콤마에이아이 오픈파일럿(Comma.ai OpenPilot) & ADAS 오픈소스(자율주행/콤마원/콤마투/소프트웨어/EON/테슬라/모빌아이)

콤마에이아이(Comma)ai)
– 콤마에이는 2016년 설립된 미국 반자율주행 스타트업
– 설립자 조지 핫츠(George Hotz)는 아이폰과 플레이스테이션에 처음 해킹하는 등 천재 해커로 불린다. 그는 회사를 설립하고 자사 반자율주행 키트를 판매할 계획을 세우기 시작했다.
– 2016년 9월 테크크런치 디럭스 행사에서 기존 자동차를 반자율주행차로 바꾸는 자율주행 하드웨어 키트 콤마원(Comma One)을 공개하고 이를 애프터마켓용(소비자시장용)으로 단돈 999달러에 판매한다. 선언
– 그러나 성능이 검증된 것은 아니어서 미국 도로교통안전국(NHTSA)이 제품 안전성에 대한 정보제출을 요구했고, 콤마에이는 계획을 철회했고, 올해 1월부터 콤마투(CommaTwo)라는 이름으로 다시 제품 판매를 시작했다.
– 아직 극소수이긴 하지만 현재 일본에서 이를 적용한 차량이 늘고 있으며 미국 및 국내에서도 일부 사례가 나오고 있다. 이는 자율주행과 ADAS 산업에 큰 임팩트를 가져올 수 있다.

<출처: Clean Technica>

2. 오픈파일럿(Open Pilot)

오픈 파일럿은 콤마에이의 인공신경망 기반 ADAS 소프트웨어로 크게 두 가지 기능이 핵심

· AdaptiveCruise : 카메라를 통한 차선 영역 구분, 레이더에 의한 사물과의 거리 및 상대 속도 측정, 가감속 제어, 차간 거리 조절

· ActiveLane Centering: 카메라를 통한 차선 중앙 인식, 이를 유지하기 위해 초당 수십 차례 스티어링 휠 액추에이터 조작

이전 콤마원 제품은 하드웨어에 이런 소프트웨어가 함께 설치돼 출시된 상태. 반면 이번에 출시된 콤마투는 소프트웨어 없이 하드웨어만 판매. 규제를 회피하고 제품을 판매하기 위한 수단으로 볼 수 있다.
– 그렇다면 어떻게 소프트웨어 없이 ADAS 기능이 가능한가? 지난 2016년 정부 규제를 받을 당시 조지 호츠는 ‘코메오’라는 제품의 하드웨어 설계 도면과 반자율주행 소프트웨어인 ‘오픈 파일럿’ 코드를 개발자 포털 사이트인 ‘기썸’에 오픈소스로 공개했다.
– 즉 관심 있는 개발자라면 누구나 도면과 코드를 내려받아 자신만의 반자율주행차를 만들 수 있도록 한 것이다. 그리고 지금 판매 중인 콤마투 제품은 이걸 활용. 소비자가 하드웨어를 구입해 차량에 설치한 후 스스로 오픈 파일럿을 설치하고 소프트웨어를 장착하는 방식

<출처: Medium>

3. 하드웨어 구성

(1) 자동차 순정 하드웨어 – 차량 자체에서 자동주차 및 LKAS(차선이탈방지)용 전자식 스티어링 컨트롤을 지원해야 하며 레이더도 필수

따라서 설치할 수 있는 차량 모델에 제한이 있어 현재는 글로벌 양산 차량 중 50여개 모델만 지원.점차 확대 중

(2) EON-시각과 제어를 담당하는 메인 기기로 오픈 파일럿 전용 운영체제(OS)가 설치된 스마트폰, 냉각팬, 케이스로 구성.스마트폰은 원플러스 3T, LePro3만 지원.

