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HDA2
HDA2(Highway Driving Assist 2)는 고속도로 주행 보조 장치로 고속도로에서 앞차와의 간격과 차선을 인식하여 자동차 스스로 현재 주행 상태를 유지하는 시스템이다. HDA2는 기존의 HDA(Highway Driving Assist) 대비 정밀도를 높이고 몇 가지 기능이 추가되었다.
개요
HDA2(Highway Driving Assist 2)는 차세대 운전자 주행 보조 시스템으로 능동 차선 변경과 끼어드는 차량의 빠른 인식이 가능하다. 기본적으로 전방 차량과의 거리 유지와 속도 유지, 차선 내 위치 유지를 비롯해 코너에서 속도를 줄이는 기능이 있다. 또한 본석에서 맵 데이터를 기반으로 나들목(IC)이나 분기점(JC)에 진입할 때 속도를 줄여 감속하는 기능이 추가되었다. 특히 HDA2 동작 상황에서 방향지시등 점등 시 차량 스스로 주변 상황을 파악해 차량이 능동적으로 차선을 변경해 주는 기능이 탑재됐다. 메르세데스-벤츠(Mercedes-Benz), 테슬라(Tesla) 등 일부 자동차 제조사에서 양산차에 적용하기 시작한 기술로 차세대 주행 보조 장치의 핵심 기술이다. 또한 코너에서도 속도를 줄여주는 NSCC-C에 추가로 차선 변경 또는 끼어들기 차량을 인식해 속도를 줄여주는 기능이 추가됐다. 전방으로 들어오는 차량에 대한 인지 속도를 높였으며 차선 변경 기능 탑재와 함께 주변 상황을 정밀하게 파악할 수 있는 기술이 적용됐다. 향후에는 주행 시 차량 주변의 물체는 정확히 인지하는 것을 넘어서 높은 수준의 센서-퓨전 기술을 통해 선행차는 물론 선선행차에 대한 인지까지 가능하도록 개선될 계획이다. 그 밖에 운전자가 의식을 잃을 경우 스스로 속도를 줄여 정차시키는 기능도 개발 중이다.[1]
특징
HDA2의 크루즈 컨트롤은 스티어링 휠의 버튼을 누르는 것으로 간단하게 작동시킬 수 있다. 일반 도로에서 크루즈 컨트롤을 작동시키면 계기판에 설정 속도와 차간거리 설정, 차로 유지 보조, 차로 이탈방지 보조가 표시등이 점등되면서 작동하는 것을 볼 수 있다. 기존에는 크루즈 컨트롤 기능을 활성화한 뒤 별도로 SET 버튼을 눌러야 했던 것과 달리 크루즈 컨트롤 버튼을 누르면 바로 주행 중인 속도로 설정이 되어 조작 방법이 간소화됐다. 고속도로에서 크루즈 컨트롤을 작동시키면 일반 도로에서와 달리 계기판 일부 표시가 바뀌는 것을 확인할 수 있다. 또한, 교통체증이 심한 도로에서 주행 장치는 매우 편리하다. 고속도로에서는 정차 후 재출발까지 지원해 주기 때문에 정체가 심한 지역에서의 운전 피로도를 줄여준다. 더불어 차간거리 표시 아이콘 위에 표시등이 켜지면서 고속도로 주행 보조 기능이 활성화되는데 클러스터에 전방 차량은 물론 좌·우측 차량도 아이콘처럼 표시가 된다. 또 눈에 띄는 부분은 바로 차로변경 보조 기능이다. 크루즈 컨트롤이 작동하고 있을 때 방향지시등을 켜면 해당 방향으로 스스로 차선을 변경한다. 전후방의 차량을 감지해 차선 변경이 가능한 상황인지를 판별한 후 안전할 때 차선을 변경한다. 차로변경 보조 기능이 작동할 때 실선 구역을 지날 때는 차선을 변경할 수 없다는 경고를 띄우며 차로 변경을 거부한다. 이러한 기능이 더 보급된다면 도로 환경은 훨씬 더 안전하고 쾌적한 상태가 될 수 있다.[2] 또한 HDA2는 스티어링 휠에서 손을 떼지 말아야 한다는 조건을 충족시키며 차량의 인지 속도를 높여 이질감 없는 가·감속을 발휘한다. HDA2에서 구현하고 있는 주행 보조 기술은 주변 상황을 매우 정확하고 정밀하게 판단해야 하는 것이 필수적이다. 