[자율주행 엿보기 ㊥] 볼보車, ADAS 기술 완성도 높고 인지각 넓어
[자율주행 엿보기 ㊥] 볼보車, ADAS 기술 완성도 높고 인지각 넓어
  • 손진석 기자
  • 승인 2019.10.10 04:00
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현대·기아차, 브레이크 개입시기 가장 빨라…미국 브랜드, 기술적용에 다소 소극적
전통 자동차업체, 레벨2에서 3단계로 접근…소프트웨어 기업 레벨4 연구 진행
자동차와 하나 되는 세상…자동차·IT·통신이 결합되어 획기적 변화 예고

V2X(Vehicle to Everything)는 차량과 차량 간 무선 통신(V2V), 차량과 인프라 간 무선 통신(V2I) 등 자동차가 자율주행을 하기 위해 도로에 있는 다양한 요소와 소통하고 공유하는 기술로 레벨4를 완성하는 중용한 기술이다. (사진=현대자동차)
V2X(Vehicle to Everything) 개념도

[뉴스웍스=손진석 기자] 경험이 풍부하고 안전한 주행을 위해 최선을 다하는 운전자처럼 자율주행시스템이 차를 움직여 준다면 더할 나위가 없다.

고속도로에서 자율주행 중 뒤차와의 간격이 가까워지면 앞차는 거리를 유지하기 위해 속도를 높여 간격을 맞추게 된다. 이때 다른 차량이 두 대의 차 사이에 끼워들면 세대의 차량 모두가 속도를 변경해야하는 상황이 발행한다.

문제는 세대의 차 이외에 고속도로에는 다른 많은 차들이 있다는 점이다. 이러한 상황에서 우리는 자율주행차에게 어떻게 행동하도록 설정해야하는 것일까?

최근 현대자동차와 미국 자율주행 전문업체 앱티브와 약 4조원 가량의 합작투자가 진행되면서 더욱 관심을 받고 있다.

앱티브의 장점은 앞서 가정한 상황에 대한 많은 데이터를 축적하고 있다는 것이다. 많은 데이터를 베이스로 AI의 딥러닝을 실행하면 좀 더 짧은 시간에 경험 많은 운전자처럼 주행하도록 하는 것이 가능하다는 것이 중론이다.

그렇다면, 자율주행차의 ‘사고는 누구의 책임일까?’ 이 문제에 대해서는 아직까지 명확히 정의되지 않았다. 하지만 지금의 ADAS를 통한 주행에 대한 책임은 운전자에게 좀 더 많이 있다고 보고 있다.

사실 지금의 단계를 자율주행이라고 부르기는 민망한 상황이다. 단지 운전자의 피로를 혹은 사고를 방지하기 위한 보조장치이기 때문이다.

이러한 장치 혹은 시스템은 운전자의 간섭 없이 자동차 스스로 움직이는 자율주행차를 구현하기 위해 발전하고 있다. 특히 첨단 IT기술과 융합해 빠르게 진화하고 있다.

자율주행차를 구현하기 위해서는 자동긴급제동(AEB), 전방충돌방지보조(FCA), 전방충돌경고(FCW), 차선이탈방지(LKA), 차로이탈경고(LDW), 차로유지보조(LFA), 차선유지지원(LKAS), 후측방충돌회피(ABSD), 어라운드 뷰 모니터링(AVM), 하향등제어보조(LBA), 운전자주의경고(DAW), 스마트 크루즈 컨트롤(SCC) 등의 기술을 갖춰야한다.

현대자동차의 '스마트 센스'를 구성하는 주요 구성품 (사진=현대자동차)
현대자동차의 '스마트 센스'를 구성하는 주요 구성품 (사진=현대자동차)

◆각 제조사 마다 ADAS 기술 구현 방식 차이…효과는 동일

각 제작사들은 ‘무사고’를 목표로 다양한 ADAS의 첨단 사양들을 실제 양산차에 적용하고 있다. 사고 발생 시 승객 보호를 목적으로 개발되기 시작한 이 기술이 결국은 자동차 사고가 발생하지 않도록 운전자를 돕거나 직접 제어하는 방향으로 진화하며 자율주행을 위해 발전하고 있다.

