13 특집 자율주행차 자율주행자동차시대의도래와방송통신의역할 이상운 / 남서울대학교 요약전통적인자동차는운전자의판단과조작에의해서만움직여야하나최근자율주행자동차가선을보이고있으며, 미래에는운전자의조작없이자동차가스스로목적지를찾아가는완전자율주행자동차시대가올것으로예견된다. 본고에서는

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정희 낭
5 years ago
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13 특집 자율주행차 자율주행자동차시대의도래와방송통신의역할 이상운 / 남서울대학교 요약전통적인자동차는운전자의판단과조작에의해서만움직여야하나최근자율주행자동차가선을보이고있으며, 미래에는운전자의조작없이자동차가스스로목적지를찾아가는완전자율주행자동차시대가올것으로예견된다. 본고에서는자율주행자동차의출현에따른지상파방송의역할을제시한다. I.

1 13 특집 자율주행차 자율주행자동차시대의도래와방송통신의역할 이상운 / 남서울대학교 요약전통적인자동차는운전자의판단과조작에의해서만움직여야하나최근자율주행자동차가선을보이고있으며, 미래에는운전자의조작없이자동차가스스로목적지를찾아가는완전자율주행자동차시대가올것으로예견된다. 본고에서는자율주행자동차의출현에따른지상파방송의역할을제시한다. I. 서론 자율주행차는최근들어 4차산업혁명등과연계되어뉴스에자주등장하고있다. 최근에는인공지능기술의발달로자동차업계뿐아니라 IT 업계까지자율주행차연구개발을주도하고있다 [1]. 자율주행차는우리들의생활, 산업등다방면에변화를가져올것이며, 방송계에도큰변화를몰고올것으로예상된다. 방송관점에서자동차의변화에따라어떤변화가수반될것인지가궁금해진다. 일례로운전자가스스로운전을해야하는현재의자동차에서는운전자의시선을분산시키지않으면서귀로만즐길수있는라디오청취나음악감상등이주류를이루었으나, 완전자율주행차시대를맞이하게된다면운전자는스스로주행하는자동차내에서텔레비전시청이나영화감상등도가능해질것이다. 자동차내에서의이러한서비스이용행태변화는방송시장에도변화를초래할것이며, 방송은자율주행차내에서단순히엔터테인먼트를제공하는역할외에자율주행차의기능과관련해서도중요한역할을수행할수있다. 본고에서는자율주행차, 자율주행차와관련된방송서비스, 방송망의강건성및자율주행차시대를대비하여방송의역할을살펴본다 년 1 월 13

14 특집 : 자율주행차 II. 자율주행차개요및주요기능 1. 자율주행차개요자율주행차는 1986 년미국카네기멜론대학의자율주행연구팀인내브랩 (NavLab) 이쉐보레밴을개조한자율주행차 내브랩 1 공개를필두로메르세데스벤츠의 유레카프로메테우스프로젝트 를착수하는등여러자동차제조사들과연구기관이자율주행자동차연구개발을수행해왔다.

2 14 특집 : 자율주행차 II. 자율주행차개요및주요기능 1. 자율주행차개요자율주행차는 1986 년미국카네기멜론대학의자율주행연구팀인내브랩 (NavLab) 이쉐보레밴을개조한자율주행차 내브랩 1 공개를필두로메르세데스벤츠의 유레카프로메테우스프로젝트 를착수하는등여러자동차제조사들과연구기관이자율주행자동차연구개발을수행해왔다. 자율주행차는기술의성숙도에따라자율주행단계가구분되며, 미국자동차기술학회 (Society of Automotive Engineers, SAE) 에서구분하는여섯단계는 < 그림 1> 과같다 [1]. 최근의텔레비전등에서볼수있는자율주행차 관련광고를보다보면위의구분상 Level 5단계인완전자율주행차시대가곧열릴것으로기대되지만, 그런날의도래는아직은이르다고판단된다. 그러나언젠가는자율자동차시대가도래될것임은어느누구도부인할수없을것이다. 2. 자율주행차의주요기능완전한자율주행차는운전자의판단과조작없이도로상황을감지하고적절한반응을제때해야하며, 이를위해서는각종센서, 기계, 소재, AI, 통신등다양한기술들이복합적으로요구되며다양한기술들의적용이요구된다. 예를들면자신의위치파악및주변의시설물, 차량, 보행자등을인식하기위하여 GPS 신호수신, 영상센서, 라이더, 레이 < 그림 1> 자율주행의 6 단계구분 [1] 14 방송과미디어제 24 권 1 호

자율주행자동차시대의도래와방송통신의역할 15 < 그림 2> 자율주행차에적용된주요기술 [ 그림출처 : 중앙일보 ] 더, 초음파등다양한센서기술들을적절히적용해야한다. 이후에는조향, 가속, 제동등의조작이이루어져야하며, 내장된 AI는빠른연산을수행하여앞서의센서및통신시스템들을이용하여수집혹은수신한정보들을분석하고적절한조작을수행해야한다. 3.

