Nikkei Automotive 2020-05-13
자율주행 레벨3 해금이 국제적으로도 다가오면서 몇몇 자동차 회사들은 실용화를 위한 노력을 가속화하고 있다. 의욕적인 곳은 독일 다임러, BMW, 혼다, 중국의 충칭 창안자차다. 고속도로 정체 시 동일 차선 내 저속주행부터 단계적으로 고도화될 예정이다. 이번에는 다임러와 BMW의 대처를 소개한다.
일본에서의 자율주행 레벨3 해금을 시작으로 국제적으로도 이 해금이 다가오고 있다. 이에 따른 자동차 회사에서도 자율주행 레벨3 실용화를 위한 노력을 가속화하고 있다. (표)
주1) 국제연합 유럽경제위원회(UNECE) 산하 ‘자동차기준조화세계포럼(WP29)’의 전문 분과회 중 하나인 ‘GRVA(자율주행전문분과회)’가 2020년 3월 ‘자동차로유지시스템 관련 차량 인가와 관련한 조화규정’이라는 새로운 UN규칙 제안서를 완성한 것은 전전회, 지난번에도 소개한 바와 같다. 이미 도로교통법 개정을 마친 독일이 일어날 가능성이 높다.주 2) 중국에서도 국가표준의 정비가 진전된다. 중국 충칭창안자차와 중국자동차기술연구센터(China Automotive Technology and Research Center, CATARC)가 자동차 자율주행 수준 분류(Automobile Automatic Driving Classification)에 관한 국가표준 책정을 주도하고, 이 표준이 중국 국가자동차표준화기술위원회(National Technical Committee of Auto Standardization, NTCAS) 심사를 통과해 2020년 안에 정식 공포될 전망이다.주 3) 메이지 대학 전임 교수 나카야마 코지씨에 의하면, 미국에서는”제네바 도로 교통 조약은 마차나 내연 기관(ICE)차를 전제로 했다. 자율주행은 이 조약의 대상에서 제외되며 진행해도 될 일’이라는 해석으로 주별로 법제화를 추진하고 있다.
<표> 주요 자동차회사의 자가용 자율주행 기술개발계획과 상황레벨 3 자율주행기술 개발에서는 Daimler, BMW, 혼다, 충칭창안자차가 의욕적.
대표주자가 Daimler, BMW, 혼다, 중국 충칭 창안자동차다. Daimler와 혼다는 고속도로 정체 시 동일 차선 내 저속주행에서 소정의 조건을 충족하면 레벨3 자율주행이 가능한 자가용 구현을 목표로 한다. BMW는 고속도로 차선 변경도 수반되는 130km/h까지의 주행을 대상으로 레벨3 자율주행 실현을 목표로 한다. 다만, 동사는 법 규제나 국제 기준의 동향에”크게 의존한다”고 하고 있어 실용화에 있어서는 동일 차선의 저속 주행으로 좁혀 올 가능성이 높다고 보여진다. 다임러는 2020년대 초, BMW는 2021년 레벨3 자율주행차 시장 투입을 계획했고 혼다는 2020년 내 이 기술 구현을 예정하고 있다. 주4)
주4) 일부 보도에 따르면 혼다는 2020년 여름 일본을 위해 세단 ‘레전드’의 레벨3 자율주행차를 투입할 계획이라고 보도한 바 있다. 다만 혼다는 본 기사 집필 당시 “2020년 내 레벨3 기술을 실현하겠다”고 했었다. 반대로 2020년 5월 12일 혼다 사장인 요시다 씨는 자율주행 레벨3 대응 차종에 대해 “2020년 안에 출시로 이어지면 된다”고 말했다.
한편 장안자동차는 고속도로 한정 여부를 밝히지 않았지만 40km/h까지 정체 시 저속주행에 대해 자율주행 가능한 레벨3 자가용 양산을 2020년 안에 시작한다. 자율주행 레벨3 양산차 1호가 될 수 있다.이와 같이 레벨3의 자율주행에서는 우선 고속도로를 대상으로 동일 차선내의 저속주행으로 좁혀 실용화. 그 위에 차선변경을 수반하는 케이스나 고속주행을 포함함으로써 적용범위를 넓혀가는 단계적인 스텝업이 주류가 될 것으로 보인다.
