[기업탐구] ’미래형 자동차’의 신기술로 불리는 ‘자율주행 자동차’의 상용화 시대가 성큼 다가오고 있다.

’자율주행 기술’이란 일반적인 주행상황에서 목적지까지의 경로상 부분 자동화 또는 완전 자율주행이 가능한 시스템을 의미한다.

무한진화 단계에 접어든 ’인공지능’ 발전과 함께 ’꿈의 드라이브’인 ’자율주행’ 자동차 시장을 둘러싼 세계 자동차업체들의 기술개발 및 상용화 레이스도 불꽃을 튀기고 있다.

벤츠, 도요차. 아우디 등 세계적인 자동차업체들이 앞다퉈 ’자율주행차’ 개발에 나선 가운데 한국 대표 자동차업체인 현대-기아자동차도 오는 2030년 상용화를 목표로 이 시장에 본격 뛰어들고 있다.

현대-기아차의 ’자율주행차’ 개발현황과 미래를 긴급 진단해본다.
 
▣ 현대자동차 ’제네시스’가 첫 선보인 자율주행



현대차는 최근 ‘2015 창조경제박람회’ 부대 행사의 일환으로 서울 도심 한복판 실제 도로에서 자율주행 선행기술을 시연하는 행사를 실시했다. 

이번 행사는 미래창조과학부 최양희 장관을 비롯해 한국전자통신연구원, 자동차부품연구원, 현대차 관계자들이 참석한 가운데 영동대교 북단에서부터 코엑스 남문까지 약 3Km 구간에서 진행됐다.

이번 시연은 국내 최초로 고층 빌딩들이 즐비해 GPS가 취약한 도심 실제 도로에서 실시된 것에 그 의미가 있다. 현대차는 이번 자율주행 시연에서 ▲주행 차선 유지 ▲서행 차량 추월 ▲기존 차선 복귀 등 도심 실제 주행 환경 속에서 적용 가능한 선행기술을 처음 선보였다.

이번 자율주행 기술은 현대차가 지난 3월말 서울모터쇼 프리뷰 행사에서 시연한바 있는 혼잡구간주행지원시스템(TJA, Traffic Jam Assist)과 12월 출시 예정인 제네시스 EQ900에 탑재되는 고속도로주행지원시스템(HDA, Highway Driving Assist)보다 한 단계 진보된 것이다.



현대차는 이번에 시연한 자율주행 차량에 혼잡구간주행지원시스템과 고속도로주행지원시스템을 기반으로 다양한 센서 정보를 융합하고 판단 및 제어 기술을 향상시켜 차선 변경이 가능토록 설계했다.

이와 같은 실제 도로 환경에서의 안정적인 운행을 구현하기 위한 현대차의 자율주행 기술은 ▲위치, 자세 추정 및 주행환경 인식 기술 ▲경로생성 및 주행상황 판단 기술 ▲차량제어 기술 등으로 구성됐다.

주행환경 인식 기술은 차량 내 고성능 GPS와 정밀지도를 이용해 정확한 위치를 추정하고, 전/후/측방 레이저 스캐너ㆍ레이더ㆍ카메라 등 고정밀 센서를 통해 파악된  정보를 기초로 주변 차량, 보행자 등 장애물을 파악한다. 

외부에서 수집된 정보는 주행상황 판단 기술을 통해 주변의 교통흐름 상황에 맞는 안정적인 주행 경로를 생성한다.

차량제어 기술은 정보 분석으로 생성된 최적 경로와 주변 상황을 통합해 차량을 부드럽고 정확하게 제어함으로써 안전한 자율주행을 실현한다.

현대차의 자율주행 시연 행사 후에는 현대차 주관으로 2010년부터 격년마다 개최되는 ‘대학생 자율주행 대회’에서 입상한 7대의 자율주행차 시연도 이뤄졌다.

현대차는 앞으로도 현대차는 자율주행차에 대한 투자와 연구는 물론 대학과의 긴밀한 산학협력을 지속해 자율주행 등 스마트카 경쟁에서 글로벌 리더십을 발휘할 수 있도록 노력할 예정이다.
 


이번 행사에서 현대차는 ▲1인용 이동수단 ‘오리진’ ▲수소차 절개물 ▲미래차 IT 체험 모듈 등 미래운송수단을 잇따라 내놓았다.

이 중 ‘오리진(Origin : 기원)’은 현대차 연구원들을 대상으로 실시된 ‘R&D 아이디어페스티벌’의 입상작으로 ‘1인승 미래형 자동차’라는 개념으로 제작됐다.

원통형으로 두 개의 바퀴로만 이루어진 ‘오리진’은 크기가 작아 일반 주차공간에 두 대가 주차할 수 있으며 외부를 투명하게 제작해 개방성을 높이는 등 차량 고유의 목적인 ‘이동 편의성’에 초점을 맞춘 미래형 자동차. 

광주 창조경제혁신센터의 지원과 현대차와의 협업으로 ㈜맥스트에서 개발한 차량용 ‘증강현실 어플리케이션’도 전시된다.

증강현실 어플리케이션은 기존 책자로 제작된 차량 운행 매뉴얼을 운전자가 편리하게 이용할 수 있도록 스마트기기를 차량 내부 버튼에 가져다 대기만 하면 그 부분의 사용법과 기능을 동영상으로 설명해준다. 

현대차는 ‘증강현실 어플리케이션’을 내년부터 국내외 양산 차량에 순차적으로 적용시킬 계획이다.

