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제목 자율주행자동차용 고분자 소재 개발 동향
작성자 플라스틱코리아
글정보
Date : 2020/08/31 15:18

자율주행자동차용 고분자 소재 개발 동향

자료제공 _ 소재종합솔루션센터(www.matcenter.org),

화학소재정보은행(www.cmib.org) 지식정보 심층보고서

 

I. 자율주행자동차 개요 

자율주행 자동차는 주변 환경을 실시간 파악하고 차량 스스로 결정을 내려 운행이 가능하게 하는 것으로 자동차의 혁신을 넘어 관련산업, 교통 체제와 법규, 도시 설계(스마트 시티) 등의 변화를 가져오게 될 것이다. 5G와 인공지능의 급속한 진화를 바탕으로 자율주행자동차의 상용화뿐만 아니라 스마트폰으로 무인 렌터카를 사용할 수 있는 단계까지 전망하고 있다.

자율주행자동차 관련 기술은 도로 위에 사물의 유·무를 인식 하는 것을 넘어, 장애물과 보행자를 인지할 수 있어야 한다. 주변 사물 등 상황을 정확히 인지한 후 가속 페달 각도, 브레이크 압력, 스티어링 휠 각도 등 차량 스스로 조정해야만 안전한 자율주행이 가능해질 수 있다.

뿐만 아니라 출발부터 도착지까지 경로, 차량의 현재 위치, 차선과 교차로 등을 종합적으로 파악하는 정밀지도 기능 또한 자율주행에 있어 필수 기술이라 할 수 있다. 자율주행은 직관적인 경고와 최적의 운전 개입을 통해 차량 주변의 위험을 인식하고 사고 발생을 예방하며, 운전자와 주변 환경에 대한 이해를 바탕으로 맞춤형 정보 제공, 운전자 자율성 및 편의성을 향상시키며 운전자의 시간과 돈을 고려한 효율적인 운전 습관 증진이 운전자들에게 최적의 운전 조건을 제공할 것이다.

이러한 환경에 대응하고 보다 안전하고 효율적인 운송 시스템을 만들고자하는 요구와 함께 저가 고성능센싱 및 이미징 시스템의 발전으로 자율주행차 개발이 추진되고 있다.

자율주행시스템이 운전에 어떻게 관여하는지, 그때 운전자가 차를 어떻게 제어하는지에 따라 비자동화에서 완전자동화까지 점진적 단계로 구분되며, 2016년부터 국제 자동차기술자협회(SAE International)에서 분류한 단계가 글로벌 기준으로 통용되고 있으며, ‘레벨 0’에서 ‘레벨 5’까지 6단계로 나누고 있다.

레벨 “0”은 주행 중 안전을 위해 시스템이 단순히 경고하고 일시 개입하는 전방 충돌방지 보조(FCA), 후측방 충돌경고(BCW) 등이 레벨 0에 해당한다.

레벨 “1”은 특정 주행모드에서 시스템이 조향 또는 감·가속 중 하나를 수행하는 차로 유지보조(LFA), 스마트 크루즈 컨트롤(SCC) 등은 레벨 1에 해당한다.

레벨 “2”는 특정 주행모드에서 시스템이 조향 및 감·가속을 모두 수행하는 고속도로 주행 보조(HDA)는 레벨 2에 해당한다.

다음은 단계를 구분하는 데 가장 주목해야 할 부분이다. 레벨 2까지는 시스템이 주행을 돕지만, 레벨 3에서는 특정 모드에서 시스템이 주행을 수행한다. 자동차 스스로 차선을 변경하고 앞차를 추월하거나 장애물을 피할 수 있게 된다. 즉 레벨 3부터는 시스템이 전체 주행을 수행하는 단계이다.

레벨 “3”은 차량 제어와 주행 환경을 동시에 인식하지만, 자율주행 모드 해제가 예상될 경우 운전 제어권 이양을 운전자에게 요청해야 한다.

레벨 “4”는 시스템이 전체 주행을 수행하는 점이 레벨 3와 동일하나 위험 상황 발생 시에도 안전하게 대응해야 한다는 점이 큰 차이점이다. 또한 레벨 4는 자율 주행을 할 수 있는 지역에 제한이 있다.

레벨 “5”는 제약이 없다. 즉 운전자의 개입 없이 완전 자율주행을 의미하는 것이다.

자동차의 자율성은 근본적으로 환경 신호에 자동으로 반응하는 차량(탐색, 제동, 가속, 조향)에 관한 것으로, 다른 차량, 도로 상황, 보행자 또는 기타 잠재력, 예측할 수 없는 장애물 또는 위험 여부 등을 감시, 판단 및 제어해야 하며 차량은 전체 도로 인프라와 주변 환경을 통해 안전하게 길을 관리하기 위해서 주변 상황과 환경을 정확하게 감지 및 측정해야 한다.

자율주행자동차는 차량과 주변 환경의 동적 3D 맵을 만드는 데 기여할 수 있는 많은 센서 기술이 있지만 스티어링, 가속 및 제동 자동화(즉, 도로 주행)에 대한 지침을 제공하는 세 가지 주요 기술은 대부분 카메라, 레이더(Radar), 라이다(LiDAR) 센서를 함께 사용한다. 현재 상용화된 부분 자율주행자동차는 센서 카메라와 레이더 센서를 묶어서 자율주행에 적용하고 있다. 

RADAR(중거리 및 장거리)는 모든 조명 및 환경 조건에서 최대 200m 거리에서 물체의 거리 및 상대 속도를 측정할 수 있지만, 전파 파장이 길고 사용하는 광폭으로 인해 차별화 및 해석이 불가능하다.

광학 카메라는 장면의 정확한 이미지를 제공할 수 있지만 범위가 제한적이며 거리 및 상대 속도 정보를 제공하지 않고 가시성이 좋은 조명에서 작동하도록 제한적이다. 카메라가 제공하는 영상은 사람이 보는 것과 가장 유사하지만 운전환경을 보는 것보다 더 좋은 자율적 솔루션이 필요하다. LiDAR(Light Detection and Ranging)는 자동차 감지 분야에서 가장 최신 적용기술이지만 새로운 기술은 아니다.

II. 자율주행 자동차와 소재 적용 동향

2.1. 자율주행 자동차와 센서의 기능 

2. 자율주행자동차 구성 부품과 소재 특성

3. 자율주행자동차 부품별 특징

III. 결  언  

 

※ 논문의 전문은 소재종합솔루션센터(https://www.matcenter.org) 심층보고서 자료실에서 다운로드 받을 수 있습니다.

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19666   첨단 리사이클링 기술(정제/분해/변환)을 통한 ‘순환성’ 확대 플라스틱코리아