현대차 아이오닉 자율주행차가 기술 시연이 까다로운 복잡한 대도심 야간 자율주행에 성공해 기술력을 입증했다.
현대자동차는 미국에서 개최되고 있는 ‘CES 2017’을 맞아 지난해 12월부터 아이오닉 자율주행차 2대를 라스베이거스 컨벤션 센터 주변 도심 4km 구간을 달리고 있다.
특히 이번 자율주행 시연에서 주목할 만한 점은 야간 자율주행이 포함된 점이다.
야간 자율주행은 주변 조명이 어두워 센서가 사람과 자동차, 사물의 정확한 위치를 파악하기 힘들 뿐 아니라 각종 불빛에 차선, 신호등이 반사되기 때문에 인식 능력이 떨어질 수 밖에 없다.
게다가 CES 기간 중 라스베이거스 도심은 늦은 밤까지 차가 막힐 정도로 복잡해 자율주행차를 시연하기에 굉장히 어려운 조건이다.
실제 아이오닉 자율주행차가 달리고 있는 구간은 교차로, 지하도, 횡단보도, 차선 합류 구간 등 운전자들이 실생활에서 경험하는 다양하고 복잡한 환경으로 구성돼 있다.
이에 CES 기간 중 라스베이거스에서 야간 자율주행을 시연하는 업체는 현대차 외에 거의 없는 것으로 알려졌다.
현대차가 이처럼 위험을 감수하고 야간 자율주행을 시연하고 있는 것은 그만큼 자율주행 기술에 대한 자신감이 있기 때문에 가능했다.
현대차는 아이오닉 자율주행차에 고성능 레이다 센서, 사물 인식 카메라, GPS 안테나, 고해상도 맵핑 데이터 기술 등을 적용해 완벽에 가까운 자율주행 기술 구현에 성공했다고 밝혔다.
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☞자동차 업계 최고 화두는 자율주행... 2020년 본격 상용화 예고
근래 자동차 업계의 가장 뜨거운 이슈는 바로 '자율주행 기술'이다.
자율주행 기술이란 일반적인 주행상황에서 목적지까지의 경로상 부분 자동화 또는 완전 자율주행이 가능한 시스템을 의미한다.
이러한 자율주행 기술이 탑재된 차량을 '자율주행차'라고 부르고 있으며, '무인차'라는 용어와도 혼용되고 있으나, 기본적으로 '자율주행차’는 사람이 타는 것을 목적으로 한다.
다시 말해 안전성, 정숙성, 안락함 등 자동차가 기본적으로 갖춰야 할 요소들이 전제 돼야 한다는 점에서 기존의 국방분야나 경진대회에서 볼 수 있는 무인차와는 개념이 다르다.
자율주행차는 먼 미래의 이야기도 아니다.
자율주행 기술의 상용화는 시점의 문제일 뿐 이미 미래 자동차산업의 생존 경쟁에 있어 필수 기술로 인식되고 있다.
많은 시장조사기관들은 2020년을 전후로 본격적인 자율주행 기술의 상용화 시대가 열릴 것으로 예상하고 있다.
이미 많은 완성차 업체와 관련 부품 업체를 비롯해 구글, 바이두와 같은 자동차 영역 밖의 업체들까지도 자율주행 기술 개발에 뛰어들고 있으며, 몇몇 업체들을 중심으로 가시적인 성과가 나타나고 있다.
특히 ▲교통사고 사망자 증가로 인한 사회적 손실 확대 ▲세계 각국의 차량 안전도 평가 기준 강화 ▲운전 도중 편의를 중시하는 소비자 요구 증가 ▲차량 IT 기술의 빠른 발전 등의 영향으로 관련 시장의 성장 속도는 더욱 빨라지고 있다.
시장조사업체 주니퍼 리서치(Juniper Research)는 2025년까지 전 세계에 약 2천200만 대에 달하는 자율주행차가 누적 보급될 것으로 전망했다. (16년 11월 발표 Autonomous Vehicles & ADAS 보고서)
특히 2020년에서 2025년사이 운전자가 주행에 거의 개입할 일이 없는 미국자동차공학회(SAE)가 규정한 4단계 수준의 자율주행차의 보급이 본격화될 것으로 예상했다.
다른 시장조사업체인 IHS의 작년 6월 발표에 따르면 전세계 자율주행차 시장이 2035년에는 연간 2천100만대에 이를 것이라고 전망했다.
IHS는 2년 전 같은 조사에서 2035년 자율주행차 시장을 1천200만대로 예측한 것보다 1천만대 가까이 전망치를 높여 잡은 것이다.
특히 IHS는 2025년에서 2035년까지 10년간 자율주행차 시장의 연평균 성장율이 43%에 달할 것으로 예상하는 등 향후 이 시장을 놓고 업체들의 경쟁이 더욱 치열해질 전망이다.