여기에 전방 충돌 회피 기능을 통해서 선선행차량까지 감지하는 카메라와 다수의 레이더 센서를 이용해 급작스럽게 차량이 멈추는 등의 돌발 상황 시에 충돌을 회피 할 수 있도록 능동적으로 스티어링 휠을 조작하는 기능까지 탑재됐다. 추후 내비게이션을 기반 증강현실을 통해서 자율주행 시스템을 법규, 규제 안에서 추가하고 실현하면서 이에 대한 소비자의 만족도는 더욱 높아지고 기술에 대한 신뢰도 또한 크게 높아질 것으로 예상된다.[3] 하지만 HDA2는 계속해서 핸들을 잡으라는 경고가 떠서 불편함을 느낄 수 있다. 사람이 핸들을 잡았는지 판단하는 방식이 핸들 토크 방식이기 때문에 회전 토크가 없는 직선 주행 구간에서 핸들을 움직이지 않고 있으면 인식을 하지 못한다. 따라서 핸들을 잡으라는 경고를 계속 띄우기 때문에 조향이 필요 없는데도 아무 이유 없이 핸들을 흔들어줘야 한다는 단점이 있다. 당연히 핸들을 잡지 않고 운전하는 것은 위험하기 때문에 경고를 해줘야 하지만 잡고 있는 것을 제대로 인식하지 못하는 것은 문제가 있다. 또 HDA2의 방향지시등을 넣고 오랫동안 스티어링 휠을 잡아야 자동차선 변경이 된다는 불편함이 있다. HDA2는 반자율주행이라고 불리지만 주행 보조 장치일 뿐이다. 레벨2~2.5 단계에 불과하기 때문에 운전자의 개입이 무조건 필요하다. 보조 장치는 편의 장치이며 믿을만한 안전장치는 아니기 때문에 항상 주의를 기울여 운전해야 한다.[4]
비교
HDA
HDA는 고속도로 주행 지원 시스템으로 저속에서의 차선 유지 기능이 보강된 시스템이 HDA2이다. 현대자동차㈜(Hyundai Motor Company)의 HDA2는 기존의 HDA보다 정밀도가 높고 몇 가지 기능이 추가되었다. HDA와 기본적인 역할은 비슷하나 HDA2는 방향지시등 작동 시 자동으로 차선을 변경하고 본선에서 나들목과 분기점에 진입할 때 감속하는 기능이 추가되었다. 또 NSCC-C와 연동하여 코너에서 주행 속도를 감속하는 기능도 적용되며, 차선 변경 또는 끼어들기도 하는 차량의 인지 속도도 기존의 HDA보다 빠르다. 더불어 HDA2를 개발할 때 중요하게 개발하고 있는 것이 선선행차의 인지와 판단 능력 그리고 이질감 없는 주행력인데 이는 기존 HDA보다 선선행차를 인지하는 능력이나 선행차가 빠졌을 때 가속감 등을 이질감 없이 제어한다.[5] 또한 HDA2과 기존의 HDA는 차선 변경에서도 차이를 보인다. HDA는 실행 중에 차선 변경 신호를 넣으면 운전자는 스스로 원하는 차선을 향해 수동 운전해야 한다. 하지만 HDA2는 차선 변경 신호 이후 주변 차선의 이상 유무가 감지되지 않으면 차량이 알아서 원하는 차선 방향으로 스티어링 휠을 조향할 수 있다. 기존 HDA 센서 인식 범위는 전방과 후방인 데 반해 HDA2는 센서와 카메라 개수를 늘려 차량 주변 360도 인식이 가능하다. 전방 카메라와 원거리 레이더 센서를 이용해 선행 차량과 차선에 집중했다면 HDA2는 전방 카메라, 원거리 레이더에 4개의 근거리 레이더 센서와 사이드미러 아래에 위치한 후측방 카메라를 통해서 주변 차량과 움직임을 정확하게 인지하고 판단하여 기능을 수행한다. 이뿐 아니라 내비게이션의 지도와 전방 카메라를 통한 증강 현실을 구현하여 가고자 하는 방향을 지도상에 표시한다. 