|
실버 세대의 스마트한 운전 생활을 위한 운전 보조 시스템의 현재와 미래
이화조(명예교수, 기계IT대학, 기계공학과)
1. 스마트한 운전 생활
1.1 나는 몇 살까지 운전할 것인가?
나는 몇 살까지 운전할 것인가? 정답이 없고 사람마다 다르다. 일반적으로는 늙으면 주의력이 떨어지고 반응속도가 느려지므로 운전할 때 더 많은 주의력이 요구된다. 그럴 뿐만 아니라 시력의 약화 등 신체적으로 운전을 하기에 부정적인 현상이 일어나기도 한다. 자기 자신의 신체적인 상황을 정확히 파악하지 못하고 운전을 하게 되면 사고의 발생 가능성이 커지게 된다. 따라서 각 지자체는 고령자들을 대상으로 면허증 반납 운동을 하기도 한다. 고령자들이 대중교통 이용하고 자신이 운전하지 않게 함으로써 교통사고를 줄이자는 취지이다. 이는 많은 고령자에게는 교통사고를 줄여 자신을 보호하는 방법이기도 하다.
하지만 운전은 많은 경우 이동의 자유를 보장해 주는 수단이기도 하다. 대중교통으로 접근이 어려운 곳을 자유로이 갈 수 있고 시간에 구애받지 않을 수 있다. 때에 따라서는 대중교통에 비교하여 이동 시간을 엄청나게 줄여 주기도 한다.
나이가 들었지만, 운전을 하고 싶다거나 혹은 운전을 해야 한다면 최신 기술의 도움을 받는 것도 좋은 방법이다. 사실 이미 자동차에 적용된 기술들은 이용하면 많은 경우 사고를 예방하거나 줄일 수 있다. 하지만 자기 차에 있는 기능을 몰라서 못 사용하는 경우도 많이 있고 어떤 경우에는 이러한 기능이 있는 줄 알면서도 운전자의 고집 혹은 특별한 이유로 사용을 하지 않는 일도 있다. 운전자 보조기능은 워낙 다양하고 계속하여 새로운 기능이 개발되고 있어 이 글에서 예시한 것이 전부가 아님을 미리 밝혀준다.
물론 언젠가 지금 개발되고 있는 자율주행 관련 기술들이 많이 발전되면 운전자의 역할이 거의 없이 주행할 수 있는 자동차가 나올 수도 있다. 하지만 이러한 완전 자율주행이 가능한 자동차가 현실화하기 위해서는 법적인 문제 보험 문제 등이 먼저 해결되어야 한다.
1.2 당신의 자동차 상식은
예전에는 자동차가 부의 상징이었지만 요즈음은 자동차를 때어 놓고는 일상생활은 생각할 수 없을 만큼 우리는 자동차와 항상 같이 생활하고 있다. 그러면 우리가 사용하는 자동차에 대해서 얼마나 알고 있을까?
여러분은 자기 자동차에 어떤 기능이 있는지 다 알고 계십니까? 혹시 매뉴얼은 다 읽어 보셨나요? 상당히 많은 운전자들은 자기 자동차에 있는 기능을 모두 알지는 못 하는 것 같다. 예를 들어 요즈음 나오는 블루투스 기능이 있는 자동차는 대부분의 음성인식으로 전화를 걸 수 있다. 아마 음성인식으로 전화를 걸어 본 적이 없는 분들이 더 많을 것으로 생각된다.
자동차 수입이 처음 허용되어 외국 자동차들이 많이 들어오기 시작할 당시 독일 유명메이커의 자동차와 국산 중형차의 충돌사고가 일어난 사진이 인터넷이 올라오면서 많은 사람이 국산 차가 적게 파손되어 더 좋은 것 같다는 댓글이 많이 올라 온 적이 있다. 과연 적게 부서진 자동차가 안전한 자동차일까? 사실은 반드시 그렇지는 않다는 것이다. 찌그러질 부분이 잘 찌그러지고 찌그러지면 안 되는 부분은 안 찌그러지는 자동차가 안전한 자동차이다. 자동차가 충돌하면 많은 에너지가 발생한다. 이때 이 에너지를 흡수하는 수단으로 자동차가 승객의 부상과 관계가 없는 부분이 찌그러지면서 에너지를 흡수해 주면 승객의 부상 위험이 줄어든다. 반면에 승객이 타고 있는 부분은 찌그러지지 않아야 승객이 다치지 않는다.
