자동차에 관심이 있으신 분이라면 ‘정밀지도’에 대해 들어보셨을 겁니다. 자동차 업계 최대 이슈인 자율주행차에 꼭 필요한 기술이 정밀지도입니다. 자율주행차 스스로 도로 정보를 확인하고 주행하기 위해서는 다양한 정보가 필요합니다. 이 모든 정보가 담긴 만능지도가 정밀지도입니다.
정밀지도, 다른 지도랑 어떻게 다를까?자동차용 지도는 크게 세 가지로 나눌 수 있습니다. 많은 분들이 네비게이션을 먼저 떠올리실 텐데요. 우리에게 익숙한 이 지도는 항법 지도로 도로 단위의 정보를 표시합니다. 목적지까지 가는 경로를 탐색하는 데 주로 사용됩니다.
▲ 도로 단위의 정보가 표시되는 내비게이션(항법지도)의 두 번째 ADAS 지도는, 여기서 보다 진보된 개념입니다. ADAS(첨단운전자보조시스템, Advanced Driver Assistance System) 기능이 정교하게 작동하기 위해 꼭 필요한 지도로 도로의 곡률과 경사 등의 정보가 담겨 있습니다.
이를 활용한 대표적인 기술이 바로 현대·기아차에 적용된 내비게이션 기반 스마트 크루즈 컨트롤(NSC-C, Navigation-based SmartCruise Control)입니다. 급커브 구간에서 자동으로 속도를 낮춰주는 기능입니다. 자동차 카메라와 센서는 가까운 거리밖에 인식할 수 없기 때문에 ADAS 지도가 필요합니다.
▲차선·중앙선·표지판 등의 상세데이터를 표현하는 정밀지도 3번째 정밀지도는 도로를 넘어 각 차선단위·도로상표지판 등의 상세데이터까지 표현할 수 있는 지도입니다. 이렇게 정밀한 지도를 활용하면 훨씬 효율적이고 안전한 운행이 가능합니다. 정밀 지도가 도로의 모든 상황을 알려주기 때문에 눈이 오거나 안개가 짙게 끼는 상황도 문제 없습니다.
정확도가 중요한 이유는 또 있습니다. 자율주행 실현에는 차량의 위치를 정확하게 추정하는 ‘측위 기술’이 필요합니다. 기존 위성항법시스템은 환경에 따른 오차가 커 자율주행차가 사용하기에는 어려움이 있었습니다. 이에 대안으로 차량에 장착된 센서와 정밀 지도를 융합해 위치를 보정하는 ‘퓨전 측위(SFP, Sensor Fusion Positioning)’ 기술이 제시됐습니다. 지도 정보를 통해 센서가 감지하는 영역을 줄이고 연산 속도와 인식률을 높이는 것입니다.
도로 데이터 수집부터 정밀 지도 구축까지 이런 특별한 정밀 지도는 만드는 방법도 조금 다릅니다. 정밀 지도를 구축하려면 MMS(Mobile Mapping System) 차량을 활용해 도로 데이터를 수집해야 합니다. MMS는 카메라와 라이다 센서를 장착한 도로 조사용 자동차를 말합니다.
▲도로의 디테일한 정보를 수집하는 MMS차량 MMS차량은 정밀도 높은 상대위치 측정방식의 DGPS(Differential GPS), 차량속도와 거리를 통해 정확한 위치를 알 수 있는 관성항법장치(INS, Inertial Navigation System), 이동거리를 통해 정확한 거리를 측정하는 DMI(Distance Measuring Instrument)와 카메라, 라이다를 탑재하고 있습니다. 이를 활용해 실제 도로를 데이터화해 정밀한 GPS 궤적을 만들고 사물 표면을 수많은 미세한 점으로 표시한 포인트 클라우드 데이터, 카메라가 촬영한 영상 데이터를 산출합니다.
▲ MMS차량에서 라이다와 카메라로 수집한 데이터를 가공하는 과정에서 수집된 데이터는 현대오토에버의 MAC 기술에 의해 지도화됩니다. MAC(Map AutoCreation)은 필요한 기술을 통합하여 정밀 지도를 자동으로 구축하는 프로그램입니다. 딥러닝 기반 인공지능 기술을 활용해 MMS 차량이 수집한 데이터에서 객체를 자동 추출하고 차선인지 표지인지 구분해 인식하는 과정을 차례로 수행합니다. 그런 다음 작업자가 구축된 데이터에 대한 검수를 진행합시다.
기존에는 작업자가 일일이 유효 데이터를 추출해 육안으로 비교·검증하는 과정에 시간이 오래 걸리고 정확도도 낮았습니다. 그러나 MAC 기술을 이용하면 도로 위 표지판 등을 98% 이상 정확하게 인식하고 위치 정확도 오차범위 20cm 이내를 보장합니다. 지도 제작 시간도 획기적으로 단축했습니다.
정밀지도의 다양한 활용성, 현재 정밀지도는 전국 자동차 전용도로 16,000km 구간 구축이 완료된 상태입니다. 강남, 세종 등 일부 도로에도 선행 개발을 위한 구축이 완료되었습니다.
정밀지도는 자율주행차 외에도 다양한 분야에 활용될 계획입니다. 실제 모습과 동일한 디지털 트윈(Digital Twin)을 구현해 자율주행 시뮬레이터 개발에 사용할 수도 있고 자동발레파킹 등 공간정보가 필요한 영역에도 이용할 수 있다. 표지판, 신호등처럼 도로시설 관리 및 공공기관 시설 점검에도 활용할 수 있습니다. 정밀지도 자체의 콘텐츠가 워낙 방대한 만큼 지속적으로 활용 분야가 늘어날 것으로 기대됩니다.
정밀지도는 자율주행차를 위한 정보이기 때문에 위치 정밀도와 데이터 완성도가 중요합니다. 현대오토에버는 MAC 기술을 활용한 자동화를 통해 오류를 최소화하고 보다 안전한 정밀 지도를 구축하기 위해 노력하고 있습니다. 현대오토에버 정밀지도는 JTBC 다큐멘터리 ‘코로나 이후의 미래: 생존의 법칙'(7월 25일 오전 8시 30분)에도 소개됐습니다. 앞으로도 자율주행차를 위한 현대오토에버의 기술에 주목하세요!