작성일 : 14-01-23 11:41
자율주행 도로시스템 개발 동향 (제71호)
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◈ 자율주행 시스템 분류

도로시스템의 궁극적인 목표를 자동주행(Automatic driving)으로 본다면, 이를 크게 5개의 개발 단계로 구분할 수 있다.
(1)현 시스템: 현재 운영 중인 도로 시스템을 말한다.
(2)협력적 주행체계(Driver Assistance): 도로이탈 등 사고 요인을 도로시스템과의 실시간 연계를 통해 극복하는 도로-자동차 협력 주행 체계이다. 현재 도로부문에서 관심을 갖고 있는 Cooperative ITS(C-ITS)가 이에 해당한다.
(3)자동화 주행(Automated Driving): 지능화된 차량을 통해 인간의 운전행위 없이 주행이 가능한 형태이나, 다만 운전자는 완전히 자유롭지는 않으며 항상 모니터링과 개입의 준비가 되어 있어야 한다. 운전자가 필요한 선행차량이 후행차량을 자동으로 이끌어주는 군집주행(Platoon Driving)형태가 대표적인 사례이다.
(4)자율주행(Self Driving, Autonomous Driving): 운전자의 운전행위 없이 단독주행을 시행하거나 다른 차량과 군집주행을 시행할 수 있다. 다만 군집주행 시행 전후, 돌방상황 발생시 운전자의 최소한의 개입은 필요하다.
(5)자동주행(Automatic Driving): 출발지에서 목적지까지 운전자는 어떠한 운전행위도 하지 않으며, 무사고 무정체의 도로환경이 구현된다. 도로시스템의 궁극적인 비젼과 목표라 할 수 있다.

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◈ 자율주행 차량 개발 동향

자율주행 차량은 스스로 위치와 상황을 감지해 속도와 조향을 시행하며, 이를 위해서는 기계, 전자, 전산 등 다양한 전문기술의 융복합이 필요하다. 현재 자율주행 차량 개발은 주로 자동차 회사와 IT회사에 의해 이루어지고 있다. 다만 도로지원 시스템과의 연계개발을 크게 고려하지 않은 상태에서 이루어지고 있으며, 즉 3단계인 자동화 주행(Automated Driving) 단계의 기술개발로 볼 수 있다.
자율주행 차량을 선보인 대표적인 회사는 구글이다. 구글은 무인 자동차(일명 구글카)를 이용하여 일반도로 22만 4천 km의 실험 주행에 성공하였으며, 미국 네바다 주는 2012년 5월 이 무인 자동차에 운전면허를 발급하였다. 이 차량에는 오차 범위가 ㎝ 단위인 위성위치확인시스템(GPS)과 초당 10회 회전하는 레이저스캐너, 비디오카메라 및 레이더 등이 장착되었다.
유럽연합(EU)은 볼보, 리카르도 등 범 유럽 자동차 7개 기업과 공동으로 자율주행을 위한 샤르트르(SARTRE : Safe Road Trains for the Environment) 프로젝트를 추진하였으며, 2012년 9월 스웨덴 예테보리시에 위치한 볼보 드라이빙 센터에서 선두차량(운전자 주행) 1대가 후속차량(자동 추종주행) 3대를 리드하여 최고 90km/h의 속도, 4m 차량간격의 군집주행을 실현하였다.
일본 JARI(Japan Automobile Research Institute)는 2008~2012년 트럭을 대상으로 4대의 차량이 4m의 간격을 유지한 채, 선두차량은 차선을 인식하면서 자동으로 주행하고, 후행 차량들은 이를 추종하는 방식의 군집주행을 실현하였다. 이러한 화물차 중심의 실험은 도로에서도 철도의 화물 열차와 같은 대량 수송의 효과를 볼 수 있음을 증명한 사례로 볼 수 있다.

