자동차 커넥티비티와 사이버 보안
자율주행, 커넥티드 카, 모빌리티 서비스 등 자동차 산업의 이해
작성자: 데이빗스
출처: 네이버 ISOP 국제인증전문기관 카페
1. 첨단 주행 보조 시스템
주행의 안전과 더 나은 주행 조건을 강화해 주행 중인 운전자를 지원
→ 안전 기능은 지능형 안전 장치를 내장하고 위험한 운전 또는 교통상황에서 차량을 제어함으로써 충돌이나 사고를 회피하도록 구현
2. ADAS(Advanced Driver Assistance System) 개발 프로세스
주행의 편의와 기능적 제한을 포함해 요구하는 안전 기능 측면에서 기능 요구 사항의 정의 및 명세화와 함께 시작함. ADAS의 주요 기능은 운전자의 처리 성능을 향상 시키는 것
→ ADAS는 첨단 운전자 보조 시스템으로 운전자가 안전하고 편리한 주행에 도움되는 모든 기능을 말한다.
3. ADAS의 효과
1) 주행 안전성이 크게 향상
2) 시야, 날씨 및 환경적 제약에 관계없이 고성능 주행
3) 일반 고속도로, 특히 전용 차선에서 더 많은 차량을 수용
4) 안전 운전의 다른 필수 기능
ADAS의 기능
● 전방충돌 경고 기능(Forward Collision Warning) / 전방 충돌방지 보조 기능(Foward Collision-Avoidance Assist) (AEB 항목 참조) : 앞차와의 충돌 위험을 미리 감지해 운전자에게 경고해주는 시스템이다. FCA의 경우 충돌 경고뿐만 아니라 차량의 제동과 조향까지 제어해준다. 보통 도로에서 정체가 발생하거나 돌발 상황으로 앞차가 갑자기 속도를 줄이거나 멈추는 경우 작동한다.
● 차로 이탈방지 보조 시스템 (LKA, Lane Keeping Assist) : LDW의 확장된 개념으로 주행 중 차량이 차로를 벗어나지 않도록 도와주는 시스템이다. 시속 60km/h 이상의 속도에서 운전자가 방향지시등을 켜지 않고 차로를 이탈하려고 하면 스티어링 휠을 제어해 차로를 이탈하지 않도록 도와준다.
● 차선 유지 보조 시스템 (Lane Departure Warning System or Lane Keeping Assist System) / 차로 이탈방지 보조 시스템 (Lane Keeping Assist) : 주행 중인 차량이 차로를 이탈한다고 판단되면 운전자에게 경고를 보내준다. LKA는 좀 더 확장된 개념으로 차로 이탈 경고뿐만 아니라 조향까지 제어해주는 시스템이다.
● 후측방 충돌방지 보조 (BCA, Blind-Spot Collision-Avoidance Assist) : 차로 변경 시 방향지시등을 켰을 때 후측방에 차량이 있으면 경고해주는 기능이다. 경고 후 충돌 위험이 높아지면 자동으로 차량을 제어해 충돌 회피를 돕는다.
안전 하차 보조 (SEA, Safety Exit Assist) : 하차 시 후측방에서 다가오는 차와 충돌 위험이 있는 경우 전자식 차일드 락 또는 파워 슬라이딩 도어를 누르면 뒷좌석 문의 잠금 상태를 유지하고 경고하는 기능이다. 이미 도어가 열린 이후에도 충돌 위험이 있을 경우 경고해준다.
● 지능형 속도 제한 보조 (ISLA, Intelligent Speed Limit Assist) : 주행 시 도로의 제한속도를 초과하지 않도록 도와주는 기능이다. 제한속도를 초과할 경우 경고를 하며, 수동 속도 제한 보조 또는 스마트 크루즈 컨트롤을 작동하고 있는 경우에 +/- 스위치를 조작해 제한속도에 맞춰 설정속도를 변경한다.
● RVM (Rear View Monitor with e-Mirror) : 후방의 차량이나 주변장애물과의 충돌을 방지하기 위해 운전자에게 보다 더 넓은 후방 영역을 보여주어 사각지대 영역을 줄여주는 안전시스템이다.
● SCC (Smart Cruise Control) : 스마트 크루즈 컨트롤 시스템. 전방 차량과의 안전한 거리를 유지하며 주행할 수 있도록 가감속을 조절해주는 시스템. 주행의 편의성은 올리고 운전의 피로도는 낮춰준다. 여기서 더 확장된 개념으로 NSCC (Navigation-based Smart Cruise Control)가 있다. NSCC는 내비게이션 기반 스마트 크루즈 컨트롤. 내비게이션의 ADAS 지도를 활용해 제한속도, 도로 곡률에 따라 주행속도를 조절해준다.
● 로우빔 보조 시스템 (Low Beam Assist) : 야간 환경에서 전방 가시거리를 확보하기 위해 차량의 추가 램프 작동 여부와 하양등의 방향을 제어하는 시스템이다.
● 하이빔 보조 시스템 (High Beam Assist) : 야간 환경에서 전방의 차량, 가로등, 주변 건물 등에서 발생하는 광원여부를 인식해서 상향등 작동을 제어하는 시스템이다.