▣ 현대•기아차 미국 네바다주 자율주행 면허 획득



현대•기아차가 미국 네바다 주에서 고속도로 자율주행 면허를 획득했다.

현대•기아차는 최근 미국 네바다 주로부터 투싼 수소연료전지차와 쏘울 전기차 4개 차량에 대해 고속도로에서 자율주행을 시험할 수 있는 운행 면허를 획득했다.

이를 계기로 현대•기아차는 자율주행차 상용화에 박차를 가하고 있다.

미국 네바다 주는 타 주의 자율주행 면허 발급 기준보다 기술 프리젠테이션 및 실차테스트가 포함되어 있어 더 엄격하기로 유명하지만 현대•기아차는 우수한 기술력을 검증 받아 국내 최초로 면허 획득에 성공했다. 

현대•기아차는 미래 자동차 시장을 선도하기 위한 선진 기술 확보 노력의 일환으로 친환경 차량인 투싼 수소연료전지차와 쏘울 전기차 모델에 자율주행 기술들을 탑재, 고속도로 자율주행 면허를 획득했다.

특히 투싼 수소연료전지차의 금번 면허 획득은 단순한 양산차 모델이 아닌 수소연료전지차 중 세계최초로 다양한 미래 자율주행 기술들을 탑재하여 면허 획득에 성공한 것으로서, 이는 환경을 생각하면서 미래 신기술 확보에 최선을 다하는 현대•기아차의 부단한 노력의 결실이다.

이번에 면허를 발급 받은 현대•기아차의 자율주행 차량들은 현대차그룹이 독자 개발에 성공한 ▲구간 자율주행 ▲교통 혼잡 구간 자율주행 ▲비상 갓길 자율 정차 ▲협로 주행 지원 등의 지능형 고안전 자율주행 기술들을 기반으로 구현한 결과물이다.

현대•기아차는 이번에 면허를 취득한 자율주행 차량에 혼잡구간주행지원시스템(TJA)과 고속도로주행지원시스템(HDA)을 기반으로 다양한 센서 정보를 융합하고 판단 및 제어 기술을 향상시켜 차선 변경이 가능토록 설계했다.

실제 도로 환경에서의 안정적인 운행을 구현하기 위한 현대차의 자율주행 기술은 ▲정밀 위치 인식 및 주행환경 인식 기술 ▲경로생성 및 주행상황 판단 기술 ▲차량 제어 기술 등으로 구성됐다.

위치 인식 기술은 차량 내 일반 GPS와 정밀지도를 이용해 정확한 위치를 추정하고, 전/후/측방 레이저 스캐너ㆍ레이더ㆍ카메라 등 고정밀 센서를 통해 파악된 정보를 기초로 주변 차량, 보행자 등 장애물을 파악한다.

외부에서 수집된 센서 정보를 바탕으로 주행상황을 판단하고 주변의 교통흐름 상황에 맞는 안정적인 주행 경로를 생성하며 차량제어 기술은 파악된 교통흐름과 생성된 주행 경로를 바탕으로 차량을 부드럽고 정확하게 제어함으로써 안전한 자율주행을 실현한다.

현대•기아차는 이러한 기술들이 탑재된 차량들로 이번에 획득한 면허를 통해 실제 고속도로에서의 자율주행 평가를 진행할 예정이며, 내년에는 신호등, 횡단보도, 보행자들이 포함된 도심지역으로 평가 범위를 확대하여 선진 기술 확보에 총력을 기울일 계획이다.

현재 미국 내에서 캘리포니아, 네바다 주를 포함한 총 5개 주에서 자율주행 면허를 발급하고 있다.

현대•기아차는 네바다 주에서 승용차 제조업체로는 아우디에 이어 두 번째로 면허를 획득하였으며 이외에도 다임러 트럭, 구글 등 총 5개 업체가 면허를 발급 받은 바 있다.

비교적 면허 발급이 쉬운 캘리포니아 주에서는 닛산, 혼다, 테슬라 등 9개 업체가 면허를 획득하여 자율주행 시험을 진행하고 있다.

기아차도 이번에 기술력을 인정받아 면허를 획득한 쏘울 자율주행 전기차를 내년 1월에 미국 라스베가스에서 개최되는 CES 행사 (Consumer Electronics Show)에 공개하고, 자율주행 주요 신기술과 기업의 미래 비전을 널리 알리겠다는 계획이다.

현대•기아차는 “이번 기회를 계기로 우리의 자율주행 기술력을 확인하고 자율주행차에 대한 끊임없는 투자와 연구활동을 통해 자율주행차 상용화를 위해 박차를 가할 것”이라고 밝혔다.

이번 자율주행 기술은 현대차가 지난 3월말 서울모터쇼 프리뷰 행사에서 시연한바 있는 혼잡구간주행지원시스템(TJA, Traffic Jam Assist)과 12월 출시된 제네시스 EQ900에 탑재되는 고속도로주행지원시스템(HDA, Highway Driving Assist)보다 한 단계 진보된 것.

현대•기아차는 이번 면허 획득을 계기로 지속적인 투자와 연구 개발을 통해 2020년까지 고도자율주행 그리고 2030년까지 완전 자율주행 상용화에 박차를 가하겠다는 의지다.

▣ 현대•기아차, 2020년 자율주행 기술 상용화 나선다



현대•기아차가 2020년 국내 완성차 업체 중 최초로 다양한 도로 환경에서 구현 가능한 자율주행 기술의 상용화에 나선다.

