무인 자동차

무인자동차(無人自動車, ) 또는 자율주행차는 운전자의 조작 없이 스스로 주행할 수 있는 자동차이다. 무인자동차는 레이더, LIDAR (light detection and ranging), GPS, 카메라로 주위의 환경을 인식하여 목적지를 지정하는 것만으로 자율적으로 주행한다. 이미 실용화되고 있는 무인자동차로는 이스라엘 군에서 운용되는, 미리 설정된 경로를 순찰하는 무인 차량과 국외 광산이나 건설 현장 등에서 운용되고 있는 덤프 트럭 등의 무인 운행 시스템 등이 있다.

핵심기술 
첫 번째 핵심기술은 무인자동차 시스템과 Actual System이다.

실험실 내의 시뮬레이션뿐만 아니라 실제로 무자동차 시스템을 구축하는 기술이며 구동장치인 가속기, 감속기 및 조향장치 등을 무인화 운행에 맞도록 구현하고, 무인자동차에 장착된 컴퓨터, 소프트웨어 그리고 하드웨어를 이용하여 제어를 가능하게 한다.

두 번째 핵심기술은 비전, 센서를 이용하여 시각정보를 입력받고 처리하는 것이다. 무인화 운행을 위한 자율 주행의 기본이 되는 것으로, 영상정보를 받아들이고 이 영상 중에서 필요한 정보를 추출해내는 기술이다. 이것은 CCD(charge-coupled device) 카메라뿐만 아니라 초음파 센서 및 레인지 필더 등의 센서를 사용하여 거리와 주행에 필요한 정보를 융합하여 분석 및 처리를 통해 장애물 회피와 돌발상황에 대처할 수 있게 한다.

세 번째 핵심기술은 통합관제 시스템과 운행감시 고장진단체계 기술이다. 이 기술은 차량의 운행을 감시하고 수시로 바뀌는 상황에 따라 적절한 명령을 내리는 운행감시체계를 구축하고, 개별적 프로세서 및 센서에서 발생되는 여러 상황을 분석하여 시스템의 고장을 진단하여 오퍼레이터에 대한 적절한 정보를 제공하거나 경보를 알리는 기능을 수행할 수 있게 한다.

네 번째 핵심기술은 지능제어 및 지능운행 장치이다. 이 기술은 무인운행기법으로 실제 차량모델을 이용한 수학적인 해석에 근거하여 제어명령을 생성하여 현재 무인자동차에 적용되고 있는 첫 번째 적용기술은 지능형 순향제어(ACC: Adaptive Cruise Control) 시스템이다. 지능형 순향제어는 레이다 가이드 기술에 기반을 두고 운전자가 페달을 조작하지 않아도 스스로 속도를 조절하여 앞차 또는 장애물과의 거리를 유지시켜주는 시스템이다. 운전자가 앞차와의 거리를 입력하면 자동차 전면에 부착된 장거리 레이더가 앞차의 위치를 탐지하여 일정속도를 유지하거나 감속, 가속하며 필요한 경우 완전히 정지하여 시야확보가 어려운 날씨에 유용하다.

다섯 번째 적용기술은 차선이탈방지 시스템이다. 이는 내부에 달린 카메라가 차선을 감지하여 의도하지 않은 이탈 상황을 운전자에게 알려주는 기술로 무인자동차에서는 도보와 중앙선을 구분하여 자동차가 차선을 따라 안전하게 주행할 수 있도록 해준다.

여섯 번째 적용기술은 주차보조 시스템이다. 이는 운전자가 어시스트 버튼을 탐색한 수 후진기어를 넣고 브레이크 페달을 밟으면 자동차가 조향장치 조절하여 후진 일렬주차를 도와주는 시스템이다. 차량 장착형 센서뿐만 아니라 인프라를 기반으로 출발지에서 주차공간까지 차량을 자동으로 유도하여 주차 시 불필요하게 소모되는 시간과 에너지를 절약해주어 소요비용과 환경오염을 최소화 해준다.

일곱 번째 적용기술은 자동주차 시스템이다. 이는 운전자가 주차장 앞에 차를 정지시킨 뒤 엔진을 끄고 내려서 리모콘 잠금 스위치를 2회 연속 누르면 자동차에 설치된 카메라가 차고의 반대편 벽에 미리 붙여놓은 반사경을 탐지해 적정한 접근 경로를 계산하여 스스로 주차를 하는 기술이다.

여덟 번째 적용 기술은 사각지대 정보 안내 시스템이다. 이는 자동차의 양측면에 장착된 센서가 사이드 미러로 보이지 않는 사각지대에 다른 차량이 있는지를 판단하여 운전자에게 경고를 해주는 것으로 복잡한 도로 상황에서 양측의 장애물 및 차량을 확인하여 차선을 변경하는 용도로 사용된다.

