모두가 열망해온 궁극의 이동수단, 자율 주행자동차

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모두가 열망해온 궁극의 이동수단, 자율 주행자동차

1. 자동차로 동화하다 - 스마트폰을 운전하다
2. 더 안전하고 풍요롭게 - 자동차가 웨어러블 기기와 만났을 때
3. 미래 자동차 첫 변화는 - 클린 에너지
4. 모두가 열망해 온 궁극의 이동수단 - 자율 주행 자동차


미래가 달린다

▶▶ 인류 최초의 자동차는 1482년 레오나르도 다빈치가 만든 태엽 자동차다. 약 300년이 지난 1769년 프랑스의 니콜라 조셰프 퀴뇨는 세바퀴 증기자동차를 만들었고, 이후 100년이 지난 1886년 독일의 고트리프 다임러와  칼 벤츠가 휘발유 자동차를 발명했다. 그리고 128년이 지난 지금 자동차는 또 한 번의 변태 중이다. 지금까지 자동차는 이동하는 것에 초점을 맞췄다. 얼마나 빠르고 멀리까지 가는가 즉 '나'의 편의성이 중심이었다. 우리가 앞으로 만나게 될 미래의 자동차는 나의 편의성뿐 아니라, '우리'의 편의성까지도 생각한다. 앞으로 우리가 만날 자동차에 시동을 걸어보자.

진행. 월간 w.e.b. 편집국



4 모두가 열망해온 궁극의 이동수단 자율 주행 자동차 ▶▶ 하늘을 날지 않는 이상, 현재 스마트 자동차가 넘어야할 산은 자율 주행 자동차다. 스스로 도로를 주행할 수 있는 능력을 지닌 자동차야말로 모든 스마트 자동차가 지향하는 바다. 자동차와 정보통신 기술이 융합된 자율 주행 자동차는 어떻게 성장해왔으며 어디까지 왔는지, 문제점은 없는지 짚어본다.  

글. 김초롱 기자 cho612@websmedia.co.kr
▼ 자이로바이크 바퀴의 구성도



제조 기업, 자율 주행 기술에 총력을 기울이다
자동차 제조 기업은 저마다 자율 주행 자동차에 대한 연구에 심혈을 기울이고 있다. ‘메르세데스 벤츠’는 1984년부터 유레카 프로메테우스라는 연구팀을 만들고 자율주행 기술을 테스트해왔다. 최근 ‘벤츠S 500 인텔리전트 드라이브’ 기능으로 100 킬로미터 자율 주행에 성공했다. 이 기능은 여덟 개의 센서와 세 대의 카메라로 신호등을 인식하거나 도로 상황을 파악한다. 최첨단 자율 시스템인 루트 파일럿 기술은 교통 상황에 맞게 주행하는 능력을 갖췄다. 벤츠는 2020년까지 양산 차에 자율 주행 기능을 넣을 것이라 발표하기도 했다.
도요타는 지난해 10월, 고속도로에서 자율 주행 시연을 공개했다. 1990년대 후반부터 자율 주행을 연구해온 도요타의 주요 기술 중 하나인 ‘자동화 고속도로 주행 어시스트’는 협력 조정형 크루즈 컨트롤과 차선 추적 컨트롤을 결합했다. 협력 조정형 크루즈 컨트롤은 앞차와의 거리를 조절하고, 차선 추적 컨트롤은 차선을 잘 지키며 달릴 수 있도록 해주는 시스템이다. 렉서스 LS를 기반으로 테스트 자동차를 제작했으며, 사람이 스티어링 휠이나 가속페달을 조작하지 않아도 스스로 달릴 수 있다. 앞부분에 달린 카메라가 교통신호를 감지하고, 교차로에서는 센서가 차와 보행자, 장애물을 감지해 스스로 멈추거나 달린다.
아우디는 교통표지판을 인식하는 스톱 앤 고 시스템과 어댑티브 크루즈 컨트롤을 핵심 기술로 가진다. 빨간 불로 바뀌면 스스로 액셀러레이터를 밟아 출발한다. 룸미러 앞에 있는 카메라는 시시각각 도로 상황을 살피며 차선을 잘 지키는지 체크한다. 차선을 벗어나면 스티어링 휠이 자동으로 움직여 차선을 맞춘다.
포드는 크루즈 컨트롤과 충돌 경고 시스템, 오토 브레이크와 사각지대 감지 시스템, 자동 주차 등의 기능을 갖춘 퓨전 하이브리드에 적외선 센서를 더했다. 총 네 개의 센서는 초당 250만 번씩 도로를 감시하며, 60 미터 정도 떨어진 물체에 적외선을 쏘아 얻은 데이터로 도로 상황을 파악한다.

자동차를 향한 구글의 도전
구글은 지난 5월, 자율 주행 자동차 영상을 공개했다. 영상 속의 자동차는 고속도로가 아닌, 도심 한복판을 달린다. 핸들, 액셀, 브레이크 페달이 없는 채로. 오로지 소프트웨어만이 주행을 제어할 수 있음을 보여준다. 기존 차량에 센서를 장착해 개조하던 방식에서 벗어나 자체적으로 설계한 자동차를 선보였다는 점에서 이례적이다.
이 자동차는 2인승으로, 주위 장애물과 교통신호를 감지하고 최적의 경로를 판단해 사람을 목적지까지 데려다 준다. 이 차를 운전하기 위해서는 차량 내부에 부착된 출발, 정지 버튼만 누르면 된다. 운전이라는 단어가 무색하다. 운전석 화면에는 주변 지도와 주행 상태, 경로 등을 표시한다. 동력원은 엔진을 대신해 전기 배터리와 모터가 사용되며, 완전 충전 시 약 160km를 주행한다. 혹시 모를 사고에 대비해 최고 속도는 시속 40km로 제한했다.

