자동차 로드 채널 - 자율주행 자동차의 운행 원리 알아보기

안녕하십니까 자동차 로드 채널입니다. 오늘은 자율주행 자동차의 운행 원리에 대해 알려 드립니다.

자율주행 자동차의 운행 원리 알아보기

자율주행 자동차의 운행 원리 알아보기

이번달부터는 운전자가 운전대를 잡지 않아도 자동으로 차로 유지 기능도 되고 알아서 멈추는 자율주행 자동차의 출시·판매가 가능해집니다. 자동차 및 자동차 부품의 성능과 기준에 관한 규칙을 개정해서 안전기준을 ‘부분 자율주행차(레벨 3)’ 수준으로 끌어올렸다고 하니 가능합니다. 기존의 안전기준(레벨 2)은 차로유지기능을 작동시켜도 운전자가 운전대에서 손을 떼면 경고음이 울리는 경보기 수준이지만 이제는  운전자가  다른 짓으로 바빠서 손을 대지 않아도  주행이 가능한 단계까지 허용한 것입니다. 레벨 3부터는 자율주행차로 분류됩니다.

자율주행 자동차의 3가지 센서

카메라

카메라는 시각적인 데이터를 획득합니다. 자율 주행 차량은 전방, 후방, 좌우측의 카메라를 사용하여 360도 시야를 확보할 수 있습니다. 일부 카메라는 상당히 넓은 화각 (120도)을 가지고 있기도 합니다. 어안 렌즈 카메라가 장착되어있습니다면 차량 뒤의 모든 모습을 상당히 넓은 부분을 볼 수 있고 이에 대한 데이터를 획득합니다. 카메라는 정확한 비주얼 데이터를 제공하지만 약간의 제한이 있습니다. 특히 정확한 위치 계산을 시작하려면 거리를 판단하기 위해서는 2차원적인 데이터가 필요합니다. 그리고 카메라 센서가 비, 안개 또는 밤과 같이 시인성이 낮은 조건에서 물체를 감지하기 어렵고, 특히 낮은 위치의 석양빛을 마주 보면 사물의 인식이 제대로 안되는 단점이 있습니다. 이러한 단점을 극복하기 위해서 레이더를 장착합니다.

레이더 센서

레이더 센서는 시인성의 한계를 가진 카메라를 보완합니다. 항공기, 기상 형성 및 선박 감지를 해서 오래전부터 일상적으로 이용되던 기술이지만 소형화와 내구성이 중요해집니다. 전파를 펄스로 전송하고 일련의 펄스파가 물체에 부딪혀서 돌아오면 수신기로 감지를 하여 속도 및 위치 데이터를 획득합니다. 레이더 센서는 모든 각도에서 물체를 감지하지만 다른 차량의 유형을 구별 할 수는 없는 한계가 있습니다.

Lidar

그래서 추가로 필요한 것이 Lidar입니다.이는 레이더와 같으나 그 신호원이 전자파가 아닌 레이저입니다. LiDAR는 레이더와 함께 자율 주행 차량의 거리 감지를 실행하는 중요한 광전자 기술입니다. LiDAR 센서는 앞의 상황에 대한 그림을 그리는데 도움이 된다. 레이저 펄스를 보내고 반사되는 수신 신호의 시간을 계산하여 거리를 측정하는데 LiDAR는 결국 자율 자동차에 3D 정보를 제공하는 셈입니다. 특히 주변 차량과 보행자의 형태나 위치 데이터를 제공합니다. 그리고 중요한 GPS를 이용한 자신의 위치에 대한 데이터입니다. 이것은 이미 많은 차량에 설치된 네비게이터를 통해서 획득하게 된다. 아울러 정보통신기술에 의한 각 교통상황에 대한 정보가 더해지면 완벽하게 자율주행을 하게 됩니다. 각종 상황에 따라서 이러한 센서들의 데이터를 종합하여 판단하고 그에 따라서 실제로 차량을 운행을 위한 제어는 고성능의 컴퓨터 모듈이 하게 됩니다, 그렇다고 하여 사람이 내는 사고를 자율 자동차가 완벽하게 피할 수 있는 것은 아닙니다. 환경적인 요인에 의해서 충분한 데이터를 카메라, 레이더, Lidar, GPS가 획득하지 못하는 경우도 있고, 차량내의 전원의 불안정으로 인해서 센서와 컴퓨터가 제대로 작동하지 못하는 경우도 생길 수 있습니다. 실제로 미국의 테슬라 자율주행차는 사고를 내서 운전자가 사망한 경우도 생겼습니다. 그러므로 자율주행을 하더라도 100% 운전을 차량에게 맡기는 것은 자제하는 것이 중요합니다.

 

오늘은 자율주행 자동차의 원리에 대해서 알아보는 시간을 가져봤습니다.