단계

2020년 7월 9일, 테슬라의 일론 머스크 회장이 "올해 안에 5단계 자율주행 기본 기능을 갖게 될 것"이라 밝혔다. 김필수(대림대 교수) 전기차협회장은 "5단계 자율주행은 전문가들도 꿈으로 남겨 놓고, 4단계 기술에 집중하는 상황"이라며 "5단계를 운운하는 건 허풍이 분명하지만, 다른 완성차업체보다 자율주행 기술이 우위에 있는 것 또한 사실"이라고 말했다.

미국자동차공학회(SAE)에 따르면 자율주행은 레벨0에서 레벨5까지 총 6단계로 나눠진다.

2018년 9월 4일, 경기도가 레벨4 자율주행차 '제로셔틀'의 시범운행을 시작했다고 밝혔다.

메르세데스-벤츠는 2023년까지 레벨3 자율주행차 상용화를 목표로 하고 있다.

현대ㆍ기아차는 2016년 12월 아이오닉 자율주행차로 레벨4 수준까지 기술력을 끌어올렸지만, 레벨5 완전 자율주행은 2030년으로 경쟁사 대비 다소 늦은 감이 있다.

뒤늦게 뛰어든 포드는 중간 개발단계를 생략하고 2021년까지 완전자율주행차를 선보인다는 계획이다. 

구글은 2009년 자율주행차 개발에 착수한 이후 최장 시범운행거리 기록을 보유중이다.. 일찍 시작한 만큼 궁극점인 레벨5에도 2021년까지 도달한다는 목표를 세워놓고 있다.

BMW 역시 2021년까지 레벨5 수준의 자율주행차를 선보일 계획이다.

2016년 미국자동차공학회(SAE)가 6단계로 분류했다.

레벨0 운전자가 모든 판단을 하고 주행에 관련된 물리적인 행동을 한다.
레벨1차량이 가속/감속 조작을 담당하며 운전자는 조향을 담당한다.
레벨2 첨단운전자보조시스템(ADAS)으로 차로유지기능은 있지만 운전자가 핸들을 잡아야 한다. 2021년 현재 도로에는 2단계 자율주행에 해당하는 스마트크루즈컨트롤과 차선유지보조 기능이 들어간 자동차들이 돌아다니고 있다. 운전대를 잡지 않으면 경고음이 울리며 수동으로 전환된다.
레벨3 운전의 주체가 사람에게서 컴퓨터로 바뀐다. 제한된 구간에서 운전자와 자율주행시스템(ADS) 사이에 제어권 전환이 수시로 이뤄진다.
레벨4 완전한 자율주행차. 위험할 때는 사람이 수동 조작해야 한다. 주행 중 운전자가 잠을 자거나 자리를 뜰 수 있는 수준이다. 2020년 기준으로, 해외에서도 완전자율주행 단계인 레벨4 이후의 보험 문제에 대해서는 아직 논의가 이어지고 있다. 2017년 SK텔레콤이 4단계 자율주행차 시범 운행을 시작했다. 2018년 2월 2일, 현대자동차가 평창동계올림픽 개최를 앞두고 5G 네트워크 기술이 담겨진 4단계(미국 자동차공학회 기준) 수준의 자율주행차를 선보였다. 서울~평창 간 약 190km 고속도로 자율주행 시연을 성공적으로 끝마쳤다. 고속도로 톨게이트를 무난히 통과하는 기술을 최초로 선보였다. 수소전기차로 된 자율주행차는 세계 최초의 시연이다.
레벨5 위험 상황에서조차 사람의 개입이 필요 없다.

장점 및 단점

장점 
자율주행자동차의 가장 큰 장점은 주행속도와 교통 관리 자료가 일치하기 때문에 조절장치를 더욱 고르게 하여 반복정지를 피해 연료 효율에 도움을 준다는 것과 노인, 아동, 장애인 등 운전을 할 수 없는 이들도 이용할 수 있다는 것이다. 이외에도 장시간 운전으로 인한 피로를 해결해주고, 교통사고의 위험을 크게 줄일 수 있는 것과 도로의 교통 흐름이 빨라지고 교통 혼잡을 줄일 수 있다는 장점이 있다.

 사망 사고가 감소한다.

자동차 사고는 주로 운전자들의 실수에서 비롯된다. 

사람이 운전을 할 때 운전 이외의 외부적인 것들에 의해 산만해진다. 

