01 2015 August vol.04 융합Weekly 발행일_ 2015.08.31 발행처_융합연구정책센터 TIP 자율주행자동차 동향과 전망 이재관 자동차부품연구원 선정 사유 (사회 이슈) 사회와 공존하는 이동성에 대한 새로운 패러다임으로의 전환과 급속한 고령화에 따른 노인 운전자를 위한 안전대책 요구 - 미래사회 이동성 키워드는 고안전, 친환경, 친인간, 사회공존, 융합으로서 미래사회에 필요한 패러다임 전환 및 신기술 Seed 선제 확보 필요 - 국내 전체 교통사고 대비 65세 이상 노인운전자의 교통사고 점유율은 1.4%( 01년) 3.3%( 06년) 6.8%( 12년)으로 증가 추세 * (출처) 2012년 노인 교통사고 특성분석, 도로교통공단, 2013 65세 이상 노인인구 10만명 당 교통사고 사망자수 ( 11년) * (출처) OECD 회원국 교통사고 비교, 도로교통공단, 2013 (규제 이슈) 글로벌시장에서 자동차 관련 안전규제* 강화에 능동적으로 대처 가능한 정부정책 및 추진전략 수립 요구 * 소비자 안전 명목 하에 의무장착, 신차안전도평가 등 안전규제가 새로운 기술장벽으로 등장 - 차량자세제어(ESC), 타이어공기압경보(TPMS), 자동긴급제동(AEB), 차선이탈경보(LDWS) 등 안전운전 지원부품의 장착 법제화 추진 * 미국, 유럽, 한국 모두 13년부터 시작, 단계적으로 항목 확대 예정 ** ( 例, 한국) 총 1점 가점 - 전방충돌경보장치 0.4점, 차선이탈경보장치 0.3점, 안전띠미착용경보장치 0.3점 (Korea-NCAP 총 100점 만점)
02 주요국의 안전부품 의무장착 로드맵 (경제 이슈) 자동차, 정보통신, 첨단교통, 서비스 회사 등 이종 업종간의 연계 가속화로 인해 서비스 중심의 新 사업모델 출현 가시화 - 자동차업체가 아닌 서비스 중심의 new players로 변화할 가능성도 존재 (기술 이슈) 자동차와 ICT 기술의 융합 가속화 및 자동차의 전자화 확대로 미래 선도 기술에 대한 체계적인 확보전략 준비 - 해외 선진업체는 글로벌 시장을 선도하고 브랜드 이미지 강화를 위해 자율주행자동차의 핵심 기술 육성 중 기술 개요 (정의) 자율주행자동차는 자동차 스스로 주변환경을 인지하여 위험을 판단하고, 주행 경로를 계획하는 등 운전자의 주행조작을 최소화하며 스스로 안전주행이 가능한 자동차 - 해외 선진업체는 글로벌 시장을 선도하고 브랜드 이미지 강화를 위해 자율주행자동차의 핵심 자율주행자동차의 개념 출처 : (산업부) 자율주행자동차 산업생태계 활성화를 위한 국가차원의 통합자원 활용방안, 2014
03 (구분) 美 도로교통안전국(NHTSA)은 자율주행자동차를 운전자의 주행조작 개입 정도에 따라 다음과 같이 5단계(레벨0~레벨4)로 구분 자율주행자동차 단계 구분 수 준 정 의 개 요 Level 0 Level 1 Level 2 Level 3 Level 4 비자동 (No Automation) 기능 특화 자동 (Function-specific Automation) 조합 기능 자동 (Combined Function Automation) 제한된 자율주행 (Limited Self-Driving Automation) 완전 자율주행 (Full Self-Driving Automation) - 운전자가 항상 브레이크, 속도조절, 조향 등 안전에 민감한 기능을 제어하고 교통 모니터링 등 안전 조작에 책임 - 운전자가 정상적인 주행 혹은 충돌 임박 상황에서의 일부 기능을 제외한 자동차 제어권을 소유. 