자동차 부문의 미래 유망산업으로 저공해 차량인 하이브리드 및 연료전지 자동차와 더불어 소위 안전과 편의성이 강조되는 지능형 자동차 시장에 대한 기대가 한층 고조되고 있다. 지능형 자동차 기술은 크게 자동차의 기능을 제어하는 지능제어 분야와 외부와의 정보교환을 위한 정보제공 분야로 나뉜다. 현재 지능형 자동차에 대한 연구는 크게 보안(Security), 안전성(Safety), 편리성(Comfortable) 분야로 나뉘어 진행되고 있다.
안전성 연구에서는 운전자에게 차량 및 운전의 위험 상황을 통보해 주는 수동형 안전장치(Passive Safety)와 단순한 위험 상황의 통보를 뛰어넘어 사고회피까지 가능한 능동형 안전장치(Active Safety)의 개발이 진행되고 있다.
또한 운전자 및 탑승자의 편의와 관련해서는 다양한 엔터테인먼트 장치가 개발되고 있다. 보안 연구에서는 탑승자의 얼굴을 카메라로 인식하여 차량 도난을 방지하는 기술 등이 개발되고 있다.

편리하면서 안전한 자동차

자동차의 보급이 일반화되면서 자동차가 단순히 이동수단이라는 의미보다 사무와 생활공간화가 강조되고 있으며, 안전에 대한 관심도 크게 증가하고 있다. 이에 따라 자동차 내에 오락 및 사무기기나 운전의 편의성을 높일 수 있는 장치에 대한 수요가 증가하고 있다. 안전에 관해서는 소비자의 요구뿐만 아니라 정부의 규제가 강화되고 있는 상황이다.
그 대표적인 사례로 안전부품 장착 의무화(TPMS, ABS, Smart Airbag 등), 차량 전복 규제, 보행자 보호, 충돌시험 확대 등을 꼽을 수 있다. 지능형 자동차는 자동차 분야에서 가장 빠르게 발전하고 있는 유망산업이다. 지능형 자동차는 안전하고 쾌적한 교통환경을 확보하고 교통사고로 인한 사회적인 인적·물적 손실을 최소화하여 단순한 운송 수단에서 운송·정보·업무·휴식 공간으로 발전된 자동차를 의미한다. 다시 말해 기계, 전자, 통신, 제어 기술을 기초 분야로 하여 차량의 안전성과 편의성을 획기적으로 향상시킨 자동차다 (그림 1).

핵심 장치, 핵심 기술

지능형 자동차는 차량 제어기술, 센서·액추에이터 기술, HMI(Human Machine Interface) 기술, 정보통신 기술의 요소기술을 바탕으로 차량 지능화와 차량 정보화에 관계된 각종 세부 기술을 채택하고 있다.
지능형 자동차 시스템은 차량 주행 중 발생하는 교통사고를 방지하기 위한 차선 이탈 및 충돌 경보 시스템, 속도구간별 능동적 사고방지 시스템과 충돌 시 운전자 및 보행자를 보호하기 위한 수동적 보호 시스템으로 구성되며 다음과 같은 기능을 포함한다.

▶ 능동형 안전장치
  - 제동거리 단축 시스템: 고속 주행 시 전방 장애물을 발견하고 급제동 시 제동거리를 현저하게 단축시킬 수 있는 시스템(100km/h 주행 제동 시 30m - 기존 차량 대비 20% 이상 단축)
  - Traffic Jam Assist System: 혼잡 구간 내에서 선행 차량의 주행 상태에 따라 돌발 상황 발생 시 차량 추돌을 방지할 수 있는 시스템
  - Intelligent Parking Assist System: 주차 사각 지역의 시인성을 향상시키고 주차 시 발생할 수 있는 후방 충돌, 후방 장애물과의 접촉사고를 방지하기 위한 시스템
  - 차선 이탈 방지/유지 보조 시스템: 운전자의 부주의로 인한 차선 이탈을 방지하여 교통사고의 위험성을 방지하고 운전자가 안전하게 주행할 수 있도록 경보/제어하는 시스템
  - 충돌 경보/회피 시스템: 전·후·측방의 차량이나 장애물을 감지하여 충돌 가능성이 있는 경우에는 운전자에게 경보하고 충돌이 예측되는 상황에서는 자동적으로 충돌을 회피할 수 있는 시스템
  - 커브 진입/제동 시스템: 전방의 코너 상태를 감지하여 속도가 빠르면 경보를 발함과 동시에 적정 속도까지 자동 감속하는 시스템
  - 고지능 주행 제어 시스템: 능동형 차량 제어 기술에 인프라로부터의 도로 정보 등을 활용하여 목적지까지 안전하게 주행할 수 있는 시스템

