자동차 자동운전 시스템 작동 원리

자동 주행 자동차

자동주행차는 누구의 개입 없이 주변 환경을 탐지하고 탐색할 수 있으며, 이 작업을 수행하기 위해 각 차량에는 GPS 장비, 관성 내비게이션 시스템, 레이저 거리 측정기, 레이더, 영상 등 다양한 센서가 장착되어 있다. 차량은 GPS와 관성 내비게이션 시스템의 위치 정보를 이용하여 자신의 위치를 인식하고, 센서 데이터를 이용하여 위치 추정을 개선하며, 환경의 3차원 이미지를 구축한다.

 

각 센서의 데이터를 필터링하여 잡음을 제거하고 다른 데이터 소스와 융합하여 원본 이미지를 강화하며, 차량이 이 데이터를 사용하여 항법 방법을 결정하는 방법은 제어 시스템에 의해 결정됩니다.

 

자율주행차 제어시스템은 대부분 신중한 아키텍처를 구현하고 있으며, 즉 세계의 내부지도를 유지하고 지도를 활용하여 최적의 경로를 찾아 장애물을 피함으로써 지능적인 결정을 할 수 있다.

 

기술 분석

도면 및 로컬화

 

내비게이션 결정이 내려지기 전에 차량은 먼저 환경지도를 만들고 지도 내에서 정확하게 국산화해야 한다.지도를 그리는 데 가장 많이 사용되는 센서는 레이저 거리계와 카메라다. 레이저 거리계는 레이저 빔을 사용하여 주변 환경을 스캔하고 각 레이저 빔이 물체로 이동하는 데 필요한 시간을 측정하여 주변 물체와의 거리를 계산합니다. 카메라의 영상이 장면의 색을 추출하는 데 이상적이라면 레이저 거리 측정기의 장점은 차량에서 3차원 지도를 만들기 위해 깊이 정보를 쉽게 사용할 수 있다는 것이다. 우주를 통과할 때 레이저 빔이 방사되기 때문에 가장 진보된 레이저 거리 측정기를 사용하여 100m 이상의 거리를 정확하게 측정하기가 어려워서 지도에서 포착할 수 있는 신뢰할 수 있는 데이터의 수를 제한합니다. 차량은 각 센서에서 수집된 데이터를 필터링하고 이산화할 수 있으며 일반적으로 정보를 수집하여 전체 식별을 생성한 다음 경로 계획에 사용됩니다.

 

일의 원리

구글, 오버, 테슬라, 닛산 등 주요 자동차 제조사, 연구자, 기술업체들이 다양한 자율주행 기술을 개발했다.

 

설계내역은 다양하지만, 대부분 자율주행시스템은 레이더 등 다양한 센서에 따라 주변의 내부지도를 제작유지하고 있으며, 오버의 자율주행 프로토타입은 64개의 레이저빔을 이용해 다른 센서와 내부지도를 구성하고 있다. 구글의 프로토타입은 레이저, 레이더, 고성능 카메라, 소나 등을 다양한 단계에서 사용한다.

 

소프트웨어는 이러한 입력을 처리하고 경로를 그리며 가속, 브레이크 및 조향을 제어하는 차량의 "액추에이터"에 지침을 보냅니다. 하드 코딩 규칙, 장애물 회피 알고리즘, 예측 모형화 및 "스마트"객체 식별(예: 자전거와 오토바이의 차이를 알고 있음)은 소프트웨어가 교통 규칙을 따르고 장애물을 탐색하는 데 도움이 된다.

 

자율주행 차량의 일부분은 인간 운전자의 개입이 필요할 수 있으며, 시스템이 불확실한 경우 완전 자율주행 차량은 핸들을 제공하지 않을 수 있다.

 

자율주행차는 연결으로 더욱 구분할 수 있어 다른 차량과 통신을 할 수 있는지, 또는 인프라(아래 세대의 신호등)와 통신이 가능한지 아닌지를 알 수 있다.

 

노선계획

 

도로계획의 목적은 차량 지도에 캡처된 정보를 이용하여 장애물을 피하고, 도로규칙을 준수하면서 차량이 목적지로 안전하게 안내되도록 하는 것이며, 제조사의 계획 알고리즘은 항법 목적과 사용된 센서에 따라 달라지지만, 군용 지상 차량에 사용되는 일반적인 경로계획 알고리즘은 다음과 같이 기술된다.

 

이 알고리즘은 차량이 따라야 할 대략적인 장거리 계획을 결정하면서 단거리 계획을 지속해서 개선한다(예: 차선 변경, 10m 전진, 우회전). 일련의 단거리 경로로 시작하여 차량은 속도, 방향 및 각도 위치를 고려하여 장애물 또는 이동 경로의 예상 경로에 너무 가깝게 접근하는 경로를 제거하여 동적으로 완료할 수 있습니다.  나머지 경로는 안전성, 속도 및 모든 시간 요구 사항에 따라 평가됩니다. 최적의 경로가 결정되면 차량의 운반 프로세서 및 액추에이터에 일련의 스로틀, 브레이크 및 조향 명령이 전송됩니다.

 

차량이 목적지에 도착할 때까지 위치, 대응, 장애물 탐지 및 경로 계획 프로세스가 반복됩니다.

 

아직 초기 단계이지만 자율주행 기술은 점점 더 널리 보급되어 교통체계를 근본적으로 바꿀 수 있다. 자동차 제조업체와 기술회사들은 앞으로 몇 년 동안 자율주행 자동차를 4단계로 판매할 수 있을 것으로 추정한다.