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볼보트럭의 자율주행 프로젝트와 트럭 플래투닝

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글 : 원선웅(mono@global-autonews.com)
승인 2017-11-15 22:47:37

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창원터널 앞 트럭 사고 이후 다시 상용차량의 주행 안전에 관심이 모이는 가운데 볼보트럭 코리아는 비전 및 2018년도 도로교통 안전에 대한 전략 등을 발표했다. 행사를 위해 방한한 클라스 닐슨 사장은 차량 연결성, 자율주행 및 전기동력화를 기반으로 한 물류, 운송 업계의 패러다임 전환과, 대형 상용차 안전을 강화하기 위한 볼보트럭의 비전에 대해 발표했다.

 

볼보트럭은 상용차 분야의 자율주행 기술 도입을 위해 다양한 프로젝트를 진행 중이다. 플래투닝(Platooning, 군집주행) 등의 프로젝트와 함께 무인 덤프트럭과 쓰레기 수거 차량, 농업용 트럭 프로젝트를 통해 생산성 및 효율성 향상을 위한 자율주행 기술 향상에 속도를 높이고 있다.

 

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볼보트럭 자율주행 기술 (Autonomous Driving)


볼보트럭은 지난 20여년 간 자동화 및 연결성 기술 관련 노하우를 축적해 왔다. 아이쉬프트 듀얼클러치, 어댑티브 크루즈 컨트롤(ACC) 및 긴급제동 기능을 갖춘 충돌경고(AES) 시스템 등 능동형 시스템을 지속적으로 출시하며 자동화 기술을 선보여 왔다. 뿐만 아니라, 여러 기관과의 협업 아래 다양한 자율주행 기술 관련 프로젝트를 진행하고 있다. 현재 볼보트럭이 진행하고 있는 주요 프로젝트를 소개한다.

 

스웨덴 볼리덴 광산의 자율주행 FMX 덤프트럭

볼보트럭은 스웨덴 볼리덴 광산에서 광산작업 무인화 프로젝트를 진행하고 있다. 현재 광산에는 총 8대의 볼보트럭이 운행되고 있으며, 이 중 한 대인 볼보 FMX 덤프트럭에 무인 시스템이 장착되어 있다.

 

광산현장에서는 위험성 폭발 물질이 많이 사용된다. 폭파 작업 직후 발생하는 유해가스로 광산 인력이 대기하는 시간이 발생하며, 함몰 등의 사고로 인한 사상 사고도 빈번하다. 만약 이러한 광산작업이 무인 채굴 형태로 진행될 경우, 인명 손실의 위험도 없어지며 작업 효율성도 높아진다.

 

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실제로 볼리덴 광산은 무인 시스템을 장착한 FMX 덤프트럭 적용 이후 생산성이 2.2배 향상되었다. 위험지역에서는 고도의 숙련된 작업 스킬과 집중을 요구하는 사람과는 달리, 트럭은 일주일 내내 별도의 휴식 시간 없이 가동될 수 있기 때문이다.

 

볼보트럭은 2035년까지 볼리덴 광산 내 모든 덤프트럭을 무인트럭으로 대체하는 것을 목표로 본 프로젝트를 진행 하고 있다.

 

자율주행 쓰레기 수거 트럭

볼보트럭은 스웨덴의 재활용회사 레노바(Renova)와의 합작 프로젝트로 스웨덴 서부지역에서 자율주행 쓰레기 수거 트럭을 연구 및 운영하고 있다.

 

해당 프로젝트에 사용되는 차량은 볼보 FM으로, 자율주행 쓰레기 수거 트럭은 스티어링, 기어변경 및 변속기능이 자동화됐다. 특히 차량 주위 물체를 레이저로 탐지하는 ‘라이다(LiDAR)’센서를 통해 차량은 장애물을 피하고, 쓰레기통이 있는 장소로 자동으로 후진할 수 있다.


