우리나라의 2027년 레벨 4 자율주행 상용화 지원을 위해 자율주행 기술의 성지 ‘K-City’가 3단계 고도화를 진행 중이다. 입체 교차로, 골목길, 규모의 확대에 따른 여러 통신 인프라 확대는 물론, 대규모 교통하에 다양한 주행 시나리오를 테스트할 수 있는 혼합현실 시뮬레이션 기술을 개발 적용한다. 이 모든 업그레이드는 2024년 완료를 목표로 한다. 자동차안전연구원을 방문했다.  

글 | 한상민 기자_han@autoelectronics.co.kr

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자동차안전연구원 김대업 박사(우측)와 고한검 박사



자동차안전연구원이 우리나라의 2027년 레벨 4 자율주행 상용화 목표 지원을 위해 자율주행 기술의 성지 ‘K-City’의 3단계 고도화에 나서고 있다. 업그레이드는 2024년 완료를 목표로 한다.

이번 3단계 고도화는 레벨 4 이상 자율주행차의 테스트 및 안전기준 마련을 위해 더욱 실제 같은 교통환경과 다양한 시나리오를 반영할 수 있도록 기존 K-City의 물리적 인프라를 더욱 확장하고, 이 확장된 인프라에서 실제 차량 운행 중 대규모 가상 교통상황 및 시나리오를 접목하는 ‘혼합현실 시뮬레이션’ 환경 구축이 핵심이다. 

자동차안전연구원의 고한검 박사는 “2016년부터 시작된 K-City 사업과 함께 우리나라는 2019년 자율주행 레벨 3 안전기준을 전 세계 최초로 공표했는데, 이제 세계적으로도 정형화되지 않은 레벨 4 이상 자율주행의 2027년 상용화 및 관련 기준의 조기 마련을 위해 2024년까지 K-City의 3차 업그레이드를 진행 중”이라고 말했다. 





K-City는 지난해 말 레벨 4 자율주행(좀 더 가혹한 주행환경)에 대응한 기상재현, 다양한 교통상황 재현(로봇), 통신음영 재현시설 구축의 2단계 고도화를 마치고 7월부터 시범운영에 들어가 모든 자율주행 연구기관, 기업의 테스트를 무상 지원 중이다.



하드웨어 확장

국토교통부의 자율주행 지원 사업의 일환으로 2018년 준공된 K-City는 그동안 우리나라 자율주행 산업 발전을 위한 제도적, 기술적 테스트베드로서 실험환경을 제공해 왔다.   

레벨 3 자율주행에 대한 고속도로 및 신도심 등 한정된 구역, 한정된 주행 상황(맑은 날 등)에 대응된 인프라를 갖추며 시작된 K-City는 지난해 말 레벨 4 자율주행(좀 더 가혹한 주행환경)에 대응한 기상재현, 다양한 교통상황 재현(로봇), 통신음영 재현시설 구축의 2단계 고도화를 마치고 7월부터 시범운영에 들어가 모든 자율주행 연구기관, 기업의 테스트를 무상 지원 중이다.   

자동차안전연구원 김대업 박사는 “K-City는 다양한 강우, 안개 등 기상 상황을 재현할 수 있게 됐고 빌딩 숲이나 터널 등 통신음영 상황에 대한 테스트를 할 수 있는 시설을 새로 구축했으며, 보행자의 무단횡단이나 자전거의 갑작스러운 진입, 차량의 끼어들기 등 위험한 상황을 실제로 재현하는 로봇시스템을 갖추면서 기본적인 레벨 4 자율주행차에 대한 테스트 기능을 갖췄다”고 설명했다.  

그리고 올해 시작된 3단계 고도화 사업은 2024년까지 ▶K-City 연계확장 ▶정밀주행 환경 구축 ▶커넥티드 확장 ▶차량 기반 교통상황 ▶시뮬레이션 지원 장비 등을 주요 골자로, 입체 교차로·골목길·주차장 등 보다 다양한 시설을 구축하고 인접한 주행시험장과 연계해 시험로 환경을 개선하는 등 더욱 심화된 레벨 4 자율주행 기술개발 지원 환경 구축 사업이다.

