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메르세데스 벤츠의 자율주행차 시대 안전 기술

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글 : 채영석(charleychae@global-autonews.com) ㅣ 사진 : 원선웅(mono@global-autonews.com)  
승인 2020-02-05 02:53:31

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메르세데스 벤츠가 2019년 6월 네델란드 아인트호벤의 ESV컨벤션과 9월의 프랑크푸르트오토쇼를 통해 공개했던 컨셉트카 ESF2019의 내용들을 한국의 미디어들을 대상으로 하는 워크샵을 통해 소개했다. ESF는 Experimental Safety Vehecle을 의미하는 것으로 말 그대로 미래를 위해 개발 중인 안전기술을 채용한 컨셉트카다. 메르세데스 벤츠는 자율주행 시대에도 능동적 안전과 수동적 안전 모두 중요한 것이라고 강조했다. 메르세데스 벤츠 ESF2019컨셉트카를 통해 소개된 새로운 안전 개념과 그 의미를 짚어 본다.

 

글 / 채영석 (글로벌오토뉴스 국장)

 

 

전동화와 커넥티비티, 자율주행 기술 등의 등장과 함께 자동차는 갈수록 복잡화되어 가고 있다. 더 이상 하드웨어가 아니라 소프트웨어가 차량을 제어하는 쪽으로 발전되어 가고 있다. 특히 CES2020을 통해 등장한 퀄컴의 스냅드래곤 오토모티브 플랫폼의 등장과 1만 달러선이였던 라이더가 감지거리는 짧지만 100달러라는 저가 모델이 등장하면서 상황은 급변하고 있는 양상이다.

 

그 이야기는 자동차의 안전도 지금까지와는 다른 차원에서 확보되어야 한다는 것을 의미한다. 나아가 안전(Safety)와 보안(Security) 양 측면에서의 신뢰성이 뒷받침되지 않으며 안된다. 그러나 그런 기술적인 발전도 “탈 것”이라는 개념에서는 크게 벗어나지는 않는다. 사람을 태우고 이동한다는 점에서는 같다는 것이다. 수직 이착륙 비행체(eVTOL)가 주목을 끌고 있지만 그것이 지금의 개인용 승용차의 역할을 대신할 수 있을지는 미지수다.

 

때문에 전통적인 자동차회사들은 그들이 오늘날 등장하는 모든 신기술을 자동차라는 플랫폼에 조합해 주도권을 잡고 가겠다는 의지를 피력하고 있다.

 

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오늘 소개하는 ESF2019 컨셉트카도 그런 점에서 네 바퀴 위에 탑승 공간이 있는 ‘자동차’다. 다른 점이라면 구글 웨이모의 자율주행차처럼 스티어링 휠이나 페달류가 없는 완전 자율주행차가 아니라 운전 보조와 완전 자율주행을 동시에 수행하는 형태다.

 

우선 능동적 안전으로서는 차량과 보행자, 자전거 등 다른 도로 사용자와의 커뮤니케이션을 지금까지와는 다른 차원으로 할 수 있어야 한다. 라디에이터 그릴과 헤드램프, 리어 컴비내이션 램프, 리어 윈도우 글래스, 지붕 위의 라이다 등을 통해 자율주행 상태인지 아니면 운전자가 직접 운전하고 있는지를 표시해 준다. ESF의 경우 앞쪽의 그릴에는 청록색으로 자율주행상태를 표시하고 있는데 이는 어디까지나 메르세데스가 제시하는 것이고 글로벌 차원의 표준화가 필요한 내용이다.

 

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위급한 상황에서는 “조심하세요(Watch Out)”라고 소리로 의사 표시를 하기도 하고 뒤쪽에서 오는 차량에게는 리어 글래스에 차량 앞쪽의 상황을 카메라로 촬영해 보여 주기도 한다. 그곳에 현재 자동차의 상황을 문장으로 표현할 수도 있다. 지붕 위에 설계된 라이다 장치로 센서로는 물론이고 차량의 상황을 표시해 주는 라이트로서의 역할도 수행한다.

 

경우에 따라서는 차량 앞쪽에 역주행 차량이 있을 수도 있으므로 이 역시 뒤 차에 알려주는 협력적인 커뮤니케이션이 필요할 수도 있다. 주차 상태에서는 보행자가 자전거나 주변에서 뛰어 놀고 있는 어린이 등이 접근하는 상황을 측면으로 지나가는 차량에게 알려 주기도 한다.

 

물론 이런 모든 것이 가능하려면 자율주행의 프로세스인 감지와 연산, 주행 등이 원활하게 수행되어야 하고 그러려면 수많은 센서가 필요하다. 지금도 적어도 50개에서 많게는200개의 센서가 장착되어 있다. 무엇보다 감지 거리와 범위가 넓은 라이다 센서의 중요성이 크게 부각되어 있는 상황에서 CES2020에 등장한 벨로다인이 내놓은 100달러선의 벨로비트(Velobit)라는 라이더는 주목을 끌기에 충분하다.