만약 도로가 자갈길이라면 얼마의 속도로 주행하는 것이 가장 진동이 적을까? 자갈의 크기에 따라 다르지만, 전자제어 서스펜션이 장착되지 않은 일반 자동차의 경우 아주 작은 크기의 자갈길일 때 약 50km 정도로 주행하는 것이 진동이 가장 적다. 쇼크 업소버(shock absorber)가 정상이면 바퀴 부분만 진동이 생기고 차체는 진동이 별로 생기지 않아야 한다. 이는 스프링과 댐퍼 등을 설계할 때 모든 속도에서 진동을 잘 흡수하게 할 수는 없기 때문이다. 물론 과속 방지턱과 같이 진동의 크기가 큰 경우는 해당되지 않는다. 전자제어 서스펜션을 장착한 차량의 경우 다양한 경우 진동을 더 잘 흡수하기 때문에 이에 해당하지 않는다. (아래 설명)
1.3 나에게 적합한 자동차는
나에게 가장 적합한 자동차는 어떤 자동차일까? 이 질문은 개인의 주행거리와 주행 특성에 따라 달라진다. 주행거리가 아주 적으면 경제적인 자동차는 아무런 의미가 없다. 주행비용의 저감으로 자동차 구입비용의 차이를 만회하기가 쉽지 않기 때문이다. 일반적으로 시내 주행거리가 많은 경우는 하이브리드 자동차, 고속도로의 주행거리가 많을 때는 디젤 자동차, 평일은 주행거리가 아주 적고 주말에는 장거리 여행을 자주 하는 경우라면 플러그인 하이브리드 (plug-in hybrid) 자동차를 고려해 볼 수 있을 것이다. 사고를 자주 내는 경우 수리에서 유리한 국산 자동차가 좋다.
1.4 실버세대가 자동차를 구입할 때 고려사항
실버세대를 위한 자동차라면 생계를 위한 자동차보다는 여유를 위한 편안하고 안전한 자동차라고 할 수 있을 것이다.
운전자와 동승자를 위한 편안함을 위한 자동차는 예전부터 많이 연구되어 왔다. 기본적으로는 앞바퀴와 뒷바퀴 사이의 축간거리가 길면 진동 특성 면에서 유리하다. 이 경우에는 자동차의 차체 크기가 커지게 된다. 축간거리를 늘이지 않고 진동특성을 개선하는 방법으로는 전자제어 서스펜션 (ECS: Electronic Control Suspension)이 있다. ECS는 가격이 비싸서 일반적으로 아주 고가의 각 브렌드의 최고급 차량에만 장착된다. 최근에 나온 ECS들의 경우 카메라로 도로를 관찰하여 자동차에 미칠 진동과 비틀림을 미리 예측하여 제어하는 추가적인 기능들도 장착되어 있다. 안전벨트는 사고 때 부상을 막아주는 필수 장비이지만 탑승할 때 계속해서 몸을 조이고 있어 불편하다. 이러한 불편을 해소하기 위하여 평상시에는 장착한 상태에서 더 이상 조이지 않는 시스템도 있고 안전벨트를 착용할 때 자동으로 조아서 상태를 파악하고 주행할 때는 전혀 조이지 않고 사고가 발생할 때만 자동으로 모아주는 시스템도 있다.
실버세대의 운전자에게는 기존의 안전 시스템 이외에 실버세대에게 일어나는 문제점들을 해소해 주어 사고를 능동적으로 막아주고 오랜 시간 운전할 경우 보조해 줄 수 있는 첨단기술들을 최대한 이용하는 것이 좋을 것이다.
2. 실버세대의 운전과 첨단기능
2.1 실버세대의 운전과 문제점
앞에서 이미 지적하였듯이 일반적으로 늙으면 주의력이 떨어지고 반응속도가 느려진다. 빨리 피로해지고 시력의 약화 등 신체적으로 운전을 하기에 부정적인 현상이 일어나기도 한다.
주위에 실버세대 분 중에서는 주행은 문제가 없는데 집에 돌아오면 주차가 문제라는 분도 계신다.
노년층이 자동차 운전을 하는 목적 중의 하나는 여행일 것이다. 여행을 갈 때에는 장거리 운전으로 쉽게 피로해지고 주의력도 떨어진다. 뿐만 아니라 야간 운전의 경우 일반인들보다 더 많은 어려움을 겪게 된다. 이러한 어려움을 극복하기 위해서는 어떠한 기술들이 적용된 자동차가 도움이 될지 알아보겠다.
2.2 주의력 부족
2.2.1 HUD (Head Up Display)
주행 중에는 많은 정보가 필요하다. 우선 속도를 비롯한 차량과 관련한 정보, 측후방에 차량 유무 등 주변 상황에 관한 정보, 제한속도 등 도로에 관한 정보, 그리고 어디로 가고 있는지 경로에 관한 정보 등이 있다. 내 차량의 속도를 알기 위해서는 고개를 떨구어 속도계를 보아야 하고, 내비게이션의 경로 정보를 알기 위해서는 오른쪽 아래로 고개를 돌려야 하고 측면의 차량 유무를 확인하기 위해서는 고개를 좌 또는 우로 돌려 보아야 한다. 이때 시야는 굉장히 좁아질 수밖에 없고 앞차와 간격이 급격히 좁아지거나 옆에서 끼어드는 차량을 보지 못하여 사고의 위험에 직면하게 된다. 이럴 때 고개를 숙이거나 돌리지 않고도 상당히 많은 정보를 볼 수 있게 해 주는 장치가 HUD이다.
