원리·단계·기능·제도 등 중핵정리 멀지 않은 미래[자율주행자동차] 장단점,

 

제4차 산업 혁명 시대를 앞두고 자율 주행의 시대가 다가오면 향후 어떤 변화가 일어나는 것인지 다양한 예측이 나오고 있습니다. 자율주행이 가능한 자동차는 단순한 이동수단을 넘어 도시의 모습과 우리의 생활양식까지 변화시킬 것으로 예상하고 있습니다. 가장 큰 변화로는 이동 중의 자유를 많은 사람들이 기대하고 있습니다. 운전자에게 있어서는 특히 관심이 많습니다만, 과연 어떤 모습이 되는 것일까요?

소비자 조사기관인 컨슈머 인사이트가 최근, 약 4500명의 드라이버에 대해, 자율주행차로의 운전을 대신하고 싶은 활동을 조사했습니다. 총 18개의 선택사항 중 가장 많이 선택된 것은 주변경치 감상(46%)이었고 동승자와의 대화(41%), 수면(37%), 동영상 시청(32%), 간단한 음식(29%)이 뒤를 이었다. 이 밖에도 인터넷 검색, 업무, 학업, 게임, 채팅 등 다양한 수요가 있었습니다.

그러면, 자율주행차란 무엇이며, 향후의 미래의 모습은 어떻게 되는지, 우리 나라는 얼마나 기술이 진행되고 있는지 살펴봅시다.

출처 – 테크 월드

자율주행자동차원리①인지단계:GPS,카메라,레이더등을활용하여주변정보인식

② 판단 단계: 인지 정보를 바탕으로 주행 전략을 결정하는 단계

③ 제어 단계 : 주행 방향과 엔진 구동 등을 결정, 본격적인 주행 시작

▲자율주행자동차의 단계별 수준=0단계→1단계→2단계→3단계→5단계→완전수동 특정자동기능의 조합기능→자동조건부 자율주행→고도자율주행→완전자율주행 운전자가 모든 모니터링 조작을 직접 하는 단계차선 유지장치→오토크루즈 등 하나의 자율주행기능을 수행상황에 맞춘 속도조절, 장애물회피 등 두 가지 이상의 자동주행 →자동차의 경우

출처 – 오토 해롤드

자율주행 자동차의 장단점, 단점 ▶교통사고 감소 ▶낮아진 운전접근성 ▶차내 여유로 인한 여가시간 증대 ▶교통흐름 파악으로 원활한 이동 ▶연료절감으로 싸진 유지비용 및 환경오염 ▶윤리적 책임범위 문제 ▶프로그램 해킹 우려 ▶관련 법규, 제도, 도로 부재

<장점정리> 교통사고 감소가 가능합니다. 운전자가 당황하거나 도로 상황을 제대로 파악하지 못하는 것으로 인한 사고를 줄일 수 있습니다. 교통사고 발생 요인의 대부분은 사람에 의한 사고로 졸음, 중앙선 침범, 과속, 거리 미확보, 신호 위반 등으로 발생합니다. 자율 주행차는 이런 인위적인 실수를 방지할 수 있기 때문에 사고를 줄일 수 있습니다. 또, 신체적인 이유로 어쩔 수 없이 운전할 수 없는 교통 약자에 있어서는, 자율주행차로의 드라이브의 꿈을 이룰 수 있습니다. 대중 교통이나 택시도 불편한 사람들에게 자율 주행차는 쾌적한 생활을 보장해 주기 때문입니다.

출처 – 오토저널

뿐만 아니라 운전 중 휴대폰 사용, 업무를 처리하거나 다른 사람과 이야기하는 등의 행위를 합니다. 이런 습관은 교통사고를 유발하는 행동이라는 것을 알고 있어도 어쩔 수 없는 상황에서는 쉬운 일이 아닙니다. 하지만 자율주행차는 바쁜 사람에게 여유로운 시간을 제공할 수 있는 장점이 있습니다. 차내의 여유 시간이 연장되어 업무를 보거나 커피나 식사를 하거나 하기 때문에 스트레스도 적고, 시간을 절약할 수 있습니다.

그 외에, 도로 상황에 관한 정보를 얻고, 최적의 진로 설정에 의해, 효율적인 운전 방식으로 교통 체증도 큰폭으로 줄어듭니다. 최근 화제가 되고 있는 환경문제에서도 자율주행차는 전기?수소를 이용한 방법으로 탄소 배출을 줄이기 때문에 환경오염도를 낮추고 유지비용을 최대한 절감할 수 있는 장점이 있습니다.