예) 스마트크루즈컨트롤, 차량 자세제어, 자동브레이킹 - 어떤 주행 환경에서 두 개 이상의 제어 기능이 조화롭게 작동. 단, 운전자가 여전히 모니터링 및 안전에 책임을 지고 자동차 제어권을 소유예) 스마트크루즈컨트롤과 차선중앙유지, 핸들과 페달 제어 - 특정 교통 환경에서 자동차가 모든 안전 기능을 제어 - 자동차가 모니터링 권한을 갖되 운전자가 제어가 필요한 경우 경보신호 제공 - 운전자는 간헐적으로 제어 - 자동차가 모든 안전 기능을 제어하고 상태를 모니터링 - 운전자는 목적지 혹은 운행을 입력 - 자율주행시스템이 안전 운행에 대해 책임 출처 : 미교통국 도로교통안전국(NHTSA), 2013 시장전망 (자율주행자동차) 자율주행 기술을 탑재한 양산형 자동차는 20년경 시장에 출시될 것으로 예상되며 20년에서 35년까지 북미, 서유럽, 아시아태평양 3개 지역의 자율 주행자동차 시장 연평균성장률은 85%에 이를 것으로 전망 - 전세계 자동차시장에서 해당년도에 새로 출시되는 자동차 중 자율주행 기술을 탑재한 자동차의 비중은 25년 4.4% 30년 40.5% 35년 75.1%에 이를 것으로 전망 자율주행자동차 시장전망 (단위 : 천대, %) 구 분 2015 2020 2025 2030 2035 완전 자율주행자 동차 자동차 전체 대수 비율 88,534 출처 : Autonomous Vehicles (Navigant Research, Q3 2013) - 0.0% 98,103 7.3 0.01% 106,917 4,756 4.4% 116,221 47,113 40.5% 127,170 95,444 75.1% (부분시스템) 완전 자율주행자동차 보급 이전에는 일반차량에 특정 기능의 자율주 행시스템 장착되어 시장을 형성할 것으로 예측 - 다차로차선변경, 교통체증저속구간 자동운전지원, 자동주차, 합류로 및 분기로 주행지원 기능을 장착한 半 자율주행자동차 시장 성장
04 자율주행시스템 시장전망 (단위 : 천대, %) 구 분 2015 2015 2020 2025 2030 2035 다차로차선변경 수량 장착율 18 0.0% 9,700 9.9% 68,458 64.0% 105,570 90.8% 119,491 94.0% 교통체증저속구간 자동운전지원 수량 장착율 225 0.3% 33,113 33.8% 92,527 86.5% 108,193 93.1% 121,204 95.3% 자동주차 수량 장착율 15 0.0% 11,116 11.3% 66,372 62.1% 95,404 82.1% 110,843 87.2% 합류로 및 분기로 주행지원 수량 장착율 0.6 0.0% 1,419 1.4% 27,438 25.7% 76,804 66.1% 108,999 85.7% 출처 : Autonomous Vehicles (Navigant Research, Q3 2013) 도입의 주요 정책 1 법 제도 측면 (법적 책임) 공공도로에서의 자율주행자동차 운행으로 인한 사고 발생시 보험 및 법적 책임 이슈에 직면 - 자율주행자동차는 센서, 소프트웨어 등을 통해 사람보다 정보에 의한 결정을 하고 있으므로 기 술적 과실 여부 판단의 논쟁 발생 - 기술적으로 과실이 없더라도 충돌 사고시 안전 우선순위를 자기차량과 상대차량 중 어디에 우 선 할 것인지와 이러한 설정을 소유자가 임의 변경 가능토록 허락할 것인지 등 문제 발생 (운전 면허) 자율주행자동차 도입을 위한 면허 