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이외에도 자율주행 기술 개발을 위해 세계 유수의 자동차 회사들이 수많은 비용과 인력을 투입하고 있다. 그리고 이러한 기술들이 향후 도로 지원시스템과의 협력적(Cooperative) 연계를 통해 다양한 자율주행이 실제 도로에서 구현될 것이다.


◈ 도로시스템 개발 동향

이제 이러한 똑똑해진 차량을 도로가 어떻게 수용하고 협력하여 무사고, 무정체 도로 환경을 구현할 수 있는가가 화두일 것이다. 도로는 다양한 지능을 가진 여러 군의 차량을 수용해야 하고, 자율주행 차량의 단가를 낮추기 위해 이들이 가져야 하는 기능을 일부 분담해야 하며, 시스템적으로 상당히 수용성 높은 정보 플랫폼을 구축해야만 한다.
현재 첨단 도로시스템 개발에 있어 가장 큰 화두는 C-ITS의 구축이다. 실질적으로 높은 수준의 차량 지능화가 이루어지더라도, 실제 도로상에서 자율 주행의 실현은 도로시스템과의 협력 없이는 불가능하다. 즉 도로는 늘 이상적인 상태로 유지되는 것이 아니기 때문에 안전을 확보하기 위해서 도로-차량간 인터페이스는 필수 요소이기 때문이다.
가장 빠르게 움직이고 있는 곳은 유럽이다. 협력 시스템(Cooperative Systems)을 지원하기 위한 정보통신 분야의 표준기구로, V2I-V2V 통신 표준은 ETSI, 산업분야의 DATEX II 표준은 CEN, 전기분야는 CENELEC을 지정하였다. 또한 다양한 EU 주관 산학연관 합동 연구 프로젝트(eSafety포럼, PReVENT, C2C-CC, COOPERS, CarTALK2000, CVIS 등)를 수행 중이다.
미국은 교통부(US DOT) 산하 연구혁신기술청(RITA : Research & Innovative Technology Administration)의 주도하에, ITS Joint Program Office(JPO)를 운영하고 있으며, JPO에서 교통부의 ITS 프로그램 및 계획 등에 대하여 교통부 산하기관들과 조율하는 총괄 역할을 수행하고 있다. 미국 ITS 프로그램은 ITS 전략연구 계획(2010~2014, 5년)에 의거하여 Connected Vehicle 프로젝트를 중심으로 진행되고 있으며, 이를 지원하기 위한 다양한 프로젝트들도 구성·운영 중에 있다. 또한, C-ITS 기술의 개발 이후 상용화를 위한 표준화, 법·제도정비, 국제협력 등을 지속적으로 추진 중에 있다.
C-ITS는 자율주행 발전 단계 중 (2)단계에 해당하며, 언제든 (3)단계와의 결합을 통해 (4), (5)단계의 진입이 이루어지도록 준비 중이다. 현재로서는 도로중심의 2단계 사업과 자동차회사 중심의 3단계 사업이 큰 교류없이 진행되고 있으나 빠른 시일내에 구체적인 연계 움직임이 나타날 것이다.


◈ 시사점

선진국과 글로벌 기업들이 자율주행에 필요한 선도 기술 확보를 위해 많은 비용을 투자하는 이유는 무엇일까? 가장 큰 이유는 도로의 근본적인 문제 해결을 위해서 이러한 첨단 기술의 도입이 반드시 추진될 것이라는 확신이 있기 때문이다. 즉 사고의 80%가 운전자 요인에 의해 발생되는 만큼, 운전자의 실수와 욕심을 원천적으로 제거하는 가장 좋은 방법이 자율주행 시스템의 도입인 것이다.
또한 향후에는 분야별 요소 기술들이 융·복합된 새로운 패키지 형태의 시장이 형성될 것이다. 즉 소비자가 자동차를 구매할 때, 자동차 자체 성능만이 아닌 도로 시스템과의 결합을 통해 나에게 어떠한 혜택을 더 줄 수 있는가를 보고 구매여부를 결정하는 시대가 올 수 있음을 의미한다. 따라서 이에 대한 전략적 대비가 필요한 시점이다.

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