[공학저널 전찬민 기자] 자율주행 기술 개발에 있어 우선적으로 고려되는 것은 ‘차량이 안전하게 스스로 운행할 수 있는지’다. 이에 안전성을 높이기 위해 다양한 분야의 요소가 융합돼 기술 개발이 진행되고 있으며, 자율주행차와 관련한 기술은 현재 자동차 제조사에서 레벨3 수준으로 개발이 이뤄져 양산 단계에 이르렀다.
레벨4의 자율주행 구현을 위해서는 레벨3의 주행 능력과 함께 위험 상황에 대한 대처를 자율주행시스템에서 수행할 수 있어야 한다. 이를 위해서 자율주행시스템은 위험 상황에 대한 대응이 가능하도록 이중화(redundancy) 설계를 통해 하나의 시스템이 고장 또는 오작동할 경우 다른 시스템이 작동해 주행의 안전성을 확보하는 방향으로 개발돼야 한다.
이러한 안전성과 높은 신뢰성을 확보한 자율주행을 위해 현재 자율주행기술개발혁신사업단에서는 커넥티드 기술을 바탕으로 인지-판단-제어 기술을 통합한 자율주행 SW와 핵심융합기술, 그리고 안전설계가 반영된 초연결-자율주행차량 기술 개발을 목표로 연구 개발을 수행하고 있다. 특히, 차량융합신기술 부문에서는 레벨4 자율주행 핵심부품을 기반으로 자율주행 통합시스템에 연계해 자율주행이 가능하게끔 관련 기술을 개발하고 있으며, 자율주행차량이 독립적으로 모든 주행 상황(고장 및 비상 상황 포함)에 대응할 수 있도록 차량 중심의 기술 개발을 추진하고 있다.
자율주행기술개발혁신사업의 차량융합신기술은 자율주행차량용 컴퓨팅 기술, 차량탑재형 인지예측센싱 기술, 차량탑재형 자율주행 측위 기술, N2N 협력형 제어기술, 자율주행-탑승자 상호작용 기술, 자율주행시스템 안전설계 기술, 산업표준 자율주행 차량플랫폼 기술, 차량탑재형 부품과 시스템 평가 기술 등 8개 중점기술로 구분돼 연구 개발이 진행되고 있다.
이를 기반으로 자율주행을 위한 핵심 개발내용인 인지/판단/제어를 구현하고자 하며 인지 분야는 카메라, 레이더, 라이다 개발을 통해 차량의 운행속도, 주변 환경, 객체 정보 등을 확인해 차량의 안전 운행에 필요한 정보를 수집할 수 있도록 하고 있다. 자율주행차량은 이러한 정보들을 실시간으로 처리해야 탑승자의 안전을 보장할 수 있기 때문에 이를 위한 고성능(1,000TOPS 급의 실시간연산) 컴퓨팅 플랫폼이 개발되고 있다.
또한, 차량의 자율주행과 더불어 운행 시 발생 가능한 위험들에 대한 대처를 차량 스스로 수행할 수 있게끔 하는 기술도 개발되고 있다. 뿐만 아니라 차량의 안전성을 향상시키기 위해 자율주행차량의 측위 보정과 더불어 음영지역, 악의조건 상황에서도 안전을 보장하기 위한 목적의 고정밀 측위 기술과 네트워크 기술, 자율주행차량 탑승자에게는 주행하는 데 있어 안전에 대한 신뢰감을 주고 다양한 서비스를 제공하기 위한 편의 기술도 개발 중이다.
한편, 자율주행기술개발혁신사업은 1단계 핵심 부품기술 확보와 2단계 핵심 부품기술 고도화로 구분해 진행되고 있는데, 올해 1단계 사업이 완료될 예정이다. 1단계에서는 자율주행차 핵심부품에 대한 국내 기술 확보를 목표로 현재 테스트를 진행해 개발되는 시제품들은 세계 최고 수준의 기술과 경쟁할 수 있도록 성능을 발전시키고 있다.