현대차는 인천시 송도 국제업무지구 내 도심 서킷에서 회사 관계자와 기자단 등이 참석한 가운데 ‘현대자동차 서울모터쇼 프리뷰’ 행사를 갖고 미래 스마트카의 핵심인 자율주행 기술의 개발 로드맵을 발표했다.

먼저 현대차는 고속도로 상에서 부분 자율주행이 가능한 ‘고속도로 주행지원 시스템(HDA, Highway Driving Assist)’을 국산차 최초로 양산화해 올 하반기 선보일 신차에 탑재할 예정이다.

또한 현대차는 이날 행사에서 신형 제네시스에 선행 연구용으로 탑재된 자율주행 기술인 ‘혼잡구간 주행지원 시스템(TJA, Traffic Jam Assist)’을 처음으로 공개하고 시연 장면을 외부에 공개했다.

이를 바탕으로 현대•기아차는 2020년부터 고속도로와 도심을 비롯한 여러 도로 환경에서 운전자의 안전성을 극대화할 수 있는 통합 자율주행 기술의 상용화에 본격적으로 나설 계획이다.

현대차는 ‘2015 서울모터쇼’에서 ‘진화하는 활력(Evolving Vitality)’이라는 모터쇼 콘셉트를 바탕으로 신차 및 친환경차 등 총 42대를 비롯해 다양한 신기술을 선보이며 고객과 소통할 예정이다.

특히 ▲도심형 CUV 콘셉트카 ‘엔듀로(Enduro, 프로젝트명 HND-12)’를 세계 최초로 공개하는 한편, ▲쏘나타 플러그인 하이브리드 ▲벨로스터 기반의 고성능 콘셉트카 ‘RM15’ ▲올 뉴 투싼 ▲올 뉴 마이티 ▲쏠라티(해외명 H350) 등 다양한 차종들을 선보일 뿐만 아니라 ▲자율주행 시스템 전시 및 시연 ▲친환경차 시승 ▲고객과의 소통 프로그램 운영 등 다양한 고객참여 행사를 통해 관람객들의 이목을 사로잡을 계획이다.



최근 ▲운전자 부주의로 인한 교통사고 사망자 증가 ▲세계 각국의 차량 안전도 평가 기준 강화 ▲차량 IT 기술의 발전 ▲고령 운전자 증가 등의 영향으로 인해 자동으로 운전을 보조해주는 자율주행 기술이 급속도로 발전하고 있다.

특히 최첨단 통신 기술을 바탕으로 구글 등 IT 업체들까지 시장에 직접 뛰어들고 있고, 이 분야의 부품시장 규모가 현재 7,000만개에서 2020년 약 2억개로 성장할 것으로 예상되는 등 향후 업체간 경쟁이 더욱 치열해질 것으로 전망된다.

이러한 상황에서 현대•기아차는 뛰어난 전자 및 제어 기술력을 바탕으로 국내 부품업체와의 협업을 진행해 자율주행 기술의 국산화를 달성하고, 차세대 스마트카의 대중화 시대를 선도해나갈 계획이다.

현재 현대•기아차는 미래 스마트카 시장의 최종 지향점인 자율주행 기술과 관련해 이미 세계적인 기술력을 보유하고 있다.

현대•기아차는 ▲차선이탈 경보 시스템(LDWS) ▲차선유지 지원 시스템(LKAS) ▲후측방 경보 시스템(BSD) ▲어드밴스드 스마트 크루즈 컨트롤(ASCC) ▲자동 긴급제동 시스템(AEB) 등 자율주행 기술의 기본이 되는 ‘첨단 운전자 지원 시스템(ADAS, Advanced Driver Assistance System)’을 이미 확보하고 있으며, 현재 주요 양산차에 이 기술들을 적용하고 있다.



현대차는 지난해 6월 신형 제네시스에 장착된 이들 기술만으로도 운전자의 개입 없이 부분적인 자율주행이 가능해졌음을 보여주는 ‘무인 호송차(The Empty Car Convoy)’ 동영상을 인터넷 상에서 공개해 큰 화제를 모으기도 했다.

특히 구글 등 IT 업체들이 표방하고 있는 ‘자율주행차’의 경우 양산화를 배제한 채 철저히 기능 구현 위주로 개발이 진행되고 있는 반면, 완성차 업체인 현대•기아차는 대규모 양산화를 염두에 두고 ▲차량 성능 ▲내구성 ▲생산공정 ▲가격 ▲디자인 등을 모두 고려한 최고의 상품성 구현을 위주로 개발을 진행하고 있다.

또한 현대•기아차의 자율주행 기술 개발은 운전자가 직접 운전에 개입하는 것을 전제조건으로 해 운전 본연의 목적과 재미를 유지하면서도 다양한 돌발상황에서 운전자의 안전을 최우선적으로 확보하는데 초점을 맞추고 있다. 

이러한 기술력을 바탕으로 현대차는 올 연말 선보일 신차에 보다 진일보한 자율주행 기술인 ‘고속도로 주행지원 시스템(HDA, Highway Driving Assist)’을 국산차 최초로 탑재한다.

‘고속도로 주행지원 시스템’은 ▲차선유지 제어 시스템(LGS, Lane Guidance System) ▲어드밴스드 스마트 크루즈 컨트롤(ASCC, Advanced Smart Cruise Control) ▲내비게이션 연동 기능 등을 통합해 고속도로에서 발생할 수 있는 다양한 주행상황에 대한 대처능력을 높여준다.

