오토파일럿 기능 업데이트: 레이더로 세상을 보다

아래 부록에 모두 설명되어 있듯이, 저희 소프트웨어 버전 8에는 여러 기능이 세부적으로 조정되었습니다. 하지만 그 중에서도 오토파일럿에 대한 주요 업데이트는 바로 온보드 레이더를 사용하여 주변 환경을 그려보기 위해 더욱 고도화된 신호 처리 장치를 사용한다는 것입니다. 레이더는 오토파일럿 하드웨어 제품군의 일부로 2014년 10월부터 모든 Tesla 차량에 탑재되기 시작했지만, 그 당시에는 기본 카메라 및 이미지 처리 시스템을 보완하는 센서로만 사용되었습니다.

신중한 검토 끝에 저희 Tesla는 이제 카메라로 시각적인 이미지 인식을 확인하지 않아도 레이더를 기본 컨트롤 센서로 사용할 수 있다고 확신하게 되었습니다. 레이더를 통해 보이는 세상이 얼마나 이상한지를 고려해볼 때, 이는 굉장히 어렵고 직관에 어긋나는 문제입니다. 파장에 있는 광자가 안개나 먼지, 비, 그리고 눈을 쉽게 통과하지만, 모든 금속 물체는 거울처럼 보입니다. 또한 레이더가 사람을 볼 수는 있지만 부분적으로 투명하게 보게 됩니다. 사람의 눈에는 불투명하게 보이는 목재 또는 페인트칠된 플라스틱으로 만들어진 물체도 레이더를 통해서는 유리처럼 투명하게 보입니다.

하지만 접시 모양의 금속 표면은 반사시키며, 그 뿐 아니라 실제 크기보다 여러 배 더 크게 반사된 신호를 증폭시킵니다. 예를 들어, 음료수가 도로 위에 버려져 있다고 가정해 보십시오. 그 음료수 캔의 오목한 바닥 부분이 운전자를 향해 있을 때, 레이더는 그 캔을 크고 위험한 장애물로 인식할 수 있지만, 실제 운전자는 그 물체를 피하기 위해 브레이크를 밟지 않을 것입니다.

따라서 레이더를 사용하여 자동차를 멈추는 데 있어 가장 큰 문제는 잘못된 경고를 피하는 것입니다. 물론 크고 딱딱한 물체가 도로 위에 떨어져 있으면 브레이크를 밟아 그 물체를 피하는 것이 매우 중요하지만, 작은 음료수 캔이 도로 위에 있을 때는 그럴 필요가 없습니다. 불필요하게 차량을 제동하는 것은 작게는 매우 성가신 일이 될 수 있으며, 크게는 사고를 초래할 수 있습니다.

이러한 문제를 해결할 수 있는 첫 단계는 바로 더욱 세밀한 포인트 클라우드를 사용하는 것입니다. 소프트웨어 8.0은 물체 한개 당 더 많은 정보를 사용해 동일한 하드웨어로 6배 더 많은 레이더 물체에 액세스합니다.

두 번째 단계는 10분의 1초마다 한 번씩 촬영되는 레이더 스냅 사진을 세상의 풍경을 담은 3D "사진"으로 모으는 것입니다. 하나의 프레임에서는 물체가 움직이거나 고정되어 있는지, 또는 잘못된 반사를 포함하고 있지는 않은지 구별하기가 어렵습니다. 차량의 속도와 예상 이동 경로를 여러 장의 연속된 프레임과 비교함으로써 자동차는 인식된 물체가 실제 도로 위에 있는지를 확인하고 충돌 가능성을 확인할 수 있습니다.

세 번째 단계는 더욱 어렵습니다. 자동차가 도로 위에 부착된 표지판이나 도로 아래로 내려가는 다리로 이동할 때, 자동차는 이를 충돌 구간으로 볼 수 있습니다. 내비게이션 데이터와 GPS의 고도에 대한 정확한 정보도 자동차가 물체 아래로 지나가는지 여부를 판단하기에는 부족합니다. 자동차가 물체에 너무 인접해 있거나 도로의 높이가 달라질 떄는 이미 브레이크로 차량을 제동하기엔 너무 늦은 시간일 것입니다.