HUD는 항공기 조종사가 계기판을 보기 위해 고개를 숙이지 않고 고개를 든 채로 볼 수 있게 해주기 위하여 개발되었다. 자동차에는 1988년에 GM이 처음 적용하였다.
자동차의 HUD에는 제조사에 따라 다르지만 현재 속도, 제한속도, 길도우미 길 안내, 후측방 경보, 차선이탈경보, 크루즈 컨트롤 상태, 멀티미디어 정보 등이 표시될 수 있다. 내비게이션 길 안내는 일반적으로 차량 정품의 경우에 작동되지만 안드로이드 오토를 이용하는 TAP의 경우 HUD에 길 안내가 나오는 모델도 있다. HUD의 장점은 운전자는 운전할 때 앞만 보면 된다는 것이다. HUD는 실버세대에게는 안전 운전을 위한 필수 장비라고 할 수 있다.
그림 : 자동차 HUD 사례 (좌: 측후방 경고 있는 경우, 우: 멀티미디어 표시)
2.2.2 전방충돌방지장치 (자동정지)
주행할 때 특정 속도 이상에서 전방의 물체를 감지하여 앞차와의 거리와 현재 속도를 판단하여 충돌의 위험이 감지되면 먼저 경고하고 긴급상황이라고 판단되면 브레이크를 작동하여 차량이 스스로 정지하여 충돌을 예방하는 기능이다. 차량 이외에 사람과 자전거 등도 인식한다.
이 기능은 최근에 생산된 많은 모델에 이미 장착되어 있고 일부 국가에서는 장착을 의무화하려고 하고 있다.
드물기는 하지만 자동차에 장착된 여러 센서의 정보를 종합하여 제어하는 과정에서 오작동하여 앞에 장애물도 없는데 갑자기 스스로 브레이크를 밟는 상황이 발생하기도 하는데 이를 팬텀브레이크라고 한다.
2.2.3 충돌 회피 보조 조향
갑자기 차량이나 사람 등의 장애물이 나타날 때 자동차가 스스로 충돌을 회피하도록 조향하는 것을 말한다, 앞에 차량이 있고 긴급 제동으로 충돌을 완전히 방지하기 어렵다고 판단되면 센서가 차량 주변의 공간을 감시하고 감지하여 감지된 빈 공간은 차선을 변경하여 충돌을 회피하는 데 사용한다. 이때 스스로 브레이크를 조작하여 속도를 줄이고 운전자가 핸들을 충분히 돌리지 않는 경우 개입하여 차선 변경한다.
그림 : 충돌 회피 보조 조향
전방에 사람 혹은 자전거 등이 나타나는 경우 자동으로 충돌을 회피하게 조향을 하여 인명사고를 방지한다. 또한 후방 차량이 자기 차를 충돌할 가능성이 있을 때 자동으로 안전벨트를 조아주고 차량의 브레이크를 작동시켜 뒤 차량에 의한 충돌이 발생할 때 차량이 밀려 발생할 수 있는 2차 사고를 예방해 준다.
이 기능은 미국에서 의무화 추진하고 있다.
2.3 주차 보조
2.3.1 백미러 하향 (바닥의 주차선)
후진기어를 넣으면 백미러가 각도가 바뀌어 바닥의 주차선을 볼 수 있게 해주는 기능이다. 이 기능은 시트 메모리 있는 차량 대부분에 장착되어 있다. 자기 차량에 메모리 시트가 있다면 확인해 보고 사용하면 주차선이 있는 곳에 주차할 때 유용하다. 대부분은 백미러 조절할 때 사용하는 좌우 백미러 선택 버튼의 위치에 따라 작동 여부가 결정된다.
2.3.2 초음파센서
주차 보조의 최초기술은 자동차의 앞뒤 범퍼에 장착된 초음파 센서이다. 처음에는 대부분 뒤 범퍼에만 장착되었다가 나중에는 차종에 따라 앞 범퍼와 앞뒤 범퍼의 측면에도 장착되었다. 초음파 센서는 센서로부터 가장 가까운 물체까지의 거리를 측정하는 센서로서 방향성이 없다. 따라서 범퍼에 3개 혹은 4개의 초음파 센서를 장착하고 각각의 센서에서 가장 가까운 물체까지의 거리를 소리로 경보음을 울려 준다. 차량에 따라서는 경고음에 추가하여 어느 방향에 주의해야 하는지와 충돌까지의 남은 거리를 LED 혹은 디스플레이에 보여준다. 초음파 센서는 요즈음 생산되는 대부분의 자동차에도 장착되어 다른 센서들 같이 사용되고 있다.