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자율주행 기반의 쓰레기 수거 트럭을 통해 얻는 이점은 다음과 같다.

 

첫번째는 효율성이다. 기존의 쓰레기 수거 활동에는 트럭 운전자와 수거 작업자 두 사람이 팀을 이루었다. 그러나 자율주행 기술을 도입하면 작업자와 쓰레기통의 위치를 기반으로 차량이 자동으로 후진하기 때문에 수거지역에서 한 사람이 쓰레기를 수거할 수 있으며, 작업이 끝난 후 다시 운전석으로 돌아와 운행을 할 수 있다.

두번째는 안전성이다. 수거 업무의 특성 상 차량이 짧은 거리에서 주행과 정지를 반복하는 경우가 잦은데, 이는 운전자의 피로를 증가시키고 트럭 후면에서 작업하는 작업자는 사고의 위험에 노출되어 있다. 그러나 자율주행 트럭의 경우 차량이 센서를 통해 작업자의 위치를 파악한 상태에서 차량이 스스로 후진하기 때문에 생산성과 안전성 모두가 향상될 수 있다

 

특정 코스의 첫 운행 시, 운전자는 차량을 직접 몰아야 한다. 이때, 차량의 모니터링 시스템은 갖가지 센서를 통해 습득한 GPS 데이터를 기반으로 휴지통 위치, 차량 정착 지점 등의 해당 코스 운행 내역을 업데이트 한다. 추후 동일 지역 방문 시 자율주행 기능을 활용하면, 작업자는 훨씬 더 수월한 쓰레기 수거 작업을 진행할 수 있다.

 

자동 조향식 사탕수수 수확용 트럭

브라질 파라나주 마링가(Maringa)에 위치한 한 사탕수수 재배지에서 진행되는 프로젝트로, 자율주행의 적용으로 수익성이 향상되는 대표적인 사례로 꼽히고 있다. 프로젝트에 사용되는 차량은 볼보 VM이다.

 

기존의 사탕수수 수확 방식은 사탕수수 수확기와 수확한 농작물을 싣고 나르는 트럭이 팀을 이루어 수확물을 거둬들인다. 이 방식의 문제점은, 수확물을 가득 실은 트럭이 농지 위를 다닐 때, 아직 재배 중인 농작물을 밟고 지나가 매년 최대 1만평방미터 당 10톤가량의 수확물이 손실된다는 것이다.

 

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해마다 발생하는 엄청난 손실량을 줄이기 위해, 볼보트럭은 운전자보조시스템을 통해 스티어링이 자동화된 트럭을 선보였다. 수동으로 운행하던 기존 방식 대비 생산성과 안정성이 대폭 향상된 것이 특징이다. 해당 프로젝트에서 실험되고 있는 자율주행 기술은 현재 제품 개발 단계로 진입했으며, 가까운 시일내에 상용화 될 것으로 보인다.

 

이 트럭은 GPS수신기와 좌표 기반 지도를 사용하여 보다 정밀한 운행이 가능하다. 특히, 해당 차량에 장착된 두 개의 자이로스콥은 최대 25mm 오차 범위 내로 트럭의 앞 바퀴를 포함한 전 차체가 정해진 노선을 따라 운행될 수 있도록 한다. 볼보트럭은 이 기술을 통해 작물 손실율을 최대 10%까지 줄일 수 있을 것으로 예상하고 있다.

 

 

트럭 플래투닝 (Truck Platooning)

 

트럭 플래투닝은 트럭 여러 대를 네트워크로 묶어 선두의 트럭 운전자가 주행을 하면 뒤따라오는 트럭이 1초의 간격을 두고 함께 주행하는 시스템이다. 핸들링, 가속, 감속, 제동 등 모든 주행 상황을 선두트럭이 제어하며 트럭 여러 대가 군집을 이루어 기차처럼 함께 움직이게 된다. 이 기술은 트럭의 연비를 획기적으로 향상하고 도로 환경을 더욱 깨끗하고 안전하게 개선한다.

