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Nikkei X-TECH_2023.8.10

일본 국내 최초의 자율주행 레벨 4
안전을 최우선으로 한 유료 이동 서비스 개시

'레벨 4'의 자율주행에 대응하는 유료 이동 서비스가 후쿠이(福井) 현 에이헤이지(永平寺) 정에서 올 5월, 순조롭게 개시되었다. 국내에서 레벨 4(운전자 없는 무인 운전)의 이동 서비스가 실용화된 것은 이번이 처음이다.

이 유료 이동 서비스에서는 도로에 매립된 전자 유도선과 RFID(무선 IC) 태그로부터 수집된 정보를 기반으로 사전에 설정된 루트를 자율주행 차량이 저속으로 주행. 오류 등으로 차량이 자동 정지한 이후의 대응 등을 위해 원격 감시실도 마련되어 있다. 이번 국내 최초의 자율주행 레벨 4 이동 서비스는 정부가 정한 주행 조건에 따라 안전을 최우선으로 운행되고 있다.

이번 이동 서비스는 경제산업성과 국토교통부가 추진하는 자율주행 이동 서비스 구현을 위한 국가 프로젝트 'RoAD to the L4'의 일환이다. 국립연구개발법인의 산업기술종합연구소가 간사 기관이 되어 미쓰비시덴키(三菱電機), 야마하발동기 및 솔리톤시스템즈와 공동으로 연구개발과 실증실험을 실시해 왔다.

이들 4사·단체 중 자율주행 차량은 야마하발동기가 개발했다. 자율주행 레벨 3에 대응하는 야마하발동기의 골프 카트형 전기자동차(EV)를 레벨 4용으로 개량했다. 자율주행 제어 시스템 개발은 미쓰비시덴키, 원격감시 시스템 개발은 솔리톤시스템즈가 맡았다.

또한, 실증실험을 실시해 온 에이헤이지 정과 자율주행 차량 운행 업무를 담당하는 ‘도시 조성 주식회사 ZEN커넥트(후쿠이 현)’의 협력을 얻어 자율주행 레벨 4의 유료 이동 서비스를 실현했다.

-- 사용하는 센서를 변경 --
레벨 3에 대응하는 기존의 야마하발동기 자율주행차량에는 차량 전방을 감시하는 센서로 단안카메라와 LiDAR가 탑재되어 있었다. 개량한 레벨 4 대응 차량에는 센서 구성을 변경했다. 코스트가 비싸고 내구성에 과제가 있는 LiDAR을 사용하지 않고, 단안 카메라와 밀리미터파 레이더, 초음파 센서를 채택했다.

자율주행 제어 시스템을 개발한 미쓰비시덴키 자동차기기개발센터 AD기술부의 다나카(田中) 차장은 “이번에 채택한 센서는 현행 첨단운전자보조시스템(ADAS)에서 사용되는 것으로, 코스트도 저렴하다”라고 말한다.

센서의 탑재 위치와 탑재 수를 보면, 1개의 단안카메라를 차량 앞부분 루프 아래에 탑재. 밀리미터파 레이더는 차량 중앙에 1개, 초음파 센서는 차량 앞부분에 총 4개가 장착되어 있다.

이 중 단안카메라는 미쓰비시덴키가 외부에서 조달했고, 제어 소프트웨어는 미쓰비시덴키가 직접 제작했다. 밀리미터파 레이더는 독일의 콘티넨탈(Continental) 제품이며, 제어 소프트웨어는 단안카메라와 마찬가지로 미쓰비시덴키가 자체 제작했다. 초음파 센서는 미쓰비시덴키 제품이다.

이러한 센서들로부터 얻은 정보를 연계시킨 퓨전 시스템에 의한 인지 및 판단은 미쓰비시덴키가 개발한 AD-ECU(자율주행용 전자 제어 유닛)를 통해 실시된다. 자동 브레이크에 의한 통상적인 정지, 통상적 정지 후의 발진 등은 AD-ECU가 담당한다. AD-ECU로부터의 지시를 기반으로 한 차량 제어에는 야마하발동기의 VCU(차량 제어 유닛)이 사용된다.

