출처 : https://jidounten-lab.com/u_36605#2

▣ 센서 퓨전 및 고정밀 3차원 지도의 사용

자율주행 시스템은 차량용 센서가 취득한 영상을 바탕으로 AI가 주변 상황을 파악ㆍ분석하고, 자동차가 안전하게 주행하도록 판단하는 것을 기본으로 한다. 센서가 ‘눈’, AI가 ‘뇌’의 역할을 하며, 인간 운전자를 대체한다.

GPS 등의 위성 측위 시스템도 빼놓을 수 없다. GPS가 없어도 자율주행 자체는 할 수 있지만, 현재 위치나 목적지를 인식하기 위한 정보가 없으면 의미가 없기 때문이다.

하지만 현재의 기술 수준으로는 이러한 시스템만으로 자율주행을 하기 어려우며, 일반적으로 이를 보완하는 기술을 병용하는 것이 정석이다.

먼저 센서류에서는 인간의 눈에 가까운 기능을 가진 카메라에 더하여 3D 스캔 기능을 가진 LiDAR나 밀리파 레이더 등의 각종 센서를 병용한다. 각각 특성이 다른 센서 데이터를 통합(퓨전)함으로써 인식 기술을 향상시킨다.

예를 들어, 카메라는 보행자나 자전거 등 다양한 대상물을 잘 식별한다. 복안 렌즈는 대상물까지의 거리도 측정할 수 있다. 한편 야간이나 역광일 때, 비가 올 때 등 악천후 시에는 인식 정밀도가 떨어진다. 사람의 눈과 같다.

한편, LiDAR는 무수한 레이저 빛을 조사하여 대상물에 부딪힌 빛이 반사되어 돌아오기까지의 시간을 계측함으로써 주변 대상물까지의 거리를 정확하게 산출할 수 있다. 차량 주변의 모든 것을 ‘점묘’ 형식으로 묘사할 수 있다. 하지만 카메라와 마찬가지로 빛에 영향을 주는 비가 오는 날에는 취약하다.

자료 : Velodyne Lidar

날씨나 빛의 영향을 쉽게 받지 않는 밀리파 레이더를 추가하여 서로 다른 특성을 가진 센서를 병용함으로써 주변 상황을 더욱 정확하게 인식할 수 있다. 센서 자체의 비용 증가와 더 나은 정보 처리 능력이 요구되겠지만, 절대적인 안전을 확보하기 위해 많은 개발 사업자들은 해당 영역에 대한 투자를 아끼지 않는다.

또한 자율주행의 정밀도를 높이기 위해 고정밀 3차원 지도가 사용되고 있다. 사전에 주행 경로의 도로와 주변 대상물을 상세히 맵핑해 두고, 그 데이터와 주행 중 차량이 실시간으로 인식한 데이터를 대조함으로써 더욱 정확하게 자차의 위치를 파악할 수 있다.

이러한 여러 가지 센서와 AI, 고정밀 3차원 지도를 조합하는 것이 현재 자율주행의 정석적인 패턴이다. 그에 더해 일본에서는 자기 센서 등을 병용하는 모델도 존재한다. 얼마나 정확하게 주변 상황을 인식하는지, 자차의 위치를 파악하는지가 무엇보다 중요하다.

▣ 카메라와 AI로 사람을 대체

한편, 이러한 흐름에 속하지 않고 카메라와 AI를 주체로 하는 심플한 구성으로 자율주행을 실현하려는 움직임도 있다.

자료 : 엔비디아

미국 테슬라가 그 대표 주자이며, 동사의 CEO인 일론 머스크는 카메라로 눈을, AI로 뇌를 대체함으로써 사람과 똑같이 운전할 수 있다고 주장한다. 테슬라도 실증을 위해 LiDAR를 사용하고 있지만, 애초에 머스크는 고액의 LiDAR의 도입에는 부정적인 입장이며, 자율주행차의 실제 차량에는 탑재하지 않을 것이라고 한다. 최근에는 시판 차량에서 밀리파 레이더 등의 센서도 제외하는 등 철저한 모습을 보이고 있다.

카메라와 AI가 발전하면 어디까지 인간의 능력과 비슷해질 수 있을지 시험받게 되겠지만, 결코 불가능한 개발 영역은 아니라고 할 수 있다.

시야가 차단될 수 있는 우천ㆍ강설 시에도 사람이 운전할 수 있다는 점을 생각하면, 카메라와 AI도 분명 가능할 것이다.

▣ 레벨5에 더 가까이 가고 있는 업체는?

정석적인 패턴에 비해 어려운 길이기는 하지만, 장점도 있다. 다른 요소에 의존하지 않기 때문에 레벨5(완전 자율주행)의 개발에 더 가까워질 수 있다.

고정밀 3차원 지도를 사용하는 자율주행 시스템은 당연히 사전에 지도가 준비되어 있는 구역에서만 주행할 수 있지만, 카메라와 AI에 특화된 시스템이라면 그러한 주행 구역에 관한 조건이 본질적으로 필요치 않게 된다.

예를 들어, 도쿄 안의 모든 도로를 주행할 수 있게 되면, 그 기술은 원리적으로는 가나가와현이나 오사카부에서도 주행할 수 있는 기술이라 할 수 있다. 처음 가는 길이라도 자율주행 할 수 있는 자율주행 시스템이 된다. 이 또한 머스크가 고집하는 이유 중 하나다.

테슬라 외에는 이스라엘의 Mobileye도 카메라가 주체인 자율주행 시스템을 구축하고 있다. LiDAR도 사용하지만, 동사는 애초에 단안 카메라를 통한 컴퓨터 비전을 연구 개발해 왔기 때문에, 카메라가 주체인 시스템과 LiDAR가 주체인 시스템을 모두 개발하여 확장성을 높였다. 하지만 고정밀 3차원 지도를 이용한다는 점에서 테슬라와 다르다.

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