자율주행, 어떤 기술로 구현되나

입력: ‘20-07-27 17:44 / 수정: ‘20-07-29 19:02
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▲ 자율주행 콘셉트카 ‘엠비전 S’
현대모비스 제공
‘인지·측위·제어’ 3대 핵심기술 필요
5G인프라 구축 반드시 뒷받침돼야

자율주행은 ‘인지’, ‘측위’, ‘제어’란 세 가지 핵심 기술이 삼위일체로 만날 때 구현된다. 차량 시스템이 주변 환경을 인지하고 위치를 정확하게 측정해 운전대를 움직여 차량을 제어한다는 뜻이다.

인지 장치는 카메라와 레이더, 라이다 등으로 구성된다. 사람의 눈에 해당하는 카메라는 전방 사물과 차선, 신호등, 표지판, 보행자 등을 인식한다. ‘레벨 3’ 단계는 4개 이상, ‘레벨 4~5’ 단계는 8개 이상의 카메라 센서가 필요하다. 카메라 센서는 하나의 렌즈를 사용하는 모노 방식에서 두 개의 렌즈를 사용하는 스테레오 방식으로 진화하고 있다. 스테레오 방식은 사람이 두 눈으로 바라보는 것처럼 물체를 3차원으로 인지하고 원근감까지 측정할 수 있다. 다만 악천후 상황이나 빛이 없는 곳에서 제 기능을 수행하지 못한다는 단점도 있다.

레이더는 전자파를 발사해 돌아오는 시간을 측정해 주변 사물과의 거리와 속도를 탐지하는 센서다. 카메라와 달리 날씨의 영향은 받지 않지만 물체의 형상을 카메라처럼 정확하게 인식하진 못한다. 라이다는 고출력 펄스 레이저를 발사해 거리, 방향, 속도, 온도 등을 종합적으로 감지하는 장치다. 카메라와 레이더의 단점을 모두 보완하는 기술이지만 가격이 비싸 양산 모델에 대량 적용되기까진 시간이 더 걸릴 것으로 보인다. 또 다양한 노이즈와 간섭 문제 역시 풀어야 할 과제다.

차량의 정확한 위치를 측정하는 측위 기술은 ‘차량과 사물 간’(V2X) 통신 기술이 반드시 접목돼야 한다. 차량과 주변의 모든 사물이 네트워크로 연결돼 실시간으로 정보를 주고받아야만 안전한 자율주행이 가능하기 때문이다. 현재 내비게이션의 오차는 15~30m 정도인데 자율주행차의 위치 측정에서 이 정도 오차가 나면 대형 사고가 불가피하다.

V2X는 ‘차량과 차량’(V2V), ‘차량과 인프라’(V2I), ‘차량과 이동 단말기’(V2P), ‘차량 내’(IVN) 통신을 통칭한다. 특히 송수신할 데이터양이 방대하기 때문에 완전한 자율주행이 현실화되려면 5세대(5G) 이동통신 인프라 구축이 반드시 뒤따라야 한다. 자율주행차가 ‘커넥티드카’로 불리고, 통신사들이 자율주행차 시장의 주도권을 쥐려고 하는 이유도 여기에 있다.

인지·측위 기술로 수집된 도로 상황과 주변·위치 정보에 좌우 회전, 차선 변경, 가속·정지 등 차량 제어 기술이 더해지면 비로소 자율주행이 완성된다.

이영준 기자 the@seoul.co.kr
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