▶ 수동형 안전장치
  -  Smart Air Bag: 차량 충돌 및 추돌 발생 시 운전자의 체격, 자세에 따라 에어백 전개량을 조절하여 운전자와 승객의 피해를 최소화 할 수 있는 시스템
  - Adaptive Column: 충돌 시 스티어링 컬럼의 좌굴 정도를 조절하여 운전자에게 피해를 최소화 할 수 있는 시스템
  - 보행자 충돌 피해 경감 시스템: 차량과 보행자가 충돌하는 경우, 보행자 충돌을 감지하여 2차 충돌에 의한 보행자 피해를 저감할 수 있는 시스템
지능형 자동차는 전자와 정보통신 기술의 최대 수요처로 부상할 것으로 예상되며, 관련산업의 기술개발 및 산업발전에 지대한 영향을 미칠 것으로 예상된다. 관련산업으로는 각종 센서, 액추에이터, 카메라, 디스플레이, 마이크로프로세서, 메모리, 정보통신(도로 인프라, 통신망, 통신기기 등), 제어용 소프트웨어(S/W), 관련 콘텐츠 등이 포함된다. 이뿐만 아니라 도로 및 정보통신 등의 분야에서 다양한 인프라가 필요하며 안전관련 여러 가지 규제가 선진국을 중심으로 강화되고 있어 이에 대비한 기술 및 제품 개발이 필요하다.

국내 기술개발 동향

초기에는 전방 충돌에 대한 상해 방지 요구에 그쳤으나 안전 의식의 강화에 따라 측면 충돌뿐만 아니라 전복사고에 대해서도 상해 방지 대책에 대한 요구가 강화되고 있다. 유럽이나 일본을 중심으로 차량의 탑승자뿐 아니라 보행자 보호에 대한 기술도 발전하고 있다(그림 2).
선진국에서는 자동차의 전자화 및 시스템 통합화에 따라 사고회피, 탑승자 및 보행자 지원 기술과 융합되어 상해 방지 효과를 극대화시키는 방향으로 발전하고 있다. 반면, 우리나라의 지능형 자동차 부문은 잘 구축된 IT 기반에도 불구하고 자동차 부문으로의 기술 적용 미비로 선진국에 비해 크게 뒤져 있는 실정이다. 지능형 자동차와 관련된 개별 시스템의 기술 수준은 선진국들이 상품화하고 있는 데 비해 국내업체들은 개발 중이거나 추진 중인 것으로 파악되고 있다.
2005년 말 현재 사고경감을 위해 장착하는 선진 에어백(Smart Airbag, LRD Airbag)이나 충격저감 시스템(Adaptive Column), 보행자 보호 시스템(보행자 충돌 감지, 보행자 에어백, Active Hood Lifting, 능동적 보행자 시스템), 충돌 안전제어 시스템(개별 새시 제어 시스템, 새시 통합제어 시스템, X-by-Wire, 통합 충돌 안전제어 시스템) 등은 개발 중이거나 일부 성과를 내고 있다. 사고 회피 기술도 대부분이 업체들에 의해 개발되고 있으며, 일부 기능이 통합된 시스템이나 후방 충돌경보, 교차로 사고경보, 타이어 압력 모니터링 등의 기술은 아직 개발 초기 단계에 머물러 있는 실정이다.
2005년 말 발간된 “차세대 성장동력 로드맵”에 따르면, 국내에서 출시된 지능형 안전 제품은 없고 충돌 사고 시 운전자 및 탑승자를 보호하는 에어백 개발이 주류인 것으로 나타났다. 보행자 보호 시스템은 유럽이나 일본의 관련 법률 제정에 영향을 받아 수동적 보행자 보호 시스템 위주로 개발이 이뤄지고 있다. 능동적 보행자 보호 시스템은 미래형자동차사업의 일환으로 만도와 현대모비스를 주축으로 개발이 진행되고 있다. 지능형 차량 정보 시스템에서는 차량 주행 환경 하에서 운전자의 안전을 보장하는 HMI 기술, 이동 차량의 위치 파악을 위한 다중 복합 측위 기술 등이 부족한 실정이다. 각종 편의 사양 시스템은 국내 업체들도 부분적으로 개발하여 제품에 적용하고 있기는 하지만 지능형 시트와 같은 고기능성 제품에 있어서는 기술적 취약성이 여전히 존재한다.
2006년 12월에 학계, 연구계, 업계, 자동차산업 전문 컨설턴트 등을 대상으로 실시한 설문에 따르면, 국내 지능형 자동차 기술 수준은 최선진국 대비 52%에 불과한 것으로 조사됐다.

