[공학저널 전찬민 기자] 자율주행을 활용하는 무인셔틀, 택시 등 새로운 형식의 여러 모빌리티 도입을 위해서는 자율주행과 관련된 기술의 발전도 중요하지만 무엇보다 안전이 가장 중요하다.
실 도로에서의 자율주행 차량 운행을 예로, 안전성 검증을 위해서는 자율주행 중 실 도로에서 발생 가능한 다양한 환경의 주행상황에 대비해 Lv.4 자율주행차의 주행 안전성능을 평가해야한다. 이러한 시나리오를 구축하기 위해서는 활용 가능한 융·복합 센서 데이터는 물론 도로 환경 공간 데이터의 구축이 필수적이다.
하지만 현재 공개되고 구축된 자율주행 데이터는 대부분 특정 센서 구성과 설치를 가정해 데이터가 수집되고 있다. 또한 사고 발생 직전과 직후, 사고 유발 상황 등 큰 사고와 연관된 다양한 환경과 시나리오에서의 데이터의 수집은 비교적 많이 이뤄지지 않고 있다. 특히 다양하게 구성될 양산형 자율주행차의 센서 구성과 배치에 대응이 불가능한 구조로 돼 있다.
이에 따라 다양한 데이터 수집 형태와 조건을 반영한 데이터 세트 구축을 위해 자율주행 기술개발 혁신사업으로 ‘주행 및 충돌상황 대응 안전성 평가기술 개발’ 과제가 지난해 4월부터 본격적으로 착수되며 이에 대한 연구개발을 수행 중이다.
자율주행에 많이 사용되고 있는 카메라, 라이다, 레이더, GNSS/INS 등 다양한 센서들은 각기 다른 이종의 센서들로 이뤄져 있다. 카메라 센서와 라이다 센서만 보더라도 단일 카메라는 2D 이미지를 라이다 센서는 주변 환경의 거리값 등을 제공하는 각기 다른 차원의 데이터를 제공해준다.
데이터 구축 시 정지 상태에서 정지돼 있는 데이터를 취득하는 것과 다르게 대부분 이동하는 데이터를 취득하게 된다. 센서 시스템을 자동차 등의 플랫폼에 장착해 플랫폼을 이동시키면서 움직이고 정지돼 있는 환경과 물체 데이터들을 취득하기 때문에 각 센서 간의 정밀한 동기화는 매우 중요하다.
㈜모빌테크는 이번 과제를 통해 3차원 라이다, 영상 처리용 카메라, 고정밀 GNSS/INS 장비 등을 이동형 플랫폼에 장착 가능한 형태로 개발했다. 이러한 수집 장치의 정밀한 센서 동기화, 센서 퓨전 기술 등을 통해 다양한 센서의 종류와 배치, 시야각의 차이와 같은 여러 수집 형태와 조건을 반영할 수 있는 데이터 세트 구축이 가능해졌다.
하지만 데이터 간의 정확성이 떨어지는 경우 센서 융합 시 정확한 좌표값이 입력되지 않고 이는 학습데이터 구축과 인공지능 학습 연구에 많은 오차를 유발할 수 있다. 이에 모빌테크는 정확한 데이터 취득이 가능한 동기화 조립체를 개발(오차율 0.1ms 이하)해 자체 장비와 국방 프로젝트 등 다양한 센서 시스템에 적용시켰다.
또한 동기화 조립체가 적용된 시스템으로 취득된 데이터들의 정확한 캘리브레이션을 통한 센서 데이터 융합 기술을 개발했다. 이를 통해 디지털 트윈과 실내외 데이터 구축, 나아가 자율주행의 인지, 판단에 필요한 정확하고 정밀한 데이터를 구축할 수 있었다.
이처럼 모빌테크는 데이터 수집, 가공, 처리 등을 비롯해 자율주행에 필요한 시스템들을 개발해 이를 스마트 시티 등 다양한 분야에 제공하고 있다. 현재까지 국내 대기업, 연구소, 실리콘 밸리 등을 포함한 국내외 30여곳에서 자율주행 차량, 배달로봇 등을 위한 3차원 데이터와 위치 측위 SW를 공급하고 있다. 이러한 다양한 레퍼런스와 네트워크를 통해 이번 연구과제에 참여할 수 있게 됐다.
모빌테크 김재승 대표이사(사진)는 “높은 수준의 자율주행 연구가 이뤄지기 위해선 알고리즘 개발과 학습을 위한 정확한 데이터의 공급이 필수적”이라며 “높은 퀄리티로 수집된 데이터에 기반해 학습된 인공지능은 차후 자율주행의 운영과 운행에 있어 다양한 자율주행 이슈에 대한 기준을 확립할 수 있다”고 말했다.
그는 이어 “이에 따른 대처 능력을 향상 시켜 보다 안정적인 Lv4 자율주행이 가능케 해준다”며 “나아가 자율주행 시스템을 위한 여러 기술의 안전성 검증을 통해 새로운 기술에 대한 운전자들과 사용자의 불안감 해소가 가능할 것으로 기대된다”고 덧붙였다.
한편, 모빌테크는 공간을 있는 그대로 복제하는 3D 공간 스캐너를 개발해 데이터를 직접 구축하고, 수집한 데이터로 3차원 정밀지도를 제작하고 있다. 제작한 3차원 정밀지도는 실제 공간과 지도 정보의 오차율이 몇 cm에 불과할 만큼 정확성을 가지고 있으며, 기존 지도 제작 과정에서 수동으로 가공하는 과정을 일정 부분 자동화해 훨씬 더 빠르게 지도를 제작이 가능하다.
또한 센서 동기화와 융합기술 등에 기반한 여러 연구들을 진행하고 있으며, 3차원 공간 구축과 지도에 필수적인 지도갱신과 변화 탐지, 스마트 시티에 적용되는 공공 시설물 데이터베이스 구축 등에 관한 기술들을 진행하고 있다. 뿐만 아니라 구축된 3차원 공간 정보를 기반으로 카메라 또는 라이다 센서를 활용해 정밀한 고정밀 측위 시스템(위치오차 최대 15cm)도 함께 제공하고 있다.
김 대표는 “쉴 새 없이 변화하는 도시 환경 속에서 자율주행 차량이 안전하게 주행하기 위해서는 지속적인 도시 데이터에 대한 정보들이 빠르게 갱신돼야 한다”며 “모빌테크는 이를 위해 자체 수집 차량으로 매일 우리가 살아가고 있는 도시를 기록하고 있다”고 말했다.
그는 이어 “현재 서울시, 지방 도시, 테마파크 등의 데이터를 꾸준히 취득하고 있으며 자체 프로젝트로 서울시 강남구 일대를 매일 스캔해 도로 환경과 상황 등을 데일리로 업데이트했다”며 “올해는 서울시 뿐 아니라 다양한 도시 지역으로 점차적으로 확장해 나갈 계획”이라고 덧붙였다.
3차원 공간정보는 자율주행 차량 뿐만 아니라 스마트 시티, 메타버스, AR. VR등 여러 분야에서 주목 받고 있다. 모빌테크는 최근 서울시와 3차원 데이터 기반 XR 공간지도 서비스와 플랫폼 구축을 위한 MOU를 체결했다. 이를 기반으로 다양한 산업과 협력해 공간정보 산업을 선도하는 기업이 되고자 최선을 다할 예정이다.
