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미래를 향한 자율주행차, 정밀 지도(HD MAP) 읽으며 씽씽 달린다!

자율주행 · 정밀지도

by 현대엠엔소프트 2017. 2. 15. 09:00

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미국 라스베이거스에서 현지 시간으로 지난 8일까지 열린 국제전자제품박람회 ‘CES 2017’은 전 세계 정보통신기술(ICT)을 한 눈에 볼 수 있는 자리였습니다. 올해는 세계적인 자동차 기업들이 컨셉트카를 비롯한 자율주행, 음성인식, 인공지능 등 최첨단 기술을 선보이며 자동차의 미래에 대한 다양한 대안을 제시했습니다. 


현대차 아이오닉 컨셉카, CES 2017에서 자율주행 선보여


이 자리에서 현대자동차는 아이오닉 자율주행 컨셉카로 실제 자율주행을 선보였는데요. 미국 자동차공학회(SEA)가 분류한 자율주행 기준 0~5단계 중 최고 수준인 레벨 4(High Automation)에 해당되는 것입니다. 레벨4는 운전자가 정해진 조건에서 운전에 개입하지 않는 수준이며, 운전자 없이도 알아서 달리는 레벨5 기술의 직전 단계인데요. 무엇보다 세계 최초로 4단계 야간 자율주행 시연에 성공해 주목을 받았습니다. 


▲ 야간 자율주행에 성공한 아이오닉 자율 주행차 (사진 출처: 현대자동차그룹 블로그)


야간 자율주행은 주변 조명이 어두워 센서가 자동차와 사물의 정확한 위치를 파악하기 힘들고, 각종 불빛에 차선, 신호등 등 사물이 반사되기 때문에 인식능력이 떨어져 어려움이 있는데요. 이러한 조건 속에서도 일몰 뒤 있었던 세 차례 주행에서 낮 시간과 다를 바 없는 자율주행을 성공적으로 마쳤습니다. 


실제 자율주행을 구현한 아이오닉 자율주행 컨셉카는 루프 위에 올라와 있는 라이다(LiDAR)센서나 돌출되어 있는 다른 센서가 기존의 일렉트릭 모델의 외관과 큰 차이가 없었는데요. 탑재된 12개의 센서는 타사의 자율주행 테스트 차량에 비해 수량이나 가격 면에서 저렴하게 구성되어 향후 실제 제품이 출시되면 대중의 선호도가 높을 것으로 예상됩니다. 이처럼 센서의 수를 줄여 운행할 수 있었던 것은 정교한 정보가 포함되어 있는 디지털 맵과의 결합을 통해 이루어진 것인데요. 아이오닉 자율주행 컨셉카에는 현대엠엔소프트가 개발한 정밀 지도인 HD Map이 탑재되어 있습니다. 


▲ 항법용 일반 지도와 정밀 지도(HD Map) 차이점 


현대엠엔소프트, 자율주행 시연 위한 HD Map 제작에 나서


‘CES 2017’에서 현대자동차가 아이오닉으로 선보인 자율주행 시연을 위해 현대엠엔소프트가 HD Map제작에 돌입한 것은 지난해 5월이었습니다. CES2017이 열리는 ‘라스베이거스 컨벤션 센터’를 기준으로 인근 주요 도심 도로를 후보로 정하고, 자율주행 시연을 위한 HD Map 샘플 DB를 구축하기 위한 도로 조사를 시작했는데요. 자율주행을 위한 정밀 지도에는 일반적인 내비게이션에서 얻을 수 있는 정보뿐만 아니라 지형의 고저, 도로의 굴곡율, 차선의 간격 등을 비롯하여 자율주행에 필요한 다양한 도로 정보가 포함되어 야 하기 때문에 이를 위한 특별한 장비가 필요합니다. 


▲ 현대엠엔소프트에서 운영하고 있는 MMS 장비 


현대엠엔소프트는 국내 최초로 차량 운전 지원용 지도 생성을 위한 MMS(Mobile Mapping System) 기반 정밀지도 구축 시스템을 도입했습니다. 고성능 레이저 스캐너 장치인 라이다(LiDAR)를 포함한 다양한 센서들을 활용하여 도로 및 주변 지형 등의 정보를 빠짐 없이 취득하는 최첨단 3차원 공간정보 조사 시스템인데요. 이 시스템을 통해 기존 수 미터에 달하던 오차율을 이런 최첨단 시스템을 통해 수 센티미터로 줄여 현실과 거의 동일한 위치 정보를 취득할 수 있었습니다. 

 

자율주행 차량 운행에 꼭 필요한 정보가 담긴 HD Map의 유용성


현대엠엔소프트는 MMS장비를 통해 해당 지역의 위치 정보, 표지판, 방면 명칭 등의 기본적인 주행을 위한 정보 외에 자율주행 차량 운행에 꼭 필요한 정보인 차선 정보, 지역 고유 정보 등을 추가로 취득했습니다. 차선 정보도 차선중심선, 차선경계면, 도로경계면 등으로 분리하였으며, 건물 외곽선, 도로노면 마킹정보, 표지판, 신호등, 교차로 및 호텔 진/출입부 등 역시 단순한 위치 정보를 담았습니다.


