자율주행자동차가 2010년대를 관통할 회두로 부상한지도 시간이 제법 흘렀다. 메르세데스 벤츠는 신형 S클래스에 대부분의 기술을 채용해 선보였다. 인프라 구축과 법제도 정비로 인해 실용화를 위한 시간이 필요한 것은 사실이지만 우리는 이미 자율주행자동차 시대에 접어 들었다. 그러면서 달라진 것이 있다. 운전석에 반드시 사람이 앉아 있어야 한다는 것이다. 만일의 사고시 책임문제로 인한 것이다. 그렇다. 자율주행자동차는 궁극적인 안전장비로 인식되고 있는 것이다. 그러면서 그 안정장비에 필요한 각종 첨단 장비의 개발에 힘이 붙고 있다. 그 중 카메라에 관한 최근 상황을 정리해 본다.

글 / 채영석 (글로벌오토뉴스국장)

IIHS(National Highway Traffic Safety Administration)는 차량의 후진으로 인해 연 292명이 사망하고 1만 8,000명이 부상을 당한다고 밝혔다. 특히 사망자의 절반 이상은 5살 이하의 어린이 또는 70세 이상의 노년층이었다. 후진으로 인한 사고 예방을 위해 미국에서는 2014년 4월 후방 카메라에 관한 규정이 발표됐다. NHTSA에 따르면 2016년부터 승용차에 후방 카메라가 의무화 되며 2018년부터는 모든 신차로 확대된다.

IIHS는 리어뷰 카메라가 센서보다 안전하다고 밝혔다. 후방의 물체를 인지하는데 훨씬 효과적이라는 설명이다. 리어뷰 카메라를 사용할 경우 후방 시야가 월등히 개선된다. 따라서 후진 시 발생하는 사고가 90% 감소한다는 조사 결과도 나와 있다. 후방 카메라를 의무화 할 경우 연간 58~69명의 사망 사고를 방지할 수 있다. NHTSA는 카메라와 디스플레이를 포함한 후방 카메라의 대당 비용이 132~142달러 사이가 될 것으로 예상하고 있다.

참고로 NHTSA는 2013년 3월 이미 추천 안전 장비 목록에 리어뷰 카메라를 추가했다. 리어뷰 카메라를 장비할 경우 ‘www.safercar.gov’에 이를 공지한다. NHTSA에 따르면 리어뷰 카메라는 직접적으로 차량 후방을 커버해야 하며 후진 기어 시 최소 2초 동안 작동해야 한다. 후방 카메라는 현재 이미지 사이즈와 내구성, 반응 시간 같은 세부 사항은 조율 중에 있다.

후방 카메라는 ESC를 대신 추천 안전 장비 목록에 오르게 된다. ESC DML의 경우 이미 기본화 되었기 때문이다. 앞으로는 FCW(Forward Collision Warning: 전방 충돌 경고)와 LDW(Lane Departure Warning :차선이탈경고장치)도 추가될 전망이다.

최근 들어서는 FCW와 LDW의 장착 차종도 늘어나고 있다. 2011년형 모델 기준으로 LDW 장착 차종은 51개였지만 2012년형에서는 69개, 2013년형에서는 124개 차종으로 늘어났다. 그리고 FCW도 2011년형의 50개에서 2013년형에는 167개 차종으로 늘어났다.

현대모비스, 국내 최초로 100만 화소 통합 영상인식 카메라 개발

자동차 지능화는 편의증진에 따른 주행환경의 변화는 물론, 사고를 미연에 방지하고 제어하는 등 자동차 산업의 패러다임을 바꾸고 있다. 미래 지능형차의 핵심 요소로 꼽히는 센서류, 그 중에서도 카메라 기술의 비약적인 발전은 최첨단 차량 안전시스템과 연동돼 사고 예방에서 나아가 사고 회피로까지 기술발전을 이어가고 있다.

실제로 세계 차량용 카메라 시장 규모는 지난해 14억3000만 달러(약 1조5000억원)에서 올해 20억 달러(약 2조1000억원), 2015년 35억2000만 달러(약 3조7000억원)가 예상되는 등 급성장 추세를 이어가고 있다. 지난 2010년 30~40만개에 불과하던 국내 차량용 카메라 시장 또한 불과 3년 만인 올해 200만대를 기록할 것으로 예상되는 등 차량용 카메라의 활용도는 기하급수적으로 늘고 있다.

이렇듯 차량용 카메라 시장이 급성장세를 이어가는 주요 원인으로는 고화질, 다기능의 차량용 영상 시스템에 대한 수요 증가 및 세계 주요국의 안전규제를 들 수 있다. 미국의 경우, 후진 시 시야확보가 어려워 발생할 수 있는 교통사고 발생률을 줄이기 위해 정부 차원에서 새로 출시되는 신차에 대해 후방 카메라 장착을 권고하고 나섰다. 우리나라도 2014년부터 어린이 통학차량과 대형 화물차에 후방 카메라 장착이 의무화된다.

국내의 경우 전•후방을 단순 촬영하여 보여주는 전•후방 카메라가 장착되기는 했으나, 이를 각종 안전편의시스템에 본격적으로 이용한 것은 2009년부터이다. 현대모비스도 차량용 영상시스템 기술 개발에 적극적으로 나서고 있다. 현대모비스는 2012년 국내 최초로 HBA(High Beam Assist: 하이빔제어)를 개발해 K9을 비롯한 다양한 차종에 적용하고 있다. HBA는 룸미러 앞 전면 유리창에 장착된 카메라의 영상정보로 전방 및 맞은 편 차량의 움직임을 감지해 상․하향등의 작동 여부를 결정하는 기술로, 맞은편이나 전방에 차량이 감지되면 상대 운전자의 눈부심을 최소화하기 위해 빛을 부분적으로 차단해준다.