김 박사는 “2021년까지 국토부와 2단계 고도화 사업을 완성했는데, 그동안 조성된 하드웨어적 환경은 완전 자율주행을 위한 복잡하고 다양한 상황에 대한 테스트에 다소 미흡한 점이 있어 이번에 입체 교차로, 이면도로와 같은 더욱 복잡한 도심 환경을 구축 중”이라고 설명했다.  
보다 자세하게는, ▶K-City 연계확장 부문에는 이전 구축된 다른 주행로를 확장하고 새로운 시험로와 연계해 테스트 환경을 개선한다. 곡선부 차선을 2차선으로, 자동차 전용도로를 기존 800 m에서 1,100 m로 연장한다. 또 교차로도 4개 증설한다. 

▶정밀주행 환경 구축에서는 입체 교차로 및 경사로, 복잡한 도심 골목길 환경을 만들어 S자, T자형 도로, 주차장 건물, 비정형 도로, 급경사 커브 등 더욱 까다로운 테스트 환경을 조성한다. 

▶커넥티드 확장 부문은 K-City의 규모가 더욱 커짐에 따라 WAVE, C-ITS, 5G, LTE, 빅데이터 등 커넥티드 통신환경, 현장 인프라, 자율주행차 평가시스템 및 전산고도화를 추진한다. ▶차량 기반 교통상황에서는 인지, 판단, 제어를 평가할 수 있는 차량 기반 실제 교통상황(군집주행 등) 재현 시험장비를 구축해 교통혼잡, 추종, 추월, 위험대청 상황 재현을 가능하게 한다. 

▶시뮬레이션 지원 장비 부분에서는 가상환경에서 시험평가할 수 있는 환경 마련을 위한 장비구축 및 새로운 R&D 사업이 펼쳐진다.  






3단계 고도화 사업



혼합현실 시뮬레이션        

고 박사는 “3단계 사업은 레벨 4 이상에 대한 정부 출연과 R&D가 함께 진행되고 있다. 특히 시뮬레이션 부분에서 자동차안전연구원은 모라이와 같은 시뮬레이션 툴 업체와 혼합현실 시뮬레이션 환경 구축을 위한 R&D를 진행하고 있다”고 말했다. 

이전까지 테스트는 10억 원 이상 되는 로봇카, 스티어링 조향 로봇, 브레이킹 로봇, 로우프로필(바퀴만 움직이는) 차량을 가지고 상황을 재현하고 반복 테스트했다. 그런데 이 장비들이 고가이고 반복 재현이 어려운 데다 다수의 차량과 도로사용자가 혼재한 실제와 같은 혼잡한 교통상황을 반영할 수 없는 한계가 있었다. 가상 시뮬레이션의 경우엔 자율주행차가 주행하면 차량 주변에 있는 환경을 모사하는데 그쳤다.  

고 박사는 “대규모 교통상황에 대한 시뮬레이션은 실제 차량이 아닌 완전 가상환경에서 이뤄졌는데, 모라이의 기술은 실제로 자율주행차가 주행하면서 여기에 K-City의 디지털 트윈을 만들고 이 위에 가상의 교통을 적용하고 차에 반영하는 것으로 MILS(Model-in-the-Loop), SILS(Software-in-the-Loop), HILS(Hardware in-the-Loop)의 개념에서 VILS(Vehicle-in-the-Loop)로 확장된 시뮬레이션 개념”이라고 설명했다.
 
혼합현실 시뮬레이션은 많은 비용의 더미 차량과 보행자를 이용하는 기존 테스트의 한계, 구현이 불가능한 대규모 교통 및 쉽지 않은 에지케이스, 코너케이스에 대한 테스트를 가능하게 한다. 

고 박사는 “하드웨어적으로 레벨 4 자율주행차의 실차 테스트를 위한 더 복잡한 도로환경을 만들고 있고, R&D에서는 실제 자율주행차 주변에 가상의 대규모 교통상황을 입력해주는 시뮬레이션 환경 구축의 투 트랙 업그레이드가 진행되고 있는 것”이라고 요약했다. 

AEM_Automotive Electronics Magazine