국내 차세대 자동차기술
종합 평가

지능형 자동차 기술의 경우, 국내 기업들도 일정 수준 기술력을 확보하고 부분적으로는 상용화하고 있지만 여전히 선진국에 비해 상당한 기술 격차를 보이고 있다. 전문가 평가, 설문조사 등을 종합적으로 고려하여 현단계의 지능형 자동차 기술을 평가해 보면 60% 수준에 불과한 것으로 나타났다.
그러나 지능형 자동차 기술도 노력 여하에 따라 2020년에는 선진국과 국내 간 격차가 95% 이내로 크게 좁혀질 전망이다.

세계시장 전망

지능형 자동차는 일부 상용화가 되고 있긴 하지만 도입기에 지나지 않거나 아직 개발 단계여서 미래를 예측하기 쉽지 않으며 전망기관에 따라 큰 차이가 존재한다.
지능형 자동차는 차량 내에 부가되는 여러 가지 안전장치 및 통신장치, 편의장치가 복합적으로 내재되는 것으로, 한 차량 내에서도 지능형의 정도가 달라질 수 있어 시장을 전망하기란 쉽지 않다. 따라서 지능형 자동차의 시장 전망은 자동차 전체 원가에서 지능형 시스템이 차지하는 비중으로 판단하는 것이 일반적이다.
지능형 자동차에 대한 수요는 편의성 및 안전성에 대한 소비자의 수요가 크게 증가하고 있으므로 향후 지속적으로 증가할 것으로 예상된다. 현재 지능형 차량은 지능형 새시 제어 안전 시스템 및 차량 정보화 시스템을 시작으로 시장 진입을 시작하고 있는 단계다. 지능형 자동차의 보급률은 2010년에 평균 40%에서 2020년에 70%로 크게 증가할 전망이다. 최근 선진 안전자동차의 세계시장도 급속히 확대되고 있는데, 2005년 54억 달러에서 2008년 101억 달러로 크게 늘어날 전망이다(그림 3). 2010년 이후에는 기존 전장 및 정보기술에 콘텐츠 사업이 접목되면서 산업규모가 급성장할 것으로 예상된다.
일본자동차연구소(JARI)가 발표한 “ITS 산업동향조사보고서(2006. 11)”에 따르면, 지능형 자동차의 핵심 분야 중 하나인 적응 순항 제어 시스템(Adaptive Cruise Control, ACC)의 보급 대수가 2005년에 20만 대 수준에서 2010년에는 530만 대를 넘어 2015년이 되면 880만 대로 급신장할 전망이다. 전문가들은 지능형 자동차 시스템이 본격적으로 장착되는 2010년 이후에 지능형 자동차가 산업화 될 것으로 전망하고 있다. 일부 2010년 이전에도 산업화가 이루어질 수 있을 것으로 보는 견해도 있다.
Global Insight의 자료에 따르면, 지능형 자동차의 세계시장 규모는 827억 달러에 달할 것으로 전망된다. 이 자료에서는 내비게이션 시스템, 안전 및 보안 장치, 통신, 컴퓨터, 오락 등과 관련된 시스템 등 다양한 분야의 지능형 장치를 포괄하여 여타 자료에 비해 시장규모가 크게 상정되었다. 또 2010년 이전까지 세계시장 성장률이 연평균 23.6%로 매우 높을 것으로 예상하고 있다(표 1).

