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서론

우리나라는 천연자원이 부족하므로 인적자원을 이용한 제조업 분야에 많은 투자를 해오고 그 기반으로 발전해왔다. 그중 가장 두드러지고 중요한 분야가 바로 자동차 산업이다. 매출 규모는 물론이고 국가에 기여하는 수출 및 고용창출 측면에서 그 국가 경제에 대한 기여도는 어마어마하다.

자동차 산업은 전통적으로 기계, 소재분야가 종합된 산업으로 우리나라 전체 제조업 부가가치의 11%를 차지하는 부가가치 산업이다. 과거의 자동차 기술은 기계공학을 기반으로 발전하였으나 현재에는 전기. 전자, 즉 전장기술이 급속하게 접목되고 있다. 즉 자동차가 로봇화 되어가고 있는 것이다. 로봇 기술을 자동차에 접목하여 더욱 안전하고 똑똑한 미래형 자동차들이 개발되고 있는 것이 지금 현재의 기술동향이다. 그러나 우리나라의 경우, 기계중심의 자동차 개발 경향은 더욱 심화된것이 사실이지만 지능형 자동차 개발에 있어서는 다른 선진국들에 비해 많이 뒤쳐진 느낌이 있다.

자동차 시장은 제조업의 꽃이라 불릴 만큼 그 시장의 크기와 가치가 어마어마 하지만 가장오래된 산업이다보니 시장이 거의 포화상태이다. 많은 메이저 회사들이 새로운 시장개척을 위해 개발 도상국을 두드리고 있다. 기존 시장유지 또한 아주 치열한 형국이다. 기존 시장에서 소비자의 요구의 맞추기 위한 노력도 엄청나다. 연비개선을 위해 하이브리드, 친환경 디젤차 및 전기차를 개발하고 있다. 그리고 소비자의 안전과 편의를 위한 시스템인 ADAS (Advanced Driver Assitance System) 개발도 경쟁이 치열하다. 국가별로 규제를 강화하고 있는 추세의 영향도 있어 첨단 안전 시스템의 개발이 불가피한 형국이다.

이러한 ADAS는 센서의 기술의 발전과 전자/반도체 기술의 발전으로 가능하게되었다. 자동차를 더 똑똑하게 만들기 위해서는 사람의 감각기능처럼 작동할 수 있는 센서들이 필요하다. 근거리 장애물들과 충돌방지를 위해 초음파 센서를 사용하고 더나아가 앞차와 자동 거리 유지 및 충돌방지를 위해 레이더센서를 장착하고 있다. 특히 지능형 자동차가 추구하는 안정성을 증대하기 위하여 카메라를 이용한 영상 시스템이 자동차에 널리 응용되어 개발되고 있다. 예를들어 전방카메라를 장착하여 차선이탈방지, 교통표지반 인식 등의 기능을 수행하고 있고 후방 시야를 확보하기위해 후방카메라를 장착하기 시작했다.

더 나아가 이러한 첨단 운전자 지원시스템들이 하나하나 모여 자율 주행이 가능한 무인자동차의 기술 기반이 되었다. 무인자동차 기술은 미국의 주도로 발전해 왔고 그의 중심에는 미국 국방부의 주최로 이루어진 무인자동차 경진대회인 DARPA CHALLENGE가 있었다. 그리고 여기서 축척된 기술을 바탕으로 Google에서 최근에 상용차에 가까운 구글카라는 무인자동차를 선보였다. 우리 일상 생활에서 무인자동차를 이용할 날이 그리 멀지 않은것이다.

기술개발 동향

기술 개요 및 정의

· 차량 주변환경 및 주행 도로상황 등 다양한 실외환경변화를 극복하고 장애물을 회피하여, 주행경로를 자체적으로 결정하고 차량을 제어하여 최종 목적지까지 독립적으로 주행하도록 설계된 자동차를 무인자동차라고 한다.

사회적 이슈

· 편의성은 IT와의 융합이 확대되면서 2030년 이후는 부분적인 자율주행을 실현하고, 2050년에는 도로사상자가 전혀 없는 완전 자율주행이 가능할 것이다.

· 무인자동차가 상용화될 경우, 차량과 운전자 정보를 활용해 무수한 사업기회가 생겨나, 식당이나 주유소는 인근을 운행중인 차량의 정보를 알 수 있으면 맞춤형 마케팅 정보를 제공할 수 있다.

· 현재까지는 교통법에 저촉됨으로 인한 한계가 있어 그저 위험경고를 주는 시스템으로까지만 출시되었지만, 멀지 않은 미래에는 운전자를 대신한 주행이 가능할 것이다.

기술적 이슈

· 구글카 운전면허 획득으로 자동주행 기술은 전환점을 맞았지만, 자동주행 차량이 상용화되기 위해서는 무엇보다 안전성을 입증해야 하고, 그러기 위해서는 몇 년에 걸쳐 수백만마일의 주행 테스트를 마쳐야 한다.

· 무인 자동차는 앞차와의 거리를 조절해주는 레이더 시스템과 좌우 차선을 읽는 카메라와 센서, 그리고GPS를 통해 자동차의 위치와 목적지를 판단해 길을 안내하는 내비게이션과의 조합이다.

· 한국과학기술연구원(KIST) 인지로봇연구단 강성철 박사팀은 빌딩이나 나무숲으로 인해 GPS 신호가 정확하지 않은 도심에서 자율주행이 가능한전기자동차 셔틀 KUVE를 개발하는데 성공하였다.

