자율주행 자동차 산업의 이해.
요즘 자율주행 주제가 핫했죠? 미래 성장 가능성이라는 측면에서도 우리가 지속적으로 지켜봐야 할 섹터이기 때문에 오늘은 자율주행차에 관해 공부해보려고 합니다. 연휴에 시간이 나면 자율주행차 관련주도 함께 살펴보도록 하겠습니다.자율주행이란?
먼저 자율주행이란 운전자의 개입 없이 자동차 스스로 운전할 수 있는 것입니다. 완전 자율주행이란 자동차가 혼자서 사람처럼 운전할 수 있는 경지를 말합니다.자율주행차 원리도로 운전을 한다면 장애물, 신호등 표지판 등 모두 확인해야겠죠? 이것을 각종 센서로 확인합니다.
즉, 센서에 따라 ‘인지’와 ‘전자제어기술’에 따라 ‘판단’과 ‘액션’의 세 단계로 나눌 수 있습니다.
- 인지: 눈역할을 하는 센서기술 – 판단과 제어: 파악된 정보로 전략을 세워 실행하는 전자제어기술 자율주행 자동차에 장착된 센서 1. GPS
위치정보를 파악할 수 있지만 오차범위가 3m~10m라 자율주행이 어려운 실정입니다.따라서 위치를 GPS로 이용하기에는 아직 무리가 있다고 합니다.
그래서 결국 다른 센서가 주변을 어떻게 인식하느냐가 관건! 레이더, 라이다, 카메라가 중요한 역할을 하는 겁니다.
2) 레이더 & 라이더
레이더 : 근접하는 물체 인식, 전파를 발사하고 반사하는 값을 이용해 목표물의 유무, 거리 등을 파악 전파이므로 어두운 도로나 악천후에서도 사용 가능하지만 레이더만으로는 주행에 필요한 정보를 충분히 얻을 수 없다. 물체의 존재를 대략적으로만 알 수 있다. 일부 차량에 안전 제동 기능으로 탑재된 것이 레이더 방식
장애물 인식과 함께 해당 위치에 무엇이 있는지 더 정확히 알아야 한다. 여기에 필요한 센서가 카메라, 라이더
카메라: 이미 촬영 가능, 영상 분석을 통해 물체가 무엇인지 정확하게 알 수 있다. 가시광선에 의존하기 때문에 환경에 따라서는 인식하지 못할 수 있다.
라이다: 레이더 전파보다는 직진성이 강한 특성의 905~1550nm 파장을 가진 고출력 레이저 사용, 직진성이 강한 만큼 오차가 적어 정확한 이미지를 얻을 수 있지만 가격과 악천후에서의 성능에서 현재로선 레이더보다는 약점을 보이고 있다.
레이더와 라이더의 차이 공통 원리 : 전자파/레이저를 발사하고 돌아오는 소요 시간을 측정하여 주변 사물을 탐지하는 것은 동일함
‘레이더의 단점’ 정지 물체를 인식하지 않는 (효율성 면에서 센싱 신호에서 분리하기 때문에) 정지 물체까지 인식하면 정보량이 많아지고 계산량도 많아지며 이동 물체를 오판할 확률이 높아지는 정보를 처리하지 않고 생략하기 때문에 정지 물체는 인식할 수 없다.
라이더는 정지 물체까지 인식 레이저는 모든 정보를 인식하는 대신 값이 비싸다
전자파, 레이저를 수평으로 쏘면 바닥은 인식하지 못하고 함수평, 아래로 5도씩 내리기도 한다.
라이더는 한 바퀴 돌 때마다 16방향을 인지한다.그래서 라이더가 더 정밀.
위 그림에서 보면 라이더다 방식이 다리의 모양을 더 선명하게 인식하고 있다는 것을 알 수 있습니다.
라이더 1개당 1000만원? 비싸요.사이즈는 콜라캔보다 조금 두꺼운 정도라고 합니다.
3) 카메라
라이더 대신 사용하는 카메라
하지만 부정확한 것이 단점, 아침, 점심, 저녁 모두 다른 데이터 값이 나올 수 있는데도 설명했듯이 가시광선에 의존하기 때문에 환경에 따라 인식이 불가능할 수 있다는 것이 단점입니다.
장점은 싸다. 하지만 알고리즘이 너무 복잡하다.
카메라로 찍은 영상 정보를 처리하기 위해서는 그 양이 방대하기 때문에 고성능 컴퓨터가 필요합니다.
고성능 컴퓨터 대신 요즘 클라우드 방식이 대세인데 영상을 클라우드로 보내고 나중에 결과값만 차이로 보내는 방식도 있다는데 이렇게 되려면 통신을 든든히 받쳐주는 전제조건이 있습니다. (나중에 처리하기가 어렵다.)
