자율주행 자동차 단계 레벨4 현황

 

 

자율주행 자동차 단계 레벨4 현황

 

자율주행 레벨 4단계 의미

자율주행 레벨 4, 즉 "고도의 자동화"는 자율주행 기술 발전에서 중요한 단계로, 이 단계에서는 차량이 특정 조건이나 환경에서 운전자의 개입 없이 모든 운전 작업을 수행할 수 있습니다. 2023년까지의 레벨 4 자율주행 기술의 현황을 자세히 살펴보면 다음과 같습니다:

 

1. 기술 개발

• 고급 센서 및 AI 시스템: 레벨 4 자율주행 차량은 고도로 발전된 센서(레이더, 라이다, 카메라 등)와 인공지능 시스템을 사용하여 복잡한 도로 환경을 이해하고, 다양한 운전 상황에 대응할 수 있습니다.
• 지리적 제한: 이 단계의 차량은 주로 지리적으로 제한된 지역(예: 도심 지역, 특정 고속도로)에서 운영됩니다. 이러한 지역 내에서 차량은 모든 운전 작업을 독립적으로 수행할 수 있습니다.

2. 상업적 이용

• 자율주행 택시 및 셔틀 서비스: 일부 도시에서는 레벨 4 자율주행 기술을 이용한 택시 및 셔틀 서비스가 시범 운영되고 있습니다. 이러한 서비스는 주로 제한된 영역 내에서 운영됩니다.
• 물류 및 배송: 자율주행 트럭과 배송 차량이 물류 및 배송 분야에서 시험 운행되고 있으며, 이는 효율성 향상과 운송 비용 절감에 기여하고 있습니다.

3. 법적 및 규제 문제

• 법적 프레임워크: 많은 국가들이 자율주행 차량에 대한 법적 및 규제 프레임워크를 개발 중입니다. 이는 차량의 안전성, 책임 소재, 운영 기준 등을 명확히 하는 데 중점을 두고 있습니다.
• 안전 기준: 레벨 4 자율주행 차량은 엄격한 안전 기준과 시험을 거쳐야 합니다. 이는 차량의 신뢰성을 보장하고 대중의 신뢰를 얻는 데 중요합니다.

4. 사회적 및 경제적 영향

• 이동성 향상: 레벨 4 자율주행은 이동성에 제한이 있는 사람들(노인, 장애인 등)에게 새로운 이동 수단을 제공할 수 있습니다.
• 도시 계획 및 교통 체계 변화: 자율주행 차량의 도입은 도시 계획 및 교통 체계에 영향을 미칠 수 있으며, 주차 공간, 교통 체증 감소 등의 변화를 가져올 수 있습니다.

5. 기술적 및 운영적 도전

• 기술적 도전: 완벽한 자율주행을 위 한 신뢰성 높은 센서 및 AI 알고리즘의 개발, 예측 불가능한 도로 상황과 기상 조건에서의 안전한 운전, 다른 운전자 및 보행자와의 상호작용 등은 레벨 4 자율주행의 주요 기술적 도전 과제입니다.
• 데이터 보안과 프라이버시: 자율주행 차량은 대량의 데이터를 수집하고 처리합니다. 이 데이터의 안전한 관리와 사용자의 프라이버시 보호는 중요한 고려사항입니다.
• 사이버 보안: 차량의 해킹이나 사이버 공격에 대한 방어 메커니즘 구축은 필수적입니다. 이는 차량의 안전성과 신뢰성을 유지하는 데 매우 중요합니다.

6. 대중의 수용도

• 인식 및 신뢰 구축: 레벨 4 자율주행 차량의 성공적인 도입은 대중의 신뢰와 수용도에 크게 의존합니다. 이를 위해서는 광범위한 교육과 인식 개선 활동이 필요합니다.
• 실제 운행 경험: 시범 프로젝트와 공공 시험 운행을 통해 일반 대중이 자율주행 차량을 경험할 수 있게 함으로써, 기술에 대한 이해와 신뢰를 높일 수 있습니다.

