[알기쉬운 자동차 이야기]자율 주행의 레벨과 미래 기술

안녕하세요 Tino입니다.

최근에 자동차 업계는 안좋은 일들이 많이 있는데요.

며칠전 국내 완성차 업체인 "현대차"에 좋은 소식이 있네요.

["현대차 40톤 대형트럭, 3단계 자율주행 성공"]

국내 최초로 대형 트럭이 고속도로를 3단계 자율주행을 했다고 합니다.

근데 3단계? 자율주행도 level이 있다는거 알고 계신가요???

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자율주행의 레벨

 자율주행기술이 적용된 자동차는 이름 그대로 운전자가 손을 대지 않고도 자동차 스스로가 운전을 한다는 것을 말합니다. 그런데 자율주행 기술이라는 이름이 붙었다고 해도 모든 자동차가 다 스스로 운전하는 것은 아니라는걸 아시나요? 앞서 포스팅한 크루즈 컨트롤에서 잠깐 자율주행을 언급했었는데요.

크루즈 컨트롤이 자율주행의 초급단계라고 생각하시면 됩니다. 그렇다면 자율주행의 레벨은 어떻게 결정되는걸까요?

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자율주행의 레벨

레벨 0 : 자율주행과 관련 아무런 기술이 없다!!

SAE에서 정한 자율주행 등급 중 ‘0’에 해당하는 자동차는 말 그대로 자율주행과 관련된 어떠한 기술을 보유하지 않은 자동차를 뜻합니다. 운전자가 모든 상황을 모니터링 해야하며, 단순한 일정 속도를 유지시켜주는 크루즈 컨트롤 등도 없는 자동차를 뜻한다.

레벨 1 : 운전자의 개입이 어느 정도 필요하다

레벨 1은 앞서 포스팅한 크루즈 컨트롤, 차선이탈경보장치 그리고 긴급제동장치 등이 달린 자동차를 말합니다. 지정된 속도를 유지하고 차선이탈시 경보음을 낸다고 하지만 결국은 운전자가 늘 도로 상황과 차량의 주행 상태를 점검하고 스티어링 휠에 항상 두 손이 놓여있어야 하는거죠.

레벨 2 : 자동차 스스로 스티어링 휠을 돌리고 가/감속을 한다면

SAE 기준 레벨 2는 부분적 자율주행이라고 말합니다. 다만 레벨 1과 다른 점은 조향장치와 함께 가속과 감속까지 시스템이 제어한다. 차선을 벗어나지 않도록 자동차 스스로가 조향 장치를 움직이고 앞차와의 간격 등을 고려해 스스로 속도를 줄이거나 내는 것도 가능한거죠. 현재 테슬라 오토파일럿 등이 이 레벨 2 자율주행에 해당한다. 

레벨 3 : 도로 장애물까지 피할 수 있다

레벨 3부터는 운전시 모니터링 기준이 사람에서 시스템으로 넘어가죠. 그만큼 운전자의 주의가 많이 줄어들게 됩니다. 레벨 3 등급이 적용된 대표적인 모델로 올뉴 아우디 A8이 있습니다. 이 등급에서는 자동차가 스스로 장애물을 감지해 회피하기도 하고 길이 막히면 돌아가기도 합니다. 구글이 선보인 자율주행자동차 역시 레벨 3에 해당합니다. 하지만 아직까지는 제한적인 면이 있죠.

레벨 4 : 다양한 도로 조건과 운전 상황에 대응한다

이 단계는 SAE 기준상 높은 등급의 자동화를 의미합니다. 레벨 3보다 대응할 수 있는 도로 조건과 상황이 많아지고, 복잡한 도심과 골목, 커브 등 돌발 상황이 예상되는 도로에서도 자율주행이 가능하도록 설계되어 있습니다. 자율주행 기술을 연구하는 자동차 회사들은 2020년 이후 레벨 4를 만족하는 자율주행 자동차 대거 등장할 것으로 예상하고 있다고 합니다.

레벨 5 : 완전한 자율주행

레벨 5 단계는 영화에서 보고 우리가 상상하는 자율주행 자동차입니다. 사실상 무인자동차라고 해도 과언이 아닐 정도로 운전자의 개입이나 주의 가 필요 없는 단계입니다. 복잡한 도로에서도 100퍼센트 운전을 차에 맡겨도 전혀 불안하지 않다. 사실상 운전자라기보다 탑승자라는 개념이 적용되는 단계입니다.

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※ 업체별 자율주행자동차 개발 현황

자동차회사, ICT업체 미국,중국,유럽,일본 등 각 사업분야와 기업이 자율주행을 위한 임시법률 적용 및 기업의 인수합병, 기술제휴가 활발하게 이뤄지고 있습니다.

※ 업체별 자율주행택시 개발 현황

자동차 공유계획을 기반으로 현재의 택시를 대체하기 위해 자율주행 벤처기업과 자동차회사의 교류도 활발하게 이뤄지고 있습니다. 

