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Nikkei X-TECH_2021.5.14

프랑스 발레오의 일반도로용 자율주행
LiDAR로 이것까지 가능하다

프랑스의 발레오는 일반도로를 대상으로 한 ‘레벨3’ 이상의 자율주행에 대응할 수 있는 시스템을 개발했다. 자차 위치를 추정하거나 차량 주위를 감시하는 주요 센서로서 3차원(3D) LiDAR(레이저 스캐너)를 사용한 것이 특징이다. 발레오의 일본법인인 발레오 재팬이 21년 4월 20~21일, 이 시스템을 이용한 일반도로에서의 주행 데모를 도쿄 임해 부도심에서 공개했다.

현재 선진운전지원시스템(ADAS)이나 자율주행(AD) 시스템은 차량의 주변을 감시하기 위해 카메라나 밀리파 레이더, LiDAR 등 많은 센서를 사용한다. 이에 대해 이번에 발레오가 개발한 시스템은 주요 센서로서 LiDAR를 사용했다.

발레오 재팬의 이토(伊藤) 디렉터는 LiDAR를 사용한 이유에 대해 “일반도로를 대상으로 한 레벨3 이상의 자율주행에, LiDAR로 어디까지 대응할 수 있는지를 확인하기 위해 개발했다”라고 말한다.

-- 일반도로를 대상으로 한 데모를 일본 첫 공개 --
발레오 재팬은 이번 주행 데모를 내각부가 주도하는 국가 프로젝트 ‘전략적 이노베이션 창조 프로그램(SIP)’에서 ‘자율주행의 실용화를 위한 실증 실험’의 일환으로서 실행했다. 발레오가 일반도로를 대상으로 한 자율주행 데모를 일본에서 공개하는 것은 이번에 처음이다.

데모에서 사용한 실험차량에는 LiDAR 외에 단안카메라와 고정밀도 3D 지도, 자차 위치 추정기기 ‘Drive4U Locate’, V2X(노차간) 통신수신기, GNSS(위성측위시스템) 수신기 등을 탑재했다.

-- 2종류의 메카형 LiDAR를 사용 --
이 중 LiDAR는 발레오의 ‘SCALA Gen2(이하, Gen2)’와 ‘SCALA Gen1(이하, Gen1)’이라는 2종류의 제품을 사용했다. Gen2는 앞 범퍼의 중앙에 1개, Gen1은 앞과 뒤 범퍼에 3개씩, 총 6개를 탑재했다. Gen2는 주로 자차의 위치 추정에, Gen1은 주로 자차의 주위 감지에 사용했다. 단, 자차의 주변 감지에는 카메라 정보도 이용했다.

Gen1과 Gen2의 수평 감지각은 모두 약 140도로 같지만, 수직 감지각은 Gen2가 더 넓다. Gen2의 수직 감지각은 약 10도, Gen1은 약 3도다. 최대 감지 거리는 Gen1과 Gen2 모두 보행자에서 약 50m, 승용차에서 약 150m, 트럭에서 약 200m다. 레이저광의 파장은 두 제품 모두 905nm(근적외선)이며, 스캔 방식은 회전하는 미러를 내장한 ‘메커니컬형’이다.

-- V2X로 신호정보를 취득, DMP의 지도 데이터를 활용 --
자차 위치 추정기기는 Gen2의 LiDAR로 취득한 정보를 바탕으로, GNSS에서 나오는 정보를 조합해서 12cm 이내의 고정밀도를 실현했다. “일반도로에서 레벨3 이상의 자율주행을 시행하기 위해서는 수십 cm 레벨의 정밀도가 필요하다”(이토 디렉터).

V2X 통신에서는 신호정보를 취득한다. 여기서 말하는 신호정보는 차량 직전의 신호 색(빨강, 노랑, 파랑)이나 ‘그 색이 몇 초 후에 다른 색으로 바뀌는가’와 같은 데이터를 말한다. 고정밀도 3D 지도데이터는 Dynamic Map Platform(DMP, 도쿄)이 만든 것을 이용했다.

-- 긴급시를 제외하고 핸즈오프 주행 --
DMP가 만든 고정밀도 3D 지도데이터를 바탕으로, 자율주행의 주행 루트를 사전에 작성했다. 또한 신호기의 위치정보도 고정밀도 3D 지도데이터에서 취득했다. V2X 통신으로 신호기로부터 수신한 데이터를 사용해 ‘교차로를 통과한다’ ‘교차로에서 정지한다’와 같은 판단을 내린다.

이러한 시스템을 활용해서 이번 데모에서는 약 30분 동안, 선행 차량 추종(ACC)이나 차선 변경, 교차로 통과나 좌회전, 우회전, 정지 등의 조작을 시스템이 지동으로 시행했다. 운전석에는 담당자가 앉았지만, 이는 긴급사태에 대비한 것으로 원칙적으로 핸즈오프 상태에서 주행했다.

예를 들면 빨간 신호의 교차로에서는 선행차량이 없을 경우는 신호 정보를 바탕으로 정지했다. 선행 차량이 있는 경우는 카메라 정보도 사용했다. 또한 파란 신호의 교차로에서 자차가 직진하려고 했을 때, 맞은편 차량이 우회전하려고 자차에 접근해 오면 자동으로 브레이크를 걸어 정지했다.

한편, 파란 신호의 교차로에서 자차가 좌회전하려고 했을 때, 전방의 횡단보도를 보행자가 횡단해서 왔을 때도 자동으로 브레이크를 걸어 정지했다. 보행자가 횡단보도를 다 건너면 자동으로 발진해서 좌회전했다.

-- 방향 지시기를 조작하면 차선 변경 --
그러나 차선 변경에 대해서는 운전자가 방향 지시기를 조작했을 때만 시스템이 작동하도록 했다. 일반도로에서는 갓길이나 주행차선에 정차해 있는 차량이 많다. 운전자가 방향 지시기를 조작하지 않고 시스템이 자동으로 제어한다면, 차선 변경을 반복하며 지그재그로 주행할 우려가 있다. “일반도로에서는 운전자의 방향 지시기 조작을 바탕으로 해서 제어하는 편이 원활하게 차선 변경이 가능하다고 판단했다”(이토 디렉터).

앞으로 발레오 재팬은 SIP 프로젝트에서 ‘신호의 예측 정보’나 ‘고속도로에서의 합류 지원 정보’ 등을 일반도로에서 자율주행시스템에 활용하는 실증실험을 진행할 계획이다.

전자의 대응에서는 자차의 직전 신호 정보뿐 아니라 하나 앞의 신호 정보나 그 신호의 예측 정보(깜박거리는 색의 남은 시간)를 사용해, 그 교차로에 근접했을 때의 차량 속도를 예측하는 기술을 개발한다. 이를 통해 교차로에서의 급정지나 급가속 등을 방지하고, 원활하게 통과할 수 있도록 한다.

후자의 대응에서는 고속도로의 인프라로부터, 합류용 차선의 거리나 합류하려고 하는 차선의 혼잡 정도 등의 정보를 받는다. 이들 정보를 이용해 고속도로에 원활하게 합류할 수 있도록 할 계획이다.

 -- 끝 --

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