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기 석 철 충북대학교 산학협력본부 스마트카연구센터장 ㅣe-mail : sckee@chungbuk.ac.kr
이 글에서는 충북대학교 스마트카 연구센터의 설립 목적, 연구 방향, 현재 진행 중인 연구과제와 연구 환경 등에 대해 소개하고자 한다.
충북대학교 스마트카 연구센터는 2016년 2월 11일 충북대학교 융합기술원(주소 : 충청북도 청주시 청원 구 오창읍 양청4길 45)에 설립되었다. 최근 국내는 물 론이고 전 세계적으로도 스마트 자동차가 신성장 산 업으로 주목받고 있다. 이제 자동차 신기술은 기계기 술이 아니라 전자, 소프트웨어, 인공지능 등 ICT 기술 이 선도하고 있다. 즉, 기존의 기계장치가 전자 제어 기술에 의해 첨단 제품화되고 있는 상황이다. 해외의 사례를 보더라도 대표적인 IT 기업인 구글, 애플이 자 율주행자동차 기술에 대규모 투자를 하고 있고, 국내 에서도 네이버, SKT와 같은 기업이 자율주행자동차 개발에 나서고 있다. 충북대학교에는 전자정보대학 을 중심으로 여러 교수님들이 이미 스마트카 개발에 활용될 수 있는 전자, 소프트웨어 핵심 기술을 축적해 왔기 때문에 스마트카 연구센터를 설립하여 충청북 도의 지역 산업 발전은 물론이고, 국내 산업 발전에도 기여하기 위해서 개원하게 되었다.
미래자동차의 청사진을 그리다
최근 국토교통부가 실제 도로상에서 자율주행차 시범운행을 할 수 있는 임시운행 허가제도를 시행했 다. 하지만 허용구간은 일부 고속도로 및 국도 구간에
한정돼 있다. 이는 다양한 상황에 적합한 자율주행차 개발이 아직 멀었다는 것을 의미하기도 한다. 이와 같 은 상황에서 충북대학교 스마트카 연구센터(이하 센 터) 개원의 의미는 남다르다. 자율주행자동차는 자동 차 스스로 자차의 위치와 주행 상황을 인지하고, 인지 된 정보를 종합하여 어떤 경로로 어떻게 주행해야 안 전할지 판단하고, 자율적으로 제어하며 달리는 자동 차이다. 이러한 자동차를 개발하기 위한 첨단 센서 기 술, 차량과 차량 간의 통신 기술, 인공 지능 기술, 전 자 제어 기술들이 개발되어야 한다. 완전한 자율주행 자동차가 상용화되기 위해서는 앞으로 더 많은 연구 개발이 필요하지만, 지금까지 얻어진 중간 결과만으 로도 많은 기술들이 부분 기능으로 상용화되고 있다.
센터의 중점 연구 방향은 크게 세 가지 분야로 정리된 다. 첫째 센서 융합 기술, 둘째 협력 제어 기술, 셋째 위치인식 및 검증 기술이다. 센서 융합은 자동차 양산 이 가능한 수준의 카메라, 레이더, 레이저 스캐너, 초 음파 센서 등을 융합하여 주행 상황을 전방위 영역으 로 인지하는 기술이며, 협력 제어는 주변의 자동차 또 는 인프라와 무선 통신을 통해 주행 안전정보를 교환 하며 협력하여 주행하는 기술이다. 그리고 디지털 정 밀지도를 기반으로 자차의 위치를 정밀하게 인식하 는 기술과 자율주행차의 안전성을 검증하는 기술이
충북대학교 스마트카 연구센터
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다. 센터는 도심 환경에 적합한 전기차 기반의 자율주 행차 기술 개발을 목표로 이를 가능케 할 차별화 전략 은 바로 국내 최초의 자율주행 성능시험장 확보에 있 다. 도심의 경우, 고속도로와 달리 차선 구분이 명확 하지 않고 여러 가지 돌발 변수가 생길 수 있다. 특히 교차로에서의 복잡한 상황과 보행자와 자동차 간의 충돌 위험성, 고층빌딩으로 인한 위치인식(GPS) 간 섭 등의 수많은 변수를 극복하는 것이 스마트카 기술 의 핵심이다. 센터는 자율주행 성능시험장에서 도심 환경에서 예상되는 위험한 주행 시나리오를 실차로 검증하여, 안전한 자율주행차를 개발할 수 있는 연구 역량을 확보해 나아갈 것이다. 한편 센터는 정부에서 지원하는 5개 스마트카 관련 핵심 연구개발 사업에 참여하여, 연구기관(자동차부품연구원, 전자부품연 구원, 한국전자통신 연구원 등), 산업계(대창모터스, 네이버, 캠시스, 캠트
로닉스 등), 대학(군산 대, 서울대, 인하대, 한 양대, 교통대 등)과 컨 소시엄을 구성하여 긴 밀하게 협력을 진행하 고 있으며, 충청북도, 청주시, 충북 테크노파 크 등 지자체의 적극적
인 지원을 받아 핵심 연구 인프라를 빠르게 구축해 나 아가고 있다.