3 자율주행자동차시대의도래와방송통신의역할 15 < 그림 2> 자율주행차에적용된주요기술 [ 그림출처 : 중앙일보 ] 더, 초음파등다양한센서기술들을적절히적용해야한다. 이후에는조향, 가속, 제동등의조작이이루어져야하며, 내장된 AI는빠른연산을수행하여앞서의센서및통신시스템들을이용하여수집혹은수신한정보들을분석하고적절한조작을수행해야한다. 3. 자율주행차관련사고한편자율주행차개발과도입에점차가속도가붙고있으나, 자율주행차관련사고도점차증가하고있다. 자율주행차기술이앞서있고시험운행이많은미국에서는최근연이은자율주행차관련사망사고들이발생하고있다 년 3월 18일애리조나에서발생한우버볼보모델의횡단보도에서의 자전거운전자충돌사망사고는자율주행차의센서가보행자를미처인식하지못했음이이유였다. 나흘후인 3월 23일에는캘리포니아고속도로에서테슬라모델X 자율주행차가중앙분리대를들이받고뒤에서주행하던일반자동차들이연이어추돌사고를당했다. 추돌사고뒤불길이치솟고폭발이일어나배터리가실려있던차량앞부분이폭발해완파됐으며운전자는사망했다. 이보다앞서 2016 년도에발생한테슬러자율주행차사고시운전자는자율주행모드로운전중인자동차의운전석에서 DVD를감상하다가거대한트레일러를마주하고정지하지않고주행한자율주행차내에서사망하는사고를당한바있다. 이들사고는대부분완전자율주행단계에도달하지못한자율주행차기술을과신한운전자의오 2019 년 1 월 15

4 16 특집 : 자율주행차 < 표 1> 자율주행차사고 일시 관련기업 사고내용 2016 년자율주행차의과실로시험주행중버스와구글 2월 14일접촉사고 2016 년 5월 7일 테슬라 대형트레일러와출돌, 첫운전자사망사고 2017 년 11월 8일 나브야 자율주행셔틀, 실주행에서트럭과접촉사고 2018 년 3월 18일 우버 교차로건너던행인치어첫보행자사망사고 2018 년고속도로에서중앙분리대를들이받아테슬라 3월 23일운전자사망 출처 : 중앙일보 판이사고의주요원인이었고점차보완이이루어져장래에는인간스스로운전하는것보다사고의위험율이더욱낮아질것이라고전망하고있다. 즉아직까지자율주행차에탑승하는운전자는자율주행차를 100% 신뢰해서는안된다는것이다. 자율주행차는각종센서를이용하여주변상항을인식함에있어기상의영향을많이받는다. 예를들어중앙선이나차선을인식할때영상센서를주로이용하는데, 눈이내려서도로의차선이덮혀있거나, 폭우가오는상황등에서자율주행차량은자신의위치인식에오류가발생하여사고로이어질가능성이있다. 상기의자율주행차관련사고들은아직자율주행차기술이완전치않으며, 더욱개선보완될필요가있음을보여주고있다. 자율주행차가차량내에설치된센서들을이용하여모든상황을인식할수있다면최상이겠으나, 자율주행차는안전을확보하기위하여가능한모든수단을활용해야만한다. 만일자율주행차에고정밀전자지도가탑재되어있고, 자신의위치를정확히측위할수있다면도로의중앙선이나차선이눈에덮혀있는상황에서도자율주행차가눈길에미끌어지지않는것을전제로차선유지가가능할것 이다. 그럼자동차자체내장센서말고자동차의정확한위치를파악하기위해서는무엇이필요할까? 바로고정밀항법시스템이며, 이를위해서는고정밀전자지도와네트워크 RTK 등의서비스가추가로제공되어야한다. 4. 자율주행차를위한고정밀전자지도자율주행자동차는운행에필요한경로에대한정보를파악하고있어야하며, 자율주행에필요한정보를자동차가인식할수있는형태로저장된지도가고정밀전자지도다. 자동차가스스로운전하기위해서는어느위치에있는지정확하게파악되어야하고, 차선정보와주변환경정보까지포함하고있는정밀도로지도가구축되어있어야한다. 또한터널이나도심지역과같이 GPS 위성신호수신이취약한지역의경우매핑기술을이용하여위치를추정해야하며, 이를위해 3차원기반의고정밀디지털지도가요구된다. 또한고정밀전자지도는차량이운행하는도로와주변지형의정보를오차범위 10~20cm 이내로구축된신뢰성이높은지도다. 일반적으로기존의디지털지도보다 10배이상정밀하여지형의고저, 커브등의속성을 3D 기반으로표현한다 [3]. < 그림 3> 과같은필요성에의해서개발된고정밀전자지도는일반지도와는다른기능들을포함해야하며, 보다높은정밀도가요구된다. 예를들어기존의전자지도는중앙선 ( 차로중심선 ) 정보는제공되지않으나, 고정밀전자지도에서는제공이되어야하며, 정확도, 정밀도역시기존의수평수직각각 70cm, 33cm(1/000 지도기준 ) 이 25cm, 25cm로증대되었다. 16 방송과미디어제 24 권 1 호

