다양한 지능형 자동차 인식기술 개발을 위한 공개용 DB 구축

글: 전대성 연구원 (지능형 자동차 플랫폼 센터)

1. 연구 배경

지능형 자동차란 무엇일까? 지능형자동차는 사람의 조작 없이 출발지점에서 목표지점까지 스스로 움직이거나, 운전자의 부주의로 발생 할 수 있는 사고를 사전에 방지해주는 안전장치인 첨단운전자보조시스템(ADAS) 기술이 적용된 차량을 의미한다.

[그림 1] 지능형 자동차의 적용 예시

  그렇다면, 지능형 자동차를 개발하기 위해서는 필수적으로 연구되어야 할 분야는 어떤 것이 있을까? 지능형 자동차는 운전자의 역할을 자동차 스스로 대처하는 것이기 때문에 운전자가 주변 환경을 인식 하듯 자동차 또한 인식하여야 한다.

 이러한 지능형 자동차를 위한 환경 인식은 카메라나 레이저 센서를 포함한 다수의 센서와 다양한 정보를 접목하는 추세다. 예를 들어 구글(Google)은 자율주행자동차를 직접 제작하여 정밀지도를 적용함으로써 (주, 미국 캘리포니아의 약 3,200 km 구간의 정밀지도를 작성), 정밀 지도와 센서 정보를 융합하는 형태의 환경 인식 시스템을 제작하였다.  유럽의 대표적인 네비게이션 업체인 노키아(Nokia)와 톰톰(TomTom) 또한 자율 주행 자동차를 위한 유럽 등지의 정밀지도를 제작하고 있다. 

[그림 2] Nokia의 Here 

 
2. 연구 목표 및 연구 내용

 앞서의 연구 배경에서 언급한 자율형 주행 자동차의 환경인식을 위한 3차원 지도 환경 데이터 획득 및 보정을 위해서는 상당한 비용과 시간 그리고 인력이 필요한 실정이다.  이러한 높은 신규진입장벽을 낮추기 위해 최근 산업통산자업부에서는  ‘지능형자동차 인식기술 개발지원을 위한 공개용 표준 데이터베이스 구축 및 평가시스템 개발 연구’ 과제를 발표하였다.  이번 과제는 다양한 지능형 자동차 인식기술 개발은 물론이고 공용 데이터베이스와 평가기술을 공개하여, 중복 투자 방지와 개발비용 축소, 표준화된 성능평가를 통한 대학 및 업체 간 긍정적인 경쟁을 유도키 위한 목적도 들어있다. 

 결과적으로, 차세대융합기술연구원(이하 융기원)은 2015년 5월 산업통산자원부가 추진하고 있는 ‘지능형자동차 인식기술 개발지원을 위한 공개용 표준 DB 구축 및 평가시스템 개발 연구’의 참여기관으로 선정되었다. 이 과제는 산업부가 공모한 연구 및 개발(R&D)과제로 정부출연금 50억 원을 포함하여 총 63억 원 규모이며, 2015년 6월 1일부터 2020년 5월말까지 5년에 걸쳐 수행하게 된다. 한국국토정보공사의 공간정보연구원이 주관하며 융기원, 건설기술연구원, 한국생산기술연구원, 자동차부품연구원 등이 함께 참여한다.

 본 연구는 앞에서 언급한 지능형차량의 안전 주행을 돕는 초정밀(기준센서 측위 정밀도 20 mm 이하, 영상 기준정보 정밀도 1 pixel 이하) 디지털지도 구축기술을 개발한다. 이를 위해 측량장비와 센서 등을 장착한 특수차량을 제작해 시험구간의 차선과 시설물 등 모든 도로환경을 디지털지도로 만드는 기술을 개발할 예정이며, 검증된 기술은 전국 도로로 확대하고 전체 디지털지도로 구축될 예정이다. 구축된 디지털지도는 공개 DB화와 표준화 작업을 거쳐 2020년 국산 지능형자동차 상용화를 목적으로 적용될 예정이다.

[그림 3] 융기원에서 제시한 기술개발 및 구축 흐름도

 융기원 지능형자동차플랫폼센터는 본 과제에서 확장형 디지털 지도구축 기술 개발 연구에 참여하게 되었고 다층 디지털 지도를(Multi-Layer Digital Map) 개발할 예정이다. 이는 자동차의 상황을 파악하여 3차원 지도로 만드는 것으로 이를 기반으로 도로의 기울기, 커브 구간의 곡률 및 고저차이 그리고 차선의 폭 등 미묘한 변화를 상세히 데이터화 한다.

이러한 3차원 지도가 탑재된 자동차의 이동 방향과 속도를 위성위치확인시스템에(GPS) 중첩하면, 특정한 커브 길을 달리는 자동차의 진입속도, 브레이크를 밟는 지점, 코너 구간에서의 속도 변화 및 출구에서의 가속도를 파악할 수 있다. 이러한 모든 데이터를 각 단계별(Layers) 데이터로 분류하고 계획하여 다층 디지털 지도제작 기술 개발이 지능형자동차플랫폼센터의 목표이다.  

3. 글쓴이 소개

이름 : 전대성 연구원 (jandaeg@snu.ac.kr)
소속 : 융기원 지능형 자동차 플랫폼 센터
관심분야 : 도로 인식, 자율 주행, 자율 주차