자동차의 진화는 어디까지일까 ! 오늘날 자동차는 IT 기술과 결합해 다양한 기능을 제공한다. 차량에 탑재된 차선 변경 경고나 주차 시스템 등의 다양한 기능은 운전자 편의성을 배가시킴은 물론, 안전까지 보장할 수 있는 형태로 발전하고 있다. 이런 기술은 인간과 기계 사이의 정보교환이 전제가 된다. 스마트 카의 필수조건 운전보조장치(Advanced Driver Assist System, ADAS)에 대해 알아보겠다.

BMW는 오래 전부터 차량의 안전 향상과 발전된 인포테인먼트, 안락감, 편의감 등의 효율 향상을 위한 ‘ConnectedDrive’ 비전을 제공하고 있다. 초기 이 비전은 텔레매틱스와 BMW 온라인 프로그램으로 알려졌으며, 이를 토대로 운전자의 안전성 향상을 위해 실시간 정보를 활용한 운전 지원 시스템 분야의 제품 개발을 가속하는 데 적용됐다. 현재 ‘ConnectedDrive’는 적응형 헤드라이트(Adaptive Headlight)와 차선변경경고시스템(Lane Change Warning System), 차선이탈경고시스템(Lane Departure Warning System), 속도제한 정보(Speed Limit Info), 자체주차(Self-parking) 시스템, 스톱&고 능동순항제어(Stop & Go Active Cruise Control), 제동, 보행자 감지를 포함한 충돌경고(Collision Warning) 등의 다양한 운전자 지원 제품을 제공한다. 또한 스톱&고 능동 순항제어, 충돌경고, 브레이크 프리 컨디셔닝은 5시리즈, 7시리즈, 6시리즈, X5 및 X3 차량에 탑재됐다.
 
BMW는 사각지대 감지, 사이드 뷰, 차선이탈경고, 교통신호인식 등의 시스템을 보유하고 있으며, 헤드업 디스플레이로 향상된 충돌 통지 기능을 제공한다. 이밖에도 야간 비전 시스템은 보행자 보호와 관련해 초기 단계가 구현된 상태로 이미 야간 보행자를 인식할 수 있는 수준으로 발전했다.
현재 이 기능은 생산 중이다. BMW는 향후 예방성 보행자 보호 시스템으로 자동 제동 및 경고를 구현할 계획이다.

능동 안전은 차량 주변 센서의 실시간정보를 사용해 충돌이 발생하기 전에 운전자 및 차량 상태를 사전 조정하는 새로운 분야이다.

돌발 차량 대응도 문제없어
지난 2011년 8월 BMW는 A9 Autobahn에서 지능형 소프트웨어와 비전 지원, 환경 감지 시스템을 포함한 BMW5 Saloon 완전 자동 주행을 시연했다. 이 프로토타입 시스템은 자율적으로 조향과 가속, 제동을 제어할 수 있으며, 저속 차량 통과 주행을 실행할 수 있다. BMW 기술자에 따르면, 고속도로 입/출구에서의 차량 대응이 가장 큰 과제이지만 프로토타입 시스템은 등장 차량이 교통 흐름에 순조롭게 합류할 수 있도록 자동으로 차선을 변경해 안전하게 진입할 수 있는 적절한 공간을 제공한다. 또한 위치와 주변 상황을 파악하기 위해 자동차 주변 환경을 모니터링하는 라이다, 레이다, 초음파 및 영상 카메라 등의 다양한 통합 센서 기술을 사용하며, 이 정보를 디지털 맵과 GPS를 결합해 자신의 차량에서 위치를 결정할 수 있다. 특히 고속도로의 차선 수를 포함한 앞 경로의 특성을 정확하게 수신할 수 있다. 이 정보는 차선 이탈 경고 시스템에 통합된 전방 주시 카메라 데이터로 보완되며 차량 전방 물체는 적응 순항 제어 시스템의 레이더 센서/스캐너로 감지된다. BMW 크리스티안-미하엘 그루버(Christian-Michael Gruber) AG 통합 안전 콘셉트 개발 책임자는 “BMW 시스템은 교통/차선 인식(사전에 스캔하기 위한)의 경우와 동일한 카메라 시스템을 사용해 예상 사고 발생 1.2초 전에 운전자에게 경고할 수 있다”면서 “충돌이 불가피한 경우, 충돌 발생 0.8초 전에 자동 제동 간섭을 적용할 수 있어 대부분은 속도를 줄여 충돌을 방지할 수 있다”고 말했다.

