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HMG저널

그것을 알려주마. 알고 쓰면 더욱 편리한 ADAS 기술 - 2편

첨단 기술로 운전자를 안전하게 지켜주는 현대·기아차의 ‘첨단 운전자 보조 시스템(ADAS)’. 1편에 이어 이번에는 운전자의 피로를 낮춰주는 편의기술에 대한 궁금증을 파헤쳐봤다.

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현대·기아차의 ADAS는 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 첫 번째는 사고를 미연에 방지해 주는 안전 기능으로 운전자의 부주의 등으로 인한 사고의 위험성을 줄여 안전하게 주행할 수 있도록 보조해 준다. 안전 기능에 대한 궁금증은 지난 '그것을 알려주마. 알고 쓰면 더욱 안전한 ADAS 기술 - 1편'에서 다룬 바 있다. 


 ▶︎그것을 알려주마. 알고 쓰면 더욱 안전한 ADAS 기술 - 1편


이번 2편에서 집중 분석할 내용은 운전자가 조작하는 가속 및 브레이크 페달, 조향을 보조해 운전자의 피로도를 낮춰 주는 편의 기능이다. 고속도로에서 운전자가 설정한 속도와 차간거리에 따라 차가 스스로 반자율주행을 하는 고속도로 주행 보조(HDA: Highway Driving Assist)가 대표적이다.


그러나 ADAS 편의 기능 역시 그 작동 원리나 방식을 제대로 이해해야 기능을 100% 활용할 수 있다. 뿐만 아니라 정상적인 작동 상태를 고장으로 오해하는 실수 방지도 가능하다. 또한 ADAS 기술이 발달하면서 그와 관련된 안전 법규도 제정되고 있다. 따라서 이러한 법규를 참고로 알면 ADAS 기능을 이해하는데 도움이 된다. ADAS 관련 법규는 안전을 위해 상황에 따라 기능의 작동 범위를 제한하는 경우도 있다.


이번 편에서 다룰 내용은 ▲스마트 크루즈 컨트롤(SCC: Smart Cruise Control), ▲내비게이션 기반 스마트 크루즈 컨트롤(NSCC: Navigation-based Smart Cruise Control), ▲고속도로 주행 보조(HDA: Highway Driving Assist) 등 3가지다.


운전 편의성을 높여 주는 스마트 크루즈 컨트롤(SCC: Smart Cruise Control)

앞차와의 거리를 유지하며 운전자가 설정한 속도로 주행하도록 도와 주는 스마트 크루즈 컨트롤은 장시간 주행에서 운전자의 피로를 줄여주는데 효과적이다

Q. 현대·기아차의 SCC는 어떻게 작동하나?


과거 운전자가 원하는 속도를 설정하면 거기에만 맞춰 속도를 유지했던 크루즈 컨트롤은 전방에 차가 나타나면 충돌을 피하기 위해 브레이크를 밟아야 했다. 일단 브레이크를 밟으면 크루즈 컨트롤은 해제된다. 그리고 다시 기능을 활성화 시켜야 한다. 미국처럼 오래 운전을 해도 앞서 달리는 차를 만나기 힘든 운전환경에서 이 같은 크루즈 컨트롤은 어느 정도 유용하지만 한국처럼 교통량이 많은 곳에서는 사실상 무용지물이었다.


그러나 최근에는 기술이 발전해 속도를 조절해 줄 뿐 아니라 앞차와의 거리까지 자동으로 조절해 주는 스마트 크루즈 컨트롤(SCC)로 대부분 대체됐다. 크루즈 컨트롤 기능으로 일정한 속도로 주행하다 내 차보다 느린 앞차가 나타나면 자동으로 차의 속도를 줄여 주고, 앞차가 사라지면 다시 원래 설정된 속도로 주행하는 게 SCC의 주된 기능이다. SCC는 앞차와의 거리를 감지하기 위해 전방 레이더 센서를 활용한다.



Q. 스마트 크루즈 컨트롤 스탑앤고 기능은 무엇인가?


SCC는 앞차와의 거리에 맞춰 속도를 자동으로 조절하며 주행하게 해 준다. 그런데 앞차가 완전히 정지해서 내 차가 그 뒤에 멈추면, 기존 SCC는 경고와 함께 그 기능이 해제가 된다. 하지만 스탑앤고(정지 및 재출발) 기능이 있는 SCC는 앞차가 정지하면 기능이 해제되지 않고 그에 맞춰 멈췄다가 앞차가 출발하면 다시 출발한다. 이 기능은 가다서다를 반복하는 교통 정체 상황에서 진가를 발휘한다.


