지난해 여름 업무상 독일에서 BMW 최상위 등급의 7 시리즈 차량을 렌트해 왕복 1,200 km 정도를 주행하게 됐다. 이 차는 주차 시 스티어링 휠의 회전을 부드럽게 해주는 기술을 비롯해, 주차보조 시스템, 헤드업 디스플레이, 나이트비전, 차선유지 보조, 차선이탈 경고, 긴급제동 보조, 그리고 적응형 순항제어 시스템보다 한 단계 더 진보한 첨단 ACC 등 다양한 운전자 안전 및 편의 지원 시스템을 장착하고 있었다.

첨단 운전자 지원 시스템(Advanced Driver Assistance System, ADAS)을 직접 경험해 본 후 ‘과연 다음에 나올 신기술은 무엇이고, 그 이상의 기술은 어떤 것일까?란 질문을 스스로에게 해 보았다.
자동차 기술은 주로 내연기관의 출력과 안전벨트로 대표되는 사용자(운전자 및 동승자) 안전을 중심으로 발전해 왔다고 할 수 있다. 이중 안전 분야는 수년 전부터 영상 기술, 레이다 및 초음파 기술 그리고 정보통신 기술을 기반으로 다양한 주행보조 시스템들이 대거 개발되며 급격히 발전하고 있다. 심지어는 맹인이 운전석에 앉은 구글(Google)의 자율주행차가 합법적으로 시범 운행되는 등 이같은 기술과 시스템에 대해 더욱 큰 기대를 하게 만들고 있다. 예를 들어 최근 다양한 분야에서 활용되고 있는 UI(User Interface)와 감성공학, 그리고 레이다나 초음파 등 비전 시스템 기반의 각종 인식기술(Recognition Sensor)을 이용해 운전자의 피로도를 감지해 졸음운전을 경고하거나, 위험 상황이나 돌발상황 발생 시 비상 제동장치를 스스로 작동시키는 등의 기술개발이 활발히 진행되고 있다. 세계 최대 자동차 부품업체 보쉬에 따르면 오는 2020년이면 ADAS 관련 시장 규모가 최대 2,000억 유로에 달할 전망이다.

한승용은 2008년부터 독일 부퍼탈대학 안전공학과 안전이론 및 교통기술연구소에서 박사과정을 밟고 있다. 차세대 차량 시스템에 대한 안전성 평가를 세부전공으로 하고 있다. 2003년 이후 수소가스, 연료전지차량용 수소 충전소 안전 관련 과학기술부, 산업자원부 프로젝트를 수행했고, 2010년엔 “전기차 보급 분야에 대한 독일과 한국의 신재생에너지 정책 비교” 논문을 썼다. 현재 국내 몇몇 기관과 기업에 독일 현지 정보를 제공하고 있다.

첨단, 보편화 되는 기술
 
ABS(Anti-lock Brake System)나 차체 자세제어(Electronic Stability Control, ESC) 등으로 대표됐던 전자제어 안전 시스템은 최근에는 사용자뿐만 아니라 동승자, 보행자, 그리고 주변 차량의 여러 가지 상황을 센싱해 차량의 컴퓨터가 스스로 판단해 운전자에게 안전 운행을 위한 시청각 경보를 주고, 또 직접 제동이나 조향제어에 간섭하는 능동안전(Active Safety) 시스템으로 발전하고 있다.
예를 들어, 능동 시스템은 간단하게는 강우 센서를 이용해 자동으로 와이퍼를 작동하는 것에서부터 비전시스템 기반의 주차보조 시스템(Parking Assist, PAS) 등과 같이 운전자의 편의성에 포커스한 기술도 포함된다. 또 타이어의 공기압을 체크해 펑크 사고를 예방하는 타이어 공기압 경고 시스템(Tire Pressure Monitoring System) 등 차량 상태에 대한 모니터링 및 경보 기술도 있다. 그러나 대개는 좀 더 복잡한 ADAS에 속하는 교통표지 인지 시스템(Traffic Sign Recognition, TSR), 적응형 순항제어 시스템(Adaptive Cruise Control, ACC), 차선유지 시스템(Lane Keeping System, LKS) 등을 말한다. 
이같은 트렌드에 따라 독일 운전자 협회인 ADAC(Allgemeiner Deutscher Automobil-Club)은 ADAS를 총 16개 종류로 분류하고 있다(단, 현재 개발 중인 시스템은 제외). 그룹으로는 크게 종방향(주행 방향), 횡방향(인접 차선), 기타 안전장치와 편의 시스템(Comfort System)으로 나누고 있다. 그림 1은 지난 2007년 LKS와 관련해 ADAC이 OEM별 장착 차량을 테스트해 성능을 비교한 것이다. 

