공상과학영화 속에서나 실현 가능했던 자율주행차는 이제 현실이 됐다. 웬만한 신차엔 ‘스마트 크루즈 컨트롤’ ‘차선유지 지원 시스템’ 등 미국자동차공학회 기준 레벨2의 자율주행기술이 이미 탑재돼 있다.
일반적으로 자율주행기술은 주행 상황부터 목적지까지 경로상 부분 자동화 또는 완전자율주행이 가능한 시스템을 의미한다. 다시 말해 차량에 장착된 3D 카메라, 라이다(LiDAR) 센서, 레이더(Radar) 등의 센서를 통해 상황을 ‘인지’하고, 전자제어 시스템(ECU) 등에서 그 상황에 대한 정보를 ‘판단’한 후 가감속, 조향, 제동 등 차량을 ‘제어’해 주는 것이다.
글로벌 컨설팅 업체인 KMPG에 따르면 2020년 71억달러(약 10조1672억원)에 불과했던 자율주행차 시장은 오는 2035년 1조1204억달러(약 1604조4128억원) 규모로 급성장할 전망이다. 때문에 내로라하는 완성차 기업과 글로벌 IT 기업이 이미 일찌감치 자율주행차 개발에 뛰어들었다. 국내에선 현대차그룹이 레벨3 상용화에 고삐를 죄고 있는 상황. 실제로 자율주행차에 대한 글로벌 공룡기업들의 관심은 팬데믹 이후 3년 만에 정상적으로 개최된 세계 최대 가전·IT 전시회 ‘CES 2023’에서도 확인할 수 있다. 올 CES에서 가장 눈에 띄는 건 자율주행차를 중심으로 내세운 모빌리티였다.
세계적인 완성차 기업들이 줄줄이 자율주행차를 내놓겠다고 예고했고, 자동차 회사가 아닌 곳들도 자율주행을 선보이겠다고 선언했다. 사실 올 CES는 시작 전부터 자율주행기술의 경연장이 될 거란 전망이 지배적이었다. 개막 이틀 전 미국의 대표적인 반도체 기업 엔비디아와 아이폰을 위탁 제조하는 대만의 폭스콘이 자율주행 전기차 공동개발을 선언했고, 같은 날 LG전자도 글로벌 자동차 부품기업인 마그나와 자율주행기술 개발을 위한 합작 프로젝트를 발표했다. 업계 일각에서 “본격적인 자율주행 시대를 앞두고 진정한 실력자들의 옥석 가리기가 시작됐다”는 말이 나오는 이유다. 그렇다면 현재 실현되고 있는 자율주행차 기술은 어느 정도 수준일까.
레벨3 양산, 레벨4 시도
흔히 레벨에 따라 구분되는 자율주행기술 수준은 미국도로교통안전청(NHTSA, 0~4단계)과 미국자동차공학회(SAE, 0~5단계)의 기준이 근거가 되고 있다. 유럽에서 주로 사용하고 있는 미국자동차공학회의 기준을 살펴보면 ‘레벨0’은 운전자가 모든 판단을 하고 주행에 관련된 물리적인 행동을 해야 하는 단계다. ‘레벨1’은 특정 기능의 자동화 단계다. 운전자가 직접 운전하며 ‘스마트 크루즈 컨트롤(ASCC)’ ‘차선유지 지원 시스템(LKAS)’ 등 운전 보조기능의 도움을 받는다. ‘레벨2’는 기존 자율주행기술들이 통합돼 기능하다. 고속도로 주행 시 차량과 차선을 인식하고 앞차와의 간격 유지, 자동 조향 등이 가능하다. 현재 가장 널리 상용화된 기술로 스티어링휠을 잡지 않으면 경고음이 울리고 수동으로 전환된다. 테슬라의 ‘오토파일럿’ ‘풀셀프 드라이빙(FSD)’ 기술도 레벨2에 속한다.