발급 등 법적 근거 마련 지연 - 미국은 각 주별로 자율주행자동차 도입을 위한 법률개정이 이루어지고 있으나 일관된 면허발급 기준이나 표준화된 안전기준 없이 각 주마다 상이한 기준 적용으로 업체의 기술개발에 혼란 가중 미국 사례 네바다 州 *를 시작으로 하여, 현재 3개주가 법안 제정을 완료하였으며 추가적으로 9개주가 법안 심사단계임 * (법안내용) 운전자 1인과 동승자 1인 탑승, 자율주행 중이라는 표식 의무, 운전자가 원할 때는 언제든 지 제어권 변경, 블랙박스장치 필수 탑재 등 법안 완료 네바다( 11.6), 플로리다( 12.4), 캘리포니아( 12.9), 워싱턴DC( 13.1), 미시건( 13.12) 법안 심사 中 하와이, 뉴햄프셔, 오레곤, 텍사스, 워싱턴, 오클라호마, 콜로라도(이상 7개주) 2 사회적 측면 (보안 이슈) 해커, 테러조직, 적대국가 등에 의한 고의적 차량충돌, 교통혼란 등의 보안 이슈 발생 우려
05 - 보안 측면에서 완벽하게 안전한 시스템을 만드는 것이 현실적으로 불가능한 상황에서 해킹에 의한 악의적인 차량충돌과 교통혼란이 발생할 가능성이 있음 (사생활 침해 우려) 사생활 보호에 반하는 데이터 관리 우려 - 자율주행자동차 운행으로 생성되는 데이터의 건전한 활용은 교통시스템의 효율성 제고와 미래 교통체계에 대한 효율적 투자 우선순위 및 정책 수립 등에 유익한 기초 자료를 제공 가능 - 그러나, 생성되는 데이터의 공유는 프라이버시 침해와 공공의 이익 사이에서 트레이드오프 상황에 처함 3 기술적 측면 (기술 개발) 자율주행자동차가 아직 개발되지 않은 상황으로 인해 향후 기술 개발의 방향성에 대한 불확실성이 높음 - 완전 자율주행자동차의 운행 시나리오 및 시스템 요구사양이 체계적으로 정립되어있지 않아 차량 인증체계 등이 완비되지 못하고 있어 기술의 발전속도가 더딤 - 기술표준 및 차량인증 등에 대한 전체적인 프레임워크가 없이 업체별로 개별적인 기술개발을 추진 중 (자동차 가격) 자율주행자동차 도입의 가장 큰 장벽은 자율운전 기능을 탑재하기 위한 추가비용 부담 - 現 개발중인 자율주행자동차를 위한 추가 비용이 10만 달러 이상으로 추정, 대량생산이 이뤄질 경우 추가비용은 2.5~5만달러로 하락 전망이나 단기 달성은 어려울 것으로 예측 (Dellenback) 자율주행 자동차 산업생태계 1 사용자 자율주행자동차 사업자(자동차, ICT업체 등)가 제공하는 상품과 서비스를 직 간접으로 사용하는 사람(직접 : 운전자/탑승자, 간접 : 보행자) - (자동차업체) 부품 시스템 완성차로 이어지는 협력체계를 구축 - (전기전자업체) 임베디드 SW, 스마트 센서, 반도체(SoC) 등 제공 - (ICT업체) 빅데이터, 통신 보안, 디지털 맵, 인포테인먼트 컨텐츠 등 제공 - (ITS업체) V2I 통신 보안, 노변장치, 관제 등 제공 3 정부 자율주행자동차 기술이 안정적으로 정착, 확산될 수 있도록 법 제도 및 표준 인증, 인프라를 포함하는 산업생태계의 밑바탕 구축 - (법 제도) 도로교통협약 또는 도로교통법, NCAP 등 안전규제 - (표준) 해외 : ISO, IEEE 등, 국내 : KS, TTA 등, (인증) 안전도평가기준 등 - (인프라) 도로시설물, 평가장비, 인력 등의 유형물과 주파수 등의 무형물
