자율주행자동차의 세계!

  

최근 산업계에서 가장 주목을 받는 분야 중 하나가 바로 ‘자율주행자동차’ 관련 산업이다. 단순히 탈 것을 넘어 인류의 삶을 뒤바꿀 새로운 이동수단으로 자동차는 진화하고 있고, 그에 따라 산업계의 패러다임에도 급격한 변화가 감지되고 있다. 전통적 자동차 제조업체들이 아닌 IT전문 기업들이 자율주행자동차 기술 개발을 주도하는 트렌드는 이제 낯설지 않다. LG이노텍도 미래 산업으로서 자율주행자동차 관련 기술을 개발하고 있으며 LG그룹사 차원에서도 신성장 사업으로 집중 육성 중이다. 이번 기사에서는 자율주행자동차의 의의와 핵심 기술, 그리고 산업계 전반의 움직임을 다뤄보았다.

 

 

자율주행자동차란 운전자가 직접 조향/변속 장치를 조작하지 않아도 설정된 목적지까지 스스로 이동하는 차량을 뜻한다. 자율주행의 수준에 따라 4단계로 분류할 수 있으며 산업계는 레벨4 수준의 완전 자율주행자동차 개발에 박차를 가하고 있다.

 

 

 

자율주행자동차에 대한 연구는 의외로 긴 시간에 걸쳐 이뤄졌다. 1926년, 전파 기술자 프랜시스 후디나는 차량 두 대를 이용하여 원격 조종 방식의 자동차를 선보였다. 한 대의 차량에 송수신기를 설치하고 다른 차량에서 무선신호를 보내 제어하는 기술을 사용했는데 엄밀히 말해 ‘자율주행자동차’ (Autonomous car)라기보다는 ‘무인자동차’(Unmanned Vehicle)에 가깝다고 할 수 있다. 이후 1939년의 뉴욕세계박람회에서 현재와 유사한 ‘자율주행자동차’의 개념이 제시된 바 있으며 1977년 일본 쓰쿠바 기계공학 연구소가 진정한 의미의 첫 번째 자율주행자동차를 선보였다. 이 차는 미리 도로에 그려 놓은 흰색의 표시를 따라 시속 30km로 주행할 수 있었다. 한편 유럽에서는 1987년부터 8년간 ‘유레카 프로메테우스’라는 이름의 대규모 프로젝트가 진행됐으며 뮌헨에서 코펜하겐까지 총 1,600km의 거리를 운전자 없이 주행하는 실험이 이뤄졌다. 미국 역시 1980년대부터 자율주행자동차 관련 연구를 활발히 진행했다. 미 국방고등연구계획국은 2004년 부터 모하비 사막을 자율주행자동차로 주행하는 대회인 <DARPA Grand Challenge>를 개최했으며 세바스티안 스런이 이끌던 스탠퍼드 대학팀이 2005년도에 이 대회에서 우승을 차지했다. 스런 박사는 이후 구글X연구소의 초대 소장으로 부임, 자율주행자동차의 개발을 주도했다.

 

 

 

 

 

자율주행자동차가 각광받는 이유는 무엇일까? 먼저, Human error의 제거가 가능해진다는 점을 꼽을 수 있다.

 

 

 

도로교통공단이 발표한 자료에 따르면 국내에서 음주, 운전미숙, 졸음, 전방주시, 태만 등의 이유로 발생한 사고 비율이 60%를 넘는다.
자율주행자동차를 통해 Human Error를 개선할 경우 상당수의 사고와 인명손실을 막을 수 있어 매력적이다. 차량 흐름 제어로 교통체증감소 효과를 낼 수 있는 것, 운전자가 목적지까지 직접 자동차를 통제할 필요 없이 이동할 수 있다는 점도 큰 장점이다. 나이, 장애 여부 등과 관계없이 차를 이용할 수 있으니 운전자에게 더 많은 자유를 부여한다. 그 외에 과속/신호위반의 감소, 교통경찰의 효율적 배치, 운전대의 제거를 통한 차량 실내 공간 활용 등도 부수적인 장점으로 볼 수 있다.

 

 

 

 

 

그렇다면 자율주행자동차는 어떻게 구현되는 것일까?

 

 

 

자율주행을 구현하는 세 가지 중심 요소는 인지, 판단, 제어다. 인지 기술을 통해 도로의 상황과 현재의 위치, 지형지물을 감지하고 수집된 정보를 판단, 분석하여 목적지까지 안전하게 도달할 수 있도록 제어하는 것이 자율주행의 기본 원리다. 이를 구현하기 위한 핵심 기술로는 HAD(차간거리 자동유지), LDWS(차선이탈 경보), LKAS(차선유지), BSD(후측방 경보), ASCC(Advanced Smart Cruise Control), AED(자동 긴급제동 시스템) 등이 있다.

 

 

 

 

 

구글 자율주행자동차

 

 

이 분야에서 가장 앞서 있는 업체는 2010년부터 자율주행자동차 개발을 공식화하고 연구를 진행 중인 구글이다. 2009년부터 도요타 프리우스 등의 차량을 개조해 시험 주행을 실행했으며 2012년 3월에는 시각장애인을 태우고 시험 주행에 성공한 무인자동차 동영상을 유튜브에 공개했다. 2014년 12월에는 자율주행자동차의 세 번째 시제품을 소개하기도 했다.