 

볼보그룹은 현재 관련 기술을 연구하는 몇 가지 프로젝트에 참여 중이며, 빠른 시일 내에 상용화 하기 위해 노력하고 있다.

 

로드 트레인 프로젝트 (Safe Road Trains for the Environment; 2009-2012)

볼보트럭은 EU의 재정적 지원을 받아 지난 2009년부터 2012년까지 3년간 차세대 교통환경 프로젝트인 ‘교통환경을 위한 안전한 로드 트레인(SARTRE: Safe Road Trains for the Environment, 이하 SARTRE로 표기)’를 수행하며 플래투닝에 대한 본격적인 연구를 시작했다.

 

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볼보의 로드 트레인 시스템은 무선 기술을 통해, 일종의 호송대 역할을 하는 선두차량의 운전자가 직접 운전을 하면, 뒤따르는 4-5대의 후행 차량들은 마치 기차처럼 선행 차량의 주행 정보를 받아 무인 운행된다. 이 시스템을 위해 볼보트럭은 차량 간 통신, 근접한 차량을 통제할 수 있는 센서 개발 및 선행과 후행 차량들 사이에 정확하게 어떠한 정보들이 전송되어야 하는지 등에 대한 부분을 중점적으로 연구했다.

 

2012년 해당 프로젝트를 끝마친 볼보트럭은, 유럽연합위원회의 대표자들과 미국, 일본, 유럽의 교통기술 전문가들이 지켜보는 가운데 자사의 도로 주행 시험장에서 ‘로드 트레인’ 시스템을 성공적으로 선보였다. 자사의 FH트럭을 선두에 세우고 다른 볼보트럭 1대와 3대의 승용차가 무인 운행으로 뒤따르는 로드 트레인 시스템을 완벽하게 운영하며 자사의 기술력을 입증했다.

 

유럽 트럭 플래투닝 챌린지 (European Truck Platooning Challenge 2016)

지난 4월 네덜란드 정부는 플래투닝 기술 활성화를 목표로 ‘유럽 트럭 플래투닝 챌린지 2016’를 개최했다. 이 행사에는 볼보를 포함한 유럽의 6개 상용차 업체가 참가했다. 각각 스웨덴, 독일 벨기에에서 플래투닝 트럭을 출발, 네덜란드 항구도시 로테르담에 안전하게 도착하는 데 성공했다.

 

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스웨덴 4 플래투닝 (Sweden4Platooning, 2017)

볼보트럭, 스카니아, 볼보자동차, 에릭슨 등 스웨덴의 6개 기업은 타 브랜드 제품 간 수월한 커뮤니케이션을 위한 기술 및 인프라 개발을 목표하는 새로운 프로젝트인 스웨덴4플래투닝에 착수했다. 스웨덴 혁신 사업단 비노바(Vinnova)와 FFI(Strategic Vehicle Research and Innovation)를 포함한 다양한 기관에서 약 400만 유로의 재정적 지원을 받아 2017년 시작된 해당 연구는 2019년 12월에 완료될 예정이다.

 

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플래투닝 기술의 긍정적 효과를 극대화하기 위해서는 타 브랜드 제품 간의 연결이 필수이다. 볼보트럭은 해당 프로젝트를 통해 공공 도로에서 타 브랜드 간 상호 운용되는 플래투닝 시스템을 안전하게 사용할 수 있도록, 브랜드 간 표준 기술 및 인프라를 개발하고 적용하고 있다. 현재 V2X 기술 중 특히 차량간 통신(V2V)을 위한 무선표준은 IEEE 802.11p 를 기반으로 하는 ITS-G5로 선택되었으며, 추후 다른 기술 및 인프라도 통합하여 플래투닝 시스템의 상용화를 앞당길 계획이다.


 

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