단, 앞차가 정지 후 약 3초 내에 출발하지 않으면 앞차를 따라서 출발하지 않는다. 이 때는 가속 페달을 살짝 밟거나 스위치를 조작하면 차가 출발하고 동시에 스탑앤고가 다시 활성화된다(가속 페달 외 작동 스위치는 차종마다 다를 수 있음).


앞차가 약 3초 이상 멈출 때 앞차를 따라가는 기능이 일시적으로 중단되는 이유는 승객의 안전을 최우선으로 고려했기 때문이다. 일정 시간 이상 정지해도 스탑앤고 기능이 중단되지 않으면 교차로 등의 복잡한 도로에서 운전자가 전방을 주시하지 않은 채 차가 출발할 경우, 신호가 바뀌어 사고가 발생할 수도 있기 때문이다. 운전자는 편리한 ADAS 기능을 활용하더라도 이런 기술적인 설정을 고려해 항상 전방을 주시하면서 차를 운행해야 한다.

SCC에 스탑앤고 기능이 약 3초 동안만 유지되는 이유는 운전자의 집중력 저하를 막기 위해서다

SCC 스탑앤고 기능을 수행하기 위해서는 기존 SCC가 전방 레이더만 이용하는 것에 비해 앞차의 인식 성능을 향상하기 위한 전방 카메라가 추가로 필요하다.



Q. 스마트 크루즈 컨트롤과 내비게이션 기반 스마트 크루즈 컨트롤(NSCC: Navigation-based Smart Cruise Control, 이하 NSCC)은 어떻게 다른가?


이전까지의 SCC는 주변 차들만 인식해 차를 제어했다. 반면, NSCC는 한 단계 더 나아가 주변의 차 정보와 내비게이션 지도를 통한 도로 정보까지 더해 최적의 스마트 크루즈 컨트롤 기능을 실현한다.


현재 현대·기아차의 NSCC 기능은 다음과 같다. ▲오토셋 기능(도로의 제한속도에 맞춰 목표 차속을 설정할 수 있는 기능), ▲안전구간 기능(도로의 안전속도 지점이나 구간에서 차가 스스로 속도를 줄여주는 기능, NSCC-Z: Navigation-based Smart Cruise Control-Zone), ▲곡선로 기능(곡선로를 미리 파악하고 속도를 줄여 부드럽고 안전하게 곡선로를 주행하는 기능, NSCC-C: Navigation-based Smart Cruise Control-Curve)이 그것이다.


오토셋 기능은 고속도로에서 구간별로 다른 제한속도를 내비게이션 정보를 통해 인지하고 차가 알아서 설정 속도를 변경해 주는 기능이다. 즉 운전자가 NSCC 설정 속도를 현재 주행 중인 고속도로의 제한속도에 맞추면, 고속도로의 제한속도가 바뀔 때 마다 설정 속도를 자동으로 변경한다. 예를 들면 도로 제한속도가 100km/h인 도로에서 NSCC의 설정 속도를 100km/h로 설정하고 주행 중인 상태기 있다. 이 때, 제한속도가 110km/h인 도로 구간에 진입하면 별도의 조작 없이도 NSCC 스스로 목표 차속을 110km/h로 설정하여 주행한다.


이 기능은 제네시스 EQ900에 최초로 적용됐으며, 이후 NSCC 사양이 적용된 차량에서 사용할 수 있다.

안전구간(NSCC-Z) 기능은 지도 정보를 이용해 안전 속도 구간을 미리 확인하고 속도를 줄여준다

안전구간(NSCC-Z) 기능은 고속도로에서 안전 속도 구간에 진입 전 차 스스로 속도를 줄였다가 운전자가 설정한 속도로 복귀한다. 예를 들어 목표 속도를 120km/h로 설정해 달리고 있는 중에 안전속도가 100km/h인 지점 또는 구간이 나오면 이를 인지하고 차의 속도를 알아서 100km/h로 낮춰준다. 해당 지점이나 구간을 통과한 후에는 차의 속도를 원래 설정 상태인 120km/h로 복귀시킨다.


이 기능은 내비게이션에 내장된 안전 속도 정보를 기반으로 한다. 따라서 내비게이션에 등록되지 않은 새로운 안전 속도 지점 또는 구간에서는 기능이 작동하지 않는다. 운전자가 인포테인먼트 내비게이션 설정에서 이 안내 기능을 해제해도 마찬가지다.

곡선로(NSCC-C) 기능은 곡선로의 회전반경에 따라 속도를 안전하게 줄인다

곡선로(NSCC-C) 기능은 고속도로에서 곡선로가 나오면 회전 반경에 따라 차 스스로 속도를 줄인 뒤 부드럽게 선회를 하고 곡선로를 통과하면 원래 설정 속도로 복귀한다. 곡선구간에서 위험하지 않도록 내비게이션의 지도 정보를 바탕으로 회전 반경에 맞춰 속도를 안전하게 줄여주는 게 핵심이다. 감속 수준은 현재 내 차의 속도와 곡선로의 회전 반경을 종합적으로 고려해 결정된다. 이 기능은 곡선로에서 운전자에게 큰 안정감을 준다.