 

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고정밀 디지털 맵을 사용한 내비게이션도 자율주행의 안전을 위해 중요한 항목에 속한다. 전방의 상황에 따라 위험이 감지되면 탑승자의 시트벨트를 조여 준다거나 굴곡로라던가 정체 상태를 V2I(Vehicle to Infra)를 통해 감지하면 속도를 줄여 주기도 한다. 정체 후미에 정지해 있는 상황에서 뒤 차가 빠른 속도로 접근하면 가능한 범위 내에서 차량을 자동으로 앞쪽으로 이동시키는 것도 가능하다. 물론 추돌이 감지되면 헤드레스트를 머리에 접근시켜 충격을 완화시킬 수도 있다. 다른 한 편으로는 앞쪽이 정체가 아닌 상태에서 뒤 차가 추돌할 위험이 감지되면 가속하는 기능도 수행한다.

 

수동적 안전장비로서 눈길을 끈 것은 시트 벨트를 B필러가 아닌 시트백 어깨 부분에 설치한 것이다. 자율주행시 휴식이나 수면을 취할 경우의 시트를 비스듬하게 할 경우를 상정한 것이다. 여기에서 주목을 끄는 것은 운전석을 위한 에어백이 대 용량으로 스티어링 휠 패드가 아니라 디스플레이창 위에 설계되어 있다는 것이다. 자율주행 모드에서 누워있을 경우를 상정한 것이다.

 

뒷좌석 탑승자를 위한 정면 에어백이 앞 시트 뒤쪽에 설치된 것은 세계 최초다. 차세대 S클래스에 채용될 것으로 알려졌다. 뒷좌석 시트벨트도 C필러가 아닌 시트백 위에 설계되어 운전자가 탑승하면 자동으로 솟아 오른다. 시트 쿠션 부분의 버클이 붉은 색으로 깜박이며 찾기 쉽게 되어 있으며 그 버클 부분에 있는 USB 포트는 시트벨트를 장착했을 경우에만 기능한다.

 

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시트에서 또 하나 강조한 것은 어린이 시트에 관한 것이다. 우선은 확실한 설치와 장착이 중요하고 어린이가 움직여 벨트의 장력에 이상이 생겼을 때 그것을 감지해 적절한 상태로 재조정하는 것도 중요하다. 또한 차일드 라이브 캠(Child Live Cam)을 이용해 운전자가 머리를 뒤로 돌리지 않고 어린이가 수면을 취하고 있는지 깨어 있는지를 앞 디스플레이에 애니매이션으로 표시해 준다.

 

운전석에서는 4각형 스티어링 휠이 눈길을 끈다. 휠 위쪽의 버튼을 통해 자율주행과 수동운전을 선택할 수 있다. 4각형인 이유는 자율주행 모드에서 스티어링이 대시보드쪽으로 접근했을 때 탑승자의 무릎을 편하게 하기 위한 것과 위쪽 디스플레이창을 보기 쉽게 하고자 한 것이다. 

 

또한 사고가 발생했을 때는 차량 루프에 삼각대가 솟아 오르며 차 아래쪽에서는 소형 로봇에 의해 자동으로 삼각대를 적정 거리로 이동해 후방 차량의 이중 사고를 막아준다.

 

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이 모든 것을 원활히 수행하기 위해서는 대용량의 컴퓨터가 필요하고 그 컴퓨터를 작동시킬 수 있는 전력이 필요하다. 때문에 그 한계를 극복하기 위해 등장한 것이 5G기술이다. 자동차가 감지한 상황을 클라우드에서 연산하고 다시 수행 명령을 할 수 있게 하기 위해서는 초고속 통신망은 필수조건이다. 때문에 고속연산과 저전력 등 새로운 도전 과제가 등장해 있고 그것이 실제 도로에서 적확히 기능할 것인지에 대한 실증실험이 지금 이 시간에도 이루어지고 있다.

 

메르세데스 벤츠의 안전 기술을 위한 컨셉트카 ESF2019는 큰 틀에서 미래의 탈 것, 즉 이동성의 미래가 마차에서 자동차로 바뀌는 것과는 다른 차원의 변화를 읽을 수 있게 해 주고 있다. 이동성이라고 하는 명제는 변함이 없지만 이제는 사람이 기계를 제어하는 것이 아니라 센서와 통신, 클라우드, 소프트웨어, 인공 지능 등에 의해 자동차는 사람을 싣고 움직이는 로봇이 되어 가고 있다.

 

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디지털 카메라가 등장했을 때 그것을 무시한 코닥과 윈도우라는 운영체제의 등장으로 힘을 잃었던 IBM의 예에서 보았듯이 지금 자동차는 전혀 다른 상대들로부터의 도전에 직면해 있다.  그 상황에서 누가 주도권을 장악하느냐의 싸움이 벌어지고 있다. 우리는 보잉과 에어버스가 아니라 대한항공이나 루프트한자를 선택해 사용하고 있다. 전통적인 자동차회사가 소프트뱅크가 주도하는 플랫포머들에게 제품을 공급하는 시대가 올 수도 있다.

 

자동차는 기술과 컨텐츠를 무기로 하는 무한 경쟁 속에서 제품은 물론이고 새로 등장하는 기술들을 모두 품을 수 있는 플랫폼이기도 하다. 그리니까 지금 자동차회사들은 플랫포머로 변신하고 있다는 것이다.

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