5 02본본:02본본 본본 3:24 Page 17 자율주행자동차 시대의 도래와 방송통신의 역할 17 <그림 3> 자율주행차용 고정밀전자지도의 필요성[3] <표 2> 기존 전자지도와 고정밀전자지도 비교[3] 2019년 1월 17

6 18 특집 : 자율주행차 5. 자율주행차의위치인식 ( 측위 ) 방법자율주행차가각종센서를이용하여주변상황을인식한다. 아울러자신의위치는 GPS나갈릴레오등측위용위성들로부터신호를수신하여자신의위치를인식하게되는데, 이렇게인식된위치정보는통상전자지도나고정밀전자지도의정확도보다낮은위치인식율을갖는다. 따라서이를개선하기위하여기존에는 DGPS(Differential GPS) 기술을적용한바있으나최근에는보다정확한위치정확도를유지시켜주는 RTK(Real Time Kinematic) 기술이각광받고있다. RTK 기술은실시간으로 1~2cm 정확도를확보할수있는장점이있다. 그러나이기술은기준이되는지점과이동체의거리가약 15km 이상을벗어날경우에는대류층과전리층의영향으로공통오차의상관성이떨어져서정확도가감소하는단점 을가지고있다. RTK의단점을보안하기위하여등장한기술이네트워크 RTK이다. 다수의지상기준국을네트워크로연결하여망을구성하고, GPS만의오차보정정보를생성하여이동체에제공함으로써, 이동체와거리에상관없이 RTK처럼실시간으로 1~2cm 정확도를확보할수있다. 필자는 MBC 기술연구소재직시절이러한원리를적용한네트워크 DGPS 서비스시스템을개발하여상용화에성공한바있다. 이후후속연구개발사업으로네트워크 RTK 서비스시스템개발필요성을주장하였고최근 MBC가 DMB 망을기반으로네트워크 RTK 서비스기술을개발하여상용화를준비중이다. 네트워크 DGPS 와네트워크 RTK 는지원하는위치정밀도에서만차이가있으며기본원리는유사하다. 즉자율주행차혹은이용자는위성으로부 < 그림 4> 네트워크 -RTX[3] 18 방송과미디어제 24 권 1 호

7 자율주행자동차시대의도래와방송통신의역할 19 터직접수신하는신호와, 지상의기준국이위성에서수신하여오차를계산하고, 해당오차정보를방송, 통신망등의네트워크를통해자율주행차나이용자들에게전송하고, 자율주행차 ( 이용자 ) 는위성에서직접수신한위치정보에수신한오차를보정하여정확도를확보하는방식이다. < 그림 4> 는네트워크 RTK 의서비스개념도이다. 6. 자율주행차를위한고정밀측위정보전송네트워크그럼자율주행차를위한고정밀측위시스템을위한보정정보전송에는어떤방식이좋을까? 통상자율주행차를위한통신방식들은다음과같다. 자율 주행차운행에필요한각종정보를교환하기위한외부통신인프라기술들로는자동차전용무선데이터통신망 (WAVE; Wireless Air media for Vehicle Equipment), 단거리전용통신 (DSRC ; Dedicated Shprt Range Communication), ITS 통신시스템, 4G, 5G, 블루투스, 와이파이등무선통신기술을활용하여차량과차량 (Vehicle to Vehicle), 차량과기반시설 (Vehicle to Infra) 간의통신을통해자율주행을위한다양한정보를자동차에제공하는기술로인식되고있다 [4]. 자율주행차들의운행에필요한도로교통상황, 비상차량주행, 사고차량등다양한정보를직접자율주행차에제공해야한다. 또한자율주행차를포함한자동차들은노면상태, 주행정보, 자동차상태정 < 그림 5> 자율주행차통신인프라주요요소 [4] 2019 년 1 월 19