완전 자동화 프로젝트 진행
BMW는 자동화 주행 시스템 개발에도 전력을 쏟고 있다. 대표 시스템으로 BMW 트랙트레이너(TrackTrainer)/비상 정지 지원(Emergency Stop Assistant)을 꼽을 수 있다. 이 프로젝트의 시작은 2005년으로 거슬러 올라간다. 당시 첫 프로토타입이 마련되고 레이스 서킷에서 시험에 들어갔다. 따라서 이 프로젝트를 ‘트랙트레이너’라 불렀다. 이 프로젝트는 2단계에 들어갔다.

프로젝트에 투입된 차들에 사용하기 위해 2개의 시스템이 개발됐다. 비상 정지 지원 장치와 교통 체증 지원 장치가 그것이다.

비상 정지 지원 기능은 완전 자동화 차량의 미래 애플리케이션을 지원한다. 첫째는 운전자를 지원하는 것이고, 둘째는 운전자가 심장마비나 신체 이상이 발생할 때 차량을 완전히 제어할 수 있는 기능이다. 또한 작동 시 모든 종/횡 방향의 가이드 작업을 수행한다. 예를 들어 차량을 갓길로 이동해 정지시키기 전 차선을 유지하고 앞차와의 안전거리를 유지할 수 있다. 크리스티안-미하엘 그루버 개발 책임자는 BMW의 보행자 안전 시스템에 대해 “당사 콘셉트의 기존 카메라 시스템으로 도시 전체 시나리오를 커버할 수 있다”면서 “카메라 기반 시스템은 최대 60 km/h까지 제대로 동작해, 그 이상은 다른 센서와의 통합이 필요하다”고 말했다. 또한 “속도 범위를 확대하기 위해 카메라 시스템 및 레이더 센서의 결합을 고려하고 있다”고 말했다.

AEB, 향상된 안전성 제공
ADAS 프로그램을 구성하는 핵심 기술은 자율 비상 제동(Autonomous Emergency Braking, AEB)이다. AEB는 다른 차량 또는 보행자 등과 같은 전방 장해물의 충돌방지/완화를 위해 자동으로 브레이크를 넣는 충돌 방지 시스템이다. 이 기능은 차량 전방 센서에 의존해 도로 전방을 조사하고, 잠재적 교통 상황과 직접적인 장해물로의 위협을 예측할 수 있으며, 물체의 상대 속도, 궤적 및 위협 정도를 파악할 수 있다. 가령 운전자가 충돌 상황에서 무대응 시 센서가 이를 감지해 충돌 완화/방지를 위해 브레이크를 동작할 수 있다.

BMW는 영국 MIRA의 InnovITS Advance 시험장에서 시연을 통해 새로운 AEB 시스템에 대한 차량 문제 상황을 제공했다. 이 시연은 AEB 시스템이 가져다줄 수 있는 장점과 다양한 시험 환경을 통해 현재와 미래의 차량 및 보행자와의 충돌 방지 기술 기능을 선보였다. 이곳에서 BMW는 보행자 감지 및 자동 비상 제동이 가능한 추가 카메라 시스템 및 생산 단계의 적응 순항 제어(Adaptive Cruise Control), 충돌 경고 기능이 탑재된 5시리즈를 선보였다. 크리스티안-미하엘 그루버 개발 책임자는 “통합 안전은 미래 자동차의 핵심 기능으로 능동 및 수동 안전 간의 가장 중요한 목표”라며 “이러한 통합 안전 방식은 사고를 방지하고 완화할 수 있는 가능성을 높여준다”고 말했다. 또한 “충동 방지의 경우, 핵심 기능은 운전자를 루프에 유지하고 적절히 경고하는 것으로, 향후 통합 안전 시스템은 사용이 늘어 능동 및 수동 시스템의 추가 통합을 통해 향상된 안전성을 제공할 것”이라고 설명했다. 



