어떻게 만들어질까? 자율주행차의 정밀 지도,

자동차에 관심 있으신 분이라면 '정밀지도' 들어보셨을 텐데요? 자동차업계 최대의 이슈가 되고 있는 자율주행자동차에서 빼놓을 수 없는 기술은 정밀지도입니다. 자율주행차가 스스로 도로 정보를 확인하고 주행하기 위해서는 다양한 정보가 필요하네요. 이 모든 정보가 담긴 만능지도가 정밀지도입니다.

 

정밀지도나 다른 지도와는 어떻게 다를까?자동차용 지도는 크게 세 가지로 나뉩니다. 많은 분들이 네비게이션을 먼저 떠올리실 거예요. 우리에게 친숙한 이 지도는 항법 지도로 도로 단위의 정보를 표시합니다. 목적지로 향하는 경로를 탐색하는데 주로 사용됩니다.

▲ 도로 단위의 정보가 표시되는 네비게이션(항법지도)의 두 번째 ADAS 지도는 여기에서 보다 진보된 개념입니다 ADAS(첨단 드라이버 보조 시스템, 어드밴스드 파생상품 시스템) 기능이 정교하게 작동하기 위해 필요한 지도이며 도로의 곡률과 경사 등의 정보를 담고 있습니다.

이를 활용한 대표적인 기술은 현대기아차에 적용된 내비게이션 기반의 스마트 크루즈 컨트롤(NSCC-C, Navigation-based Smart Cruise Control)입니다. 급커브 구간에서 자동적으로 속도를 낮추는 기능입니다. 자동차에 장착한 카메라나 센서로는 가까운 거리밖에 인식할 수 없기 때문에 ADAS 지도가 필요합니다.

▲ 차선, 중앙선, 표지등의 상세한 데이터를 표현하는 정밀 지도, 세번째 정밀 지도는 도로를 건너 각 차선 단위, 도로상의 표지판등의 상세 데이터까지 표현할 수 있는 지도입니다. 이렇게 정밀한 지도를 활용한다면 훨씬 효율적이고 안전한 운행이 가능합니다. 자세한 지도가 도로의 모든 상황을 알려주기 때문에 눈이 내리거나 안개가 짙어지는 것도 문제 없습니다.

정밀지도가 중요한 이유가 또 있습니다. 자동 운전을 구현하기 위해서는 차량의 위치를 정확하게 추정하는 '측위 기술'이 필요합니다. 기존의 위성 항법 시스템은 환경에 따른 오차가 커 자율주행차가 사용하기 힘들었습니다. 그 대안으로 차량에 장착된 센서와 정밀 지도를 융합해 위치를 보정하는 퓨전 측위(SFP, Sensor Fusion Positioning) 기술이 제시되었습니다. 지도정보를 통해 센서가 감지하는 영역을 줄여 연산속도 및 인식률을 높이는 것입니다.

 

도로데이터수집에서정밀지도구축까지이런특별한정밀지도만드는방법도조금다릅니다. 정밀지도 구축을 위해서는 MMS(Mobile Mapping System) 차량을 활용하여 도로데이터 수집이 필요합니다. MMS는 카메라와 라이더 센서를 장착한 도로 조사용 자동차입니다.

▲도로의 자세한 정보를 수집하는 MMS차량MMS차량은 정밀도 높은 상대위치측정방식의 DGPS(Differential GPS), 차량속도와 거리를 통해 정확한 위치를 알아낼 수 있는 관성항법장치(INS, Inertial Navigation System), 이동거리를 통해 정확한 거리를 측정하는 DMI(Distance)와 함께 탑재하고 있습니다. 이를 활용하여 실제 도로를 데이터화하여 정밀한 GPS 궤적을 만들고, 사물의 표면을 수많은 미세한 점으로 표시한 포인트 클라우드 데이터, 카메라가 촬영한 영상 데이터를 산출합니다.

▲ MMS차량에서 라이더와 카메라로 수집한 데이터를 가공하는 과정에 수집된 데이터는 현대오토에버의 MAC기술에 의해 지도로 만들어집니다. MAC(MAP Auto Creation)은 필요한 기술을 통합하여 정밀지도를 자동으로 구축하는 프로그램입니다. 딥러닝 기반의 인공지능 기술을 활용하여 MMS 차량이 수집한 데이터에서 객체를 자동 추출하여 차선인지 표지판인지를 구분하여 인식하는 과정을 차례로 수행합니다. 그 후, 작업자가 구축된 데이터의 검수를 진행합니다.

이전에는 작업자가 일일이 유효 데이터를 추출하여 육안으로 비교·검증하는 과정에 시간이 걸리고 정확도도 낮았습니다. 그러나 MAC 기술을 이용하면 도로 표지판 등을 98% 이상 정확하게 인식하고 위치 정확도도 오차범위 20cm 이내를 보장합니다. 지도 제작 시간도 획기적으로 단축했습니다.

 

▲다양한 정밀지도 활용성=현재 정밀지도는 전국자동차전용도로 16,000km구간 구축이 완료되어 있습니다. 강남과 세종 등 일부 도로에도 선행개발을 위한 구축이 완료됐습니다.

정밀지도는 자율주행 외에도 여러 분야에서 활용될 계획입니다 실제 모습과 동일한 디지털 트윈(Digital Twin)을 구현하여 자율주행 시뮬레이터 개발에도 사용할 수 있으며 자율발레 파킹 등 공간정보가 필요한 영역에도 이용할 수 있습니다. 표지판, 신호등과 같은 도로 시설 관리 및 공공기관 시설 점검에도 활용할 수 있습니다. 정밀지도 자체의 콘텐츠가 방대한 만큼 앞으로도 활용 분야가 늘어날 것으로 기대됩니다.

정밀지도는 자율주행차의 유일한 정보이기 때문에 위치의 정확도와 데이터 완성도가 중요합니다. 현대오토에버는 MAC기술을 활용한 자동화를 통해 오류를 최소화하고 보다 안전한 정밀지도를 구축하기 위해 노력하고 있습니다. 현대 오토에버 정밀 지도는 JTBC 다큐멘터리 '코로나 이후의 미래:생존의 법칙'(7월 25일 오전 8시 30분)에도 소개되었습니다. 앞으로도 자율주행차를 위한 현대 오토에버의 기술을 주목하세요!