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[2019 신년기획] 전장기술 발달로 자율주행 상용화 앞당겨
이승한 기자  |  nyus449@gyotongn.com
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승인 2019.01.04  
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- 초고속통신·고화질지도 기술 접목
- 기술 한계 극복하며 완성도 높여
- 올해 ‘레벨3’ 단계 초입 기술 기대
- “도로 인프라 등도 함께 갖춰져야”

   
▲ 지난해 여름 현대자동차는 대형트럭 엑시언트를 활용해 인천 등지에서 자율주행차 시범 운행에 성공했다.

[교통신문 이승한 기자] 지난달(12월) 10일, 경기도 화성 한국교통안전공단 자동차안전연구원에 세계 최초로 5G 통신망이 깔린 자율주행자동차 실험도시 ‘케이-시티(K-City)’가 들어섰다. 케이-시티는 고속도로·도심·주차장과 같은 실제 환경을 재현한 세계 최고 수준 자율주행차 시험장이다.

자율주행차는 4차 산업혁명을 대표하는 기술로 미래 모빌리티를 이야기 할 때 빠지지 않고 등장하는 미래 자동차 핵심 분야다. 미국 기술조사업체 내비건트 리서치(Navigant Research)는 자율주행차 관련 세계 시장규모가 2020년 210조원에서 2035년 1천300조원으로 급증할 것이라 전망했다. 글로벌 완성차 업체가 사활을 걸고 이 분야 시장 선점을 위한 기술개발에 나서고 있는 것도 잠재적 시장 규모가 워낙 방대하고, 미래 생존에 절대적인 영향을 끼칠 것이라 판단했기 때문이다.

자율주행차는 자동차 업계 전장 기술 척도로도 여겨진다. 아울러 5G 통신망과 같은 초고속 대용량 통신 기술도 중요하다. 현재 자율주행차와 도로 인프라가 실시간 통신으로 주변상황을 공유함으로써 차량에 장착된 관련 센서 한계를 극복하는 자율협력주행(C-ITS) 방식이 주목받고 있다. 국내 업계 또한 이에 대한 연구개발에 박차를 가하며 시장 선점에 뛰어든 상태다.

정부도 이런 점을 중요하게 보고 민관 협력을 강화하는 것은 물론 각종 지원을 위해 팔을 걷어 붙였다. 지난해 3월 국토교통부와 관련 업계가 합동으로 자율주행차 관련 다양한 분야 기업이 융합해 새로운 비즈니스 모델을 창출할 수 있도록 민관 협의체인 ‘자율협력주행 산업발전 협의회’를 발족했다. 협의회는 앞으로 자율협력주행 통신단말기·기지국 등의 장비를 조속히 상용화할 수 있도록 협력한다. 국토부는 자율주행차로 새로운 교통시스템을 구축해 교통사고와 교통체증을 줄이려는 목적으로 ‘케이-시티’ 인접지역에 4차 산업혁명 관련 지원 산업단지를 2021년까지 조성하겠다는 계획을 밝혔다. 자율주행차 기술개발 촉진을 위한 데이터 공유센터도 ‘케이-시티’ 내에 구축된다. 본격적인 데이터 공유를 위해 협의체도 발족했다. 자율주행을 위해서는 다양한 상황을 정확히 파악하고 대응하기 위한 데이터가 필수적이다. 지난해 11월 기준 국내에서만 자율주행차 53대가 시험운행에 나서고 있고, 합산 누적주행거리 48만km(잠정 집계)에 이르는 데이터가 축적된 상태다. 그런데 기업과 대학 등이 개별적으로 데이터를 축적하는 경우 시간과 비용의 중복투자는 물론, 데이터 절대량도 부족할 가능성이 있다. 데이터 공유센터는 이런 문제를 해결할 수 있다. 국토부는 올해에도 10억원을 투입해 공유용 데이터를 생산 제공하고, 데이터 표준화를 추진해 효율적인 기술개발을 유도할 계획이다.

글로벌 자율주행차 기술은 현재 ‘레벨2’ 단계에서 ‘레벨3’ 단계로 진화하고 있다. 레벨2 단계에선 운전자가 주행하는 상황에서 시스템이 가·감속과 같은 일부 특정 주행모드를 맡는다. 차간거리 유지와 차선유지, 자동주차 등과 같은 기술이 해당된다. 레벨3 단계에선 시스템이 주행을 담당하고, 운전자는 시스템 개입 요청에 적절히 대응하면서 차량을 제어하는 ‘조건부 자율’이 가능해진다. 고속도로에서 이뤄지는 자율주행이 대표적인데, 2020년 상용화될 전망이다. 미국 자동차공학회(SAE)는 운전자가 개입 요청에 적절히 대응하지 못할 경우에도 시스템이 작동하는 ‘고도 자율’ 단계인 ‘레벨4’와 모든 조건에서 시스템이 상시 운전을 맡는 ‘완전 자율’ 단계인 ‘레벨5’가 각각 2025년과 2035년 상용화될 것으로 예상했다.