이를 통해 ▲앞차와의 간격을 감지해 거리를 자동으로 유지함은 물론 ▲차선을 벗어날 경우에만 조향을 보조해주던 기존 시스템에서 발전해 처음부터 차선을 유지하면서 주행하는 것이 가능하며, ▲내비게이션과의 연동을 통해 각 구간별 최고속도와 과속위험 지역을 인지해 차량 속도를 자동제어 할 수 있게 된다.



현대•기아차가 향후 상용화를 목표로 개발 중인 ‘혼잡구간 주행지원 시스템(TJA, Traffic Jam Assist)’은 차량 정체 및 끼어들기 등 교통상황이 보다 열악한 도심 구간에서도 작동이 가능한 차세대 자율주행 기술이다.

‘혼잡구간 주행지원 시스템’은 ▲저속 구간에서도 구현이 가능하고 ▲가다서다를 반복하는 도심 구간에서도 앞차와의 거리 유지 및 차선유지 주행이 가능할 뿐만 아니라, 특히 ▲차선 인식이 불가능할 경우에도 레이더와 카메라로 주변 차량과 사물을 종합적으로 판단해 부분적인 자율주행이 가능한 것이 가장 큰 특징이다.

현대•기아차는 이른 시일 내에 ‘혼잡구간 주행지원 시스템’의 개발을 완료할 계획이며, 이를 비롯한 다양한 자율주행 기술을 순차적으로 확대 적용해 오는 2020년에는 고속도로와 도심을 포함한 국내의 다양한 도로 환경에서 구현 가능한 자율주행 기술의 상용화에 나선다는 방침이다.

이를 달성하기 위해 현대•기아차는 ▲각종 센서를 통해 주변 환경을 파악하는 ‘인지’ ▲수집된 정보를 바탕으로 주행 전략을 수립하는 ‘판단’ ▲실제 주행을 구현하는 ‘제어’ 등 세 분야를 중심으로 핵심 기술을 독자화하는 것은 물론, 기술 최적화 및 안정성 확보에 주력할 계획이다.

먼저 인지 분야에서는 ▲현재 일부 글로벌 부품업체들이 독점하고 있는 고정밀 센서의 국산화 ▲다양한 기능을 갖춘 고화질 카메라의 적용 확대 ▲2가지 이상의 센서를 융합한 첨단 인식 시스템 개발 등을 통해 인지 기술력을 향상시킨다.

또한 판단 분야에서는 최적의 주행 전략을 수립할 수 있도록 ‘자율주행 제어 로직 프로그램’의 독자화를 추진하며, 제어 분야에서는 각종 돌발 상황에서 시스템 간의 충돌 없이 유기적이고 정밀한 통제를 통해 사고를 예방할 수 있는 기술 신뢰성 확보에 주력한다.

이밖에도 현대•기아차는 보다 장기적인 과제로 완전한 자율주행 기술의 구현을 위해 연구개발 역량을 집중한다.

현대•기아차는 자율주차 분야에서 현재 주요 차종에 이미 적용하고 있는 ‘주차 조향보조 시스템(ASPAS, Advanced Smart Parking Assist System)’을 보다 발전시킨 ‘원격 전자동 주차 시스템(RAPAS, Remote Automatic Parking Assist System)’의 상용화를 위한 연구개발을 활발히 진행하고 있다.

이와 함께 무선 통신망을 활용해 차량과 차량(V2V, vehicle to vehicle), 차량과 인프라(V2I, Vehicle to Infrastructure) 간 교통상황 등 다양한 정보를 공유함으로써 차량 주변환경을 더욱 정확히 인지할 수 있는 V2X(Vehicle to Everything) 통신 기술을 확보해 궁극의 자율주행 기술에 한발 더 다가간다는 계획이다.

이러한 자율주행 기술의 개발 과정에서 현대•기아차는 그룹 내 전자제어 및 차량 IT 계열사는 물론 부품 협력업체와의 공동 연구개발을 통해 시너지 효과를 극대화하고 있다.

특히 부품 협력업체와의 협업을 통해 핵심 기술의 국산화율을 높이고 협력업체의 기술력 향상에도 기여함으로써 자율주행 기술 기반의 스마트카가 창조경제의 대표 아이콘으로서 향후 국내 자동차 산업의 새로운 성장동력이 될 수 있도록 노력하고 있다.

앞서 현대•기아차는 올해 1월 중장기 투자 계획을 발표하며 2018년까지 자율주행 및 차량 IT 기술 개발이 중심이 되는 차세대 스마트카 개발에 2조를 투자하고, 관련 연구 인력도 대거 채용한다고 밝힌 바 있다. 

이를 통해 산업 연관 효과가 막대한 자동차 산업의 특성상 국가 경제의 성장 잠재력 제고 및 양질의 일자리 창출에도 이바지할 뿐만 아니라 국내 산업 생태계 전반에 걸쳐서도 긍정적인 효과를 불러일으킬 것으로 기대된다.

현대•기아차 관계자는 “미래 스마트카 시장을 둘러싸고 글로벌 자동차 업계 내 기술 주도권 다툼이 그 어느 때보다 치열한 상황”이라며, “현대•기아차는 꾸준한 투자와 우수한 연구인력 유치를 통해 2020년 이후에는 양적•질적 측면에서 업계를 선도할 수 있는 글로벌 리딩 기업으로 자리매김하겠다”고 강조했다.