또한 사람은 졸음, 시력, 반응 시간 등 육체적 한계를 지니고 있다. 반면 무인자동차는 360도 시야를 가지고 있으며 레이다와 같은 특수장비로 밤에도 시야를 잘 볼 수 있는 등 인간의 육체적 한계를 뛰어넘는 능력을 가지고 있어 사고가 날 확률을 줄여준다.

2.시간을 낭비하는 일을 줄여준다.

무인자동차는 교통 혼잡을 해소해 운전할 필요가 없는 시간을 늘려준다. 이에 더해 무인 자동차는 주차 장소를 찾아주는 시간과 주차하는 시간을 줄여준다.

3.에너지의 낭비를 줄여준다.

다른 자동차의 존재를 더욱 더 잘 감지할 수 있기 때문에 무인자동차는 다른 차량과 더 가깝게 유지하며 주행할 수 있어서 공기 저항을 줄이는 일이 가능하다. 즉, 공기저항을 줄이는 일은 연료 소비량을 줄이는 것과 연관된다.

4.노약자들에게 이동의 기회를 확대한다.

노약자들의 이동에서 자가로 운전하는 것보다 안전한 이동을 보장한다.  또한, 운전 중에 급격한 신체적 위험이 발생하였을 경우 긴급하게 차량을 안전구역으로 자동으로 이동하며, 의료 지원을 받을 수 있도록 지원한다.

단점 
만약 도로 위에서 주행하고 있는 차들 중 80% 이상이 무인자동차이고, 이들이 모두 자율 주행을 하는 상황에서, 사고가 난다면 누구에게 책임을 물어야 하는지 현재 법률적으로 정해져 있지않다. 또 GPS 기반으로 주행을 하지만 인터넷 접속이 가능해진다면 해킹이 가능해져 해커들이 마음대로 조종할 수 있는 위험이 있다. 또한 흰색 차량을 잘 감지하지 못한다. 윤리적인 문제와 도덕적인 문제 또한 큰 문제중에 하나이다.

상용화

기간 
지난 2010년 구글이 처음으로 무인자동차를 선보인 이후, 전세계 자동차 회사들이 무인자동차 자율주행 기술개발에 열을 올리고 있다. 2013년 벤츠는 무인자동차로 100Km 자율주행에 성공했고 아우디도 2014년에 자율주행기술을 공개했다. 더 들어가서 국내 무인 자동차의 실정을 보면 2014년에 운전자 없이 주행하고 비어있는 주차 공간을 알아서 찾아 주차하는 무인자동차 기술이 공개되었다. 차후에는, 신호등에서 보낸 전파를 무인자동차에서 수신하여 신호등이 적색인지 청색인지, 또 언제 신호가 바뀌는지 등의 정보에 대응할 수 있는 무인자동차 기술개발이 진행될 예정이다. 이와 같이 무인자동차 기술개발은 한창 진행 중에 있어 빠르면 2020년부터 고속도로뿐만 아니라 도심에서 주행이 가능할 것으로 보인다는 말이 있다. 하지만 설치된 센서 등 장비 가격만 1억 원에 달해 상용화까지는 시간이 더 많은 시간이 필요할 것이라는 말도 있다.

장애요인 
2018년 3월 18일 미국 애리조나주 피닉스의 한 교차로에서 자율 주행 차량에 의한 첫 사망 사고가 발생했다. 미국의 우버사에서 시험 운행 중이던 차량이 자전거를 끌고 가던 여성을 치어 숨지게 했다.

대한민국 시판 
한민홍 교수가 개발한 것으로 알려졌고, 1993년에 자율주행차 연구결과가 대부분 완료되었다.

http://imnews.imbc.com/replay/1992/nwdesk/article/1918696_30556.html

중국 베이징 무인 택시 운영 
2022년 베이징 동계올림픽에 맞추어 중국 베이징이 전 세계 수도중 처음으로 유료 무인자동차 운영을 실시하게 되었다.
2021년 11월 25일부터 모바일 어플을 통해 바이두/포니AI 두 기업이 운영하는 로보택시를 호출해 탑승할 수 있다.
바이두는 지난 3분기까지 11만5000번 승객을 이동시켰고, 포니AI는 중국과 미국에서 총 800만㎞를 테스트해 이 기준을 통과했다.
베이징 남부 다싱구(區)경제개발구역 안 60㎢ 규모 구역에서 총 100여 대가, 매일 오전 7시~오후 10시 운행한다. 
보조 운전자가 탑승하지만 주행 과정 대부분은 차량이 자율주행한다.

각주

같이 보기 
 커넥티드 카

자동차 기술
무인차량
신기술