[리포트·정보] 자율주행, 과속은 없다 / 2~3. 완전자율주행 가능성과 향후 10년 자율주행 레벨

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안녕하세요 🖐🖐🖐

주린이 루루입니다 😆😆

이번에는 지난 번 포스팅 '갈림길에 놓인 자율주행'에 이어서 진행하도록 하겠습니다.

Automated Driving vs. Autonomous Cars

레벨 4~5단계는 운전자가 승객이 되는 때, 레벨 3는 회색영역

2010년 초부터 중반까지 많은 자율주행 기업들은 자율주행 기술에 대한 공격적인 타임라인과 과감한 발언을 해왔으나, 최근 잇따른 자율주행 사고 사례 발생으로 자율주행 기술에 대해 보다 현실적이고 실용적인 전망으로 입장 변화가 있었습니다. 레벨 3에서 레벨 5 기술 구현은 산업계가 생각했던 것보다 훨씬 더 어려운 과제로 재평가 받고 있으며 2019년까지 레벨 3 이상의 자동화를 추진한 적이 있는 기업들은 이후 롤 아웃(신제품 출시와 같은) 규모를 축소하거나 완전히 제거하고 있습니다. 자율주행 단계에 따라 1~2단계는 운전자의 개입이 필요하며 4~5단계는 운전자 없이도 운행이 가능한 수준인데 레벨 3은 수축되거나 모호한 회색 영역이라고 할 수 있습니다.

방대한 자율주행 데이터 축적 필요

자율주행 테스트 업체는 매년 증가, 데이타 축적이 부족한 업체들의 자율주행 끊김 현상 잦아

스타트업이 가장 활발한 미국 캘리포니아주에서 자율주행차를 테스트 중인 업체는 매년 증가 추세를 보고 있는데 자율주행 테스트 업체수가 늘어나면서 자율주행차량 사고 건수도 비례해서 증가하고 있습니다. 캘리포니아 자율주행 강제 해제 보고서(2017)를 보면 Waymo와 GM cruise 정도만이 의미 있는 주행데이타를 축적했고, 자율주행 강제 해제 건수도 적었지만 주행 데이터 축적이 적은 업체들은 자율주행 끊김 현상이 자주 발생했습니다.

레벨 3 수준이 되려면 갖춰야 하는 12가지 요건

사용자 지원(정보, 네이밍과 사용자 책임) : 자율주행 시작 전에 운전자가 자동주행의 시스템 기능과 역할, 의무를 이행하는지에 대한 확인 및 검증
로케이션 특화 : ODD(운행설계범위) 조건이 유지되는 동안에만 자동주행이 가능하도록 조건이 충족되는 시기를 정확하게 식별하고 언제 종료될지를 예측할 수 있어야 함
안전주행(자동주행 시스템의 역량과 동작) : 자율주행 시스템은 ODD 내 모든 운전 테스트를 안정적으로 수행할 수 있어야 하고 다른 도로사용자와 예측가능하게 상호작용하며 도로교통법규를 준수해야 함. S/W 업데이트로 시스템 특성 또는 역량 변화 시 규제에 대한 승인을 받아야 함.
사용자 모니터링 : 사용자가 자율주행 시스템을 활성화하는 시점부터 주의력 상태를 감시해야 함. 안전한 제어권 반납을 위한 최상의 전략 결정을 위해 활용
2차 Task : 운전 중 모바일폰 사용과 같은 주의력을 분산시키는 2차 Task는 현재 법으로 금지되어 있음. 계획된 제어권 반환의 경우엔 부가적인 2차 Task는 허용될 수 있음.
자동주행의 시작 : 자동주행은 ODD 조건이 충족되고 자가진단 시스템이 자동주행 시스템 상태를 확인해 운전자와 함께 적절한 상황일 경우에만 가능
자동주행 사용 : 자동주행이 차를 제어하는 동안 사용자는 적절한 2차 Task를 수행할 수 있지만 사용자 모니터링은 적절한 시간에 제어권이 반환될 수 있도록 사용자 주의력을 관리해야함.
자동화의 종료 : 자동주행은 여러 이유로 종료될 수 있음. 계획된 제어권 반환의 경우, 정적 ODD 조건에 접근할 때에 자동주행 시스템이 제어권 반환을 시작해 운전자가 DDT(동적주행)와 재결합할 수 있는 충분한 시간을 제공함. 계획되지 않은 제어권 반환의 경우엔 시스템이 운전자가 즉각적으로 DDT와 결합될 수 있도록 경고 프로세스를 시작해야함.
충돌 보호와 회피 : 차량에는 운전 도메인에서 예측 가능한 모든 중요 상황에 대응할 수 있는 긴급 충돌회피 기술이 장착돼 있어야 함. 긴급 충돌회피 기술은 자동주행 시스템이 작동할 때 함께 작동해야 하고 차량은 최첨단 수동안전 시스템의 보호가 요구됨.
사이버 보안 : 자동주행 시스템은 취약성과 사이버 침입의 결과를 최소화하도록 설계, 개발 및 유지되어야 함.
충돌 데이터 : 차량 제조업체는 자동주행 시스템과 인간 운전자 간 누가 통제권을 갖고 충돌이 발생했는지에 대한 최소한의 데이터 세트를 보험사에게 제공해야하며 데이터는 모든 충돌 및 긴급 시스템 개입 상황을 기록해야 함.
지속가능성 : 긴급 충돌회피 시스템은 센서 성능 저하에 대해서 10년 이상 전체 기능 성능을 유지해야만 함. 소프트웨어 시스템은 10년 동안 완전한 기능을 지원해야 하는데 시스템은 경미한 손상을 입더라도 시스템이 자가 치유될 수 있도록 설계돼야 하고, 결함이 감지되면 디스플레이에 시현할 수 있어야하며 안전한 긴급 충돌회피 시스템 기능을 검증하려면 정기적인 기술 검사가 필요함.

