‘자율주행차 시대’를 만들 센서융합 측위 기술 짱이네

우리 회사는 2021년 양산되는 고속 도로, 자율 주행 시스템에 사용되는 카메라, RADAR, LiDAR센서 개발에 매진하고 있다. 그 중에서도 위성 항법 시스템을 기반으로 위치 정밀도를 수십 센티미터 수준으로 향상시키는 센서 융합 측위 기술을 소개합니다.작가 김동욱 혼다조사원(DAS 제어설계팀) 일러스트 조성호

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오래전부터 개발되어 온 측위 기술

위치측정(Localization) 기술은 GPS와 같은 항법센서를 통해 획득한 정보로 위치를 파악하는 기술이다. 이러한 기술은, 근년과 같은 최첨단의 위성 항법 측위 기술의 개발에 매우 많은 툴을 활용해 개발되어 왔다.우리 조상들은 대양으로부터 늘 그랬던 것처럼 별의 위치를 육분의(2점 사이의 각도를 정밀 측정하는 광학 기계)에서 측정하고 자신의 위치를 파악했다. 그러나 관측자의 능력에 따라 큰 오차가 있었고 기상조건에 따라 측위 자체가 불가능한 문제가 있었다. 그 중, 전파 기술의 발달에 의해 이것을 활용한 전파 측위 시스템이 개발되어 가장 최근에는 첨단 전자 기술과 우주 공학의 발달에 의해 완벽에 가깝다고 할 수 있는 위성 항법 시스템(GPS)이 실용화되었다. 그 결과 측위 기술은 현대인의 필수품이라 할 수 있는 휴대전화에 적용됐으며 내비게이션을 통해 우리 일상에서 널리 쓰이고 있다.

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하나 990년대부터 측위 기술의 적극적으로 적용하고

측위 기술이 차량에 적용되기 시작한 것은 한 960년대이다. 그러나 이 시기 측위 기술은 정확도가 떨어졌고 사용자도 극소수였다.본격적으로 차량에 적용된 시기는 한 990년대 국가에서도 일 997년에 일을 내비게이션 프로그램이 만들어졌다. 이 프로그램은 목적지를 설정하면 현재 위치에서 목적지로 가기 위한 최단경로 정보를 제공하고, 현재는 이곳에 IT 기술이 포함되어 때때로 교통정보를 수신하고, 최단시에 경로정보를 제공하는 수준에 이르고 있다.그러나 측위의 관점에서 보면 현재의 기술은 아직 차량이 어느 도로에 있는지 파악 할 정도이며 이는 약 한 0m이상의 위치 오차를 담고 있다. 이 성능은 기존 내비게이션 기능을 수행하기에 충분하지만 최근 대두되고 있는 자율주행이 요구하는 성능에는 못 미칩니다.

자율주행의 필수조건, 센서 융합 측위기술

자율주행을 위한 측위 시스템은 차량이 도로의 몇 차선에 위치하는지 판단할 수 있어야 합니다. 물론 위성신호를 방해하는 도로구조물(빌딩 방음벽 터널 등)이 없는 곳이라면 위성항법시스템만으로도 요구 성능을 만족시킬 수 있다. 그러나, 차량을 사용하는 환경에는 많은 빌딩의 숲이나 터널이 존재하기 때문에, 위성항법 시스템만으로는 차선 레벨의 위치 정보를 획득하는 것은 불가능하다. 즉 자율주행을 위해서는 이를 보완하는 기술이 필요하며 학계와 작은 기업들은 이 문제에 대한 답을 센서융합측위기술에서 찾고 있다.그림 1개는 센서 융합 측위 기술이 어떤 방법으로 작동하는지를 과인하고 있다. 이 기술을 위해서는 도로의 구조물과 차선에 대한 정보를 가진 고정밀 지도가 필요하다. 이런 지도는 사전에 고가의 인지 센서(3D라이더, 카메라, DGPS)가 장착된 특수 차량을 이용하여 제작되는.

고정밀 지도를 기반으로 한 신기술

센서 융합 측위 기술은 고정밀 지도를 기반으로 한다. 현재 차량 주변의 고화질 지도정보를 호출해 실시간으로 주행하면서 수집한 센서 정보를 비교해 차량 위치를 보정하는 방식이었다. 이 때 비교에 사용되는 센서정보는 전방카메라와 어라운드뷰 카메라로 획득한 차선, 정지선, 도로표지정보와 RADAR, LiDAR 등에서 얻은 도로구조물에 관한 정보였다. 센서 융합 측위 시스템은 요정보를 활용해 위치 정밀도를 수십 센티미터 수준으로 향상시킨다.현재 우리 회사에서는 센서 융합 측위 기술 개발 때문에 고속 도로 및 1반 도로 약 300km정도의 구간의 고 정밀 지도를 구축하고 이 구간에서 실제 차량 시험을 진행하고 있다. 그래서 이 시험을 위해 작년에 자동차 부분품 회사에서 처음으로 자동 운전면허를 취득했습니다.

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