그림 : 뒤 범퍼에 장착된 초음파 센서
2.3.3 후방카메라
초음파 센서는 물체와의 거리를 알려주지만, 안전 운전을 위한 자동차의 뒤쪽의 정확한 상황에 대한 정보는 불충분하다. CCD 카메라의 가격이 저렴해지고 내비게이션이 보편화되어서 자동차에 화면이 장착되기 시작하면서 차량 뒤쪽에 광각렌즈를 장착하는 후방카메라가 등장하게 되었다. 후방카메라는 후진기어를 작동시키면 자동으로 작동하며 화면에는 뒤쪽의 사진에 추가로 차량이 움직일 방향과 거리를 추측할 수 있는 안내선이 같이 있어 주차선이 있는 주차장에서 주차할 때 주차선의 중앙에 주차하는 데에 도움이 된다. 차량생산 때에 장착된 카메라의 경우 고정 주차 보조선에 추가하여 핸들의 움직임에 따라 움직이는 차량의 진행 방향을 보여주는 주차 보조선이 추가되어 있다. 후방카메라는 대부분 초음파 센서와 같이 장착되어 있다.
그림 : 주차 보조선 (고정보조선만 있는 경우와 진행 방향을 보여주는 보조선이 추가된 경우)
2.3.4 360도 서라운드 뷰
스마트한 운전생활을 하기 위해서 필수적으로 장착되어 있어야 하는 장치 중의 하나이다. 360도 서라운드 뷰가 장착된 차량의 경우 운전자는 화면에 위에서 자동차를 내려다보는 것과 같은 장면을 볼 수 있게 된다. 추가로 차량이 진행하는 방향 혹은 추돌위험이 있는 옆의 물체 방향의 장면도 같이 볼 수 있다. 초기의 모델은 장면을 보여주고 충돌위험이 있으면 여러 단계의 경고음을 울려 준다. 요즈음 나오는 제품들은 차량 모델에 따라 차이는 있겠지만 앞뒤의 충돌뿐만 아니라 카메라의 장면을 분석하여 측면차량과의 충돌위험도 경고하고 앞뒤 옆 자동차 혹은 주변 물체와의 거리가 좁아 충돌위험이 있는데 운전자가 제때에 브레이크를 밟지 않으면 차량이 스스로 정지하여 충돌을 막아준다. 대부분의 모델은 기본적으로 앞쪽과 뒤쪽은 초음파센서의 접근 경고가 작동된다.
그림 : 좌-일반 360도 서라운드 뷰, 우-충돌 방지 기능이 있는 360도 서라운드 뷰
2.3.5 자동 주차와 원격조정 주차
다양한 형태의 자동 주차시스템은 여러 자동차회사의 다양한 모델에 이미 장착되어 출시되었다. 그러나 대부분은 사용의 불편함과 사용자의 불안감으로 잘 사용되지 않고 있다. 기존의 시스템들은 기본적으로 운전자가 버튼을 눌러 자동 주차를 시작시키고 주차 가능한 공간 주변을 천천히 움직이면 주차시스템이 주차 가능한 공간을 찾고 주차 가능한 공간을 찾으면 음성신호가 발생한다. 이때부터 운전자는 차례로 자동차가 요구하는 대로 기어를 변경하거나 핸들을 움직이면 주차하게 된다. 최근의 시스템들은 직각주차 혹은 평행주차가 모두 가능하다. 하지만 시간이 오래 걸리고 주차 결과에 대하여 만족도가 떨어지기도 하여 초보운전자가 아닌 경우 별로 사용하지 않고 있다.
최근의 자동 주차시스템은 평행주차와 T형 주차가 모두 가능하고 버튼을 누르고 서서히 주행하면 주차 가능한 공간을 발견하면 신호가 들어오면 운전자가 버튼 (일반적으로 디스플레이 화면의 기호)을 누르면 나머지는 자동차가 핸들링과 전후진을 모두 자동으로 수행하여 주차를 완료한다.
원격조정 주차기능은 공간이 협소하여 주차 후 내릴 수 없는 경우 등에 운전자가 자동차에 승차하지 않고 원격제어장치 (디스플레이키 스마트폰 등)을 이용하여 자동차를 수직 주차공간에 앞쪽으로 진입하여 주차하거나 주차공간에서 빠져나올 수 있게 하는 기능이다.
주차용은 아니지만 좁은 골목길 같은 곳에 들어갔다고 앞이 막혀 다시 후진으로 나와야 하는 경우가 있는데 사실 경험이 많은 운전자도 상당히 어려운 일이다. 이런 때 들어갈 때와 같은 경로로 50m 정도까지 자동으로 후진할 수 있는 기능이 있는 자동차도 있다. 시속 35km 이하로 주행한 50m까지의 길을 기억하여 필요하면 자동으로 들어온 길을 돌아 나간다.
