자율주행 자동차 :: ADAS 기술이란 무엇인가?

자율주행 자동차가 눈앞의 현실로 다가오고 있습니다. 기존에는 단순한 이동수단에 불과했지만, 이젠 삶과 휴식의 공간으로 자동차 패러다임이 바뀌고 있습니다. 이것을 가능하게 해주는 것이 바로 ADAS라는 기술입니다. 그럼 ADAS는 어떤 기술이길래 자율주행을 가능하도록 해줄까요? 이번 포스팅에서는 자율주행 자동차와 ADAS 기술에 대해서 한번 알아보도록 하겠습니다.

 

 

자율주행 등급

미국 자동차공학회 SAE(Society of Automotive Engineers)에서 자율주행 등급을 0~5단계로 구분하고 있습니다. 사람과 자율주행 시스템이 차량 운행에 관여하는 비율에 따라 등급이 구분됩니다.

 

 

자율주행 단계

 

0단계는 자율주행 시스템이 제어할 수 없는 오직 사람이 운전해야 하는 단계입니다. 레벨 1~3 기본적으로 사람이 운전하되 특정조건에서 자율주행 시스템이 보조해주는 단계이며, 4단계는 자율주행 시스템에 의해 주행하지만 그렇지 않은 예상치 못한 험한 경로에서 제어 범위를 벗어나는 특정 경우에만 사람이 주행하게 될 수도 있는 단계입니다. 마지막 5단계는 사람이 운전할 필요 없는 완전한 자율주행 모드라고 할 수 있습니다.

ADAS 란?

ADAS는 Advanced Driver Assistance System의 약자입니다. 용어 그대로 운전자 보조 시스템이죠. 스스로 주변환경을 인식하고 판단을 내림으로서 운전자를 도와주는 시스템이 ADAS입니다. 

 

자율주행과 ADAS는 다른 개념이다?

도대체 무슨말일까요? 분명 자율주행을 위해서는 ADAS가 없어서는 안 될 중요한 기술인데 다른 개념이라니요? 엄밀히 말하면 자율주행과 ADAS의 개념과 목적에는 분명한 차이가 존재합니다.

 

구분	ADAS	자율주행
목적	운전자를 보조/지원	운전자를 대체
자율주행 단계	1~3단계	4~5단계

 

'ADAS'는 운전자가 최소한의 조작으로 주행할 수 있게 보조하는 역할을 하는 기술입니다. 하지만 '자율주행'은 운전자를 완전히 대체하는 단계를 목표로 하기 때문에, ADAS를 넘어서는 개념이라고 할 수 있습니다. 요약하면 "ADAS는 자율주행을 위한 선행기술이다."라고 할 수 있겠네요.

 

ADAS의 핵심기술 : 센서

 

ADAS 기술은 다음과 같이 크게 세가지 영역으로 나눌 수 있습니다.

 

∙ 인지 영역

카메라(Camera), 레이더(Radar), 라이더(Lidar), 위치 측정(GPS), 자이로스코프(속도, 방향 변화 측정) 등의 센서를 통해 도로, 교통신호, 주변 장애물을 인지하는 역할을 합니다.

 

∙ 판단 영역

인지영역에서 받아들인 정보들을 분석하고 상황을 판단하여 차량의 움직임에 명령을 전달하는 뇌와 같은 역할을 합니다. 소프트웨어나 ECU(전자제어장치) 등이 해당된다.

 

∙ 제어 영역

판단 영역에서 전달된 명령을 수행하기 위한 차량의 기능적인 부분에 해당됩니다.

 

이 중에서도 인지영역인 '센서'에 대한 부분이 중요하다고 할 수 있는데, 기상조건 도로환경 등 어떤 조건에서도 운전자 대신 외부환경과 사물을 인식할 수 있느냐 없느냐에 따라 어느 정도 자율주행이 가능한지가 결정되기 때문입니다. 그럼 ADAS의 주요 인지 기술에는 어떤 것들이 있는지 알아보겠습니다.

 

레이더(Radar)

레이더(Radio Detection And Ranging, Radar)는 전자파를 쏘아 어떤 물체에 부딪혀 돌아오는 반사파의 거리, 속도, 방향 등을 측정하여 대상을 인식하는 시스템입니다. 특히, 레이더는 악천후 등 열악한 기상조건에 강하다는 것이 특징이며, 여러 환경적인 조건에서 카메라보다 안정적이고 효과적입니다. ADAS에는 단거리 레이더(SRR), 중거리 레이더(MMR), 장거리 레이더(LRR)로 나누어 적용되고 있습니다.

 

라이다(LiDAR)

라이다(Light Detection And Ranging, LiDAR)는 레이더와 기본원리는 같으나 전파 대신 레이저 형태의 광신호를 사용한다는 점에서 차이가 있습니다. 특히 라이다는 외부의 공간정보를 3차원 형태로 인식할 수 있는 기술로서, 일반 비전 센서로는 구분하기 힘든 보행자도 우수하게 인식 가능하는 점에서 그 중요성이 더욱 부각되고 있는 상황입니다. 라이다의 파장은 905nm, 1550nm 두 가지 대역으로 나뉘는데, 905nm의 파장은 가격이 싸고, 소모전력이 낮 은반면에 눈, 비, 안개와 같은 기상조건에서 성능이 떨어집니다. 물론 1550nm 파장대역으로 높이면 악천후에서의 성능을 올릴 순 있지만, 가격이 비싸고 소모전력이 높아진다는 단점이 있습니다.

 

초음파(Ultrasonic wave)

초음파도 센서의 역할을 하지만, 고난도의 자율주행 기술이라고 보긴 어렵습니다. 그만큼 간단하고 저렴한 센서로, 이미 차량의 후방감지나 주차센서로 많이 사용되고 있습니다. 초음파 센서의 작동원리는 인간이 듣지 못하는 주파수 영역대의 음파를 발생시킨 후 반사되어 돌아오는 시간을 통해 거리를 측정하는 원리입니다. 다만, 음파는 빛보다 느리기에 상대속도를 측정하는데 한계가 있으며, 측정거리도 5m 이하로 짧기 때문에 빠른 주행 상태에서 적용하기보다는 주정차시의 센서로 많이 사용됩니다.

 

 

카메라(Camera)

카메라는 다른 센서들에 비해 정밀도가 떨어지고, 기상조건에 영향을 많이 받지만 색상 및 형태 정보를 식별할 수 있는 유일한 센서라고 할 수 있습니다. 도로표지판 정보를 파악하는데 이상적이고 보행자, 오토바이, 자전거 등의 물체를 분류할 수 있는 해상도는 충분히 가지고 있는 데다가 매우 저렴하다는 장점이 있어 많이 사용되고 있습니다.

 

이렇게 자율주행 자동차에 없어서는 안 될 ADAS 기술에 대해서 알아보았습니다. 전 세계적으로 자율주행 자동차 및 ADAS 산업이 급속도로 성장하고 있습니다. 전기차와 수소차도 먼 미래의 일처럼 느껴졌는데, 이미 상용화가 시작되었습니다. 그렇다면 이제, 다음 주인공은 자율주행 자동차가 아닐까요?