자율주행평가 및 개발장비
- 기술로드맵
2. 개요
가 정의 및 필요성
정의: #자율주행평가 및 개발장비는 #자율주행시스템’ 구성을 위해 필요한 #전자제어장치(ECU, 센서, 액튜에이터 등)를 비롯하여 #클라우드환경’에서 사용되는 #하드웨어 및 #소프트웨어’를 개발하기 위한 개발도구와 개발된 시스템의 기능과 성능을 평가하기 위한 시스템 개발 전 영역(V Process Model)에 대한 개발 도구를 의미한다.
범위: 자율주행 평가 및 개발 장비는 일반적인 「자동차 전자 제어 시스템」의 개발 프로세스에 의해서 기술적으로 분류된다. 자율주행시스템을 구성하는 요구사항관리부분에서 기능과 시스템을 설계하는 영역, 실제로 SW와 HW를 실현하는 부분, 단위부품에 대한 테스트영역을 포함한다.
나 주요제품
[제품 분류 관점의 범위 ]
자율주행 평가와 개발 장비는, 일반적인 자동차 전자 제어 시스템의 개발 프로세스에 의해서 기술적으로 분류된다. 아래 그림과 같이 자동주행시스템을 구성하는 요구사항관리부분에서 기능과 시스템을 설계하는 영역, 실제로 SW와 HW를 실현하는 부분, 단위부품에 대한 테스트영역을 포함한다.
▪ #요구사항 관리: #요구공학(Requirement Engineering)의 관점에서 효과적으로 시스템을 설계하기 위해 생성하는 각종 요구사항을 일목요연하게 정리하고 해당 요구사항이 변경되거나 시스템 설계서와 매핑되는 경우 등을 관리하여야 한다. 일부 프리웨어의 요구사항 관리 툴 등이 있는데 안전성을 이유로 상용 툴을 활용하고 있다.
▪「기능설계:#기능 아키텍처」는, 최근의 경향은 모델링에 의해서 행해지고 있으며, 통상 UML(Unified Modeling Language)을 기반으로 하고 있다. #ICT업계에서활용되는툴과달리MBD개발의필요성으로시스템설계에활용되는툴과호환되는툴사용
▪ 상세 구현 : 개발 단계에서 소프트웨어와 하드웨어의 실제 구현에 활용됨 # 컴파일러, # 다운로드 및 디버그 장비, PCB 및 Artwork 설계 장비, 시뮬레이션 및 해석 장비 등 기능 구현을 위해 필요한 장비로서 주로 주요 반도체에 타겟팅 된 장비를 주로 사용한다.
▪ 결함 분석 : 개발된 자율주행 소프트웨어와 하드웨어에 존재할 수 있는 결함을 발견하여 단위 테스트로 넘어가기 전에 신뢰성을 향상시키는 용도의 장치를 사용함
▪ #단위테스트: 단순하게는 전원인간시험, #차량용 네트워크 프로토콜’과의 적합성/호환성 등에 대한 검증, 설계된 하드웨어에 대한 단품평가 등을 위해 산업적으로 널리 활용되는 개발도구를 주로 사용하고 있다.
▪ 통합 테스트 : 자율 주행 기능과 성능을 평가하기 위한 시뮬레이션 환경을 포함하여, 레퍼런스 자율 주행 인지/판단/제어로직 등 차량 수준에서 평가해야 할 각종 평가 장비를 포함하고 있다. 일부 시뮬레이션 환경은 다시 요구사항 개발과 동시에 활용하는 경우도 다수 존재한다.
[서플라이 체인 관점 기술범위]
자동 운전 평가 및 개발 장비는 핵심 기술로서 자동차 산업의 건전한 생태계 육성을 위해서 반드시 확보하지 않으면 안 되는 분야이다. 특히 전방산업으로서 자동차의 신뢰성을 확보하기 위한 기반산업으로 SoC 및 센서 모듈, 통신기술 등 후방산업으로서 특화분야로 연계 가능하기 때문에 가치사슬의 관점에서 중요하다.
자율 주행 평가 및 개발 장비는, 전략 제품의 특성상, 범용의 시스템 반도체를 대상으로 개발할 수도 있고 국내에서 특정 시스템 반도체를 생산하는 경우, 타겟으로 개발하는 것도 가능. 자율주행 시뮬레이션 환경과 각종 서라운드 센서에 대한 평가 장비는 자율주행 이외에도 다른 분야에서 파생될 수 있다.
3. 시장현황 및 전망분석
A. 세계 시장
전 세계 자율주행평가 및 개발장비 시장규모는 2019년 기준 약 7억달러에서 2023년 약 7억달러로 증가할 것으로 전망된다.
[자율주행평가 – 개발장비의 세계시장 규모 및 전망] (단위 : 백만달러 %) 구분 ’19’20’21’22’23 CAGR 세계시장 1,0706,42011,770 17,120 22,4707.0 * 출처 : Automotive Report (Hedge & Compan,2017)
나. 국내시장
국내 자율주행평가-개발장비의 시장규모는 전 세계 시장규모의 비율로 환산해 약 8.5%정도로 추산되며, 이에 따라 추산된 국내 시장규모는 2019년 기준 약 879억원, 2023년에는 약 1,312억원 수준으로 증가할 것으로 전망된다.
