[HMG 저널] 자율주행 시대를 준비하는 현대엠엔소프트의 ‘정밀 지도’

INNOVATE [HMG 저널] 자율주행 시대를 준비하는 현대엠엔소프트의 ‘정밀 지도’ HMG저널 2017. 5. 15. 11:43 이웃추가 본문 기타 기능 본문 폰트 크기 조정 본문 폰트 크기 작게 보기 본문 폰트 크기 크게 보기 가 공유하기 URL복사 신고하기 정밀 지도가 만드는 자율주행의 미래를 확인해보겠습니다 현실세계를 평면에 옮겨놓은 것을 지도라고 합니다. 좀 더 자세히 정의하면, 공간상의 위치와 지형, 그리고 지명 등 여러 공간정보를 일정한 축척에 따라 기호나 문자 등으로 표시한 것을 일컫습니다. 어떤 지역을 실제로 가보지 않아도 그곳에 무엇이 있는지 확연하게 알 수 있도록 하는 것. 그것이 바로 지도의 용도입니다. 종류를 살펴보면, 지도의 기본이 되는 국가기본도, 지적도가 있으며 관광 지도, 환경생태 지도, 실내 지도, 3D 지도 등이 있습니다. 물론 자동차에도 지도가 쓰입니다. 바로 내비게이션이라고 부르는 항법 지도입니다. 항법 지도는 주행 시 경로 탐색 및 안내를 위한 지도입니다. 최근에는 항법 지도의 기능을 넘어선 정밀 지도 개발이 주목 받고 있습니다. 완전한 자율주행을 위한 전제조건으로 부각되고 있는 한 차원 높은 단계의 지도. 앞으로 정밀 지도가 바꿀 세상은 어떤 모습일까요? 현대엠엔소프트가 주도하는 자동차 지도의 진화  가장 일반적으로 쓰이는 항법 지도는 내비게이션 구현을 위한 지도입니다 자동차용 전자 지도는 세 가지로 구분할 수 있습니다. 먼저 현재 두루 사용하고 있는 항법 지도는 내비게이션 구현을 위한 지도입니다. 도로 단위의 정보, 경로 탐색, 안내 기능을 수행하며 주로 도로 네트워크를 표현합니다. ADAS 지도는 도로의 기하정보 즉, 곡률과 경사도까지 표현합니다 더 발전한 형태의 ADAS 지도는 자동차의 ADAS(Advanced Driver Assistance System) 기능 구현을 위해 도로 기하정보 즉, 곡률과 경사도까지 표현합니다. 대표적인 예로 아이오닉의 경우 도로의 경사를 예측해 연비 운전을 도와주는 기능을 갖고 있지요. 자동차의 ADAS는 주로 센서를 통해 작동하는데, 날씨나 환경에 의해 센서 인식이 힘들 경우 ADAS 지도의 데이터에 의지합니다. 정밀 지도는 차선 단위까지 상세하게 표현하는 지도입니다 마지막으로 ‘HD 맵’이라 부르는 정밀 지도가 있습니다. 항법 지도와 ADAS 지도가 도로를 단위로 구축되는 반면, 정밀 지도는 차선 단위까지 상세하게 표현합니다. 중앙선과 경계선 등의 차선과 신호등, 표지판, 노면 마크 등의 도로 시설까지 포함합니다.자율주행의 필수 전제 요건인 정밀 지도 자율주행 차량은 레이더와 라이다 등 하드웨어 센서로 도로를 인지합니다 정밀 지도에 대해 이야기하기 전에 먼저 자율주행의 개념을 알고 넘어가야 합니다. 자율주행은 인지-판단-제어 세 가지 단계로 구성됩니다. 이 중 가장 기본이 되는 부분이 바로 인지 단계입니다. 기본적으로 인지 단계에서 자동차는 레이더, 라이다, 비전 센서, 카메라 등의 하드웨어 센서를 활용합니다. 하지만 기상이나 도로 환경에 따라 이 같은 하드웨어 센서를 사용하지 못하게 되는 상황이 발생합니다. 게다가 라이다(LiDAR)의 최대 인식 범위는 200미터 이내로 짧기 때문에 고속주행 시 활용이 힘든 것이 현실이지요. 정밀 지도는 이미 획득한 데이터를 통해 하드웨어 센서가 도로를 인식하는 것을 돕습니다 100km/h로 달리는 자동차가 200미터를 주행할 때 걸리는 시간은 7.2초입니다. 