자율주행차와 보행자 간 커뮤니케이션 기술

작성자
koev02031
작성일
2020-07-02 17:23
조회
3
자율주행차와 보행자 간 커뮤니케이션 기술

자율주행차의 시각적 의사 표시 사례(© Drive.ai)



코로나 19의 여파속에서도 미래 시장을 선점하려는 글로벌 업체들의 자율주행차 상용화에 대비하는 신기술 개발은 지속되고 있다. 최근 업계를 선도하는 Waymo는 5세대 자율주행 시스템을 탑재한 Jaguar 'I-PACE' 프로토 타입의 테스트 주행 영상을 공개했다. 본 이슈에서는 자동차 커뮤니케이션 기술 중 자율주행차의 시각적 의사 표시에 관한 기술 및 업계 동향을 살펴보았다.

자율주행차가 직면하고 있는 주요 과제 중 하나는 도시 환경에서 운전하는 것이며 이를 실현하기 위해 자율주행차는 다른 도로 사용자와 커뮤니케이션하고 그들의 의도를 이해하는 능력이 필요하다. 미국자동차협회(AAA)가 실시한 성인 운전자 대상 설문조사 결과에 의하면 응답자의 70% 이상이 자율주행차 탑승을 두려워하는 것으로 나타났다.

인간 운전자에 의해 조작되는 일반 차량의 경우 운전자의 의도는 경적, 방향 지시등, 점멸등, 손 제스처, 아이 컨택 등의 조합을 통해 전달되지만, 운전자가 차량 조작에 완전히 관여하지 않을 수 있는 자율주행차에서는 다른 차량 및 보행자가 자율주행차의 의도된 동작에 대해 인식이 부족할 수 있다.

이런 문제 해결을 위해 카메라와 같은 센서를 갖춘 자율주행차는 오디오 메시지, 디지털 간판, 헤드라이트 조명 등을 통해 주변 차량이나 보행자에 메시지를 전달하는 기술 응용에 집중하고 있다. 예를 들어, 자율주행차는 점멸등이나 문자 메시시와 같은 시각적 의사 표시로 "주의", "우측으로 차량 이동“ 등의 의도를 보행자에게 전달한다.

보행자의 행동에 대한 이해는 교통 역학, 환경 조건 등과 같은 다양한 요인에 따라 달라지므로 보행자와 커뮤니케이션하는 자율주행차의 설계 접근법, 보행자 의도를 이해하기 위한 시각 인식, 추론 알고리즘 등을 포함하는 실제 응용 프로그램이 요구된다.

대표적인 예로써 Waymo의 자율주행차와 보행자 간 소통 기술 사례를 살펴보았다. 본 기술은 2013년 12월 3일에 특허 출원하여 2015년 2월 10일에 등록되었으며 ‘Pedestrian notifications’을 제목으로 하고 있다.(관련특허: US8954252). 2020년 5월 현재 109개의 경쟁사 및 자사 특허에 인용될 정도로 동 분야의 선도기술로 판단된다.

Waymo 특허에 의하면, 기존 자동차의 경우 운전자는 아이 컨택, 손 제스처 사용 및 다른 형태의 통신을 포함하는 다양한 방식으로 그들의 의도를 표현하여 보행자와 통신할 수 있지만, 자율주행차에는 방향 지시등, 전조등, 상향등, 브레이크등, 후진등 및 일부 가청 신호와 같은 일반적인 신호 장치 외에는 차량의 미래 행동을 직접 전달하는 기능이 부족함을 기술 배경으로 언급하고 있다.

이러한 환경의 개선에 기초해서 보행자에게 자율주행차의 의도를 알리는 기술을 제시하고 있다. 차량은 보행자가 차량 전방 도로를 가로 지르려고 시도하는 것과 같은 물체를 검출하는 센서를 포함하고 있으며 차량의 컴퓨터는 보행자에 응답하는 올바른 방법을 결정할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터는 차량이 안전하게 정지해야 하는 경우 차량의 정지 또는 감속, 양보 또는 정지 등을 결정하며 차량이 가고 있거나 현재하고 있는 것을 보행자에게 통지한다. 차량은 물리적 신호 장치, 전자 신호 또는 조명, 가청 통지를 제공하는 스피커 등을 포함한다.



보행자에게 시각 정보를 나타내는 전자 디스플레이



실시예를 설명하는 위 도면을 참고하면, 차량은 보행자에게 시각 정보를 제공할 수 있는 전자 디스플레이(#650-652)를 갖추고 있으며 이들은 차량의 측면이나 전면을 따라 배치되고 루프, 후드 또는 차량 뒷면과 같은 다른 위치에도 배치될 수 있다. 차량 측면전자 디스플레이(#650)의 'Stop' 표시는 차량 앞을 횡단하는 것이 안전하지 않다는 알림을 나타낸다. 차량 전방 전자 디스플레이(#651)의 'safe to cross' 문구 표시는 차량이 정지하는 안전 횡단의 알림을 나타낸다. 차량 측면 전자 디스플레이(#652)의 "don’t”원과 교차선표시는 보행자 횡단 보도의 알림 표시로서 보행자에게 차량이 정지하지 않아 차량 앞을 횡단하는 것이 안전하지 않음을 나타낸다.

자율주행이 만드는 새로운 변화는 다양하다. 자율주행차와 보행자 간의 커뮤니케이션 기술은 V2X 통신 영역의 하나로서 시스템 기술로 진화하고 있다. Waymo의 출원 이후 Applied Invention(US), Toyota, Nissan, UATC(Uber Advanced Technology Center), Nio, Ford, Apple, Drive.ai, Lyft, Baidu, GM, Subaru 등에서도 관련 기술의 개발을 진행한 것으로 나타났다.

예를들면, 자율주행 셔틀 고객을 안전하게 픽업하기 위해 모바일 앱을 사용하여 셔틀이 고객 위치로 배차되도록 유도(Ford), 차량의 상태 또는 의도를 보행자와 같은 외부 관찰자나 원격 차량 등에 대하여 표시하는 차량 상태 표시 시스템(Nissan), 자율주행차의 향후 운전 조작과 잠재적으로 관련되어 있는지 여부를 판단하고 차량이 사람에게 방향성 메시지를 전달(Toyota), 자율주행차가 교통 중의 물체를 식별하고 자율주행차의 계획적 이동에 기초하여 해당 물체에 메시지를 전달(Lyft), 자율주행차의 현재 상태, 미래 상태 및 주변에 대한 가장 관련 있는 정보를 다른 운전자나 차량에 시각적으로 전달(Drive.ai), 자율주행차가 근접한 사람에게 의도나 허용을 신호할 수 있게 하는 의도 신호 시스템(UATC/Uber) 등의 기술들이 공개되고 있다.

한편, 자율주행차의 시각적 의사 표시에 의한 커뮤니케이션 기술 외에도 차량 조명을 이용한 노면 이미지 투영기술도 자율주행차 시대의 안전 운전을 도모할 수 있는 커뮤니케이션 기능으로서 주목받고 있다.



※ (참고) 자율주행차의 보행자 커뮤니케이션 관련 자료
- External Human-Machine Interfaces on Automated Vehicles: Effects on Pedestrian Crossing Decisions
- Breaking down the language barrier between autonomous cars and pedestrians
- Communicating Intent of Automated Vehicles to Pedestrians
- How Driverless Cars May Interact With People
- A Video-based Study Comparing Communication Modalities between an Autonomous Car and a Pedestrian
- Self-driving car's front grille showing digital signage for pedestrian. Concept for communication between autonomous car and pedestrian
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