작년 11월 모든 도로서 시험운행 허용
자율주행 안전 등 상용화 연구 '활발'
국토부, 자율차 내년 평창서 시범운행
2020년 3단계 수준으로 상용화 목표
LG전자 등 ADAS 수출 성과 가시화
ICT기업·완성차 업체도 R&D 진행중
교통업계 "고속도로 위주로 기술 개발
복잡한 도심 상황에 맞도록 보완돼야"
자율주행 안전 등 상용화 연구 '활발'
국토부, 자율차 내년 평창서 시범운행
2020년 3단계 수준으로 상용화 목표
LG전자 등 ADAS 수출 성과 가시화
ICT기업·완성차 업체도 R&D 진행중
교통업계 "고속도로 위주로 기술 개발
복잡한 도심 상황에 맞도록 보완돼야"
■안전한 자율주행시대 열어라
3. 핵심 키워드는 안전… 연구 개발 각축전
자율주행 상용화를 앞두고 기술 개발 핵심 키워드로 꼽히는 것은 안전이다. 현대모비스가 지난달 28일 내놓은 전국 28개 학교 대학생 1000여 명을 대상으로 한 2017 대학생 자동차 인식 조사 결과에 따르면 응답자의 70% 가까이가 가격, 법, 제도, 윤리 등의 문제에 앞서 안전을 강조했다. 돌발 상황이나 각종 위험에 대처하는 자율주행 능력에 대한 의구심과 이에 따른 이용자의 심리적 불안감을 해소하는 것이 자율주행시스템 개발 과정의 핵심 과제임이 다시 한번 확인됐다. 국토교통부 및 교통안전공단 등 관련 기관, 임시 허가를 받은 자율주행 업계는 안전에 초점을 맞춘 기술 개발에 주력하고 있는데 특히 자율차의 눈 역할을 하는 ADAS부터 레이더, 라이다 등을 통해 주행 환경 인지 능력을 개선하고 있다.
◇민·관 자율주행 안전 연구 활발=국내에서는 지난해 3월 현대차가 자율주행 임시허가를 받은 뒤 11월 전국 모든 도로에서 자율차 시험운행이 허용되면서 자율주행 안전을 비롯한 상용화 연구가 활발히 이뤄지고 있으며 최근에는 수출 등 성과도 나오고 있다.
국토부는 각종 센서와 고성능 GPS시스템 등을 종합해 목적지까지 알아서 안전 주행하는 자율차를 내년 평창동계올림픽에서 시범 운행한 뒤 2020년 3단계 수준으로 상용화한다는 목표다.
이를 위해 국토부 산하 교통안전공단 자동차안전연구원을 비롯한 유관 기관들은 지난해 6월부터 내년 말까지 실도로 주행 시나리오 기반의 주행안전성 및 자율주행시스템 고장안전성 등에 나섰으며 올해 4월에는 제어권 전환 및 인적요인·수용성 확보 방안 등을 연구하고 있다. 안전성 평가기술 개발 연구에는 199억원이 투입되는데 정부 예산만 177억원에 달한다. 제어권 전환 연구에는 157억원이 투입되는데 정부가 139억원을 지원한다.
공단은 이외에도 자동비상제동장치(AEBS), 차로유지지원장치(LDWS, LKAS), 디지털 운행기록분석시스템 등을 통해 안전 관리를 강화하고 있다. 공단은 2012년 현대차, 서울대 등과 공동으로 대형차량 AEBS 및 안전성 평가기술 개발을 완료했다. 비전 센서와 레이더 센서 신호를 종합·분석해 선행 차량 인식 및 차간 거리를 측정한 후 전자식 제어기에 의해 차량의 주행속도를 고려해 앞차와의 충돌예상시간을 계산하는 방식이다. 앞차와의 충돌위험이 감지되는 경우 자동비상제동에 들어가기 1.4초 이전에 1차 경고(비상등 점멸, 경고음 등)를 보내고 0.8초 이전에는 2차 경고에 의해 운전자에게 위험상황을 알리며 그래도 운전자가 속도를 줄이지 않으면 자동차의 제동장치가 스스로 작동해 긴급 제동한다. AEBS는 운전자가 졸거나 한눈 파는 등 고속도로 위에서 발생하는 운전자 부주의로 인한 교통사고 예방에 도움을 줘 사망자를 18% 줄일 수 있다.
2013년부터는 4.5톤 이하 차량의 차로이탈경고장치(LDWS) 안전도 평가를 시행하고 있으며 차로이탈방지장치(LKAS) 안전성 평가기술 개발을 진행 중이다.
LDWS는 차 전면 유리창에 장착된 영상센서(비전카메라)와 전자식 제어기로 구성되며 LKAS는 비전카메라와 전자식 제어기에 복귀제어장치(조향모터 또는 자동제동장치)가 추가된다. 비전 카메라는 주행 중인 차로의 좌우 차선을 인식하고 전자식 제어기가 차로 내의 자동차 위치를 계산한 후 차선과의 거리를 고려해 차로이탈예상시간을 예측한다. LDWS는 차로 이탈 시 경고를 해주고, LKAS는 이탈 시 조향 모터 작동 또는 자동제동을 통해 차로 내에 자동차가 돌아오도록 차량을 제어한다. LDWS 및 LKAS를 설치하면 교통사고 사망자를 15% 줄일 수 있다.
