시는 필요한 레벨2에 속합니다. 벤츠 신형 S클래스와 순수 전기차 EQS, 혼다 레전드와 현대 제네시스 G90에도 3단계 기술이 적용됐습니다. 일부 국가에서는 방범순찰용 차량이나 건설현장 덤프트럭에도 자율주행차를 활용하고 있습니다. 2024년 초 기준 레벨 3까지 상용화되었고, 레벨 4 상용화를 위해 전 세계에서 치열한 경쟁을 벌이고 있다고 합니다. 2022년 말부터 서울 청계천 일대에서 시범 운영하고 있는 자율주행 버스와 2023년 말부터 시범 운행을 시작한 심야 자율주행 버스는 레벨 4에 해당한다고 하니 완전 자율주행차의 상용화도 머지않은 것 같습니다. 첨단운전자보조시스템(ADAS) ADAS(Advanced Driver Assistance System)란 자동차를 안전하고 편리하게 운행할 수 있도록 운전자의 운전을 보조하고 지원하는 시스템을 말한다. 최근 자동차에는 레이더(Radar), 라이다(Lidar), 카메라(Camera), 초음파(Ultrasonic) 등의 각종 인식 센서가 장착돼 있으며, 이러한 인식 센서를 활용해 접근 차량이나 보행자, 장애물을 감지해 운전자에게 위험을 사전에 경고하거나 능동적으로 사고를 피할 수 있도록 돕는 안전 기술이 적용돼 있다.
자율주행 시스템 기술 자율주행차 시스템은 인지, 판단, 제어의 3단계를 거쳐 동작하며, 이를 지원하는 인프라에는 자율주행차의 성능을 향상시키고 동 차량에 필요한 정보를 감지, 분석, 관리하여 차량에 송수신하는 기술이 적용된 통신망으로 구성됩니다. 1) 인지기술자의 자율주행차 기술로 자율주행 시스템이 동기화돼 차량에 대한 완전한 제어를 유지하고 외부 물체를 감지할 수 있습니다. 인간과 마찬가지로 자율주행차도 판단을 합리화하고 감각 정보를 처리하며 외부 요인에 현명하게 대응할 수 있는 결정을 내릴 수 있는 능력을 갖춰야 합니다. 자율주행차의 센서 기술이 이를 가능하게 합니다. ⦁ LiDAR 기술(빛 감지 및 거리 측정)을 통해 자율주행차는 주변 환경에서 물체를 감지하는 능력에 따라 계산된 결정을 내릴 수 있습니다. 이것은 정말 비전의 힘을 가능하게 합니다. ⦁ 카메라 시스템(영상 인지)을 통해서 수집된 정보를 복잡한 알고리즘을 이용해 해석합니다. ⦁ RADAR(무선 탐지 및 거리 측정) 기술은 전파를 사용하여 물체와 장애물 사이의 거리를 결정합니다. 자율주행 시스템 기술 자율주행차 시스템은 인지, 판단, 제어의 3단계를 거쳐 동작하며, 이를 지원하는 인프라에는 자율주행차의 성능을 향상시키고 동 차량에 필요한 정보를 감지, 분석, 관리하여 차량에 송수신하는 기술이 적용된 통신망으로 구성됩니다. 1) 인지기술자의 자율주행차 기술로 자율주행 시스템이 동기화돼 차량에 대한 완전한 제어를 유지하고 외부 물체를 감지할 수 있습니다. 인간과 마찬가지로 자율주행차도 판단을 합리화하고 감각 정보를 처리하며 외부 요인에 현명하게 대응할 수 있는 결정을 내릴 수 있는 능력을 갖춰야 합니다. 자율주행차의 센서 기술이 이를 가능하게 합니다. ⦁ LiDAR 기술(빛 감지 및 거리 측정)을 통해 자율주행차는 주변 환경에서 물체를 감지하는 능력에 따라 계산된 결정을 내릴 수 있습니다. 이것은 정말 비전의 힘을 가능하게 합니다. ⦁ 카메라 시스템(영상 인지)을 통해서 수집된 정보를 복잡한 알고리즘을 이용해 해석합니다. ⦁ RADAR(무선 탐지 및 거리 측정) 기술은 전파를 사용하여 물체와 장애물 사이의 거리를 결정합니다.
