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당신도 ‘서 상사’처럼 운전할 수 있다!

자율주행차 도전장 낸 현대모비스

  • 이혜민 기자 | behappy@donga.com

당신도 ‘서 상사’처럼 운전할 수 있다!

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  • ● 첨단운전자지원(ADAS) 기술 상용화
  • ● 지난해 9월 자율주행 시스템 등 시연
  • ● 부품사 최초 자율주행차 임시운행 허가
  • ● 여의도 면적 6배 서산주행시험장 갖춰
드라마 ‘태양의 후예’ 막바지에 나온 서대영 상사(진구)와 윤명주 중위(김지원)의 키스신. 죽은 줄 알았던 서 상사가 살아 돌아온 것만도 놀라운데, 서 상사가 운전을 멈추고 자동주행 모드를 켠 뒤 달리는 차 안에서 윤 중위와 입을 맞추자 “말도 안 된다”는 반응이 쏟아졌다. 아무리 PPL(제품 간접광고)이라 해도 이건 너무 비현실적이라는 얘기였다.



실제 도로에서 달린다

하지만 자동차업계에서는 이런 자동주행 자동차가 상용화하는 것이 그리 먼 미래의 일이 아니라고 본다. 가장 뜨거운 이슈로 자율주행자동차 개발을 꼽을 만큼 많은 관심을 쏟고 있다. 이미 여러 완성차 업체는 물론 부품업체, 정보통신기술(IT)업체들까지 자율주행차 개발에 뛰어들어 주목할 만한 성과를 내고 있다. 2020년경에는 자율주행차 모델이 양산체제에 들어갈 것으로 예상하기도 한다.

자율주행은 주행 상황에서 ‘부분 자동화’ 또는 ‘완전 자율주행’이 가능한 시스템이다. 사람이 탑승한 상태로 주행하는 것이라 구글 등이 시험 중인 무인자동차와는 개념이 다르다.

국내 최대 자동차부품 회사인 현대모비스는 지난해 9월 ▲보행자 인식 ▲자율주행 시스템(상황별 자동 제동 및 가속·감속 기능 구현) ▲자율주차 시스템(원하는 공간을 찾아 주차하는 기능) ▲전방 차량 추월을 시연하는 데 성공했다.



현대모비스는 현대자동차 남양연구소와 함께 자율주행 기술개발 프로젝트를 진행하고 있는데, 만족할 만한 성능과 신뢰성을 확보해 2020년까지 상용화 준비를 끝냄으로써 자율주행차 시장에서 우위를 선점할 계획이다.

현대모비스는 국내 부품사 최초로 자율주행차 임시운행 허가를 받았다. 현대모비스 측은 6월 9일 “국토교통부로부터 현재 개발 중인 자율주행 시스템의 실(제) 도로 성능 개발과 검증을 위한 임시운행 허가증과 번호판을 발급받았다”고 밝혔다. 실제 도로를 달릴 수 있는 자격을 얻었다는 것은 시험실이나 테스트 구간이 아닌 일반 도로 환경에서 자율주행 기술을 구현할 수 있게 됐다는 의미다.  

현대모비스의 자율주행 기술은 ‘국민차’로 불리는 현대차 쏘나타에 탑재됐다. 차량은 정부에서 시험운행구역으로 지정한 고속도로(서울-신갈-호법 41km)와 국도(수원, 평택, 용인, 파주 등) 등 총 320km 구간을 달리게 된다.

이 차엔 자율주행 모드를 작동하면 사람의 눈과 손, 발을 대신할 수 있도록 차량 앞·뒤·측면에 레이더 5개와 전방 카메라 1개, 제어장치를 장착했다. 각 레이더와 카메라 센서는 차 주변 상황을 전방위로 감지해 각종 주행 정보를 제공한다. 제어장치는 이들 정보를 계산해 앞차와의 거리 유지, 충돌 방지, 차선 변경 등을 통합적으로 제어한다.

쏘나타에 구현된 자율주행 기술은 최고 시속 110km까지 시스템 제어가 가능하다. 임시 운행에서 나타나는 각종 주행 데이터는 영상 및 운행기록 장치를 통해 모두 기록된다.

현대모비스는 자율주행 기술 개발에 선제적으로 대응하기 위해 오는 10월 완공 예정인 서산주행시험장에 자율주행 기술 검증을 위한 자체 시험로를 구축하고 있다. 서울 여의도 면적의 6배에 달하는 서산주행시험장에는 14개의 시험로가 설치된다.


‘레벨 3’ 자율주행 기술

이 가운데 첨단 시험로에는 첨단운전자지원(ADAS, Advanced Driver Assistance System), 차량 사물 통신(V2X, Vehicle to Everything) 등 자율주행의 핵심 기술을 테스트할 수 있는 ‘도시 모사(Fake City)’ 시험로를 구현할 계획이다. 신호 및 회전교차로, 고속도로 톨게이트, 과속 방지턱, 버스 승강장 등 실제 도로에서 맞닥뜨릴 주행 환경이 재현되는 것이다.