정부지원 스마트카 핵심 국가연구과제 추진 현황
표 1은 센터에서 현재 진행 중인 국가지원 스마트 카 연구과제 리스트이다. 미래창조과학부가 지원하 는 ‘차량통신기반의 광역 주행환경 인지 및 협조주행 기술개발’ 과제는 충북대학교가 주관기관으로 서울 대, 한양대, 네이버, 캠시스, 자동차부품연구원이 컨 소시엄으로 참여하고 있으며, 주요 과제개요는 그림 3과 같다.
산업통상자원부가 지원하는 ‘저속주행(협로주행, 주차, 출차) 상황에서 위험안전제어 시스템 개발’ 과
그림 1 충북대 오창 융합기술원 전경 그림 2 스마트카 센터 개원식
번호 지원부처 과제명 기간 비고
① 미래창조
과학부
차량통신기반의 광역 주행환경 인지 및
협조주행기술개발 ’16. 04. ~ ’19. 12. 주관
② 산업통상
자원부
저속주행(협로주행, 주차, 출차) 상황에서
위험안전제어 시스템개발 ’16. 03. ~ ’18. 12. 참여
③ 산업통상
자원부
차량용 SVM기반 통합 ADAS 기술
및 모듈개발 ’16. 11. ~ ’17. 10. 참여
④ 산업통상
자원부
인휠 시스템을 통한 스마트 주행
e-모빌리티 개발 ’16. 12. ~ ’19. 12. 참여
⑤ 산업통상
미래형자동차 R&D 전문인력 양성사업 ’17. 03. ~ ’22. 02. 참여 표 1 충북대 스마트카 센터에서 진행 중인 국가과제 현황
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제는 캠시스가 주관기관으로 충북대학교 외 3개 기관 이 컨소시엄으로 참여하고 있으며, 주요 과제 개요는 그림 4와 같다. 본 과제에서 충북대 연구내용은 영상 기반 전영역 장애물 검출 및 주차선 검출/이탈 판단 알고리즘 개발이다.
산업통상자원부가 지원하는 “차량용 SVM기반 통 합 ADAS 기술 및 모듈개발” 과제는 켐트로닉스가 주 관기관으로 충북대학교 외 1개 기관이 컨소시엄으로
참여하고 있다. 과제의 최종 목표는 다음과 같으며, 충북대 연구내용은 영상처리 및 영상인식 기술 개발 이다.
◎ 영상처리 및 영상인식 기술 개발 ◼ 이미지 화질처리 알고리즘 개발
◼ 다차선, 차량, Motion Object Detection 등 영상인식 기반 알고리즘 개발
◼ Self Calibration을 위한 영상처리 알고리즘 개발
◎ 카메라 기반 통합 영상 인식 ADAS 기술개발
◎ 4채널 Camera Module 개발
◎ 카메라 신호처리 통합 모듈 개발
◎ 차량별 이미지 튜닝 가능 한 소프트웨어 Tool 개발
◎ 방수 방진 인증 Camera Housing 설계
산업통상자원부가 지원하 는 ‘인휠 시스템을 통한 스마 트 주행 e-모빌리티 개발’ 과 제는 대창모터스가 주관기관 으로 충북대학교 외 2개 기관 이 컨소시엄으로 참여하고 있 으며, 주요 과제 개요는 그림 5와 같다. 본 과제에서 충북 대 연구내용은 센서융합 자율 주행 기술 개발이다.
