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자율주행자동차 - 5. 운전자 부족 해소와 연비 저감 효과도 노린다

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글 : 채영석(webmaster@global-autonews.com)
승인 2013-04-16 12:43:20

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일본의 NEDO(New Energy and Industrial Technology Development Organization : 신에너지 산업기술개발기구)가 네 대의 트럭이 운전자 없이 짧은 차간 거리로 조타제어와 속도제어를 통해 자율 주행을 하는 시험에 성공했다고 밝혔다. NEDO가 개발한 자율주행 기술은 대형 트럭 운전자의 부족이라는 측면과 연비성능 향상까지 고려한 것으로 일반 승용차의 자율주행 기술과는 또 다른 의미를 갖는다.

글 / 채영석 (글로벌오토뉴스국장)

NEDO는 2008년부터 5년 계획으로 '에너지 ITS추진 사업'을 시행해 왔다. 총 예산 44억엔으로 우선 2010년 9월에 대형 트럭 세 대로 속도 80km/hm, 차간 거리 15m의 일렬 주행 기술을 공개했다. 그리고 이번에 다시 대형 트럭 세 대, 소형 트럭 한 대로 속도 80km/h, 차간 거리 4미터의 일렬 주행을 자율 주행에 의해 구현했다.

차간거리를 짧게 함으로써 후속 차의 공기저항을 줄여 네 대 평균 연비성능을 15% 이상 향상시킬 수 있었다고 한다.

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일렬 주행을 위해 각 차량에는 전방의 장해물을 감지하는 기능을 시작으로 노면의 하얀 실선을 감지하는 기능, 차차간 통신, 일렬 주행용 제저장치를 탑재했다. 이 장비들은 구체적으로는 전방의 장해물감지는 밀리파 레이더와 적외선 레이저 레이더, 하얀 실선 감지는 카메라와 적외선 레이저 레이더, 차차간 통신은 5.8GHz의 무선통신 모듈과 적외선 통신모듈을 갖추었다. 제어장치는 제어용 기판을 2매 탑재하고 양 기판의 계산 결과를 감시하는 연료차단(Fuel Safe)기능도 갖추고 있다.

전 차량 공히 주행한 원 코스의 지도 데이터를 갖고 일렬 주행의 경우 선두 차량은 전방감지와 흰색 실선 감지로 자율 주행한다. 그 뒤를 따르는 차는 앞 차를 센서로 인식하고 차차간 통신으로 선두 차량의 속도정보 등을 통신주기 20ms로 주고 받는다. 흰색실선 인식은 정밀도를 높이기 위해 차량 측면에 카메라와 적외선 레이저 레이더를 부착했다.

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NEDO에 따르면 시연에서는 차간거리 4미러로 네 대, 그리고 10미터로 세 대가 자율 주행을 했다고 한다. 4미터의 경우는 80km/h에서의 자율주행과 0.2G에서의 제동 정지를 실연했다. 앞 차가 감속하면 뒤 차는 그에 따라 감속하는데 약간 늦기 때문에 차간거리가 좁아졌다. NEDO에서는 이 차간거리의 변동을 2미터로 하고 차간거리고 4미터이면 앞 차에는 추돌하지 않도록 하고 있다.

10미터의 경우는 80km/h에서의 자율주행에 더해 앞쪽 저속 차량을 감지해 차간 거리를 유지하면서 감속하는 데모를 80km/h에서부터 60km/h와, 80km/h부터 30km/h의 두 가지 패턴으로 실시했다. 또 장해물이 있을 경우에 충돌 회피를 위해 급제동하는 실연도 했다. 또한 선두차는 자율주행이 아니고 흰색 실선을 벗어났을 때 뒤 차가 앞 차를 추종하는 트래킹 제어라고 하는 기능도 선보였다.

NEDO에서는 일렬 주행의 실용화를 위한 로드맵을 다음과 같이 제시하고 있다. 연비 15% 저감이 가능한 차간거리 4미터의 자율주행은 선두차 이외는 무인으로 해 2030년 이후 실용화를 목표로 한다. 이들은 정지시부터 일렬로 해 발진하고 장해물을 감지해 브레이크와 차선 변경도 자동화하는 것을 목표로 하고 있다.

한편 차간거리 10미터의 자율주행은 2020~2030년 중 실용화를 목표로 하고 있다. 이 경우 일렬은 주행 중에 형성하고 후속 차는 사람이 타게 된다.

기술을 범용화해 일렬 주행을 2020년까지 조기에 실용화하기 위한 시스템도 데모했다. 차차간 통신과 전방감지에 의한 차간거리 제어와 전방장해물의 감지기술을 일본 트럭 메이커 4사(이스즈, 히노, 미쓰비시후소트럭버스, UD트럭스)의 대형 트럭에 적용해 일렬 주행을 실연했다.

이들 차량에서는 운전자가 스티어링 휠을 조작할 필요가 있지만 선두차는 ACC(Adaptive Cruise Controle)로 주행하고 뒤 차는 차간거리를 자동으로 제어한다.

시연에서는 차간거리를 30미터로 해 일렬 주행을 했다. 전방의 저속차를 감지해 감속하기도 하고 장해물이 있는 경우의 급제동을 시작으로 두 번째와 세 번째의 사이에 승용차가 끼어 들었을 때 차간거리 제어를 통상의 ACC로 전환하고 그 뒤에 차가 빠져 나갔을 때 다시 일렬을 형성하는 대모를 선보였다.
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