8 20 특집 : 자율주행차 < 그림 6> 퀄컴이제시하는 5G 의자율주행차적용기능 [5] 보등의정보를교통운영시스템에제공하여도로관리, 전자지도및도로기하구조정보체계구축등에활용이가능하다. 최근통신진영에서는새롭게개발되는 5G를앞세워자율주행차나 ADAS 가지원되는모든자동차들을대상으로 5G가핵심적인역할을할것이며, 향후생산되는모든자동차에는이동통신모듈이탑재되어야한다 고주장하고있다. III. 자율주행차와엔터테인먼트 1. 자율주행차대상의새로운콘텐츠서비스플랫폼의출현본격적인자율주행차시대가도래하면자율주행으로인해운전에서해방된운전자들은기존청각 위주의엔터테인먼트감상뿐아니라텔레비전이나영화, 뮤직비디오등모든장르의엔터테인먼트서비스이용에제약이없어져더욱다양한미디어서비스의이용이가능하여새로운미디어시장이형성될것으로예상된다. 이러한변화를예측한이동통신진영에서는각각의자율주행차에 5G 모듈을탑재시켜자율주행차의주행에필요한정보서비스외에엔터테인먼트서비스까지제공하겠다는야심찬계획을세우고실행을추진중이다. 여기에 Apple, 넷플릭스등콘텐츠분야의메이저플랫폼사업자들역시자동차제조사와이동통신사들과협력하여자율주행차및커넥티드자동차를대상으로하는새로운서비스들을출시하고있으며, 이런서비스에는지상파방송망이아닌 4G, 5G 등이동통신망이적용될예정이다 년부터애플은 Carplay를출시하였으며, 안드로이드진영에서는 Androidauto 라는서비스를출시하여 20 방송과미디어제 24 권 1 호

점차 추가될 것이다. 나, 추가로 지상파 방송네트워크의 적용이 반드시 운전자의 요구를 반영한 시청각 위주의 엔터테인 필요하다.

특히 기존에 차량 내에서 시청이 금지되었던 텔레비 이동통신은 이용하는 주파수 대역이 비교적 높고 전 시청에도 변화가 있을 것이며, 온 디멘드 서비스 셀 당 여럿인 이용자 수 등을 고려하여 이용자수가 등도 증대할 것으로 예상되어 이동통신망과 연계한 많아 낮은 송신 출력으로 인해 중계용 안테나들이 자동차 대상

9 02본본:02본본 본본 3:24 Page 21 자율주행자동차 시대의 도래와 방송통신의 역할 21 <그림 7> 자율주행차에서의 엔터테인먼트 예[6] <그림 8> 자율주행차에서의 엔터테인먼트 예[7] 네비게이션은 물론 각종 음악, VOD 등 콘텐츠의 4G, 5G 등 이동통신네트워크들만을 고려하고 있으 이용이 가능하며, 그 기능이 점차 추가될 것이다. 나, 추가로 지상파 방송네트워크의 적용이 반드시 운전자의 요구를 반영한 시청각 위주의 엔터테인 필요하다. 그 이유로는 악천후 기상 시나 재난 등의 먼트시장이 확장될 것이며, 방송 역시 변화하는 시장 상황에서 이동통신망은 쉽게 무용화될 수 있기 때 의 요구에 맞추어 서비스를 준비하여야 할 것이다. 문이다[8]. 특히 기존에 차량 내에서 시청이 금지되었던 텔레비 이동통신은 이용하는 주파수 대역이 비교적 높고 전 시청에도 변화가 있을 것이며, 온 디멘드 서비스 셀 당 여럿인 이용자 수 등을 고려하여 이용자수가 등도 증대할 것으로 예상되어 이동통신망과 연계한 많아 낮은 송신 출력으로 인해 중계용 안테나들이 자동차 대상 콘텐츠 서비스 등도 고려가 필요하다. 건물이나 노변에 설치되어 운용되고 있다. 이에 비해 지상파 방송은 전파전도 특성이 우수 한 초단파 및 극초단파 대역을 이용하고, 대출력으 로 송출하며, 해당 방송 권역 내의 높은 산지에서 송신을 한다. 통상 수십 m ~ 수 km 정도의 통신반경을 유지 하는 이동통신용 무선설비는 유선으로 연결이 되고 재난 지역 내의 건물 등지에 설치되어 운영된다. 따 라서 지진, 쓰나미, 태풍 혹은 홍수 등으로 건물들 <그림 9> Apple Carplay 이 붕괴되거나 침수되는 경우 이동통신시스템은 함 께 붕괴되거나, 정전 등으로 인하여 불능화되는 경 우가 발생될 수 있다[9][10]. 2. 지상파방송과 이동통신의 차별성 최근의 KT 지하공동구 화제 사고로 인해 통신대 란도 경험했으며, 만일 운전자의 개입 없이 주행하 자율주행자동차의 주행 및 엔터테인먼트를 위해 는 자율주행차들이 이런 통신대란을 맞이했다면 추 2019년 1월 21

