자율주행차는 빅데이터, 클라우드, 엣지컴퓨팅, 인공지능, 사물인터넷, 이동통신 등의 기술 복합, 융합된 결정체일 뿐만 아니라 자율주행 로봇의 기술 발전에서 파생된 많은 기술이 적용되어 보안기술에 의해 블록체인이 심각하게 고려되고 제작에 3D프린터가 활발하게 활용되는 등 4차 산업혁명의 핵심 요소기술의 총체적인 집합이라 할 수 있습니다.
또한 이러한 기술에만 국한되는 것이 아니라 에너지원 활용에 대한 변화, 네트워크, 관제시스템, 도로 및 도시 인프라에 큰 영향을 미치고 토지 활용, 인간의 여가시간 활용 및 공유경제와도 깊은 관련이 있어 그야말로 4차 산업혁명 기술의 총아라고 할 수 있습니다.
따라서 자율주행자동차 기술은 차량의 인지, 판단, 제어기술 등의 자율주행기술 자체뿐만 아니라 고속통신 및 네트워크, 디지털 고정밀 지도(HD맵), 도로교통관련시설, 교통운영 및 관제센터 및 관련법과 제도 등의 자율주행을 지원하는 인프라에 적용되는 모든 기술을 포함하게 됩니다.
이번 포스팅부터 여러 차례에 걸친 인지, 판단, 제어 등의 자율주행기술과 통신, HD맵을 중심으로 자율주행기술을 확인하고 지원 인프라 기술에 대해 간략히 설명하고자 합니다.
● ADAS – 드라이버 보조 시스템
지난 포스팅 자동운전의 단계에서 세계자동차공학회(SAE)의 자율주행자동차 수준, 정확하게는 자동화의 6단계를 설명했습니다. 일반적으로 해당 단계에서의 “레벨 2″정도의 차량에 적용된 자율주행기술을 “ADAS(Advanced Driver Assistance System, 첨단드라이버보조시스템)”라고 합니다.
이는 카메라, 레이더 등의 감지센서, GPS, 통신 등을 이용하여 주행 중 일부 상황을 차량 스스로 인지하고 상황을 판단하여 자동차를 제어하거나 운전자에게 미리 위험요소를 알려주는 운전자 보조시스템입니다. 이러한 운전자 보조 시스템과 자율 주행 기능을 혼동하여 모두 자율 주행 기능이라고 부르기도 합니다.
그러나 ADAS는 운전자를 보조하는 역할만 하며, ‘레벨 4’ 이상의 자율주행 기능은 운전자를 완전히 대체하는 것을 목표로 하고 있기 때문에 이들은 구분하여 사용할 필요가 있지만, 일반적으로 ‘레벨 4’ 이상의 기능을 ‘완전 자율주행’ 기능, ADAS를 ‘반자동운전’ 기능이라고도 부릅니다.
‘레벨 3’ 기능의 경우 자동운전 기능과 ADAS 중 어느 쪽인가라는 구별은 좀 어렵지만 기술적으로는 충분히 자율주행 기능을 지원하고 있지만 차량의 운행주체, 즉 최종결정권이 여전히 사람에게 있다는 측면에서 ‘반자동운전’으로 분류하는 경우가 더 많습니다.
‘완전자동운전’ 기능은 미래에 널리 활용되는 기술이지만 실증시험 단계인 한편 ADAS 기능은 이미 상용화되어 널리 사용되며, 운전 시 편리성을 높이고 사고를 예방하기 위해 현재 사고의 심각성을 줄이기 위해 활용되고 있습니다. 이 ADAS 기능에 대해 간단히 살펴보겠습니다.
<ADAS 시스템 구성도, 출처: Hitachi Automotives America Web>
종래의 자동차에도 에어백, ABS(안티 락·브레이크·잠금 방지), ESC(Electronic Stability Control;전자 안정성 제어), TCS(Traction Control System, 구동력 제어 장치)라고 하는 안전을 위한 보조 기능이나, 자동 트랜스미션, 크루즈 컨트롤등의 편리성 기능이 갖추어지고 있습니다.
ADAS는 그것들보다 더 발전하고 지능화된 안전·편리 기술입니다. 예를 들어 기존의 안전벨트, 에어백 등은 패시브 세이프티 시스템이라면 ADAS의 안전기술은 기존의 기술을 초월한 능동안전(Active Safety) 시스템으로 사고가 나기 전에 위험을 감지하고 회피하는 것을 지원함으로써 사고 자체가 발생하지 않도록 하는 것을 목표로 개발되었습니다.
아래 그림 독일의 예를 보면, 승용차의 증가에 따라 사고율에서 상당히 높아지고 있지만, 특히 사고 치명률(사망률)은 시트벨트, ABS, 에어백, ESC 등 기존의 세이프티 보조기술의 발전에 의해 낮아졌다. ADAS 및 첨단 드라이버 보조 시스템과 같은 능동 안전 시스템이 치명률을 더욱 낮출 수 있다고 생각합니다.
따라서 자차의 안정성을 홍보 포인트로 생각하는 완성차 업체 자체의 판단에 따라 ADAS 장착이 확대되기도 하지만, 다양한 국가에서 자동차의 안전을 위한 규제사항으로서 ADAS 장착을 강제사항으로 법규화해 나갈 것으로 예상됨에 따라 ADAS 시장은 크게 성장할 것으로 생각합니다.
<승용차의 증가(우축)와 교통사고의 치명률(좌축)에 대한 그래프, 출처 : EETimes Web – “Automotive King Ridefines Future” “2015 >
이러한 ADAS의 안전관련 기능으로는 전방충돌방지보조(FCA: Forward Collision-Avoidance Assist), 차선이탈방지보조(LKA: Lane Keeping Assist), 사각지대감지(BSD, Blind Spot Detection), 차선이탈방지보조(LFA: Lane Keeping Assist), 사각지대감지대에 대한 Assist), Blanepanist, Blan: Blinedeepist), 차선유지보조(Blan)
ADAS는 또한 운전자의 운전 편의성을 크게 높이고 있는데, 이러한 기능에는 어댑티브 크루즈 컨트롤(ACC, Adaptive Cruise Control), 내비게이션 기반 스마트 크루즈 컨트롤(NSCC: Navigation-based Smart Cruise Control), 고속도로 주행 보조(HDA: Highway), Lased Smart Cruise Control), 고속도로 주행 보조(C, Control),
<ADAS 기능, 출처: Electroni c Specifier Web> 구글의 웨이모(Waymo), GM의 크루즈(Cruise), 아마존의 죽스(Zoox), 현대자동차와 앱티브의 모셔널(Motional), 우버 등과 같이 잘 알려진 자동차들이 ‘완전자율주행’ 자동차를 개발하는 회사라면, 현대자동차와 앱티브의 모셔널의 모셔널(Motional), 우버와 같이 대표 자동차들이 ‘완전자율주행’ 자동차를 많이 개발한다.
이들 ADAS 업체들도 대부분 ‘레벨 4’와 ‘레벨 5’의 완전 자율주행 기능을 연구, 개발하고 있으나, 현 시점을 기준으로 단기 실적 유지 및 확대를 위한 캐시 카우(Cash cow)로서 ADAS 기능과 제품 개발을 통해 큰 역량을 투입하고 있습니다. 그것은, 대부분의 나라에서는 차량 사고의 예방을 위한 규제는 강화되고 있고, 능동 안전 시스템으로서 ADAS의 요구나 보급은 한층 더 확대해 나가기 때문입니다.
<자율주행차업체와 ADAS기업>