고속도로상에서 차선 변경이나 분기로 진입을 자동차가 스스로 하는 세상(2019년 예정).

일단 고속도로에 진입하면 운전자의 개입이 전혀 없이 목적지까지 갈 수 있는 자동차 양산(2022년 예정).

국내 대표 자동차 부품 회사 현대모비스가 그리고 있는 미래다. 현대모비스는 고속도로상에서 차선 변경이나 분기로 진입이 가능한 레벨2 고속도로주행지원기술(HDA2)을 확보, 양산을 앞두고 있다. 2022년에는 ‘완전자율주행’의 바로 아래 단계 기술력이 탑재된 자동차를 제작할 계획이다. 철저한 준비를 통해 다가오는 ‘자율주행차 시대’를 이끌어 나가겠다는 구상이다.

레벨3·레벨4 자율주행, 먼 미래 얘기 아니다

현대모비스는 고속도로상에서 차선 변경이나 분기로 진입이 가능한 레벨2 고속도로주행지원기술(HDA2)을 이미 확보했다. 올 2019년 양산을 준비 중이다. 2020년에는 고속도로상에서 운전자 개입이 필요 없는 ‘레벨3’ 이상의 자율주행기술을 개발하고 2022년 상용화를 목표로 하고 있다. 이미 기술 개발이 완료된 V2X와 DAS 센서를 융합한 C-DAS 기술은 2020년께 제품 출시가 예상된다.

주행 자동화 레벨에서 ‘레벨0은’ 위험경고, ‘레벨1’은 주행보조, ‘레벨2’는 운전자 판단 하의 주행 자동화, ‘레벨3’은 부분 자율주행, ‘레벨4’는 완전 자율주행을 의미한다. 현대모비스는 고속도로주행지원시스템(HDA2) 기술 개발과 고속도로 자율주행시스템 상용화 등을 위해 힘을 쏟고 있다.

레벨3 자율주행기술은 HDA2 시스템 발전을 토대로 인지, 측위, 제어 등 자율주행을 구성하는 각 요소 기술들이 완전 자율주행에 조금 더 가까워지는 단계로 볼 수 있다. 따라서 시스템의 기계적 오류를 방지하기 위한 기술의 고도화가 무엇보다 중요하다는 게 전문가들의 중론이다.

우선 인지 측면에서 레벨3 자율주행차는 전방 레이더, 후측방 레이더, 라이더, AVM, 카메라 등 다수의 센서로 차 주변 360도를 인식하게 된다. 레벨3 단계에서는 탑승자의 안전을 위해서 매우 정밀한 센서 인지 능력이 요구된다. 하나의 센서가 오작동을 일으켰을 때 다른 센서가 커버할 수 있도록 다수의 센서가 적용되는 것이다. 보통 레벨2 단계에서는 레이더 5개, 카메라 1대 정도로 자율주행이 이뤄지지만 레벨3에서는 정확도를 높이기 위해 라이더와 AVM(어라운드뷰 모니터링)이 추가되고 카메라도 다수가 장착되는 방향으로 기술 개발이 진행되고 있다.

센서로 차량 주변 환경을 인식하게 되면 고정밀 맵과 매칭해 달리고 있는 차량의 도로상 위치를 정확히 파악하게 된다. 이런 인지, 측위 데이터가 모아지면 통합 ECU가 이를 종합적으로 판단해 차선을 변경할 것인지, 분기로로 나올 것인지, 앞차를 추월할 것인지, 가감속을 할 것인지 등의 주행 전략을 결정하게 된다.

HDA2는 현재 일부 차량에 양산 적용되고 있는 ‘고속도로주행지원시스템’의 성능을 업그레이드한 기술이다. 현행 HDA1 시스템은 고속도로에서 차선을 유지한 채 앞차의 궤적을 그대로 따라가도록 했다. 차선 변경이나 분기로 진입 등은 운전자가 수동으로 해야 한다. 센서 인지 범위의 한계로 자율주행 중 갑자기 끼어드는 차량에 대한 대응도 늦은 편이다.

반면 HDA2 시스템은 고속도로 자율주행 시 운전자가 방향 지시등만 켜주면 차 스스로 차선 변경이나 분기로 진입, 본선 합류가 가능한 것이 특징이다. 전·측방에 레이더를 추가로 장착해 갑자기 끼어드는 차량이 있을 경우 속도 제어를 통한 빠른 대응이 가능하다는 장점도 있다.

이렇게 되면 센서 미인지로 인한 주행 중 급제동을 방지할 수 있다는 게 업체 측의 설명이다. 기존 HDA1 시스템의 센서 커버 범위는 전방과 후방인 데 반해 HDA2는 센서 개수를 늘려 차량 주변 360도 커버가 가능하다.

“2020년까지 레벨3 자율주행 플랫폼 개발”

현대모비스는 또 2020년까지 레벨3 이상의 고속도로 자율주행시스템 기술을 확보하고 2022년 상용화를 목표로 하고 있다. HDA2보다 진화한 이 시스템은 운전자의 개입 없이 고속도로 자율주행이 가능한 기술이다.

이 단계에서는 차량 주행의 주도권이 ‘운전자’에서 ‘시스템’으로 넘어오기 때문에 탑승자의 안전을 위해 고성능 센서와 고정밀 맵을 통한 정교한 인지와 측위, 제어 기술이 필요하다. 현대모비스는 이러한 기술을 담을 수 있는 통합 ECU(자율주행 플랫폼) 기술 개발을 2020년까지 완료할 계획이다.

이와 함께 현대모비스는 V2X와 DAS센서를 결합한 C-DAS 기술도 개발 중이다. ‘C’는 주변 차량, 신호등 같은 교통 인프라와 상호 통신하는 V2X의 ‘연결성(Connected)’을 의미한다. C-DAS는 센서 기반 자율주행 시스템을 보완하는 역할을 할 것으로 기대된다.

전방 차량 급제동 경고, 교차로 좌우 접근 차량 충돌 위험 경고, 안전한 추월 여부 판단, 차선 변경 위험 경고 등이 V2X의 주요 기술 개발 방향이다. 현재는 V2X를 통한 차량 간 경고 기능 위주로 개발되고 있지만 향후에는 기존 레이더, 카메라 등의 센서와 융합해 차량 제어까지 가능할 것으로 전망된다.

현대모비스가 지금까지 양산에 성공한 자율주행 관련 기술에는 차간거리유지(SCC), 차선유지지원(LKAS), 후측방경고(BSD), 긴급제동(AEB), 반자동주차지원(SPAS) 등이 있다. 현재 레벨3 자율주행 기술 개발에 힘을 쏟고 있는 가운데, 2025년 이후에는 ‘레벨4’에 해당하는 완전자율주행이 가능할 것이라는 게 현대모비스 측의 예상이다.