자율주행 자동차

“자율주행 자동차”란 운전자 또는 승객의 조작 없이 자동차 스스로 운행이 가능한 자동차를 말한다. 다시 말해, 자율주행을 위해 자동차에 IT · 센서 등 첨단 기술을 융합하여 스스로 주변 환경을 인식, 위험을 판단하고 주행 경로를 계획하여 운전자 또는 승객의 조작 없이 안전한 운행이 가능하도록 한 자동차를 자율주행 자동차라고 한다.

 

자율주행은 0단계부터 5단계까지의 단계로 구분할 수 있는데, 미국자동차기술회 SAE(Society of Automotive Engineers)에서 자율주행 기술을 총 6가지 단계로 세분화하여 정의했다.

또한, 자율주행 자동차는 카메라, 레이더, 라이다 등의 센서로 주행 환경을 인지하고, AI가 데이터를 판단하여 차량을 제어하는 기술(인지-판단-제어)을 기반으로, 5G 기반의 V2X 통신과 정밀 지도(HD Map)를 통해 안전성을 확보하는 고도화된 기술 시스템이다.

 

자율주행 자동차 기술이 발전함에 따라 자율주행용 반도체 시장도 함께 성장하고 있다. 자율주행 차량은 LIDAR, 레이더 및 카메라를 포함한 40개가 넘는 센서로 구성되어 차량의 효율적인 기능을 지원하기 때문에 자율주행 자동차는 기술, 제조, 서비스 산업이 융합된 모빌리티 혁명으로, 2032년까지 세계 시장이 2조 달러 이상 성장할 것으로 전망되는 핵심 신성장 동력이다. 이 기술은 교통사고의 90% 이상을 감소시키고, 탑승자의 생산성 향상, 운송 효율화를 통해 물류 및 연관 산업의 구조적 변화와 대규모 일자리 창출을 가져올 것으로 기대된다.

 

그래서 본 저자는 앞으로 늘어날 자율주행 자동차 기술과 제조 증가로 인해 자율주행 자동차의 이해를 돕고자 본 책자에 자율주행 자동차의 개론, 자율주행 자동차 기반기술, 자율주행 자동차 통신 시스템, 자율주행 자동차 MAP, ADAS 기반 자율주행 시스템, (주)모라이(MORAI)의 미래자동차 Skill-UP에 대하여 수록하였다.

[목 차]
  

CHAPTER 01 자율주행 자동차의 개론

1. 자율주행 자동차란?

2. 자율주행 자동차 변천사

3. 자율주행 자동차를 적용하는 이유

4. 자율주행 자동차 장점 및 단점

5. 자율주행 자동차의 기술 6단계

5.1 . SAE 자율주행 기술 단계

5.2 . 자율주행 시스템 구분

6. 자율주행 핵심 시스템

6.1 . 자율주행 기술 3요소

6.2 . 완전자율주행을 위한 필수 기술

7. 자율주행 자동차 시장동향

7.1 . 자율주행 자동차 산업의 특징

7.2 . 자율주행 자동차 시장

7.3 . 장래전망

7.4. 자율주행 자동차 상용화를 위한 조건

 

CHAPTER 02 자율주행 자동차 기반기술

1. 자율주행 자동차 시스템 구성

1.1 . 자율주행 자동차 하드웨어

1.2 . 자율주행 자동차 소프트웨어

2. 인지 기술 구성요소

2.1 . 라이다(LiDAR, Light Detection and Ranging) 센서

2.2 . 레이더(RADAR) 센서

2.3 . 카메라(Camera) 센서

2.4. 초음파 센서(Ultrasonic Sensor)

2.5 . 센서 클리닝

3. 자율주행 자동차 판단 기술

3.1 . 자율주행 자동차와 판단 기술 개요

3.2 . 차량 센서 관점에서의 판단 기술

3.3 . 도로 인프라 관점 및 Rule-Based Approach(RBDM)기법 판단 기술

3.4. AI-Based Approach 기반 판단 기술

3.5 . 차선 유지 보조 & 스마트 크루즈 컨트롤 판단

3.6 . 차로 변경/추월 주행 판단

3.7 . 교차로 및 좌·우회전 판단

3.8 . 돌발 및 사고 상황 주행 판단

3.9 . 열악한 날씨 상황 주행 판단

3.10. V2X 정보 기반 주행 판단

3.11. Fail Safe 주행 판단

3.12. Rule-Based Decision-Making

3.13. AI-Based Decision-Making

3.14. 자율주행 자동차의 경로생성 기술

4. 자율주행 자동차 제어 기술

4.1. 자율주행 자동차 제어 기술 개요

4.2. 종 방향 제어 시스템(Longitudinal Control System)