7. 글로벌 진출 및 협력

• 국제 협력과 표준화: 다양한 국가에서 운영되는 자율주행 차량의 안전과 호환성을 보장하기 위해 국제적인 협력과 표준화 작업이 필요합니다.
• 글로벌 기술 기업과의 협력: 자동차 제조사들은 기술 기업, 스타트업, 대학 등과 협력하여 자율주행 기술을 개발하고 있습니다. 이러한 협력은 새로운 혁신과 시너지를 창출할 수 있습니다.

 

※ 자율주행 레벨 1~5 비교

레벨	수준 이름	레벨 주요 내용	운전자의 역할	시스템 기능	환경 모니터링	운전자 참여	운영 설계 영역 (ODD)
Level 1	Driver Assistance	차량은 조향 또는 가속/감속 중 하나만 제어합니다. 운전자는 항상 운전 작업에 참여하고 환경을 모니터링해야 합니다.	적극적인 운전 및 모니터링	기본 크루즈 컨트롤 또는 차선 유지 보조	운전자에 의한 전체	지속적으로 (적극적인 운전 작업)	없음 (시스템이 운전자를 보조)
Level 2	Partial Automation	차량은 조향과 가속/감속을 동시에 제어합니다. 운전자는 운전 작업에 참여하고 환경을 모니터링해야 합니다.	적극적인 모니터링, 제한된 제어	적응형 크루즈 컨트롤 및 차선 유지 보조 기능 결합	주로 운전자에 의해, 시스템에 의해 보조됨	지속적으로 (모니터링 및 제어 준비)	제한적 (예: 고속도로, 특정 속도)
Level 3	Conditional Automation	차량은 특정 조건에서 모든 운전 작업을 수행할 수 있습니다. 운전자는 요청 시 제어를 인수할 수 있어야 합니다.	제한된 제어, 개입 준비 필요	특정 조건에서의 자동 주행 (예: 고속도로 주행), 운전자 대체 가능	시스템에 의해, 운전자 대체 가능	간헐적으로 (개입 준비 필요)	확대 (다양한 환경, 제한 있음)
Level 4	High Automation	차량은 특정 조건에서 모든 운전 작업을 인간 개입 없이 수행할 수 있지만, 특정 지역이나 환경에 한정될 수 있습니다.	특정 조건에서 개입 없음	지정된 지역에서의 완전 자동 주행 (예: 지리적으로 제한된 도심 지역), 운전자 불필요	특정 조건에서 시스템에 의해 전체	특정 조건에서 필요 없음	특정, 정의된 영역에서 인간 개입 없음
Level 5	Full Automation	차량은 모든 조건에서 모든 운전 작업을 수행할 수 있습니다. 인간 탑승자는 단순한 승객이며 운전에 관여할 필요가 없습니다.	개입 필요 없음	모든 환경 및 조건에서의 완전 자동 주행	모든 조건에서 시스템에 의해 전체	전혀 필요 없음	무제한 (모든 운전 환경)

 

 

테슬라 오토파일럿 사고율 감소 중

테슬라는 매 분기마다 오토파일럿(Autopilot) 안정성 테스트를 실시하고 다음 해 1월에 테스트 결과를 공표합니다. 22년 4분기 테슬라 Autopilot 안정성 측정 결과에서 자율주행 작 동 시, 485 만 마일 운전 시 1 회의 사고가 발생한 것으로 밝히고 있습니다. 전년대비 11.5% 거리가 증가하며 안정성이 높아지고 있으며 테슬라 오토파일럿을 사용하지 않았을 때는 140 만 마일 운전 시 평균적으로 1회의 사고가 났고 평균 무사고 운행거리는 전 년대비 7.9% 감소했습니다. 미국 NHTSA(National Highway Traffic Safety Administration)와 FHWA (Federal Highway Administration)에 의하면 미국에서는 평균적으로 65.2 만 마일 운행 당 1회의 사고가 발생한다고 합니다.

