서울시내 어디선가 목격된 G90 테스트카 / 네이버 남차카페 '이원우'님 제보

서울 도심에서 G90 테스트카 한 대가 발견되었다. 그런데 보아하니 그릴에 달린 카메라 같은 거 하며 루프에는 헤어왁스같이 생긴 원형의 통이 4개나 달려있다. 멀쩡하게 생긴 G90이지만, 임시 번호판을 달아놔서 호기심을 넘어 의구심이 들기 시작했다. 틴팅까지 진한 바람에 차 안에 무슨 일이 일어나는지 도통 알 수 없다. 마치 이 수상한 G90은 무언가를 테스트하는 거 같은 느낌적인 느낌을 받게 해준다.

이 G90 테스트카의 정체는 바로 자율 주행 테스트 카다. 현행 자율 주행의 운전 환경 데이터를 축적하는 것으로 보이는 이 테스트카는, G90 뿐만 아니라 다양한 차종으로 테스트를 하고 있으며, 서울시내 곳곳에서 발견되어 운전자들의 관심을 받고 있다. 현재 풀모델체인지를 앞두고 있는 G90에 자율주행 레벨3를 탑재할것으로 알려져 있고, 오는 2024년까지 레벨4의 양산화를 목표로 두고 있다. 오늘 이시간은 앞으로의 자율주행기술에 대한 이야기를 풀어나가보고자 한다.

1960년대

벤츠를 중심으로

아이디어 제안

21세기를 들어서서 자율 주행에 관한 이야기가 조금씩 불을 붙기 시작했었다. 자율 주행의 개념을 처음 아이디어를 제안하고 정의를 내리기 시작한 건 다름 아닌 메르세데스-벤츠에서부터 시작된다.

1970년대 중반부터 아주 기초적인 자율 주행의 연구가 시작되었고, 1990년대 들어서서 컴퓨터의 발전으로 인해 본격적으로 제대로 된 자율 주행의 연구가 시작되었다.

1995년 당시 고려대학교 교수로 재직 중이던 한민홍 선생님 / 사진 크랩 KLAB

한국에서도 이미 1990년대 국책 교통연구기관 고려대학교 한민홍 연구팀을 중심으로 본격적인 연구에 돌입했으며, 1990년대에 만들어진 자율 주행이라 하더라도, 높은 수준의 자율 주행을 완수하는데 성공한 이력을 가지고 있다.

경기도 일산에서 파주시 자유로까지 완주하는 게 목표였다. 오늘날의 자율 주행처럼 운전자 임의로 조작하여 경로를 유지하고 보조해 주는 게 아닌, 자유로 안에서 정해진 루트로 진출입로를 오가며 왕복하는 시스템이었다. 당시 이 시스템은 컴퓨터 2대를 사용하였는데, 한 대는 주변 교통 환경에 대한 정보 수집, 또 다른 한 대는 주어진 정보를 토대로 자동차의 조작을 통제하는 방식이었다.

2010년대부터

본격적인

기술연구 급진

2010년대에 들어서고 기계학습 기법 중 다층 인공신경망 기업으로 만들어진 딥러닝 기술이 발전되기 시작했다. 

이로 인해 딥러닝을 이용한 자율 주행 기술 연구가 급진되기 시작하는 시기이기도 하며, 2012년에는 미국 자동차 기술 학회 이하 SEA에서는 자율 주행기술의 6단계를 제시했다. 레벨 0~레벨 5까지 총 6단계로 나뉘었으며 비자동화 레벨0 그리고 완전 자율화 레벨 6까지다.

레이더? 라이다?

둘 다

같은 거 아닌가?

레이더와 라이다 둘 다 이름이 비슷하기도 하지만 탐지하는 메커니즘도 비슷하다. 간혹 사람들이 레이더와 라이다가 완전히 별개의 기술로 경쟁하고 있는 걸로 알고 있는 경우도 꽤 존재한다. 레이더는 전파를 쏘아 올려 물체에 닿아 반사되는 파장을 이용하여 거리를 계산한다면 라이다는 레이저를 이용하여 물체를 파악하고 범위를 측정하는 방식이다.