☞인지·판단·제어기술 기반으로 완전자율주행까지 0~5단계로 구분 발전
일반적으로 자율자행 자동차의 핵심이 되는 자율주행 기술, 즉 운전자 보조 시스템(ADAS, Advanced Driver Assistant System)은 크게 인지, 판단, 제어, 이렇게 세 분야의 기술로 구성된다.
차량의 자율주행은 ▲카메라와 레이더, 초음파 등의 센서를 통해 상황을 인식하고 ▲전자제어 시스템(ECU) 등에서 그 상황에 대한 정보를 판단한 후 ▲가감속, 조향, 제동 등으로 차량을 적절하게 제어함으로써 이뤄지는 것이다.
이 중 인지는 센서나 카메라를 통해 환경을 인식하는 것으로, 사람에 비유하자면 눈에 해당한다. 반면 판단은 인간의 두뇌에 비유할 수 있으며, 컨트롤러를 통해 신호를 처리하거나 주변상황에 따라 차량의 거동을 결정한다. 마지막으로 제어는 인간의 혈관이나 근육, 신경계에 해당하는 것으로 속도를 조절하거나 방향 제어, 제동 등 직접적인 움직임을 관할한다.
주행상황을 인식하는 센서 기술의 고도화가 자율주행 기술의 핵심이라고 할 수 있지만정보를 판단하는 전자제어 시스템과 실제 차량의 움직임을 제어하는 조향·제동 장치 등이 어떠한 돌발 상황에서도 서로 유기적으로 작동할 수 있어야만 진정한 자율주행이 가능할 수 있다.
이러한 자율주행 기술은 자율화된 수준에 따라 0단계에서 5단계까지 총 6단계를 거쳐 발전, 전개된다. *미국자동차공학회(SAE : Society of Automotive Engineers) 분류 기준
0단계(Level0 No Automation)은 운전자가 차량을 직접 제어하는 단계로 시스템은 주행에 영향을 주지 않는 단계다.
1단계(Level1 Driver Assistance)는 특정 기능의 자동화 단계로, 이 단계에서도 운전자가 차의 속도나 방향을 통제하면서, 특정 주행조건 아래서 개별 기술의 도움을 받을 수 있게 된다.
현재 상용화 되어있는 어드밴스드 스마트 크루즈 컨트롤(ASCC), 차선유지 지원 시스템(LKAS) 등의 개별 기술이 이 단계에 속하며, 이미 1단계는 상당 부분 구현되어 있다고 볼 수 있다.
2단계(Level2 Partial Automation)는 기존의 자율주행 기술들이 통합되어 기능하는 단계로, 어드밴스드 스마트 크루즈 컨트롤(ASCC), 차선유지 지원 시스템(LKAS)이 결합해 고속도로 주행시 차량과 차선을 인식함으로써 앞차와의 간격을 유지하고 자동으로 조향하는 것이 이 단계에 해당된다.
2단계까지는 여전히 운전자가 차량 통제의 주도권을 갖고 있으며, 3단계부터는 점차 자율주행 시스템의 개입이 커지게 된다.
3단계(Level3 Conditional Automation)는 부분 자율주행 단계로, 이 단계에서는 운전자의 조작 없이도 목적지 경로상 일정 부분의 자율주행이 가능하게 된다.
즉, 도심에서는 교차로나 신호등, 횡단보도 등을 인식해 자동으로 차량을 제어하고, 고속도로에서는 일정 구간의 교통흐름을 고려해 자동으로 차선을 변경하고 끼어드는 등의 부분 자율주행이 이뤄지는 단계다.
4단계(Level4 High Automation)는 운전자가 정해진 조건에서 운전에 전혀 개입하지 않고, 시스템은 정해진 조건 내 모든 상황에서 차량의 속도와 방향을 통제하는 등 적극적인 주행을 하게 된다..
사실상 3단계에서 4단계로 넘어가는 것이 업계에 주어진 가장 힘든 도전이라고 볼 수 있다.
최종 5단계(Level5 Full Automation)는 운전자의 개입 없이 차량이 스스로 목적지까지 운행, 주차하며 운전자가 타지 않아도 주행이 가능한 단계를 의미한다.
도어 투 도어(Door to Door)가 가능한 통합 자율주행 단계로, 처음 시동을 켠 후 목적지에 도착해 주차가 완료되는 시점까지 사실상 완전한 자율주행이 가능하게 된다.
특히 이 단계에서는 V2X(Vehicle to Everything)가 실현돼 차량과 차량, 차량과 인프라 간 통신으로 보다 넓은 지역의 정보를 수집하고 이를 통해 최적의 경로로 주행하는 것이 가능해진다.