22 특집 : 자율주행차 가로발생될교통사고등의피해는상상을초월할것이다. 이동통신시스템들과는달리지상파방송은관악산, 남산등서비스권역내의원거리고지대에서대출력으로송신하여수 km ~ 수십 km의수신권역을유지할수있다. 따라서대부분의기상재해시에도안정적인서비스가가능하다. 물론지상파방송서비스도완벽할수는없다.

10 22 특집 : 자율주행차 가로발생될교통사고등의피해는상상을초월할것이다. 이동통신시스템들과는달리지상파방송은관악산, 남산등서비스권역내의원거리고지대에서대출력으로송신하여수 km ~ 수십 km의수신권역을유지할수있다. 따라서대부분의기상재해시에도안정적인서비스가가능하다. 물론지상파방송서비스도완벽할수는없다. 그러나기상악천후시나재난시에이동통신서비스보다는보다안정적인서비스가가능하기때문에안전이중요시되는자율주행차에는반드시방송망으로제공가능한서비스는이동통신망과는별도로제공되는것이필요하다. IV. 결론 본고에서는자율주행차시대를맞이하여자율주행차를대상으로이동통신과는차별성있게악천후기상이나재난시에도제공이가능한고정밀측위정보서비스및새로운방송콘텐츠서비스등의제공이필요함을제시하였다. 커넥티드카와자율주행차의출현은방송계에아날로그에서디지털로의전환못지않은큰파장을미칠수도있을것이다. 방송계는자동차제조사, 통신사, 플랫폼사업자들과긴밀한협력하에자율주행차시대를능동적으로맞이하여야할것이다. 참고문헌 참고문헌 [1] 조기춘, 자율주행자동차의현주소, Samsung Newsroom, [2] 손해용, 테슬라사고, 태양역광탓 자율주행차또날씨오작동, 중앙일보, [3] 공간정보, 자율주행의안전밸트, 2017, 도로공사 [4] 김승민, 국내자율주행차인프라와정책동향, 산업연구원, 2017 / VOL. 34 [5] Accelerating C-V2X Toward 5G for Autonomous Driving, lightreading, 2017 [6] Parker Wilhelm January 04, 2016 Car tech [7] C.C. Weiss, January 8th, 2017 [8] 이상운, 재난상황에서지상파방송유용성연구, 한국반도체디스플레이학회논문지, [9] DongAIlBo, Mobile phone, Internet paralysis in heavy rains, [10] B.J. Moon, S.S. Cho, The Role of Communication Systems in Disaster, 필자소개 이상운 년 : 연세대학교공과대학전기공학전공학사 년 : 연세대학교공과대학통신시스템전공석사 년 : 연세대학교공과대학통신시스템전공박사 년 ~ 2005 년 : MBC 기술연구소 년 ~ 2009 년 : 연세대학교차세대방송연구센터 년 ~ 2019 년 : 남서울대학교멀티미디어학과 - 주관심분야 : 방송시스템, 방송서비스, ITS 22 방송과미디어제 24 권 1 호

오토 2, 3월호 내지최종

오토 2, 3월호 내지최종 Industry Insight 인사이드 블루투스 자동차와 블루투스의 공존법칙 운전 중 휴대전화 사용을 금지하는 법률이 세계적으로 확산되고 있으며, 블루투스(Bluetooth) 기반의 핸즈프리 기능을 이용하는 것이 이에 대한 확실한 대안으로 자리잡았다. 그러나 차기 무선 멀티미디어 스트리밍에 관해서는 어떤 일이 일어날 지 아무도 알 수 없다. 글 윤 범 진 기자