[공학저널 전찬민 기자] 최근 자율주행 기술이 인공지능과 센서 기술의 발전을 통해 레벨4 자율주행의 실현을 점차 앞당기고 있다. 특히, 자율주행 센서는 차량의 위치를 인식하고, 차량 주변의 객체들을 인식하는 등 안전한 주행환경을 위한 핵심기술로써 그 중요성이 강조됨에 따라 센서 기술의 고도화를 위한 연구개발이 활발해지고 있다.
자율주행자동차의 기술은 크게 인지, 판단, 제어 세 분야로 구분할 수 있으며, 이 중 인지 기술은 카메라, 라이다, 레이더 등 센서 기술을 활용해 자동차 주변 환경을 인지하는 것이다. 자율주행을 위해서는 단순히 객체를 인지하는 것을 넘어 인지된 사물을 구별하기 위한 종류와 의미 등을 이해하는 수준까지 발전해야 한다.
즉, 인지된 객체가 사람인지, 차량인지, 오토바이인지, 도로시설물인지 등을 정확하게 구분할 수 있어야 이어지는 판단과 제어를 올바르게 할 수 있다. 실제 운전을 하는 사람과 동일하게 시각정보를 기반으로 다양한 센서 기술을 활용해 주변 상황을 정확하고 빠르게 인지하는 것은 안전한 자율주행의 첫 시작이라 할 수 있기 때문에 센서 기술은 매우 중요하다.
또한, 앞으로의 자율주행 시대는 운송수단이라는 본연의 기능에 자율주행기술을 더해 또 다른 문화생활 공간과 새로운 서비스로 전환될 것으로 예상되고 있다. 이에 따라 한국자동차연구원을 중심으로 자유롭게 원하는 형태의 서비스 캐빈을 제작해 교체할 수 있는 ‘캐빈교체형 자율셔틀’ 개발을 위한 연구가 수행되고 있으며, 이 연구 개발에서도 센서 기술은 자율주행기술의 핵심이 되고 있다.
캐빈교체형 자율셔틀의 특징을 살펴보면, 기존 자율주행차 대비 저상형으로 센서가 장착된다는 점에서 가장 큰 차이를 보이고 있다. 여러 가지 활용목적에 기반해 캐빈이 교체되는 것과 상관없이 자율주행을 구현하기 위해서 모든 센서는 캐빈 하단의 공용섀시플랫폼에 장착돼야 하며, 캐빈은 반자동시스템을 통해 다양하게 교체할 수 있는 형태로 구성된다.
즉, 캐빈과 독립적으로 자율주행을 수행하기 위해 섀시플랫폼만으로 자율주행 기능을 구동할 수 있도록 시스템이 설계됐다. 이로 인해 라이다, 카메라 등 주요 인지용 센서의 장착 위치가 기존 대비 수백 mm 낮게 설계됐다는 것이 주목할 점이다.
이처럼 낮게 장착된 센서에 의해 발생하는 자율주행 차량 주변 사각(blind spot)에 대한 대응을 위해서는 자율주행 판단과 상위제어 기술을 새로 설계할 필요가 있다. 이에 저상형 센서에 의해 발생하는 주변 사각영역의 정도를 판단하는 가시성(visibility) 판단 기술과 이를 기반으로 주행 불가 영역을 판단하는 기술, 그리고 판단된 주행 불가 영역과 인지된 객체 정보를 활용한 경로 생성 기술이 추가적으로 개발되고 있으며 이를 통해 생성된 경로에 대한 종/횡방향 상위 제어 기술도 함께 개발되고 있다.
하지만 카메라가 낮게 장착되고, 설치 각도가 상향 조정되면서 기존 대비 태양광에 취약해져 인지 성능의 열화가 발생할 가능성이 높다. 이러한 카메라 장착 위치의 변화에 따라 발생하는 추가적인 화질 열화 요소에 대응하기 위해 실도로에서 역광과 같은 성능 열화 조건을 반자동으로 판단해 학습에 사용할 데이터를 취득/수집하고 이를 학습에 반영하고 있다.