‘레벨3’는 부분자율주행 단계다. 운전자의 조작 없이도 도심에서 신호를 인식해 자동으로 차량을 제어하고, 고속도로에선 일정 구간의 교통 흐름을 고려해 자동으로 차선을 변경해 끼어들기가 가능하다. ‘레벨4’는 정해진 조건에서 운전자가 전혀 개입하지 않는다. 시스템이 정해진 조건 내 모든 상황에서 차량의 속도와 방향을 통제한다. ‘레벨5’는 운전자의 개입 없이 차량이 스스로 목적지까지 운행하고 주차까지 가능해지는 단계다. 운전자가 차량에 타지 않아도 주행이 가능한 통합 자율주행 단계로 시동을 켠 후 목적지에 도착해 주차가 완료될 때까지 사실상 완전한 자율주행이 가능하다.
자율주행차는 최첨단 기술의 집약체다. 차량에는 주변 상황을 인지하기 위한 정밀기술이 탑재되고 방대한 주행데이터와 상호작용한다. 이를 바탕으로 최종 주행 판단은 자율주행차의 뇌라 불리는 ‘인공지능(AI)’이 결정하게 된다. 현재 전 세계적으로 레벨3를 상용화한 브랜드는 메르세데스-벤츠와 혼다 정도. 일본의 혼다는 2021년 3월 준대형 세단 ‘레전드’에 레벨3 기능을 탑재했다. 레전드가 취득한 레벨3 인증은 일본 국토교통성이 마련한 자율주행 형식이다. 고속도로 주행이나 시속 50㎞ 이하로 일반도로에서 주행할 때 같은 특정 조건에서만 자율주행시스템이 운전자 대신 차량을 제어할 수 있다.
독일의 벤츠는 2021년 말 레벨3 수준의 자율주행기술승인 규정(UN-R157)을 충족하는 대형 세단 ‘S클래스’를 출시했다. UN-R157은 유엔 유럽경제위원회가 제정한 자동차 관련 국제 기준이다. S클래스에 탑재된 자율주행기술인 드라이브 파일럿(Drive-Pilot)은 고속도로 특정 구간과 시속 60㎞ 이하 도로운행 시 작동한다.
드라이브 파일럿 시스템은 지난해 5월부터 독일에서 출시되는 신형 S클래스와 순수전기차 ‘EQS’에 선택사양으로 제공되고 있다. 벤츠는 미국 캘리포니아와 네바다주에서도 당국의 승인을 받기 위한 절차를 밟는 중이다.
메르세데스-벤츠 ‘더 뉴 EQS 350’
올 상반기엔 국내에서도 레벨3 기술이 적용된 세단이 양산될 예정이다. 현대차가 새롭게 선보이는 제네시스 ‘G90’에 적용되는 ‘하이웨이 드라이빙 파일럿(HDP)’이 레벨3 단계의 자율주행기술이다. 안전한 HDP 구현을 위해 현대차그룹은 G90 차량 전면과 측면에 라이다 2개를 장착했다. 라이다를 기존 카메라·레이더 등과 함께 사용하는 센서 퓨전, 2세대 통합 제어기를 통해 기술적 완성도를 높였다. HDP는 스티어링휠에 손을 떼고도 시속 80㎞ 범위에서 자율주행이 가능하며 교차로 진·출입 시 스스로 가속과 감속을 제어한다.
현대차그룹은 G90를 시작으로 현대차와 기아의 신차에도 HDP의 탑재를 확대할 계획이다. 업계 일각에선 “현재 현대차그룹이 개발하고 있는 자동 주차 등 레벨3 수준의 자율주행기술 양산은 올해 본격화될 것”이라고 예상한다. CES 2023에선 “고속도로 등 제한된 구간에서 레벨4 수준의 자율주행이 2025년을 분기점으로 양산될 것”이란 전망도 나왔다. 빠르면 올 상반기에 현대차그룹이 카카오모빌리티와 선보이는 택시 호출 서비스 ‘로보라이드’가 실제로 레벨4 수준의 자율주행 서비스다. 물론 이러한 서비스는 양산이 아닌 시범 서비스에 속한다.
업계의 한 관계자는 “본격적인 시장 경쟁이 시작된 시점에 경쟁에서 우위를 차지하기 위한 포석”이라며 “앞선 기술을 대외적으로 공표하고, 시험 운행을 통해 얻게 된 데이터를 활용해 서비스 안정화에 나서는 기술적 요인도 무시할 수 없다”고 분석했다.
