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나이트 비전, 자율주행차 인지를 위한 필수품으로 부상

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글 : 채영석(charleychae@global-autonews.com)
승인 2019-03-06 16:57:51

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자율주행기술이 발전하면서 나이트 비전 등 시각 보조 기능들이 다시 주목을 끌고 있다. 양산차에는 캐딜락이 가장 먼저 채용했고 기술적으로는 다임러가 앞서 있으며 BMW와 아우디 등은 지능형 나이트 비전을 선보이는 등 상당한 수준에 달해 있다. 최근에는 양산 브랜드인 폭스바겐 투아렉과 푸조 508, DS7에 나이트 비전이 탑재되는 등 그 폭이 넓어지고 있다. 나이트 비전의 최근 상황을 짚어 본다.

 

글/채영석(글로벌오토뉴스 국장)

 

자율주행 프로세스는 인지와 판단, 실행으로 이루어진다. 그 중 인지가 가장 중요하다. 정확히 인지해야 그것을 바탕으로 판단하고 운행을 할 수 있기 때문이다. 인간의 시야와 시계는 한계가 있다. 안개는 물론이고 폭풍우 등 기상 이변과 야간 등에는 눈으로 얻을 수 있는 정보가 제한되어 정확한 인지를 할 수 없고 때문에 주행이 원활하지 못하게 된다.

 

그런 상황을 타개하기 위해 개발된 것이 나이트 비전이다. 나이트 비전은 야간 주행시 적외선을 이용해 시야를 확보하는 기술이다. 주간에 운전자가 직접 전방을 보는 것과 달리 야간에 조명이 확실치 않은 상황에서도 적외선을 사용해 시야를 확보하는 것이다. 크게 원적외선과 근적외선을 이용하는 방법이 있으며 각각 구성되는 시스템 요소는 다르다.

 

많은 기술들이 그렇듯이 나이트 비전도 군사용 기술이 그 원천이다. 2차 세계 대전 중 독일 전차 탑재용과 인간 장착용으로 개발한 것이 그 시작이었다. 그 후 항공기용과 천문 관측용 등에 응용되어 지금은 경찰의 방범 기구와 소방서, 해양 구조대뿐 아니라 군사용으로까지 광범위하게 사용되고 있다.

 

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자동차에 가장 처음 탑재된 것은 2000년의 캐딜락 드빌로 원적외선 카메라를 이용해 흑백 영상을 헤드업 디스플레이로 운전석 정면 유리에 투영해 주는 것이었다. GM은 이 기술을 1970대부터 개발해 왔었다. 하지만 당시에는 컴퓨터의 성능이 낮아 실제 물체의 움직임과 모니터상에 표시하는 것이 일치하지 않았다. 시차가 있었다는 것이다.

 

최근 시승한 푸조 508의 경우에는 캐딜락 드빌이 원적외선이었던 것과 달리 근 적외선 카메라와 보조장치에 의한 구조다. 근적외선 카메라는 해상도가 원적외선에 비해 우수해 사람의 눈과 비슷한 자연스러운 야간 영상을 표시할 수 있다.

 

카메라와 화상처리계의 기술 진화에 의해 놀라울 정도로 시차가 없는 화상을 얻을 수 있는 시대가 됐다. 그동안 실제 사용에 그다지 적극적이지 않았던 것이 자율주행 시대를 맞아 새로운 주목을 끌고 있다.

 

메르세데스 벤츠 S클래스나 BMW 7시리즈 등 대형 고가 모델의 장비로만 여겨졌던 것은 상대적으로 높은 가격이 주 요인이었다. 그것이 자율주행 기술의 개발로 레이저와 라이다 등 많은 ADAS 장치가 등장하며 연동하는 것이 가능해지면서 양산 브랜드의 모델에까지 그 폭을 넓혀 가고 있는 것이다.

 

기술적으로는 단순히 전방 시야를 확보하는 것을 넘어 지능형 나이트 비전으로 발전해 있다. 메르세데스 벤츠의 스마트 나이트 비전 시스템이 그 예다. 보행자를 감지했을 때 경고를 주는 것에서 발전해 보행자를 감지하면 스폿 라이트로 보행자를 비춰 줘 운전자에게 보행자를 인지시킴과 동시에 보행자에게 차량이 접근하고 있음을 알리는 액티브 나이트 비전 플러스 시스템을 선보이기도 했다.

 

어두운 곳을 촬영한 영상을 나이트 비전화면과 어떻게 연동시키는가도 앞으로 개발 주제다. 메르세데스 벤츠의 신형 A클래스에서는 계기판이 상급 모델과 마찬가지로 센터 페시아까지 연결된 형태로 되어 상황과 설정에 따라 다양한 표시를 실현했다. 표시 영역이 넓어지면서 그만큼 디자인의 자유도도 높아졌다.

