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[모빌리티 이슈 ③] 상용화 향하는 자율주행, 핵심은 ‘신뢰도’와 ‘인프라’

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자율주행이란, 운전자의 조작 없이 목표지점까지 차량 스스로 주행환경을 인지, 판단, 제어하는 방식이다. IT 기술의 발달로 인간의 영역이었던 인지와 판단 능력이 기계로 넘어가는 셈이다. 전문가들은 자율주행 시장의 본격적인 성장 시점을 2025년으로 예상하며, 시스템 가격과 기술 신뢰도가 자율주행 시장의 성장속도를 제어할 것이라고 내다봤다. 

 

자율주행은 어떻게 실현될까?

 

자동차는 ICT 기술의 발달로 이동수단을 넘어 스마트한 생활공간으로 발전하고 있다. 자율주행차는 환경 인식, 위치 인식 및 맵핑, 판단, 제어 HCI 등 5개 주요 요소와 ADAS, V2X, 정밀지도, HMI 등 4개 핵심 기술로 구성돼 있다. 딥러닝과 영상처리 기술이 빠르게 발전하고 있어 운전자의 개입 없이 주행하는 자동차는 현실이 되고 있다. 

 

자율주행차는 레벨 0단계부터 4단계까지 분류된다. 현재 상용기술로는 레벨2까지 적용되고 있다. 2단계의 경우 핸들조작 일부와 자동화 및 고속도로 및 차선 유지, 전방 추돌 경보 시스템 등 ADAS가 적용된 수준이다. 

 

자율주행 기술은 주행에 필요한 정보·신호를 입력받는 '인지기술', 정보·신호를 처리하는 소프트웨어 등 '판단기술', 조향·제동·가속 등 '제어기술' 등으로 구성돼 있다. 

 

인지기술은 차량의 주변 상황 인식에 필요한 센서 설계 및 제작과 신호처리 알고리즘 구축 등의 기술이다. 센서 기술 이외에 고정밀 GPS 기술, 실시간 지역 정밀지도 구축 및 이를 위한 데이터베이스 등 인프라 구축 등도 위치 정밀측정을 위한 인지기술에 포함된다. 


판단기술은 AI, 차량용 소프트웨어 관련 기술로, 인지·판단·제어 등 모든 자율주행 단계에 관여하는 자율주행의 핵심이다. 기존에는 고가의 특화된 센서를 사용해 규칙 기반 방식 소프트웨어 알고리즘을 사용했으나 이미지 인식 분야 등에서는 범용적인 센서에 AI 기술을 적용한 방식이 주를 이룬다. 

 

이외에도 경로 최적화, 상황 판단, 충동 예측, 돌발상황 대응 등에도 AI 기술이 활용된다. 현재 자율주행에 필요한 인지·판단·제어 등 단계를 기능별로 구분해 소프트웨어를 운용하나 전체 과정을 AI로 한 번에 구현하는 엔드 투 엔드 방식도 개발되고 있다. 

 

제어기술은 판단에 따라 차량에 장착된 각종 제동, 조향, 가속 등 차량의 액추에이터를 적절하게 제어하는 기술이다. 기존 내연기관 차량의 자율주행도 가능하지만, 전기차 등 모터 기반의 전자식 액추에이터가 정밀 제어에 유리하다. 

 

네트워크는 차량 내외부의 각종 센서 및 교통 인프라와 차량 간, 차량과 사람, 차량과 인프라 통신을 가능하게 하는 V2X 통신 기술을 의미한다. 차량의 센서에만 의지하지 않고 V2X 등 협력통신기술을 활용해 교통 인프라, 관제센터와 연결돼 교통환경 정보를 파악하므로 정보 안전성이 높아졌다. 

 

자율주행 단계가 높아질수록 신호등, 가드레일, 버스정류장 등 도로 인프라와 차량 간 통신을 지원하는 표준, 이들 간의 연동과 통합 정보 제어를 위한 시스템 구축 등 스마트시티와 같은 도시 인프라가 병행돼야 할 것으로 보인다. 

 

자율주행, 상용화 향한 여정은?

 

기아는 ‘기아 오토랜드 화성’에 목적 기반 모빌리티(PBV) 전기차 전용공장 설립 계획을 밝히며 전용 PBV의 라인업도 구체화했다. 기아는 PBV에 특화된 플랫폼을 적용한 전용 PBV를 출시할 계획이다. 지난 4월 공개된 택시·업무·여가용 첫 PBV인 ‘니로 플러스’처럼 기존에 출시된 차량을 활용한 파생 PBV가 아니라 처음부터 PBV로 개발한 신차를 내놓을 계획이다. 