실제 자율주행차로 경찰관과 수신호를 인지하는 모습 (출처-대외협력팀)

<단점정리> 자주 언급되고 대두되는 문제인 윤리적인 책임범위의 문제입니다. 갑작스런 통행인을 인식한 차량은 누구 한 사람이 다칠 수밖에 없는 상황에서 과연 누구를 도우도록 프로그래밍되어야 할까요? 인간도 쉽게 판단하기 어렵지만 윤리적인 잣대로 큰 사고를 낼 수 있는 문제를 막기도 했습니다.

또한 IT가 발전함에 따라 개인정보 유출, 해킹 등의 문제점은 자율주행차에도 발생할 수 있습니다. 이에 따른 보안과 대책이 아직 미흡한 수준입니다. 마지막으로 자율주행 관련 법규, 제도, 도로 등 인프라 구축이 앞선 기술에는 크게 뒤쳐진 상황이라고 합니다. 기술만 발전해서는 자율주행차를 상용화할 수 없기 때문에 그 점도 중요합니다.

자율주행자동차의 기술적인 기능

출처 – 현대자동차

자율주행 기술이 현실이 되면 자동차 실내는 이동하기 위한 공간에서 생활공간으로 바뀔 수 있어 자유가 보장됩니다. 더 이상 운전자는 운전석에 묶일 필요가 없고, 시트 배치가 고정되어 있는 이유도 없어집니다. 시트를 자유롭게 움직이는 것으로 실내 공간의 활용성을 높여 탑승객의 편리성을 높이는 기술이 현재 도입되고 있습니다. 실내 공간을 극대화하기 위해 슬림 시트를 적용하거나 시트가 회전하는 스위블 기능을 갖춰 뒷좌석 탑승객과 마주 앉을 수 있도록 하는 기술이 개발되고 있습니다. 더불어 사용자 맞춤형 인테리어 콘셉트 서비스까지 제공하여 이동공간이 아닌 삶의 공간으로 진화하는 미래의 자동차 형태를 볼 수 있습니다.

출처 – 현대자동차

그 뿐만 아니라 승객의 안전을 보호하는 환경을 제공을 한다고 합니다. 자동차 시트는 배열이 자유롭기 때문에 기존의 에어백으로는 편안하게 보호할 수 없었습니다. 그러나 탑승객을 끌어안듯이 감싸 보호하는 개념의 기술을 연구하고 있으며, 3개의 공기주머니와 테더(에어백의 형태를 유지하며 탑승객의 하중을 견디는 끈 모양의 부품)로 구성되어 있습니다. 또한 정면 보호 기능과 측면 보호 기능을 분리하여 어떤 각도에서 충격이 오더라도 탑승객의 안전을 지키도록 설계할 예정입니다.

디지털 조종실 (출처-현대자동차)

자율 주행 기술의 발전과 함께 차내 인포테인먼트 기술도 주목을 받고 있습니다. 최근 차량 내부에 디스플레이의 대형화를 비롯해 새로운 제어기술이 빠르게 도입되고 있는데, 완전 자율주행 시대가 다가오면서 이런 변화가 가속화될 전망입니다. 삼성전자는 2020 CES에서 하만과의 공동개발을 통해 디지털 쿡핏 2020을 공개했습니다. 총 8개의 디스플레이와 8개의 카메라를 통합하여 운전에 필요한 다양한 정보 제공과 안전 지원이 가능하며, 5G 기술을 활용한 화상회의 기능과 스트리밍 서비스를 제공합니다. 특히 운전자의 안면인식 기능을 활용하는 개인 맞춤형 인포테인먼트 시스템은 디지털 조종사의 핵심 기능 중 하나입니다.

출처 – 현대자동차

차량 제어의 방법은, 버튼이나 다이얼을 직접 조작하는 방법으로부터 터치 제어, 제스처 컨트롤 등 다양한 방법으로 발전하고 있습니다. 차량 내 모든 부분에 터치 센서를 인식할 수 있을 지도 모릅니다. 예를 들어 송풍구 부위를 직접 쓸어 내리는 조작을 하면 에어컨 바람의 강도를 줄일 수 있도록 자동차 어디서나 직감적인 터치 제어가 가능합니다. 이는 조작부와 인테리어의 경계가 없어지고, 차량 내부 실내 공간에도 혁신적인 변화를 가져올 것으로 예상하고 있습니다.
자율주행 인프라 구축을 위해

서울시 자율주행 시범운행 (출처: 중기가코노미, 동아사이언스)