그림 : 후진 주행 보조 장치 예
2.4 야간 운전
2.4.1 야간주행과 조명 장치
사고의 약 30%는 야간에 일어난다. 야간주행은 모두에게 어려운 운전이지만 특히 시력이 나빠진 나이가 많은 사람들에게는 부담스럽고 위험하다. 특히 시외에서는 주변이 어두워 더욱 위험하다. 이때 가장 중요한 자동차의 장치가 전조등(헤드라이트)이다. 의외로 많은 사람이 첨단 전조등에 관한 지식은 부족하다.
첫 번째는 전조등의 밝기이다. 처음 HID 전조등이 나왔을 때 옵션 가격이 거의 100만 원대로 그 당시 가격으로는 아주 고가이었다. 하지만 한번 사용해 본 사람은 누구나 돈이 많이 들어도 필요한 옵션이라는 것을 알게 된다. 할로겐 전조등을 장착한 차량과 HID 전조등을 장착한 차량이 정지선에 같이 서 있으면 밝기의 차이를 실감할 수 있었다. 지금은 고가의 LED 전조등을 장착한 차량이 많이 있는데 밝기만 따지면 HID 전조등이 아마도 조금 더 밝을 것이다. 그러면 왜 비싼 LED 전조등을 사용하는 것일까? LED 전조등에는 다양한 첨단기술을 쉽게 적용할 수 있고 전조등의 크기가 작아서 디자인도 자유롭기 때문이다. 대표적으로 VLD(Variable Light Distribution), 자동상향등, 눈부심 없는 상향등(Anti-Glare), 레이저 라이트 등을 꼽을 수 있다. 이러한 기능들의 구현을 위해서는 LED 전조등이 필요하다. 아무런 첨단기능이 없는 차량이라면 고가의 LED 전조등은 굳이 필요가 없다.
최근에는 프리미엄급 차량에 레이저 라이트라는 초고가의 조명 장치를 사용하기도 레이저 라이카는 600mm 이상의 조사가 가능한 것으로 알려져 있다. 레이저 라이트가 장착된 차량은 라이트 내부에 푸른 부분이 있어 일반 LED 등과는 구분이 된다.
그림 : 왼쪽-레이저 라이트 빔, 오른쪽- 레이저 라이트(위)와 일반 등(아래)
2.4.3 자동상향등
자동상향등은 야간에 전조등을 켜고 주행할 때 특정 속도 이상으로 주행할 때 자동상향등을 켜도 괜찮은 조건이 되면 차량이 알아서 상향등을 켜서 앞의 도로를 멀리까지 볼 수 있게 해 준다. 자동상향등은 이미 많은 차량에 장착되어 있다. 하지만 자기 차량에 자동상향등이 있는지를 모르거나 어떻게 작동시키는지 몰라 사용을 못 하는 경우가 많이 있다. 일반적으로 자동상향등 기능이 활성화되면 계기판에 전조등표시에 A 혹은 Auto 등으로 활성화된 것이 표시된다. 활성화 방법은 자동차 모델에 따라 다르지만, 국내 주요 제작사들의 모델의 경우 왼쪽 방향지시등 레버를 앞쪽 아래 방향으로 눌렀을 때 자동상향등 장착 차량의 경우 계기판에 활성화가 표시되고 된다.
그림: 자동상향등 작동표시
2.4.4 VLD(Variable Light Distribution)
VLD(Variable Light Distribution)는 전조등이 움직일 수 있고 필요에 따라 비추는 방향을 바꾸는 것이다. 아래의 그림에서 보듯이 상황과 속도에 따라 전조등의 방향이 다양하게 변화한다. 이 기능은 국내 법규에서 허용되기 이전에 수입된 adaptive LED 혹은 multi Beam LED 등의 전조등이 장치된 모델들의 경우 기능이 장착되어 있지만 작동이 안 되게 소프트웨어로 막혀있는 경우도 있다. 이러한 경우 제작회사에 따라서는 코딩으로 작동되게 할 수 있는 모델도 있다.
그림 : VLD의 상황에 따른 전조등 조사범위 사례 (source: BMW)
2.4.5 눈부심 없는 상향등(Anti-Glare)
눈부심 없는 상향등(Anti-Glare)은 모세의 기적이라고 부르는 사람도 있을 만큼 조명에 있어서 하나의 획기적인 발명이라고 할 수 있다. 기존의 전조등에서는 야간에 운전할 때 앞에 주행하는 차량이 있거나 상대방 방향에서 자동차가 오면 앞에 주행하는 차량이나 상대방 차량의 운전자를 방해하지 않기 위해서 상향등을 꺼야만 했다. 이런 경우 눈부심 없는 상향등이 장착된 차량은 장착된 카메라로 상황을 분석하여 앞에 주행하는 차량이나 상대방 차량의 운전자 방향으로만 상향등 불빛을 보내지 않고 나머지 방향으로는 상향등을 켜고 주행할 수 있는 획기적인 기술이다. 이 기술도 국내 법규에서 허용되기 이전인 2019년까지 수입된 adaptive LED 혹은 multi Beam LED 등의 전조등이 장치된 모델들의 경우 기능이 장착되어 있지만 작동이 안 되게 소프트웨어로 막혀있는 경우도 있다. 이러한 경우 제작회사에 따라서는 코딩으로 작동되게 할 수 있는 모델도 있다.