앞서 언급한 NSCC 기능들은 시스템의 신뢰성을 높이기 위해 국토교통부가 지정한 법정 고속도로에서만 활성화 됐었다. 고속도로는 신호등, 교차로 등이 없어 다른 도로에 비해 변수가 적기 때문이다.


하지만 현대자동차의 ‘더 뉴 그랜저’와 기아자동차의 3세대 ‘K5’는 센서와 제어시스템을 개선해 NSCC 기능을 고속도로 뿐만 아니라 자동차 전용도로에서도 쓸 수 있도록 확대 적용했다.



Q. 고속도로나 자동차 전용도로를 진입하고 빠질 때, 이를 사전에 인지해 속도를 줄여주는 SCC가 있다고?

내비게이션 기반 스마트 크루즈 컨트롤-진출입로(NSCC-R: Navigation-based Smart Cruise Control-Ramp) 기능은 고속도로나 자동차 전용도로 진출입로에서 스스로 속도를 줄여준다

현대자동차그룹은 국내 최초로 고속도로와 자동차 전용도로의 IC(Interchange: 나들목)와JC(Junction: 분기점)의 진출입로를 인지해 차 스스로 감속하는 기술을 개발했다. ‘내비게이션 기반 스마트 크루즈 컨트롤-진출입로(NSCC-R: Navigation-based Smart Cruise Control-Ramp)’라는 이름의 이 기능은 제네시스 SUV인 ‘GV80’에 최초 적용 예정이다.


이 기능은 차가 고속도로나 자동차 전용도로의 진출입로 맨 마지막 차로에서 주행하다 연결로에 접근하면 스스로 속도를 줄여 곡선구간을 통과한 뒤 원래 설정 속도로 돌아오도록 한다. 진출입로 통과 속도는 NSCC-C 기능과 마찬가지로 내 차의 현재 속도 및 진출입로 회전 반경 등에 따라 최적화된다.


진출입로(NSCC-R) 기능은 진출입로의 정확한 위치를 파악해야 하는 고도의 ADAS 기술로, 전방 뿐만 아니라 주변 상황 판단을 위해 전측방 및 후측방에도 레이더 센서가 추가된다.


자율주행을 맛볼 수 있는 과도기적 기술, 고속도로 주행 보조(HDA: Highway Driving Assist)

고속도로 주행 보조 시스템은 가장 현실적인 반자율주행 기능이다

HDA는 NSCC와 차로 유지 보조(LFA: Lane Following Assist)의 장점을 결합해 고속도로 주행 편의성을 획기적으로 향상한 기능이다. 이 기능은 스마트 크루즈 컨트롤 기능을 작동시켰을 때, 내비게이션 정보를 통해 차가 고속도로에서 주행 중인 것으로 판단되면 자동으로 작동한다.


HDA는 전방 카메라, 전방 레이더 센서 뿐만 아니라 내비게이션 정보까지 활용해 속도 조절, 차간 거리 유지 및 조향을 제어한다. 이를 통해 앞차와의 거리를 조절해 설정 속도로 달릴 뿐 아니라 차로 유지 기능까지 더해 운전자에게 높은 편의성을 제공해 준다. 차로 유지 보조 기능은 차로 이탈 방지 보조(LKA: Lane Keeping Assist)보다 훨씬 안정적으로 자동차가 차로 중앙을 따라가게 해주는 기능이다.


SCC 스탑앤고 기능은 약 3초 이상 정지 시 앞차를 따라가는 기능이 일시 중단된다. 하지만 HDA는 앞차 따라가기 기능의 대기 가능 시간을 약 30초로 증대해 고속도로 혼잡 구간에서의 운전자 피로도를 획기적으로 줄였다.

Q. 고속도로 톨게이트 구간을 통과할 때 HDA 기능이 해제되는 경우가 있다. 왜 그런 것인지?


안정적인 시스템 제어를 위해 톨게이트 구간에서 HDA 기능이 해제된다. 톨게이트는 고속도로에 속하지만 차로가 급격하게 나뉘거나 합쳐지는 경우가 많아 안정적인 제어가 힘들 수도 있기 때문이다.


차종에 따라서는 HDA 기능이 해제될 때 별도 경고음이 나오기도 한다. 그러나 운전자는 항상 전방을 주시하고 필요 시 즉시 운전에 개입해야 한다. 반면, 제네시스 GV80는 ADAS 제어 기술을 고도화해 톨게이트 구간에서도 HDA기능이 해제되지 않도록 했다. 덕분에 운전 편의성이 더욱 향상될 것으로 기대된다.