최근에는 ADAS 기술이 다양해지면서 이를 한데 묶은 패키징 또는 기술 브랜드로 소개하며 양산차에 적용하고 있다.

현대자동차는 운전자 지원 시스템 즉 자율주행보조 기능을 ‘현대 스마트센스’로 선보이고 있고, 기아자동차는 ‘드라이브 와이즈’다.

두 시스템은 자동긴급제동 시스템, 후측방충돌방지보조, 차로이탈방지보조, 스마트 크루즈 컨트롤, 운전자 주의 경고, 전방 충돌방지 보조 등으로 전방의 보행자나 차량을 감지해 충돌을 막아주고 차선이탈을 방지하며, 가다 서다를 반복하는 도로에서 앞 차와의 거리를 유지한다.

여기에 사각지대에서 접근하는 차량을 경고하고 운전 패턴과 피로도를 분석해 휴식을 유도하기도 한다. 또한 고속도로 주행 보조기능으로 장거리 운행에도 편안한 주행이 가능하도록 돕는 시스템이다.

현대차와 기아차의 두 기술은 주변 위험 요소를 빠른 시점에 인식해 직관적인 경고, 최적의 운전 개입 등을 통해 사고 위험을 제거하는 주행 보조 시스템이다. 운전자뿐 아니라 탑승자와 보행자 및 다른 차량의 운전자들에게까지 최고의 안전성 제공을 목표로 주행환경을 스스로 분석하고 필요에 따라 운전자를 보조해 준다.

쌍용자동차의 ‘딥 컨트롤’은 레벨 2.5 수준의 자율주행 기능이다. 특히 IACC(Intelligent Adaptive Cruise Control)은 고성능 레이더와 카메라를 이용해 전방 차량을 감지해 전방 차량과의 차속을 일정하게 유지한다. 고속도로는 물론 일반도로에서도 차선 중심 추종 제어를 해 준다.

차량이 차선 중앙을 유지하며 주행하도록 제어하며, 차선 중심 추종 제어를 통해 주행 중 차선에서 벗어나지 않도록 제어한다. 또한, 차선 내 앞 차를 인식해 추종 제어해 주행 상황에 맞춰 속도·거리를 제어하며 주행한다. 차선이 없는 경우에도 선행 차량의 경로를 인식해 제어해 준다.

완성차 브랜드 중 가장 먼저 운전자주행보조 기술을 도입한 곳이 볼보자동차다. 볼보는 지난 2008년경부터 시티세이프티 시스템을 전 모델에 적극 적용해왔다.

볼보는 앞 유리에 장착된 레이저 센서를 통해 앞 차와의 거리를 계산해 충돌 위험이 예상되면 경보를 울리고 위급한 상황에서 제동하는 긴급제동 보조장치인 시티-세이프티(CITY-SAFETY)를 2006년에 발표하고, 2008년 XC60에 처음 적용했다.

볼보의 자율주행 시스템은 어댑티브 크루즈 컨트롤, 차선 유지 보조, 도로 이탈 방지 및 보호, 시티 세이프티(긴급제동) 시스템 등을 포함하는 개념이다.

시티세이프티는 오토브레이크 시스템으로, 레이더 및 카메라를 통해 전방의 사고위험을 감지해 다른 차량이나, 보행자, 자전거, 큰 동물들을 식별할 수 있다. 사고 위험 때 먼저 운전자에게 경고를 하고, 이에 반응을 보이지 않을 경우 차에 제동을 걸어 교통사고로 인한 피해를 줄이거나 예방하도록 돕는다.