그림 : 앞차와 상대편 차량에 해당하는 부분의 상향등이 꺼져 있음
그림 : 눈부심 없는 상향등이 장착된 차량의 전조등표시 사례
2.5 운전 보조 시스템
2.5.1 어댑티브 크루즈 컨트롤 (ACC: Adaptive cruise control)
어댑티브 크루즈 컨트롤(이하 ACC)은 스마트 크루즈 컨트롤(SCC:Smart cruis control)은 , 적응식 정속주행 장치. 능동 정속주행 장치, 디스트로닉 등으로 불리며 국내에서는 스마트 크루즈 컨트롤로 많이 불리고 있다.
ACC는 차량은 앞쪽에 레이더 센서를 장착하여 앞차와의 거리와 속도를 감지하고 앞차가 설정된 속도보다 느리게 주행할 때 적절한 차간거리를 유지할 수 있는 적절한 속도로 주행할 수 있게 자동으로 제어하는 시스템이다. 앞차와의 거리는 일반적으로 4개의 단계로 설정할 수 있게 되어 있고 기본적으로 처음 작동시키면 3단계로 설정되어 충분한 앞차와의 거리를 유지하게 한다. 다만 주행 중 지나치게 가까운 거리에서 갑자기 끼어드는 차가 있는 경우 위험할 수도 있다. SCC에 장착된 레이더는 차종에 따라 차이는 있지만, 일반적으로 50~100m 이상 떨어진 차는 인식되지 않는다. 주행 중 전방에 자동차가 없다가 나타나는 경우 전방에 나타난 차량이 주행 중이면 문제가 없지만, 전방에 나타난 차가 정지 상태인 경우는 수동 제동이 필요할 수도 있으니 유의하여야 한다.
초기 ACC는 전방의 자동차가 일정 속도 이하로 주행하거나 멈추게 되면 ACC 기능이 해제되었다. 그러나 Stop & go 기능이 있는 ACC는 일반적으로 전방의 자동차가 정지 후 2~3초 이내 다시 출발하면 자동으로 출발하고 ACC기능은 계속 유지된다. 하지만 일정시간 이상 정지 후에는 앞차의 출발을 알려주지만 자동으로 출발하지는 않고 운전자가 액셀을 살짝 발이거나 크루즈 조절 버튼을 움직이면 다시 출발하고 ACC 기능이 다시 작동한다. 최근에는 시간과 관계없이 자동차가 상황을 파악하여 다시 출발하는 모델도 있다.
ACC는 차선 유지 기능과 같이 사용하면 장거리 여행에 운전 부담을 많이 줄여 준다. 참고로 최근에 나온 자동차 중에는 ACC 기능을 위한 기본적인 레이더 센서와 시스템을 갖추고 있어 저렴한 비용으로 핸들의 컨트롤 버튼만 교체하면 ACC 기능이 작동하는 모델도 있다.
그림 : ACC 작동할 때의 HUD 화면 예시
2.5.3 차로 이탈 방지와 차로유지보조
차로유지보조와 관련하여 여러 가지 유사 기능이 있다. 가장 먼저 등장한 기능은 차로이탈경고 (LDW: Lane departure warning)이다. 이 기능은 차선이탈을 감지하고 음향 혹은 핸들 진동 등으로 경고는 하지만 조항간섭기능은 없다. 따라서 실질적으로 운전자가 졸거나 할 때 도움은 될 수도 있지만, 운전을 편안하게 한대는 도움이 되지 않는다. 차로 이탈 방지 보조(LKA: Lane Keeping Assistance)는 차로 이탈을 감지하고 조향을 간섭하여 차로 안으로 주행할 수 있게 하는 기능이다. 초기에 나온 모델들의 경우 단지 자동차가 차선을 넘어갈 때만 안쪽으로 밀어주어 고속도로를 주행할 때 좌우로 왔다 같다 하는 현상이 발생하여 운전자가 안정적으로 느끼지 못하는 경우가 발생한다. 차로 유지 보조(LFA: Lane Following Assist)장치는 차량이 차로 한가운데를 유지하며 주행할 수 있게끔 돕는 기능이다. 최근에 출시되는 차량들의 경우 차로이탈경고는 없고 차로유지보조 장치가 장착되어 있다. 이 기능에서 자동차가 핸들을 돌릴 때 부드럽지 못하여 이질감이 있는 모델이 있는데 이는 전동식 파워스티어링(MDPS)가 저가형인 C-MDPS가 장착된 경우로 추정된다.
