반자율주행

반자율주행은 부분적인 자율주행을 통해 운전자가 안전한 주행을 하도록 보조하는 첨단 운전자 보조시스템(ADAS, Advanced Driver Assistance System)이다.

특징

미국자동차공학회는 자동화가 전혀 이뤄지지 않은 레벨0부터 스티어링 휠이 필요하지 않은 레벨5까지 자율주행 등급을 구별하고 있다. 레벨2 수준에서는 자동차가 특정 구간에서 조향과 속도를 스스로 제어하며 주행할 수 있으며 차로 유지보조, 어댑티브 크루즈컨트롤 등의 기능이 대표적이다. 이 기능을 사용하면 자동차가 스스로 차로 정중앙을 유지하면서 앞 차량과 간격을 조절해 달린다. 2차로를 주행하던 중 반자율주행 기능을 작동시키면 곡선 구간에서도 2차로를 유지하도록 차량이 스스로 조향한다. 최고 주행속도를 시속 80km로 설정하면 최고속도로 달리다가 도로 정체 등으로 앞 차량 속도가 줄어들면 이에 맞춰 감속하여 주행한다. 이러한 기능은 국내/외 대다수 제조사에서 다양한 명칭으로 제공하고 있다.

활용

현대자동차㈜, 기아자동차㈜

현대자동차㈜(Hyundai Motor Company)와 기아자동차㈜(KIA Motors Corporation)는 차로유지보조(LFA)와 고속도로 주행 보조(HDA), 스마트 크루즈 컨트롤(SCC) 등을 조합해 각각 현대 스마트 센스와 드라이브와이즈라는 명칭으로 해당 기능을 제공한다. 현대자동차㈜, 기아자동차㈜의 첨단 운전자 보조 시스템은 크게 두 가지로 나눌 수 있는데, 먼저 사고를 미연에 방지해 주는 안전 기능으로 운전자의 부주의 등으로 인한 사고의 위험성을 줄여 안전하게 주행할 수 있도록 보조해 준다. 또한 운전자가 조작하는 가속 및 브레이크 페달, 조향을 보조해 운전자의 피로도를 낮춰 주는 편의 기능으로 고속도로에서 운전자가 설정한 속도와 차간거리에 따라 차가 스스로 반자율주행을 하는 고속도로 주행 보조이다. 과거 운전자가 원하는 속도를 설정하면 거기에만 맞춰 속도를 유지했던 크루즈 컨트롤은 전방에 차가 나타나면 충돌을 피하고자 브레이크를 밟아야 했다. 일단 브레이크를 밟으면 크루즈 컨트롤은 해제되고 다시 기능을 활성화해야 한다. 미국처럼 오래 운전을 해도 앞서 달리는 차를 만나기 힘든 운전환경에서 이 같은 크루즈 컨트롤은 어느 정도 유용하지만 한국처럼 교통량이 많은 곳에서는 사실상 무용지물이었다. 그러나 기술이 발전해 속도를 조절해 줄 뿐 아니라 앞차와의 거리까지 자동으로 조절해 주는 스마트 크루즈 컨트롤로 대부분 대체됐다. 크루즈 컨트롤 기능으로 일정한 속도로 주행하다 내 차보다 느린 앞차가 나타나면 자동으로 차의 속도를 줄여 주고, 앞차가 사라지면 다시 원래 설정된 속도로 주행하는 게 스마트 크루즈 컨트롤의 주된 기능이다. 스마트 크루즈 컨트롤은 앞차와의 거리를 감지하기 위해 전방 레이더 센서를 활용한다. 앞차와의 거리에 맞춰 속도를 자동으로 조절하며 주행하게 해 준다. 그런데 앞차가 완전히 정지해서 내 차가 그 뒤에 멈추면, 기존 스마트 크루즈 컨트롤은 경고와 함께 그 기능이 해제된다. 하지만 스탑앤고 기능이 있는 스마트 크루즈 컨트롤은 앞차가 정지하면 기능이 해제되지 않고 그에 맞춰 멈췄다가 앞차가 출발하면 다시 출발하여 가다 서기를 반복하는 교통 정체 상황에서 진가를 발휘한다. 단, 앞차가 정지 후 약 3초 이내에 출발하지 않으면 앞차를 따라서 출발하지 않는다. 이때는 앞차가 약 3초 이상 멈출 때 앞차를 따라가는 기능이 일시적으로 중단되는 이유는 승객의 안전을 최우선으로 고려했기 때문에 가속 페달을 살짝 밟거나 스위치를 조작하면 차가 출발하고 동시에 스탑앤고가 다시 활성화된다. 일정 시간 이상 정지해도 스탑앤고 기능이 중단되지 않으면 교차로 등의 복잡한 도로에서 운전자가 전방을 주시하지 않은 채 차가 출발할 경우, 신호가 바뀌어 사고가 발생할 수도 있기 때문이다. 운전자는 편리한 첨단 운전자 보조시스템 기능을 활용하더라도 이런 기술적인 설정을 고려해 항상 전방을 주시하면서 차를 운행해야 한다. 