▲ MMS장비에 장착된 카메라로 촬영한 라스베이거스 시내


▲ MMS 장비로 취득한 다양한 자율주행용 정보가 담겨 있는 HD Map


▲ MMS 장비로 취득한 다양한 자율주행용 정보가 담겨 있는 HD Map


이 밖에도 표지판의 크기, 설치기둥의 좌표, 가로수의 지면점의 좌표 등 다양한 정보가 담겨 있는데요. 이를 통해 자율주행 차량이 운행하면서 센서로 받아들이는 실시간 정보 외에 정밀 지도의 정보로 보다 빠르게 현재 상황을 판단하며 안전하게 주행할 수 있도록 도와줍니다. 특히, 자율주행 소프트웨어가 분석해야 하는 데이터의 양을 줄이고 사용 전력을 줄여 배터리 효율 또한 높일 수 있는 장점도 있습니다.


우선, MMS 장비로 취득한 데이터의 모든 값은 색깔별로 구분되어 직접적인 측량 작업 없이도 교량과 도로의 정확한 넓이 및 높이 데이터 측정이 가능한데요. 데이터 가시화 작업을 통해 교량과 같은 도로 시설물은 다양한 각도 및 위치에서의 관측이 가능한 3D 모델링 데이터로 구성됩니다. 이후 MMS 차량이 조사한 데이터를 후처리하고, 필요한 정보를 추출해 지도 데이터로 가공하는 일련의 과정을 거쳐 마침내 HD Map이 탄생되었습니다. 그리고 이러한 HD Map은 자율주행 시연차량에 탑재되어 라스베이거스 야간 시내 주행 성공에 일조하며 우리나라 자동차 기술 발전을 전 세계 사람들에게 선보일 수 있었습니다.


“HD Map은 자율주행 차량의 안전을 위한 필수 매뉴얼입니다”

CES 2017 자율주행 시연용 HD Map제작자에게 듣는다


[정밀지도개발팀 이원춘 책임연구원] 

 

Q. 한국과 미국의 도로 환경에서의 가장 큰 차이점은?


미국은 우리나라와 주행 방법이 같아 기본적인 도로 주행 환경이 크게 차이가 나지 않습니다. 다만, 정밀 지도를 구축한 라스베이거스 시내 주변 도로의 차선이 미국의 다른 지역이나 우리나라처럼 페인트로 칠해져 있는 것이 아니라 작은 돌출물이 나와있는 구조로 되어 있어 차선 정보 취득이 어려울 수 있었는데, 정확하게 취득되어 다행입니다. 또, 방명 명칭 표지판이 국내보다 작아 도로를 운행하며 자료를 조사할 때 헷갈리는 경우가 가끔 있었습니다.


Q. 라스베이거스 도로 조사 시 가장 어려웠던 부분은?


생각보다 시내 도로에 공사하는 부분이 많았는데요. 자율주행을 위해서는 해당 지역의 정보가 완벽하게 담긴 정밀 지도를 구축해야 하는데 변경되는 부분들이 존재해 최신 버전으로의 데이터 구축에 가장 신경을 썼습니다.

 

Q. 해외에서 처음으로 시도한 자율주행을 위한 HD Map구축의 어려움은?


현대자동차가 국내에서 자율주행 차량 운행을 하고 있고, 이를 위한 HD Map구축 경험이 있어 그 부분은 생각보다 수월히 진행됐습니다. 라스베이거스 HD Map을 구축하고 실제 자율주행 테스트를 진행하면서 이후 현지 주행 환경에 맞게 조율하며 더 정확도를 높여 나갔습니다. 

 

Q. 자율 주행에 있어 정밀지도의 중요성은?


자율주행 차량에 다양한 정보를 감지하는 센서가 부착되어 있고, 해당 정보를 파악하고 주행을 돕는 처리기술도 점점 발전하고 있지만 HD Map없이 주행하기 위해서는 위험이 존재할 수도 있습니다. 날씨, 주행하는 시간 등 주행하는 환경에 따라 도로 시설물 등을 파악하는 환경이 다르기 때문인데요. 지도 정보 없이 주변상황만을 현장에서 직접 파악하고 주행하기 보다는 지도 정보와 결합하는 편이 보다 안전하게 주행할 수 있습니다. 


자율주행차의 핵심 기술인 HD Map구축을 위한 현대엠엔소프트의 노력은 앞으로도 계속될 예정입니다. 우리 자체 기술로 달리는 자율주행차를 보는 날이 하루 빨리 왔으면 좋겠습니다. 지금까지 여러분이 꿈꾸는 편안한 드라이빙을 위해 노력하는 현대엠엔소프트 공식블로그였습니다!




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