자율 주행(Self-driving)/ 완전자율주행(F.S.D/Full Self Driving)이란?

자율 주행? 완전 자율 주행?

- 전기차 분야에 투자하고 있는 사람으로서, 갑자기 문득 자율주행/완전 자율주행에 대해서 어느 정도라도 설명할 수 있냐?라는 질문을 받는다면, 대답을 잘하지 못할 것 같다는 생각이 들었다. 그래서 한번 정리해보기로 했다.

 

자동차와 AI

• 영국에서 시작한 산업혁명으로 여러가지가 바뀌게 되었지만, 특히 인간의 운송분야에서 큰 변화가 있었다. 자동차 산업은 100년 넘게 주요 경제 부문이었으며, 이제 4차 산업혁명 시대를 맞아서 자율주행 및 커넥티드 카라는 개념을 향해 한 단계 진화를 준비하고 있다.
• 이러한 자율주행은 AI와 연계되어, 최종적으로는 인간의 개입없이 자동차가 자동화(Autonomous)되어 스스로 움직이는 상태를 구현하고자 한다.
• 이때, AI 차량은 완전한 자율 주행을 위해 기계의 외부 환경을 재현하는 센서와 카메라의 복잡한 네트워크의 연계를 통해서 가능하다.  카메라, LiDAR, 레이더, 초음파 센서에서 수집한 정보를 처리하여 주변 물체와의 거리, 연석 차선 표시, 교통 신호 및 보행자의 시각적 정보를 차량에 알려주고, 이렇게 수집되고 가공된 정보는 AI에게 입력되어 판단을 하고 차량을 제어하게 되는 것이다.

 

자율 주행의 5단계(The five stages of autonomy)

 

자율주행의 5단계는 직관적으로 다음과 같이 5개 단계로 쉽게 구분해볼 수 있다.

• 0단계 : 도움 없음
• 1단계 : 발의 자유(Feet off)
• 2단계 : 손의 자유(Hands off)
• 3단계 : 눈의 자유(Eyes off)
• 4단계 : 신경쓰지 않아도 되는 상태(Mind off)
• 5단계 : 운전자가 필요 없는 자동화 상태(완전한 자율주행 / Full Self Driving)

 사실 기술적으로 분석한다면 저런 표현 자체만으로는 다 이해하기 힘들지만, 굉장히 직관적이고 쉽게 표현한 것이어서 첨부해보았다.

 위의 그림을 바탕으로 조금 더 깊이 알아본다면 아래의 그림과 설명을 참조하면 된다.

 

• 0단계 (No Automation) : 현재 대부분의 자동차들의 상태를 의미하며, 운전자를 돕기 위한 시스템이 있을 수 있지만 인간은 "동적 운전 작업"을 제공하는 상태를 말함. 비상 제동 시스템은 기술적으로 차량을 운전하지 않는 상태이기에, 이를 제외한다면 전적으로 인간에 의해서 제어되는 상태를 말함.
• 1단계 (Driver Assistance) : 가장 낮은 수준의 자동화로, 차량의 조향 또는 가속과 같은 운전자 지원을 위한 단일 자동화 시스템을 갖춘 것들을 말함. 안전거리를 유지해주는 기술인 어뎁티브 크루즈 컨트롤은 인간인 운전자가 조향 및 제동과 같은 운전의 다른 측면들을 여전히 모니터링하고 제어해야 하기에 레벌 1 범주에 속함
• 2단계 (Partial Automation) : ADAS(고급운전자지원시스템)을 의미하며, 차량은 조향과 가감속을 스스로 제어할 수 있는 상태임. 사람이 운전석에 앉아서, 필요시 자동차를 제어해야 함
• 3단계 (Conditional Automation) : 레벨 3 차량은 환경 감지 기능이 있으며, 이를 통해 느리게 움직이는 차량을 지나칠 때와 같이 정보에 입각한 결정을 스스로 내릴 수 있는 상태를 의미합니다. 하지만, 여전히 인간의 탑승이 필요하며, 운전자는 시스템이 작업을 실행할 수 없는 경우에 대비하여 경계 상태를 유지하고 있어야 합니다.
• 4단계 (High Automation) : 레벨 4와 레벨 3의 차이는, 시스템의 문제가 발생했을 때 레벨 3의 경우 인간이 직접 개입해서 이를 처리해야 하지만, 레벨 4의 경우 차량이 상당 부분을 스스로 개입한다는 것임. 즉, 대부분의 상황에서 인간과 차량 간의 상호작용이 필요치 않음
• 5단계(Full Automation) : 운전자 자체가 필요 없는 완전한 자율화 상태. 모든 상황 판단과 대응이 차량 자체적으로 가능한 상태를 의미

 

 

 완전 주행에 대해서 보다 기술적인 부분에서 접근한다면, 이보다 더 정밀하게 들어가야 하지만 아직은 내가 이해하기에는 공학적인 부분에서 어려운 부분이 많다. 각 단계별 현재 많은 차량 회사들이 어느 정도 수준까지 구현해내고 있는지 확인해볼 예정이다.