국제분업 동향과 전망

지능형 자동차 분야는 독일, 일본 등이 가장 앞서 나가고 있고 미국도 강점을 가지고 있는 분야다. 이에 따라 이들 자동차 선진국들이 지능형 자동차 분야 시스템의 주요 수출국으로 자리매김하고 있고 여타 국가들은 수입에 의존하는 형편이다. 지능형 안전장치를 생산하는 업체도 Bosch, Denso, Delphi 등 대부분 세계적인 자동차부품 회사들이다. 안전자동차 개발의 대표적인 사례로서는 EU가 2002년부터 2005년까지 실시한 SAVE-U 프로젝트(Sensors and System Architecture for Vulnerable Road Users Protection)를 들 수 있다.
한편에서는 세계적인 자동차부품 업체들이 컨소시엄을 구성하여 지능형 자동차와 관련한 전장 부품의 표준화를 추진하고 있다. Bosch, Siemens, Motorola 등은 OSEK이라는 컨소시엄을 구성하여 전장 부품의 상용화, 표준화를 추진하는 동시에 자동차 전장부품의 에러를 최소화하는 프로세스를 구축하고 있다. 또한 다른 한 축으로 Delphi, Visteon, Denso 등은 AMI-C라는 컨소시엄을 구성하여 텔레매틱스, 멀티미디어, 통신 등과 관련한 전장부품의 표준화를 추진하고 있다.
이처럼 지능형 자동차도 독일이나 일본 등 주요 선진국의 선두 부품업체들이 주도적으로 개발을 추진하고 있을 뿐 아니라, 이들 업체 간 표준화 등에서 협력하고 있다. 따라서 국내 업체들도 IT와 전력·전자 기술을 기반으로 독자적인 기술력 확보에 노력해야 하고 국제적인 협력 사업에 적극 참여하여 미래형 자동차의 표준화 및 상용화에 주도적으로 역할을 수행해야 할 필요가 있다.
지능형 자동차의 실용화를 위해서는 관련 부품의 개발 및 생산을 통해 차량 가격을 인하하는 것이 선결 과제이므로 관련 부품업체의 발굴 및 육성이 요망된다.
국내시장 전망

지능형 자동차와 관련된 시스템은 국내에서도 지속적으로 채택이 확대될 것으로 예상된다. 국내 업체들에 대한 조사에 따르면 Adaptive Column, ESP, CDC, Collision Warning, TPMS, LDW, Adaptive Cruise Control, 자동 주차 시스템, 지능형 차량 정보 시스템, 차량 탑재 네트워크, Smart Sunroof, 지능형 시트, 차량 보안 시스템 등 지능형 차량 관련 개별 시스템의 생산이 큰 폭으로 증가할 것으로 예상된다.
2015년까지 ITS 시스템의 확산 및 통합 지능형 시스템의 장착으로 지능형 자동차 시스템의 생산이 큰 폭으로 증가하게 될 것이며, 2020년까지도 전체 자동차 생산증가율을 상회하는 생산 증가세가 이어질 것으로 기대된다. 국내 지능형 자동차 생산 규모는 2005년에 8억 달러에서 2010년에 29억 달러, 그리고 2020년에는 60억 달러에 달할 것으로 전망된다. 국내 IT 기반을 이용하여 지능형 자동차 시스템의 수출은 2020년에 36억 달러를 기록할 전망이다(표 2).
지능형 자동차는 현재도 일정 정도 산업화가 이뤄지고 있고, 국내 업체가 비교적 양호한 시장점유율을 차지하고 있는 부분이다. 현재 세계시장 점유율은 5.9%이며 2020년이 되면 7.2%를 차지할 것으로 전망된다. 수출시장 점유율은 현재 5.5%에서 2020년에 10.1%에 이를 전망이다(표 3).
지능형 자동차 주요 부문의 기술개발 로드맵을 살펴보면 사고경감 및 탑승자 보호, 보행자 보호, 지능형 차량 정보 시스템 등을 우선적으로 개발하여 사업화하게 된다. 사고 회피, Comfort & Security 등도 비교적 빠른 시일 내에 개발이 요망되는 품목이며 자율 주행이나 자동 주차 시스템은 우선순위가 다소 뒤지는 것으로 계획되어 있다. 2015년에 가서는 ITS를 실현할 수 있도록 기술 기반을 확충하는 것이 지능형 자동차의 최종 목표로 되어 있다.