블랙박스처럼 룸미러 뒤에 설치해 스마트폰 후면 카메라는 전방 도로 상황을, 전면 카메라는 운전자 집중 여부 모니터링

<출처: Medium>

(3) Panda-자동차의 OBD2 포트에 접속하여 자동차와 통신하는 장치. 일종의 CAN 통신 모듈

USB를 통해 EON과 연결되어 레이더 정보를 전송하고 조향과 가감속을 제어하는 통로 역할

<출처 : Comma.ai>

(4) Girafe-구형 차량은 EON과 Panda로만 설치가 끝나지만 최신 차량의 경우 통상 CAN 통신에 제약이 있어 Panda만으로 컨트롤 불가

따라서 Girafe는 자동차의 순정 카메라 배선을 잡고 연결하여 EON과 통신시키는 장비

<출처 : Comma.ai>

기타 Carharness, harness Connector, power, debugboard, paw, key, jungle, SIMcard 등 기타 제품으로 구성

4. 원리 및 성능

간단히 설명하자면, 판다는 차량 CAN 통신에 개입해 레이더 값을 취득하고, EON은 스마트폰 카메라로 도로 상황을 촬영, 오픈 파일럿 소프트웨어는 이러한 값을 받아 물건, 속도, 거리 등을 계산해 차량을 컨트롤. 고속도로뿐만 아니라 시내에서도 어느 정도 성능을 발휘
– 오픈 파일럿 하드웨어를 설치하면 차량 순정 카메라는 비활성화되거나 기능이 제한되며 순정 카메라가 담당하던 역할을 EON의 후면 카메라가 담당
– 차량 자체에 이미 차간거리유지(ACC), 차선이탈방지(LKAS) 기능이 있어야 하고, 그러면 여기에 차선유지 기능이 생기도록 업그레이드해주는 정도. 자동긴급제동(AEB) 기능은 없다. 현대차 HDA1이 이미 지원하고 있는 자율주행 레벨2 수준. 대신 순정 카메라보다 더 정확하게 사물을 인식해 운전자 감시 기능 구현
– 콤마에이아이 제품은 현재 약 4500명의 사용자로부터 100만 마일 이상의 주행 데이터를 업로드 받아 뉴럴 네트워크 학습을 통해 성능을 지속적으로 개선. 다음 버전에서는 자동차 차선 변경과 코너링 시 속도조절 기능이 추가될 예정이다. 이는 현대차의 HDA2 수준.

<출처 : 국민일보>

5. 장단점

기능면에서 매우 뛰어나다고는 할 수 없지만 현재 거의 유일한 애프터마켓 ADAS 솔루션이며 가격이 약 1,000달러이라는 점에서 소비자들에게는 새로운 대안이 될 수 있다.
– 그리고 한번 설치 후 다음 버전이 출시되면 새로 교체해야 하는 기존 제품과 달리 테슬라처럼 OTA(Over The Air) 소프트웨어 업데이트를 통해 자동으로 지속적으로 성능을 높일 수 있다.
– 또한 소프트웨어 소스에 액세스하여 자신이 원하는 대로 코드를 수정하면 기능을 추가 및 변경할 수 있으며, EON의 스마트폰 화면을 통해 자율주행 작동 방식을 볼 수 있어 자율주행에 대한 운전자의 신뢰 및 이해도를 향상시킬 수 있다.
– 반면 가장 큰 문제점은 역시 안전성.다른 업체들처럼 정부 관리하에 검증을 받고 나온 제품이 아니라 사제 솔루션이라 아직 불안한 면이 있다.
– 자동차의 CAN 통신에 직접 접속하는 방식이어서 배선 작업에 문제가 생기면 차량 자체가 오작동해 사고가 날 위험이 있다. 최근에는 주행 중 갑자기 시스템이 죽으면서 차량 전체가 멈춰선 사례가 발생
– 특히 소스에 접근해 누구나 직접 코드를 변경할 수 있다는 점도 장점이자 부작용. 개인이 무분별하게 코드에 손을 대고 주행하게 되면 만일 언제 어디서 갑자기 사고가 발생할지 알 수 없는 것
– 또 제품의 배터리 폭발 우려가 있어 여름 주차 시 탈착이 필요하다고 하며 콤마에이아이도 제품에 대한 보증이나 AS 등의 서비스가 부족한 상태.
– 개인적인 생각으로는 아직 이런 애프터마켓 ADAS 솔루션 사업이 규모가 크지 않고 큰 사고 사례가 나오지 않았고 법적으로도 이를 정확히 규제할 내용이 없어 비즈니스가 이어지고 있지만 결국은 한계가 있는 것.
– 모든 국가 정부기관에서 가장 민감하게 반응하는 것은 바로 금과 안전 관련 이슈다. 비트코인의 경우도 처음에는 별로 신경 쓰지 않았지만 사람들의 관심이 높아지자 결국 관련 법을 제정하고 제재가 들어가기 시작한다.
– 하물며 자동차는 생명과 직결되는 일이어서 완성차와 부품업체는 안전 테스트에만 수개월에서 수년을 투자하고 정부기관의 허가도 받아야 하는 상태다. 아직 회사 제품이 모수가 적어 부작용 사례가 많지 않지만 사용자가 늘어나면 상기 설명과 같이 큰 문제를 일으킬 소지가 많아 검증이 필요하다.
– 물론 정부 규제 아래 안전성 검증을 받고 나오면 시간이 걸리겠지만 콤마에이아이 시도를 보면 미래에 ADAS 애프터마켓이라는 새로운 시장이 충분히 열릴 가능성도 있다.

