[ 자동차 산업의 혁명과 기술, 자율주행차 ]

분류없음 2019.07.31 23:23

| 자동차 산업의 혁명

미국의 자동차 회사 포드는 생산공정에 컨베이어 벨트를 도입하여 미국에서 자동차 소유가 보편화될 수 있는 결정적인 역할을 했다. 이것이 자동차 산업에 있어서 첫 번째 혁명이었다. 21세기 우리는 또 다른 혁명을 앞두고 있다. 자동차 시장의 동향이 바뀌기 시작하면서 IT 관련 기업과 자동차 업체의 연계성이 강조되고 있다. 구글의 자율주행차 사업을 이끌고, 인공지능(AI)의 아버지로 불리는 세바스찬 스런은 “머지않아 IT기업이 자동차 산업 피라미드의 정점에 오를 것”이라고 말했다. 이처럼 IT기업 그리고 통신 업체까지 자동차 산업에 큰 관심을 두고 있고 투자를 진행하고 있다. 소프트웨어 기업의 모빌리티 기술 개발과 자동차 제조 기업의 기술 개발이 같이 이루어지는 것이 중요하다. 그 핵심은 자율주행차(Autonomous Car)다. 운전대가 없거나 인공지능이 스스로 충전소를 찾아가는 등 자율주행차가 현실화되고있다. 아래 사진은 ‘2017 프랑크 푸르트 모터쇼’에서 아우디가 보여준 자율주행차다.

출처 : HMG 저널

또한 2016년 화제가 되었던 드라마 ‘태양의 후예’에서 짧은 순간이지만 운전대를 잡지 않고 데이트하는 장면이 등장했고 엄청난 화제가 되었었다. 이 기술은 LKAS(Lane Keeping Assist System)로 차선 유지 시스템이다. 자동차가 자동으로 흰 선이나 중앙선을 감지해서 벗어나지 못하게 한다. 완벽한 자율주행차의 모습은 아니지만, 센싱기술 등 기술적 혁신이 일어나고 있음을 실감할 수 있다.

아래 표는 완전 자율주행차 보급률 전망을 보여준다. 2025년까지는 부분 자율주행차가 신차 판매 대수 중 10%이다. 하지만 10년 후인 2036년에는 자율주행차의 비율은 24.8%로 증가하고 그중에서도 완전 자율주행의 비율이 9.8%를 차지한다. 이처럼 자율주행차의 보급률은 계속해서 증가할 것으로 예측된다.

 


 

| 자율주행차의 핵심기술

1) V2X (Vehicle to Everything) 무선 차량 통신 기술

아우디, 포드, 현대와 같은 OEM 기업의 주요 관심 사항이 바로 V2X 기술이라고 한다. V2X 기술이 무엇이길래 많은 기업이 주의 깊게 보는 것일까? V2X는 차량 간 통신(V2V), 차량과 도로 인프라 간 통신(V2I), 차량과 모바일 기기 간 통신(V2N)을 모두 포함하는 기술이다. 이 기술은 데이터 수집과 제공 체계의 범위를 계속해서 확장하며, 스스로 다른 차를 피해 달려야 하는 자율 주행을 가능하게 한다. 도로 위에서는 아주 짧은 시간이라도 한눈을 팔게 되면 사고가 발생한다. 따라서 자율 주행이 가능하려면 주변의 다른 차들과 도로의 인프라와 '지속적'으로 '끊임없이' 통신할 수 있어야 한다. 이것을 가능하게 하는 기술이 바로 V2X이다.

V2X를 통해서 교통 정보나 상황, 위험성 등을 제대로 처리할 수 있게 된다. 또한 개인의 모바일 기기와 차량 간 통신도 가능하기에 자동차 관리 역시 수월해진다. 관리가 쉬워진다는 말은 차량 운행이나 고장 등 차량에 대한 정보가 개인에게 바로 전달될 수 있는 뜻으로 안정성도 향상된다.

하지만 이 기술 역시 상용화되기에는 아직 한계점이 존재한다. 바로 차 한 대에만 적용되는 것이 아니라 다른 차량과 도시의 인프라에도 이 기술이 필요하다는 것이다. 또한 개인의 데이터가 통신될 수 있기에 프라이버시 침해의 문제점 역시 우려된다.

현재 V2X 기술 연구가 국내에서도 한창 이루어지고 있다. 한국은 개인 단말기 보급률이 높기에 정보 수집과 제공 범위를 넓혀 개인 맞춤형 정보를 제공하는 데 초점을 두고 있다고 한다. V2X를 더 확대하기 위해 단거리 통신보다는 고속 셀룰러, 네트워크 기반 셀룰러 V2X(C-V2X) 방식이 적용될 것이라고 한다. 포드는 2022년까지 출시되는 모든 차에 C-V2X를 적용한다고 발표했다. 일본의 닛산자동차는 운전자의 주변 환경을 360도 시각화해 개선할 수 있는 VR 기반 운전자 인식 시스템(I2V_Invisible to Visible) 개념을 발전시켰다고 한다. 이 기술은 운전자의 시각적 한계를 뛰어넘는 보조적 기술로 평가된다.

※ 셀룰러 : 셀(cell) 구성을 갖는 이동통신망.