자율 주행 분야의 대표적인 행보를 보이는 업체는 "구글 Waymo"입니다. Waymo는 운송사업자 면허를 받아 신청자에 한해 자율주행택시를 이미 운영하고 있습니다.

※ 자율주행버스 개발 현황

버스는 단거리용으로 개발이 진행되고 있습니다. 싱가포르는 2022년까지 자율주행버스를 공공도로에 적용하겠다고 했으며, 벤츠의 버스는 네덜란드 스키폴 공항에서 인근도시 하를럼까지 자율주행하는데 성공했습니다.

※ 자율주행트럭 개발 현황

마지막으로 자유주행 트럭입니다. 트럭의 자율주행은 승용차의 자율주행과는 약간 다릅니다. 연비절감을 위한 군집 운행, 중량으로 인한 제동거리 확보를 위한 레이더 적용, 물류비 절감을 위해 빅데이터 이용등이 다른데요.

이 부분은 다음에 기회되면 다뤄보도록 하겠습니다.

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제조사별 자율주행차량 개발

메르세데스-벤츠(인텔리전트 드라이브, 드라이빙 어시스턴트 플러스)

안전한 자동차를 물어보면 추천하는 브랜드가 벤츠와 볼보입니다. 벤츠는 볼보와 함께 상당한 완성도를 보여주고 있죠. 차량 스스로 가속도 부드럽게 처리하고 차선의 중앙 유지도 가장 깔끔하고 코너를 돌아나가는 환경에서도 운전자가 겁먹지 않도록 필요시 속도까지 줄여줍니다. 전면 센서의 물체 인지 영역도 넓어 끼어드는 차량도 이따금 인식이 가능하죠.
 현재는 코너가 없는 환경에서 초 단위가 아니라 분 단위까지 스티어링 휠을 잡지 않아도 될 수준을 보여주고 막히는 구간에서도 가다 서다를 반복하는 과정도 매끄럽습니다. 해외에서는 방향지시등을 작동시키면 스스로 차선을 바꿔주거나 차선이 없어도 앞 차량을 따라 주행하는 것이 가능하지만 아직 국내에서는 미적용상태 입니다.

볼보(파일럿 어시스트)

 볼보 트럭의 자율 주행, AEB 기능은 유명하죠 벤츠와 마찬가지로 현재 가장 높은 완성도를 갖춘 반자율 주행 기능을 담고 있습니다. 특히 가속이나 제동 등 모든 과정의 진행이 매끄럽고 차선 중앙 유지 성능도 훌륭합니다. 시스템이 작동하면 운전자에게 확실한 명령을 내리고 운전자의 의도를 파악하면 즉각적으로 시스템의 규제가 풀립니다. 이로 인해 많은 사람들이 가장 안심하는 시스템이기도 하죠. 또한 전면 센서도 많이 장착할뿐더러 광작으로 감지가 가능하여 전방의 물체 인지 영역도 넓습니다.
 벤츠와 마찬가지로 막히는 구간에서는 조금 더 부드럽게 멈출수 있고 차량 스스로 제동 시스템을 작동하기도 합니다. 

BMW

역시 완성도 면에서는 높은 수준입니다. 가속과 제동 모두 매끄러우며 차선 중앙 유지 능력도 좋으나 코너에서는 코너 안쪽 차선에 가까이 붙으려는 경향이 있다고 하네요. 차선 중앙을 인식해 주행할 때 스티어링 휠이 가벼워지는 편이지만 운전자가 언제든지 개입할 수 있다는 점은 볼보와 유사합니다. 하지만 전방 차량에 대한 인식률은 벤츠나 볼보와 비교할때 많이 부족합니다. 사고가 나는 수준은 아니지만 운전자가 불안해 할 만큼 갑작스러운 감속, 가속이 이뤄지게 된다고합니다.

아우디

장단점이 분명한 브랜드같습니다. 가속과 감속 모두 매끄럽게 진행하며 차선 중앙 유지도 잘 합니다. 특히 전방에 차량이 없어 속도를 올리고 있는 상황에서 옆 차선에 주행 중인 차량이 감지되면 속도를 낮춰 가다 그 차량을 비켜간 후 다시 속도를 올리는 기술도 갖췄습니다. 하지만 코너를 돌아나가는 환경에서 조작이 매끄럽지 못하고아예 차선을 인식하지 못하기도 한다고하네요. 전방 차량이 가까워짐에도 가속을 하는 경우도 있고 속도 영역이 높아질수록 다소 헤매는 모습이 있다보니 사용자가 불안감을 느낄수 있는 주행패턴을 보입니다.