산업통상자원부가 지원하 는 “미래형자동차 R&D 전문 인력 양성사업” 과제는 한국 전자정보통신산업진흥회가 주관기관으로, 군산대학교, 충북대학교, 인하대학교, 한
그림 3 미래부 차량통신기반의 광역 주행환경 인지 및 협조주행기술개발 과제 개요
그림 4 산업부 저속주행(협로주행, 주차, 출차) 상황에서 위험안전제어 시스템개발 과제 개요
이 참여기관으로 컨소시엄이 구성되었다. 본 과제는 미래 형자동차 부품 및 서비스 R&D 인력양성 및 산학연계 형 생태계 구축을 목표로 주 관 기관은 중소기업체 연구원 을 대상으로 단기교육 과정 개발 및 운영을 담당하고, 참 여 대학은 각 대학별로 특화 된 연구 분야에서 학위과정, 산학협력, 현장 실습, 학점 교 류 등을 통해 대학원(석사·박 사 과정) 학생을 배출하여, 미 래자동차 관련 중소기업에 취 업까지 연계하는 목표를 추진 한다. 충북대는 도심환경 자 율주행, 실차 성능평가 관련 특화과정 14과목, 융합과정 10과목, 산학연계 8과목을 운 영하며, 기업 수요 연계하여 환경차 기반 스마트카 전장부 품 기술개발 및 성능평가 교 육을 중점 실시할 계획이다.
그림 5 인휠 시스템을 통한 스마트 주행 e-모빌리티 개발 과제 개요
그림 6 충북대 미래형자동차 융합과정 구성도(산업부 미래형자동차 전문인력 양성사업)
그림 7 2016년 현대자동차 자율주행 경진대회 그림 8 충북대 클로소이드팀 예선 완주 인증서 수상
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충북대학교는 국내 자율주행자동차 경진대회에 참 가를 준비하는 클로소이드팀을 보유하고 있다. 2012 년 현대자동차가 주관하는 제11회 미래자동차 기술 공모전에 처녀 출전하여 준우승이라는 쾌거를 거두 었고, 2016년 현대자동차 자율주행경진대회 예선에 서 운전면허 시험코스를 완주하여 우수한 성적으로 예산을 통과하였다. 본선대회는 예선을 통과한 11개 대학팀이 참가하여 2017년 5월 23일부터 인제 스피 디움에서 자율주행자동차 레이싱대회가 열렸다. 본 선대회 참가팀 중에 3개 대학이 완주를 하여 입상하 였고, 충북대학교는 완주에는 실패하였지만 도전상 을 수상하였다.
2020년 국내 최고 수준의 스마트카 연구센터를 꿈꾸며
센터는 미래부, 산업부 등에서 지원하는 스마트카
관련 국가과제를 수주하여 자율주행 핵심 기술을 개 발하고 있으며, 미래자동차 인력양성사업의 지원을 받아 우수한 석박사급 연구인력도 육성하고 있다. 또 한, 국내 대학으로는 최초로 오창 융합기술원 캠퍼스 내에 자율주행 성능시험장을 건설(2017년 6월 14일 준공식 개최)하여 충북대 학생들은 물론, 인근 대학, 연구소, 중소기업 소속의 학생 또는 연구원들이 자율 주행 신기술을 안전하고 편리하게 실차 수준에서 실 험할 수 있는 인프라를 보유하게 되었다. 향후에는 미 국 미시건 대학의 M-city와 견줄 수 있는 규모의 자 율주행 성능시험장 2단계 확장 계획을 추진할 예정이 며, 오송 KTX역에서 오송 첨단생명과학단지를 왕래 하는 자율주행전기미니버스를 개발하여 실증실험도 계획하고 있다. 센터는 2020년 국내 최고 수준의 스 마트카연구센터로 도약을 목표로 기술개발, 인력양 성, 인프라 구축, 산학협력 등을 단계적으로 준비하고 있다.
그림 9 충북대 자율주행차 성능시험장 전경(2017년 6월 14일 준공)
