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자동차 내비게이션은 어떻게 작동하지? 내비게이션의 원리를 알아보자!

인포테인먼트

by 현대엠엔소프트 2017. 2. 2. 09:00

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자동차 내비게이션은 이제 모든 운전자에게 없어서는 안 될 필수품이 되었습니다. 어디를 가건 내장형 혹은 스마트폰 내비게이션에 의지해서 길을 찾아 나서죠. 단순히 경로만 안내하는 것이 아니라 실시간으로 교통 상황도 반영해서 목적지 도착 시간을 정확하게 안내하기도 하는데요. 혹시 더욱 편하게 운전할 수 있게 해주는 내비게이션이 어떻게 작동되는지 알고 계시나요? 오늘은 내비게이션의 기본적인 작동 원리와 미래의 모습에 대해서 알려드립니다!


내비게이션의 기본 원리


내비게이션이 작동하는 기본 원리는 바로 GPS 인공위성을 사용하는 것입니다. 현재 우주에는 GPS 인공위성 24개가 지구를 돌고 있어, 지구의 어느 곳에 있건 4개 이상의 GPS 인공위성과 송수신이 가능하죠. 내장형 내비게이션의 경우에는 내비게이션 자체에 들어있는 전용 칩셋이 GPS와 교신하며 위치 정보를 알려줍니다. 스마트폰 내비게이션의 경우 위치정보 사용을 동의하는 이유 역시 GPS와 해당 정보를 교신하기 위해서입니다. 



GPS 인공위성과의 교신을 통해 현재 위치를 확인했다면, 그 위치를 지도상에서 확인하는 작업이 필요합니다. 이 작업을 위해 필요한 것이 바로 전자지도입니다. 내비게이션에 필요한 전자지도는 기본적으로 국토지리정보원이 만든 지형도를 디지털 정보로 변환해서 사용합니다. 이 기본적인 지형도 위에서 GPS와 교신하며 얻은 사용자의 위치정보를 찾아 확인합니다.



전자지도 위에서 사용자의 현재 위치를 확인할 수 있게 되면 필요한 것은 바로 목적지에 대한 정보입니다. 도로에 대한 정보, 교통 정보, 그리고 사용자들이 찾을 장소라 여겨지는 관심 지점(POI, Point of Interest)을 원본 전자지도에 씌워 전자지도에 장소에 대한 정보들도 포함되도록 만듭니다. 내비게이션은 이렇듯 기본적으로 GPS, 전자지도, 그리고 장소에 대한 정보를 활용해 사용자를 안내합니다. 지도의 기본적인 정보는 바뀌지 않더라도 지도상 건물의 위치, 교통 정보 등은 지속적으로 변하기 때문에 새로운 버전으로 꾸준히 업데이트 하는 것이 필수입니다. 


경로 탐색은 어떻게 하는거지?


내비게이션의 기능 중 가장 중요한 것은 바로 경로 탐색 기능입니다. 차량 인근의 모습을 보여주는 전자지도만 있다면 지도책을 들고 다니는 것과 다를 바가 없죠. 그래서 운전자들은 내비게이션을 선택할 때 경로 탐색 기능의 정확성을 가장 많이 신경 씁니다. 그렇다면, 내비게이션은 어떻게 전자 지도 위의 수많은 길들 중 최적의 경로를 탐색하는 것일까요? 



내비게이션은 기본적으로 길을 찾아주는 알고리즘을 사용해서 운전자에게 최적의 경로를 알려줍니다. 이 알고리즘은 도로의 특성과 운전자의 요구 사항들에 각기 다른 가중치를 준 뒤 최적의 경로를 탐색하죠. 예를 들어 도로의 규모, 신호등이나 회전 규제 같은 도로의 특성, 그리고 사용자가 고속도로를 사용하길 원하는지 혹은 이와 관계없이 최단 경로를 원하는지 등 다양한 요소들에는 각기 다른 가중치가 주어집니다. 이 가중치를 기준으로 내비게이션 내의 알고리즘은 출발 지점에서 목표 지점까지 운전자를 위한 최적의 경로를 탐색해서 알려줍니다. 

 


스마트폰 내비게이션에서 많이 사용하는 실시간 경로 안내의 알고리즘에는 빅데이터 분석을 통한 교통 상황 예측 정보도 포함됩니다. 지금까지 축적된 방대한 양의 교통 상황 데이터 중 현재와 비슷한 과거의 패턴을 찾아내, 그 상황 속에서 최적의 경로를 찾아내는 것입니다. 현대엠엔소프트의 맵피는 스마트폰 내비게이션 업계 최초로 ‘교통정보 분석 시스템(Traffic Information Analysis System)’을 구축해, 운전자들에게 더욱 정확한 실시간 길 안내를 제공하고 있습니다.