고속도로 주행 보조는 내비게이션 기반 스마트 크루즈 컨트롤과 차로 유지 보조의 장점을 결합해 고속도로 주행 편의성을 획기적으로 향상한 기능이다. 이 기능은 스마트 크루즈 컨트롤 기능을 작동시켰을 때, 내비게이션 정보를 통해 차가 고속도로에서 주행 중인 것으로 판단되면 자동으로 작동한다. 고속도로 주행 보조는 전방 카메라, 전방 레이더 센서 뿐만 아니라 내비게이션 정보까지 활용해 속도 조절, 차간 거리 유지 및 조향을 제어한다. 이를 통해 앞차와의 거리를 조절해 설정 속도로 달릴 뿐 아니라 차로 유지 기능까지 더해 운전자에게 높은 편의성을 제공해 준다. 차로 유지 보조 기능은 차로 이탈 방지 보조보다 훨씬 안정적으로 자동차가 차로 중앙을 따라가게 해주는 기능이다. 스마트 크루즈 컨트롤 스탑앤고 기능은 약 3초 이상 정지 시 앞차를 따라가는 기능이 일시 중단되지만, 고속도로 주행 보조는 앞차 따라가기 기능의 대기 가능 시간을 약 30초로 증대해 고속도로 혼잡 구간에서의 운전자 피로도를 획기적으로 줄였다. 기존 고속도로 주행 보조는 다른 도로 대비 비교적 변수가 적으면서 장거리 주행이 많은 상황에, 신뢰성 높은 편의 기능을 운전자에게 제공하기 위해서 국토교통부가 지정한 고속도로에서만 쓸 수 있었다. 내비게이션에 등록된 고정밀 고속도로 지도를 기준으로 고속도로 주행 보조가 작동하기 때문에, 고속도로 외 전용 도로에서는 고속도로 주행 보조가 작동하지 않았다. 하지만 현대자동차㈜ 더 뉴 그랜저와 기아자동차㈜ 3세대 K5는 제어시스템의 신뢰성을 높여 고속도로 주행 보조를 자동차 전용 도로까지 확대 구현했다. 고속도로와 전용 도로의 조건이 비슷할 것 같지만 자동차 전용 도로에는 신호등과 횡단보도가 있는 경우도 있고 곡선로 형태도 단순하지 않은 경우도 있는 만큼 기술적으로 처리해야 할 데이터가 상대적으로 많다. 더불어 차로유지보조는 차선을 인식해 차로 중앙을 유지하다가, 차선이 없어지면 앞차를 추종하는 기능이 작동한다. 차선 정보뿐 아니라 탑승자를 최대한 안전하게 보호하기 위해 앞서가는 차를 인식해 최대한 차로를 벗어나지 않도록 개발됐다. 물론 차선이 선명할 경우에는 차선 정보를 이용해 차로 중앙을 유지한다. 그러나 차선 인식이 힘들 경우 부가적으로 앞서가는 차의 정보를 같이 활용한다. 차로유지보조는 이러한 기술 덕분에 차선 인식이 어려운 60km/h 이하 속도에서도 차의 대열을 벗어나지 않도록 도와주며 차가 차로 중앙을 유지하며 주행할 수 있도록 하는 기술이다. 또한, 차로 이탈방지 보조는 자동차가 차로를 벗어날 것 같은 순간에 조향을 보조해 차량이 차로를 벗어나지 않도록 도와준다. 차로 이탈방지 보조는 자동차가 차로를 벗어나려 할 때쯤 조향을 제어하기 시작한다. 하지만 차로유지보조는 차가 차로 중앙에서 30cm만 벗어나도 작동하기 때문에 사실상 상시 작동 상태라고 봐야 한다. 차로유지보조가 차로 이탈방지 보조보다 훨씬 넓은 제어 범위를 가진 것은 이런 이유 때문이다.

쌍용자동차㈜

쌍용자동차㈜(Ssangyong Motor)는 쌍용자동차의 어라운드 뷰 모니터링 시스템(3D AVM)은 차량 외부에 탑재된 4개의 카메라로 차량 주변 상황을 3D 형태로 모니터에 표시해주는 첨단 주차 보조 시스템으로 운전자의 편리대로 사각지대를 훤히 볼 수 있어 원하는 방향의 시야를 밝히는데 용이하다. 옵션에 따라 모의 방향까지 설정이 가능한 쌍용자동차의 3D AVM 시스템은 더욱 안전한 운전 환경을 위해 이러한 기술력을 갖추게 되었는데 어라운드 뷰 모니터링 시스템을 십분 활용하여 어려운 주차 환경에서도 편리하고 안전하게, 세심한 조작이 가능하다. 또한 자동차마다 반자율주행 시스템의 도입으로 간단한 조작은 자동차의 상태를 컴퓨터로 제어하는 전자제어 장치(ECU)가 관장하도록 변화했다. 쌍용자동차㈜의 스마트 드라이빙 패키지 옵션은 전방 추돌경보(FCWS)와 긴급제동 보조(AEBS), 차선이탈경보(LDWS), 차선 유지보조(LKAS), 스마트하이빔(HBA)까지 우수한 사양을 입증한다.