사람의 두뇌 역할은 무엇일까.센서가 눈의 역할을 대신 해준다면 사람의 두뇌 역할은 무엇이 해줄까요?
아마 자율주행차를 가지고 계신 분들은 잘 아시겠지만요.자동 순항 제어 장치, 자동 비상 제동 장치, 차선 유지 장치 등이 있습니다.
수많은 정보를 주고받는 기능은 따로 있어?자동차 한 대에 모터가 130개 정도 들어간대요. (제네시스 기준)
이 모터 하나하나에 CPU가 장착되어 있는데 이것을 중간에 연결해 주는 것이 필요합니다.중간에 가속하라, 감속하라 등 명령을 해주면 네트워크를 통해 작동시켜 주는 것입니다.
CAN(Controller Area Network)이라는 것이 있는데 각 장치의 ID를 보고 따로 통제한다고 합니다. 이래라, 저래라 판단하는 장치입니다.자율주행차의 새로운 기술은? 위에서 언급한 자동순항제어장치, 자동비상제동장치, 차선유지장치 외에 군집주행이라는 기능이 개발 중이라고 합니다.
인지 부분에서 많이 쓰이는 AI는 자율주행에서 사용하는 방법 중 하나입니다.엔비디아 사례만 봐도 큰 도움이 된다고 합니다.
눈(카메라)으로 정보를 획득해 실제 사람과 동일하게 운전대를 제어해 자율주행을 실현하는 것입니다.
다만 단점이라면 딥러닝을 해서 길도 잘 찾고 주변 차도 잘 인식해서 차선도 벗어나지 않도록 해야 하는데 아직 학습시킬 데이터가 부족하기 때문에 시간이 더 필요한 상황입니다.사실 만약 학습을 완벽하게 한다고 해도 어느 정도까지는 AI가 자율주행을 가능하게 할 수도 있지만 예상치 못한 돌발상황은 아직 해결이 어려운 부분입니다.
테슬라 자동차 사고만 봐도 알 수 있어요.
전복된 트럭을 인지하지 못하고 그대로 박은 테슬라 자율주행차입니다.
자율주행 시에 의외로 어려운 것이 교차로 좌회전이라고 하던데요.
GPS 포인트가 50센티의 가격으로 연결되어 있지 않으면 안 되는 것이라고 합니다.자율주행 자동차의 단계 구분
현재 시판되고 있는 차량의 수준이 보통 1, 2단계라고 보시면 됩니다.
그리고 앞으로 3단계가 됐을 때 사고가 나면 제조사의 책임이기 때문에 아직까지 자동차 제조사들이 섣불리 등급을 올리지 않고 있습니다.
그리고 자율주행차라도 현행법상 운전대를 잡아야 하는데 국토교통부 장관의 허가를 받으면 시범운행지구 내에서는 레벨3 차량을 예외적으로 운행할 수 있습니다.
우리나라도 2027년을 목표로 정부의 지원정책에 따라 기술개발이 활발하게 이루어지고 있습니다.전자파 간섭 문제 자율주행차는 전자파를 쏘는 레이더처럼 특성상 고출력 제품을 많이 탑재하기 때문에 오작동하는 경우가 많다고 합니다.
이로 인해 사고가 나면 제조사의 책임이기 때문에 제조사는 해당 문제를 해결한 후 제품을 출시할 것으로 예상됩니다.자율주행차 해킹 문제
회사가 해킹에 대한 여러 규정을 만들고 있다는 것인데 이는 어느 수준까지 제조사가 책임지고 지지 않는지를 신중하게 구분해야 하기 때문입니다. 잘못하면 무한책임을 맡을 수 있기 때문입니다.안성 문제
사람이 운전하는 것보다 훨씬 안전하다고 합니다만, 단지 돌발 상황이 발생하지 않을 때를 말합니다.언제 나오고 언제 상용화될까?
기술개발은 활발하게 이뤄지고 있는 것 같지만 자율주행차는 단순한 기술만의 문제가 아니라 사회적 인프라, 규제/법령 등 국가 지원이 필요한 복합적이고 광범위한 분야이기 때문에 이것이 해결되지 않으면 뒤처질 수밖에 없습니다.
자율주행차 작동 원리부터 산업 이슈까지 다양하게 알아봤는데 도움이 됐나요?추석에도 열심히 놀고 공부하고 휴식을 취하려고 합니다. 다들 해피 추석 보내세요!
https://www.youtube.com/watch?v=cHbUfSd2NrAhttps : // www.youtube.com/watch?v=LCwlODy6DdAhttps : // www.youtube.com/watch?v=s9iiupx-mSs