모델에 따라서는 ACC를 작동시키면 차로유지기능이 자동으로 작동하는 경우(벤츠, 현대, 기아 등)와 ACC와 별개로 작동하는 경우(BMW 등)가 있다. 차로유지기능이 자동으로 작동하는 모델의 경우에는 ACC 미작동시에도 특정 속도 이상에서 차로 유지기능을 작동시킬 수 있게 되어 있고 ACC와 별개로 차로 유지기능을 작동시키는 모델들은 차로유지기능을 ACC와 작동 여부와 관계없이 활성화 시킬 수 있다. 차로 유지기능과 관계없이 특정 속도 이상에서 차로이탈방지기능이 작동하는 모델도 있다.
차로유지기능의 경우 도로의 차선이 인식되어야 작동된다. 하지만 실제로는 사람은 인식하지만, 자동차는 도로의 차선을 인식하지 못하여 기능이 작동하지 못하는 경우도 있다. 여기에 해당하는 경우는 차선이 지워지거나 흐린 경우, 차로 폭이 좁은 경우, 심한 곡선구간(속도에 따라서 달라질 수 있음), 모델에 따라서는 해당 기능에 필요한 최저 속도 보다 느린 경우(저속에서는 주차 등 다른 기능의 가능성이 있음), 악천후 등을 들 수 있다.
2.5.4 TJA (Traffic Jam Assist)와 전방차량 추적 기능
TJA (Traffic Jam Assist)는 회사마다 다르게 정의하고 아래 설명과 다르게 이해하는 경우도 있으니 참고하기를 바란다. TJA는 전방에 주행하는 자동차를 인식하여 추적하는 기능이다. 일반적으로는 교통체증 시에 차량이 자율적으로 주행하는 기능으로 전방에 주행하는 자동차를 인식하여 추적하는 기능이다. 차로 인식이 되지 않아 차로유지기능이 작동되지 않을 경우에도 전방에 주행하는 자동차를 인식하여 전방 차량의 경로를 따라서 주행한다. 체증이 자주 발생하는 도시 고속도로, 차로유지기능으로 주행 중 차로 선이 없는 교차로, 고속도로 톨게이트에서 체증이 발생할 경우 등에 유용한 기능이다.
그림: 교차로에서 TJA를 이용한 자율주행
2.5.5 신호등 및 정지 표지판 인식 기능
신호등 인식 및 정지 기능은 일부 수입차에 코딩을 통하여 활성화할 수 있는 기능이다. 이 기능이 활성화되면 자동차에 장착된 카메라가 신호등을 인식하여 빨간 신호이면 자동차를 정지시킨다. 우리나라에서는 다양한 신호등 시스템으로 작동 안 되는 교차로도 있을 수 있으므로 주의하여야 한다. 정지표시판 인식 및 정지 기능의 경우 우리나라에서는 정지 표지판이 없어 작동하지 않는 것으로 알려져 있다.
그림 : 신호등 인식 및 정지 기능
3. 자율주행의 미래
3.1 인간과 기계
인간과 기계는 서로 다른 특징을 가지고 있다. 인간의 두뇌로 운전의 경우에 사고가 발생할 긴급상황에서 인간의 뇌 반응속도는 250ms 정도이다. 상황을 인식하기 위하여 머리도 돌려야 하고, 백미러도 봐야 한다. 사람에 따라서는 운전하면서도 짬이 나면 카카오톡으로 채팅하고 문자 메시지를 보고 운전에 집중하지 않는 경우도 허다하다. 매일 운전으로 세계적으로 사망자가 3700명이나 되는 것도 이러한 인간의 운전 특성과 관계없다고 할 수 없다.
만약 AI 기능이 발전하여 기계가 자율주행으로 운전을 한다면, 먼저 반응속도는 100ms 이하로 인간보다 60% 이상 빨라진다. 다양한 센서를 이용하여 머리를 돌리거나 백미러 보지 않고도 훨씬 넓은 360도의 주변에 있는 사물들의 상황인식이 가능하다. 자율주행으로 기계가 운전하면 인간은 문자 메시지를 보고 카카오톡을 하더라도 운전하는 기계는 항상 상황에 주의하고 있으니 사고 발생비율이 현격히 감소할 것이다.
3.2 자율주행의 개념과 기술의 단계
자율주행은 운전자가 자동차를 조작하지 않아도 경로만 입력하면 알아서 주행하고 목적지에 도착시켜주는 기술이다. 하지만 기술적으로 이러한 단계까지 한 번에 개발하는 것은 불가능하다. 요소 기술들을 하나씩 개발하고 발전시켜서 언젠가는 완전 자율주행이 가능한 자동차가 개발될 것이다.
따라서 자율주행 기술은 시스템이 운전에 관여하는 정도와 운전자가 차를 제어하는 방법에 따라 비자동화부터 완전 자동화까지 점진적인 단계로 구분하기로 하였다. 현재는 2016년에 국제자동차기술자협회(SAE International)가 분류한 레벨 0~5(총 6단계)가 세계적인 기준으로 통하고 있으며, 레벨 0은 비자동화, 레벨 1은 운전자 보조, 레벨 2는 부분 자동화, 레벨 3은 조건부 자동화, 레벨 4는 고도 자동화, 레벨 5는 완전 자동화 단계이다
그림: SAE의 자율주행 단계
자율주행의 6단계 중 1~2단계는 주행 보조 단계이고 3~5단계는 자율주행의 영역으로 구분된다.