장애요인과 해결책

지능형 자동차의 개발을 위해서는 시스템 개발뿐 아니라 수입에 의존하고 있는 센서, 액추에이터 등과 같은 핵심 부품의 개발이 동반되어야 한다. 지능형 자동차는 차량 지능 시스템의 구축이 핵심이며, 이는 핵심 부품과 운영 S/W의 조합으로 이어진다.
지능형 자동차산업은 다양한 사회 인프라와 첨단 제어, IT산업 등과의 조화가 필요하기 때문에 시장 초기 형성 단계가 매우 중요하다. 지능형 안전 시스템의 평가를 위해 해외에서 실시 중인 혹한기 시험, 해외 공인기관에 대한 검증시험 및 고가의 시험설비 등이 필요하다. 또한 최첨단 시험장비 및 시스템을 평가할 수 있는 인프라 구축이 필요하기 때문에 산학연 공동 연구개발 및 기술교류가 요구된다. 지능형 자동차의 최종 목적은 ITS 사회 구축이므로 ITS 인프라 구축이 동시에 이루어져야 하고, 이를 사전에 구현할 수 있는 기반 조성이 필요하다. 따라서 초기 인프라 구축이나 지능형 자동차 시스템의 기본 사양화 비용 및 가격 부담에 대응할 필요가 있다. 차량 지능화 기술은 크게 정보교환을 위한 정보제공 부문과 지능제어 부문으로 나누어지는데, ITS 기술과 연계되어 있는 정보제공 분야의 기술표준화가 늦어지고 있어 발전의 장애요인으로 작용하고 있다. 전문가 설문조사에 따르면, 지능형 자동차의 경우 ITS 기반 구축과 같은 관련 인프라 확충이 중요한 것으로 조사됐다.
전문가들은 지능형 자동차의 기술 개발에 장애가 되는 가장 심각한 요인으로 전문인력의 부족을 들고 있고, 다음으로 관련 기술 인프라의 부족을 꼽았다. 반면, 미래기술의 특성 상 모방의 우려는 적고 경영진의 개발 마인드는 부족하지 않은 것으로 조사됐다. 또 관련기술이나 제품에 대한 기초적인 정보는 크게 부족하지 않은 것으로 나타났다.
기술확보 방법은 위험 부담이 크고 초기 기술이라는 특성이 반영되어 주로 산학연 공동연구나 국제 공동연구의 방식이 가장 효과적인 것으로 조사됐다.
지능형 자동차의 산업화에 장애가 되는 요인으로는 개발 초기의 기술적 장벽이 가장 심각한 문제로 인식되었다. 이러한 장애요인을 극복하기 위해서 지능형 자동차의 경우 부품업체 및 대학, 연구기관 등과의 협력이 요구된다. 또한 국제표준화에 적극 참여하여 국제표준을 선도하고 수요 확대 및 대량 생산을 통한 원가인하를 위해 국내 표준 구축도 필요하다.

▶ 라이센싱 전략형 국제 협력 대상 기관: MIT(차량용 Auto PC, 인공지능기술), Denso(Drive Information System), UMTRI, Motorola(인프라 인터페이스 기술, 무선통신 기술), Delphi, Thales(텔레매틱스, 내비게이션, 멀티미디어 기술)
▶ 국제 공동연구 전략형 국제협력 대상 기관: Siemens, Delphi, MIRA(Sensor Fusion & Management 기술), Delphi, Bosch, MIRA, 미시간대학(고신뢰성 확보 기술), MIRA, SAE, JARI(국제표준화 및 규제 대응 기술), 미시간대학, MIRA, JARI(실차 및 가상 성능평가 기술)
지능형 자동차는 대부분 국제 표준으로 추진되어야 하는데 사고회피(차선 변경 보조, 차선 이탈 경보, 전방 충돌 경보, 후측방 충돌 경보), 자율 주행(적응 순항 제어, 전구간 적응 순항 제어), 탑승자 및 보행자 지원(시야 보조), 자동 주차(주차 보조) 등은 국제 표준을 추진하고, 지능형 안전도 분야(지능형 안전 시스템 평가기술), 차량 탑재 네트워크(네트워크 프로토콜, H/W와 S/W 인터페이스, 평가기술) 등은 국가 및 국제표준을 동시에 추진해야 할 필요가 있다.
지능형 자동차의 개발 및 생산에는 기업의 자발적 노력은 물론 연구개발, 인력양성, 초기 시장 형성, 시범사업, 인프라 구축, 제도 개선 등 정부 차원에서 나서야 할 부분이 많다. 기업은 세계적인 개발 및 생산, 시장, 규제 등의 추이에 주목하여 관련 계획을 수립할 필요가 있다. 특히 기술은 선도적일 필요가 있지만 생산 본격화 시점은 사회적 인프라 구축, 이익 창출, 시장 선점 등을 종합적으로 고려하여 신중할 필요가 있다.
지능형 자동차의 경우 여타 환경 및 여건이 조성되지 않더라도 독립적으로 시장이 형성되므로 선행적인 개발과 투자가 바람직하다.