· KUVE는 자율주행을 위한 차량 제어기, 레이저를 이용한 거리 탐지 스캐너, 정밀 GPS 위치 센서, 관성 센서 및 진행방향을 측정할 수 있는 방향 센서 등을 부착해 자신의 위치를 추정하고, 다양한 조건 하에서 차도의 연석과 차선을 인식하며 안전하게 운행할 수 있다.

기술실현의 장애 요인

· 운행하면서 무선통신으로 컴퓨터 서버와 차량의 위치 등 운행 정보를 끊임없이 주고받아야 하기 때문에 차량과 탑승자의 이동경로 등의 개인 정보 유출 우려가 있다.

· 국내 자율주행 시스템 분야는 대학 및 연구소를 중심으로 기초 연구가 진행 중이나 선진국 수준에 미치지 못하며, 로봇 분야의 자율주행과 관련된 연구에 비해 자동차분야의 연구는 미진, 차량동역학적 특성 및 자동차 시스템의 특성을 고려한 시스템 설계가 이루어지지 않고있다.

국내외 기술개발 개괄적 현황

· 전방충돌회피 시스템 기술(자동차 부품연구원, 2012)

· 지능형 차량 Monitoring 기술(자동차 부품연구원, 2012)

· 자율 주행기술(자동차 부품연구원, 2012)

· 이종 센서간 정보 융복합 기술, 고성능 다기능 센서 플랫폼 기술, 교통정보 연계 상황인지 및 도심 교차로 안전지원 기술(자동차 부품연구원, 2012)

· 내비게이션 & 텔레매틱스 & 노매딕 기기 인터페이스 및 개방형 S/W 설계 기술, 차세대 디스플레이 설계 및 평가 기술, 스마트 운전자 정보처리 기술(자동차 부품연구원, 2012)

새부기술 현황

· 장애물·차선 인식 기술 : RADAR, LIDAR, Vision 센서를 활용 도로와 주변상황을 감지, 스캔하고 3D로 재생성한 뒤 이를 지능적으로 해석하여 자율주행을 가능하게 하는 기술

· 센서정보수집처리가공 기술 : 일반적인 무인차량 또는 인프라 센서를 통한 자율 주행에서 장애물 및 주행차량 정보를 수집하고 수집한 신호를 센서 자체에서 효율적으로 처리한 뒤 이를 의미있는 정보로 가공하는 기술

· 차량구동장치 제어기술 : 센서 가공 정보를 이용하여 가속장치, 제동장치, 스티어링 휠 등의 각종 차량 구동장치를 제어하는 기술

· X-by-wire 기술 : 가속장치, 제동장치, 스티어링 휠 등의 차량 구동장치의 기계적인 연결을 Wire로 대체하는 기술

· 차량 통신기술 : 차량과 차량 또는 차량과 인프라 간의 무선 통신 기술

· 자동 주차기술 : 차량 자동유도를 이용한 차량의 자동 주차 서비스 기술

주목할 만한 최신 기술 소개

기술명 : 샤르트르 프로젝트 (SARTRE Safe Road Trains for the Environment Project)

연구자/연구기관

유럽연합의 지원으로 볼보를 비롯해 7개 유럽 회사가 함께 진행

기술개요

사르트르는 ‘친환경 안전 도로 기차(Safe Road Trains for the Environment)’의 줄임말로 전문 드라이버가 탑승한 트레일러 트럭이 맨 앞을 달리면 그 뒤에 따라붙는 자동차가 자동으로 일정 간격을 유지한 채 말 그대로 ‘기차’처럼 줄지어 달리는 방식이다.

주목의 이유

컴퓨터가 운전하는 차량에 탑승하기가 마음 편치 않은 사람들에게는 유럽연합이 지원하는 사르트르(SARTRE) 프로젝트가 희소식이 될 수 있다. 사르트르 프로젝트는 교통체증이 심한 지역을 통과해서 장거리를 여행할 때 적합하다. 예를 들어 서울에서 부산까지 자동차를 몰고 가야 한다면, 사르트르 트럭이 몇 시에 서울 어디서 출발하는지 알아두었다가 자연스레 뒤따라가기만 하면 된다. 무선 신호에 의해 차량이 자동으로 제어되기 시작하면 커피를 마시거나 신문을 읽으며 휴식을 취한다. 부산에 가까이 오면 경보가 울리면서 수동 운전으로 전환된다. 자동차을 몰면서 기차에 올라탔다 내리는 식이다. 그리고 SARTRE 프로젝트는 기술을 인프라에 대한 투자 없이 바로 개별 자동차에 적용함으로써, 보다 효율적이고 효과적인 도로 주행 시스템을 제공한다.

파급효과

도로에서 발생하는 교통사고의 80퍼센트는 인간의 실수에 의한 것이다. 사르트르 프로젝트는 자동으로 차량의 속도와 방향을 제어하면서 맨 앞의 선도차량에 전문 드라이버가 탑승하는 2중의 안전장치로 사고를 예방한다. SARTRE 프로젝트는 일차적으로 일렬 주행으로 인해 차간 거리가 좁혀져 교통 체증을 개선시키고 사고 발생률을 감소시킨다. 뿐만 아니라 , 공기 저항 감소로 인한 최대 20%의 연비개선과 배출가스의 절감도 가능하다. 즉, 미래 환경에 적합한 친환경 기술로서 사회 후생 증대에 상당한 파급효과를 창출할 것으로 보인다. 볼보를 중심으로한 연구팀은 앞으로 10년 후면 고속도로 여기저기서 자동차 여러 대가 자동으로 줄지어 달리는 ‘도로 기차’를 보게 될 것이라고 전망한다.

출처

http://www.sartre-project.eu/en/Sidor/default.aspx

http://www.volvocars.com/kr/top/about/news-events/pages/default.aspx?itemid=89