6. ADAS 오픈소스(OpenSource)

오픈 파일럿의 모든 요소가 오픈 소스가 아니라 핵심이라고 할 수 있는 도로 위의 것을 인식하는 인공신경망 모델은 콤마에이의 소유. 이 인공신경망은 차선인식, 차량인식, 중앙분리대 및 가드레일 인식 등의 역할을 수행. 현재 오픈소스로 제작된 부분은 가감속 및 스티어링 로직, 편의기능, UI 등
– 2017년 바이두, 지난해 초 GM 크루즈와 우버가 각각 자사의 자율주행 소프트웨어를 오픈소스로 공개했다. 이는 참가자를 이끌고 생태계를 먼저 구축해 자율주행 기술의 표준이 되겠다는 의도다. 완전히 핵심 소스는 비공개지만 그럼에도 자율주행 영역까지 오픈소스 생태계가 생겨나고 있다는 점은 매우 큰 의미를 갖는다.
– 기존 완성차나 부품업체들은 소프트웨어 역량이 없어 대부분 자율주행 기술업체에 거액을 투자하거나 기업을 인수하는 형태로 대응하고 있는 상황이다. 이때 오픈소스로 핵심 기술이 풀리면 누구나 무료로 받을 수 있기 때문에 자체적으로 소프트웨어를 모두 개발하거나 큰 돈을 다른 곳에 투자할 필요성은 낮아진다.
– 그러나 완전 자율주행 수준의 소프트웨어는 아직 먼 이야기이고 개발 비용이나 그 기술이 가져올 헤게모니도 그리 쉽게 오픈되지는 않을 것이다. 대신 오픈 파일럿처럼 ADAS 수준의 오픈 소스는 트렌드에 따라 앞으로 상당히 늘어날 여지가 있다. 이는 진입 장벽을 낮추고 많은 참가자를 유도하여 ADAS 시장 크기를 훨씬 크게 할 수 있는 것
– 오픈 파일럿 외에 Autoware, Apollo, EBRobinos & EBRobinos Predictor, NVIDIA 드라이브웍스 등 유명 ADAS 오픈 소스가 이미 존재. 이들은 3D 맵부터 센서 퓨전, 가상 시뮬레이션, 딥러닝 알고리즘, 모듈 설계도까지 제공
– 그리고 현재 웨이모와 크루즈 등 완전 자율주행 영역은 성과가 느린 반면 이번 콤마에이와 인텔모빌아이 같은 고사양 ADAS 영역은 레벨이 빠르게 상승하고 있어 오히려 시장 가능성은 ADAS가 기대 이상으로 높아질 수 있다.

<출처 : 전자신문>

※ 오픈 파일럿 설명을 참고로 지난번 제가 오픈 파일럿에 대해 언급한 글에서 몇 분이 우려 섞인 댓글을 달아주셨습니다. 댓글 달아주신 분들의 우려하는 의견 모두 존중합니다. 저도 불특정 다수가 위험성을 모른 채 타인이 설치해 준 오픈 파일럿을 사용하게 되기를 바라지 않습니다. 다만 이미 여러 카페를 통해 상업적인 활동을 시작하시는 분이 생기셨기 때문에 더 이상 숨길 수 없는 흐름이 된 것 같습니다. 숨기고 숨기기보다는 제가 경험한 정보를 글로 쓰고 어떤 원리로 동작하고 어떤 부분에 리스크가 있는지 다른 분들도 이해할 수 있도록 글을 써보도록 하겠습니다.www.clien.net