르노삼성자동차㈜

르노삼성자동차㈜(Renault Samsung Motors)도 출시한 더 뉴 SM6부터 차선유지보조(LCA)와 어댑티브크루즈컨트롤(ACC)이 함께 탑재됐다.

메르세데스-벤츠

메르세데스-벤츠(Mercedes-Benz)는 인텔리전트 드라이브를 탑재했다.

비엠더블유

비엠더블유(BMW)는 드라이빙 어시스턴트 플러스를 탑재했다.

아우디

아우디(Audi AG)에서는 인공지능 트래픽 잼 파일럿을 탑재했다.

볼보

볼보(Volvo)는 파일럿 어시스트, 테슬라는 오토파일럿 등으로 각기 다른 명칭을 사용한다.

테슬라

테슬라(Tesla)

논란

기계에 운전을 맡기는 자체에 거부감을 느끼는 경우도 있지만, 기능의 오작동을 우려하는 때도 적지 않다. 실제 제조사들은 악천후 상황이나 급격한 경사로 또는 곡선 구간, 도로포장 상태가 나쁜 구간 등에서는 해당 기능이 제대로 작동하지 않을 수 있다고 경고한다. 소비자들의 불안이 근거 없는 것은 아닌 셈이다. 이러한 원인인 센서에 있는데, 반자율주행 기능은 카메라, 초음파 센서, 전자기파를 활용하는 레이더 등의 센서를 활용해 이뤄진다. 카메라로 전방의 차선과 도로 상황, 전방 차량 유무 등을 파악하고 레이더와 초음파 센서는 차량 및 장애물과의 거리를 측정한다. 이들 센서가 차량을 중심으로 주변 환경 변화를 민감하게 감지해야 차로 이탈이나 전방 차량의 급제동 등을 빠르게 파악하고 반응할 수 있다. 하지만 이들 센서는 방향이 고정되고 있기에 급격한 곡선 구간에서는 도로 상황을 제대로 인식하기 어렵다. 하늘에서 내리는 눈이나 비도 정도에 장애물로 인식될 수 있다. 도로 차선이 제대로 그려지지 않거나 오래되어 닳은 경우에도 대처가 어려워지며 미묘한 색상 차이를 구분하지 못하는 경우도 있다. 테슬라 모델3가 도로에 쓰러진 하얀 트럭을 하늘로 착각하고 돌진한 사고가 대표적이다. 업계 관계자들은 카메라와 레이더 센서를 이용한 자율주행에는 한계가 있다며 반자율주행 기능은 어디까지나 운전을 보조할 뿐이라고 당부했다. 운전자가 전방을 주시하며 스티어링 휠을 잡고 있어야 한다는 의미이며 또한 본격적인 자율주행을 위해서는 레이저를 활용해 3차원으로 지형을 인식하는 라이다 센서와 실제 도로 환경을 컴퓨터로 옮긴 맵데이터가 필요하다고 지적했다. 한 관계자는 "카메라와 레이더로는 차량이 정확한 도로 상황을 파악하는데 제약이 크다"며 "라이다 센서 개발과 맵데이터 구축에 뛰어든 업체들이 적지 않다. 이러한 기술이 보급되어야 마음 놓고 스티어링 휠을 놓을 수 있는 레벨3 이상의 자율주행이 가능해질 것"이라고 말했다.

참고자료

• 오세성 기자, 〈반자율주행 옵션 쏟아지지만…핸들서 '손 못 떼는' 운전자들〉, 《한국경제》, 2020-09-14
• 현대자동차㈜, 〈그것을 알려주마. 알고 쓰면 더욱 편리한 ADAS 기술 - 2편〉, 《에이치엠지저널》, 2020-01-06
• 현대자동차㈜, 〈그것을 알려주마. 알고 쓰면 더욱 안전한 ADAS 기술(1편)〉, 《에이치엠지저널》, 2019-12-13
• 쌍용자동차㈜, 〈초보 탈출 준비 완료, 고품격 운전을 완성하는 옵션은?〉, 《쌍용자동차㈜ 공식 블로그》, 2018-02-23

같이 보기

• 자율주행
• 운전자
• 완전자율주행
• 자율주행 자동차

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