Q. 같은 현대·기아차라고 해도 차종마다 운전대를 잡지않고 HDA를 사용할 수 있는 시간이 다른 것 같던데 왜 그런 것인지?

최근까지만 해도 핸즈오프에 대한 제한이 없었지만, 이제는 법규로 인해 최대 1분으로 제한된다(최초 경고는 약 15초 이후로 발생)

HDA를 통해 운전자는 손과 발이 자유로운 자율주행에 가까운 편리함을 만끽할 수 있다. 하지만 무한정으로 운전대에서 손을 뗄 수는 없다. 안전을 위해 일정 시간이 지나면 차에서 핸즈오프 경고를 하고 그 이후에는 기능을 해제하기 때문이다.


운전자가 운전대를 잡고 있는 지 여부는 운전대로 전달되는 운전자의 힘을 측정해서 판단한다. 다만, 노면 상태 등 주행 상황에 따라 그 힘이 다르게 측정되므로 판단 시간은 약간씩 달라질 수 있다.


그동안 핸즈오프 경고 시점은 법규로 강제하는 사항이 아니었다. 따라서 제조사별로 각기 다른 기준으로 핸즈오프 시간을 설정했다. 하지만 2019년 4월 유럽에서 핸즈오프 경고 시점에 대한 법규가 만들어 졌고 조만간 국내도 이러한 법규가 적용될 예정이다. 현대자동차그룹은 최근 신차부터 개정될 법규에 선제적으로 대응해 제한시간을 변경했다.

곧 시행될 법에 따라 앞으로 운전대에서 손을 놓고 HDA를 사용하면 15초가 지나는 순간부터 운전대를 잡으라는 경고가 뜬다

국내 법규 내용은 다음과 같다. ADAS 기능을 작동 시킨 상태에서 운전자가 약 15초 간 운전대를 잡지 않은 것으로 감지하면 1차적으로 시각 경고등을 띄워줘야 한다. 그럼에도 이를 무시하고 이후 15초간 운전대를 잡지 않으면 경고등에 경고음까지 같이 발생한다(처음 운전대를 놓은 지 약 30초가 경과된 시점). 경고등과 경고음은 약 30초간 지속되며 그럼에도 운전대를 잡지 않으면 기능이 해제되고 더욱 강력한 경고음이 울린다. 즉 약 1분 동안 운전대를 잡지 않으면 기능이 해제된다.


이 법규는 완전 신차 뿐만 아니라 이미 판매 중인 차종도 2021년 하반기부터는 일괄 적용될 예정이다. 법규 만족을 위해 적용은 그보다 빠를 수도 있으며, 같은 차종이라 하더라도 생산 연도에 따라 HDA와 같은 편의 기능의 작동 시간이 달라질 수 있다.


현대차 더 뉴 그랜저와 기아차 3세대 K5는 이 법규를 준수해 핸즈오프 경고시점을 설정했기 때문에 운전자 입장에서는 기능이 오히려 축소된 것처럼 느껴질 수도 있다. 하지만 이는 법규에 따른 것이고, 앞으로 국내에 판매되는 모든 자동차에 동일하게 적용되는 사항이다.



Q. HDA는 고속도로에서만 작동하나?


기존 HDA는 국토교통부가 지정한 고속도로에서만 쓸 수 있었다. 내비게이션에 등록된 고정밀 고속도로 지도를 기준으로 HDA가 작동하기 때문에, 고속도로 외 전용도로에서는 HDA가 작동하지 않았다.

기존의 HDA는 법정 고속도로에서만 사용이 가능했다

HDA기능을 고속도로에만 한정한 이유는, 다른 도로 대비 비교적 변수가 적으면서 장거리 주행이 많은 상황에, 신뢰성 높은 편의 기능을 운전자에게 제공하기 위해서다.


하지만 현대차 더 뉴 그랜저와 기아차 3세대 K5는 제어시스템의 신뢰성을 높여 HDA를 자동차 전용도로까지 확대 구현했다. 고속도로와 전용도로의 조건이 비슷할 것 같지만 자동차 전용도로에는 신호등과 횡단보도가 있는 경우도 있고 곡선로 형태도 단순하지 않은 경우도 있는 만큼 기술적으로 처리해야 할 데이터가 상대적으로 많다.


지금까지 살펴본 것처럼 현대·기아차의 ADAS는 정해진 법규를 준수하면서 운전자와 편의성을 높이기 위해 끊임없이 발전하고 있다. ADAS의 작동 조건과 법을 정확히 숙지하고 있다면, ADAS의 도움을 받으면서 보다 안전하고 편리한 주행이 가능하다.

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