오늘날의 기술은 레이더와 라이다를 병행하여 상호 보완하는 경우가 많은데 오늘 소개해드린 G90 테스트 카도 같은 맥락이다.

현재 구글 웨이모에 납품중인 라이다 '벨로다인'

레이더와

라이다의 일장일단

앞서 서술하다시피 라이다는 레이저의 신호를 기반으로 물체를 인식한다. 빛의 파장의 특성을 이용하여 사용되는 기술인만큼 레이더에서 감지를 못하는 화학가스도 탐지가 가능하여 기상관측에서도 사용된다.

카메라를 병행 사용하여 쓰는 레이더보다 정밀도가 굉장히 높다. 오차 범위가 mm 혹은 cm 단위에서 끝날 만큼 정밀하며 직전성이 강한 레이저를 사용하는 만큼, 사물의 왜곡이 적은 게 큰 특징이다.

높은 수평 방위각을 가지고 있어 고도와 방위를 측정하는데 정확한 결과물을 얻어낼 수 있으며, 작은 물체를 감지해나는 능력도 레이더에 비해 뛰어나고 거리와 속도 및 온도까지 감지가 가능하니 야간에도 라이다의 능력은 빛을 발한다.

그러나 단점도 존재하게 된다. 레이저를 쓰는 라이다는 쏘는 전파 대비 출력을 높이기 어렵다. 이유는 출력을 높이면 높일수록 열이 발생하게 되는데, 이 고출력 레이저의 열기를 냉각시키기 어렵다.

이러한 단점을 보완하기 위해 레이더와 함께 병행되어 사용되는 것이다. 레이더의 장점하면 역시나 날씨를 타지 않는다는 점과 야간이나 악천후 상황에서도 100m 이상 떨어져도 거리와 사물 측정이 가능하기 때문이다. 

반가운 점은 현행 레이더의 기술 또한 발전이 되었다. 기본 레이더들은 150m의 측정거리를 갖췄지만 보다 개선되어 250m까지 늘어났고 방위각 역시 8도에서 30도가량 늘어났다. 추가로 주파수 대역폭도 늘어났다. 확대해서 살펴본다면 주파수 대역폭은 거리 해상도와 직접적인 연관성이 존재하는데, 주파수의 대역폭이 커지면 커질수록 거리 해상도는 비례되어 더 좋아진다. 주로 24GHz의 대역폭을 사용했으나 최근에는 77~79GHz의 대역폭을 적용하는 방향으로 기술이 발전되고 있다.

내년도부터

본격적으로 레벨 3

수준의 자율 주행 선보여

현재 상황에서 레벨 3 수준의 자율 주행은 앞으로 우리가 맞이해야 할 진정한 자율 주행으로 가는 길목에 서는 것이다. 혼다 레전드가 레벨 3 수준의 자율 주행을 선보여 한동안 전 세계적으로 주목을 받기도 했었다. 다만 작동되는 조건이 좀 까다롭다. 시속 30km/h 미만의 속도에서 작동되기 시작하며 시속 50km/h를 넘기는 순간 작동은 해제된다. 

한술 더 떠 고속도로 혹은 고속화 국도에서만 사용이 가능하다고 하니 장거리 여행 때 만난 정체길에서나 유용하단 이야기가 되겠다. 

서울시내 어디선가 목격된 G90 테스트카 / 네이버 남차카페 '이원우'님 제보

메르세데스-벤츠의 기함급 전기차 EQS에 탑재된 드라이브 파일럿도 레벨 3 수준의 자율 주행을 선보이고 있다. 라이다 센서와 HD 지도가 결합되어 독일 도심구간에서 최대 60km/h까지 스스로 주행이 가능하며, 아우디 또한 A8을 통해 선보인 AI 트래픽 잼 파일럿을 선보여 시속 60km/h까지 범위에서 실행시킬 수 있다. 

현대차 또한 오는 2022년까지 레벨 3 수준의 자율주행차를 양산하기로 했다. 그 첫 번째 타자로는 풀 모델 체인지가 예정된 제네시스 G90에서 처음 공개될 것으로 보이지만 작동 가능한 범위는 먼저 선보인 메이커들과 크게 다를 것이 없을 것으로 업계는 바라보고 있다.