▣ 현대차가 세계최초 선보인 CUV콘셉트카



현대차는 ‘2015 서울모터쇼’에서 도심형 CUV 콘셉트카인 ‘엔듀로(Enduro, 프로젝트명 HND-12)’를 세계 최초로 공개했다.

현대차 남양연구소에서 개발한 12번째 콘셉트카 ‘엔듀로(Enduro)’는 ‘Endurance’의 파생어로 ‘견고함, 단단함’을 의미하며, 활력 넘치고 역동적인 현대인의 라이프스타일을 반영해 강인하면서도 세련된 디자인으로 완성된 것이 특징.

이와 함께 현대차는 지난 1월 디트로이트 모터쇼에서 처음 공개된 ‘쏘나타 플러그인 하이브리드’를 국내 최초로 공개하고, 관람객들이 모터쇼 실내 주행로를 이용해 ‘쏘나타 플러그인 하이브리드’와 ‘투싼ix 수소연료전지차’ 등의 친환경차를 직접 시승해볼 수 있는 기회도 제공했다.

콘셉트카 ‘RM15’는 현대차가 지난해 부산모터쇼에서 처음 선보인 ‘벨로스터 미드십’의 성능을 한 차원 더 끌어올린 고성능 모델로, 엔진을 차축 중간에 위치시키고 뒷바퀴를 굴리는 미드십 방식을 채택해 레이싱 등에서 최적의 성능을 발휘할 수 있도록 설계됐다.

또한 터보차저를 장착한 고성능 세타 2.0 터보 GDI 엔진을 탑재해 폭발적인 동력성능을 구현했으며, 알루미늄과 탄소섬유를 활용해 차체강성과 차량 경량화를 동시에 달성하는 등 현대차가 향후 선보일 고성능 차량의 개발 방향을 미리 엿볼 수 있도록 제작됐다.

신기술 분야에서도 현대차는 신형 제네시스에 탑재된 자율주행 기술을 일반 관람객들이 직접 체험해볼 수 있는 기회를 제공하는 한편, 올해 초 참가한 ‘2015 CES’에서 선보인 ‘증강현실 헤드업 디스플레이’ 등 첨단 차량 IT 기술을 선보일 계획이다.

이밖에도 현대차는 ▲올 뉴 투싼 ▲투싼ix 수소연료저지차 ▲i20 WRC 차량 ▲제네시스 쿠페 레이싱카 ▲차량 튜닝 대회 ‘현대차 드레스업카 어워즈’의 결선 작품 5대 등 신차, 친환경차, 쇼카를 아우르는 다양한 차량을 전시했다.

▣ 자율주행 기술이란?

최근 자동차 업계의 가장 뜨거운 이슈인 ‘자율주행 기술’은 일반적인 주행상황에서 목적지까지의 경로상 부분 자동화 또는 완전 자율주행이 가능한 시스템이다.

이러한 자율주행 기술이 탑재된 차량을 ‘자율주행 차’라고 부르며, ‘무인차’라는 용어와도 혼용되고 있으나, 기본적으로 ‘자율주행차는 사람이 타는 것을 목적으로 한다.

때문에 안전성, 정숙성, 안락함 등이 보장되어야 한다는 측면에서 기존의 국방분야나 경진대회에서 볼 수 있는 무인차와는 개념이 다르다고 할 수 있다.

자율주행 기술은 시점의 문제일 뿐 이미 미래 자동차산업의 생존 경쟁에 있어 핵심 기술로 인식되고 있으며, 2020년을 전후로 본격적인 상용화 시대에 접어들 것으로 예상되고 있다.

이미 많은 완성차 및 부품 업체를 비롯해 구글 같은 IT 업체들까지도 자율주행 기술의 개발에 뛰어들고 있으며, 몇몇 업체들을 중심으로 가시적인 성과를 보이고 있다.

특히 최근 ▲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 시장이 급팽창하고 있는 상황이다.

업계에 따르면 이 분야의 부품시장 규모는 현재 7,000만개에서 2020년 약 2억개로 성장할 것으로 관측되며, 부분적인 자율주행이 가능한 차량의 연간 판매량 또한 2024년 110만대에서 2035년 4,200만대로 38배 증가할 것으로 예상되는 등 향후 시장을 둘러싼 업체간 경쟁이 더욱 치열해질 것으로 전망된다.

자율주행 기술은 인지, 판단, 제어 등 크게 세 가지 분야로 나눠진다.

차량의 자율주행은 기본적으로 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 이뤄진다.

물론 처음으로 주행상황을 인식하는 센서 기술의 고도화가 자율주행 기술의 핵심이라고 할 수 있지만 정보를 판단하는 전자제어 시스템과 실제 차량의 움직임을 제어하는 조향•제동 장치 등이 어떠한 돌발 상황에서도 서로 유기적으로 작동할 수 있어야만 최고의 자율주행이 가능하게 된다.

또한 자율주행 기술의 발전 단계는 크게 4단계로 나눠볼 수 있다.

1단계는 특정 기능의 자동화 단계로, 이 단계에서 운전자는 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.

2단계는 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 단계다.

3단계는 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.

4단계는 도어 투 도어(Door to Door)가 가능한 통합 자율주행 단계로, 이 단계에서는 처음 시동을 켠 후 목적지에 도착해 주차가 완료되는 시점까지 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.

