자율주행 자동차의 기본

자율주행 자동차란?

자율주행 자동차는 사람의 개입 없이 환경을 감지하고 운행할 수 있는 차량이다. 인간 승객은 언제든지 차량을 통제할 필요가 없으며, 인간 승객은 차량에 탑승할 필요가 전혀 없다. 자율주행차는 자동차가 가는 곳이면 어디든 갈 수 있고, 숙련된 인간 운전자가 하는 모든 일을 할 수 있다. 자동차공학회는 현재 레벨 0(완전 수동)부터 레벨 5(완전 자율)에 이르는 6가지 수준의 주행자동화를 정의하고 있다. 이 수준들은 미국 교통부에 의해 채택되었다. 주행 자동화의 SAE 수준 자율 vs 자동화된 vs 자율주행: 뭐가 다른가? SAE는 자율적인 용어 대신 자동화된 용어를 사용한다. 한 가지 이유는 자율이라는 단어가 전자기계를 넘어서는 의미를 가지고 있기 때문이다. 완전 자율형 자동차는 자각적이고 스스로 선택할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당신은 "일하러 나를 태워다 줘"라고 말했지만, 그 차는 당신을 대신 해변으로 데려다주기로 결정한다. 그러나 완전 자동화된 자동차는 명령을 따르고 나서 스스로 운전할 것이다. 자율주행이라는 용어는 자주, 자율 주행과 호환해서 사용된다. 하지만, 그것은 약간 다른 것이다. 자율주행차는 일부 또는 심지어 모든 상황에서 스스로 운전할 수 있지만, 인간 승객은 항상 존재하고 통제할 준비가 되어 있어야 한다. 자율주행차는 레벨 3(조건부 주행 자동화) 또는 레벨 4(고주행 자동화)에 해당된다. 그들은 어디든 갈 수 있는 완전히 자율적인 5등급 자동차와는 달리 지오펜싱의 대상이 된다. 자율주행차는 어떻게 작동하는가? 자율주행차는 센서, 액추에이터, 복잡한 알고리즘, 머신러닝 시스템, 강력한 프로세서에 의존해 소프트웨어를 실행하며 작동한다. 자율주행차는 차량의 다른 부분에 위치한 다양한 센서를 기반으로 주변 지도를 만들고 유지한다. 레이더 센서는 인근 차량의 위치를 감시한다. 비디오 카메라는 신호등을 감지하고, 도로 표지를 읽고, 다른 차량을 추적하고, 보행자를 찾는다. 라이다 센서는 차량 주변으로부터 빛의 펄스를 튕겨 거리를 측정하고, 도로 가장자리를 감지하며, 차선 표시를 식별한다. 휠의 초음파 센서는 주차 시 커브와 기타 차량을 감지한다. 그런 다음 정교한 소프트웨어는 이 모든 감각적 입력을 처리하고, 경로를 표시하고, 가속, 제동 및 조향을 제어하는 자동차의 구동장치로 지시를 전송한다. 하드 코딩된 규칙, 장애물 회피 알고리즘, 예측 모델링 및 개체 인식은 소프트웨어가 트래픽 규칙을 따르고 장애물을 탐색하는 데 도움이 된다. 자율주행차의 과제는? 전 세계 여러 포켓에서 완전자율(레벨5) 자동차가 시험 운행 중이지만 일반 대중은 아직 단 한 대도 이용할 수 없다. 우리는 아직 그것으로부터 몇 년 떨어져 있다. 난제는 기술적 입법적 문제에서부터 환경적, 철학적인 문제까지 다양하다. 여기 미지의 몇 가지가 있다. 라이다와 레이더? 라이더 센서는 비싸고 여전히 범위와 해상도의 균형을 맞추려고 노력하고 있다. 만약 여러 개의 자율주행차가 같은 도로를 주행하게 된다면, 그들의 라이더 신호가 서로 간섭할 것인가? 그리고 복수의 무선 주파수를 이용할 수 있다면, 주파수 범위가 자율차의 대량생산을 지원하기에 충분할 것인가? 날씨 조건? 자율차가 폭우 속에서 운전하면 어떻게 되는가? 도로에 눈이 쌓이면 차선 구분선이 사라진다. 물, 기름, 얼음 또는 잔해로 인해 표시가 가려진 경우 카메라와 센서는 차선 표시를 어떻게 추적할 것인가? 교통상황 및 법규? 자율주행차는 터널이나 교량 등에서 문제가 생길까. 교통체증이 심할 때 그들은 어떻게 할 것인가? 자율주행차가 특정 차선으로 강등될까. 그들에게 카풀 차선 접근이 허용될 것인가? 그리고 앞으로 20년 내지 30년 동안 여전히 도로를 공유하고 있는 기존 자동차들의 무리는 어떨까? 주 vs 연방규정? 미국의 규제 절차는 최근 연방 지침에서 자율주행차에 대한 주별 의무사항으로 전환되고 있다. 일부 주에서는 승객 없이 운행하는 '좀비차'의 상승을 막기 위해 자율주행차에 대한 마일당 세금까지 제시했다. 국회의원들은 또한 모든 자율주행차는 탄소 무배출 차량이어야 하고 패닉 버튼이 설치되어야 한다는 법안을 제출했다. 하지만 주마다 법이 다를까? 자율주행차로 주 경계선을 넘을 수 있을까? 사고책임? 자율주행차로 인한 사고에 대해 책임지는 사람은 누구인가? 제조사? 인간인가? 최신 청사진을 보면 완전 자율형 레벨5 차량은 계기반이나 핸들이 없어 사람이 탑승하면 비상시에 차량을 통제할 수 있는 옵션조차 없을 것으로 보인다. 인공 vs 감성 지능? 인간 운전자들은 보행자들과 눈을 마주치거나 다른 운전자들의 표정과 몸짓 언어를 읽는 것과 같은 미묘한 단서와 비언어적 의사소통에 의존하여 1초간의 판단을 내리고 행동을 예측한다. 자율주행차가 이 연결을 재현할 수 있을까? 그들은 인간 운전사와 같은 생명을 구하는 본능을 가질 것인가? 자율주행차의 이점은? 편리성과 삶의 질 향상을 위한 시나리오는 무한하다. 노인들과 신체 장애인들은 독립할 것이다. 만약 여러분의 아이들이 여름 캠프에 갔는데 수영복과 칫솔을 잊어버렸다면, 그 차는 그들에게 잃어버린 물건들을 가져다 줄 수 있을 것이다. 당신은 심지어 당신의 개를 수의사에게 차에 태워 보낼 수도 있다. 그러나 자율주행차의 진정한 약속은 이산화탄소 배출량을 획기적으로 낮출 수 있는 잠재력이다. 최근 연구에서 전문가들은 동시에 채택될 경우 자율주행차의 잠재력을 극대화시킬 수 있는 세 가지 트렌드, 즉 차량 자동화, 차량 전기화, 승차공유 등을 확인했다. 2050년까지 이러한 "도시 교통의 3대 혁명"은 다음과 같은 결과를 가져올 수 있다. 교통 혼잡 감소(도로에서 차량 30% 감소), 운송 비용 40% 절감(차량, 연료 및 인프라 측면), 보행성 및 생활성 향상, 기타 용도(학교, 공원, 주민센터) 주차장 무료 이용, 전 세계 도시 CO2 배출량 80% 감소.