자율주행자동차의 발전 배경 및 혁신

[자율 주행 자동차의 발전 배경]

자동차 산업의 연구개발(R&D)분야는 소비자의 편의(Convenience) 및 안전(Safety), 환경규제의 등의 법규에 기반을 두어 고기능 및 고성능 요구와 IT기술의 발전에 따른 기술 융합(Convergence)이 급격하게 증가하고, 자동차가 이동수단을 넘어 지능화 및 스마트화가 급속하게 진행되어 지금은 또 다른 생활공간으로 발전하고 있다.

이러한 부분을 가능하게 하는 것이 차량 전장품(기존의 기계, 전기/전자, 소프트웨어의 융합)이 핵심적인 역할을 수행함에 따라 자동차 산업은 다양한 형태로 발전 하고 있다. 특히 이러한 기술의 변화와 더불어 자율주행 자동차라는 새로운 패러다임의 등장으로 BMW, GM, Ford, Toyota, VW, 현대자동차 등 많은 완성차 업체와 IT 기술업체인 구글, 애플 그리고 전기자동차 업체인 테슬라까지 가세하여 기술개발에 많은 투자가 이루어지고 있다.

먼저 자율주행 자동차의 정의는 운전자의 개입 없이 주변 환경을 인식하고, 주행 상황을 판단하여, 차량을 제어함으로써 스스로 주어진 목적지까지 주행하는 자동차를 말한다. 자율주행 자동차에 대한 시장의 요구가 커지는 데에는 몇 가지 이유가 있다. 첫째 운전자 부주의로 인한 교통사고 발생률을 줄 일 수 있다. 도로교통공단의 2009년 통계와 미국 도로교통안전국 (NHTSA : National Highway Traffic Safety Administration)의 2010년 통계를 살펴보면 교통사고의 94%가 운전자의 부주의(전방 주시 태만, 졸 운전, 안전거리 미확보 등)로 인해 발생되고 있다고 한다. 둘째, 교통체증으로 인한 교통 손실 비용을 줄일 수 있다. 미국의 NHTSA 2011년 분석 결과에 의하면 출퇴근 교통체증은 평균 52분, 1년간 전체 40억 시간이며, 그로 인해 휘발유 8억 리터 그리고 수 십 억불의 교통 손실 비용이 발생하고 있다고 보고하고 있다. 전 세계 국가 및 자동차 업체들은 이러한 문제를 해결하기 위한 대안으로 자율주행 자동차 기술개발에 맞춰 대규모의 R&D 투자를 진행하고 있는 상황이다.

 

시장전망으로는 주요 3개 지역(북미, 서유럽, 태평양 아시아 지역)에서 2020년에서 2035년의 연평균 성장률은 약 85%로 예측하고 있으며, 전 세계의 평균 성장률은 2025년까지 4%, 2030년까지 41%, 2035년 까지 약 75%의 성장을 예측하고 있다. (Navigation Research, 2013)

 

이와 더불어 차량 고유의 인지, 판단, 제어 관련 기술과 외부 인프라와 관련된 V2X 등의 기술들이 발전하고 있으며 전체 자동차 산업 생태계 즉 전통적인 차량 메이커 외 IT회사의 출현 등의 새로운 변화가 일어나고 있다. (KPMG, 2013)

이러한 배경으로 국내 완성차 업체 및 부품업체도 자율주행 기술 및 생태계의 변화에 빠르게 적응하고 있다. 자동차 산업 구조의 특성상 수 백여 개의 부품사에서 완성차로 이어지는 수직 통합형 구조로 공급망이 형성되어 자율 주행 관련 전장 부품 기술의 혁신(Component Innovation)과 여러 부품들이 통합되어 자동차 전체 구조의 아키텍처와 개별 전장 시스템 아키텍처, 나아가서 소프트웨어 아키텍처 등 다양한 레벨에서 아키텍처의 혁신(Architectural Innovation)이 일어나고 있으며, 더불어 이러한 아키텍처를 구성하는 컴포넌트(부품)의 혁신도 동시에 일어나고 있다.

 

[자율 주행 자동차 시장의 성장 요인]

첫째 안전규제 강화와 정부 지원책 확대로 부분적 자율 주행 기술 적용의 증가로 개발 활동이 전 방위적으로 일어나고 있다. 그리고 유럽은 NCAP(New Car Assessment Program)에서는 2014년에 운전자 AEB(Autonomous Emergency Braking-City/Urban) 및 LDWS(Lane Departure Warning System) 장착의 의무화 2016년 AEB(보행자 보호) 의무화 등 각국의 신차 안전 프로그램에서 자율주행 기술이 평가 항목에 추가되고 있다. 또한 각국 정부가 일반도로에서 자율주행 자동차의 시험이 가능하도록 허가 하고 있으며, 미국의 네바다주, 캘리포아니주를 중심으로 미시간, 플로리다, 워싱턴 DC 5개주가 테스트 진행 중이며, 중국에서는 BMW가 현지 업체와 공동 시험 중이다. 또한 현대자동차도 미국 네바다주에서 고속도로 자율주행 면허를 획득했다.

둘째, 차량 제어를 담당하는 전장품의 기술의 고도화와 센서기술의 발전으로 자율주행 자동차의 상용화에 필요한 기반 기술을 마련하고 있다. 특히 전장품과 센서의 융합으로 SCC(Smart Cruise Control), ACC(Adaptive Cruise Control), BSD(Blind Spot Detection), LKAS(Lane Keeping Assistant System) 등 차량이 스스로 전자신호를 통해 주행과 관련된 모든 기능을 제어할 수 있게 되었다. 여기에 센서를 통해 외부환경을 인식하고 환경 변화에 대응하여 차량을 제어 할 수 있게 되면서 자율주행자동차차 개발에 필요한 기반 기술이 갖춰졌다.

마지막으로, 소비자의 형태의 변화에 따른 차량이 소유에서 공유이 개념으로 전환하고 있고, 또한 기존의 완성차 업체는 차세대 자동차의 헤게모니를 위해 자율주행자동차 기술 개발에 집중하고 있으며, 새로운 진입자(구글, 애플, 테슬라, 삼성, 엘지 및 IT관련 업체 등)로써 이러한 시장을 진입 또는 점유하기 위해 새로운 시장의 Key Application으로 기술을 개발하고 있다.