9.3 인지 시스템의 요구 성능
1. 탐지 범위 요구사항
Level 4 자율주행의 인지 시스템은 ODD 내에서 안전한 주행을 보장하기에 충분한 탐지 범위를 확보하여야 한다. 필요 탐지 거리는 주행 속도에 따른 정지 거리(stopping distance)로부터 도출된다.
정지 거리 d_s는 인지-반응 거리 d_r와 제동 거리 d_b의 합으로 산출된다.
d_s = d_r + d_b = v \cdot t_r + \frac{v^2}{2 \mu g}
여기서 v는 주행 속도(m/s), t_r은 시스템 반응 시간(초), \mu는 타이어-노면 마찰 계수, g는 중력 가속도(9.81 m/s²)이다.
| 주행 속도 | 반응 시간 1.5 s, \mu = 0.7 기준 정지 거리 | 최소 전방 탐지 거리(안전 여유 포함) |
|---|---|---|
| 60 km/h | 약 56 m | 약 100 m |
| 80 km/h | 약 83 m | 약 150 m |
| 100 km/h | 약 117 m | 약 200 m |
| 120 km/h | 약 157 m | 약 250 m |
탐지 거리는 정지 거리의 1.5–2배 이상을 확보하여 충분한 판단 시간을 보장하는 것이 권장된다.
9.3.2 탐지 확률과 오탐률 요구사항
9.3.2.1 탐지 확률(Detection Rate)
ODD 내의 관련 객체(차량, 보행자, 자전거 등)에 대한 탐지 확률은 매우 높은 수준이 요구된다. Euro NCAP의 AEB 시험 기준에서 보행자에 대한 탐지 요구 수준은 특정 시나리오에서 100%이며, Level 4 시스템에서는 더욱 엄격한 기준이 적용된다. 일반적으로 관련 객체에 대해 99% 이상의 탐지 확률(recall)이 요구된다.
9.3.2.2 허위 양성률(False Positive Rate)
허위 양성(false positive)은 실제로 존재하지 않는 객체를 검출하는 것으로, 불필요한 제동이나 회피 기동을 유발하여 승차감 저하와 후방 추돌 위험을 야기할 수 있다. 안전 관련 기능(AEB 등)에서 허위 양성에 의한 불필요 개입 빈도는 수만 km당 1회 이하 수준이 요구된다.
9.3.3 객체 분류 정확도
탐지된 객체의 정확한 분류(classification)는 적절한 행동 결정의 전제 조건이다. 차량, 보행자, 자전거, 오토바이, 트럭, 버스 등 주요 객체 클래스에 대한 분류 정확도는 95% 이상이 요구되며, 특히 취약 도로 사용자(VRU)에 대한 분류 오류는 안전에 치명적일 수 있으므로 높은 정확도가 요구된다.
9.3.4 위치 추정 정확도
검출된 객체의 3차원 위치(거리, 횡방향 위치) 추정 정확도는 경로 계획과 충돌 회피의 정확도에 직접 영향을 미친다. 일반적인 요구 수준은 다음과 같다.
| 항목 | 요구 정확도 |
|---|---|
| 종방향 거리 | ±0.5 m (50 m 이내), ±1.0 m (50–100 m) |
| 횡방향 위치 | ±0.3 m (50 m 이내) |
| 속도 | ±0.5 m/s |
| 방향(heading) | ±5° |
9.3.5 갱신 주기와 지연 시간
인지 시스템의 출력은 충분히 높은 주기로 갱신되어야 동적 환경에서의 안전한 대응이 가능하다. 3차원 객체 검출의 갱신 주기는 10 Hz 이상(100 ms 이내)이 일반적으로 요구되며, 인지 파이프라인의 종단간 지연(센서 데이터 획득부터 인지 결과 출력까지)은 100 ms 이내가 권장된다.
9.3.6 환경 강건성
Level 4 인지 시스템은 ODD에서 정의된 환경 조건 범위 내에서 위의 모든 성능 요구사항을 안정적으로 충족하여야 한다. 야간, 비, 역광, 터널 진출입 등의 환경 변화에 따른 성능 저하(performance degradation)가 안전 한계를 초과하지 않도록 센서 융합과 알고리즘 설계가 이루어져야 한다.
참고문헌
- Euro NCAP. (2023). Euro NCAP Assessment Protocol — Safety Assist. European New Car Assessment Programme.
- SAE. (2021). SAE J3016: Taxonomy and Definitions for Terms Related to Driving Automation Systems for On-Road Motor Vehicles. SAE International.
버전: v1.0, 2026-04-11