글로벌 완성차 업계도 예측 가능한 주요 주행 시나리오 상에서 발생할 수 있는 변수를 조합해 실험을 진행하고 있다. 이를 통해 개별 상황에 적절히 대응할 수 있는 기술 개발은 물론 이슈별 개선 방안을 도출하고 있다. 국내에선 운전주체, 차량·장치, 운행, 인프라 4대 영역에서 30개 이슈가 발굴돼 이중 15개에 대한 조치가 2020년까지 이뤄진다.

국내 완성차 업체 가운데는 현대차가 가장 발 빠른 행보를 걷고 있다. 지난해 8월 현대차는 대형트럭 ‘엑시언트’로 인천항 인근 고속도로를 자율주행 하는 데 성공했다. 화물 운송용 대형트럭이 임시운행에 나서 성공한 것은 국내 관련 제도 도입 이래 처음 있는 일이었다. 현대차 자율주행 대형트럭은 레이더·라이다 등의 감지기를 장착했고, 정밀 도로지도를 기반으로 자율주행 안전성과 정확도를 높였다. 감지기만을 이용해 주행하는 것과 달리 정밀 도로지도를 활용하면 악천후로 인해 차선이 보이지 않더라도 안전하게 주행하는 것이 가능하다. 현대차는 자율주행 물류운송시스템 개발을 목표로 연구를 추진 중인데, 주로 인천항으로 가는 영동고속도로 또는 제2경인고속도로 등을 주행하면서 기술을 고도화할 예정이다.

자율주행 대형트럭 등장은 물류산업 전반 패러다임을 획기적으로 전환시킬 것이 기대된다. 물류는 과거 전통 산업 이미지를 벗고 자율주행, 사물인터넷(IoT), 모빌리티 기술 등과 결합해 미래 첨단 기술 산업으로 거듭날 것이 기대되는 업종 중 하나다. 특히 자율주행 기술은 4차 산업혁명 핵심 분야로, 물류 산업 최적화와 효율화를 꾀함으로써 물류 혁신 동력으로 작용할 전망이다. 실제로 자율주행 화물트럭이 상용화되면 교통사고율을 현저히 낮출 뿐 아니라 정해진 시간대에 정확한 운송이 가능해져 운영 효율을 극대화할 수 있다. 또한 자율주행 시스템은 최적 속도와 가속력을 유지하도록 설정돼 장거리 운송 원가 중 3분의 1을 차지하고 있는 연료비용을 절감할 수 있고, 배출가스를 감소시켜 대기환경 개선에도 일조한다. 더욱이 화물차 운전자 업무환경이 크게 개선돼 고된 장거리 운전 업무에 대한 기피 현상도 사라진다. 물류 업계에서는 선두 차량 이동구간을 뒤 따르는 차량이 그대로 추종함으로써 안정성을 높이는 군집주행 기술에도 많은 기대를 걸고 있다. 현대차는 2020년 이후 대형트럭 군집주행 기술 확보를 목표하고 있다.

자율주행 핵심 기술을 선도하기 위해 스타트업과 협업도 강화되고 있다. 현대차는 최근 레이더(Radar) 전문 개발 미국 스타트업 ‘메타웨이브(Metawave)’에 투자를 단행하고 미래 자율주행 기술 선도를 위한 글로벌 협업 체계를 구축했다. 현대차는 메타웨이브에 대한 투자를 통해 자율주행 기술 ‘눈’에 해당하는 첨단 레이더 기술을 공동 개발하는 계기를 마련한다. ‘미국판 모빌아이’로 불리며 급성장 중인 메타웨이브는 2017년 실리콘밸리에 설립돼 자율주행차용 레이더와 인공지능을 전문적으로 개발하고 있는 스타트업이다.

