2022.03.17 현대자동차그룹
자율주행을 위한 필수 기술, ADAS 기술과 원리는?
운전자가 안전하고 편리하게 주행할 수 있도록 도와주는 첨단 운전자 보조 시스템, ADAS에 대해 알아본다.
ADAS(Advanced Driver Assistance System)란 무엇일까? 혹시 내 차에도 이 기능이 있는지 궁금한 사람들도 있을 것이다. ADAS는 특정한 기능이 아니라, 운전자가 안전하고 편리하게 주행할 수 있도록 도와주는 모든 기능을 말한다. 다양한 주행 환경에서 유용하게 사용되고 있는 첨단 운전자 보조 시스템, ADAS에 대해 알아본다.
전방 충돌방지 보조(FCA, Forward Collision-Avoidance Assist)는 앞서가던 차량과 충돌이 예상되면 작동한다. 보통 도로에서 정체가 발생하거나 돌발 상황으로 앞차가 갑자기 속도를 줄이거나 멈추는 경우 작동한다. 또한 자전거를 탄 사람이나 보행자를 인식하기도 한다. 미국 IIHS는 전방 충돌방지 보조 기능이 있는 자동차가 사고율이 50% 낮아진다는 연구 결과를 발표하기도 했다.
고속으로 달리는 상황에서 앞차가 급정지할 경우 좌우로 회피할 수 없다면 충돌 사고를 피하기 어렵다. 이런 상황을 전방 카메라, 전방 레이더 그리고 전측방 레이더로 감지하고 기존보다 빠른 시점에 제동해 사고 가능성을 획기적으로 줄여주는 기능이다.
전방 충돌방지 보조는 몇 가지 추가 기능으로 발전하고 있다. 특히, 교차로에서 신호를 무시하고 달려오는 차와 충돌한다면 치명적인 결과로 이어질 수 있다. 전방 충돌방지 보조는 교차로에서 좌회전시 맞은편에서 차가 달려와 충돌이 예상되면 자동으로 제동을 도와준다. 이때 차는 전방 카메라와 전방 레이더를 이용해 교차로 전방의 상황을 인지하고 작동한다.
전방 충돌방지 보조 가운데에서도 교차로에서 마주오는 차 뿐만 아니라 좌우에서 다가오는 차를 감지하고 충돌 위험이 있는 경우에 자동으로 제동을 도와주는 기능이 있다. 전방 카메라와 전방 레이더에 추가로 전측방 레이더를 이용해 좌우 상황을 살핀다.
교통사고 가운데 가장 심각한 사고가 중앙선을 넘어선 차와 발생하는 사고이다. 중앙선을 넘어 달려오는 차를 피하는 것은 어렵다. 특히, 추월을 하다가 마주오는 차를 발견하면 당황하게 되는데, 전방 충돌방지 보조는 추월을 위해 좌측 차로로 차로 변경 시 마주오는 차와 충돌 위험이 있는 경우 우측으로 조향해 원래 차로로 복귀시켜주는 기능이다. 다만, 우측으로 복귀할 때 2차 사고의 위험이 있는 경우 경고만으로 운전자에게 위험을 알려준다.
차로 변경 시 옆 차로의 선행차를 발견하지 못해 사고로 이어지는 상황을 한 번쯤 겪게 된다. 특히 1차로와 3차로를 달리던 차가 동시에 2차로로 차로를 변경하는 상황을 예로 들 수 있다. 전방 카메라와 전방 레이더 그리고 전측방 레이더, 후측방 레이더를 이용해 측면에서 다가오는 차와 충돌이 예상될 경우 자동 조향으로 사고를 예방한다. 만약 2차 사고의 위험이 있는 경우 자동 조향을 하지 않고 경고만으로 운전자에게 위험 상황을 알린다.
전방 충돌방지 보조 - 회피조향 보조(FCA w/ ESA, Evasive Steering Assist)는 2가지 기능을 제공한다. 첫번째 기능은 전방에 있는 차량, 보행자 그리고 자전거 탑승자와 충돌 경고 상황이 발생했을 때 운전자는 사고 회피를 위해 스티어링 휠을 조작하게 되는데, 이때 같은 방향으로 조향에 힘을 더해준다. 두번째 기능은 전방의 차로 가장자리에 보행자 또는 자전거 탑승자가 있고, 충돌 위험을 감지하면 경고를 하고 주행하고 있는 차로 내에서 회피 가능한 공간이 있으면 자동으로 회피 조향을 도와준다.
차로 이탈방지 보조(LKA, Lane Keeping Assist)는 주행 중 차량이 차로를 벗어나지 않도록 도와주는 기능이다. 시속 60km/h 이상의 속도에서 운전자가 방향지시등을 켜지 않고 차로를 이탈하려고 하면 스티어링 휠을 제어해 차로를 이탈하지 않도록 도와준다. 또한, 차로 이탈방지 보조 제어 중 운전자가 스티어링 휠에서 손을 놓았을 때 ‘핸들을 잡으십시오’라는 경고 문구를 내보낸다.
후측방 충돌방지 보조(BCA, Blind-Spot Collision-Avoidance Assist)는 차로 변경을 위해 방향지시등을 켰을 때 후측방에 차량이 있으면 경고를 한다. 경고 후 충돌 위험이 높아지면 클러스터에 경고를 표시하고 자동으로 차량을 제어해 충돌 회피를 도와준다. 아울러 평행 주차상태에서 전진 출차 중 후측방 차량과 충돌 위험이 감지되면 자동으로 제동을 도와준다.