ADAS 효과 분석

독일은 자동차 강국답게 기술 모니터링 협회(Technischer Ueberwachungsverein, TUEV), 독일 자동차 협회(Deutscher Kraftfahrzeug-Ueberwachungsverein, DEKRA), 자동차 공업 협회(Verband der Automobilindustrie, VDA), ADAC과 같은 자동차 관련 전문협회나 기술지원 업체들이 상당히 많다. 이들 협회나 지원기관들은 이미 수년 전부터 다양한 ADAS의 사고 저감, 예방 및 연비 감소 효과에 대한 연구해왔다. 또 이러한 안전 관련 시스템의 의무장착을 미국 등 선진 국가들처럼 승용차뿐만 아니라 화물전용 차량에까지 확대 시행하려고 하고 있다.
표 1은 수동안전, 능동안전 및 ADAS를 포함한 안전 관련 시스템에 대한 독일 도로 교통법상 규제다.
독일의 ADAC은 앞서 언급한 바와 같이 여러 단체의 연구결과와 자체 분석을 통해 현재 가장 일반적으로 사용되는 3.5톤 이하 승용차 및 3.5톤 이상 화물 차량에 장착된 16종의 안전 관련 시스템에 대한 실질적 효율을 분석해 발표했다.
표 2는 ADAC을 통해 발표된 내용이며 각각의 결과는 ADAC 자체 조사 외에도 TUEV와 같은 협회 및 대학 연구소의 발표를 포함해 작성됐다.
애초 ADAS는 최종적 제어는 운전자가 맡는 안전, 운전자의 편의 측면에 개발 컨셉이 맞춰졌었지만 최근에는 IT 기술 및 융복합 기술의 눈부신 발전으로 운전자가 전방 도로상황만 인지하고 있으면 차량 스스로 차선을 탐지해 경고하고, 긴급 상황 시 스스로 제동까지 하는 식으로 발전하고 있다.

미래의 ADAS 

독일에서는 “AKTIV”, “SIM-TD” 그리고 “Travolution”이라는 프로젝트가 수행되고 있다. 아울러 유럽 연합 수준에서도 “CVIS”, “Safespot”, “COOPERS”, “iTetris” 등의 협력 프로젝트가 진행되고 있다.
이들 프로젝트들은 C2X(Car to X)에 관한 것이다. 이는 차량 대 차량(Car to Car, C2C) 및 차량 대 인프라(Car to Infrastructure 또는 Infrastructure to Car, C2I)를 핵심으로 하는 협조 텔레매틱스 시스템(Cooperative Telematics System)으로, 도심 또는 지방도로의 교차로 및 분기점에서 운전자 차량의 내비게이션과 설정된 목적지와의 동기화를 통한 주행 지원이나 좁은 도로, 급경사, 급커브, 혹은 왕복 1차로에서 마주 오는 차량과의 상호 정보 교류를 통해 운전자의 안전 운행을 돕는 기능에 대한 연구개발이다.
이 프로젝트와 기술들이 운전자에게 사전에 직접적 정보를 제공해 주행의 편의성이나 안전성을 확보하는 개념의 ADAS 기술이라고 한다면, 주행 성능을 확보하는 개념에서의 ADAS 기술도 개발되고 있다.
예를 들어 유럽우주국(ESA)에서 운영하고 있는 범지구 위성항법 시스템인 GALILEO와의 정보 교류를 통해 차량의 주행 위치, 주행 도로의 해발고도 정보를 이용해 차량이 스스로 엔진 회전이나 토크를 최적화해 연비를 높이거나 이산화탄소 배출을 억제할 수 있는 주행 모드 식별로 차량의 성능뿐만 아니라 환경을 고려하는 ADAS 기술이 개발돼 가까운 미래에 상용화될 전망이다.

AEM_Automotive Electronics Magazine