⦁ 적외선 센서 기술은 어둠 속이나 기타 잘 보이지 않는 조건에서 물체를 검출합니다. ⦁ INS(관성항법시스템) 기술은 GPS와 함께 작동해 위치 정확도를 높이고 차량의 위치, 방향, 속도를 결정합니다. ⦁ DSRC(단거리 전용 통신) 기술은 V2I 및 V2V 시스템과 연동되어 현재 도로 상황, 사고, 교통량에 대한 정보를 주고 받습니다. ⦁ 사전에 구축된 매핑 기술은 사전 정의된 도로 지도를 사용하여 선택할 수 있는 경로를 제한합니다. ⦁ 초음파 센서 기술은 근거리 정보를 제공하고 주차 및 후진 경고를 보조합니다. ⦁ GPS(지구 측위 시스템) 기술은 위성을 사용해 차량의 위치 정보를 중계합니다. 2) 판단기술 인공지능, 차량용 소프트웨어 관련 기술로서 인지, 판단, 제어 등 모든 자율주행 단계에 관여하는 자율주행의 핵심기술입니다. ⦁ 기존에는 고가의 특화된 센서를 사용하여 규칙 기반 방식(Rule-Based) 소프트웨어 알고리즘을 사용하였으나, 이미지 인식 분야 등에서는 범용적인 센서에 인공지능(AI) 기술을 적용한 방식이 정착된 ⦁ 이외에도 경로 최적화, 상황 판단, 충돌 예측, 돌발 상황 대응 등에도 인공지능 기술이 활용 ⦁ 현재 자율주행에 필요한 인지, 판단, 제어 등의 단계를 기능별로 구분하여 소프트웨어를 운용하고 있는데, 전 과정을 인공지능으로 한번에 구현하는 End to End 방식도 연구개발 중이며 ———————————————————- ※ End to End 방식 : 매번 새로운 상황이 발생할 경우 설계를 변경할 필요 없이 자동차가 스스로 학습시켜 자율주행할 수 있다는 장점이 있지만 딥러닝 과정을 통해 도출된 주행 결과에 대한 분석 검증이 어렵고 신뢰성을 확보하기 어렵다는 단점이 있다. 2016년 엔비디아, End to End 방식 자율주행 플랫폼 발표 ⦁ 적외선 센서 기술은 어둠 속이나 기타 잘 보이지 않는 조건에서 물체를 검출합니다. ⦁ INS(관성항법시스템) 기술은 GPS와 함께 작동해 위치 정확도를 높이고 차량의 위치, 방향, 속도를 결정합니다. ⦁ DSRC(단거리 전용 통신) 기술은 V2I 및 V2V 시스템과 연동되어 현재 도로 상황, 사고, 교통량에 대한 정보를 주고 받습니다. ⦁ 사전에 구축된 매핑 기술은 사전 정의된 도로 지도를 사용하여 선택할 수 있는 경로를 제한합니다. ⦁ 초음파 센서 기술은 근거리 정보를 제공하고 주차 및 후진 경고를 보조합니다. ⦁ GPS(지구 측위 시스템) 기술은 위성을 사용해 차량의 위치 정보를 중계합니다. 2) 판단기술 인공지능, 차량용 소프트웨어 관련 기술로서 인지, 판단, 제어 등 모든 자율주행 단계에 관여하는 자율주행의 핵심기술입니다. ⦁ 기존에는 고가의 특화된 센서를 사용하여 규칙 기반 방식(Rule-Based) 소프트웨어 알고리즘을 사용하였으나, 이미지 인식 분야 등에서는 범용적인 센서에 인공지능(AI) 기술을 적용한 방식이 정착된 ⦁ 이외에도 경로 최적화, 상황 판단, 충돌 예측, 돌발 상황 대응 등에도 인공지능 기술이 활용 ⦁ 현재 자율주행에 필요한 인지, 판단, 제어 등의 단계를 기능별로 구분하여 소프트웨어를 운용하고 있는데, 전 과정을 인공지능으로 한번에 구현하는 End to End 방식도 연구개발 중이며 ———————————————————- ※ End to End 방식 : 매번 새로운 상황이 발생할 경우 설계를 변경할 필요 없이 자동차가 스스로 학습시켜 자율주행할 수 있다는 장점이 있지만 딥러닝 과정을 통해 도출된 주행 결과에 대한 분석 검증이 어렵고 신뢰성을 확보하기 어렵다는 단점이 있다. 2016년 엔비디아, End to End 방식 자율주행 플랫폼 발표
3) 제어기술의 판단에 따라 차량에 장착된 각종 제동, 조향, 가속 등 차량의 액츄에이터(Actuator, 구동장치)를 적절히 제어하는 기술입니다. ⦁ 기존 내연기관 차량의 자율주행도 가능하지만 전기차 등 모터 기반의 전자식 액추에이터가 정밀 제어에 유리해 전자제어 시스템을 자율주행에 채택, ⦁, 자율주행 자동차는 운전자의 운전 모드와 자율주행 모드를 구분, ⦁, 중앙처리유닛(CPU)에서 자율주행 차량의 모든 데이터를 수집·분석해 최적의 결과물을 전자제어를 통해 차량을 제어, ⦁ 구성요소는 이더넷과 CAN(Controller Area Network)을 이용해 연결한다. 3) 제어기술의 판단에 따라 차량에 장착된 각종 제동, 조향, 가속 등 차량의 액츄에이터(Actuator, 구동장치)를 적절히 제어하는 기술입니다. ⦁ 기존 내연기관 차량의 자율주행도 가능하지만 전기차 등 모터 기반의 전자식 액추에이터가 정밀 제어에 유리해 전자제어 시스템을 자율주행에 채택, ⦁, 자율주행 자동차는 운전자의 운전 모드와 자율주행 모드를 구분, ⦁, 중앙처리유닛(CPU)에서 자율주행 차량의 모든 데이터를 수집·분석해 최적의 결과물을 전자제어를 통해 차량을 제어, ⦁ 구성요소는 이더넷과 CAN(Controller Area Network)을 이용해 연결한다.