레벨 0은 기존의 수동운전을 의미하며 운전자가 차량의 운전 및 속도 제어를 모두 담당해야 하고 주행 보조기능은 없으며 경고, 긴급상황 알림 등 자율주행 기능에 포함되지 않는 단순 기능은 있을 수 있다.
레벨 1은 운전자가 핸들에 손을 대고 있는 것을 전제로 하여 시스템이 특정 주행 모드에서 차선유지 기능을 이용한 운전대 조향 보조 또는 ACC에 의한 가속과 브레이크 보조를 통한 차간거리 유지기능 중 하나가 가능할 경우가 해당된다.
레벨 2는 두 가지의 기능이 동시에 작동 가능할 경우이다. 일반적으로 차선유지와 ACC가 동시에 작동하는 상황이 여기에 해당된다. 레벨2에서도 운전의 주체는 운전자이며 운전자는 완전히 손과 발을 떼거나 딴짓을 하면 안 된다. 운전자가 항상 주의를 기울여 갑작스러운 돌발 상황에 개입해야 하기 때문입니다. 일정 시간 핸들에서 손을 떼면 시스템이 해제되게 설정되어 있다. 현재 대부분의 자동차회사가 기본 혹은 옵션으로 레벨2 단계의 자동차를 판매하고 있다.
레벨 3은 특정 조건(예: 고속도로 구간, 시속 60km 이하 등)에서 운전자의 개입 없는 자율주행이 가능하며 필요시만 운전자가 개입하는 것이다. 레벨2와는 달리 자율주행 중 운전자가 다른 일을 하는 것이 가능하다. 단, 시스템이 요구하면 운전자의 개입 필요하다.
현재 벤츠 S-Class가 독일에서 레벨 3을 공식적으로 인증 받았고 미국에서도 인증 신청 중 (국가에 따라 규정 상이)으로 알려져 있다. 테슬라는 레벨3 수준의 기능들이 있는 것으로 인정되나 공식적으로 인증은 받지 못하였다. 현재는 레벨 3을 허용하는 국가들에서는 고속도로에서 60km 이하의 속도에서만 자율주행을 허용하고 있다.
레벨 4에서는 특정 도로 조건에서 운전자 개입이 불필요하다. 비상 상황이 발생한다고 하더라도 운전자가 개입하는 것이 아니라 시스템에서 해결할 수 있도록 자율주행이 가능한 단계이며 사고 시 책임이 자율주행 시스템에 있다. 그러나 특정 조건에서는 운전자가 개입할 수 있도록 하는 주행 제어 장치를 장착하고 있다. 운전자는 출발 전에 목적지와 이동 경로만 입력하면 되며, 수동운전으로 복귀하지 못할 때도 시스템이 안전하게 자율주행을 해야 한다. 현재 여러 자동차회사들이 내부적으로는 레벨 4가 가능한 자동차들의 시험 운행을 하고 있는 것으로 알려져 있다.
레벨 5에서는 운전자의 개입이 완전히 불필요하다. 레벨4와의 차이는 어떤 조건에서도 자율주행이 가능하다. 운전자는 운전석에 앉아 있을 필요조차 없다. 레벨 4에서는 모든 상황을 시스템이 통제하므로 운전자가 긴급하게 통제를 할 수 있도록 하는 제어장치 조차도 필요 없다.
4. 결론
이 글에서는 최근에 출시되는 자동차들에 장착된 다양한 기능을 중심으로 설명하였다. 자동차에 관심이 많은 사람이면 누구나 알고 있는 내용일 수도 있다. 그러나 기술에 관심이 없는 상당히 많은 사람에게는 알아두면 자동차를 구매할 때 도움이 될 것으로 생각된다. 여기에서 소개하지 않은 여러 가지 첨단기능들도 이미 다양한 모델에 적용되어 있고 자동차 모델에 따라서는 레벨 2.5 이상이라고 평가되는 일도 있다. 특히 여러 가지로 운전에서 위험한 상황에 직면하기 쉬운 실버 세대에게는 반드시 여러 가지 첨단기능에 대한 지식을 가지고 자동차를 구입한다면 발생 가능한 사고들을 방지할 수 있을 것으로 생각된다. 실제로 일본에서는 자동차 사고가 줄어 정비소들이 어려움을 겪고 있다고 한다.
하지만 명심할 내용은 운전은 인명피해를 가져올 수 있고 운전자의 책임이라는 것이다. 따라서 아무리 첨단기능이 장착된 자동차 일지라고 운전자는 운전 중에는 항상 운전에 집중하여 안전 운전을 하여야 한다.