 

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어두운 곳을 촬영한 영상의 표시 장소는 기판 패널 내에 LCD화가 주류다. 또 다른 예는 센터 페시아의 디스플레이에 화상을 표시하는 것이다. 무엇이 움직이고 있고 빛을 내고 있는지를 인지하면 디스플레이상에서 무엇이 어떻게 존재하고 움직이는지를 보다 명확하게 이해하는 것이 가능하기 때문에 사전에 대처하는 방책을 고려할 수 있다. 또한 전방에 보행자와 동물 등 주의가 필요한 물체를 인지하면 경고로서 계기판 내에 그 영상이 표시된다. 내비게이션에 의한 경고음과 마찬가지의 효과는 얻을 수 있다.

 

다임러는 이 나이트 비전 기술의 보급에 실질적인 선구자라고 할 수 있다. 2003년 발표한 컨셉트카 F500컨셉트에 자동차용 나이트 비전의 개요를 제시하고 2005년 출시된 S클래스(W221)에 처음으로 채용했다. 2009년에는 E클래스(W212)에 보행자 감지 기능을 가진 개량형을 채용했다.표시 부위는 내비게이션 화면에 한정되어 있었다. 2011년에는 C클래스(C216)에 스폿 라이트 기능을 채용한 나이트 뷰어 어시스트 플러스를 채용했다. HID 헤드램프와 스폿라이트의 응용으로 보행자측에도 경고를 위해 조사하는 기능을 추가했다. 현행 S클래스의 세단과 쿠페, 카브리올레, 그리고 GLS 등에 채용되어 있다.

 

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BMW도 일찍부터 나이트 비전의 기능을 적극적으로 개발해왔다. 2005년에 발표된 것은 헤드업 디스플레이와의 연동을 기본으로 시작했다는 점에서 메르세데스 벤츠와는 달랐다. 2005년 당시에는 아직 계기판이 LCD화되지 않아 나이트 비전에 의한 영상은 내비게이션용의 디스플레이를 이용했다. 하지만 큰 화면 덕에 더 많은 전방의 이동 물체나 사람을 확인할 수 있었다. 더불어 내비게이션의 위치가 높아 시인성 측면에서도 높은 평가를 받았었다.

 

아우디는 일찍부터 LED에 의한 매트릭스 헤드램프 시스템을 채용하는 등 운전자의 시야 확대에 적극적이다. 나이트비전도 2012년형 모델부터 채용하기 시작했다. 시스템 구성은 스웨덴 오토리브(Autoliv)사와 공동으로 개발한 것이다. 오토리브는 BMW의 나이트비전에도 채용되어 있다. 근적외선으로 보행자를 감지하고 계기판 내 모니터상에 우선 노란색으로 경고 표시한다. 그리고 보행자가 차량 진행방향으로 이동하고 있다고 인식하면 경고표시가 빨간색으로 바뀌며 운전자에게 주의를 환기시킨다.

 

폭스바겐도 2018년 투아렉에 처음으로 나이트 비전을 채용했다. 계기판 내 옆으로 길게 표시되는 미터 클러스터를 유용해 영상을 크게 표시한 것이 특징이다.

 

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디지털 미러도 시야에 들어와 있다. 렉서스가 2018년 출시한 5세대 LS와 7세대 ES에 세계 최초로 디지털 사이드 미러를 채용하며 주목을 끌고 있다. 통상의 사이드 미러 위치에 소형 카메라를 설치하고 그 카메라로 촬영한 연상을 차 안의 각종 디스플레이 표시하는 것이다. 기본적으로는 좌우 A필러 아래쪽 5인치 디스플레이창에 통상의 사이드 미러와 동일한 영상을 표시한다. 이 디스플레이창에 대해서는 이견을 보이는 엔지니어도 있지만 헤드업 디스플레이와의 연동도 고려하고 있는 것으로 알려져 있다.

 

디지털 사이드 미러는 야간 등 어두운 장소에서도 자동으로 밝기를 조정해 주위의 밝기에 따른 영상으로 시계를 확보한다. 비가 올 때도 비의 영향을 받지 않는 형상과 카메라에 히터를 내장해 습기 등으로 인한 수분도 제거한다. 또 실내 탑재 디스플레이에 의해 사이드 윈도우가 젖은 상태에서도 시계를 확보할 수 있으며 크기가 작아 풍절음을 줄여 주는 이점도 있다. 모니터에 비쳐지는 좌우 후방 시계는 방향지시등 작동시와 후진시에는 표시 범위가 자동으로 확대되어 사각을 줄여주며 임의로 표시 범위를 넓히는 것도 가능하다. 더 멀리는 자율주행기술을 위한 센서로 공유될 수도 있다.
 

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