또 현대모비스가 국내 최초로 상용화하여 2011년 그랜저 3.3을 시작으로 주요 신차에 적용 중인 AVM(Around View Monitor)은 차량 실내의 모니터로 차량 밖 360도를 한눈에 볼 수 있는 기술로, 차량 전후방 및 좌우 양측면 미러 밑에 광각 카메라를 장착하여 4개의 카메라가 각각 촬영한 영상을 합성하고 이미지를 분석하여 운전석 모니터에 차량 밖 360도를 탑뷰(Top View; 위에서 아래를 내려다보는)로 보여준다.

이에 앞서 현대모비스는 지난 2009년 운전자의 부주의로 차선을 벗어났을 때 경고음과 시트 또는 안전벨트 진동으로 운전자에게 경고하는 차선이탈경보장치(LDWS; Lane Departure Warning System)와 핸들 조작에 따라 후방 주차 궤적을 알려줘 주차 편의성을 도모하는 조향 연동 주차 보조시스템(PGS; Parking Guide System) 등을 주요 신차에 적용한 바 있다.

특히 현대모비스는 최근 국내 최초로 100만 화소 이미지 센서를 적용한 차선, 램프, 차량 통합영상인식 전방 카메라 개발에 성공하며 차량용 영상인식 분야에서는 물론 지능형 자동차 개발에 한층 더 속도를 내고 있다.

현대모비스가 개발한 100만 화소 통합영상인식 카메라는 기존에 전방 영상인식 카메라가 LDWS(차선이탈경보)와 HBA(하이빔 어시스트)를 제어하던 것에서 한 단계 더 나아가, LKAS(차선유지지원)와 FCW(전방 추돌경고) 시스템까지도 하나의 ECU로 통합 제어한다.

100만 화소급 차량용 카메라는 전 세계적으로도 양산 사례가 없을 정도로 기술 구현이 어렵다. 기존에 차량용 카메라의 기술수준이 30만 화소에 머물렀던 이유도 모바일용과는 달리 차량용 카메라는 높은 신뢰성을 만족해야하기 때문이다.

이 카메라가 차량에 적용되면 영상인식 기능 및 처리 속도가 크게 향상될 것으로 보인다. FCW의 경우, 30만 화소 카메라 채택 시 전방 70m까지 영상 인식이 가능했으나, 100만 화소 카메라를 적용하면 전방 100m까지 인식이 가능하다. LKAS도 전방 도로 곡률 인식률이 30m에서 50m로 좋아져 굽은 도로의 곡률을 정확히 계산할 수 있다.

HBA도 상대편이나 전방에 차량이 감지되면 하이빔을 ‘Low Beam' 상태로 유지하는 데에 머물렀으나, 통합영상인식 카메라를 적용하면 하이빔 상태에서 필요 부분만 빛을 차단하는 등 섬세한 기술 구현이 가능하다.

또한 카메라를 적용한 각종 안전•편의시스템이 1개의 ECU로 통합 제어가 가능해짐에 따라 개별 시스템의 추가‧삭제나 변경이 용이해졌다. 완성차의 요구에 따라 LDWS, HBA, LKAS, FCW는 물론 현재 기술 개발 중인 보행자보호(PD)나 차량표지판인식(TSR) 등을 다양한 옵션으로 구성할 수 있게 된 것이다. 하나의 플랫폼에 IT기반 영상인식 기능을 통합 구현하면서 시스템의 표준화, 공용화가 가능해진 데 따른 것이다.

이 외에도 카메라 모듈의 소형화 설계로 시야 방해를 최소화하고 자동차 실내 디자인도 한층 더 개선할 수 있게 됐다. 전방 인식 카메라의 경우 차량 앞유리 상단에 부착되므로 운전자의 시야를 가리지 않는 게 관건이다. 그래서 부품의 소형화는 곧 필수사항이자 경쟁력의 기준이 된다. 현대모비스는 기존 30만 화소에 비해 20% 가량 크기를 줄인 100만 화소 카메라 모듈을 개발함으로써 경쟁력을 한층 더 확보하게 됐다.

현대모비스 연구개발본부장 정승균 전무는 “최근 주목받고 있는 안전‧편의시스템의 상당 부분이 영상기술을 기반으로 하고 있을 만큼 차량용 영상인식 및 합성기술은 빠른 속도로 기술진보를 이루고 있다”면서 “현대모비스는 100만 화소 통합영상인식 카메라 개발을 계기로 첨단 지능형 자동차 기술을 선점해나갈 것”이라고 밝혔다.

한편 현대모비스는 이러한 차량 영상기술을 선도하는 공로를 인정받아 11월 27일 aT센터에서 열린 ‘2013 대한민국 IT Innovation 대상’에서 미래창조과학부장관 표창을 수상했다.

‘IT Innovation 대상’은 IT개발 및 보급, IT융합에 공이 큰 기업과 유공자에게 매년 1회 포상하는 IT분야 대표적 정부포상제도로, 현대모비스는 자동차에 영상인식 IT기술을 융합한 통합 영상인식 소프트웨어를 개발하여 교통사고 감소 및 국가발전에 기여한 공을 인정받아 상을 수상했다.