더불어 헤드업 디스플레이 및 디지털 클러스터를 통해서 주변 차량 및 움직임을 표시하고 이를 운전자에게 알려 적극적으로 주행 보조 기능을 표현하고 위험한 상황 발생 시 대처할 수 있도록 알린다. HDA 대비 기술적, 기능적으로 진보한 HDA2는 차선 중앙을 영민하게 유지하는 것부터 시작해 후측방 충돌 위험을 알리며 방향지시등 작동 시 전방, 측방, 후방의 선행 차량을 정확하게 인지하고 판단하여 스티어링 휠에서 손을 떼지 않는 상황에서 안전하게 차선을 변경한다. 이에 기존 HDA의 가장 아쉬운 부분이었던 급작스러운 제동에 대한 부담과 불안감을 완전히 해소했다. 하지만 HDA2는 현대자동차㈜가 2019년에 내놓은 기술로써 크루즈 컨트롤보다 조금 더 나은 정도이며 2021년을 기준으로 많이 뒤떨어진 기술이라고 볼 수 있다.[6][3]
오토파일럿
오토파일럿(Autopilot)의 자동차선 변경 기능은 HDA2의 자동차선 변경 기능 원리와 비슷하다. 실선 구간을 지나갈 때는 자동차선 변경을 할 수 없고 자동차선 변경 시 후측방 충돌이 염려될 경우 해당 기능을 취소할 수 있다. 차량 뒤쪽에 장착된 레이더 센서 덕분이다. 그러나 HDA2과 테슬라의 오토파일럿 차이점은 존재한다. HDA2는 테슬라 오토파일럿 내비게이션처럼 스스로 알맞은 간선도로와 고속도로 출구를 찾아갈 수 있는 기능은 없다. 또 스스로 추월 가속을 할 수 있는 기능도 없다. 오로지 100% 운전자의 명령에만 의존할 수밖에 없는 기능이다. 게다가 현대자동차그룹(Hyundai Motor Group)은 HDA2의 기능을 순차적으로 소프트웨어 업데이트할 수 있는 구체 방안을 내놓지 못했다. 이는 테슬라와 비교될 수 있는 부분 중 하나다. 이에 현대자동차㈜는 HDP(Highway Driving Pilot)를 통해 테슬라 오토파일럿 내비게이션 등과 경쟁할 방침이다. 두 시스템의 공통적인 부분은 항상 스티어링 휠을 잡아야 한다는 안내를 내보낸다는 점이다. 만약 운전자가 이 경고를 무시하게 되면 테슬라는 목적지에 도착할 때까지 오토파일럿 주요 기능을 해제시킨다. 현대자동차그룹의 경우 일시적으로 어댑티브 크루즈 컨트롤을 해제시키고 속도를 줄이는 조치를 하고 있다. 하지만 완전한 자율주행차가 출시되려면 시간이 소요될 전망이다. 돌발상황을 감지할 수 있는 5G 시스템이 보편화돼야 안전한 자율주행차 이용이 가능하기 때문이다. 이 전까지는 항상 운전자는 오토파일럿 내비게이션과 HDA2 활용 시 사고에 대한 책임을 져야 하는 의무가 있다.[7]
적용 차량
제네시스 G80
제네시스 G80(Genesis G80) 3세대 모델이 고속도로에서 자율주행에 가까운 기술인 HDA2를 탑재했다. 현대자동차그룹은 2019년 대한민국에서는 HDA2를 상용화하고, 미국 시장에 사상 처음으로 신형 쏘나타(Sonata), 제네시스 G90(Genesis G90) 등에 HDA2를 적용해 자율주행 분야에서 한 단계 도약했다. 제네시스는 2020년 1월 출시된 신형 G80에 고속도로에서 일정 시간 동안 조향과 가·감속 없이 주행이 가능한 HDA2를 장착했다. 원래는 플래그십 세단 EQ900 페이스리프트 모델인 2019년형 제네시스 G90부터 HDA2를 적용할 계획이었지만, 하드웨어(HW)와 소프트웨어(SW) 안정화를 위해 미뤄졌다. 현대자동차그룹은 HDA2를 완성하기 위해 하드웨어와 소프트웨어 분야에서 상당한 연구개발을 진행했다. 하지만 제네시스 GV80(Genesis GV80) 출시 당시에 탑재됐던 HDA2는 상당히 어설픈 구조의 자동차선 변경 구조로 되어 있었다. 방향지시등을 반쯤 내리고 스티어링 휠을 잡아야 자동차선 변경이 가능했다. 