▣ 현대•기아차의 자율주행 기술



현대•기아차는 지난 2010년 첫 자율주행차인 ‘투싼ix 자율주행차’를 데모카 형태로 선보인 바 있다. 

당시 ‘투싼ix 자율주행차’는 검문소, 횡단보도, 사고구간 등 총 9개의 미션으로 구성된 포장 및 비포장 도로 4Km의 시험 주행에 성공하며 국내에 본격적인 ‘자율주행차’ 개발의 시작을 알린 바 있다.

이후 현대•기아차는 자율주행 기술의 기반이 되는 다양한 신기술을 주요 양산차에 확대 적용하며 경쟁력을 향상시켜왔다.

현대•기아차가 현재 개발에 성공해 주요 양산차에 적용하고 있는 자율주행 기반 기술은 다음과 같다,

● 차선유지 지원 시스템(LKAS, Lane Keeping Assist system)

‘차선유지 지원 시스템(LKAS)’은 윈드실드 글라스에 장착된 카메라로 앞 차선을 인식한 후 방향 지시등 없이 차선을 이탈할 경우 스스로 차선을 인식해 올바른 방향으로 조향을 해다.

기존에 운전자에게 경고등, 경고음을 통해 알림을 주던 차선 이탈 경보 시스템(LDWS, Lane Departure Warning System)에서 개선된 기술로, 보다 능동적으로 운전자의 안전을 지켜준다. 국내시장에선 이달 초 출시된 ‘2015 제네시스’에 현대차 최초로 적용됐다.

● 자동 긴급제동 시스템(AEB, Autonomous Emergency Braking System)

‘자동 긴급제동 시스템(AEB)’은 예기치 못한 급제동이 필요한 상황에서 당황한 운전자가 브레이크 페달을 밟아야 하는 타이밍을 놓친 경우 가동된다.

운전자 부주의로 선행 차량을 인지하지 못한 상태에서 차량 스스로 앞차와의 간격과 주행 속도에 따른 충돌 상황을 예측하고 브레이크를 작동시켜 차량 추돌을 방지해 운전자를 보호해준다.

● 스마트 후측방 경보 시스템(BSD, Blind Spot Detection)

‘스마트 후측방 경보 시스템’은 리어 범퍼 양쪽에 장착된 후방감지 레이더 센서를 통해 후측방 접근 차량을 감지, 차량의 속도와 위치를 측정해 사전에 경보해 주는 최첨단 충돌 예방 시스템이다.

또한 주차된 차량을 후진으로 출차시키기 위해 저속으로 후진시 차량의 좌우 측방에서 접근하는 차량을 감지해 경보함으로써 유동 차량이 많은 곳에서 안전한 출차를 돕는 ‘횡방향 장애물 감지 기능’까지 탑재됐다.

● 어드밴스드 스마트 크루즈 컨트롤(ASCC, Advanced Smart Cruise Control)

‘어드밴스드 스마트 크루즈 컨트롤(ASCC)’은 전방 차량이 없을 때는 운전자가 설정한 속도로 정속 주행을 하고, 전방 차량이 있을 때는 전방 차량의 속도와 거리를 감지해 일정한 차간 거리를 유지시켜준다.

선행 차량이 정차하는 경우에는 차량을 자동 정지 시키고, 3초 이내에 선행 차량이 다시 출발하면 자동으로 출발시켜 주행 편의성을 향상시키고 특히 교통 정체 시 운전 편의성을 극대화 시켜준다.

● 어드밴스드 주차 조향보조 시스템(ASPAS, Advanced Smart Parking Assist System)

‘어드밴스드 주차 조향보조 시스템(ASPAS)’은 초음파 센서를 이용하여 주차/출차 가능 공간을 탐색 후 자동으로 스티어링 휠을 제어하여 주차를 보조하는 시스템으로, 기존 평행주차만 가능하던 ‘SPAS’를 발전시켜 평행, 직각주차 등 다양한 상황에서 완벽하게 주차를 보조해 준다.

주차모드 스위치를 작동하면 차량 전측방 좌우측에 있는 초음파 센서가 주차 공간을 탐색하며, 운전자는 음성 안내에 따라 전/후진 기어 변속과 브레이크 조작을 통해 손쉽게 직각 및 평행주차를 할 수 있다.

● 전방 추돌 경보 시스템(FCWS, Forward Collision Warning System)

‘전방 추돌 경보 시스템(FCWS)’은 전방 감지 카메라에서 입력되는 신호를 이용해 차선 및 선행차량을 감지하고, 차량 추돌이 예상될 때 경보음과 스티어링 휠 진동으로 운전자에게 경고해 추돌 사고를 미리 예방해준다.

현대•기아차는 이러한 자율주행 기반 기술들을 양산차에 적용하며 미래에 다가올 스마트카 시장에서 주도권을 잡기 위한 노력을 꾸준히 진행해왔다.

이를 기반으로 현대•기아차는 2012년에 ‘고속도로 주행지원 시스템(HDA, Highway Driving Assist)’의 개발을 완료하고, 현재까지 약 3년간 7만Km 이상의 시험주행을 실시하는 등 상용화를 위한 막바지 준비 작업에 한창이다.

그 동안 현대•기아차는 차세대 스마트카 개발과 관련해 기술경쟁력 제고 및 시장 선점을 위해 연구개발 조직을 혁신하고 첨단 인프라 구축에 대한 투자를 지속적으로 확대해왔다. 

