테슬라 오토파일럿의 3단계: 자율주행의 미래

테슬라(Tesla, Inc.)는 전기차와 함께 자율주행 기술 개발에도 앞장서고 있습니다. 테슬라의 오토파일럿(Autopilot) 시스템은 운전자 보조 시스템(ADAS)으로 시작하여, 향상된 오토파일럿(Enhanced Autopilot)과 풀 셀프 드라이빙 구현 기능(FSD; Full Self Driving Capability)으로 발전하고 있습니다. 이 글에서는 테슬라 오토파일럿의 다양한 기능과 발전 과정을 자세히 살펴보겠습니다.

테슬라 오토파일럿의 단계

테슬라는 오토파일럿을 다양한 단계로 나누어 제공합니다. 기본 오토파일럿은 차량 구매 시 기본으로 포함되지만, 향상된 오토파일럿과 풀 셀프 드라이빙 구현 기능은 추가 비용이 필요한 옵션입니다.

테슬라의 오토파일럿 단계 개념도


1. 오토파일럿(Autopilot)

2019년 3월 이후 출시된 테슬라 차량에는 기본적으로 오토파일럿 기능이 포함되어 있습니다. 이 기능은 운전자의 주행을 돕는 여러 자동화된 기능을 제공합니다.

주요 기능

  • 교통 인식 크루즈 컨트롤(Traffic Aware Cruise Control): 설정된 최고 속도로 운행하며, 앞차와의 간격이 가까워지면 속도를 줄이거나 정차하고, 간격이 늘어나면 다시 최고 속도까지 가속합니다.
  • 오토스티어(Autosteer): 현재 차로를 유지하면서 주행합니다.
  • 인접 차로 자동차 관찰 기능: 주변 차로의 차량을 모니터링합니다.

오토파일럿 기능은 대부분 자동으로 작동하지만, 운전자가 기능을 감시하고 필요 시 수동으로 개입해야 합니다.

2. 향상된 오토파일럿(Enhanced Autopilot)

향상된 오토파일럿은 2019년 2월 미국에서, 2022년 6월 한국에서 출시된 옵션으로, 다양한 추가 기능을 제공합니다. 한국에서의 구매 가격은 약 452만 2천원입니다.

주요 기능

  • 자동 차로 변경(Auto Lane Change): 센서와 측면 카메라를 이용해 옆 차로의 공간을 확인하고 자동으로 차로를 변경합니다.
  • 오토파일럿 내비게이션 고속도로(Navigation on Autopilot on the highway): 고속도로 진입로에서 나들목, 진출로까지 자율주행을 지원합니다.
  • 오토파크(Autopark): 평행 주차와 직렬 주차를 자동으로 수행합니다.
  • 차량 호출(Summon): 주차장에서 무인으로 직진하거나 후진합니다.
  • 스마트 호출(Smart Summon): 주차장에서 차주의 스마트폰 위치까지 무인으로 저속 이동합니다.

3. 풀 셀프 드라이빙 구현 기능(FSD)

풀 셀프 드라이빙 구현 기능은 2016년 이후 HW2 차량을 구매한 고객이 옵션으로 선택할 수 있습니다. 일시불 구매 가격은 미국에서 15,000달러, 한국에서는 약 904만 3천원이며, 월정액 구독 가격은 199달러입니다.

주요 기능

  • 신호등 및 정지 표지판 인식(Traffic Light and Stop Sign Recognition): 신호등과 정지 표지판을 인식하고 시각화합니다.
  • 신호등 및 정지 표지판 제어(Traffic Light and Stop Sign Control): 교차로에서 신호등과 정지 표지판을 인식하고 자동으로 정차 및 출발합니다.
  • 오토파일럿 내비게이션 시내 주행(Navigation on Autopilot in city streets): 시내 주행 중 차로 변경, 교차로 통과 등의 기능을 제공합니다.
  • 스마트 오토파크(Smart Autopark): 주차장의 빈 공간을 찾아 자동으로 주차합니다.
테슬라의 오토파일럿 시스템


오토파일럿의 기술적 원리

테슬라 오토파일럿 시스템은 크게 추론 플랫폼과 학습 플랫폼으로 나누어 개발됩니다.

1. 추론 플랫폼

테슬라 차량에는 8개의 카메라가 장착되어 있으며, 이 카메라들은 초당 36프레임의 2차원 데이터를 통해 실시간으로 추론을 진행합니다. 라이다나 레이더는 사용하지 않으며, 대부분의 센서를 제거하고 카메라 기반의 비전 시스템을 채택하고 있습니다.

네트워크 구조

  • 점유 네트워크: 카메라 데이터에서 이미지의 반복적 특징을 추출하고 3차원 위치 정보를 얻어 객체를 구분합니다.
  • 차선 네트워크: 점유 네트워크와 지도 데이터를 이용해 차선을 생성합니다.
  • 객체 네트워크: 객체의 속도, 가속도, 위치 데이터를 처리하여 경로를 예측합니다.

경로 계획

이 네트워크들을 기반으로 최적화 신경망을 구축하여 최적 경로를 선택하고 액추에이터를 제어합니다. 이를 통해 물체 감지, 신호 감지, 차선 변경 등의 기능을 수행할 수 있습니다.

2. 학습 플랫폼

테슬라는 자체 데이터센터와 슈퍼컴퓨터를 이용해 대규모 데이터를 학습시키고, 이를 OTA(Over The Air) 업데이트를 통해 차량에 전달합니다. 장기적으로 완전 자율주행을 목표로 하고 있으며, 하드웨어 업그레이드가 필요한 경우 FSD 패키지를 구매한 고객에게 무료 업그레이드를 제공합니다.

오토파일럿의 하드웨어

테슬라는 HW0부터 HW4까지 다양한 하드웨어 버전을 출시했습니다. 최신 HW4는 성능이 크게 향상된 것으로 알려져 있으며, 차세대 FSD 칩을 통해 더욱 정교한 자율주행 기능을 제공합니다.

HW3.0

2019년 4월부터 테슬라는 자체 설계한 FSD 컴퓨터를 탑재하기 시작했습니다. 이 컴퓨터는 두 개의 FSD 칩을 탑재하여 안정성을 높였으며, 각각의 FSD 칩은 2.26GHz의 클럭 스피드를 갖는 ARM Cortex A-72 CPU와 144W의 소비 전력을 가지는 NPU를 포함하고 있습니다.

HW4.0

차세대 FSD 칩은 2021년 이후로 계획되고 있으며, 성능이 HW3.0보다 약 3배 향상될 것으로 예상됩니다. HW4.0은 더욱 많은 카메라와 향상된 레이더 센서를 포함할 것으로 보이며, 이를 통해 더욱 정교한 자율주행이 가능해질 것입니다.

결론

테슬라 오토파일럿은 자율주행 기술의 선두주자로서, 지속적인 발전을 통해 운전자 보조 시스템에서 완전 자율주행으로의 전환을 목표로 하고 있습니다. 오토파일럿, 향상된 오토파일럿, 풀 셀프 드라이빙 구현 기능(FSD)으로 구성된 다양한 옵션을 통해 테슬라는 다양한 고객 요구를 충족시키고 있습니다. 테슬라는 앞으로도 기술 혁신을 통해 자율주행의 미래를 이끌어 나갈 것입니다.