[공학저널 전찬민 기자] 자율주행차에서 가장 중요한 부분은 무엇보다 안전이다. 최근 다변하는 도로상황으로부터 자율주행차의 안전을 지켜줄 수 있는 이동체 감지 기술이 개발돼 화제가 되고 있다.
안전을 확보하기 위해서는 내 차량과 주변 차량의 정확한 위치, 앞에 있는 보행자의 위치를 파악하는 것이 가장 중요하다. 차량의 센서만으론 검출할 수 없는 사각지대에 있는 물체는 안전 주행에 큰 위험요소이다.
이러한 위험요소는 자율주행차의 기술만으로는 해결하기 어렵지만 도로가 위험요소를 감지해 알려준다면 가능한 일이다. 즉, 도로 곳곳에 이동체를 감지할 수 있는 ‘눈’을 통해 모든 이동체를 검출하고 그 위치를 주변에 있는 자율주행차에게 전달하면 센서만으로는 볼 수 없었던 사각지대의 정보를 확보하게 돼 보다 안전한 경로를 계획할 수 있다. 자율주행차가 널리 보급되는 시대에는 자율주행차가 안전하게 주행하기 위해 차량이 똑똑해지는 만큼 도로도 같이 똑똑해져야 한다는 의미이다.
이에 따라 도로 곳곳에 설치돼 이동체를 감지할 수 있는 기술을 개발한 기업이 있어 주목을 받고 있다. 그 기업이 바로 위드로봇㈜다.
위드로봇은 로봇을 만들기 위해서는 여러 요소 중에서 자율주행을 포함한 로봇의 눈을 만드는 기업으로 도로를 항상 주시하면서 이동체를 찾아낸다는 뜻인 RoadGaze를 개발했다. RoadGaze는 영상을 취득해 현장에서 바로 이동체의 위치를 계산해 LDM(Local Dynamic Map)에 담아 자율주행차에 전달하는 역할을 한다. 자율주행차는 도로인프라에서부터 전달되는 LDM을 받아 차량에서 센싱한 정보와 융합해 경로를 계획하게 된다.
LDM은 자율주행차가 사용하게 될 지도인데 기존 네비게이션에서 사용하던 지도에 정밀도와 시간변화속성을 부여했다. LDM은 총 4개의 층으로 구성되는데 각각의 층은 시간의 속성에 따라 한 달이 지나도 변하지 않는 정보는 첫 번째 층에, 초 단위로 바뀌는 정보는 마지막인 네 번째 층에 담기게 된다.
즉, 도로 정보는 첫 번째 층에 담기게 되고, 차량의 위치, 보행자의 위치는 네 번째 층에 기록이 되는 것이다. 이 때 초 단위로 바뀌는 정보를 기록하기에 정보를 처리하는데 최소한 1초 이내에 모든 것이 이뤄져야 하는 것이 중요하다.
또한 RoadGaze는 카메라에 로봇 두뇌를 붙여 현장에서 바로 이동체를 검출하고, 위치를 계산한 다음 자율주행차에 정보를 제공한다. 그렇기 때문에 전통적인 CCTV로 처리 방식의 단점인 영상을 압축하고, 전송하고, 다시 압축을 푸는 과정의 시간을 제거할 수 있다.
하지만 관제 센터의 서버만큼이나 강력한 연산 기능을 카메라 내부에 탑재하는 것은 불가능해 가능한 강력한 연산 기능을 가진 영상 처리 임베디드 보드를 만드는 것이 난제이기도 하다. 이에 위드로봇은 이기종 컴퓨팅(heterogeneous computing) 기술과 인공신경망의 최적화를 통해 답을 찾았다.
이기종 컴퓨팅 기술은 연산에 필요한 장치를 CPU 뿐만 아니라 다른 장치를 혼용해서 사용하는 기술로 GPU, DSP, FPGA 등을 같이 사용할 수 있다. 이에 위드로봇은 지난 2018년까지는 FPGA를 주로 사용해 문제를 해결해 왔으며, 2019년부터는 SoC를 이용한 임베디드 보드를 만들어 사용하고 있다. 이 보드는 다양한 프로젝트에 적용되기에 카멜레온(chameleon) 보드라고 부르기도 한다.
위드로봇 김도윤 대표이사(사진)는 “지난 2019년부터 2020년까지 카멜레온 보드에 영상 센서를 직접 부착하고, 심층인공신경망을 이 보드에서 100ms 이내에 동작하도록 최적화를 한 뒤 옥외 설치 가능한 인공지능카메라 RoadGaze를 개발했고, 자율주행차를 실험하는 가상도시 K-city에 설치했다”며 “RoadGaze는 도로 상의 차량, 보행자, 이륜차를 찾아 그 위치를 100ms 이내에 계산해 현장에서 LDM에 바로 전달할 수 있다는 것이 특징”이라고 말했다.
지난 2020년 10월 K-city에서 진행된 실험은 그동안 논문상에서만 언급되던 LDM에서 벗어나 레이어 4 정보를 채워 자율차량에 전달한 첫 번째 데모이다. 자율주행차 개발진 입장에서는 차량의 센서로만 안전을 확보해야 한다는 중압감에서 벗어나 인프라의 정보를 활용해 센서의 한계를 극복할 수 있는 계기가 될 것으로 기대되고 있다.
이에 김 대표는 “이렇게 되면 자율주행차의 사고 확률이 낮아져 안전한 주행 환경을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 도로의 교통 상황도 파악이 가능해 자율주행차가 최적 경로로 대기 시간을 줄일 수 있는지 결정할 수 있는 정보도 제공이 될 것”이라며 “안전하고, 빠르고, 에너지를 더 적게 소비하는 판단을 할 수 있는 기초 자료를 제공하는 시스템으로 활용될 것으로 예상한다”고 전했다.
위드로봇은 RoadGaze의 성능을 지속적으로 높여 이를 화성시 새솔동에 설치하고 연내에 여러 대의 자율차와 연동해 동작 데모를 선보일 예정이다. 또한 RoadGaze 제품의 가격은 경쟁력이 있지만 설치 공사비가 많이 드는 점을 보완하기 위해 기존 CCTV에 바로 연결해 현장에서 LDM 정보를 생성하는 RoadGaze-Box를 연내에 개발 완료할 계획이다.
