내비의 새 지평 `일렉트로닉 호라이즌`
ADAS 기능 확장, 車 안전·연비 개선
2009년 06월호 지면기사  /  글│한 상 민 기자 <han@autoelectronics.co.kr>

SK텔레콤은 얼마 전 휴대폰으로 자동차를 제어할 수 있는 ‘모바일 텔레매틱스 서비스(Mobile in Vehicle, MIV)’를 중국 상하이모터쇼에서 선보였다. 기존 텔레매틱스 서비스가 단순히 자동차를 무선 통신망 및 위성과 연결해 경로를 안내하거나 위치 정보, 데이터 통신 등을 제공했다면 ‘MIV’는 차의 원격 진단, 제어까지 할 수 있게 했다. MIV는 엔진·브레이크 등 구동장치의 이상 유무 및 유류 잔량 정보를 확인할 수 있고 도어·트렁크·헤드라이트 등 각종 부속을 감시 제어하는 ‘차량 진단  제어 서비스’ 기능을 제공한다. 또 차량 감시 및 도난 추적을 할 수 있는 ‘안전보안 서비스’도 이용할 수 있게 한다. 홍성철 SK텔레콤 NI사업부문장은 “그동안 모바일 텔레매틱스 기술 개발과 상용화에 필요한 노하우와 역량을 축적해 왔다”며 “MIV는 이동통신 기술, 플랫폼, 콘텐츠를 모두 제공하는 패키지 방식의 텔레매틱스 서비스로 스마트폰 뿐만 아니라 일반 휴대폰에서도 구현이 가능하다”고 소개했다.


백그라운드

최근의 자동차 개발은 갈수록 늘어나는 차량과 교통량 증대에 대응해 혼잡 감소를 추구하는 한편, 안전 강화를 통해 사고량 및 사상률 저감을 목표로 하고 있다. 또 기후변화협약에 따른 온실가스 감축 목표 달성이 중요해졌다. 그러나 이같은 당면 과제는 전통적인 기술을 통해서는 달성하기 힘든 상황으로, SK텔레콤의 사례처럼 IT 기술의 집합체인 내비게이션 등 텔레매틱스 시스템을 통해 자동차 제어계통과 연결해 포괄적인 개선법을 찾기 시작했다.
영국의 자동차 기술개발 컨설팅 회사인 리카르도(Ricardo)는 유럽에서 교통량 증대를 최대한 억제하는 동시에 자동차 안전기준을 높이기 위해 EVPSN(European Vehicle Passive Safety Network) 로드맵 등을 수립하고 수동안전(Passive Safety) 시스템을 향상시켜 왔지만, 이같은 노력만으로는 2020년까지 누적 영향도(Cumulative impact)가 40% 감소에 머물 것이며 사상률 75% 저감 목표는 달성될 수 없을 것이라고 내다봤다. 이런 이유로 현재 자동차에는 사고를 사전에 예방하거나 피해를 최소화 할 수 있는 능동안전(Active Safety) 시스템, 운전자 지원 시스템(Advanced Driver Assistance Systems, ADAS) 도입이 늘고 있다. 이런 시스템은 아직 고가여서 럭셔리 카나 SUV 등 값비싼 차부터 장착되고 있으나 점차 의무 장착돼 가는 추세다. 예를 들어 트랙션 컨트롤(Traction Control), EBD(Electronic Brake force Distribution), 적응형 순항제어(Adaptive Cruise Control, ACC), 차량 자세 제어(Electronic Stability Control, ESC), 타이어 공기압 모니터링 시스템(Tire Pressor Monitoring System, TPMS), 차선이탈 경고(Lane Depature Warning, LDW) 등의 장착이 늘고 있고 일부 시스템은 의무 장착되고 있다(표 1).
한편 자동차의 연비, CO2 저감 문제는 지난 연말 결정된 유럽의회의 규제안에 따라 2012년까지 판매될 신차의 평균 CO2 배출량을 130 g/km로 낮춰야 하는 상황이다. 이에 따라 자동차 OEM들은 새로운 파워트레인 도입과 엔진 개량뿐 아니라 온갖 부분에서 CO2 배출을 줄일 방법을 모색하고 있다. 유럽의 규제 발효에 따라 자동차 메이커들은 등록 차량의 65% 이상 배출 상한을 준수해야 하는데, 이 기준은 단계적으로 강화돼 2015년부터 100%가 될 예정이다. 최종적으로는 2020년까지 배출 수준 95 g/km를 달성해야만 한다(그림 1, 2).
내비게이션은 자동차가 직면한 안전과 환경 개선 노력을 돕는 중요한 솔루션이 될 수 있다. 리카르도의 박병근 부사장은 “CO2 배출규제는 가솔린, 디젤 엔진의 성능 향상뿐만 아니라 하이브리드 파워트레인 등의 도입으로도 대응하기 힘든 실정”이라며 “공기 역학, 타이어 저항, 경량 소재 도입 등 다양한 부문에서 연비효율을 높일 방안이 강구되고 있으며 텔레매틱스, ITS를 통한 대응 노력 또한 매우 중요한 부분이 되고 있다”고 말했다.