또한 지난 2010년부터 격년제로 대학생 및 대학원생 대상의 ‘자율주행자동차 경진대회’를 개최하는 한편, 그룹 계열사인 ‘현대엔지비’를 통해 차세대 기술인재 육성과 산학 협력을 주도하는 등 국내 자동차산업의 기술 저변 확대에도 앞장서고 있다.

앞으로도 현대•기아차는 자율주행 기술을 기반으로 한 미래 스마트카 경쟁에서 선두권 업체로 도약하기 위해 ▲국내 부품 협력업체와의 공동 개발 ▲핵심 기술의 국산화 ▲과감한 투자 및 미래인재 육성 등의 노력을 꾸준히 진행해나갈 계획이다.

▣ 현대•기아차의 2030년 상용화 목표



현대•기아차는 지속적인 투자와 연구 개발을 통해 2020년까지 고도자율주행을, 2030년에는 완전 자율주행 상용화에 박차를 가할 방침이다.

그 동안 현대•기아차는 차세대 스마트카 개발과 관련해 기술경쟁력 제고 및 시장 선점을 위해 연구개발 조직을 혁신하고 첨단 인프라 구축에 대한 투자를 지속적으로 확대해왔다.

이를 위해 현대•기아차는 글로벌 완성차 업체 기술력 수준을 가늠하는 신규 척도로 여겨지는 스마트카 분야에 2015년부터 2018년까지 약 2조원을 투자해 자율주행 및 차량IT 기술 수준을 향상시키고, 차량용 반도체 및 자율주행 핵심 부품 등을 개발한다고 밝힌바 있다.

최근 발표된 자율주행 기술 특허 관련 현황에서 현대•기아차는 자율주행분야의 노력이 돋보인다.

자동차 및 IT 기업들의 기술 경쟁이 치열한 가운데 현대차는 관련 특허 출원에서 토요타와 보쉬, 덴소에 이어 세계 4위권에 포진한 것으로 나타났다.

최근 글로벌 컨설팅그룹 톰슨로이터(Thomson Reuters)가 발표한 ‘2016 자율주행 특허 현황(2016 State of Self-Driving Automotive Innovation)’ 보고서에 따르면 2010년부터 2015년 10월까지 총 2만2천여 건의 자율주행기술 관련 특허가 출원된 것으로 집계됐다.

<표> 2010년~2015년10월, 업체별 자율주행(Self-Drivig) 특허 보유 현황



이어 현대차가 5년 여간 보쉬 등과 엇비슷한 약 1천건의 자율주행기술 특허를 출원해 세계 4위에 올랐으며, 완성차 업체로는 도요타에 이어 가장 많은 특허를 보유하고 있는 것으로 나타났다.

이에 앞서 현대-기아차는 2010년부터 격년제로 대학생 및 대학원생 대상의 ’자율주행자동차 경진대회’를 개최하고, 그룹 계열사인 ’현대엔지비’를 통해 차세대 기술인재 육성과 산학 협력을 주도하는 등 국내 자동차산업의 기술 저변 확대에도 앞장서고 있다.

앞으로도 현대•기아차는 자율주행 기술을 기반으로 한 미래 스마트카 경쟁에서 선두권 업체로 도약하기 위해 ▲국내 부품 협력업체와의 공동 개발 ▲핵심 기술의 국산화 ▲과감한 투자 및 미래인재 육성 등의 노력을 꾸준히 진행해나갈 계획이다.

[자율주행 질문 답변]



● 현재 현대기아차 자율주행 기술 발전은 어느 단계에 와 있나?

당사는 2000년대 초반부터 자율주행 기술 개발에 착수하여 올해를 기점으로 양산차에 적용할 계획으로 있다. 당사는 ’고속도로 주행 지원 시스템(HDA)’을 탑재 예정하고 있고 차량 속도를 일정 수준으로 유지하는 ’크루즈 컨트롤’, 차선유지 제어 시스템, 내비게이션을 한데 묶은 기술로 운전자의 조작 없이도 고속도로에서 자율 주행이 가능하다.

HDA와 함께 당사의 자율주행 기술 상용화의 바탕이 될 또 다른 기술은 ’혼잡구간 주행지원 시스템(TJA)’이다. 이는 차량 정체와 끼어들기 등이 빈번한 도심 구간에서 진가를 발휘하는 차세대 자율주행 기술로 가다 서다를 반복하는 도심 구간에서 앞차와의 거리와 차선을 유지하도록 돕고, 차선 인식이 불가능할 경우에는 레이더와 카메라로 주변 차량과 사물을 종합적으로 판단해 차량을 운행토록 하는 것이 특징이다.

당사는 이 기술들을 바탕으로 다양한 자율주행 기술을 순차적으로 적용, 2020년부터 고속도로와 도심 등 다양한 도로 환경에서 운전자의 안전을 극대화할 수 있는 지능형 고안전 자율주행 기술의 상용화에 본격적으로 나설 계획이다.

● 글로벌 양산차 업체 중 현대기아차의 자율주행차량 기술력 수준은 어느 정도인가?

자율주행 기술 자체로는 이미 벤츠. 아우디 GM 등과 동등한 기술 수준까지 올라섰다.  특히 옆 차가 황급히 끼어들어도 자동차가 알아서 안전거리 확보까지 가능한 기술을 양산 개발한 것은 당사가 세계 최초로 폴크스바겐. 벤츠 같은 경쟁사에도 없는 기술이다.