보통 방향 지시등을 끝까지 내려 자동차선 변경하는 기존 수동운전 방식과 많은 차이가 있었다. 이 방식은 3세대 제네시스 G80에 똑같이 적용됐는데 이러한 구조의 HDA2는 2020년 12월에 공개된 제네시스 두 번째 SUV 제네시스 GV70(Genesis GV70)부터 개선됐다. 방향지시등을 끝까지 내린 상태에서도 자동차선 변경 기능이 가능하게 된 것이다.[7] HDA2는 전방과 측방에 레이더를 추가로 장착해 갑자기 끼어드는 차량이 있으면 속도를 자동으로 제어, 빠른 대응이 가능하다. 이에 따라 센서 미인지로 인한 주행 중 급제동을 방지할 수 있다. HDA2는 미국자동차공학회(SAE International, Society of Automotive Engineers) 기준 레벨2에 해당하지만, 고속도로에서만큼은 레벨3에 버금간다. 비엠더블유(BMW), 볼보(Volvo) 등 부분자율주행 선두기업도 조향 보조를 제공하는 정도에 불과하다. 지도 정보도 일반 전자 지도에서 첨단 운전자 지원 시스템 맵으로 업데이트했다. 이 맵은 정밀도가 일반 전자 지도보다 10배가량 높으며 지도 데이터에 도로 곡률, 경사도, 제한속도, 분기점 등 도로 정보를 포함하고 있다. 이에 따라 HDA2는 지도 정보와 카메라, 레이더 등 센싱 정보를 통합하여 최적의 부분 자율주행을 수행한다. 현대자동차그룹 관계자는 HDA2는 사실상 레벨3에 가까운 기술로, 이론적으로는 서울특별시에서 부산광역시까지 운전자 개입 없이 주행이 가능한 수준이라고 말했다.[8]
발전
HDP
HDP(Highway Driving Pilot)는 차량 스스로 알아서 차선을 변경하는 주행 보조 기술이다. 기존에 대중에게 공개된 테슬라 오토파일럿 내비게이션 운영 원리와 비슷한 개념이다. 2020년 1월에 출시된 제네시스 GV80에는 방향지시등 레버를 작동시키고, 스티어링 휠을 잡아야 자동 차선변경이 가능한 HDA2가 적용됐다. 운전자가 만일 스티어링 휠을 잡지 않거나, 주변 차선의 차량이 근접할 경우 자동 차선변경이 이뤄지지 않는다. 하지만 HDP는 운전자가 방향지시등 레버를 넣지 않고도 스스로 올바른 구간에 차선을 변경하고 알맞은 간선도로를 찾을 수 있는 능력을 갖춘다.[9] 이에 기아자동차㈜(KIA Motors Corporation)가 2023년 출시될 예정인 신형 전기자동차에 3단계 주행 보조 기술에 해당하는 HDP를 적용한다고 밝혔다. 현대자동차그룹 주도로 개발 중인 이 주행 보조 시스템은 고속도로나 간선도로 등에 진입하게 되면 차량이 스스로 운전자 대신 자동으로 방향을 바꿀 수 있다. 운전자의 경우 돌발 상황을 대비하기 위한 목적으로 전방 주시를 잘하면 된다. HDP는 시속 0에서 60km/h 범위 내에 작동이 될 수 있다. 고속도로나 간선도로 주행 시 서행 구간이 발생될 경우 유용하게 쓰일 것으로 보인다. HDP보다 한 단계 낮은 주행 보조 기술인 HDA는 시속 0에서 최대 평균 150km/h 범위 내에 사용이 가능하지만, 스티어링 휠을 잡던 손을 떼면 약 15초 이후에 계기판 클러스터에 '핸들을 잡으십시오'라는 경고를 울린다. 만약 운전자는 경고를 받아주지 못하면 HDA 시스템은 강제로 해제된다. HDP가 시속 0에서 60km/h 범위 내에서 활용하는 가장 큰 이유는 대한민국 법규 때문이다. 만약 정부가 법규를 완화하면 HDP의 사용 범위는 시속 0에서 130km/h까지 확대될 수 있다.[10] 또한 제네시스 G90에도 현대자동차그룹의 HDP가 들어가게 된다. HDP 장치는 자율주행 3단계 수준으로 구현이 될 것으로 전망된다. 현대모비스㈜(Hyundai Mobis)에 따르면 HDP 구현을 위한 필수 부품 중 하나는 원거리 전 측방 라이다다. 이 라이다 장치는 수평 133도, 수직 10도 시야각을 갖고 있고 최대 175m까지 떨어진 장애물을 인지할 수 있는 능력을 갖추고 있다. 신형 제네시스 G90에는 HDP가 차량 앞쪽에 2개 위치할 것으로 예상된다.[11]