날씨가 궂은 날에 라이다(LiDAR)가 200미터 전방의 표지판을 인식하고, 이 표지판이 요구하는 행동을 판단하기에는 짧은 시간이지요. 정밀 지도는 이러한 하드웨어 센서를 보완하는 역할을 합니다. 정밀 지도에 표지판 정보가 이미 있기 때문에 표지판 인식이 훨씬 수월해집니다. 더불어 센서의 객체 인식 성능을 향상시키는 기능도 합니다. 자동차에 내장된 카메라가 찍은 사진으로 과속방지턱이나 도로 연석 등의 객체를 인식해야 하는데, 이미 있는 데이터를 기반으로 부정확한 인식을 예방해 판단 오류를 보완하는 것이지요.정밀 지도를 제작하는 과정  정밀 데이터를 취득하기 위해 MMS라는 도로조사장비를 사용합니다 정밀 지도를 만들기 위해서는 먼저 도로 위에서 고정밀 데이터를 취득해야 합니다. 이 작업을 하는 도로조사장비를 MMS(Mobile Mapping System)라 부릅니다. 포털사이트에서 제공하는 스트리트뷰를 제작하는 차량처럼 도로 위를 달리며 다양한 정보를 취득하지요. 하지만 MMS는 정밀도와 정확도 면에서 훨씬 뛰어납니다. 현대엠엔소프트에서 운용하는 MMS는 현실세계와 거의 동일한 공간정보를 획득합니다 현대엠엔소프트에서 운용하는 MMS는 초당 1백만여개의 레이저를 쏴 현실세계와 거의 동일한 형상의 공간정보를 획득하는 라이다(LiDAR)를 장착했습니다. 이밖에도 실시간으로 위치정보를 전송하는 GPS, 음영지역에서도 정확한 위치정보 획득을 돕는 관성측정장치, 그리고 4채널 카메라, 주행거리 측정장치 등을 장착했습니다. 고정밀 데이터를 취득한 후에는 후처리 과정을 거쳐 흑백의 레이저 영상 이미지가 생성됩니다 고정밀 데이터를 취득한 후에는 데이터 후처리 과정에 들어갑니다. 이 과정을 거친 데이터는 흑백의 레이저 영상 이미지로 생성됩니다. 이 영상 이미지는 수백만 개의 포인트 하나하나가 모여 완성되며, 각각의 포인트는 위도와 경도 등 삼차원 절대 좌표를 갖고 있습니다. 생성된 영상 이미지에서 차선, 표지판, 도로 연석 등의 객체를 추출하고, 속성값을 계산해 가공한 다음 자동차 데이터베이스 포맷으로 변환하면 우리가 접하는 정밀 지도를 완성할 수 있습니다.현대엠엔소프트가 정밀 지도를 만들기까지  아이오닉 일렉트릭 자율주행 차량의 라스베이거스 자율주행 시연 당시 쓰인 정밀 지도입니다 현대엠엔소프트는 2011년부터 ADAS 지도 양산을 목표로 MMS 장비를 도입해 지도 구축에 나섰습니다. 그 결과 2015년에는 ADAS 지도를 양산하는 데 이르렀고, 이와 동시에 정밀 지도 선행 과제라는 새로운 도전을 시작했습니다. 곧이어 2016년에는 국내 9개 구간의 고속도로와 일반도로 500km 구간의 정밀 지도 데이터를 구축하고, 2017년 CES(국제전자제품박람회) 기간에는 자율주행 시범운행을 위한 라스베이거스 정밀 지도를 만들어내기도 했습니다. 현재는 객체 추출과 지도 편집을 자동화 하는 툴을 개발하고, 자동 업데이트 플랜을 세우면서 정밀 지도 양산에 박차를 가하고 있습니다.현대엠엔소프트가 예고하는 정밀 지도의 미래  정밀 지도 개발팀의 오태완 연구원이 2017 CES 자율주행 시연에 쓰인 정밀 지도를 소개합니다 자율주행 시대가 도래했을 때 정밀 지도의 역할은 두각을 드러낼 것입니다. 자율주행 시대의 정밀 지도는 자동차의 정확한 위치 정보를 제공하고, 주행 경로를 수립하는 역할을 할 것입니다. 이를 위해 현대엠엔소프트는 자율주행용 정밀 지도 활용 요건인 세밀도, 정확성, 최신성 향상을 위해 연구를 거듭하고 있습니다. 지도 콘텐츠를 다양화해 세밀도를 제고하고, 위치 측정 결과 보정을 위해 수 십cm 이내로 정확도를 향상시킬 것이며, 지도 제작 프로세스를 단축해 순발력 있게 새로운 정보를 업데이트할 계획입니다. 