자율 주행 자동차에 대해서는 많이 들어봤어도 자율 주행 자동차의 원리를 아는 사람은 많지 않습니다. 앞으로 다가올 미래의 도로에서는 운전자가 운전석에 탑승해 있지 않은 상태로 질서를 지키며 달리는 자동차들을 어렵지 않게 보실 수 있을 것입니다. 그렇다면 어떻게 자율 주행 자동차들은 운전자도 없이 달릴 수 있다는 것인지, 자율 주행 자동차의 원리에 대해 소개해드리겠습니다.
자율 주행 자동차의 원리
자율 주행 자동차의 원리는 기본적으로 '사람의 역할을 기계가 한다.'는 원리입니다. 풀어서 말하자면, 먼저 사람이 자동차를 운전할 때를 생각해 봅시다. 눈으로 주변을 살피고, 머리로는 어떤 방향으로 갈지 생각하고, 손으로는 운전대를 잡으며 발로는 페달을 밟습니다.
자율 주행 자동차도 이러한 과정이 필요합니다. 사람이 직접 운전하는 것과 다른 점은 눈과 머리, 손과 발의 기능을 자동차에 탑재시켜 놓은 전자 기기들이 대신해 준다는 것입니다. 어떠한 장치들이 어떠한 역할을 대신해 주는지 살펴보겠습니다.
- GPS - 차량의 경로와 위치 판단
- 라이다(LiDAR) - 주변환경 360도 인식
- 레이더 - 차량의 전후방 인식
- 카메라 - 차량, 보행자, 신호등 등을 분별
- 컴퓨터 시스템 - 운전 시 데이터를 분석해 차량의 움직임 제어
- 초음파 센서 - 근접차량 인식
이와 같이 차량 한 대에 여러 가지 전자 기기를 탑재하여 사람이 해야 했던 일들을 전자 기기들이 대신해 줍니다.
좀 더 자세하게 설명해 드리면, 먼저 여러 가지 센서로 자동차의 주변 환경을 살펴봅니다. 동시에 카메라 센서는 사람의 눈으로 보듯이 영상 이미지를 얻고, 레이더 센서로 주변 물체의 형태를 인식하고 거리를 정교하게 측정합니다.
GPS와 IMU(관성 측정 장치)는 자율주행차가 어느 위치에서 어느 정도 속도로 달리고 있는지 측정합니다.
이렇게 다양한 장치들을 통해 얻은 정보를 차량에 탑재 돼있는 고도로 발달된 차량용 컴퓨터 시스템이 분석하고 그 결과, 어느 방향으로 어느 정도의 속도로 달릴지 계산하고 결정을 내린 뒤, 방향을 조절하는 조향 장치와 속력을 조절하는 구동 장치를 시스템이 스스로 움직여 운전하게 됩니다.
현재의 자율 주행 기술 수준
현재의 자율 주행 기술 수준도 알아보겠습니다.
미국 자동차 엔지니어협회(SAE)는 자율 주행 기술을 0에서부터 5까지 6단계로 나누고 있으며, 레벨 5가 돼야 우리가 흔히 생각하는 '완전 자율 주행' 단계라고 합니다.
하지만 우리가 자율 주행 자동차를 생각하면 가장 먼저 떠오르는 기업인 테슬라 마저도 현재 레벨 2에 머무르고 있는 수준입니다.
레벨 2는 운전자가 운전대와 페달에서 손발을 떼더라도 '일정 조건' 속에서는 자율 주행이 가능하지만 주행 중 조금이라도 이상이 감지되면 운전자가 즉각적으로 개입해야 합니다. 그렇기 때문에 만약 사고가 발생한다면 모든 책임은 운전자에게 있습니다.
마치며
이처럼 현재의 자율 주행 기술은 아직 갈 길이 먼 수준입니다. 많은 사람들이 원하는 '완전 자율 주행' 단계에 까지 몇 년의 시간이 걸릴지는 모르겠으나 만약 미래에 운전자가 필요 없는 완벽한 자율 주행 자동차가 나온다면 출근길에 운전하며 얻을 스트레스나 명절에 꽉 막히는 도로에서 받을 스트레스는 모두 사라질 수 있을 것입니다. 아마 한문철 TV에서도 자율 주행 자동차끼리의 사고를 다루며 몇 대 몇을 외치고 있을지도 모르겠습니다.
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