차시 개요

ADAS와 자율주행시스템에 대해 알아본다. 자율주행의 레벨별 기능 및 특징과 ADAS 시스템의 기초원리에 대해 알아본다.

세부 내용

• 자율주행의 기초원리
• 자율주행의 기술 레벨
• ADAS 시스템

자율주행의 기초원리

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자율주행 자동차란? : 운전자가 차량을 조작하지 않아도 스스로 움직일 수 있는 차량

• 자율주행 자동차의 장점

  

이러한 관점에서 자율주행자동차는 미래자동차 기술중 꼭 실현되어야 하는 핵심 기술임

• 해결해야할 문제

  

자율주행 자동차의 원리

• 인지 : 차량 주변의 주행 환경을 인식한다. 라이다, 레이더, 초음파 센서, 스테레오 카메라 등으로 구성됨

  

  

  • 카메라, 레이더, 라이다 등의 센서기술
  • GPS신호 및 HD맵 등의 측위기술 필요
  • V2X 통신을 위한 차량의 통신기반기술 필요

• 판단

  • 인지 단계에서 수집된 정보를 바탕으로 주행 전략을 수립하는 단계

  • 주행경로에 대한 계획

  • 차로변경, 장애물 회피와 같은 돌발상황에 대한 주행전략 수립 및 판단

  • 이를 위해 인간수준의 판단 및 운전방법 학습, 이를 알고리즘 형태로 개발하는 과정 필요

    

• 제어

  

  

  • 인지, 판단 과정을 거처 결정된 차량의 거동을 실제 움직임으로 구현하는 단계
  • 브레이크, 가속기, 스티어링과 같은 엑추에이터를 통해 이루어 지며 안전하게 조작하는 것이 핵심임.
  • 차량의 종방향과 횡방향(조향) 제어로 나누어지며 전체차량 제어시스템은 센서와 엑추에이터를 종합하여 차량의 전체적인 움직임을 조절하도록 구현됩니다. </aside>

자유주행기술 레벨

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자율주행자동차의 성능과 안전을 확인하기 위한 해당 자율주행자동차에 장착된 자율주행시스템의 수준을 일정한 잣대로 평가하기 위한 기준

• 미국 연방도로교통안전청에서 처음 제안했으며 SAE에서 제안한 6단계로 나누어 분류함

레벨별 자유주행 기술

• lv0 : 인간이 직접 차량을 작동시키는 단계
  • 비 자동화 단계로 인간이 모든 조작을 한다. 자율주행기술이 적용되지 않은 상태
• lv1 : 운전자 지원단계
  • 운전자가 직접 운전하지만 운전자 보조형태의 자율주행 기술이 적용된 단계
  • 차선 이탈 경보시스템, 어뎁티브 쿠르즈 컨트롤 기능
  • 운전자가 대부분 차량을 제어하며 자율주행기술이 개별적으로 특정한 주행기능을 도움
• lv2 : 부분 자동화 단계
  • 현재 출시되는 자동차들이 포함된 단계
  • 차선 간격 유지, 차선에 따른 방향 조정
  • 여전히 운전자의 적극적인 개입이 필요한 단계
  • lv1과 달리 횡방향 & 종방향 제어를 동시에 수행하여 운전자의 부담을 줄여주는 것이 가능
• lv3 : 조건부 자율주행
  • 운전의 주체가 운전자가 아니라 자유주행시스템이 된다.
  • 고속도로와 같은 환경에서 자율주행 가능
  • 주행환경의 모니터링도 자율주행시스템이 담당한다. 주행환경이 복잡하거나 시스템이 요청할 경우 운전자가 즉시 대응해야함.
• lv4 : 고도 자율주행
  • 대부분 도로에서 자율주행이 가능하게 됨.
  • 주행 제어와 책임이 모두 자율주행시스템에 있다.
  • 비상상황에서도 자율주행 시스템이 대처하며 특정구간에서는 완전히 자율화된 단계
• lv5 : 완전자율주행
  • 운전자 없이 차량이 스스로 움직이는 단계로 모든 경우에 자율주행시스템이 차량을 움직이는 단계
  • 운전대나 패달 등의 차량제어장치가 필요없는 단계

현재 대부분의 상용화 차량은 lv2이며 lv3는 연구 중인 단계로 보는 경우가 많음

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ADAS 시스템

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advanced driver assistant system의 약자로 첨단 운전자 보조시스템을 의미한다. ADAS는 차량 스스로 환경을 인지 판단하여 운전자가 안전하고 편리하게 운전하도록 보조하는 다양한 기술의 총칭

• 자율주행 자동차와의 차이

  

  • 자율주행 자동차의 선행기술로써 운전자를 지원하는데에 초점이 맞춰져 있다.

ADAS 시스템의 예시

• 전방충돌경고기능
  • 전방차량 혹은 보행자를 인식하였을 때 충돌위험을 미리 경고해 줌 (도로 정체 혹은 앞차 급브레이크시 경고를 해준다.)
• 전방충돌방지 보조기능
  • 경고기능에서 한발 더 나아가 자동으로 브레이크를 작동시켜 충돌을 예방하는 시스템
  • 조향까지 제어하는 추가한 회피 조향 보조 기능도 있음.
• 차로이탈방지 보조시스템(LKAS)
  • 방향지시등 없이 차선을 벗어날 시 스티어링 휠을 직접 제어해서 넘어가지 않도록 보조 해준다.
• 차선 유지 보조기능(LFA)
  • 현재 주행중인 차선을 인식하여 차로 중앙을 유지할 수 있도록 조향을 보조한다.
• 스마트 쿠루즈 컨트롤(SCC)
  • 차량 주행시 전방 차량과 안전한 거리를 유지할 수 있도록 차량을 자동으로 가감속 해주는 시스템
  • 차량이 완전 정차후에 다시 운행하는 것도 가능하여 운전의 피로도를 줄이고 편의성을 상승시킨다.
• 네비게이션 기반 SCC(NSCC)
  • 네비게이션의 ADAS 지도를 활용해 도로 곡률에 따라 차량 운행 속도를 조절해줌
• 고속도로 주행보조 기능(HDA)
  • 고속도로 및 자동차 전용도로 운행시 앞차와의 거리 유지
  • 운전자가 설정한 속도로 차로중앙을 유지하며 주행할 수 있도록 한다.
• 후측방 충돌방지 보조기능 & 안전하차 보조기능
• 서라운드 뷰 모니터
• 하이빔 보조 시스템 </aside>

Summary