● 미래 스마트카 경쟁에서 선두권 업체로 도약하기 위해 현대차가 지닌 자율주행 핵심 기술은 무엇인가?

자동차 스스로 주행 환경을 인식하고 주행경로를 판단하여 차량을 제어하는 기술이 자율주행의 핵심기술이다. 따라서 자율주행차는 주변 상황을 지속적으로 파악하기 위하여 카메라, 레이더, 라이다(Lidar) 등을 장착한다.

카메라는 빛을 통해 주변 사물의 색상/형태 정보를 획득한다. 카메라는 신호등, 표지판, 중앙선 등 인간의 눈이 인식하는 기존 도로 체계 정보를 인식할 수 있으며, 넓은 탐지 범위(시야각)를 가진다.

레이더는 전파를 발사, 돌아오는 전파의 소요 시간과 주파수 편이를 측정해 주변 사물의 거리, 형태, 속도를 탐지한다. 레이더는 빛이 아닌 전파를 이용하기 때문에 야간, 악천후 상황에서도 안정적으로 동작하며, 도플러 효과를 이용해 이동하는 물체의 상대 속도까지도 정확히 탐지할 수 있다.

라이다는 직진성이 강해 먼 거리까지 정확한 위치로 보낼 수 있는 레이저 빛(적외선 등 非가시광선 대역)을 이용한다. 라이다는 레이저가 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 주변 물체의 위치와 형상을 탐지하며, 차량용 라이다는 회전하면서 레이저를 발사하므로 최대 360도를 탐지할 수 있다.

자율주행차는 도로에서 벌어지는 모든 상황을 스스로 판단하여 해결하기 위하여 내비게이션 수준의 단순한 수준의 인공지능부터 주행 안전 영역 판단과 같은 고차원의 인공지능까지를 필요로 한다. 경로 찾기를 위한 인공지능은 목적지까지의 전체 경로는 물론 인접한 차선 사이를 이동하는 단기경로까지 모두 커버한다.

자율주행차는 경로를 이동하기에 앞서 자차의 정확한 현재 위치를 알 필요가 있으며, 위치정보를 계속 업데이트하면서 경로를 벗어나는지 지속적으로 체크해야 한다. 

일반적으로 위치 측정에 사용되는 GPS는 최대 수십 미터까지 오차가 있으며 고층 빌딩이 많은 지역에선 위성 전파 수신 어려움으로 성능이 제한되기 때문에, 최근 자율주행차에는 정밀지도와 차량 내부 센서를 이용해 위치를 측정하는 방법이 널리 사용되고 있다.

정밀지도는 신호등의 위치, 차선의 폭, 도로 주변의 지형지물들이 모두 기록되어 있기 때문에, 자율주행차는 내부 센서로 인식한 주변의 사물과 지도 정보를 비교해 자신의 현재 위치를 정확히 측정할 수 있다. 

정밀지도를 사용하는 방법은 별도의 위치 기준점 설치 비용이 들지 않고, H/W 비용도 상대적으로 저렴하며, 정밀 지도의 정보를 위치 인식 외에 주행 경로 판단에도 사용할 수 있는 장점이 있다. 그러나 지속적으로 업데이트되는 정밀지도가 있어야 한다는 전제 조건이 있다.

자율주행차는 앞서 말한 기술 외에도 수많은 기술들이 필요한데, 대표적으로 인터페이스 기술, 슈퍼컴퓨팅 기술, 내부 통신 기술, 데이터/센서 퓨전 기술 등이 그 예다.

● 현재 현대기아차의 자율주행기술 부품 국산화율은?

주변 환경을 인식하기 위해 사용하는 주요 센서들의 국산화는 상당히 이루어졌으나 일부 원천 기술의 국산화를 위해 지속적으로 개발 추진중이다.

특히 신기술 개발에 필요한 센서들은 주로 해외 부품사의 제품을 사용하고 있는 실정이다. 

따라서 국내 자동차 산업의 글로벌 경쟁력을 확대하고 중소, 중견 부품업체들의 새로운 성장 기회를 확보하기 위해서는 79GHz 레이더, 영상처리 전용칩, 3D 카메라, 레이저 스캐너, GPS 수신기, 정밀지도의 기술개발 및 국산화 노력이 필요하다.

● 국내 부품업체와의 협업은 어떻게 이뤄지고 있나?

기술개발 단계에서부터 부품업체와 밀접한 협업을 통해 진행하고 있을 뿐만 아니라 대학 및 연구기관과도 활발히 협업을 진행하고 있다. 

특히 자율주행기술 관련하여서는 현재 스마트카추진단(단장 한양대 선우명호 교수)이 결성되어 정부, 대학, 연구소, 중소기업과 완성차 업체 간의 논의가 활발히 이루어 지고 있다.

● 현대•기아차의 자율주행 기술 개발은 운전자가 직접 운전에 개입하는 것을 전제조건으로 하는 이유는?

자율주행차는 주행 중 자율주행 시스템에 문제가 없을 경우만 운전자의 제어권을 넘겨받아야 하며, 다시 운전자에게 제어권을 돌려줄 때는 운전자가 받을 준비가 되어 있지 않다면 스스로 안전 지역에 정차할 수 있어야 한다. 어떤 돌발 상황에서도 안전을 보장할 수 있기 위해서는 운전자(탑승자)에 대한 고려가 반드시 선행되어야 한다.

[재벌닷컴]