자율주행 센서 기술의 진화: 차세대 센서가 한계를 넘다

현재 센서 역량은 완전 자율주행에는 아직 기초적인 수준이지만, 자동차 업계는 최근 몇 년간 괄목할 만한 진전을 이루었습니다.

5~6년 전만 해도 신차에 약 60~100개의 센서가 탑재되었으나, 오늘날 그 수는 200개를 훌쩍 넘습니다. 차량이 더 똑똑해지고 완전 자율주행에 가까워지면서 센서 정교함은 계속 증가하며, 새로운 일상 기능의 토대를 마련하고 있습니다.

자동차 업계의 치열한 경쟁

자동차 제조사와 OEM은 센서 및 데이터 기술의 급속한 진화에 발맞춰야 합니다. 센서는 차량 시스템이 엄격한 설계 사양을 충족하는 데 필요한 고충실도 데이터를 제공해야 합니다.

보행자, 자전거, 오토바이가 혼재한 복잡한 도심 환경에서 차량은 정지 또는 회피를 위한 순간적 결정을 내려야 합니다. 센서 융합을 통해 ADAS(첨단운전자보조시스템)는 다양한 데이터 스트림을 처리해 인간 운전자보다 빠르게 반응하며 안전을 유지합니다.

센서 제조 초기 단계에서 자동차 제조사는 하드웨어 또는 소프트웨어 오류를 방지하기 위해 자동차 기능안전 표준을 준수해야 합니다. ISO 26262는 OEM과 공급업체가 기능 안전을 인증하기 위해 따라야 할 개발 프로세스를 규정하며, 장치가 의도한 대로 작동함을 보장합니다.

센서 열화 문제

센서 열화는 일반적인 10~15년 차량 수명을 고려할 때 자율주행 방정식에서 피할 수 없는 부분입니다. 일반적인 원인으로는 전반적인 마모, 가혹한 작동 조건, 관련 전자 부품의 노후화 등이 있습니다.

자동차 제조사와 기술 제공업체는 라이다, 카메라, 초음파 등 센서가 차량 수명 내내 성능을 유지하거나 심지어 향상시키도록 설계해야 합니다. 또한 운전자 경고 및 내장 안전 기능 등 센서 고장 시 대응 프로토콜도 견고해야 합니다. 예측 고장 모델링과 다양한 환경에서의 대체 경로 확보는 필수적입니다.

사이버보안 우려

자율주행 센서의 보안을 확보하려면 직접적인 해킹 위협뿐만 아니라 머신러닝 모델을 조작하는 미묘한 공격도 해결해야 합니다. 최근 영국 연구에 따르면 조작된 비디오 빌보드가 잠시 정지 신호를 표시해 자율주행차를 급정거하게 만들었고, 인간 운전자는 제때 반응할 수 없었습니다. 이는 '팬텀 객체' 위협의 한 예입니다.

센서 취약점을 방지하기 위해 NHTSA(미국 도로교통안전국)는 NIST(미국 국립표준기술연구소) 사이버보안 프레임워크 채택을 권장합니다. 식별, 보호, 탐지, 대응, 복구의 계층적 접근법은 차량 시스템 보안을 위한 구조화된 경로를 제공합니다.

설계자는 포괄적인 보안과 사용자 경험 사이의 균형을 맞춰야 합니다. 예를 들어 ADAS 시스템은 임박한 위험을 운전자에게 알리지만, 보안 관련 오류는 비용이 많이 드는 리콜을 초래합니다. 처음부터 보안 조치를 내장하면 악의적 행동이 나타나기 전에 예방할 수 있습니다.

센서 복잡성과 역량이 증가함에 따라 사이버 공격 경로도 늘어날 것입니다. 지속적인 방어 조치 업데이트와 견고한 소프트웨어 수명주기 관리 프로그램은 사고로부터 배우고 복원력을 강화하는 데 필수적입니다. 이는 센서 열화를 막기 위한 물리적 유지보수와 병행됩니다.

자율주행차가 주류가 되면서 진화하는 규제와 소비자 습관이 시장을 형성할 것입니다. 센서 융합 발전 동향을 파악하는 것은 자율주행 모빌리티의 미래를 위해 필수적인 과제이자 반드시 해결해야 할 과제입니다.

— 크리스 클라크(Chris Clark), 시놉시스(Synopsys) 자동차 그룹 수석 매니저.

>> 이 기사는 자매 사이트인 EE Times에 원래 게시되었습니다.

관련 콘텐츠:

• ADAS 전문가들, 미래 차량의 센서 통합 고민
• 머신러닝으로 센서 열화 완화 가능할까?
• 자율주행 복잡성 이해하기
• 임베디드 센서, 스마트 모빌리티 성장의 열쇠
• 스마트 센서가 ADAS 설계를 강화하는 방법

임베디드 관련 더 많은 콘텐츠를 원하시면 임베디드 주간 이메일 뉴스레터를 구독하세요.