● 스마트폰 내비게이션 ‘맵피’’의 교통정보 분석 시스템


스마트폰 내비게이션 맵피에 사용되는 교통정보 분석 시스템은 교통정보 품질평가와 교통혼잡도 분석을 주축으로 합니다. 이를 통해 실제 차량에 탑승해 내비게이션의 성능을 평가하는 실치 기반 평가와 함께 국내 처음으로 실시간 데이터를 사용해 교통정보의 품질을 정량적으로 평가할 수 있게 됐죠. 기존의 내비게이션들은 실차 기반 평가에 그쳐 객관성은 보장 할 수 없었습니다. 그렇지만, 현대엠엔소프트는 실차 기반 평가에 실시간 데이터까지 접목해 교통정보 분석에 객관성을 더했습니다. 이렇게 만들어진 시스템을 바탕으로 현대엠엔소프트는 지속적으로 내비게이션의 문제점을 분석하고 개선하며 운전자들에게 더욱 정확한 교통정보를 제공하고 있습니다.



실차 테스트 중인 현대엠엔소프트 차량


미래의 내비게이션


지금까지 내비게이션이 작동하는 기본적인 원리에 대해서 알아봤습니다. 자동차 내비게이션은 운전자들이 더욱 편하게 운전할 수 있도록 많은 발전을 거듭해 왔습니다. 그렇다면 앞으로 내비게이션은 어떤 변화를 맞고, 또 어떤 역할을 하게 될까요?



자동차 내비게이션, 특히나 전자지도에 대한 관심은 최근 몇 년 사이에 급격히 높아졌습니다. 2016년에는 지도 반출 결정을 놓고 갑론을박 다양한 논의들도 있었죠. 전자지도에 대한 기업과 국가의 관심이 이렇듯 높은 이유는 바로 제4차 산업혁명에서 전자지도가 중요한 역할을 하게 될 것이기 때문입니다. 지금까지의 자동차 내비게이션이 운전자의 눈이었다면, 미래에는 자동차의 눈이 되어줄 것입니다.



자율주행차에 사용되는 지도는 현재 자동차 내비게이션에 사용되는 지도보다 그 정확성이 10배 이상 높아야 합니다. 현재의 오차 수준은 운전자가 자연스럽게 운전하면서 보정할 수 있는 수준입니다. 그렇지만 자율주행차의 경우에는 자동차가 스스로 최적의 경로를 찾아 안전하게 주행할 수 있어야 하기 때문에 지도와 실제 도로의 오차범위가 10cm 이하로 떨어져야 합니다. 예를 들어 GPS 신호가 끊기는 경우가 있는 터널 혹은 고가도로에서 일반 운전자는 도로의 상황이 눈에 보이기 때문에 차로와 같은 도로의 정밀한 데이터를 분별할 수 있습니다. 그렇지만 자율주행차의 경우 GPS 신호가 끊어지면 위치를 착각하는 경우가 생길 수 있습니다. 그래서 실제 도로 데이터와 최대한 비슷한 정밀 지도를 만드는것이 자율주행차의 핵심이죠.



현대엠엔소프트는 현재 국내에서 유일하게 정밀지도를 제작할 수 있는 역량을 갖추고 미래를 준비하고 있습니다. 대당 10억원에 가까운 장비를 실은 지도 구축 차량을 활용해 도로의 표지판, 속도 제한, 그리고 차로까지 실제 도로의 데이터를 수집해 지도화하고 있죠. 이런 현대엠엔소프트의 역량이 투입된 아이오닉 자율주행차는 2017 CES에서 라스베거스를 질주하며 전세계의 이목을 집중시키기도 했습니다.



오늘을 일상 속에서 매일 사용하지만 어떻게 작동하는지는 잘 모를 수 있었던 내비게이션의 원리에 대해 알아봤습니다. 자동차 내비게이션은 운전자들이 더 편하게 운전할 수 있도록 통신 기술의 발전과 함께 진화해 왔습니다. 그리고 현대엠엔소프트는 운전자들이 미래에 더욱 자유롭게 자동차에 탑승할 수 있도록 더 정확한 지도를 만드는 것을 목표로 하고 있죠. 지금까지, 미래에는 사람들이 더욱 편하게 이동할 수 있게 되길 기원하는 현대엠엔소프트 블로그였습니다.



더 빠르고 더 정확한 길 안내, 이제는 인공지능(AI)에게 물어봐!


요즘 내비가 도착 예정 시간을 기가 막히게 예측해줄 수 있는 이유! 바로 인공지능(AI) 덕분이랍니다. 내비게이션 개발자들이 직접 설명하는 내비게이션의 원리, 더 알아보시려면 ↓

AI기술로 더 정확해진 내비! 개발자에게 듣는 내비게이션 원리





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