자율주행 뜻, 자율주행 단계, 자율주행 자동차 원리

전기차와 자율주행 자동차에 대해 전 세계가 관심을 기울이고 있습니다. 올 2022년에는 에너지 부족과 기름값 상승으로 인해 전기차에 대한 수요도 급증하고 자율주행에 높은 관심을 보이고 있습니다. 이렇게 자율주행이라는 단어는 어느새 우리 귀에 익숙한데 운전자 개입이 필요하지 않은 완전 자율주행은 아직도 시간이 걸릴 것 같습니다. 자율주행 선두 기업은 테슬라이지만 기존 자동차 브랜드들도 테슬라를 이어 자율주행 상용화를 위해 최선을 다하고 있습니다. 

 

그런데, 자율주행 뜻은 뭘까요? 자율주행 단계는 어떻게 나뉘며 어떤 특성들이 있을까요? 이 자율주행 단계를 알고 있으면 우리가 현재 투자하고 있는 기업들이 어떤 레벨인지 알 수 있겠죠. 하나하나 같이 지식과 정보를 쌓아볼까요.

 

 

자율주행 뜻

자동차에 쓰이는 자율주행의 뜻은 센서, 카메라, 레이더 및 인공지능(AI)의 조합을 사용하여 사람의 작동 없이 목적지까지 이동하는 것을 의미합니다. 자율주행에는 6단계의 레벨이 있는데 완전 자율주행 차량으로 인정받으려면 차량이 사람의 개입 없이 미리 결정된 목적지까지 이동할 수 있어야 합니다. 

 

 

 

자율주행 자동차 원리

자율주행 자동차는 어떤 원리로 작동하는 걸까요?

 

AI 기술은 자율주행 자동차 시스템을 구동시킵니다. 자율주행 자동차 개발자는 이미지 인식 시스템의 방대한 양의 데이터와 머신러닝 및 신경망을 사용하여 자율주행이 가능한 시스템을 구축합니다. 

 

신경망은 데이터의 패턴을 식별하여 기계학습 알로리즘에 제공됩니다. 이 데이터에는 신경망이 신호등, 나무, 연석, 보행자, 거리 표지판 등 주어진 운전 환경의 다양한 부분을 식별하고 인식한 것들이 포함되어 있습니다. 

 

기존에는 사람들이 일일이 데이터를 입력하고 인식시켜 주는 수동적 시스템이었다면 지금은 테슬라 도조 컴퓨터 시스템처럼 스스로 배우고 인식하는 단계까지 성장했습니다. 이처럼 시스템이 생성하는 모든 데이터를 결합하여 차량 주변의 모든 것을 빠르게 식별한 후 몇 초 안에 빠르게 반응해야 합니다. 이러한 시스템에는 완전 자율 주행이 이루어지도록 성숙도가 중요하며 서서히 그 방향을 향해 진행되고 있습니다. 

 

 

 

 

자율주행 단계를 나누는 6 레벨 

자율주행 기술은 완전 수동인 0단계에서 5단계까지 총 6 레벨로 나뉩니다.

 

자율주행6레벨  출처:NHTSA

 

0단계 (Momentary Driver Assistance)

레벨 0은 수동으로 제어되는 것을 의미합니다. 오늘날 도로에 있는 대부분의 차량이며 자율주행 기술이 전혀 없는 상태를 말합니다. 주행도 사람이 스스로 해야 하고 그에 따른 책임도 운전자에게 있습니다.

• 완전 수동으로 제어

 

1단계 (Driver Assistance)

가장 낮은 수준의  자율주행입니다. 운전자 지원을 위한 단일 자동화 시스템이 있습니다. 예를 들어 크루즈 컨트롤, 차간 거리 유지, 차선 유지 기능 등이 추가된 자동차를 말합니다. 

• 운전자 지원을 위한 단일 자동차 시스템 (크루즈 컨트롤, 차 간 거리 유지, 차선 유지 기능) 

 

 

2단계 (Additional Assistance)

이것은 고급 운전자 지원 시스템 또는 ADAS를 의미합니다. 차량은 방향과 속도 모두 제어할 수 있으며 사람이 운전석에 앉아 언제든지 자동차를 제어할 수 있기 때문에 완전 자율주행에는 미치지 못합니다.

• 고급 운전자 지원 시스템
•  ADAS를 의미
• 방향과 속도 모두 제어할 수 있으며 사람이 운전석에 앉아 언제든지 자동차를 제어할 수 있습니다.
• 테슬라의 오토파이롯 및 GM의 슈퍼 쿠르즈 시스템은 모두 레벨 2에 해당합니다.