레이더는 전자기파를 물체에 발사시켜 반사되는 파장을 수신해 물체와 거리·방향 등을 파악하는 장치로, 카메라·라이다와 함께 자율주행차 센싱(Sensing) 기술 핵심 요소다. 레이더는 카메라와 달리 주야간, 기상 상태 등 외부 운행 조건에 영향을 받지 않고 자율주행차가 주변 사물을 정확히 감지하면서 안전하게 달릴 수 있도록 도와준다. 현대차는 이번 투자를 시작으로 메타웨이브와 적극적인 협업을 모색함으로써 자율주행차 핵심 기술인 센서 부품에 대한 기술 내재화를 실현한다는 계획이다. 현대차는 이밖에도 자율주행 차량용 센서 및 인지 기술 확보를 위해 인텔-모빌아이와 협력하고 있고, 지난해 1월에는 미국 스타트업 ‘오로라’와 협업에 나섰다.

차량용 센서 시장은 차량 지능화 추세가 급속도로 진행되면서 큰 폭 성장세를 나타내고 있다. 시장 조사업체 ‘욜 디벨롭먼트(Yole Developpment)’에 따르면 2016년 전 세계 차량용 센서 시장은 110억 달러 규모였지만 매년 평균 13.7% 성장하면서 2022년 230억 달러 규모로 성장할 것이 예상되고 있다. 이중 차량용 카메라 시장은 22억 달러에서 77억 달러로, 레이더 시장은 25억 달러에서 62억 달러로 각각 성장하는 등 두 부품이 센서 시장을 견인하는 양대 축이 될 전망이다.

쌍용차는 자율주행차 핵심 기술인 고정밀지도(HD맵) 개발을 위해 SK텔레콤 및 글로벌 지도 서비스 업체 히어(Here)와 상호 협력 양해각서(MOU)를 체결했다. MOU 체결에 따라 쌍용차는 HD맵을 활용한 소프트웨어 등 차량 내부 시스템을 개발한다. 르노삼성차도 지난해 국내에서 자율주행차 임시운행 허가를 받았다. 이에 따라 한불 공동 자율주행시스템 개발 프로젝트 일환으로 공도에서 시험 주행이 이뤄지고 있다. 이밖에 수입차 업체로 아우디가 자율주행 임시운행 허가를 취득해 국내 도로에서 시범 주행에 나서고 있다.

기술이 고도화되고, 실제 도로에서 시범 주행이 늘면서 이에 따른 문제도 많아지고 있다. 자율주행차 시범운행에 적극적인 ‘우버’와 ‘테슬라’는 주요 시범운행 지역에서 잇달아 사고를 일으켰다. 최근 대만에서는 야간에 자율주행 중이던 테슬라 전기차가 경찰차를 들이받는 사고를 냈다. 세계 최대 차량 호출 서비스 업체 ‘우버’는 지난해 3월 미 애리조나주 피닉스 인근 도시 템페에서 자율주행차 시험주행을 하다 자전거를 끌고 길을 건너던 50대 여성을 치어 숨지게 했다. 사고 직후 우버는 미국 내에서 모든 자율주행차 시험 운행을 중단했다가 9개월 만에 재개했다. 우버의 경우 레벨3 단계와 4단계 중간 수준 자율주행 테스트를 진행하던 중으로 알려졌다. 서울에서는 지난 12월 반자율주행 차량이 사고를 냈다. 최근 출시된 차량으로 차량 속도를 일정하게 맞춰주고 차선이탈을 막아주는 자율주행 기능이 탑재돼 있었는데, 운전자가 탑재 기능을 믿고 순간 방심하면서 사고 상황을 막지 못했다.

기술 발전에도 불구하고 여전히 야간이나 역광을 받을 때 또는 안개나 눈·비와 같은 악천후에서 자율주행 기능이 작동 안 될 가능성이 제기되고 있다. 정부가 2020년 사람 대신 차량 시스템이 알아서 주행하는 상황에 대비한 교통법규를 마련할 방침이지만, 기술적 선행 진보가 이뤄지지 못할 경우 자율주행 상용화에 어려움을 겪을 수 있다. 무엇보다 자율주행 차량에 적용된 각종 센서를 보조할 수 있는 도로 인프라 구축도 절실하다는 지적이다.

업계 관계자는 “자율주행 차량 개발 못지않게 악천후에도 차선 등을 인식할 수 있게 도로와 관련 인프라를 개선하는 것도 중요한 과제인데, 이는 엄청난 비용과 시간이 필요해 기술 개발에 보조 맞추기 힘들 것”이라며 “정부가 자율주행 기술 개발에 공을 쏟는 것 못지않게 정밀지도 구축은 물론 자율주행 차량에 적합한 차선과 표지판 등의 인프라 마련에도 신경을 써야한다”고 말했다.

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