내비의 진화

내비게이션과 텔레매틱스 시스템은 GPS(Global Positioning System), 디지털 맵 데이터베이스, 그리고 무선통신 기술을 포함하며 다양한 기능을 구현해 내기 시작했다. 일부 내비게이션은 운전자와 피드백하는 주행평가(assessment of driving), 실시간 어드바이스, 월간 리포트 등의 운전자 정보지원 시스템(Driver Information System)이 됐다. 내비게이션은 또 최단 거리, 최단 시간 경로 검색 기능은 물론 최소 연료 소비 또는 최소 배출이란 새로운 ‘그린 라우팅(Green Routing)’ 옵션을 추가하고 있다. 에코-드라이빙 솔루션(eco-driving solution)은 디지털 맵 데이터의 여러 차량들의 상태 정보(status information)를 비교해서 운전자가 연비 효율적인 방법으로 차량을 운전하고 있는지 판단한다.
내비게이션은 향후 수년 내에 디지털 맵과 위치기반 솔루션을 이용한 주행정보 예측 데이터(Electronic horizon), ACC 등의 종방향 안전제어(Longitudinal Control) 시스템, V2I/V2V 통신, 적응형 속도제어(Intelligent Speed Adaption) 시스템이 상호 연동된 반자동 제어 시스템(Semi-Autonomous Control)으로 진화해 자동차의 안전과 연비 개선에 더욱 기여할 전망이다. 예를 들어 자동차의 주행은 부드럽게 출발, 제동함으로써 연료 효율성을 증대시킬 수 있는데, 맵 데이터에 근거해 자동차가 운행 패턴을 미리 조절한다면 더욱 안전하고 효율적인 운행을 실현할 수 있다. 3D 디지털 맵을 기반으로 한 GPS 시스템이 도로의 등판 각도, 커브 등을 사전에 예측해 자동차의 기어변속, 파워트레인 운용에 개입하는 것이다(그림 3).
박부사장은 “자동차들이 다양한 센서를 활용한 능동안전 시스템을 갖춰가고 있지만 기본적으로 이 시스템들 역시 ‘이벤트’가 발생해야 작동하는 식”이라며 “3차원의 디지털 맵 데이터를 활용하면 차가 전방의 환경을 미리 인식하고 대처해 안전성이 크게 향상될 수 있고 연비 향상에도 기여할 것”이라고 말했다.
세계 최대 맵 제작사 나브텍은 지난해 내비게이션 시스템 또는 내비게이션 맵을 탑재하지 않은 차량까지도 맵을 이용한 ADAS(Advanced Driver Assistance Systems) 애플리케이션 구현을 가능케 하는 MPE(Map and Positioning Engine) 전략을 발표했다. 차량의 전자제어 장치(Electronic Control Unit, ECU)에 ADAS 애플리케이션의 개발을 촉진시키는 나브텍의 MPE reference solution이 내장됨으로써 실현되는 것이다. 나브텍의 MPE reference solution은 기하학적이고 정교한 ADAS의 속성을 포함한 나브텍 맵 제품 라인인 MPE 맵에 기반해 운용된다. 이 맵은 차량이 주행할 때 전방의 각종 도로 정보를 제공하게 하는 특허 알고리즘인 ‘NAVTEQ Electronic Horizon™’을 포함하고 있다. 나브텍의 한 관계자는 “MPE 디자인은 신용카드 크기의 회로기판 또는 기기에 탑재되며 비용에서 대단히 효율적”이라고 말했다.
나브텍의 디지털 맵은 도로의 형태, 굴곡 및 경사, 속도 제한 등의 데이터, 출구 정보, 차선 정보 등 필수적인 도로 정보들을 담고 있다. 이 정보를 기반으로 개발한 정교한 알고리즘은 안전 권장속도, 위험도로 주의보, 예측 순항속도 조정 및 에코 드라이빙을 제공함으로써 안전은 물론 연비 경제성, 배출가스 감소를 가능케 한다.
ST마이크로일렉트로닉스와 같은 회사는 나브텍과 함께 커브 길에서의 과속 경고 또는 적응형 헤드라이트 제어 등과 같은 새로운 ADAS 애플리케이션을 개발하고 있다. 나브텍의 MPE™ 맵과 결합된 ST 엔진은 전방의 커브와의 거리 및 반경을 인지해 커브를 안전하게 통과할 수 있는 최대 속도를 계산하고 차량이 이 제한속도를 초과했을 경우 시각, 청각, 촉각 등의 효과를 통해 운전자에게 경고를 보낼 뿐만 아니라 자동 감속 기능까지 구현한다. 또 ACC 기능을 통해 차량이 고속도로 인터체인지 구간 및 속도가 제한되는 도심 지역에 있거나 교통신호등이 바뀌려고 할 때 경고 메시지를 발생시키거나 가속을 방지한다.


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