이렇듯 자율주행차는 실도로에서 얼마나 많은 테스트를 하고, 얼마나 많은 돌발상황(Edge Case)을 검증해 시스템을 고도화했는지가 가장 중요한 기술 지표로 손꼽고 있다. 이에 ㈜오토노머스에이투지는 현재 대한민국에서 31대의 자율주행자동차를 정부로부터 운행허가를 받아 236,760km의 공공도로 자율주행을 달성하는 등 경험을 기반으로 다양한 자율주행 연구과제에 참여해 자율주행 기술 개발에 선도적인 역할을 하고 있다.
오토노머스에이투지의 자율주행 기록은 국내 단일기업으로는 공식적으로 1위를 기록하고 있으며, 미국 캘리포니아 도로교통국 2021년 자료를 기준으로도 글로벌 주행거리 5위, 운행 대수 6위에 이르는 유의미한 수치로 주목을 받고 있다.
이러한 경험과 기술력을 바탕으로 이번 연구과제에서 저상 공용섀시플랫폼 개발에 참여하게 됐으며, 실도로 테스트와 실증으로 자율주행 관련 데이터를 확보함으로써, 시스템의 안전성 고도화와 비즈니스 모델 창출에 기여하고자 연구 개발에 매진하고 있다.
오토노머스에이투지 한지형 대표이사(사진)는 “이번 연구과제의 주된 목적은 다목적 편의시스템을 캐빈 교체를 통해 제공할 수 있는 공용섀시플랫폼 개발에 있다. 즉, 다양한 미래 자율주행 서비스 환경에 최적화된 섀시시스템 핵심원천 기술과 섀시플랫폼 공용화를 위한 기반기술 확보하는 것이 주된 목표라고 할 수 있다”며 “이를 통해 단순한 운송수단에 국한되지 않고 커넥티드 정보 등 다양한 서비스로의 확장까지 포함해 기술 차별화를 실현하고, 신개념 모빌리티 사회의 운송수단인 자율셔틀에 대한 생태계 조성을 기대할 수 있을 것”이라고 말했다.
그간 축적된 소프트웨어 개발 역량을 기반으로 오토노머스에이투지는 자체적인 자율주행자동차 차량플랫폼 제작이 가능한 자율차제조사(OEM)로 발돋움할 계획이다. 특히, ‘2030년 미래차 경쟁력 1등 국가’라는 국가비전에 맞춰 순수 국내기술을 기반으로 대한민국 최초 국산형 레벨4 자율주행자동차를 양산하기 위해 국내 우수한 기업들과 MOU를 체결하고 현재 차량을 공동설계 중에 있다.
이를 통해 레벨4 자율차 시장에서 가장 먼저 상용화가 될 것으로 예측되는 ‘셔틀’과 ‘물류’ 플랫폼 2가지 모델을 개발 중이며, 국토부 모빌리티 혁신 로드맵의 시점에 맞춰 2025년 파이롯트카 양산, 2027년 일반 차량 양산을 목표하고 있다.
또한, 자율주행자동차 소프트웨어 개발뿐만 아니라, C-ITS 기반 인프라 기술도 보유해 나가고 있다. 그 중 ‘a2z 라이다 인프라 시스템’은 라이다 센서를 도로인프라에 설치하고 정밀지도 정보와 결합해 자율주행자동차가 차량센서로 인지한 것과 동일한 결과물을 인프라로부터 받을 수 있는 기술이다.
이 기술은 현재 대한민국 최대 자율차 테스트베드인 K-City 설치 승인을 받았으며, 싱가포르 유일 자율차 테스트베드인 CETRAN에도 설치 승인을 받아 국가 스마트 모빌리티 프로젝트인 COSMO(COnnected Smart MObility)도 참여하고 있는 글로벌한 기술이다.
한 대표는 “전국 4개소에서 PoC를 마치고 2023년에는 대구와 안양 등 공도에 대량으로 설치를 예정하고 있어 자율주행자동차의 안전성 향상에 도움이 될 것이라 기대하고 있다”며 “C-ITS 기반 협업이 필요한 국내외 기업과 힘을 합쳐 국내 자율차 생태계가 육성을 위해 다양한 노력을 기울일 예정”이라고 말했다.
