애플카 2025년 출시 예정? 완전자율주행의 조건은

2021년 11월 18일, 블룸버그는 애플이 완전 자율주행차를 2025년에 출시할 계획을 가지고 있다는 보도를 냈습니다. 이에 따라 애플의 주가가 3% 정도 급등하면서 애플은 다시금 마이크로소프트를 제치고 시가총액 세계 1위 기업 자리를 탈환했습니다. 애플의 자율주행차가 큰 관심과 기대를 받고 있는 것은 애플이 대시보드와 운전자가 없는 레벨 5 자율주행차, 즉 완전 자율주행차를 목표로 하고 있기 때문입니다. 완전 자율주행 차는 어떤 기능과 조건을 갖추어야 가능한 것일까요.

 

 

 

완전 자율주행 자동차(레벨 5), 어떻게 작동하는가

완전 자율주행 자동차 (사진: 언스플래쉬)

완전 자율주행 자동차는 결국 운전자가 따로 없고 차가 A-Z를 모두 스스로 해내야 하는 자동차입니다. 그러기 위해서는 핸들 조작, 엑셀 조작, 브레이크 조작은 물론, 전방주시와 자동차 주변 감지, 그리고 각종 신호, 표지판, 돌발상황을 차량의 소프트웨어가 자체적으로 판단하고 제대로 된 대응을 할 수 있어야 하죠. 이를 위한 기술적 요건들은 아래와 같습니다.

 

 

센서(sensor)들로 차량 주변의 맵(map) 구성 및 유지하기

 

- 레이더(Radar) 센서

레이더 센서는 차량의 여러 부위에 장착되어 차량 주변에서 달리고 있는 다른 차량들의 위치를 파악합니다.

 

- 비디오 카메라(video cameara)

장착된 비디오카메라는 차량 전방을 바라보며 신호등 파악, 도로표지판 분석, 선두 차량 경로 분석, 그리고 혹시 지나가는 행인이나 장애물은 없는지를 파악합니다.

 

- 라이다(Lidar) 센서

라이다 센서는 높은 에너지 밀도와 짧은 주기(frequency)의 펄스 신호(pulse of light)를 생성해서 물성을 관측하고 거리를 측정하는 센서입니다. 이를 통해 다른 차량 및 장애물, 행인과의 거리를 측정하고, 도로 가장자리를 파악하며, 차선을 인식합니다.

 

- 초음파(Ultrasonic) 센서

완전 자율주행차의 바퀴에는 초음파 센서가 위치하는데 이 센서는 커브길을 파악하고, 차량 주차 시에 주변 차량들의 위치를 파악합니다.

 

 

 

센서들이 전해주는 정보를 일괄 처리 및 지시를 내리는 소프트웨어와 직접 주행하는 엑추에이터

 

위의 센서들이 파악해서 가져다주는 각종 정보들은 자율주행차의 소프트웨어(software)로 전달됩니다. 소프트웨어는 이 정보들을 동시다발적으로 처리해서 차량이 앞으로 주행할 경로를 판단하고 차량의 엑추에이터(actuator)로 명령을 내립니다.

 

각종 자율주행코드, 장애물 회피 알고리즘, 예측 분석 모델링, 사물 인식 기술 등이 기능을 수행하면서 이 자율주행차의 소프트웨어가 교통법을 준수하고 장애물을 회피하면서 주행할 수 있도록 합니다.

 

명령을 받은 엑추에이터는 엑셀과 브레이크, 그리고 운전대를 직접 조작하면서 차량을 운전해나갑니다.

 

 

레벨 5 자율주행차로 가기 위한 해결과제는

 

• 라이더(Lidar) 센서와 레이더(Radar) 센서

라이더 센서는 센서의 해상도와 범위의 균형을 아직 제대로 못 맞추고 있습니다. 다시 말해서 만약 도로 위에 다수의 완전 자율 자동차가 운행될 경우 각 차량들의 라이더 센서들이 중복되게 됩니다. 이때 각 라이더 센서들이 서로를 방해할 수 있는 가능성이 있습니다. 게다가 라이더 센서는 특정 주파수를 부여받게 되는데 이 주파수는 무한정한 자원이 아니기 때문에 대량생산 시에 어떤 주파수를 할당하는 것이 적절한지에 대해서도 아직 해결되지 않았죠. 무엇보다도 라이더 센서의 어마어마한 가격 역시 큰 걸림돌로 작용하고 있습니다.

 

• 도로 상황과 법률 체계

도로 상황에서는 불확실성이 높습니다. 자율주행차가 터널이나 다리에서는 어떻게 작동하게 될까요. 혹은 앞차 혹은 뒤차와 접촉사고가 나게 되면 어떻게 작동하게 될까요. 또 완전 자율주행 자동차가 사용화가 된다면 도로에 완전 자율주행차를 위한 차선을 따로 할당을 하는 것이 맞을까요. 혹은 앞으로 30년은 더 사용될 일반 차량들과 섞이게 될 경우 완전 자율기능은 문제없이 작동할 수 있을까요.

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• 기후조건

비바람이 몰아치는 상황에서 자율주행차는 제대로 작동할 수 있을까요. 혹는 눈보라가 치는 환경에서는 어떨까요. 도로 위에 눈이 쌓이게 된다면 차선이 보이지 않게 되죠. 라이다 센서가 그 차선을 읽을 수 있을까요. 도로표지판이나 신호등이 흐릿한 경우가 있을 수도 있습니다. 물이나 안개, 기름이 튀는 등의 경우가 있을 수 있는데요. 이 경우에 전방 카메라가 제대로 신호를 읽고 표지판을 파악할 수 있을까요.

 

 

• 사고 시 책임은

사고 시 책임은 누가 지게 될까요. 자율주행 시스템일까요. 아니면 자율주행 시스템의 제조사일까요. 혹은 탑승자가 져야 할까요. 완전 자율주행차, 즉 레벨 5 자율주행차의 경우에는 차내에 대시보드와 운전대가 없어진다고 합니다. 이 경우에는 확실히 탑승자의 책임은 아니게 될 것입니다. 

 

 

• 자율주행 소프트웨어는 과연 완벽한 판단과 명령을 내릴 것인가

운전을 하다보면 행인과 눈을 마주치거나 행인의 표정과 행동을 보고 브레이크를 밟을지 액셀을 밟을지 판단하는 경우가 있습니다. 혹은 곧 신호가 바뀔 것을 알고는 있지만 맞은편에서 달려오는 차량의 속도가 어마 무지한 것을 보고 잠깐 기다렸다가 그 차가 지나가고 액셀을 밟는 경우도 있죠. 이처럼 때로는 생사를 판가름할 중요한 판단들이 인간 운전자에게서 발휘되는 경우가 많습니다. 자율주행 소프트웨어도 이런 판단들을 잘 해낼 수 있을까요.

 

 

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