레벨2 기술을 단계적으로 레벨3 로다임러가 2020년대 초반 실용화를 위해 개발을 진행하고 있는 것이 레벨3 자율주행 시스템 ‘DRIVE PILOT’다.(그림1) 이 회사는 주를 넘는 고속도로와 같이 완전히 출입을 제한한 고속도로에서 정체시 등의 조건부로 레벨3 자율주행차의 실용화를 목표로 한다고 한다.
<그림 1> 다임러가 자율주행 기능 시험에 사용하는 차량 메르세데스-벤츠 S클래스를 기반으로 한 것. 독일, 중국, 호주, 남아프리카, 미국에서 시험을 실시하고 있다.
그 자율주행의 조건으로 삼는 것은 환경조건이 그것을 허용하는 것, 도로의 고정밀 지도가 있는 것이다. 아울러 해당 국가가 자율주행을 허용하는 법 규제를 시행하고 있다는 점을 들 수 있다.
레벨 3의 DRIVE PILOT에서는 운전자가 소정의 조건 하에서 운전행위를 DRIVE PILOT에 상속할 수 있다. 이후에는 편안하게 비운동 행위에 의식을 가질 수 있다고 한다.고속도로에서 이탈하거나 충돌이 다가오는 등 평소와 다른 상황이 발생했을 때나 기능불량이 발생했을 때 드라이브필롯은 운전으로 복귀하라고 운전자에게 경고하고, 운전자가 운전에 복귀할 때까지 차량을 계속 제어한다. 운전자가 운전을 계승하지 못할 경우 자동으로 정차해 해저드 램프를 점등시킨다.
레벨 3의 DRIVE PILOT에 탑재하는 센서는 스테레오 다목적 카메라(프론트 윈도우 안쪽), 다목적 카메라(리어), 장거리 LIDAR(프론트 좌측 우측 모서리, 리어), 초음파 센서, 도로 습기 센서(타이어 주변), 전방위 카메라(전후, 미러 아래), 운전자 감시 카메라(그림 2). 이에 더해 마이크와 고정밀 자동차 위치 특정 시스템(백앤드 정보 서비스, 고정밀 지도)을 탑재한다. 다른 센서를 오버랩시킴으로써 인식 능력의 신뢰성을 높인다. 여기에 조타, 제동, 전력 공급을 다중화해 안전성과 신뢰성을 높인다.
<그림 2> 레벨 3의 DRIVE PILOT의 주변 감시용 센서 다수의 센서를 사용하여 인식 능력과 신뢰성을 높인다. 또 마이크와 고정밀 자동차 위치 특정 시스템을 탑재해 조타, 제동, 전력 공급을 다중화했다.
이와 같이 레벨 3의 DRIVE PILOT는 우선 한정적인 시스템이 된다. 그러나 이 회사는 고도화운전자보조시스템(ADAS)처럼 시간이 지남에 따라 더 많은 교통환경에서 사용할 수 있도록 확장해 나갈 것으로 알려졌다.
이 회사는 “많은 사람들이 일반적으로 운전을 좋아하지만 보통이 아니다. 예를 들면, 일의 왕복 정체기가 그렇다. 나아가 (레벨3가 제공하는) 조건부 자율주행은 주행 중 운전자에게 새로운 자유를 준다. 예를 들어 운전자는 차내에서 휴식을 취하거나 사교적으로 교류하거나 일을 할 수 있다. 쉽게 말해 교통사고를 줄이기 위해 길을 이동하는 사람들의 스트레스를 줄이고 즐거움과 생산성을 높인다. 이 기술은 높은 수용성이 있는 것이라고 생각한다」라고 한다.
항공기에 버금가는 다중화를 목표로 하지만 BMW가 2021년 시장 투입을 계획하고 있는 게 이 회사 최초의 레벨3 대응 차량 ‘iNEXT’다.(그림3) 그 개발에 있어서, 동사는 안전성을 가장 중시하고 있다고 한다.