4) 네트워크 차량 내외부의 각종 센서 및 교통 인프라와 차량 간, 차량-사람, 차량-차량 통신을 가능하게 하는 V2X(Vehicle to Everything) 통신 기술이 완전한 자율주행 완성 단계에서 필수적인 기술입니다. ⦁ 차량 센서에만 의존(Stand-alone Type)하지 않고 V2X 등 협력통신기술을 활용해 교통인프라, 관제센터와 연결돼 교통환경 정보를 파악(Connected Type)하기 때문에 주행 안전성이 높아지는 ⦁자율주행 레벨5로 올리기 위한 시스템 구축 등 스마트시티와 같은 도시 인프라가 병행돼야 한다. —————————————————— ※ Stand-alone Type : 외부 인프라 차량과의 교통정보통신 없이 라이다(LiDAR), 레이더(Radar), 카메라 등 차량의 자체 센서로 수집된 정보를 바탕으로 자율주행 기능을 갖춘 방식 4) 네트워크 차량 내외부의 각종 센서 및 교통 인프라와 차량 간, 차량-사람, 차량-차량 통신을 가능하게 하는 V2X(Vehicle to Everything) 통신 기술이 완전한 자율주행 완성 단계에서 필수적인 기술입니다. ⦁ 차량 센서에만 의존(Stand-alone Type)하지 않고 V2X 등 협력통신기술을 활용해 교통인프라, 관제센터와 연결돼 교통환경 정보를 파악(Connected Type)하기 때문에 주행 안전성이 높아지는 ⦁자율주행 레벨5로 올리기 위한 시스템 구축 등 스마트시티와 같은 도시 인프라가 병행돼야 한다. —————————————————— ※ Stand-alone Type : 외부 인프라 차량과의 교통정보통신 없이 라이다(LiDAR), 레이더(Radar), 카메라 등 차량의 자체 센서로 수집된 정보를 바탕으로 자율주행 기능을 갖춘 방식
자율주행차량통신망: 차량-차량 및 사람, 차량-교통인프라와의 유비쿼터스 연결은 차량의 자동화와 자율성 촉진 자율주행차량통신망: 차량-차량 및 사람, 차량-교통인프라와의 유비쿼터스 연결은 차량의 자동화와 자율성 촉진
자율주행차의 핵심 기술 요소인 자율주행차의 핵심 기술은 자율주행 행위 관점에서 볼 때 공통적으로 센서 기술과 V2X 네트워크 통신 기술을 기반으로 상황을 인지, 판단, 제어할 수 있는 기술이 초점입니다. 또한 탑승자 정보 제공, 운전 제어권 양도 관리 등 사람과 자동차의 상호작용을 위한 HVI(Human Vehicle Interface) 기술, 사용자 정보 및 편의 제공 등의 서비스 기술이라 할 수 있습니다. 자율주행차의 핵심 기술 요소인 자율주행차의 핵심 기술은 자율주행 행위 관점에서 볼 때 공통적으로 센서 기술과 V2X 네트워크 통신 기술을 기반으로 상황을 인지, 판단, 제어할 수 있는 기술이 초점입니다. 또한 탑승자 정보 제공, 운전 제어권 양도 관리 등 사람과 자동차의 상호작용을 위한 HVI(Human Vehicle Interface) 기술, 사용자 정보 및 편의 제공 등의 서비스 기술이라 할 수 있습니다.
자율주행 밸류체인 자율주행 밸류체인