자율주행 택시 및 테슬라 사이버트럭

자율주행 레벨 4 : 정해진 노선 기반의 버스, 물류 등 상용화 우선

자율주행 레벨 4의 경우 센서와 프로세서의 단가 문제로 인해 개인 승용차 보다 상용 모빌리티 서비스에서 활성화될 것 입니다. 자율주행 레벨 4 차량의 경우 비상시에도 운전자 개입 없이 차량 운행을 해야 하며 운행 대부분을 시스템이 담당하기 위해선 $10,000 내외 가격으로 형성된 360도 기계식 라이다 탑재와 고스펙 라이다 탑재에 따른 컴퓨팅 파워 또한 높아져 일반 승용차에 탑재가 어려워집니다. 따라서 자율주행 레벨 4는 하루 24시간 유상으로 서비스되는 자율주행 택시, 정해진 노선을 주행하는 셔틀버스, 그리고 물류 서비스 등의 B2B 시장에서 상용화가 되어 활용될 가능성이 높습니다

자율주행 레벨 4 : 정해진 노선 기반의 버스, 물류 등 상용화 우선

 

한국 자율주행 레벨4 도입 준비 중

국토부는 2022년 발표한 모빌리티 혁신 로드맵에서 2027년 자율주행 레벨 4 글로벌 첫 상용화를 목표로 하고 있으며 이러한 계획을 조금 더 앞당기고 있습니다. 임시 운행 허가를 받은 레벨 4 자율주행 차량에 한해서 성능 인증 제도를 통해 2024년부터 B2B로 차량 판매 허가를 계획하고 있어 여객, 물류, 순찰 등 자율주행 레벨 4 기능이 탑재된 PBV 시장이 성장할 것으로 전망됩니다. 2023년 11월 국토부는 자율주행 실증 구역을 기존 10곳에서 전국 17개 시ㆍ도로 34곳으로 확대했습니다. 오토노머스A2Z, 라이드플럭스와 같은 국내 기업들을 필두로 지속적인 운행 데이터 누적 및 자율주행 알고리즘을 고도화하고 있습니다. 

테슬라 Model 3 ADAS Features

 

완벽한 자율주행은 어떻게 가능할까?

국제자동차기술자협회(SAE International)에서는 자율주행 레벨 5는 자율주행 시스템이 지역과 상황에 상관없이 스스로 운전이 가능한 것으로 정의합니다. 자율주행 레벨 5가 상용화가 되면 교통안전, 효율성, 편의성, 그리고 교통 약자의 이동권 보장이 가능한 사회적 편익 증대를 기대가 됩니다. 자율주행 레벨 5 시스템은 운전자의 인지-판단-제어를 넘는 수준이 내재화 되어 자동차 운전 시 모든 주행 조건에서의 주변 환경 인식, 위험 판단 및 안전한 주행 경로 결정, 그리고 차량 정밀 제어가 필요합니다. 이를 달성하기 위해선 운행 데이터 확보, 차량에 탑재되는 센서, 자율주행 인프라 분야의 발전이 요구가 됩니다.

정밀지도 자동화 구축

 

 

자율주행 레벨3 : '조건부 자동화'는 자율주행 차량의 개발 단계 중 하나로, 이 단계에서 차량은 특정 조건 하에서 스스로 운전을 할 수 있지만, 운전자는 필요한 경우 개입할 준비가 되어 있어야 하는 상황을 말합니다. 레벨 3의 자율성 수준은 자동차가 대부분의 운전 작업을 스스로 수행할 수 있는 단계로 예를 들어 고속도로 주행 시 특정 지리적 영역 내에서 제한적으로 적용이 됩니다. 

자율주행 레벨3 자동차 상용화 현황