자율주행이 요즘 핫 키워드로 떠오른 느낌입니다.

벌써 완전한 자율주행차 서비스가 실시하겠다는 회사가 있고, 완전 자율주행이 가능한 소프트웨어를 업데이트하겠다고 선언한 회사도 있습니다.

급격하게 변하는 트렌드를 따라가기 위해서 자율주행 그리고 자율주행의 발전 단계에 대해서 알아보도록 하겠습니다

1. 점점 다가오는 미래 -자율주행 기술이 점점 가시화 되다.

얼마 전 구글 자회사인 웨이모는 올 2018년 말 예정인 완전 자율주행 기술에 기반한 자율주행차 호출 서비스를 위해서 피아트 크라이슬러에 미니밴을 6만 2천대를 구입했다고 밝혀서 구글 웨이모의 계획이 점점 현실화되고 있음을 보여 주었습니다.

가까이 다가온 미래, 구글 웨이모가 그리는 자율주행 자동차 전략 4가지

또 며칠 전 테슬라 CEO 엘론 머스크는 올 8월에 완전 자율주행 기능을 넣은 Auto Pilot 버젼 9를 릴리지즈 할 예정이라고 밝혀 완전 자율주행이 가까이 왔을을 알렸습니다.

테슬라의 완전 자율주행 오토파일럿 공개는 명예 회복의 계기가 될 수 있을까?

이렇게 자율주행으로 자동차 생활이 급변할 ㅈ짐을 보이고 있는데 자율주행에 대해서 조금 살펴볼 필요가 있지 않을까요?

오늘은 자율주행 발전 단계에 대해서 살펴보도록 하겠습니다.

2. 자율주행차 6단계에 대해서

요즘 자율주행차는 기술 발전 단계에 따라 6단계로 분류하는데요.

이전까지는 자율주행차 5단계 구분이 일반적이었습니다.
이는 미국연방고속도로안전관리국(NHTSA)에서 제시한 자율주행차 정의였는데요.

  • Level 0 : 자율주행 기능이 없는 단계로 운전자가 모든 운전 동작을 제어
  • Level 1 : 초보적 자율 운전 기능 적용 단계(자동 긴급 정지, 정속 주행 ACC 등)
  • Level 2 : 두개 이상 초보적 운전 자동 기능 적용
  • Level 3 : 주위 상황을 모두 감시하는 자율주행 기능 적용
  • Level 4 : 운전자없이 운전이 가능한 상태

그러다가 미국자동차공학회 SAE(Society of Automotive Engineers)가 완전 자율주행차 구현에 필요한 기술이 적용되는 기술을 6단계로 나누어 설명하면서 6단계 구분이 점점 일반화되고 있습니다.

앞서 설명한 미국연방고속도로안전관리국(NHTSA)도 이제는 미국자동차공학회 SAE(Society of Automotive Engineers) 분류에 따라 6단계로 대체하고 있습니다.

여기에서도 SAE(Society of Automotive Engineers) 기준에 따른 6단계을 정의해 보겠습니다.

자율주행 단계 설명 Level of Self-driving 이미지 by Happist
자율주행 단계 설명 Level of Self-driving 이미지 by Happist

2.0. Level 0 – 자동화 없음

자율주행 기술이 전혀 들어가지 않은 상태로 운전자가 운전 전반을 완전히 제어하는 상태입니다.

자동차중에서 차선을 이탈하거나 앞차와의 간격이 짧아지면 경고를 해주는 기능이 장착된 자동차가 있는데 이 경우도 Level 0에 해당합니다.
왜냐하면 상화응ㄹ 모니터링해서 알려주기만 할뿐 속도를 줄이고, 원래 차선으로 복귀등은 운전자가 직접해야 하기 때문입니다.

2.1. Level 1 – 운전자 보조 : 크루즈 컨트롤, 차선 이탈 경보 장치 그리고 긴급 제동 장치

운전에 해당하는 여러 기능중에서 방향, 속도 제어 등 특정 기능을 자동화해서 자율주행이 운전자의 운전을 조와주는 역활을 하는 단계입니다.

이 단계에서는 크루즈 컨트롤(Cruise Control), 차선 이탈 경보 장치((LDWS) 그리고 긴급 제동 장치(AEB)와 같은 기술들이 적용되어 운전자의 개입없이도 일부 기능을 수행합니다.

그렇지만 이 단계에서 운전자는 차의 속도와 방향을 항상 통제 해야하기 때문에 운전자는 도로 상황과 차량 주행 상태를 점검하며, 운전대에 항상 손을 올려 놓고 있어야 합니다.

쏘렌토에 적용중인 차선이탈경보장치 설명 이미지 kia new sorento safety lane departure warning system
쏘렌토에 적용중인 차선이탈경보장치 설명 이미지(Kia new sorento safety lane departure warning system)

2.2. Level 2 – 부분 자율주행 : 스스로 가/감속이 가능

Level 2는 고속도로와 같이 정해진 조건에서 차량, 차선 인식, 앞차와 간격 유지 기능 등 부분적으로 자율주행을 가능케 하는 단계입니다.

최근 자동차등에 도입되고 있는 지능형 운전자 보조시스템(ADAS)가 이에 해당됩니다. 테슬라가 2012년부터인가 지능형 운전자 보조시스템(ADAS)를 적용했고 이를 계속 업데이트하면서 성능을 개선시켜오는 것으로 유명합니다.