<그림3> BMW 레벨3 자율주행차 iNEXT의 프로토타입 iNEXT는 2021년 시장 투입을 계획하는 BMW 최초의 레벨3 대응차
그 때문에 동사가 강하게 의식하고 있는 것이 다중화이다. 항공기에 버금가는 다중화를 이루기 위해 조타와 제동 등 차량의 모든 안전 관련 부품에 백업을 갖게 한다. 센서는, 카메라, 레이더, LIDAR, 초음파 센서 등 합계 30개 이상을 탑재.자율주행용 ECU(전자제어유닛)도 다중화한다.이 회사는 이들 센서 일부와 자율주행용 ECU를 2020년 1월 개최하는 전시회 ‘CES 2020’에 출전했다.(그림4) 주변 감시용 카메라와 레이더 외에 LIDAR을 전방 감시용으로 사용함으로써 다중화를 높인다.
<그림 4> iNEXT에 탑재될 것으로 보이는 센서의 일부와 자율주행용 ECU(a) 전방 감시용 LIDAR(Innoviz Technologies 제품), (b) 카메라 모듈(Aptiv 제품), (c) 밀리미터파 레이더(Continental 제품), (d) 메인 자율주행용 ECU(Aptiv 제품), (e) 백업 자율주행용 ECU(Aptiv 젬)
LIDAR은 이스라엘의 Innoviz Technologies 제품. 근적외선 레이저광을 주사하는 기구에 MEMS를 사용하는 Mechaless형으로 저비용화를 도모하고 있는 점이 특징이다. 가격은 양산 시 1000달러 안팎으로 전망한다.
카메라 모듈에는 미국 Aptiv 제품의 “화상처리 칩리스” 타입을 채용한다. 통상 차량용 카메라 모듈은 CMOS 이미지센서와 렌즈, 화상처리칩 등으로 구성한다. 화상처리칩을 생략하고 CMOS 이미지센서와 렌즈만으로 구성해 소형화를 꾀하고 있어 탑재 자유도가 높다. CMOS 이미지 센서에서 취득한 데이터는 직접 자율주행용 ECU로 전달한다.자율주행용 ECU는 메인과 백업 모두 Aptiv 제품(주5). 메인 자율주행용 ECU는 SoC(Systemona Chip)로 이스라엘 Mobileye의 5세대 제품 Eye Q5(2021년 3월 양산 개시 예정) 2개를 탑재한다. 타사 SoC도 갖추는 것으로 연산 처리 능력을 높이고 있는 것으로 알려졌다.
주5) ECU의 케이스에 “DELPHI”의 문자도 있었다. 이는 미국 델피오토모티브가 2017년 12월 고도화운전자보조시스템(ADAS)과 자율주행을 위한 소프트웨어 등을 다루는 부문을 Aptiv로 분사했기 때문이다.
BMW는 레벨3 실현을 위한 한 가지 과제로 필요한 차량용 컴퓨터의 연산처리 능력이 현행 제품의 능력을 훨씬 넘는 점을 꼽는다. 대량의 데이터 입력을 안전하고 쾌적한 운전전략으로 변환하는 것이 중요하기 때문이다.메인 ECU에서는 더욱 소비전력 증대에 대응하기 위해 수냉냉각기구를 채용한다. 한편, 백업 ECU에서는 메인 ECU보다 처리 성능을 억제한다. 만일의 경우에도 안전하게 정지할 수 있도록 하는 역할을 맡으면 되기 때문이다. 이 ECU는 공랭을 이용한다.이 회사는 레벨3 자율주행과 관련해 “오늘 이미 편안함과 안전성 향상으로 이어지는 레벨2 시스템에 대해 고객들로부터 매우 긍정적인 피드백을 받았다. 레벨 3 시스템은 편안함을 다른 레벨로 끌어올린다. 우리는 제품 라인업인 iNEXT에 이은 레벨3 시스템 전개에 대해 매우 낙관적으로 보고 있다고 말했다.
주6) BMW는 iNEXT와 함께 도시지역 저속주행을 대상으로 한 레벨4 자율주행차 테스트 프릿을 펼칠 생각이다. 또 이 회사는 다임러와 레벨4 자율주행 기술 개발에서 손잡고 2024년 양측이 각각 공동으로 개발한 기술을 담은 차량 시장 투입을 계획하고 있다.
#자율주행,#레벨3,#BMW,#다임러,#혼다,#Autonomous,#자율주행