 

이를 위해 기아는 전용 PBV 첫 모델의 프로젝트명을 ‘SW’로 정하고 개발을 추진하고 있다. 차급은 중형으로, 스케이트보드 형태의 전기차 PBV 전용 플랫폼인 ‘eS’가 적용된다. 이 플랫폼은 다양한 종류의 차체를 유연하게 결합하는 장점이 있다. 

 

SW의 경우 성인 키 높이의 넓은 실내 공간에 뛰어난 적재성까지 갖춰 딜리버리, 차량호출, 기업 간 거래 등 다양한 비즈니스 수요에 대응할 것으로 알려졌다. 또한, 차량 시스템 무선 업데이트 기능을 탑재하고, 차체 기준 60만㎞의 내구 테스트를 충족해 사업자의 차량 총소유비용 절감을 돕는 등 경제성까지 겸비할 것으로 보인다. 

 

앞으로 기아는 음식이나 생활용품 배송에 최적화한 무인 자율주행 소형 PBV는 물론 일반 물류나 신선식품 배송, 다인승 셔틀, 이동식 오피스와 스토어로 활용이 가능한 대형 PBV까지 라인업을 늘릴 계획이다.

 

기아는 전기차 기반 PBV가 다양한 형태와 기능, 서비스를 제공하는 친환경 다목적 모빌리티로서 자율주행 기술과 결합해 로보택시, 무인화물 운송, 움직이는 비즈니스 공간 등 미래 이동수단으로 각광받을 것으로 전망했다. 

 

한편, 자율주행 레벨 4의 상용화가 멀지 않았음을 예고하는 사례도 등장했다. 자율주행 레벨 4가 적용된 아이오닉 5가 미국 현지에서 음식 배송을 추진한다. 현대차와 앱티브의 합작사인 모셔널은 우버와 함께 캘리포니아주 산타모니카에서 ‘우버이츠’ 고객을 위한 자율주행 배송 서비스를 시작했다고 밝혔다.

 

모셔널 차량이 배송에 사용되는 것은 이번이 처음이다. 모셔널은 지난해 12월 우버와 파트너 협력을 체결하며 자율주행 배송 시장 공략에 나섰다. 모셔널은 아이오닉 5를 자율주행 배송이 가능하도록 개조하고, 미국 로스앤젤레스에서 대규모 테스트도 진행했다. 우버이츠 가맹점 직원은 자율주행차가 도착하면 알림을 받고 지정된 픽업 장소에서 주문받은 음식을 특수 설계된 뒷좌석에 싣는다. 

 

차량이 배달 장소에 도착하면 고객은 알림을 받고, 우버이츠 앱으로 자동차 문 잠금을 해제한 뒤 음식을 받으면 된다. 모셔널과 우버는 향후 기술 통합, 소비자 수요, 사용자 편의, 자율주행 배송 기능에 대한 분석과 연구를 진행할 예정이다. 

 

양사는 공동 연구를 통해 모셔널 자율주행차의 광범위한 활용 사례를 널리 알릴 것으로 기대하고 있다. 이뿐 아니라 자동화 배송 모델을 공동 개발했으며, 이번 파일럿 테스트를 시작으로 향후 사업 협력의 토대를 마련하겠다는 계획이다. 

 

자율주행 기술이 국내 산업 현장에 적용되는 사례도 점차 늘고 있다. CJ대한통운은 택배 허브터미널에 무인 이송로봇, 오분류 관리 시스템 등 자동화 설비를 도입해 허브터미널 고도화에 나섰다. 

 

CJ대한통운은 최근 곤지암 허브터미널에 모양이 일정하지 않은 소규모 이형 택배 상자를 자동으로 운반하는 자율주행 운송로봇(AMR) 3대와 AMR 전용 롤테이너 15대를 도입했다. 허브터미널은 규모가 큰 만큼 같은 구간을 반복해서 오가야 하는 작업이 많다. AMR은 이런 단순 반복 업무를 대신하고 이형 택배가 쌓인 롤테이너를 지정된 장소로 운반한다. 

 

기존에는 작업자가 하루에 총 20km가 넘는 거리를 롤테이너를 밀고 가야 했지만, 이제는 로봇이 이 작업을 대신한다. 대전 허브터미널에서는 잘못된 목적지로 분류된 택배 상자를 자동으로 검수하는 ‘오분류 관리 시스템’을 시험하고 있다.

 

상차지별로 설치된 스캐너로 택배 상자 위에 붙여진 송장을 인식해 송장 내용과 택배 시스템 정보를 살펴 이상이 없는지 확인하는 시스템이다. 한 예로, 서울 중구로 가야 할 택배 상자가 마포로 가는 간선트럭 상차지로 분류되면 경고음과 함께 경고문구가 표시된다. CJ대한통운은 이 시스템 도입으로 현재 0.1% 정도인 오분류율을 0.01% 미만까지 낮출 것으로 기대하고 있다. 

 

헬로티 서재창 기자 |



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