4.3. 횡 방향 제어 시스템(Lateral Control System)

4.4 . 통합 제어 시스템(Integrated Control System)

5. 센서 퓨전(Sensor Fusion)

5.1 . 개요

5.2 . 센서 퓨전 운영 방식

5.3 . 센서 퓨전의 접근 방식

5.4. 센서 퓨전의 알고리즘

5.5 . 센서 퓨전과 자율주행차

 

CHAPTER 03 자율주행 자동차 통신 시스템

1. 자율주행 차량 내 통신 네트워크(Communication Network)

1.1 . LAN(Local Area Network)

1.2 . LIN(Local Interconnect Network)

1.3 . CAN(Controller Area Network)

1.4. FlexRay

1.5 . 차량용 이더넷(Ethernet)

2. 자율주행 차량 외부 통신 시스템(V2X, Vehicle-to-Everything)

2.1 . 개요

2.2 . V2X 하위 기술

2.3 . ITS(Intelligent Transport systems)

2.4. WAVE(Wireless Access in Vehicular Environments)통신

3. GNSS(Global Navigation Satellite System)

3.1 . 개요

3.2 . GPS(Global Positioning System)

3.3 . DGPS(Differential Global Positioning System)

4. 추측 항법 시스템(Dead Reckoning System)

4.1. 추측 항법 시스템 개요

4.2. INS(Inertial Navigation System)

4.3. IMU(Inertial Measurement Unit)

 

CHAPTER 04 자율주행 자동차 MAP

1. HD MAP(Highly Definition MAP)

1.1 . 개요

1.2 . HD MAP의 역할

1.3 . 고정밀 디지털 지도 계층

1.4. HD MAP 핵심 기능

1.5 . HD MAP 제작 원리

1.6 . HD MAP의 작동 원리(자율주행 활용)

2. SLAM(Simultaneous Localization And Mapping)

2.1 . 개요

2.2 . SLAM 알고리즘

2.3 . 장·단점

2.4. SLAM 기술 종류

2.5 . SLAM 원리

3. 로컬리제이션(Localization)

3.1 . 개요

3.2 . 장점 및 단점

3.3 . 로컬리제이션 특징

3.4. 로컬리제이션에서 LiDAR 및 카메라 기술의 역할

3.5 . 로컬리제이션 과정

3.6 . 자율주행에서의 Localization 기술

3.7 . 자율주행 시스템에서의 Localization 과제

4. LDM(Local Dynamic Map)

4.1. 개요

4.2. 주요 특징

4.3. LDM 자율주행의 핵심

4.4 . LDM 계층 구조

4.5. 3단계 파이프라인

 

CHAPTER 05 ADAS 기반 자율주행 시스템

1. ADAS(Advanced Driver Assistance System) 란?

1.1 . 개요

1.2 . ADAS의 장점

1.3 . ADAS 운영 주기

1.4. ADAS와 자율주행차의 차이점

2. ADAS의 구성 요소

2.1 . 센서 및 하드웨어

2.2 . 소프트웨어 및 처리

3. ADAS 기능의 상호작용

4. ADAS의 종류

4.1. 크루즈 관련 시스템

4.2. 차선 관련 시스템

4.3. 추돌 방지 관련 시스템

4.4 . 측후방 및 주차 관련 시스템

4.5. 램프 관련 시스템

4.6. 기타 ADAS 기술

 

CHAPTER 부록 [주] 모라이[MORAI]의 미래자동차 SKil-UP

1. Overview of Autonomous Driving Car(자율주행 시스템 소개)

1.1 . 자율주행 자동차의 필요성

1.2 . 자율주행의 단계적 구분

1.3 . 자율주행 개발 업체

1.4. 자율주행 핵심 기술 3단계

2. Autonomous Driving Car : Perception

2.1 . Object Detection

2.2 . Object Detection -Deep Learning

2.3 . 정밀도로 지도

2.4. 정밀 도로지도의 종류

2.5 . 인지에 사용되는 센서

3. Autonomous Driving Car : Decision & Control

3.1 . 경로 계획

3.2 . 경로 추종

3.3 . 속도 제어

3.4. 속도 제어-PID 제어

4. 글로벌 시장 및 동향

4.1. 자율주행차 시장

4.2. 글로벌 주요 업체 동향

4.3. 각국의 정책 동향

5. MORAI SIM : Drive

5.1. 시뮬레이터를 통한 자율주행 차량 제어의 장점

5.2 . 자동 환경 구축

5.3 . 관제 데이터 기반 대규모 교통 반영

5.4. 시나리오의 대량 생성

5.5 . 다양한 센서 모델 구축