Chapter 1. 자율주행 기술의 정의와 분류

Chapter 1. 자율주행 기술의 정의와 분류

자율주행(Autonomous Driving)이란 인간 운전자의 직접적인 조작 없이 차량이 주행 환경을 인식하고, 주행 전략을 수립하며, 차량을 제어하여 목적지까지 운행하는 기술 체계를 의미한다. 본 Chapter에서는 자율주행 기술의 학술적 정의를 명확히 하고, 이 기술이 어떠한 기준에 의해 분류되는지를 체계적으로 다룬다.

1. 개요

자율주행 기술은 단순한 운전 보조 기능에서부터 인간의 개입이 전혀 필요 없는 완전 자동화 수준까지 광범위한 스펙트럼을 포괄한다. 이러한 기술적 범위를 명확히 구분하기 위해 SAE International은 J3016 표준을 통해 자율주행 등급 체계를 정의하였으며(SAE International, 2021), 이 분류 체계는 학계와 산업계에서 자율주행 기술의 수준을 기술하는 데 표준적으로 사용된다.

자율주행 기술의 핵심 기능 요소는 크게 인지(Perception), 판단(Planning), 제어(Control)의 세 가지로 구분된다. 인지는 센서 데이터로부터 주행 환경의 상태를 파악하는 과정이며, 판단은 인지된 정보를 기반으로 안전하고 효율적인 주행 경로와 행동을 결정하는 과정이다. 제어는 판단의 결과를 차량의 물리적 액추에이터(Actuator) 명령으로 변환하여 실제 주행을 수행하는 과정이다. 이 세 기능 요소의 유기적 결합이 자율주행 시스템의 근간을 형성한다.

자율주행 시스템의 설계 방식은 크게 모듈형 접근법(Modular Approach)과 종단간 접근법(End-to-End Approach)으로 구분된다. 모듈형 접근법은 인지, 판단, 제어를 독립적인 모듈로 분리하여 각각을 개별적으로 설계하고 최적화하는 방식이다. 종단간 접근법은 센서 입력에서 제어 출력까지의 전체 과정을 단일 신경망으로 학습하는 방식으로, 최근 심층 학습 기술의 발전에 힘입어 활발히 연구되고 있다(Tampuu et al., 2022).

또한 자율주행 시스템이 안전하게 운용될 수 있는 조건의 범위를 규정하는 운용 설계 영역(Operational Design Domain, ODD)의 개념은 자율주행 기술의 분류와 평가에 필수적인 프레임워크이다. ODD는 도로 유형, 기상 조건, 교통 상황, 지리적 범위 등 시스템이 설계된 운용 조건을 명시적으로 정의하며(BSI, PAS 1883:2020), 이는 자율주행 등급의 실질적인 의미를 결정하는 핵심 요소이다.

본 Chapter에서는 자율주행의 정의에서 출발하여 역사적 발전 과정, 핵심 기능 요소, 분류 기준, 설계 방식의 구분, ODD의 개념, 응용 분야, 그리고 현재 기술의 현황과 과제에 이르기까지 순차적으로 학습한다. 이를 통해 자율주행 기술 전반에 대한 기초적이고 체계적인 이해를 확보한다.

2. 참고 문헌

  • SAE International. (2021). Taxonomy and Definitions for Terms Related to Driving Automation Systems for On-Road Motor Vehicles (J3016_202104).
  • Tampuu, A., Matiisen, T., Semikin, M., Fishman, D., & Muhammad, N. (2022). A survey of end-to-end driving: Architectures and training methods. IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems, 33(4), 1364–1384.
  • BSI. (2020). PAS 1883:2020 Operational Design Domain (ODD) taxonomy for an automated driving system (ADS) – Specification.

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