BMW는 비상호출(Emergency Call) 기능으로 운전자의 생명을 구한 적이 있다. 이 운전자는 언덕 덤불에 갇혀 누구에게도 도움을 청할 수 없었다. 하지만 비상호출 기능이 자동으로 작동했다. 구조 서비스가 사고 장소에 도착했고 자동차를 찾으려 했으나 안타깝게도 발견할 수 없었다. 그러나 자동차와의 음성연결이 유지돼 운전자와 대화 끝에 헬리콥터로 그를 발견할 수 있었다. 이런 과정은 BMW 시스템이 작동하는 것을 직접 확인할 수 있는 최고의 피드백이다.
-크리스티안-미하엘 그루버(Christian-Michael Gruber) AG 통합 안전 콘셉트 개발 책임자

ADAS, 2018년 100만 대 이상 급증
프로스트 앤 설리번은 한국의 ADAS 보급률이 2011년 약 4.8%에서 2018년 약 75.7%까지 증가할 것으로 예상했다. 시장규모는 2011년 2,560만 달러에서 2018년 5억 960만 달러에 달할 것으로 전망했다. 프로스트 앤 설리번 한국지사가 발표한 ‘한국 ADAS 시장 분석 보고서(Analysis of the Advanced Driver Assistance Systems(ADAS) Market in South Korea)’에 따르면, 시스템 가격이 하락함과 동시에 고객 사이에서  ADAS에 대한 인지도가 높아져 2018년까지 50%의 연평균 성장률을 기록하며 출하량이 약 100만 여대에 달할 것으로 예측했다. 한국 ADAS 시장에서 차선 이탈 경보 시스템은 가장 인기 있는 시스템으로 2011년 ADAS 시장의 40% 차지했다. 스마트 주차 지원 시스템과 적응 순항 제어시스템은 각각 약 33.7%, 25%로 뒤를 잇고 있다. 또한 나이트비전 시스템과 사각지대 검출기는 약 23%를 차지했다. 최근 현대모비스가 한국 시장에 처음으로 ADAS를 도입했지만 유럽이나 미국 시장에 비해 매우 미미한 실정이다. 프로스트 앤 설리번 윤삼진 한국지사 자동차 사업부 연구원은 빠른 시일 내에 한국에서 ADAS 장착이 의무화될 것으로 내다봤다. 이에 OEM사와 서플라이어는 저가의 ADAS 기술을 개발하는 데 투자해야 한다고 지적했다. 또한 서플라이어는 단일 플랫폼에 대한 ADAS의 복합 기능을 통합할 수 있는 전문 기술을 개발해야 하는 숙제를 안고 있다고 덧붙였다.

앞으로 자동차 업체는 자신의 브랜드 이미지 향상과 정부 규정을 준수하기 위해 더 많은 자동차 모델에 ADAS를 탑재할 것이다. OEM사도 헤드램프와 같은 특정 기술에 대한 표준화를 면밀히 검토해 안전 시스템의 가치 향상 및 비용 절감에 중점을 둬 고객의 높아진 기대에 부응코자 노력할 것이다. 특히 자동차 생산업체들이 추가 옵션의 차별화로 ADAS에 대한  잠재 성장 가능성은 아주 높다고 볼 수 있다.  ES