안전 하차 보조(SEA, Safety Exit Assist)는 차량 주차 후 하차 시 후측방에서 다가오는 차와 충돌 위험이 있는 상황에서 전자식 차일드 락 또는 파워 슬라이딩 도어를 누르면 뒷좌석 문의 잠금 상태를 유지하고 경고하는 기능이다. 뒷좌석에 아이들이 탑승하는 패밀리카에서 특히 도움이 되는 기능으로 이미 도어가 열린 이후에도 후측방 차량과 충돌 위험이 있으면 경고를 해준다.
지능형 속도 제한 보조(ISLA, Intelligent Speed Limit Assist)는 주행 시 도로의 제한속도를 초과하지 않도록 도와주는 기능이다. 제한속도를 초과하여 주행 시 경고를 하며, 수동 속도 제한 보조(MSLA) 또는 스마트 크루즈 컨트롤(SCC)을 작동하고 있는 경우에 +/- 스위치를 조작해 제한속도에 맞춰 설정속도를 변경할 수 있다.
운전자 주의 경고(DAW, Driver Attention Warning)는 운전의 패턴을 분석해 운전자의 주의 운전 상태를 분석하고 필요 시 경고를 해주는 기능이다. 차로를 따라가는 능력이 떨어지거나 갑작스럽게 조향하는 경우, 또는 조향력이 약한 경우 등의 상황을 분석해 운전자 주의가 저하되었다고 판단되면 휴식을 권유한다. 정차 시 앞차가 출발하면 운전자에게 알려주는 기능을 포함하고 있다.
후측방 모니터(BVM, Blind-spot View Monitor)는 사이드 미러에서 보이지 않는 사각지대까지 클러스터 화면에 표시해주는 기능이다. 운전자가 차로를 변경하기 위해 방향지시등을 작동하면 광각 카메라를 이용해 실시간으로 후측방 영상을 보여준다. 이는 사이드 미러 대비 2배 이상 넓은 후측방 시야각을 제공해 사각지대를 없애는 장점이 있다.
스마트 크루즈 컨트롤(SCC, Smart Cruise Control)은 앞차와의 거리를 유지하며 운전자가 설정한 속도로 주행하도록 도와준다. 앞차가 멈출 경우 자동으로 멈추고, 짧은 시간 안에 앞차가 출발할 경우 자동으로 출발한다. 일정 시간이 지나면, 가속 페달을 밟거나 스위치를 조작해 출발한다. 운전 스타일 연동이 적용된 차량은 평소 운전자의 주행 성향을 학습해 차간거리, 가속 강도, 반응 속도를 재현해준다.
내비게이션 기반 스마트 크루즈 컨트롤(NSCC, Navigation-based Smart Cruise Control)은 고속도로 또는 도로 상황에 맞춰 적절한 속도로 주행할 수 있도록 도와준다. 고속도로 안전속도 구간, 곡선 구간, 램프 구간에 들어가기 전 속도를 자동으로 줄여주고 이후 제어 구간을 벗어나면 원래 설정한 속도로 돌아간다.
차로 유지 보조(LFA, Lane Following Assist)는 주행 시 차로 중앙을 유지하며 주행하도록 도와주는 주행 편의 기능이다.
그 중 고속도로 주행 보조(HDA, Highway Driving Assist)는 고속도로 및 자동차 전용도로 주행 시 앞차와의 거리를 유지하며 운전자가 설정한 속도로 차로 중앙을 유지하며 주행하도록 도와주는 기능이다.
고속도로 주행 보조2(HDA 2, Highway Driving Assist 2)는 주행 중 옆 차량과 가까워지는 경우 위험하지 않도록 차로 내 편향 주행을 한다. 일정 속도 이상으로 주행 시에는 스티어링 휠을 잡고 방향지시등 스위치를 변경하고자 하는 차로 방향으로 움직이면 자동으로 차로를 변경한다.
서라운드 뷰 모니터(SVM, Surround View Monitor)는 주행 및 주차 시 전방, 측방, 후방에 장착된 4개의 광각 카메라에 입력된 주변 상황을 영상으로 보여주는 주차 안전 기능이다. 4개의 광각 카메라로 입력된 영상을 합성해 다양한 뷰로 차량 주변 상황을 보여준다.
후방 교차 충돌방지 보조(RCCA, Rear Cross-Traffic Collision-Avoidance Assist)는 주차 상태에서 후진으로 출차할 경우 뒷범퍼 좌우의 후측방 레이더를 통해 좌우에서 다가오는 차량을 인식한다. 충돌 위험을 감지하면 경고음을 울리고, 경고 후에도 충돌 위험이 높아지면 자동으로 제동한다.
후방 주차 충돌방지 보조(PCA, Parking Collision-Avoidance Assist)는 주차 상태에서 후진으로 출차할 경우 광각-후방 카메라와 후방 초음파센서를 통해 차량 후방의 보행자 또는 장애물을 인식한다. 후방 물체와 충돌 위험을 감지하면 경고음을 울리고 클러스터에 경고를 해준다. 경고 후에도 충돌 위험이 높아지면 자동으로 제동한다.
원격 스마트 주차 보조(RSPA, Remote Smart Parking Assist)는 주차공간 때문에 타고 내리기 힘든 경우 유용한 기능이다. 하차해 스마트 키를 이용하면 원격으로 전진, 후진 및 후진 주차를 할 수 있다. 차량 안에서는 주차/뷰 버튼을 눌러 스마트 주차 및 평행 전진 출차를 할 수 있다.
앞서 소개한 다양한 ADAS 기능 중 고속도로 주행 보조 2는 현재 현대자동차, 기아, 제네시스에서 양산하고 있는 ADAS 기능 중 가장 고급 기능이다. 일부 차량에만 적용되어 있지만, 향후 모든 차급에 적용해 더 많은 운전자가 해당 기능을 사용할 수 있도록 개발할 예정이다.