 

구글 자율주행자동차의 핵심은 LiDAR라고 불리는 센서 장비로, 자동차의 눈 역할을 한다. 음파 장비, 3D카메라는 물론 레이더 장비까지 포함된 LiDAR를 통해 초당 160만 번의 정보인식, 360도 감지, 30m 전방 실시간 도로상황 파악, 사물 간 거리 측정, 위험감지를 구현하고 있다. 딥러닝을 통해 자율주행자동차 스스로 학습하고 판단하는 기술에도 구글은 선도적인 위치를 차지하고 있다.

 

애플은 ‘프로젝트 타이탄’이라는 이름의 자율주행자동차 개발을 비밀리에 진행하고 있으며 상당 부분 진척을 이룬 것으로 보인다. 600여 명의 개발 인력을 투입했고 엔비디아 출신의 딥러닝 연구 권위자 조너선 코헨을 영입했다. 또한 실리콘 밸리 인근 8.4㎢ 규모의 장소에서 주행 시험을 준비 중인 것으로 알려져 있다.

 

 

바이두 자율주행자동차

중국의 구글이라 불리는 바이두 역시 자율주행자동차 개발에 한창이다. 자체 연구 중인 딥러닝 기술과 자동차 제조업체와의 협업을 통해 3년 안에 자율주행기술을 완성하는 것이 목표다. 2014년 10월 BMW와 함께 자율주행자동차를 개발하겠다는 발표 이후, 2015년에는 구글 출신의 인공지능 분야 권위자인 앤드루 응 교수를 영입했으며 200명 이상의 딥러닝 연구진을 확보했다. 작년 12월에는 BMW3 시리즈를 개조한 자율주행자동차로 베이징 시내 도로와 고속도로를 포함 총 30km의 거리를 성공적으로 주행한 바 있다.
한편 기존 글로벌 완성차 제조업체 역시 자율주행기술 연구에 속도를 내고 있다.

 

BMW는 지난 1월 미국 라스베이거스에서 열린 ‘국제가전박람회(CES)’에서 자동주차기술을 탑재한 ‘i3’를 발표했다. 이 차량에는 장착된 4개의 레이저 스캐너가 주변 환경을 탐지해 충돌을 방지하는 기술이 탑재됐다. 스마트워치를 이용해 자동차가 스스로 운전자에게 접근하는 기술도 소개됐다.

 

 

벤츠 자율주행 콘셉트카

 

 

자율주행기술뿐 아니라 사용자 편의까지 고려한 디자인도 눈길을 끈다. 벤츠가 발표한 자율주행자동차 ‘F015’는 실내 구조가 변형되는 형태의 자율주행자동차다. 운전대가 대시보드 속으로 들어가고 운전석과 뒷좌석이 마주 보는 식으로 차량 이용자의 편의를 강조한 컨셉이다. 스웨덴 제조업체 볼보가 개발 중인 ADAS(자율주행지원시스템)는 차선/차량 간격 유지와 자동주행을 통해 교통체증상황에서 운전자의 피로를 덜어 주는 역할을 한다. 적응형 순항제어 시스템, 차선유지 시스템의 진화형태인 ADAS는 레이다와 카메라의 인지기술을 활용해 자동으로 속도, 제동, 조향을 통제한다. 운전자는 교통체증상황에서 자율주행기능 버튼을 누르는 것만으로 목적지까지 한결 쾌적하게 이동할 수 있다.

 

도요타의 개발 컨셉은 좀 더 독특하다. 도요타 인공지능 연구소의 길 프랫 최고경영자는 ‘병행 자율주행’(Parallel Autonomy)이라는 개념을 제시했다. 자동차의 제어를 운전자가 맡되, 위기 상황에서는 자동차 스스로 통제권을 넘겨받는 방식이다. 도요타는 이를 통해 잠재적 사고 위협을 최소화할 수 있다고 주장하고 있다. 이 회사는 미국의 그래픽 처리 전문 업체인 엔비디아와 손잡고 딥러닝을 통한 분석, 판단 기술의 개발을 진행하고 있다.

 

한편 현대ㆍ기아자동차는 2010년에 투싼ix 자율주행자동차로 4km의 시험주행에 성공했으며 지난 3월에는 혼잡구간주행 지원시스템을 탑재한 신형 제네시스의 자율주행을 공개했다. 이 회사는 차선유지 지원, 어드밴스드 주차 보조, 자동 긴급 제동 등의 자율주행기반 기술을 일부 양산차에 적용하고 있다.

 

 

 

컨티넨탈 자율주행자동차 구현기술

 이외에 세계 최대의 자동차 부품 전문업체인 컨티넨탈 역시 자율주행을 위해 센서 기술, 집단 네트워크, 인간과 기계 간 정보교환, 시스템 구조, 안전장치 및 자율주행 대중화라는 6대 요소를 상정하고 기술 개발에 박차를 가하고 있다

 

 

       자율주행자동차는 이제 거스르기 힘든 대세가 된 것으로 보인다. 

아직 해결해야 할 난제가 많지만 그 이상의 이익을 인류에게 제공할 것이기에, 도전 가치는 충분하다. 자율주행자동차 세계의 도래를 기다리며 그 중심에서 LG이노텍이 활약할 수 있기를 기대해본다.