지능형 운전자 보조시스템(ADAS) 설명 이미지-조선일보 인용
지능형 운전자 보조시스템(ADAS) 설명 이미지-조선일보 인용

한국의 경우 제네시스 G80에 적용된 ‘주행 조향 보조 시스템(LKAS)’도 Level2에 해당된다고 할 수 있습니다.
이는 Level 1에서 적용된 ‘차선 이탈 경보 장치’에서 한 단계 발전한 것으로, ‘차선 이탈 경보 장치’는 차선 이탈 시 경보음만 알리지만 ‘주행 조향 보조 시스템(LKAS)’은 자동으로 정해진 차선으로 복귀시켜 줍니다.

Level 2에서는 여러 가능을 복합적으로 할 수 있기 시작하는 단계라고도 할 수 있는데요. Level 1에서 적용된 크루즈 컨트롤(Cruise Control)을 하면서 자신의 차로 가운데를 유지할 수 있도록 해줄 수 있습니다.

고속도로와 같이 차로 구분이 확실하고 차량들이 일정한 속도로 달리는 곳에서는 이런 부분 자율 주행이 가능합니다.

다만 이 단계에서도 운전자는 항상 주변 상황 주시해야 하며 항상 운전대에 손을 올려 놓고 있어야 합니다. 이 단계에서 사고의 책임은 운전자에게 있습니다.

2.3. Level 3 – 부분 자율주행 : 도로 장애물 회피 가능

Level3 부터 자율주행은 운전자 보조 기능에서 벗어나 직접 조향, 가속, 감속, 제동등을 능동적으로 할 수 있는 단계입니다;

이 단계에서는 일정 구간 자율주행 가능한데요, 시스템이 교통신호와 도로 흐름을 파악해 길이 막히면 월활한 길을 찾아 우회하기도 하고, 도로에 장애물을 파악해 이를 피해 운전하기도 합니다.

아 단계를 적용한 케이스로 많이 언급되는 브랜드가 바로 테슬라, 아우디 A8이나 구글 웨이모입니다.

테슬라 오토파일럿 tesla autopilot3
테슬라 오토파일럿 2 설명

Level 3에서 운전자는 주변 상황을 주시해 돌발 상황 등 부분 자율주행 한계 상황에서 일정 시간내에 운전자는 운전 상태로 복귀할 수 있도록 항시 준비하고 있어야 합니다.
자율주행 기능을 믿고 졸거나 멍 때리고 있어서는 안됨니다. (솔직히 이게 잘 지켜지지 않아서 위험할 수도 있습니다.)

그러나 느슨한 상태로 있다가 갑자기 운전 상태로 복귀하는 것은 생각처럼 쉽지 않기 때문에 논란이 많습니다.
따라서 전환 시간 문제로 이 단계를 적용하지 않고 바로 Level 4로 넘어 가겠다는 회사도 있습니다.

2.4. Level 4 – 고도화된 자율주행 : 돌발 상황 대처 가능

이 단계는운전자가 수동 운전으로 복귀할 수 없는 상황에서도 스스로 안전한 자율주행이 가능한 단계를 말합니다.

주행중인 자동차가 돌발 상황을 만나 운전자의 개입을 요청하지만 운전자가 온전한 운전 상태로 복귀하는데 시간이 거리고, 또 운전자가 졸거나 아픈 경우 대응할 수 없는 경우가 많이 생기죠.
이 경우 자동차는 스스로 속도를 줄이고 갓길에 주차시키는 등 상황 대처를 스스로 할 수 있어야 Level 4라 할 수 있습니다.

또한 이 단계는 자율 주행을 적용할 수 있는 도로 조건과 상황이 Level 3보다 많습니다. 복잡한 도심이나 골목이나 커브 등 돌발 상황이 예상되는 도로에서도 자율 주행이 가능한 수준입니다.

구글 웨이모 자율주행 미니밴 waymo Self-Driving minivan 이미지 구글 웨이모
구글 웨이모 자율주행 미니밴 waymo Self-Driving minivan – 이미지 구글 웨이모

2.5. Level 5 – 완전한 자율주행 : 운전자가 없어도 되는 단계

마지막 Level 5는 목적지만 입력해 놓으면 운전자 없이 알아서 목적를 찾아가는 ‘FULL AUTOMATION’ 단계입니다.

최근 구글 자회사인 웨이모는 2018년 말부터 완전 자율주행차 호출 서비스를 출시하겠다고 밝혔죠.

가까이 다가온 미래, 구글 웨이모가 그리는 자율주행 자동차 전략 4가지

그리고 자율주행차 호출 서비스를 정식으로 출시하기 전에 미국 일부 주에서 시범 서비스를 실시하고 있습니다.

아래는 웨이모에서 오픈한 주율주행차 호출 시범 서비스를 소개하는 영상인데요. 비록 홍보 자료이기는 하지만 기술 진보 단계를 읽기에는 충분할 것 같습니다.

Leveel 5는 시행착오는 있겠지만 당장 2019년부터 그 단초를 만나 볼 수 있을 가능성이 높습니다.

웨이모에서 공개한 완전한 자율주행차에 대한 영상을 보시면 좋을 것 같습니다.