 

 

3단계 (Conditional Automation)

레벨 3 차량에는 환경 감지 기능이 있어 느리게 움직이는 차량을 추월할 수 있을 정도로 운전 환경에 입각한 결정을 스스로 내릴 수 있습니다. 하지만 여전히 운전자가 필요합니다. 돌발 상황이 발생해 시스템이 작업을 실행할 수 업을 경우 사람이 제어할 준비가 되어 있어야 합니다.

• 운전 환경에 입각한 결정을 스스로 내릴 수 있는 자율주행 기술
• 운전자가 반드시 필요
• 돌발 상황에는 사람이 대처해야 합니다. 
• 구체적인 자율주행 조건이 필요

 

4단계 (High Automation)

3단계와 가장 큰 차이는 돌발 상황을 차량이 대응할 수 있습니다. 레벨 4 차량은 자율주행 모드로 작동 가능하지만 법률과 기반 시설이 발전할 때까지는 제한된 지역에서만 운행 가능합니다. 일반적으로 최고 속도가 평균 30 mph에 달하는 도시환경에서만 가능합니다. 이를 지오펜싱이라고 하며 현존하는 대부분의 레벨 4 차량은 승차 공유에 맞춰져 있습니다. 

• 여기서부터 진정한 자율주행 단계라고 말할 수 있습니다.
• 돌발상황도 차량이 대응할 수 있지만 운전자에게도 책임이 있습니다.

 

 

5단계 (Full Automation)

레벨 5차량은 사람이 신경 쓸 필요가 없습니다. 레벨 5 자동차에는 운전대, 가속 제동 페달도 없습니다. 지오펜싱에서 자유롭고 어디든 갈 수 있고 숙련된 운전자처럼 운전이 가능합니다. 자율주행 자동차는 전 세계 여러 곳에서 테스트 중이지만 아직 일반 대중이 사용할 수 있는 자동차는 나오지 않았습니다.

• 순수 자율주행 레벨
• 모든 상황에서 자동차가 책임지고 주행하는 기술입니다.

 

 

자율주행 자동차의 이로운 점

차량 안전은 자율주행 자동차의 가장 큰 이점 중의 하나입니다. 4, 5단계 레벨의 자율주행은 충돌로 이어질 수 있는 사고를 예방할 수 있고 자율주행을 통해 임박한 위험을 예상하고 이를 방지해 운전자를 보호하고 지원할 수 있게 됩니다. 단순히 운전자만 보호하는 것이 아니라 자전거 운전자와 보행자 등 서로의 안전에 도움이 될 수 있습니다. 

 

 

자율주행 자동차

현재 자율주행 자동차를 개발 및 또는 테스트하는 회사는 아우디, 포드, 구글, GM, 테슬라, 폭스바겐, 볼보, BMW 등이 있습니다.

 

 

자율주행차의 미래는 유망하고 흥미진진하지만 미국의 주류 생산은 여전히 레벨 2나 레벨 3 정도 수준입니다. 단순히 기술에만 문제가 있는 것은 아닙니다. 레벨 5의 자율주행이 이루어지기 위해서는 온라인 세상에서 안전한 운영을 위해 보안 관련 부분도  에어백, 잠김 방지, 브레이크 등과 같은 물리적 기술만큼 발전이 필요합니다. 실제 자동차 산업의 기술자들은 사이버 보안 개선의 필요성이 시급하다고 지적하고 있습니다.

 

 

 

결론

현재 자율주행 레벨 3까지 달성한 회사들이 늘어나면서 다음 단계인 레벨 4, 5 단계를 목표로 기술 개발을 이어가고 있습니다. 전기 자동차 회사들이 새로운 모델을 출시하거나 기존 상용화된 자율주행 차들도 현재 어떤 레벨인지 분석하면서 향후 어떻게 성장하고 기술 개발을 해 나갈지 지켜봐야 합니다. 

 

미국 주식 투자자들은 단순히 주가의 흐름을 보는 것이 아니라 이와 같은 정보와 지식을 가지고 기업의 전망을 스스로 예측할 필요가 있습니다. 0단계에서 5단계로 뛰어넘을 수 있는 기술은 없다고 해도 과언이 아닙니다. 현재 3단계라면 그다음 4단계, 5단계 올라가는 것은 회사의 역량과 기술력에 따라 시간을 앞당길 수 있을 것입니다.

 

오늘은 제가 관심 있는 것을 공부해 정리한 내용입니다. 자율주행에 관심 있는 여러분에도 도움이 되었으면 합니다.