06 4 조력자 기술개발, 인력양성 등을 통해 산업생태계를 지원하는 연구기관(대학, 공공연구소) 과 도로 및 통신 인프라를 제공하는 사업자 타 산업과의 융합 혹은 신규 아이디어를 바탕으로 자율주행자동차에 특화된 새로운 서비스를 제공하는 잠재적 제공자 * Virtual Driver Service (New Contents 등), Shared Mobility 등 자율주행차 산업생태계 개발동향 (미국) 원천기술 개발에서 안전기준 등 규제 보완에 이르기까지 자율주행자동차 관련 생태계 활성화를 위한 후방 지원 수행에 초점 - 자율주행자동차와 관련 미국은 인적요인에 관한 연구(Human Factor Research), 전자제어 시스템 안전성(Electronic Control System Safety)에 관한 연구, 개발시스템의 성능요건 (Develop System Performance Requirements) 연구 등 3가지 영역에 주안점을 두고 기술연구를 추진 중 - 인적요인에 관한 연구는 자율주행모드에서 운전자모드로의 원활한 전환, 자율주행 관련 각 기능의 적절한 배치, 기타 시스템 검증을 위한 도구 등 운전자와 차량간의 인터페이스 개발에 초점 - 전자제어시스템 안전성 영역은 오류 발생 가능성 평가 등 자율 주행기능 구동에 대한 안전성 연구와 차량 내 탑재된 각종 시스템의 사이버보안에 관한 연구 포함 - 개발시스템의 성능요건 연구는 자율주행자동차 구현을 위해 필요한 잠재적인 기술요건의 개발 및 제약요건에 대한 평가 등이 포함 - 향후 본격적인 자율주행자동차 실용화 단계에 대비해 관련 정책 및 규제 권고 사안도 개발 중 (영국) 14년 7월 기술전략위원회( Strategy Board)를 통해 자율주행 자동차 시범운영 프로젝트의 본격적인 추진계획을 발표 - 해당 프로젝트는 기술전략위원회와 영국 기업혁신기술부(Department for Business, Innovation & Skills, BIS) 및 영국 교통부의 공조 아래 진행
07 - 프로젝트 추진을 위해 영국 내각은 총 1,000만 파운드의 예산을 배정했으며 프로젝트 참여를 위해서는 반드시 민관 공동 컨소시엄이 구성되어야 하며 선정된 컨소시엄에 대해서는 프로젝트 추진 자금의 최대 50%를 지원 (EU) 첨단안전시스템 분야 우위를 이어가기 위해 기술개발 지원 본격화 - 폭스바겐 연구소 등 총 29개 기관이 참여하는 3년 반 동안의 자율주행 기술개발 사업에 2,500만 유로 전액 지원 중 (일본) 13년 일본재흥전략에서 안전운전지원시스템, 자동주행 시스템을 핵심전략으로 지정하고 산학연관 협력 프로젝트 전개 - 가상주행상황에서 신기술 성능을 검증하기 위한 영상 DB를 18년까지 구축 예정 - 자율주행 기술개발 지원방안 중 하나로 첨단안전장치 탑재 트럭과 버스 보조금 지원 확대 국내 주요기업은 자율주행 1단계( 美 NHTSA 자동화 레벨* 기준) 수준의 운전자 보조 시스템 기술력은 확보하고 있는 상황 - 스마트자동차 기술력은 세계 4위 수준*으로, 완성차업체의 신기술 적용능력은 선진국과 유사하 나 핵심부품 수입 의존도가 높은 것으로 조사 * 기술수준(산업기술평가관리원) : 유럽 100, 미국 일본 97.6, 한국 83.8, 중국 67.1 - 자동차산업 역량 외에 자율주행 실현을 위한 ICT SW 융합, 도로 인프라 지능화 등 자동차-ICT- 도로가 연계된 기술개발 전략도 필요 핵심부품 기술 레이더(라이더) 기반 정보융합형 주행상황인지 기술 - 주행환경 상의 다양한 대상물체(또는, 주행상 장애물)의 거리 및 부피(volume)를 측정하여 