[자율주행평가 – 개발장비 국내시장 규모 및 전망] (단위: 억원 %) 구분 ’17’18’19’20’21’22’23 CAGR 국내시장 720.00795.84879.36972.001,074.241,187.281,312.0 * 출처: Automotive Testing, Inspection
4. 기술분석
A. 기술 개발 이슈
(1) 해외 메이커 동향
자율주행 분야를 비롯해 #자동차 전자제어장치 등 전 분야에서 활용되고 있는 자율주행개발장비, 검증장비, 평가장비 등은 자율주행시스템을 개발하는 개발자를 자사의 잠재적 고객으로 확보하는 차원에서 개발되고 있다.
라우터 바흐(Lauter bach)▪독일 라우터 바흐에서 1979년 개발, 세계 시장 점유율 1위 #디버깅 툴(Debugging Tool, SW 오류를 찾아 수정함을 의미)로 사용되고 있는 TRACE32를 자율주행 거의 전 분야에서 활용 중
벡터(VECTOR) ▪ 독일 벡터는 자동차 내부의 전자제어장치와 시스템을 뜻하는 E/E 아키텍처 분야의 설계장비를 공급하는 회사로 2017년 매출은 약 6,820억원 수준. 대표적인 #차량용 프로토콜’인 CAN부터 차량용 Ethernet까지 다양한 시스템을 기반으로 전자
마스웍스 ▪ 전 산업영역에서 활발하게 사용되고 있는 마스웍스의 MATLAB는 자율주행분야 엔지니어 개발을 지원하기 위하여 #컴퓨터비전, LiDAR 및 레이더처리, #센서퓨전알고리즘, 센서모델 및 앱 개발을 지원하는 Automated Driving Toolbox를 개발
디스페이스(dSPACE)▪독일디스페이스는 차량용 ECUSW 디자인, 자동코드 생성/테스팅을 위한 모델 기반 개발(MBD) 통합 솔루션을 제공하며, #자동차 엔지니어’가 개발 전 과정에서 국제표준(ISO 26262) 및 SW 표준에 대응할 수 있도록 지원하고 있다.
BMW-ANSYS ▪ 자동 운전 및 제어 소프트웨어 개발, 기능 안전 분석, 센서, 카메라, 라이더 및 레이더 개발을 위한 시뮬레이션이 가능한 “언시즈 2019R3″를 개발. 물리적 프로토타입이 없어도 수많은 시나리오를 가상 시뮬레이션 해 검증할 수 있는 개발장비이다.
엔비디아(NVIDIA) ▪ 자율주행에 필요한 센서프로세싱, 센서퓨전, 컴퓨터비전(CV), #딥뉴럴네트워크(DNN), #레퍼런스 애플리케이션’을 위한 정교한 API/미들웨어 등을 종합적으로 제공할 수 있는 ‘드라이브웍스 플랫폼’을 개발하여 무상 공급 중
윈드리버(Wind River)▪인포테인먼트, #텔레매틱스, #디지털클러스터시스템, #지능형운전자보조시스템(ADAS), 자율주행시스템 안정성 관련 기술, 클라우드 기반 개발 도구를 설계하고 개발할 수 있는 #오토모티브 소프트웨어 플랫폼 ‘윈드리버헬릭스 첼시’ 제품 출시
마이크로소프트(MS)▪ 자율주행 두뇌를 담당하는 인공지능의 학습에 자율주행 시뮬레이션의 도움이 절대적으로 필요하고 실제 도로주행은 다양성이 없어 환경인자의 제어가 불가능해 인공지능이 완벽하게 학습하지 못하는 문제가 있다. 따라서 현실세계에서 테스트할 수 없는 다양한 상황을 인위적으로 만들어낼 수 있는 시뮬레이션 기술이 자율주행기술 발전에 필수요소로 인식 중
(2) 국내동향
한컴MDS-크루덴(Cruden) ▪ 실제 도로 환경에서 시험할 때 발생하는 한계를 극복하기 위한 #가상운전(Virtual Driving) 기술이 필수적이며, 한컴MDS는 크루덴과 협력하여 다양한 가상 환경에서 자율주행 기능을 개발하고 검증할 수 있는 솔루션을 개발
이노베이션 ▪ 도로 환경, 운전자의 주행 형태 등의 상황을 #가상현실(VR)을 활용하여 실제로 구현·검증하는 #가상주행실험시스템 개발
5. 핵심요소 기술의 선정
확정된 요소기술 대상 산학연 전문가로 구성된 ‘핵심요소기술선정위원회’를 통해 중소기업에 적합한 핵심요소기술 선정
[자율주행 평가 – 개발 장비]
분석기술분류 핵심요소 기술개요 SW/HW개발 자율주행 SW, HW개발장치 – 자율주행시스템을 구성하는 SW(인지/판단/제어)와 HW(제어기/센서 등) 개발을 위한 각종 기계, 전자, 통신장치류 자율주행 SW, HW개발도구(Tool) – 자율주행 성능센서툴(Tool) – 자율주행시스템 구성되는 자율주행센서툴(인지/판단/제어)과 HWUppl/제어)을 구성하는 자율주행장비 구성하기 위한 자율주행실제어를 위한 자율주행장비 Menswarger SWAR Appllessor)와 MCU(Micro Controller Unit)에 탑재업기술정보진흥원, 중소기업기술로