인지 센서는 카메라, 라이다, 레이더 부품과 이를 융합해 각 센서의 단점을 보완한 멀티카메라를 개발하고 성능시험을 하고 있다. 이중 열영상 융합형 3D 카메라는 영상 센서와 열영상 카메라를 융합한 영상 정보를 활용해 3D Depth Map 추출을 통한 주행 가능 영역을 검출하고 최대 200m 거리에 있는 물체를 실시간으로 처리할 수 있는 기능을 지닌 카메라로써 국내 자율주행 인지 센서에 대한 글로벌 선도기술을 확보하고 있다.
이와 더불어 다양한 주행 목적을 충족하기 위한 자율주행 차량플랫폼 양산과 함께 자율주행 관련 표준 개발에 지속적으로 참여하며 글로벌시장에 대한 동향과 요구사항을 파악하고, 시장 경쟁력을 강화함으로써 자율주행 기술 개발에 대한 우위를 점하고자 노력을 기울이고 있다.
하지만, 안전한 운행을 위한 기술이 개발되더라도 실제 도로에서 운행되기 위해서는 관련한 다른 분야의 개발도 함께 이뤄져야 할 필요가 있다. 특히, 전기차의 배터리, 통신속도 등 여러 가지 분야가 있겠지만, 자율주행 관련 법제도 기반을 확립해야 하며, 이는 자율주행차량과 일반차량이 혼재돼 운행되는 상황까지 고려한 법제도 또한 정비가 요구되고 있다.
자율주행기술개발혁신사업단 차량융합팀 김형철 팀장(사진)은 “주행 안전성을 보장하기 위해 차량 제작사와 시스템 개발자, 탑승자 측면에서 어떠한 역할을 수행하고 책임을 부담할지 명확히 정해져야 한다”며 “이와 같은 자율주행에 대한 환경을 개선하기 위해서는 자율주행 서비스를 제공하고, 서비스 제공에 따라 발생되는 데이터를 수집, 활용함으로써 데이터 기반의 분야별 논의가 진행돼야 제도적 개선이 원활하게 이뤄질 것”이라고 말했다.
그는 이어 “자율주행이 빠르게 상용화되기 위해서는 자율주행차량을 이용하고자 하는 국민의 공감대 형성도 중요하며, 이를 위해 자율주행차량의 안전성과 효과성을 알리기 위한 교육, 홍보, 시범운행지구 서비스, 시민 의견수렴 등이 적극적으로 이뤄져야 한다”며 “자율주행기술개발혁신사업의 목표 중에서도 자율주행 서비스 실증을 통한 신시장 창출과 국민 수용성 제고의 목표가 있으며, 국민체감형 실증으로 높은 혁신기술 수용성을 달성하려 다양한 범위에서 노력하고 있다”고 덧붙였다.
현재 자율주행기술개발혁신사업단은 차량융합신기술을 포함해 ICT융합신기술, 도로교통융합신기술 등의 전략 분야를 구분해 관련 기술을 개발하고 있으며, 2단계에서 구축되는 자율주행 리빙랩을 통해 개발 기술들의 성능을 평가, 확보하고 그 수준을 높일 계획이다. 이에 차량융합팀은 사업단 전략 분야와 연계·협력해 업무를 추진하고, 차량융합신기술에서 개발되는 기술들을 여러 분야에 활용함으로써 리빙랩 안에서 국민들에게 안전하고 혁신적인 자율주행 서비스를 제공할 수 있도록 노력을 기울이고 있다.
향후에는 자율주행차량의 인지-판단-제어에 대한 기술 개발 성과를 국산 자율주행시스템에 적용해 레벨4 자율주행차량을 완성해나갈 예정이다. 특히, 완성된 자율주행차량에 대해 리빙랩 실증을 통해 국산 자율주행부품의 성능을 확보함으로써 국내 핵심부품의 기술 수준을 글로벌 대비 최고 수준으로 끌어올리고 국산화율을 높여나가는 것을 목표로 하고 있다.
뿐만 아니라 ICT융합신기술, 도로교통융합신기술 등과 함께 기술 융합을 추진함으로써 글로벌 선도기술을 확보하고 국내 자율주행 기술의 경쟁력을 강화하고, 다양한 주행 환경에 대응할 수 있는 기술을 지속적으로 개발해 완전 자율주행 기술의 상용화를 앞당기는 데에 기여할 것으로 기대를 모으고 있다.