대상 물체의 정확한 거리와 공간정보를 인식하는 레이더 및 라이더 센서 기반의 인식 및 검출 기술 영상센서 기반 정보융합형 주행상황인지 기술 - 주행차로 유지 및 다차선 변경, 합류로 및 분기로 합류 지원, 주차유도 및 자동주차 등을 위해 영상센서 기반의 차선, 표지판, 차량, 이륜차 등의 형상정보와 거리정보에 대한 인식 및 검출 기술 확장성, 범용성, 보안성을 확보한 V2X(V2V & V2I) 통신 기술 - 다종의 V2V(Vehicle to Vehicle), V2I(Vehicle to Infrastructure) 등 V2X 통신 기술을 사용하여 인프라 및 차량 센서정보를 융합하여 차량의 주변상황을 인지할 수 있는 신뢰성 있는 V2X 통신모듈 설계 기술 자율주행용 도로 및 지형 속성정보를 포함한 디지털맵 기술 - 주행차로 전방 1Km 이상구간에 대한 차선, 도로형상, 구배정보 등을 활용한 차선유지 및 주행 도로 예측 향상이 가능한 자율주행용 도로 및 지형 속성정보를 갖는 ADAS(Advanced Driver Assistance Systems)용 디지털맵 생성 기술
08 보급형 고정밀 복합 측위 기술 - DGPS, 디지털맵, 차량 상태정보와 서라운드 센서정보를 융합하여 자율주행환경에서 저가형 DGPS로 차량의 위치, 주행방향, 속도를 추정할 수 있는 기술 Fail Safety를 고려한 스마트 액츄에이터 기술 - 시스템 위험분석 및 고장분석을 통하여 자율주행자동차의 안전한 제어를 위한 중복안전(redundancy) 및 fail safety가 반영된 고신뢰성 스마트 엑츄에이터 설계 기술 운전자 수용성을 고려한 자율주행 HVI(Human Vehicle Interface) 기술 - 실도로 자율주행 환경에서 운전자(교통약자 포함)의 특성, 성향, 운전자상태 및 차량의 내/외부 상황정보를 종합적으로 분석/판단하여 운전자의 성별/연령별 UX 시나리오 도출 및 최적 UI 개발 을 통한 자율주행자동차의 주행안전성, 편의성, 수용성(불안감 해소)을 향상시킬 수 있는 차세대 HVI 기술 * UX(User experience), UI(User Interface), HVI(Human Vehicle Interface) 안전한 자율주행을 위한 운전자 모니터링 기술 - 차량환경에서의 시각, 청각, 햅틱(촉각) 등 다양한 인터페이스를 통하여 운전자의 상태(부하 및 피로도 등) 및 감성, 성향, 의도 파악과 차량 주변상황을 종합적으로 처리하여 자율주행 제어전략 수립을 위한 운전자 모니터링 기술 차세대 IVN(In Vehicle Network) 플랫폼 및 통합 제어기 기술 - 자동차의 원활한 자율주행과 운전자의 안전을 보장하기 위해 redundancy 개념을 포함하고 신개념 E/E 아키텍처를 수용하는 차세대 IVN 플랫폼과 IVN 기반의 통합 제어기 설계 기술 자율주행중 사고원인 규명을 위한 EDR(Event Data Recorder) 기술 - 자율주행자동차의 안전한 조작과 사고시 사고원인 규명을 위한 자율주행자동차의 내외부 영상 정보 및 서라운드 센서정보, 차량 상태정보(IVN)를 실시간으로 저장, 보호, 전송하는 기술 시사점 (산업생태계) 부품업체들이 자동차산업을 견인할 수 있도록 중소중견기업 중심으로 개 방과 협력의 새로운 산업생태계 구축 필요 - 우리나라도 자동차산업 성장을 부품업체가 견인해야 하는 시기가 도래, 완성차 주도 산업생태계로 부터의 변화가 필요 - 중소중견기업 주도의 사업 아이템을 발굴하고 국내외 복수의 수요기업에 납품 가능한 새로운 R&D 협력모델이 요구 (즉, 취약한 중소기업 생태계 육성을 위하여 중소기업간 협동조합 방식의 다양한 스마트자동차 서비스 사업모델 발굴도 필요) - 수요자의 다양성에 기반한 ICT 기반 자율주행자동차 플랫폼의 다양화를 추진, 가격 경쟁이 치열한 ICT 시장에서 고전 중인 ICT 중소기업의 자동차시장 진입 활성화 및 자생적인 산업 생태계 조성을 위한 지원 필요