TIP

주행 환경 모니터링과 이러한 물체 및 사건에 대한 적절한 대응을 수행하는 동적 주행(Dynamic Driving Task, DDT)

점진적인 자동화 및 소프트웨어 아키텍처로 접근 방식 변화

테슬라, 중앙집중식 도메인 제어를 통한 무선 업데이트(OTA)로 향상된 오토파일럿 기능 구현

테슬라의 가장 큰 장점 중 하나는 소프트웨어 업데이트를 통해 차 구매 후에도 향상된 기능을 경험할 수 있다는 점입니다. 특히 동일한 하드웨어 제품군을 활용하여 새로운 ADAS(지능형운전자보조시스템, Advanced Driver Assistance Systems) 기능을 지속적으로 활성화하고 기존 오토 파일럿 기능을 개선할 수 있다는 것이 최대의 강점입니다. 3세대 오토파일럿(AP 2.0, 2.5, 3.0 또는 Full Self Driving)을 거쳐왔지만 센서 구성은 카메라 8대, 레이더 1대, 초음파센서 12대로 동일합니다. 소프트웨어로 정의되는 자동차 변화의 핵심은 도메인을 중앙 집중식 컴퓨터 아키텍처로 통합하는 것인데 이 아키텍처는 차량에 새로운 소프트웨어 코드의 OTA(Over-the Air) 배포를 사용하여 기능을 구현하고 있습니다. 앞으로의 차별화는 더 이상 기존 하드웨어가 아니라 소프트웨어 및 고급 전자장치로 구동되는 사용자 인터페이스 및 경험 요소에 있다고 할 수 있습니다.

향후 10년 자율주행 레벨 2~3이 주류

2030년 레벨 2 이상 자율주행 보급 비중 과반수 이상 전망

2025년부터 레벨 3~4 이상 자율주행 적용 도입기로 예상되며 2030년부터는 레벨 2 이상 자율주행 차종이 신차의 절반 이상으로 확대될 전망입니다. 그리고 2035년에는 레벨 4 이상 비중이 신차의 19%에 달하면서 MaaS 사업자 주도 시장이 열릴 전망이지만 레벨 4 이상부터는 로보택시, 무인픽업 차량 개념으로 발전하는 것이므로 생각보다 지연될 가능성이 높다는 게 업계의 중론입니다.

TIP

MaaS는 Mobility as a Service의 약자로 모든 이동수단을 하나의 서비스로 보고 이를 통합해 경로 검색 및 비교, 예약과 비용 결제까지 단일 플랫폼에서 이루어질 수 있도록 하는 시스템입니다. 사용자는 하나의 서비스 안에서 모든 교통 수단을 비교해 최적의 이동 경로를 선택할 수 있게 됩니다.

레벨 2+ 이상 자율주행 차량 출시 앞두고 보험 규정 등 변화

국토부가 레벨 3 자율주행차에 대한 안전기준을 도입했는데 레벨 3 자율주행차 출시를 앞두고 운전자의 책임 원칙을 자율주행차에도 적용하고, 차량 결함으로 인한 사고 보험금 지급시 손해배상 책임자에게 구상하도록 규정했습니다. 국토부의 자율주행 안전기준 마련은 현재 선행기술 단계인 레벨 3 자율주행을 본격화하고 레벨 4 자율주행 상용화를 위한 규제를 풀었다는 의미가 있습니다. 미국은 17개 주에서 레벨 3 이상의 자율주행 운행을 허용했고, 영국/프랑스/독일 등 유럽 주요국가에서도 공공도로에서 레벨 3 시험주행을 허가했습니다.

자율주행 레벨 2+ 이상 차종 출시 증가

마치며

자율주행 시장 환경 변화에서 주목할 만한 것은 25년까지는 Lv2가 20%까지 성장하며 카메라/레이더의 시장 진입 및 경쟁에 대해서 주목하고, 30년부터는 Lv2~3가 50%를 넘어가기 때문에 기존의 카메라/레이더 시장 점유율과 기술력, 그리고 OEM 관련해서 완성차 업체에 그 중요성이 커지게 되며, 그 이후에는 MaaS 사업자를 고려한 체계 통합 및 유기적인 관리를 기준으로 중점적인 섹터 검색이 필요할 것입니다. 또한 자율주행 시장에서 결론적으로는 MaaS 사업자에 관리와 소프트웨어 관리를 통한 주기적인 상품 매출이 최후 단계이자 가장 오랜 기간 영향력을 크게 가지게 될 매출 사업부라고 생각합니다.