이곳에서는 도심에서 운전할 때 발생할 수 있는 돌발 상황을 만들어 레이더, 카메라, 라이다(lidar, 광선 레이더) 등 첨단 센서 성능을 시험하고, 주차보조 시스템(SPAS, Smart Parking Assistance System), 스마트크루즈컨트롤(SCC, Smart Cruise Control), 차선 이탈 방지(LKAS, Lane Keeping Assist System) 등 첨단운전자지원 기술을 검증한다.

무선통신망을 활용해 도로교통 상황을 파악할 수 있도록 차량 사물 통신 인프라에 연동된 지능형 교통 시스템(ITS, Intelligent Transport System)도 테스트한다.

현대모비스가 구현할 자율주행 기술은 ‘레벨 3’에 해당한다. 레벨 3은 운전자가 손과 발을 자유롭게 두면서 고속도로 주행과 같은 특정한 상황에서는 주행 상황을 주시하지 않아도 되는 수준이다. 다만 위험 상황이나 자율주행이 불가능한 상황이 발생하면 운전자가 핸들이나 브레이크를 조작해 수동 모드로 전환해야 한다.



인지-측위-제어

미국 도로교통안전국(NHTSA)은 자율주행 기술을 4단계로 나눈다. 레벨 1은 스마트크루즈컨트롤, 차선 이탈 방지, 주차보조 시스템 등 현재 상용화한 특정 기능의 자동화 단계다.

레벨 2는 기존의 지능형 기술들이 통합돼 기능을 하는 단계다. 이를테면 스마트크루즈컨트롤과 차선 이탈 방지가 결합해 고속도로 주행 시 차량을 인식해 자동으로 방향을 조정하거나 앞차와의 간격을 유지하며 주행하는 것이 이에 해당한다.

레벨 3은 ‘부분 자율주행’ 단계로, 목적지 경로상의 일정 부분을 운전자의 조작 없이 자율 주행할 수 있는 단계다. 레벨 4는 처음 시동을 건 후 목적지에 도착해 주차가 완료되는 시점까지 완전한 자율주행이 가능한 ‘통합 자율주행’ 단계다.

자동차의 자율주행은 센서를 통해 상황을 인식하고 엔진 등에서 상황에 대한 정보를 파악하고 판단해 기계장치들을 제어함으로써 구현되는 것으로 첨단운전자지원과 원리가 같다. 자율주행 기술은 크게 3가지 분야로 나뉜다. 인지, 측위(測位), 측정제어 기술이 그것이다.

사람이 오감을 동원해 상황을 인식하듯 자동차는 센서들을 활용해 주변 환경을 인식한다. 인지 기술은 이런 센서 기술을 말한다. 현재 운전자의 안전과 편의를 위해 개발된 첨단운전자지원 기술은 레이더 센서, 초음파 센서, 카메라 센서를 기반으로 한다.

하지만 향후 더욱 완벽에 가까운 자율주행 시스템에 접근하려면 상황을 정확하게 인지할 수 있도록 기존 센서들을 융합하는 ‘센서 퓨전’ 기술이나 레이저 센서 같은 고성능 인지 기술이 필수다.



ADAS 상용화 이후 행보 주목

하지만 센서 기술이 발전하더라도 당장 눈앞에 드러나지 않는 도로 앞쪽에서 사고가 난 상황이나, 앞의 앞 차량이 갑자기 차선을 바꾸는 등의 상황을 파악하기는 힘들다. 이런 것까지 파악하려면 차량과 인프라, 차량과 차량이 통신을 이용해 정보를 주고받으며 주변 상황을 공유함으로써 차량 주변뿐만 아니라 더 넓은 지역의 환경을 인지해야 한다. 이를 위해서는 차량 사물 통신 기술이 함께 발전해야 한다.

측위는 차량의 정확한 위치를 산출하는 기술이다. 즉, 실제 차량의 위치와 차량이 스스로 인식하고 있는 차량의 위치를 디지털 지도상에서 정확히 일치시키는 것을 목표로 한다. 이 기술을 만들려면 상대적으로 오차가 큰 GPS보다 차량의 위치를 정밀하게 파악할 수 있는 측위 기술을 확보하고 고정밀 지도를 구축해야 한다.

주행 상태에 맞는 주행 전략을 수립·수행하는 제어 기술도 발전시켜야 한다. 이는 출발지부터 목적지까지 전체 경로를 추종하고 좌우회전, 교차로, 차선 변경 등의 주행 상황에 따라 적절하게 판단해 핸들이나 브레이크를 자동으로 제어하게 하는 기술이다.  

현대모비스는 차선 이탈 방지, 차선 유지 보조, 긴급 자동 제동, 주차보조 시스템, 스마트크루즈컨트롤 등의 ADAS 기술 상용화를 이미 마친 상태다. 자율주행을 가능케 하는 이런 첨단 기술을 확보하기 위해 연구 역량을 집중하는 현대모비스의 행보가 주목된다.  







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