여기에서 우리는 교훈을 얻을 수 있습니다. 초반에는 자동차가 레이더를 통해 밖의 상황을 파악하고, 도로 표지판과 다리, 그리고 기타 다른 물체의 위치를 파악하는 것을 제외하고는 별다른 조치를 취하지 않을 것입니다. 그 후 자동차의 컴퓨터 시스템이 운전자의 행동을 바탕으로 브레이크로 차량을 제동했는지 여부에 대한 정보를 Tesla 데이터베이스에 업로드 합니다. 오토파일럿 기능 사용 여부에 상관없이, 만약 여러 대의 자동차가 안전하게 레이더 물체를 지나갔다면, 해당 물체는 지오코딩된 화이트리스트에 추가됩니다.

만약 데이터에서 차량을 잘못 제동한 경우가 드물다고 확인되는 경우, 카메라에서 전방에 어떠 물체가 있다는 것을 인지하지 않더라도 자동차는 레이더를 사용하여 부드럽게 차량을 제동할 것입니다. 시스템에 대한 신뢰도가 높아지면 차량을 제동하는 힘을 점차 늘려 충돌 확률이 99.99%로 확인될 경우에는 전력으로 차량을 제동하게 될 것입니다. 이런 기능으로 완벽히 충돌을 막을 수는 없겠지만, 모든 탑승자가 심각한 부상을 입지 않도록 충돌 시 속도는 현저히 줄일 수 있게 될 것입니다.

레이더가 시각적으로 잘 보이지 않는 것들을 볼 수 있다는 사실과 더불어 총체적 효과는, 앞이 전혀 보이지 않는 상황에서 UFO가 고속도로 위에 착륙할지라도 자동차는 항상 올바른 순간에 브레이크를 밟아 차량을 제동해야 한다는 것입니다.

여기에서 한 걸음 더 나아가 Tesla는 신호를 구별하기 위해 레이더 펄스 신호와 광자 이동 시간을 사용하여 앞 차량 아래쪽에서 레이더 신호를 반사할 수 있게 될 것입니다. 또한, 사람의 시각과 레이더에 모두 불투명하게 보이는 차량을 따라갈 때도 브레이크를 사용해 차량을 제동합니다. 안개가 자욱하게 낀 날씨에 다른 자동차 운전자들은 UFO를 미처 보지 못하고 충돌하더라도, Tesla 운전자들은 그럴 염려가 없습니다.

 


 

오토파일럿에 대한 추가 정보

  • TACC(Tesla Adaptive Cruise Control) 최대 제동률 상승 및 지연 시간 1/5로 감소
  • 레이더 에코를 사용해 두 대의 전방 차량 제어, 끼어드는 차량에 대한 반응 향상 및 사각지대 물체에 대한 급제동 반응 시간 개선
  • 고속도로 출구에서 차량 주행 정보에 출구 표시를 해 주거나(8.0 버전) 내비게이션에서 출구로 나갈 것을 권할 수 있다(8.1 버전). 이 기능은 미국 도로에서 먼저 사용 가능 할 것이며 차츰 다른 지역도 지원 할 것이다.
  • 차선 가장자리 가까이에서 천천히 주행하는 차량을 추월할 때, 차선 내 차량 윤곽선 표시
  • 디지털 계기판에서 깜박이는 흰색 테두리를 비롯해 더 향상된 기능의 인터페이스 경고
  • 앞 차량의 방향지시등을 통해 끼어드는 차량 감지 기능 향상
  • 유럽에서 오른쪽 차선 추월 가능성 감소
  • 자동 차선 변경 가용성 향상
  • 운전자가 계속 경고를 무시할 경우 차량이 주차 될 때까지 오토스티어링에 재연결되지 않음
  • 긴급 상황시 운전자의 차량 제동을 도와줄 자동 제동 기능
  • 수동모드에서 오토스티어링 기능이 비활성화 된 이후, 스티어링 휠에 토크가 없는 상태에서 운전자가 주행을 시작하려고 할 때 운전자에게 경고 메시지를 주는 기능
  • 더 많은 데이터 수집으로, 자동차가 충돌 확률이 ~100%일 때 오토스티어링을 활성화하는 기능
  • 여러 차량에서 수집한 데이터를 바탕으로 도로 곡률을 사용하여 곡선 속도를 적용하는 기능
  • 그 밖에 200여가지의 기능 향상

 

* 본 글에 설명된 모든 기능은 버전 8 소프트웨어에서 사용할 수 있습니다(초기 출시 또는 그 후의 점진적 출시). Tesla 고객께서는 차량에서 확인할 수 있는 추가 정보에서 각 소프트웨어에 포함되어 있는 최신 기능을 확인할 수 있습니다.

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