현대/기아/제네시스(스마트 센서, 액티브 세이프티 컨트롤)

시스템 스스로도 매우 조심하려는 경향이 강합니다. 가속, 감속 모두 소극적이고, 차간 거리 센서도 좁게 설정되어 멀리서 부터 미리 속도를 줄이게 됩니다. 한국의 시내특성을 반영하여 설정된것같기도 합니다. 또한 차량에 가까이 붙으면 스스로 브레이크 시스템을 작동시키는데 다른 브랜드보다 소극적인 운전 패턴을 보입니다.

주차 및 차선변경시에도 충분한 거리가 있음에도 불구하고 경고 알람이 빠르게 작동하는 시스템입니다.

 긍정적으로 본다면 시스템 자체가 여유를 두고 안전을 챙기는 만큼 탑승자 입장에서는 안전하다고 느낄 수 있지만 불필요한 경고로 인해 운전자의 불안을 가중시킨도 볼수도 있습니다.

혼다(혼다센싱)

현재의 기준에서 완성도가 다소 낮은 편에 속합니다. 전방 차량을 인식해 가속속 및 제동은 원만하지만 차선 중앙 유지가 타 브랜드에 비해 떨어지는 경향이 있습니다. 아예 인식을 못하는 경우도 있으며 스티어링휠에 대한 개입도 소극적입니다. 코너를 만나면 차선 인식을 하지 못하고 풀려버리는 경우도 있고 직선 구간에서 일정 부분 스스로 주행이 가능하지만 지속시간이 짧습니다. 이로 인해 사용자들의 신뢰는 많이 떨어진다고 합니다.

도요타

차선 중앙을 유지시켜주지 않지만 차선이탈 경고 및 스티어링 개입 기능을 지원합니다. 운전을 돕기보다 어디까지나 사고 위험을 낮춰주는 용도로 성격을 제한하고 있고 운전자에 대한 개입도 상당히 소극적입니다.

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맺음말

자율 주행에 대한 저의 견해를 정리 해보겠습니다.

1. 제도 마련

전문가들은 레벨 5 자율주행 차량의 등장이 머지 않았다고 예상합니다. 저 또한 이부분은 동의합니다. 하지만 안전장비, 법, 보험, 제도, 비싼 차량 가격에 대한 보조금등 국가적차원에서 해결해야할 문제점도 많죠. 

특히 보험에 관한 문제가 이슌데요, 자율주행모드에서 사고가 났을경우, 차량제조사, 탑승자, 차량 소유자 중 누가 잘못이 있냐는 거죠.

또한 보행자와 운전자의 상해가 발생하는 상황에서 어떤 기준으로 누구를 선택하냐는 윤리적인 문제점도 있습니다.

2. 일자리 부족

 자동화, 로봇화가 항상 긍정적일 수만은 없습니다. 자율주행의 도입으로 인해 가장 먼저 없어질것으로 예상되는 일자리는 택시, 버스운전기사, 물류업계의 대형버스, 트레일러 운전기사라고 예상합니다.

그이유는 검증되지 않은 기술이 가장 먼저 적용되고 보급될수 있는 분야가 공공부재쪽이고, 일반 시민이 가장 먼저 느끼고 높은 효과를 확인 할 수 있습니다. 운송비, 유류비 절감등 경제적 이득이 발생하기때문입니다.

앞서 설명한 개발동향을 보셔도 각 제조사 및 국가들은 버스, 택시, 트럭을 중심으로 개발하고 있습니다. 이런 상황에서 그 분야에 종사하고 계신분들은 어떻게 되는 걸까요?

3. 차량에 대한 패러다임의 변화

자율주행차량의 등장과 함께 차량의 소유개념이 사라질것이라고 예상되네요.  실제로 설문을 통해 확인해보며 면허증을 소유한 10명 1명은 카쉐어링 서비스를 이용하고 있으며, 차량 공유에 대해 긍정적인 의견을 보입니다. 대기업들도 앞다퉈 카쉐어링 분야에 참여하고 있는 모습을 볼수 있습니다.

특히 SO-CAR, 그린카, 피플카등이 등장하면서 차량은 소유가 아닌 공유의 대상으로 바뀌고 있습니다. 택시, 버스라는 개념이 사라질 뿐만 아니라 개인소유의 차량도 패러다임이 바뀔 것으로 예상되네요.

4. 자동차회사의 존망

 자율주행자동차의 핵심 기술은 빅데이터 처리, 광통신, 전자, 센서 입니다. 따라서 구글, 애플, 삼성전자 등 IT, 전자회사에서 컨셉카를 선보이고 있으며, 현재의 OEM과 VENDOR의 위치가 뒤바뀔수도 있을거라고 봅니다.

 LG전자에서 자동차회사로 전자제품을 납품하는 현재와는 달리, 자동차회사에서 샤시, 브레이크, 엔진을 LG전자로 납품하는 날이 올수도 있다는 거죠.

관련 전문가의 논문, 기사, 뉴스를 보고 작성한 저의 주관적인 의견입니다.

오늘 포스팅은 여기서 마무리 하겠습니다.