2) 빅데이터 

자율 주행의 핵심인 인공지능(AI) 기술이 성장할 수 있던 이유는 빅데이터 때문이다. 몇 초 사이 발생하는 많은 양의 데이터를 학습함으로써 기계가 지능을 가지는 시대가 되었다. 빅데이터를 통해서 인간은 불확실한 여러 가지 현상들에 대한 인사이트를 얻을 수 있다. 또한 트렌드의 패턴 분석 및 미래 사회에 대한 전망도 가능하게 된다. 기업의 입장에서도 빅데이터는 큰 역할을 한다. 소셜 니즈 분석 및 평판, 신용 분석 등 트렌드 변화를 분석하고 그 속에서 가치를 찾을 수 있어서 경쟁력을 확보하는 수단으로 활용된다.

자율 주행은 방대한 양의 데이터를 빠른 시간 안에 분석하는 것이 필수적이다. 도로 위에서의 판단은 '초'를 다루는 문제이기에 더 빠른 상황 판단력, 대처능력이 필요하다. 교통 정보, 주차 공간, 다른 변수는 없는지 다양한 정보가 필요하다. 이를 가능하게 하는 것이 빅데이터고 자율 주행에서는 빠질 수 없는 기술이다.

일본의 경우 빅데이터를 잘 활용하고 있다. 일본 국토교통성은 노변 장치(ITS Spot)를 통해 수집된 자동차 운행 정보를 분석해 '도로 위험지역'을 파악하고 있다. 이를 통해 혼다는 자동차에서 수집된 GPS 데이터를 연계 및 분석하여 지진과 같은 자연재해 위험 지역 탈출 경로와 복구 차량 운행 지원을 하고 있다. ITS는 앞서 말한 V2X 기술을 이용하여 서로 협력하는 지능형 교통 체계이다. 미국의 포드는 'My Ford'라는 앱을 개발하고 이를 통해 수집한 운행 데이터를 통해 차종에 따른 맞춤형 운행 정보를 운전자에게 제공한다. 보험사에서도 이를 활용한 맞춤형 보험 상품을 설계하고 있다. 영국의 아이바 생명은 차량 운행 기록 장치를 통해 수집한 데이터를 분석해서 운전자 성향을 분석하고 맞춤형 보험 상품을 추천하고 있다.

3) VIT (Vehicle Information Technology)

VIT는 IT 기술과 자동차 제조기술의 융합을 뜻한다. 앞서 말했지만, 기술의 지능화로 자동차 산업과 IT 산업의 경계가 허물어지고 있다. 자동차 원가에서 IT 부품이 차지하는 비중이 2010년 35%에서 2030년 50%로 15%나 증가할 전망이다. 차량 내에서 인터넷을 이용하고 싶은 소비자의 니즈가 반영된 것이며, VIT 기술은 위치정보와 무선통신 네트워크를 통해 정보오락 서비스(인포테인먼트, Infortainment) 서비스를 가능하게 한다. 이 기술은 연결 웨어러블 기기, 차량 전용 스마트폰 앱, 자동차용 OS(운영체제) 등에서 나타난다. 특히 웨어러블 기기는 차량의 도어 잠김 여부 및 주유량, 주차 위치 등을 확인할 수 있는 수단이며 원격 시동, 차량 내부 온도 조절 등이 가능해 차량 준비에 드는 시간도 절약된다.

4) ADAS (Advanced Driver Assistant System) 첨단 운전자 보조 시스템 

이 기술은 모빌아이(Mobileye)가 최초로 개발한 시스템이다. 자동차의 안전성과 효율성을 높이는 시스템이다. 이 시스템의 핵심은 바로 센서(Sensor)다. ADAS는 인지, 판단, 제어로 구성되는데 인지는 장애물, 교통신호, 도로 표지판 등을 센싱 및 인식하는 것이다. ADAS는 '적응형 크루즈 컨트롤'이라는 교통 환경에 따라 속도를 조절할 수 있는 기능을 중심으로 발전하고 있다. 또한 '자동 긴급 제동(AEB), '차선이탈 자동 복귀(LKA)', 차선이탈 경고(LDW)', '전방 충돌 경고(FCW)' 등의 기능 역시 가지고 있다.

ADAS의 센서는 카메라, 레이더, 라이다로 나뉜다. 카메라를 통해 교통 표지판 인식, 차선 이탈, 사각지대 등을 판단할 수 있기에 이 시스템의 기본이 되는 센서이다. 레이더는 전자파를 쏘고 돌아오는 반사파를 이용해 물체와의 거리, 방향, 속도 등을 파악하는 센서이다. 전자파를 이용하기 때문에 밤낮을 구별하지 않고 안정적으로 측정할 수 있다. 라이다는 고출력의 펄스 레이저를 이용해 거리 정보를 획득하는 점에서 레이더와 차별점이 존재한다. 라이더 센서는 1초에 수백만 번의 광선을 쏘기 때문에 3D로 시각 정보를 재구성할 수 있게 된다. 이 세 가지 센서는 각각 장단점이 뚜렷하게 나타난다. 따라서 현재 장점들을 최대한 반영한 통합 센서 개발에 노력을 기울이는 중이다.

그리고 차량의 외부를 센싱하는 것도 중요하지만, 최근 센서 관련 스타트업들은 차량 내부 센싱에 초점을 맞추고 있다. 차량 내부를 모니터함으로써 운전자 및 승객의 데이터를 축적하기 시작한 것이다. 이 센서를 통해 운전자의 피로 및 산만함을 감지할 수 있다. 운전자의 동공 확장, 눈의 열림 및 눈의 깜빡임 속도, 시선 방향 등을 센싱하여 운전자의 운행을 보조하는 역할을 한다.

 

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