그렇다면 손가락으로 작동하는 이 자동차는 어떻게 문제없이 도로를 주행할까. 도심은 고속도로와 달리 혼잡하고 훨씬 많은 경우의 수가 산재해있다. 자율 주행 자동차는 보행자와 자전거 운전자 등 장애물에 대한 정보와 수천 가지의 주행 상황, 전개에 대한 데이터를 바탕으로 실제 상황에 대처해왔다. 구글이 이번에 공개한 자동차는 더 나아가 자전거에 탄 사람이 차로를 바꾸기 위해 내미는 손 신호까지 알아챈다. 건널목 앞에 서 있는 사람이 몇 명인지까지 구분한다. 차량의 두뇌인 중앙 컴퓨터는 센서가 수집한 주행 정보를 3D 입체 지도로 변환해 회전할지 브레이크를 밟을지 판단한다.

자동차에 방어적 주행 습관도 탑재해 다른 차량의 사각지대에서 벗어나도록 하고, 대형 트럭 및 좌우로 곡예 주행을 하는 오토바이로부터 멀리 떨어져서 주행한다. 정지 신호를 무시하는 도로 위의 무법자로부터 충돌을 방지하고자 녹색 신호등이 켜지고 1.5초 후에 움직이도록 설계했다. 구글은 안전한 주행을 넘어, 자연스러운 주행을 목표로 하며, 거동이 불편하거나 운전이 익숙하지 않은 노약자와 장애인이 자동차를 타고 자유롭게 이동하는 날을 준비하고 있다.

안전성이 최우선 과제   
자동차는 양날의 검이다. 두 다리 대신 원하는 곳으로 편하고 빠르게 이동할 수 있는 운송수단인 동시에 언제 어디서 일어날지 모를 교통사고라는 위험과 불안을 수반한다. 자율 주행 자동차는 이 근본적인 문제를 다시금 수면 위에 올려놓았다. 우리는 소프트웨어로 달리는 자동차에 마음 편히 올라탈 수 있는가.
실제로 안전한 자율 주행 자동차를 위해 첨단 운전자 보조 시스템에 대한 연구가 활발하게 이뤄지고 있다. 그중 하나인 ‘자율 비상 정지’ 기능은 레이더와 카메라를 활용해 전방 차량의 움직임을 감지하고 위급 상황 시 차량을 자동 정지시키는 기술이다. 자동차의 안전 성능을 측정하는 ‘유로앤캡(European New Car Assessment Program)’은 평가 점수에 자율 비상 정지 기능의 탑재 여부와 성능을 반영한다. 먼 거리의 장애물은 레이더로 감지하고 가까운 거리의 장애물은 카메라로 측정한다. 이외에 레이더와 카메라용 센서, 센서에서 받은 정보를 처리하는 디지털 신호 처리, 각종 명령을 내리는 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)이 핵심 하드웨어다.
‘자이로바이크(Jyrobike)’의 등장도 자동차의 안전성에 이바지할 것으로 예상한다. 자이로바이크는 앞바퀴에 자이로스코프 원리를 적용한 것으로, 팽이가 빠르게 회전하는 동안 똑바로 서 있는 것처럼 앞바퀴 내부 회전판을 분당 최대 1,550번으로 빠르게 돌려 스스로 평형을 유지한다. 이러한 오토 밸런스 기술은 자전거뿐만 아니라 오토바이에도 적용할 수 있으며, 나아가 자동차에 적용된다면 급격한 커브로 인한 전복 사고가 줄어들 것으로 기대한다.

기술 외에 넘어야 할 과제들 
자율 주행 자동차가 넘어야 할 산은 기술의 발전만이 아니다. 법적 규제라는 단단한 장벽이 막아서고 있기 때문이다. 또한 복잡한 교차로나 공사 현장 같은 어려운 주행 상황도 해결해야 할 과제다. 사람들이 주행 시에 경험하는 교차로 일단정지 지점, 차선 변경 및 진입과 같은 사회적인 신호가 특히 해결하기 어려운 상황이다.
미국 캘리포니아 차량국(DMV)은 최근 자율 주행 자동차를 테스트할 수 있는 규정을 제정해 승인했다. 많은 나라가 차세대 모델인 자율 주행 자동차 시대에 시장을 선점하기 위해 안전 기준을 만들고 법과 제도를 보완하는 등 발 빠르게 대처하고 있다. 이런 상황에서 국내 규제는 자동차 제조 기업의 발목을 잡고 있다. 자율 주행차 테스트를 외국에서 시행해야 하는 상황이 답답하게 느껴지기도 한다. 기술 역량에 집중해도 모자를 판에 주행 시험을 위해 해외로 나가다 보면 그에 따른 비용과 시간 손실이 막대할 수밖에 없다. 정부와 관련 부처의 원활한 소통과 협업으로 차세대 자동차의 선두주자로서 우리 기업이 당당히 그 이름을 올릴 날을 기대해본다.


▲ 토요타의 자율 주행 자동차

▲핸들과 브레이크 대신 버튼으로 동작하는 구글의 자율 주행 자동차



▲자이로바이크를 타는 모습     

tags 무인 자동차

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