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4차 산업의 핵심 '스마트 자동차'...글로벌 업체들, 2030년 완전자율주행 상용화 기술 개발 추진

[뉴스비전e 이진구 기자] 스마트 자동차는 자율주행시스템 기술의 발전으로 전세계에 혁신적인 파장을 불러 일으키고 있다.

이미 국내의 경우 2017년 7월을 기준으로 총 20대의 자율주행자동차가 국토부로부터 임시자율주행 면허를 취득했으며, 구글자동차는 2016년 말 기준으로 총 50여대의 자율주행자동차가 도로를 누비고 있다. 국내외 완성차 업체들은 2017년 미국자동차공학회 기준 자율주행 3~4단계의 자율주행자동차를 이미 시장에 출시하고 있다.

이들 업체들은 2020년에 한층 더 개선된 자율주행자동차 상용화를 계획하고 있으며, 2030년경에는 자율주행 5단계의 완전자율주행자동차 상용화를 목표로 기술 개발을 추진 중이다. 

스마트 자동차의 자율주행 단계를 미국도로교통안전국(NHTSA)에서는 0~4 단계로 제시했고, 미국 자동차공학회(SAE)에서는 마지막 단계를 좀 더 세분화해 0~5단계로 구분했다.

자율주행 0단계는 모든 주행시간 동안 운전자가 차량의 모든 제어(제동, 조향, 가속 등)를 책임지고 주행하며 안전주행시스템으로부터 안전관련 경고정보 등을 참고해 주행하는 것을 포함한다.

자율주행 1단계는 이벤트 발생 시 자율주행시스템이 횡축 또는 종축 차량제어 중 하나를 수행하며 운전자의 주행 부담을 덜고 보다 빠르게 이벤트에 대체하도록 돕는다. 예를 들어, 조향제어 없이 긴급제동 만을 수행하거나 또는 제동 없이 차선 유지를 위해 조향 제어 만을 수행하는 경우가 이에 해당된다.

자율주행 2단계는 이벤트 발생 시 자율주행시스템이 적어도 두 가지 이상의 차량제어 기능을 수행하여 운전자의 안전주행을 돕는다. 차선을 유지하며 적응적 순항제어 기능을 사용하는 경우 조향제어와 가감속 제어가 동시에 이루어지므로 이에 해당된다.

자율주행 3단계에서는 특정한 교통 조건 및 상황에서 차량의 모든 제어를 자율주행시스템이 맡아서 수행하고 얘기치 못한 돌발상황이나 자율주행시스템의 한계를 벗어나는 경우 운전자는 차량제어 권한을 돌려 받아 주행한다. 이때 주행권한의 천이는 충분한 여유를 가지고 수행된다. 구글자동차나, 테슬러 그리고 지엠사가 자율주행 3단계의 자동차들을 시장에 출시하고 있다.

자율주행 4단계는 자율주행시스템이 모든 주행시간 동안 안정적인 차량의 제어를 관장하며 운전자는 단지 목적지 입력만을 필요로 하는 것으로 정의하는 것이 미국도로교통안전국의 정의이다. 그러나 미국자동차공학회(SAE)에서는 제한적인 운행환경조건을 추가했다. 즉, 특정한 속도, 지형/지물, 주행도로 등의 조건에서 가능한 단계로 제한하는 것이다. 이러한 특정조건 없이 자율주행이 가능한 단계를 미국자동차공학회에서는 자율주행 5단계로 정의한다. 이러한 단계에서는 차량 내 운전자나 탑승자가 존재하지 않는 무인차량의 의미를 포함한다. 

미국은 자율주행자동차의 선두주자로 세계적인 이목을 이끌었던 2012년 네바다주 세계 최초 무인자동차 면허취득을 시작으로 2016년 말 기준 총 55 대의 자율주행자동차를 확보하고 있다.

자율주행자동차의 상용화와 서비스를 위해 웨이모(Waymo)를 설립하고 세계 최초 완전자율주행 시연과 자율주행 시범 서비스 등을 준비하며 무인자동차 시장을 노리고 있다.

현재 양산 수준으로 시장에 출시되고 있는 테슬라(Tesla) 모델 3와 지엠(GM) 볼트이브이(Bolt EV) 등은 주문생산과 시험운행에 돌입했다. 이들 기술은 운전자가 탑승한 조건에서 자율주행이 가능한 자율주행 3단계의 기술을 제공하며 한번 충전으로 최대 320km 까지 주행이 가능하다.그 외 포드(Ford)나 자동차 부품업체 등에서도 자율주행자동차 개발에 박차를 가하고 있다.

유럽의 오랜 자동차 개발 역사를 가진 벤츠는 2015년 세계 최초 자율주행자동차 상용화에 성공하면서 시장에 입지를 다지고 있으며, 2013년에 인텔리전트 드리이브 기술을 적용한 S 클래스에 이어 2017년에는 더욱 기술이 발전된 주행안전보조 시스템을 탑재한 E 클래스를 출시하고 있다.

벤츠의 자율주행자동차에 탑재된 다양한 능동조향보조기능은 운전경로 정보, 주변 표지판과 사물 인식을 통해 능동적으로 차량의 속도와 조향제어를 수행하며 실시간 안전정보 취득을 위해 차량용 근거리 통신장치도 제공한다.

벤츠 자율주행 자동차 <사진 / 벤츠 홈페이지>

BMW는 뉴 7 시리즈를 출시하면서 자율주행자동차 시장을 함께 공략하고 있으며 2021년까지 상용화 계획을 발표했다. BMW의 New 7 시리즈의 가장 큰 특징은 동작인식 기능, 리모트 컨트롤을 통한 원격주차 그리고 태블릿 장치를 활용한 터치 커맨드 등의 편의기능 등을 들 수 있다.

아우디 업체도 2017년 세계 최초 자율주행 3단계 상용화에 성공하였으며 볼보와 함께 2020년까지 자율주행자동차 상용화를 계획하고 있다. 자동차 부품업체인 보쉬는 엔비디아와 함께 공동연구 체결을 통해 인공지능이 탑재된 자율주행 시스템 개발을 발표하고 경쟁력과 차별성을 확보하고 있다.

일본의 주요 완성차업체인 도요타, 닛산 그리고 혼다는 자율주행자동차 상용화 시점을 세계시장과 나란히 하기 위해 적극적인 자율주행자동차 개발 및 투자를 하고 있다.

Toyota Concept i <Toyota Home Page>

도요타는 컨셉트아이(Concept-I)라는 자율주행시스템 컨셉트 자동차를 발표한 데 이어 자율주행 4단계에 해당하는 실험차량 개발에 성공하면서 도쿄 올림픽이 개최되는 2020년까지 자율주행자동차가 공용도로를 달리는 것을 목표로 연구 개발을 추진 중이며 법 개정을 추진하고 있다.

혼다는 2014년 첫 자율주행자동차를 전시한데 이어 2020 년까지 고속도로를 주행하는 자율주행자동차를 개발하고, 2025년까지 일반도로에서도 주행이 가능한 기술까지 확보할 계획이다.

닛산은 2016년에 자율주행자동차인 프로파일럿 개발을 계기로 2017년에 유럽에서 도로주행 실험까지 완료했으며 자율주행 4단계까지의 기술을 2020년을 목표로 개발 중에 있다.  

이진구 기자  newsvision-e@hanmail.net

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