손 놓고도 車가 스스로 주행… 이게 바로 '레벨4' 수준

-현대차그룹-오로라 '자율주행 기술' 동행… 단계별로 살펴보니

글로벌 자동차 시장에서 '자율주행' 기술을 두고 경쟁이 갈수록 치열해지고 있다. 자율주행 기술은 미래 자동차산업의 생존 경쟁에 있어 필수이기 때문이다. 이로 인해 자동차 제조업체와 관련 부품 업체는 물론 삼성전자, LG전자, 구글, 바이두와 같은 자동차 영역 밖의 업체들까지도 자율주행 기술 개발에 앞다퉈 뛰어들고 있다. 특히 전략적인 협업을 통해 경쟁력 확보에 나서고 있는 실정이다.

현대자동차그룹이 미국의 자율주행 전문 기업 오로라와 오는 2021년까지 레벨4 수준(미국 자동차공학회(SAE) 기준)의 도심형 자율주행 시스템 상용화 기술을 공동 개발하기 위해 새로운 동맹을 구축하는 것 역시 그 일환이다.

양사가 목표하고 있는 레벨4 수준의 자율주행 단계는 운전자 개입 없이도 차량 스스로 주행이 가능한 단계다. 운전자가 돌발상황에 대한 주의를 기울이는 조건만 있을 뿐 사실상 완벽한 자율주행 수준에 가깝다.

현대자동차그룹이 미국의 자율주행 전문 기업 오로라(Aurora)와 오는 2021년까지 스마트시티에서 레벨 4 수준(미국 자동차공학회(SAE) 기준)의 도심형 자율주행 시스템 상용화를 위한 공동 개발에 나선다. 양사는 3년 이내에 업계가 도달할 수 있는 최고 수준의 자율주행 기술을 우선적으로 구현, 상용화한다는 목표다. 사진은 지난해 CES에서 아이오닉 EV 기반의 자율주행차를 통해 라스베이거스 도심에서 자율주행을 하고 있는 모습이다[사진=현대차 제공]

◆인지·판단·제어기술 기반으로 완전자율주행까지 '0~5단계' 구분

일반적으로 자율주행 자동차의 핵심이 되는 자율주행 기술, 즉 운전자 보조 시스템(ADAS)은 크게 인지, 판단, 제어 등 세 분야의 기술로 구성된다.

차량의 자율주행은 △카메라와 레이더, 초음파 등의 센서를 통해 상황을 인식하고 △전자제어 시스템(ECU) 등에서 그 상황에 대한 정보를 판단한 후 △가·감속, 조향, 제동 등으로 차량을 적절하게 제어함으로써 이뤄진다.

이 중 인지는 센서나 카메라를 통해 환경을 인식하는 것으로, 사람에 비유하자면 눈에 해당한다. 반면 판단은 인간의 두뇌에 비유할 수 있으며, 컨트롤러를 통해 신호를 처리하거나 주변상황에 따라 차량의 거동을 결정한다. 마지막으로 제어는 인간의 혈관이나 근육·신경계에 해당하는 것으로, 속도를 조절하거나 방향 제어·제동 등 직접적인 움직임을 관할한다.

주행상황을 인식하는 센서 기술의 고도화가 자율주행 기술의 핵심이라고 할 수 있지만 정보를 판단하는 전자제어 시스템과 실제 차량의 움직임을 제어하는 조향·제동 장치 등이 어떠한 돌발 상황에서도 서로 유기적으로 작동할 수 있어야만 진정한 자율주행이 가능할 수 있다.

이러한 자율주행 기술은 자율화된 수준에 따라 0단계에서 5단계까지 총 6단계를 거쳐 발전·전개된다.

이 중 3단계에서 4단계로 넘어가는 것이 업계에 주어진 가장 힘든 도전이라고 볼 수 있다.

3단계(Level3, Conditional Automation)는 부분 자율주행 단계로, 이 단계에서는 운전자의 조작 없이도 목적지 경로상 일정 부분의 자율주행이 가능하게 된다. 즉, 도심에서는 교차로나 신호등·횡단보도 등을 인식해 자동으로 차량을 제어하고, 고속도로에서는 일정 구간의 교통흐름을 고려해 자동으로 차선을 변경하고 끼어드는 식이다. 

4단계(Level4, High Automation)는 운전자가 정해진 조건에서 운전에 전혀 개입하지 않고, 시스템은 정해진 조건 내 모든 상황에서 차량의 속도와 방향을 통제하는 등 적극적인 주행을 하게 된다.

최종 5단계(Level5, Full Automation)는 처음 시동을 켠 후 목적지에 도착해 주차가 완료되는 시점까지 사실상 완전한 자율주행이 가능하게 된다.

◆ 현대차그룹, 자율주행차 개발에 역량 집중

현대차그룹은 미래 자동차 기술의 핵심 영역으로 일컬어지는 자율주행차 개발을 위해 전사적인 역량을 집중하고 있다. 오는 2030년에는 완전 자율주행차를 상용화하겠다는 목표다. 이를 위해 현대·기아차는 기술 경쟁력 제고 및 시장 선점을 위해 연구개발 조직을 혁신하고 첨단 인프라 구축에 대한 투자도 지속적으로 확대해왔다.

현대·기아차는 2015년 말 미국 네바다주로부터 투싼 수소전기차와 쏘울EV의 자율주행 운행 면허를 취득했고, 이듬해 아이오닉 자율주행차에 대해 자율주행 운행 면허를 획득했다. 그해 3월에는 한국 정부로부터 자율주행 시험 운행 허가를 국내 업체 최초로 취득하고 본격적인 테스트를 진행하고 있다.

특히 현대·기아차의 자율주행 기술 경쟁력은 지난해 열린 CES에서 아이오닉 기반의 자율주행차가 라스베이거스 도심 주야 자율주행 시연에 성공하면서 전 세계적인 주목을 받은 바 있다. 2월에는 자율주행차 개발을 전담하는 지능형 안전기술센터를 만들고 이 분야 최고의 전문가로 꼽히는 이진우 박사를 센터장으로 영입했다.

또 지난해 8월부터 화성시내 약 14㎞ 구간에 V2X 인프라 구축을 완료하고 이와 관련한 서비스 검증 및 연구를 지속해 오고 있다. 더욱이 작년 10월에는 미국의 미래 모빌리티 연구기관인 ACM의 창립 멤버로, ACM이 추진 중인 첨단 테스트 베드 건립에 500만 달러(약 56억원)를 투자하기도 했다.