이외에 벤츠, BMW, 아우디, 혼다, 토요타, 포드, 재규어랜드로버 등 각 자동차 회사별로 특색 있는 시스템을 개발 및 운영하고 있다.

회사마다 부르는 명칭이 다양하지만 결국은 동일한 기술이다. 구현하는 방식에서 차이를 보일 뿐이다. 아직 완전한 자율주행 기술을 도입하지 않은 상태여서 일반적으로 부르는 ‘반 자율주행’보다 현재는 첨단주행보조시스템(ADAS)이 정확한 명칭이다.

자율주행차의 완전한 형태를 구현하려면 AI가 딥러닝을 통해 좀 더 많은 인지·판단·제어를 할 수 있는 데이터가 쌓여야 한다. 또 부품들과 프로그램의 발전이 필요하다. 현재 부품들은 단편적인 기능을 구현하고 있다. 당면과제는 복합적이고 넓은 범위의 검측이다.

쌍용자동차 딥컨트롤은 레벨2.5 수준의 자율주행 시스템이다.(사진=손진석 기자)
쌍용자동차 딥컨트롤은 레벨2.5 수준의 자율주행 시스템이다.(사진=손진석 기자)

◆제조사별 ADAS 장·단점

지금까지 양산차에 적용된 레벨2 수준의 ADAS 기술 중 완성도가 높은 업체 중 하나가 볼보자동차이다.

가속과 제동 등 모든 과정의 주행보조 시스템의 작동이 매끄럽게 이어진다. 차선의 중앙을 유지하면서 주행하는 성능도 사람이 운전하는 것과 비슷하다.

센서의 물체 인지 영역과 인식 후 처리 속도도 빨라 끼어들기 차량에 대해서 가장 넓은 인지 각도를 가지고 있다. 다만 스스로 작동하는 시간이 짧은 것이 단점일 수 있다.

최근 비약적인 기술발전을 선보이고 있는 현대차와 기아차는 볼보와 비교하면 가속도 다소 소극적인 면이 있고 차간거리 센서를 좁게 설정해도 제법 멀리서부터 속도를 줄이는 등 시스템 스스로 조심하려는 경향이 있다. 즉 브레이크의 개입시기가 가장 빠른 것이 특징이다. 또 센서의 인식 범위가 상대적으로 좁아서 끼어들기 차량에 대한 인지가 늦다.

최근에서야 ADAS를 본격적으로 도입하고 있는 쌍용차는 일부 기능은 소비자들에게 현대차 보다 좋다는 평가를 받고 있다. 곡선구간도 매끄럽게 주행하고, 차간거리 및 속도 조절과 차선중앙유지 기능도 훌륭하다. 그리고 스스로 운전하는 시간이 제법 길다. 센서의 인지 범위도 나쁘지 않아 너무 급작스런 끼어들기가 아니면 나름 인지를 잘한다.

일반적으로 독일 브랜드의 모델에 적용된 자율주행기술이 좀 더 신뢰성이 있고, 운전자를 보조해 차량의 제어에 많은 관여를 한다. 미국 브랜드는 기술력은 있지만 기술의 적용에는 다소 소극적인 면이 있다.

내수시장에서 독일 브랜드와 현대차 등에 익숙한 고객은 미국 브랜드의 차에서 불편함을 느끼는 이유다. 국내에 진출한 일본 브랜드는 토요타, 렉서스는 좀 더 적극적으로 기술을 도입해 적용하는 반면 혼다, 닛산은 조금 소극적인 편이다.

자율주행 시대를 대비한 안전기술 개발에 투자를 늘리고 있다.(사진=현대모비스)
자율주행 시대를 대비한 안전기술 개발에 투자를 늘리고 있다.(사진=현대모비스)

◆완전자율주행을 위한 다양한 개발 협력…자동차와 하나되는 세상

레벨5 완전 자율주행 자동차를 만들기 위해 전통적인 자동차 업체와 소프트웨어 업체들이 각자 혹은 협력해 개발에 나서고 있다.