모셔널이 미국 전역에서 차량호출·배송 사업을 펼치게 될 ‘아이오닉5’ 로보택시.
인수, 협업으로 속도전 나서
각국의 글로벌 완성차 기업들도 자율주행기술력 확보에 경쟁적으로 뛰어들고 있다. 이들 기업의 목표는 레벨4 상용화다. 특히 선도적으로 앞서나간 정보통신기술(ICT) 업체들과 협업이나 자율주행 관련 스타트업 인수를 통해 빠르게 기술을 흡수하고 있다. 우선 피아트크라이슬러·푸조·시트로엥그룹이 합병해 탄생한 스텔란티스는 자율주행 스타트업 AI모티브를 인수했다. 지난 2015년 헝가리에서 설립된 AI모티브는 인공지능(AI)·데이터 처리 소프트웨어, 반도체 지적재산권, 자율주행 등 미래 자동차 기술 솔루션을 보유한 회사다. AI모티브는 자율주행 통합 소프트웨어인 ai드라이브를 스텔란티스에 공급할 예정이다.
현대차그룹은 지난해 8월 자율주행 스타트업 ‘포티투닷’을 4200억원에 인수했다. 이 스타트업은 라이다 없는 레벨4 자율주행기술을 확보했다. 현대차그룹은 포티투닷 인수를 통해 소프트웨어 중심의 자동차(SDV) 개발체계 조기 전환, 소프트웨어(SW) 경쟁력 강화를 목표로 했다. 물론 핵심은 라이다 없는 자율주행이다. 라이다는 정확도는 높지만 전력 소모가 많고 가격이 비싼 단점이 있다. 테슬라가 자사의 전기차에 라이다 대신 카메라를 장착한 이유도 일맥상통한다.
포티투닷의 레벨4 자율주행기술은 카메라·레이더·글로벌내비게이션위성시스템(GNSS)을 통합한 AI로 주변 환경과 차간 거리·속도를 예측한다. 미국의 GM은 지난 2016년 자율주행 스타트업 크루즈를 인수, 자회사로 편입했다. 현재 이를 통해 레벨3 수준의 ‘슈퍼 크루즈’를 운행 중이다. 지난해 9월엔 샌프란시스코에서 완전 무인 로보택시 영업도 시작했다. 안전요원이 탑승하지 않는 무인 로보택시를 유료로 운행하는 건 크루즈가 처음이다.
지난해 11월 서울 청계광장 인근 도로에서 운행을 시작한 포티투닷의 자율주행 버스.
반면 포드와 폭스바겐이 투자한 조인트벤처(JV) 아르고AI는 6년 만에 자율주행사업을 중단했다. 설립 당시 포드는 아르고AI에 10억달러, 폭스바겐은 26억달러(약 3조6900억원)를 투자해 북미와 유럽 대륙의 자율주행차 분야에 선두가 될 것이란 야심을 숨기지 않았다. 이러한 기대감에 아르고AI는 한때 시총이 70억달러(약 9조9300억원)를 넘기기도 했다. 하지만 양 사의 투자는 고스란히 손실로 반영됐다.
“수익성 있고 완전한 자율주행차는 아직 멀었다. 우리는 반드시 자체 기술을 개발할 필요는 없다고 본다.
” 외신을 통해 전해진 짐 팔리 포드 CEO의 소감이다. 국내 완성차업체의 한 관계자는 “스티어링휠이 없는 자율주행차가 나올 것이라던 애플카도 일단 방향을 선회한 것으로 알려졌다”며 “레벨4, 5에 이르는 길이 얼마나 어려운지 알 수 있는 대목”이라고 전했다. 그는 “앞으로 일반도로보다 고속도로 같은 일정한 구간에서의 자율주행과 그 구역에서의 레벨 업그레이드가 진행될 것”이라며 “제한된 구역에서 자율주행을 운행한 뒤 인공위성 등 GPS 인프라가 안정적으로 갖춰지는 시점에 일반도로로 점차 범위를 넓혀갈 것”이라고 전했다.
안재형 기자
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