● 운전자 주의 경고 (DAW, Driver Attention Warning) : 운전자의 운전 패턴을 분석해 운전자 주의가 저하되었다고 판단되면 경고해주는 기능이다.
● 후측방 모니터 (BVM, Blind-spot View Monitor) : 사이드 미러에서 보이지 않는 사각지대까지 클러스터 화면에 표시해주는 기능이다. 차로 변경 시 방향지시등을 작동하면 광각 카메라를 이용해 실시간으로 후측방 영상을 보여준다.
● 고속도로 주행 보조 (HDA, Highway Driving Assist) : 고속도로 및 자동차 전용도로 주행 시 앞차와의 거리를 유지해주는 기능이다. 운전자가 설정한 속도로 차로 중앙을 유지하며 주행한다.
● 서라운드 뷰 모니터 (SVM, Surround View Monitor) : 주행 및 주차 시 전방, 측방, 후방에 장착된 4개의 광각 카메라에 입력된 주변 상황을 영상으로 보여주는 기능이다.
● RCCA (Rear Cross-Traffic Collision-Avoidance Assist) / PCA (Parking Collision-Avoidance Assist) : 후진 주차 시 후측방 레이더를 통해 다가오는 차량을 인식하고 경고음을 울리며, 충돌 위험이 높아지면 자동으로 제동한다. PCA는 광각-후방 카메라와 후방 초음파센서를 통해 차량 후방의 보행자 또는 장애물을 인식한다.
● 원격 스마트 주차 보조 (RSPA, Remote Smart Parking Assist) : 스마트 키를 이용하여 원격으로 전진, 후진 및 후진 주차를 할 수 있는 기능이다.
출처: 나무위키
4. 안전 중요 시스템 ADAS: 내결함성
시스템이 구성 요소 중 하나 또는 일부가 고장 났을 때, 완전히 고장나지 않고 감소된 수준에서 의도된 작동을 계속할 수 있도록 함.
5. 안전 중요 시스템 ADAS: 실시간 동작 / 신뢰성
● 실시간동작: 보장된 시간 내에 완료되기 위해 작업을 실행하는 실시간 시스템
● 신뢰성: 시스템 또는 구성 요소가 지정된 시간 동안 지정된 조건에서 필요한 기능을 수행할 수 있는 능력
6. ADAS 설계
개발된 ADAS 모델을 테스트, 시뮬레이션 및 검증에 사용할 수 있는 방식으로 ADAS 동작을 추상화 하는 이른바 MIL 테스트와 시뮬레이션을 통해 수행
7. ADAS 모델 정의
Simulink와 같은 산업표준을 사용하면 엔지니어가 데스크톱 환경 내에서 모델을 테스트하고 정교하게 다듬어 복잡한 시스템을 효율적으로 개발할 수 있음
→ . simulink: 그래픽 화면상에서 블록선도(block diagram) 방식으로 시스템을 모델링하여, 모의실험(simulation) 및 분석하기 위한 소프트웨어 패키지
8. IHC
● 도로의 최적의 조명 상태를 보장
● 향상된 시야로 야간 운전이 훨씬 안전하고 편안해짐
● 비디오 카메라를 사용해 주변 밝기를 측정. 다가오는 차량과의 거리를 추정
● 하이빔 활성화 기능을 통해 드라이버는 수동으로 켜고 끌 필요없이 가능한 자주 하이빔 조명을 사용할 수 있음
9. LDW
● Contienental사가 개발한 운전자 보조 시스템
● 차량이 탈선하기 전에 운전자에게 음향 또는 햅틱 경고를 경고
10. RVS (Rear View System)
● 공기 역학 및 보행자 보호 문제가 차량 외관에 더 큰 영향을 미치면서 측면 및 후면 창의 크기가 줄어들어 자동차를 안전하고 정확하게 조작하는 것이 거의 불가능 해짐
● RVS 시스템은 차량이 후진할 때 운전자를 지원
● 카메라 이미지는 라디오 또는 라디오 네비게이션 시스템을 통해 표시되어 차량 뒤의 영역을 보여줌
11. RDP (Road Departure Protection)
● 현재 측면 가이드 ADAS에 의해 완전히 보호되지 않는 도로 이탈 충돌을 피하게 함
● 기본시스템은 미래 지향적인 모노 카메라를 사용해 도로 경계를 감지
● 기존 ESC 센서를 통해 운전자의 조향 각도와 차량경로를 모니터링하고, 새시 모션 센서를 사용해 차량이 도로 경계를 지나고 있는지 확인
12. 보행자의 외관 다양성에 따른 대처가 힘든 위기 상황
● 가로 세로 비율
● 다양한 크기
● 다양한 종류의 의류
● 동적 형태
● 구조화 되지 않은 환경
13. ADAS 센서
● 센서는 특정 범위에서 동작하는 특정 응용 분야를 위해 설계됨
● 설계범위: 응용 분야에 관련해 결정되고, 안전하고, 정확한 측정을 보장하는 내. 측정 범위를 초과하면 센서가 영구적으로 손상되거나 파손될 수 있기 때문
14. ADAS 센서 유형
● 적외선 카메라
● 라이다
● 레이더
● 초음파
● 비디오
여기까지가 ADAS에 관한 내용들이다. 다음 포스팅에서는 자동차 사이버 보안에 대한 내용을 정리 해봐야겠다.
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