2024년까지 완전 자율주행 상용화를 추진하겠다고 산업통상자원부 국토교통부 등 관계부처에서 밝혔습니다. ‘미래자동차 확산 및 시장 선행 전략’에 따르면 정부는 고속도로 자율주행이 가능한 자율주행차 안전기준과 보험제도 등 관련 법과 제도를 마련할 계획입니다. 이에 따라 자동차 회사들은 2022년부터 부분 자율주행차를 출시하고, 2024년에는 완전 자율주행차를 일부 상용화시킬 방침입니다.
우선 정부는 2025년까지 4057km 길이의 모든 고속도로와 주요 간선 도로에 C-ITS를 구축할 계획입니다. C-ITS는 차량과 도로간, 차량과 차량간 통신을 통해 차량센서의 인지 기능을 보완하고 안전 주행을 할 수 있도록 하는 자율주행차 생태계의 인프라입니다. 또 2022년까지 전국의 모든 일반 국민도 2025년까지 4차로 이상 지방. 군도에서 정밀 지도를 구축 . 갱신해 무상 제공한다는 계획입니다. 올해 안에 완전 자율차 제작 가이드라인을 만들고, 임시운행 허가 요건 완화도 추진될 예정입니다. 이것에 의해서 2024년까지 완전 자율 주행차의 안전 기준도 마련할 계획입니다. 국제기준에 따라 ‘자율주행자동차 보안 가이드라인’도 작성할 방침입니다.

출처 – 연합 뉴스

자율주행차를 도입해 승차자의 체온, 심장박동, 혈압 등의 진단정보를 인근 병원으로 송출하는 헬스케어 시스템의 시범 운영도 2023년부터 시작됩니다. 이를 위해 무인자율주행기반의 안택트서비스 기술개발사업을 2021년~2024년까지 299억에 걸쳐 진행한다고 합니다.
자율주행셔틀을 활용해 교통소외지역인 산업단지 노동자와 수도원 외 지역 노약자를 대상으로 이동 편의를 높이는 시범 운행도 추진할 예정입니다. 이는 내년 2021년부터 2026년까지 130억원이 투입되는 ‘자율주행기술개발혁신사업’, 내년부터 2024년까지 280억원이 투입되는 ‘자율주행기술개발 및 실증사업’ 등과 연계해 추진될 것으로 보입니다.
●자율주행 기반 대중교통 시대 도래

출처 – 국토부

스스로 주행할 수 있는 대중 교통을 만날 날이 멀지 않았습니다. 보통차에서 자동운전을 적용하는 것은 운전자가 가고 싶은 목적지에 따라 모든 상황을 커버해야 하기 때문에 고도의 자율주행 성능이 필요합니다. 이것은 아직 자율 주행차의 상용화가 더딘 이유이기도 한 것입니다만. 하지만 정해진 노선만 달리는 대중교통은 기술적 난이도가 상대적으로 높지 않아 자율주행이 먼저 도입될 가능성이 높다.
국토교통부는 지난 12월 2일 일반버스가 오가는 실제 도로 상황에서 자율협력주행기반의 대형 전기버스 운행을 시연했습니다. 자율협력주행차와 자율주행차 및 일반차량이 인프라와 협력하여 안전한 도로주행을 실현하는 기술을 말합니다. 또, WAVE로 실현되고 있는 점도 주목을 끌고 있습니다. 자율주행은 지연시간을 최소화하기 위해 5G-V2X의 도입이 유력하지만 자율협력주행은 WAVE 방식으로도 충분히 이뤄질 수 있다고 합니다. “현재 서울, 제주 등 전국 600km 구간에서 서비스를 제공하고 있습니다”

벤츠 자율주행버스 “퓨처버스” (출처 – 벤츠)

국토부는 도심 환경에서의 자율주행 기반 대중교통수단 운행을 목표로 2018년부터 관련 기술을 개발하고 있습니다. 2021년 12월까지 약 134억4000만원이 투입되는 프로젝트이기도 합니다. 이번 자율협력주행버스(레벨3) 운행 시연은 세종시 BRT 노선에서 진행되었습니다. 운전자가 버스시스템으로 제어권을 전환하여 버스는 제한속도(50kmh)에 맞추어 일반버스의 주행현황에서 자율협력주행을 시행하고, 정류장에서는 정해진 정차차량 내에 정밀정차까지 완료하였습니다.
버스는 주행 중 교통신호 정보를 받아 교통신호에 맞춰 정지·주행을 피로하고, 선행 차량의 주행 정보와 선행 차량이 수집한 도로 정보(정차·돌발 상황)를 후행 차량에 제공하는 기술도 선보였다고 합니다. 차량통행이 적은 도로에서 중소형버스로 시연했던 지난해와 달리, 이번 시연에서는 실제 버스가 운행하는 노선을 따라 대형버스를 운행하여 더욱 발전된 기술 성과를 거뒀다는 평가를 받고 있습니다. 내년에는 주요 노선을 운행하는 대형 버스부터 승객 집 앞까지 운행하는 중소형 버스로 갈아타는 자율 협력 주행 기반의 복합적인 환승 시스템까지 선보일 예정입니다.
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