공단은 이와 함께 사고다발 운수회사의 사고위험 운전자들을 대상으로 디지털 운행기록분석시스템을 통해 안전관리를 강화하고 있다. 버스, 택시, 화물차량에 설치된 운행기록장치에 기록되는 차량 순간속도, 분당엔진회전수(RPM), 브레이크 신호, GPS 위치좌표, GPS 방위각, 운행시각 등의 자료를 제출받고 과속, 급감속, 급가속, 급진로변경 등의 10대 위험운전행동 기준으로 항목별 위험운전행동 통계 및 위치정보를 활용한 전자지도 분석 등을 수행한다. 수집된 데이터를 바탕으로 운전자 과속, 급감속 등의 위험운전 습관을 분석해 운전행태 교정서비스 등의 과학적이고 체계적인 맞춤형 교육 실시한다.
민간 업체의 경우 안전 관련 연구 및 수출 등에 속도를 내고 있는데 자율차의 눈 역할을 하는 핵심 부품인 ADAS 개발에 집중하고 있으며 자체 개발한 레이다와 카메라를 통해 주행 환경 인식도를 높이고 있다.
◇'자율차의 눈' ADAS 수출 성과=ADAS는 센서를 통해 상황을 인식하고 전자제어장치(ECU) 등에서 그 상황에 대한 정보를 판단해 기계장치를 제어하는 것이다.
만도는 자체 개발한 레이더와 카메라를 사용 중인데 실제 도로 주행을 통해 센서 기능을 검증하고 환경 인식 정확도 등을 높일 계획이다. 센서뿐만 아니라 자율차에 최적화된 제동·조향·현가장치 등에 대한 기술도 함께 개발해나갈 예정이다.
현대모비스는 ADAS 기술 개발에 박차를 가하고 있으며 올해 글로벌 완성차 업체를 대상으로 판로를 확보할 계획이다. 연초 미국 라스베이거스에서 열린 세계 최대 가전박람회 CES 2017에서 자율차와 수소연료전지차 등 첨단 미래 기술을 선보였으며 현재 푸조 시트로엥 자동차 그룹 등을 대상으로 기술전시회와 교류회 등을 진행하고 있다.
이외에도 적응형 순항제어장치, 차선이탈방지 및 제어 장치, 상향램프자동전환장치, 자동긴급제동시스템, 지능형 주차보조시스템, 후측방경보시스템 등의 기술을 개발·양산하고 있다.
LG전자는 지난달 29일 메르세데스-벤츠로부터 ADAS 전방모노 카메라 공급 사업을 수주했다. ADAS 전방 모노 카메라는 차량 전방의 교통 정보를 수집해 운전자가 안전 주행하게 한다. 다양한 물체를 감지해 충돌위험 시 긴급 제동하거나 차선이나 앞차와의 거리를 일정하게 유지하며 교통 표지판 자동 인식, 상향등 자동 제어 등의 기능도 탑재된다. LG전자는 지난해 미국 제너럴모터스(GM)와 중국 디이치처그룹 등에 구동장치를 포함한 핵심부품을 공급하고 있다.
세계적인 ICT기업과 완성차 업체들도 자율차 안전 연구개발(R&D)을 활발히 진행 중이며 이를 실제 모델에 적용하며 지속적으로 기능을 개선하고 있다. 지난해 자율차 시장에 뛰어든 일본 소프트뱅크는 장애물 감지와 가속, 감속 핸들조작 같은 핵심 기술을 개발하면서 강점 분야인 고속통신과 정보보안 기술을 접목하는 연구를 하고 있다. 내년쯤 제어장치를 탑재한 버스나 트럭을 상용화하는 게 목표다.
콘티넨탈은 2015년 전방 도로에 대한 정확한 정보를 수집·제공하기 위한 'e호라이즌' 기술을 개발해 시연 중이다. 디지털 지도와 자동차 간 통신을 통해 안전운전은 물론 연비 효율을 높였다. 또한 앞선 차가 수집한 정보를 뒤차가 활용함으로써 운전자에게는 보이지 않는 앞선 위험까지 스스로 감지할 수 있도록 했다.
아우디는 자율 가속 및 제동, 차선 변경과 추월이 가능한 차량개발을 위해 센서기술을 활용 중이다. 대표적인 자율주행 안전 기술로는 액티브 레인 어시스트 시스템, 프리센스 시티 등이 있다. 액티브 레인 어시스트는 차선을 유지하며 차량이 주행할 수 있도록 도움을 주거나 졸음이나 부주의한 운전으로 의도치 않게 차량이 차선을 이탈할 경우 스티어링 휠이 자동으로 움직여 원래 차선으로 돌아가게 해준다. 프리센스 시티는 시속 10㎞ 이상에서 작동되는데 보행자나 앞차와의 위험한 주행 상황을 식별한 경우 차량이 독립적으로 최대 시속 85㎞의 속도에서 스스로 정지 상태까지 제동한다.
◇돌발상황 등 연구 확대 필요=교통업계 전문가들은 현재 진행되는 안전 관련 연구는 점차 완성도를 높이는 한편 자율차가 고장이 난 상황, 인공지능의 판단력 등에 주력하는 방향으로 연구를 펼쳐야 한다고 설명했다.
홍윤석 교통안전공단 자동차안전연구원 센터장은 "그동안은 고속도로 위주로 자율차 안전 기술이 개발됐다면 서울 도심으로 시범 주행이 확대된 만큼 신호등이나 보행자를 인식할 수 있는 기술 개발이 카메라에서 더 발전해 차세대 지능형 교통시스템(C-ITS) 등을 통하는 방식으로 완성도를 높여야 한다. 시스템적으로는 고장이 났을 때 어떻게 모니터링하고 어떤 대책을 수립하는지에 대한 연구가 이뤄져야 할 것"이라고 말했다.
기석철 충북대 스마트카연구센터장은 "자율차가 센서를 통해 주변 환경을 제대로 인식하는지, 인공지능은 제대로 된 판단을 내리고 운전하는지를 평가하는 등 안전성 평가 방식을 확대 연구할 필요가 있다"고 강조했다.
박상길기자 sweatsk@dt.co.kr
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