08 (산업융합) 자동차-ICT 산업간의 문화적, 기술적 장벽을 완화하여 융합이 활발히 이루 어지는 부품산업 활성화 전략이 필요 - 양 산업간 산업특성에 대한 상호이해가 부족하며 자동차산업은 ICT 산업에 비해 상대적으로 진입 장벽*이 높음 * 제품 출시를 위한 개발기간(ICT : 2년, 자동차 : 5년)이 서로 다르며 자동차산업의 기존 수직계열화 체계에 소규모 새로운 ICT 업체가 참여하는 것은 어려움 - 업체의 사업 아이디어 발굴부터 성과 창출까지 체계화된 육성방안과 자동차산업으로의 진출 지원이 필요 (즉, 기술력을 갖춘 ICT 업체가 진출 가능한 자동차부품분야를 발굴하고 자동차 부품업체와의 협업이 가능토록 지원) (특허) 자동차와 전기전자, 정보통신의 기술융합에 따라 융합 기술에 대한 특허를 기초 로 완성차와 관련 ICT 업체에 동일한 특허로 동시에 침해소송이 제기되는 경우가 늘어 나고 있음 - 핵심 및 융합 기술에 대한 특허 확보방안, 관련특허 포트폴리오 구축전략 등의 제시가 필요 - 국내 ICT 지적재산권을 활용하여 ICT 기반 자율주행자동차 분야의 지적재산권 선점을 통한 국내 중소중견기업의 기술경쟁력 유지 필요 (기술) 민간과 정부역할 분담 필요 - (민간 주도) 세계 최고 수준과 기술격차가 크지 않고 시장이 성숙되어 있는 분야 (즉, 운전지원 단말기, 자동차상태모니터링 등은 비즈니스 아이디어, 서비스 차별화 등이 시장의 주된 요인으로 정부투자 보다는 시장흐름에 따라 민간의 자체적인 기술 확보를 유도) - (정부 주도) 안전규제 등에 따라 시장 확대가 예상되지만 핵심부품 및 요소 기술의 국내 기반이 부족한 분야 (즉, 국내 기반이 취약한 센서, 사고예방/회피, HVI 등의 분야는 정부지원 하에 관련 생태계 조성 및 기술 내재화를 위한 자동차용 SoC 등을 포함하는 핵심 및 요소부품의 병행 개발 필요) (도로환경) 자동차수 증가와 도로투자 한계로 모든 도로체계에서 지속적인 교통정체가 발생하고 있으며 자율주행을 수용하기 어려운 도로환경임 - 자율주행자동차의 주행을 지원하기 위하여 기존 도로체계 개선뿐만 아니라 미래형 도로체계 구축 전략 마련 필요 (법 제도) 새로운 패러다임의 자율주행자동차 개발에 따른 안전기준 등 법 제도 정비, 사회적 수용성 검토 및 보급 활성화 - 자율주행자동차의 실용화/상용화 지원을 위한 법 제도 개정 및 제정방안 마련 등 (ICT 기반의 교통서비스) 교통약자의 권익 보호와 이용편의성 제공을 위한 자율주행 자동차 및 도로인프라(교통정책) 기반의 소비자 중심 교통서비스 모델 발굴을 통한 새로운 산업생태계 창출 - 자율주행자동차 서비스 공간 확대 및 플랫폼 다양화를 추진, 고령자 장애인 등 교통약자의 이동 권익 보장과 이용자 중심 교통서비스시장 확대 정책 추진 필요 - 초기시장 발굴을 위하여 지자체, 대형 공익시설, 캠퍼스 등의 보급 확산을 위한 세제 금융지원 및 법제도 정비 필요