전통적인 자동차 제조업체인 벤츠·BMW·폭스바겐·도요타·닛산·현대·GM 등은 레벨 1단계부터 점진적 기술 개발을 통해 기존 자동차 산업에 접목해 급격한 변화로 발생하는 문제를 최소화하기 위한 접근을 하고 있다.

현재 레벨2에서 3로 넘어가는 단계에 있다. 도심에서 교차로나 신호등, 횡단보도 등을 인식해 자동으로 차량을 제어하고, 고속도로에서는 교통흐름을 고려해 자동으로 차선을 변경하고 끼어드는 등 운전자의 조작 없이도 목적지로 일정 부분 자율주행이 가능한 상태를 말한다.

반면, 구글·애플·아마존·우버 등 인터넷과 인공지능에 대한 핵심 기술을 보유하고 있는 소프트웨어 기업들은 보다 급진적인 모습을 보여주고 있다.

차의 시동을 걸고 출발해 목적지에 도착해 주차까지 마치는 시점까지 운전자의 간섭 없이 자율주행이 이뤄지는 레벨4 구현을 위해 기술개발에 힘쓰고 있다. 특히, 차량과 차량 간(V2V), 차량과 주변 인프라 간(V2I), 그리고 클라우드와의 무선 통신을 활용해 새로운 종류의 자동차 환경을 조성하고 있다.

이 모든 것을 총칭해 V2X(Vehicle to Everything)라고 하며, 이를 실현하기 위해 통신망을 활용해 보다 넓은 지역의 정보를 수집하고 이를 통해 최적의 경로로 주행하는 것이 가능할 수 있는 기술을 바라보고 있다.

완전한 자율주행차가 대중화하기 위해 레벨3를 넘어 안전하고 효율적으로 운행할 수 있는지가 필요하다. 차량 운전에 운전자의 개입이 있기 때문에 차와 사람이 서로를 도와가며 함께 운전을 할 수 있기 위해 차, 사람, 네트워크 간 커뮤니케이션이 필요하다.

유·무선망을 이용해 차량과 차량 간의 통신으로 서로 위험한 상황을 알려주거나, 교통 인프라(주차장·신호 등)와 차량 간 통신으로 주차 정보 위치, 신호 변경 시간 등의 정보를 제공한다.

V2X 기술은 완벽한 자율주행을 위해서는 반드시 필요한 기술로 꼽힌다. 자율주행이 완벽하게 성공하려면 안전에 대한 높은 신뢰성을 갖춰야 한다. 이 신뢰성을 높이는것에 V2X가 중요한 역활을 하고 있다. 차에 달린 센서로 부족한 정보를 보완해준다.

레벨2 혹은 레벨3은 혼잡한 시내(상황)에 진입하면, 주행의 제어를 운전자가 직접 해야 한다. 그러나 향후 AI가 충분한 데이터를 바탕으로 딥러닝과 통신을 통해 운전자의 통제가 없이도 모든 상황을 명확히 포착할 수 있고 제어가 가능한 때가 올 것이다.

이제는 자율주행 기술 개발 문제를 고민하기보다 어떻게 다양한 분야에 적용할 것인지 혹은 어떤 분야와 협력하면 좀 더 좋은 결과를 가져 올 것인지에 대한 '검증'이 필요한 상황에 도달했다.

자동차업계 관계자는 “자율주행자동차는 단순한 운송수단의 발전이 아닌 기계, 통신, 전자, C-ITS 등 다양한 분야가 융합된 신산업 분야를 창출한다”며 “또한 전체 교통사고의 약 90%를 차지하는 운전자 과실에 의한 교통사고 감소, 연비향상 및 배출가스 저감 등 경제, 사회 등 다양한 분야에서 획기적 변화를 예고하고 있다”고 말했다.

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