자율주행차 운행 프로세스와 자율주행 단계별 특징

테슬라로 필두로 자율주행차가 등장하면서 우리나라의 자율주행차도 레벨 2 수준으로 상용화되고 있습니다. 물론 최종 자율주행 단계를 위해서 많은 R&D 인력들이 노력하고 있는데요. 오늘은 자율주행 레벨별 특징을 알아보겠습니다.

 

자율주행 자동차

 

 

자율주행차 운행 프로세스

자율주행차 운행 프로세스는 크게 인지 → 판단 → 실행으로 구분할 수 있습니다.
첫번째 인지 단계에서는 센서 기술에 기반하여 근거리 및 원거리 물체들을 정밀하게 파악하는데요. GPS, 카메라, 라이더, 레이더 센서를 통해 주변상황(운전가능 영역, 차선), 운행차량(현재 위치, 진행 방향·속도, 가감속), 보행자, 차량상태를 감지하게 됩니다.

두번째 판단 단계에서는 인간 수준으로 주변 환경을 파악하고 운전법 학습을 통해 완성도 높은 운행을 구현하는 단계로 차량주행(차선유지·변경, 좌우회전), 주행제어(경로 및 가감속 결정), 충돌회피(위험판단, 경로 예상, 안전주행)에 대한 의사결정을 실행을 판단해야 합니다.
마지막으로 제어 단계는 인식 및 판단 결과에 따른 자율주행 시스템의 작동는 단계로 각기 다른 영역과 실시간으로 통신하면서 차속 조절, 조향, 제동, 운전자 알림 등에 대해 명령 받은 대로 차량을 제어하며 운행하게 됩니다.

 

미국자동차공학회(SAE)

프로세스는 간단하지만 단 프로세스별로 수많은 데이터를 수집해야하며, 또 이를 자율주행시스템 AI가 정확한 판단을 내려 차량 조향 및 가속, 제동 등 직접적으로 개입해하는데요. 인간의 경우 즉각적 반응으로 운전하지만 시스템의 경우는 위의 단계를 거치는데 아직까진 시간이 걸립니다. 이 시간을 단축하게 되면서 인간과 동일한 수준은 상황을 인지하고 판단한다면 운전자는 직접 핸들을 잡지 않아도 되는 완전한 자율주행단계로 갈 수 있습니다.

 

자율주행 레벨 기준

일반적으로 미국자동차공학회(SAE)가 발표한 자율주행 발전단계를 기준으로 기술이 도입되지 않은 레벨 0에서 완전 자동화를 구현하는 레벨 5까지 6단계로 세분화한 구분하고 있습니다.

• Level 1 운전자 보조 단계 : 주행 시 운전자를 보조하는 수준으로 속도, 차선유지시스템 등 일부 기능만 자동화되며 운전자가 속도와 방향을 항상 통제
• Level 2 부분 자동화 단계 : 특정 조건에서 시스템이 보조 주행 가능, 예를 들어 고속도로 같은 일정한 조건에서 차선 간격 유지, 방향 조정, 가속, 감속 등 운전자를 보조, 운전자는 항상 주변 상황 주시, 적극적으로 주행에 개입
• Level 3  조건부 자동화 단계 : 제한된 조건에서 자율주행이 가능하여 주행 시 운전자의 적극적 개입은 필요 없지만 주변 상황을 주시하면서 돌발 상황 등 자율주행 한계 조건에 도달하면 운전자 개입이 필수적
• Level 4  고도 자동화 단계 : 특정 도로조건에서 모든 안전 제어가 가능하여 정해진 도로 조건의 모든 상황에서 자율주행 가능, 단, 악천후 등 특정 상황에서는 운전자가 개입하므로 주행 제어 장치 필요
• Level 5 완전 자동화 단계 : 운전자를 대신하는 단계로 운전자가 불필요하며 탑승자만으로 주행이 가능한 단계, 탑승자는 목적지만 입력하면 시스템이 모든 주행 담당, 방향 조작이나 가속 감속을 위한 제어장치 불필요

 

자율주행 단계별 특징

구분	운전자 보조 기능			자율주행 기능
	레벨 0	레벨 1	레벨 2	레벨 3	레벨 4	레벨 5
운전자 관여도
특징	자율주행 아님	운전자 지원	부분 자동화	조건부 자동화	고도 자동화	완전 자동화
운전주시	항상 필수	항상 필수	항상 필수	시스템 요청시	작동구간 내 필요없음	전구간 필요없음
자동화 구간	해당 없음	특정구간	특정구간	특정구간	특정구간	전구간
자율주행 사례	사각지대 경고센서	차선유지, 오토 크루즈 기능 등	차선유지, 오토 크루즈 기능 등	혼잡구간 주행지원 시스템	지역 무인택시	운전자 없는 완전자율주행

자료 : SAE 및 국토교통부

 

 

최근들어서는 자율주행 레벨 3단계 차량도 양산이 확대되고 있으며, 레벨 4 역시도 일부 상용화하고 있습니다. 다만 자율주행 레벨을 올리기 위해서는 많은 데이터 축적이 필요한데 이 부분은 우리나라 보다 미국이나 중국에서는 누적된 데이터 양이 방대하기 때문에 우리나라 자동차사에도 보다 많은 자율주행에 대한 테스트가 적극적으로 필요하다고 생각됩니다.

더욱 미국, 중국은 현재 무인 시범운행을 통해 지속적으로 데이터를 축적하는 반면 우리나라는 아직까지는 무인 테스트는 허가 받지 못하는 상황으로 이 간극을 줄이는게 우선적으로 필요하지 않을까 생각합니다.