한편, 자율주행 레벨 4에 의한 차량 운행에서는 '특정 자율운행 주임' 자격을 가진 오퍼레이터의 차량 내외 감시와 이상 시 등에 대한 대응이 의무화되어 있다. 이 때문에 자동 브레이크에 의한 긴급 정지 이후 복귀는 원격 감시실로부터의 지시로 실시된다.

-- 정부가 정한 조건을 기반으로 주행 --
현재 제공 중인 유료 이동 서비스에서는 지금까지 실증실험을 실시해 온 ‘에이헤이지 로드’라고 하는 편도 약 8 km의 구간 중, ‘아라야(荒谷)’부터 ‘시비(志比)’까지의 약 2 km를 운전자가 동승하지 않는 상태로 주행하고 있다. 정부가 정한 조건에 따라 주행속도는 12km/h 이하로 억제했다.

운행 형태는 노선버스나 철도와 같은 시간표에 근거한 정시 운행이다. 원격 감시실의 지시로 출발해 종점까지 정류장은 없다. 주행 경로가 좁기 때문에 차량간 교차가 가능한 구역(대피소)을 마련했다.

전술한 바와 같이 주행 루트에는 전자 유도선이 부설되어 있으며, 차량은 이 전자 유도선을 따라 주행한다. 또한, RFID 태그가 출발 지점과 종점 등에 매립되어 있어, 해당 태그의 정보를 인식해, 출발 지점 및 종점의 지정 장소에서 정지한다.

운용 중인 차량은 3대이며, 1대의 차량이 하루 18번 왕복한다. 차량 1대의 하루 주행거리는 약 70km. 출발 전 충전해두면 중간에 충전하지 않아도 연속 주행이 가능하다.

-- 초음파 센서의 정보는 연계되지 않아 --
이번 운행에서 단안 카메라와 밀리미터파 레이더로부터 얻은 정보는 연계되어 있지만, 초음파 센서로부터의 정보는 연계되지 않았다. 좁은 길을 주행하고 있을 때 자동 브레이크가 불필요하게 작동되는 횟수를 줄이기 위해서이다.

예를 들어, 주행 경로에는 양 측면에 방어 펜슬이 없는 곳이나 나뭇가지 등이 튀어나온 곳이 있다. 방어 펜슬이 없는 장소에서 차량에 접근해 온 보행자나 주행 경로에 튀어나와있는 나뭇가지 등을 초음파 센서가 감지하면 “불필요하게 자동 브레이크가 작동될 수 있다”라고 다나카 차장은 말한다.

그럼에도 불구하고, 실제 운행에서 자동 브레이크의 불필요한 작동은 발생하고 있다고 한다. 바람직한(이용자에게 불편을 주지 않는) 자동 브레이크의 작동 방법을 검토 중이다.

향후의 과제로 다나카 차장은 “기상 조건이나 야간에 대한 대응이 필요하다”라고 말한다. 구체적으로는, 악천후일 때나 야간에도 운행할 수 있도록 카메라의 성능을 높이는 시스템 개선이 필요하다고 한다.

두 번째 과제는 차량 속도를 높이는 것이다. 에이헤이지 정의 이동 서비스에서는 정부 기준에 따라 차량 속도를 12km/h 이하로 억제하고 있다. 예를 들어, 40km/h로 운행할 수 있도록 하려면 시스템의 신뢰성을 더욱 높여야 한다.

운행 경로의 자유도를 높이는 것이 세 번째 과제이다. 에이헤이지 정의 이동 서비스에서는 안전성을 최우선으로 하기 때문에 미리 설정한 루트 위를 주행하는 전자유도 방식을 채택하고 있다. 앞으로는 '자율주행'에 대응할 수 있도록 시스템을 진화시킬 필요가 있다고 다나카 차장은 보고 있다.

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