미래를 향해 달린다 : 판교에서 만난 자율주행차 볼께요

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우리나라에서도 요즘 자율주행차가 화제다. 짧은 거리였지만 국내 최초로 일반도로를 주행한 운전자가 없는 자율주행차가 있었기 때문에 바로 차세대 융합 기술 연구원의 자율 주행 실험실이 개발한 '제로 셔틀'이던 제로 셔틀에는 8개의 라이더와 2대의 카메라, 1개의 레이더가 장착되어 있다. 전체 주위의 물건을 인식하기 위한 장치에서 카메라는 전방과 후방에 각 1대씩 라이더는 상부에, 레이더 센서는 전방에 있다.

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라이더는 레이저를 기반으로 한 센서로 주변 물체를 인식해 거리를 측정하는 역할을 한다는 점에서 레이더와 얼추대 동소이두 자신, 레이더의 경우 물체와의 거리(공간분포) 및 속도를 탐지하는 데 초점이 맞춰져 있는 반면 라이더의 경우 물체 배향(각도)도 알 수 있다. 그래서 위와 같이 주변의 정밀한 3차원 영상을 얻을 수 있다. 또한 레이더가 마이크로파 등 전파를 사용하는 반면 라이더는 광파인 레이저를 사용합니다.(사실은 라이더는 laser radar의 준 이야기인)레이저 기술은 최근 2018노벨 물리학 상을 장식하는 등 발전 가능성이 무궁무진한 기술이다. LASER(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)의 명칭에서 알 수 있듯이 Stimulated Emission(유도방출)은 일방반적인 에어넛의 전자기파(광) 방출과는 달리 Exited(뜬) 상태의 원자를 자극하는 전자기파가 있는 경우 그에 따라 에단신지와 방향도 동일한 전자기파를 발생시키게 된다.자연상태에서 원자가 방출하는 전자기파의 방향이 랜덤하더라도 레이저 내부에서 특정한 방향성을 가진 정해진 전자기파만 Simulate demission(유도방출)을 반복하여 취할 수 있다면, 즉 외부에서 펌프 기술(광펌프, 전기적 펌프, 전류 펌프) 등으로 전자들을 Excited(뜬) 상태로 끌어올린 후 유도방출(Stimulated Emission)을 하여 특정한 방향성을 가진 전자기파를 모아 증폭시킨 후에 작은 영역에 강한 효과를 내는 방식 등으로 사용된다. 이것이 바로 레이저다.

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제로 셔틀에는, 저런 센싱 기술 외에도, 매우 중요한 알고리즘이 기술이 들어간다. 알고리즘 기술은 자동 운전 차에 매우 중요한 요소 기술의 1본인, 미국 자동차 공학회(SAE:Society of Automotive Engineers)에서 정의된 자동 주행 기술 분류 기준 표를 보면 그 이유를 잘 알 수 있다. 그 분류기준은 다음과 같다.0단계:자율 주행 기능이 없는 1반 차량 한 단계:자동 브레이크 자동 속도 조절 등 운전 보조 기능 2단계:분자률 주행, 운전자의 상시 감독 필요 3단계:조건부, 자율 주행 자동차가 안전 기능의 제어, 탑승자 제어가 필요한 경우 신호 4단계:고도의 자율 주행, 주변 환경의 관계 없이 운전자 제어 불요(제로 셔틀의 기술 단계)5단계:완전 자율 주행, 사람이 타지 않아도 움직이는 무인 주행 차 한편 자율 주행 차의 알고리즘은 기본적으로 프로그래밍된다. 외부 센싱과 사전에 설정된 조건에 맞춰 차체가 제어되는 것이 최근 기계학습 적용과 발전에 따라 새로운 기술이 조사되고 있다.가장 안전한 주행을 위해 (사고확률을 최소화하기 위해) 기존에 존재하는 핵심기술, 고속도로 주행지원시스템(HDA, 자동차간 거리를 자동으로 유지하는 기술)을 비롯해 후방경보시스템(BSD, 후진중 주변 차량을 감지, 경보를 울리는 기술), 자동긴급제동시스템(AEB, 앞차를 인식하지 못할 경우 제동장치를 가동하는 기술), 차선이면경보시스템(LDWS), 차선유지지원시스템(LKAS, 방향지시 없이 차선을 친국어 본인임을 보완하는 기술) 등을 통해 가장 적절하게 학습하고, 그 안전성과 충돌을 제어함으로써 그 안전성과 보행차량을 제어하는 기술 등이 선행적으로 제어함으로써 그 안전성을 높임. 방향으로 발전하고 있다.기존 기술과 새로운 기술이 접목돼 미래를 내다보고 사람이 셀 수 없는 적절한 액션 자율주행차 스스로 미리 잡는 것이었다. 또한, 기위지인식(Computer Vision)도 자율주행차와 함께 발전하고 있으며, 딥러닝을 통한 기위지인식기술은 현재 인간의 기위지 식별보다 정확도가 더 우수하다.비록 사람은 자율 주행의 시대가 하나 0년~20년 이내에 오지 않을 것이라 예상하지만 구글 등 세계 굴지의 큰 기업, 그리고 차세대 융합 기술 조사원은 최근 이 순간에도 끊임없이 자율 주행 차 상용화를 위한 데이터를 모으고 관련 기술을 개발하고 있다.자율주행차는 센서, 관제, 통신, 인공지능 등을 바탕으로 다양하고 정밀한 알고리즘이 등장하여 융합되어야 비로소 진정한 자율주행차가 완성되는 융합기술의 산실이었다. 이번에 대중에게 공개된 제로 셔틀 또 차량·사물 통신 기술(V2X:Vehicle to Everything communication), 통합 관제 센터와 통신 기술, GPS를 이용한 정교한 위치 정보 기술 안전 운항을 위한 주행 기술 등을 가지고 있다.

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그리고 9월 4일 경기 성남시 수정구 판교 제2테크노 밸리 중소 기업 지원 허브 광장에서는 이재명 경기 도 지사, 김정렬 국토 교통부 제2차관 등이 참석한 가운데'제로 셔틀'시승 행사가 열렸다. 제로셔틀은 중소기업 지원허브에서 판교 앱뉴프랑까지 주행했고 이는 운전자가 없는 자율주행차 일반도로 주행으로는 국내 최초였다.

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