현대엠엔소프트는 자율주행의 핵심기술인 정밀 지도 구축을 위해 최선을 다하겠습니다 완전한 자율주행 시대로 향하는 길은 이제 막바지에 다다랐습니다. 앞으로 안전한 자율주행을 위한 필수 매뉴얼로서 정밀 지도의 역할은 더욱 커질 것입니다. 현대엠엔소프트는 자율주행의 핵심 기술인 정밀 지도 구축을 위해 최선을 다할 것입니다.현대엠엔소프트 정밀 지도 개발팀 이원춘 책임연구원, 오태완 연구원 인터뷰  오태완 연구원(왼쪽)과 이원춘 책임연구원(오른쪽)에게 정밀 지도에 대해 물었습니다 우리가 흔히 알고 있는 글로벌 지도 제작 업체들도 정밀 지도를 만들고 있나요? 그 동향이 궁금합니다. 글로벌 지도 업체에서도 자율주행을 위한 단계적 정밀 지도 개발을 진행하고 있습니다. 여러 자동차 브랜드와 협업하고 있는 Here와 구글, 탐탐 뿐만 아니라, 일본 업체인 Zenrin과 중국 업체인 Kotei도 정밀 지도 구축을 진행하며 자율주행 테스트에 활용하고 있습니다. 현대엠엔소프트는 정밀 지도의 상태를 최신으로 유지하기 위해 남다른 노력을 기울이고 있습니다 그렇다면 타 회사와 비교했을 때 현대엠엔소프트의 경쟁력 수준은 어느 정도로 볼 수 있을까요? 현재는 글로벌 업체와 비교했을 때 동등한 기술 수준으로 볼 수 있습니다. 다만, 정밀 지도에서 가장 핵심이 되는 부분은 지도의 상태를 최신으로 유지하는 것입니다. 이 부분에서는 MMS 뿐만 아니라 자율주행을 위해 개발한 일반 차량에서도 데이터를 취득해 실시간으로 업데이트하는 기술을 고려하고 있습니다. 자율주행 차량에는 기본적으로 레이더와 라이다 등의 센서와 카메라가 장착되기 때문에 이들이 취득한 데이터를 취합하고 가공해 다시 배포하는 방안을 생각하고 있습니다. 정밀 지도를 구축할 때 핵심은 정확성과 최신 상태 유지입니다. 섬세함이 요구되는 작업이니 만큼 정밀 지도를 제작할 때 특히 가장 신경 써야 하는 부분은 어떤 것들이 있을까요? 정밀 지도를 구축할 때 가장 핵심적인 부분은 정확성과 최신 상태를 유지하는 것입니다. 먼저 정확성 부분입니다. MMS(Mobile Mapping System) 도로조사장비를 이용해 정밀 지도를 제작할 때 GPS 신호를 기반으로 정확한 위치 정보를 취득합니다. 그러다 보니 GPS 신호가 약한 고층빌딩 구간이나 터널, 지하차도에서는 위치 정보를 얻기 힘들지요. 현대엠엔소프트는 이런 상황에 대비해 미리 기준점을 선정해 구축한 지도를 보정하고 있습니다. 다음은 최신 상태의 유지입니다. 도로와 시설물 상황은 변화가 빠릅니다. 이러한 다양한 변화를 신속하게 취득해 정밀 지도에 반영해야 합니다. 하지만 현실적으로 전국을 돌며 변화를 반영하기는 힘듭니다. 현대엠엔소프트는 국토지리정보원이나 국토교통부에 건의해 업데이트를 반영할 수 있도록 협조를 요청한 상태입니다. 현대엠엔소프트는 2020년까지 고속도로와 자동차 전용도로 위주로 정밀 지도 데이터를 구축할 계획입니다 조만간 자율주행 시대가 올 것이라 예상하고 있습니다. 자율주행의 주축을 담당할 정밀 지도는 언제쯤 양산이 가능할까요? 양산 자체는 어렵지 않습니다. 최대 물량을 투입해 데이터를 취득하고 지도를 구축할 수 있다면 당장이라도 가능하지요. 문제는 구축한 정밀 지도를 유지하고 보수하는 일입니다. 신속하고 정기적인 업데이트가 필수입니다. 때문에 정밀 지도 양산은 아직 시기상조로 보입니다. 일단은 2020년까지 고속도로와 자동차 전용도로 위주로 데이터를 구축할 계획입니다. 현대엠엔소프트는 정밀 지도 개발뿐만 아니라 지속적으로 유지, 보수할 수 있도록 힘쓰고 있습니다.

원문: 네이버 블로그에서 보기