[논문] 자율주행자동차 기술동향 및 핵심기술

현재 상용화되어 있는 부분 자율주행기술

• Adaptive Cruise Control : 앞 차량과의 거리를 일정 수준으로 자동으로 유지하며 주행하는 기술
• Automatic Emergency Braking : 앞 차량의 급정거, 갑작스런 장애물 출현등에 대응할 수 있는 기술
• Blind Spot Detection : 차선변경시 운전자에게 잘 보이지 않는 부분에 다른 차량이 존재하는지 여부를 알려주는 기술
• Lane Departure Warning : 차량이 차선을 넘어갈 때 경고해주는 기술
• Lane Keeping System : 차량이 차선을 넘어가지 않도록 자동으로 핸들을 조정해주는 기술

하지만 여전히 사람이 운전석에 있어야 하며, 차선변경, 신호변경에 대한 대응 등 대부분 운전 중에 수행해야 하는 일들은 여전히 자동으로 수행할 수 없다.

자율주행 관련 프로젝트,회사, 기술 등

• 알파벳의 자율주행소프트웨어 자회사 웨이모(Waymo)
• 볼보의 'Drive me' 프로젝트
• 우버의 자율주행차량의 자율주행모드 중 보행자와 충돌사고
• 모빌아이 회사의 시뮬레이터를 이용한 강화학습 기법
• SegNet : 주어진 사진에서 각 객체가 어떤 물체인지 인식하는 딥러닝 아키텍처
• 옥스포드 대학의 DRNN(Deep Recurrent Neural Network) : 주변 차량의 위치정보와 센서 정보를 융합, 주변 차량의 미래 위치 정보를 예측하는 기술

자율주행자동차의 핵심기술

• 인식 : 센서 등을 통해서 자신의 위치 및 주변 장애물을 검출, 인식 등을 수행하는 인식기술
• 판단 : 인식된 결과를 기본으로 다음 행동을 결정하는 판단기술
• 제어 : 수행해야 할 행동이 결정되면 그것을 빠르고 정확하게 수행하는 제어기술

인식기술

• 센서
  • GPS : 자율주행에는 그 성능이 낮아 활용하기 어렵다
  • LiDAR (Light Detection And Range) : 빛을 이용하여 주변 건물, 장애물과의 거리를 검출가능한 센서
    • cm 단위로 주변 건물, 장애물과의 거리를 검출할 수 있다.
  • 카메라 : 차선, 마커, 안내표식 등을 인식하여 자차위치인식에 활용할 수 있다. / 가격이 낮고, 풍부한 데이터를 확보할 수 있다는 장점. / 환경변화에 취약하고 계산에 많은 컴퓨팅 리소스가 필요하다는 단점. 하지만 단점은 계속해서 보완되고 있다.
  • 레이더(Rader) : 도플러 효과를 이용하여, 전파를 쏜 후 물체에 맞아서 반사되어 오는 전파를 수신하여 해당 물체까지의 거리를 측정하는 센서 / 환경 변화에 강하고, 감지거리가 길다는 장점 / 여러 개의 물체가 같은 지역에 있을 때 각각의 물체에 대해 구분하는 것이 어렵다는 단점
  • 초음파 센서 : 후방 감지 센서로 많이 활용하고 있는 센서. 자동주차 등에 활용될 수 있다. / 가격이 저렴하고 성능이 좋아 상용화되어 활발히 사용되고 있다.
• 기술
  • SLAM (Simultaneous Localization And Mapping) : 지도구축과 동시에 위치인식을 수행하는 기술
  • Visual SLAM : 카메라 센서를 장착하여 차량이 이동하면서 주변 환경의 지도를 실시간으로 만드는 동시에 해당 지도 상에서의 차량 위치를 계측하는 기술
  • Feature-based SLAM
  • Semi-Dense SLAM : 입력 영상 내에서 정보를 많이 포함하는 영역만 선별하여 사용하는 기술 / Feature-based SLAM에 비하여 훨씬 Dense(빽빽한, 밀집한)한 지도를 형성하는 동시에 CPU에서도 실시간으로 작동할 수 있다는 장점이 있다.
  • 딥러닝 기술 : 사람의 신경망을 모방한 인공신경망 구조를 많은 데이터를 이용하여 학습시켜서, 최적의 알고리즘을 컴퓨터 스스로 만들 수 있도록 하는 기계학습 기법

판단기술

• 정밀 지도
  • 히어(HERE) : 노키아에서 시작하여 BMW, 다임러 AG, 아우디 등의 독일 자동차 업체 컨소시엄이 운영하여 정밀지도를 가장 활발히 구축하고 있는 업체
• 자율주행을 위한 주행판단 기술
  • 동적 장애물 매핑에 의한 위험 상황 분석
  • 주행 전략 수립
  • 지역경로 생성

제어기술

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성경복, 민경욱, 최정단. (2018). 자율주행자동차 기술동향 및 핵심기술. 정보와 통신 열린강좌, 35(1(별책7호)), 3-13.

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