각주
- ↑ 이한승 기자, 〈현대기아차 HDA2 주행보조, 차선변경도 지원〉, 《탑라이더》, 2019-10-18
- ↑ 카피엔스, 〈'요즘 이것 없으면 불편해서 운전 못한다' 최신 HDA2 실제로 써본 후기〉, 《네이버 포스트》, 2021-07-13
- ↑ 3.0 3.1 쭌스 쭌's, 〈현대차 HDA2 레벨 3 자율주행에 대한 고찰〉, 《티스토리》, 2020-03-30
- ↑ 까만눈, 〈고속도로 주행보조 HDA2 좋긴 한데.. (기아 EV6)〉, 《네이버 블로그》, 2021-11-06
- ↑ 김도훈, 강병구, 〈일상으로 들어온 자율주행 기술 HDA와 HDA II〉, 《HMG 저널》, 2019-01-09
- ↑ 조재환 기자, 〈현대기아차 ‘HDA2’ 공개 임박..자동 차선 변경 가능〉, 《지디넷코리아》, 2019-04-29
- ↑ 7.0 7.1 조재환 기자, 〈(조재환의 카테크) 주행보조 틀 바꾼 오토파일럿 내비게이션· HDA2〉, 《지디넷코리아》, 2020-12-30
- ↑ 류종은 기자, 〈제네시스 3세대 G80 'HDA2' 최초 탑재…"고속도로 반자율주행 구현"〉, 《전자신문》, 2018-08-12
- ↑ 조재환 기자, 〈현대기아차, HDA2보다 자동차선변경 뛰어난 HDP 내년 적용〉, 《지디넷코리아》, 2020-01-31
- ↑ 조재환 기자, 〈기아, 2023년 출시 전기차에 3단계 주행보조 ‘HDP’ 적용〉, 《지디넷코리아》, 2021-02-09
- ↑ 조재환 기자, 〈HDP 탑재된 제네시스 G90, 내년 양산..최대 175m 장애물 인지 가능!〉, 《데일리카》, 2021-10-13
참고자료
- 이한승 기자, 〈현대기아차 HDA2 주행보조, 차선변경도 지원〉, 《탑라이더》, 2019-10-18
- 김도훈, 강병구, 〈일상으로 들어온 자율주행 기술 HDA와 HDA II〉, 《HMG 저널》, 2019-01-09
- 조재환 기자, 〈현대기아차 ‘HDA2’ 공개 임박..자동 차선 변경 가능〉, 《지디넷코리아》, 2019-04-29
- 쭌스 쭌's, 〈현대차 HDA2 레벨 3 자율주행에 대한 고찰〉, 《티스토리》, 2020-03-30
- 조재환 기자, 〈(조재환의 카테크) 주행보조 틀 바꾼 오토파일럿 내비게이션· HDA2〉, 《지디넷코리아》, 2020-12-30
- 카피엔스, 〈'요즘 이것 없으면 불편해서 운전 못한다' 최신 HDA2 실제로 써본 후기〉, 《네이버 포스트》, 2021-07-13
- 까만눈, 〈고속도로 주행보조 HDA2 좋긴 한데.. (기아 EV6)〉, 《네이버 블로그》, 2021-11-06
- 류종은 기자, 〈제네시스 3세대 G80 'HDA2' 최초 탑재…"고속도로 반자율주행 구현"〉, 《전자신문》, 2018-08-12
- 조재환 기자, 〈현대기아차, HDA2보다 자동차선변경 뛰어난 HDP 내년 적용〉, 《지디넷코리아》, 2020-01-31
- 조재환 기자, 〈기아, 2023년 출시 전기차에 3단계 주행보조 ‘HDP’ 적용〉, 《지디넷코리아》, 2021-02-09
- 조재환 기자, 〈HDP 탑재된 제네시스 G90, 내년 양산..최대 175m 장애물 인지 가능!〉, 《데일리카》, 2021-10-13
같이 보기
