자율주행차는 고성능/고신뢰 자동주행 기능이 탑재된 차량이 인프라 및 통신 기술 등과 유기적으로 결합되어 운전자의 개입 없이 스스로 운행하는 개념으로, 센서 등으로부터 획득한 다양한 정보를 활용하여 자차의 정밀한 위치와 주변 환경을 인식하고 이를 기반으로 충돌 없이 안전 운행이 가능한 자동차로 정의되고 있다.

4차 산업혁명 핵심 기술인 자율주행차는 안전 주행을 지원하기 위한 주변환경 인식, 상황 판단, 속도·조향 제어 관련 차량 탑재 부품(시스템)에서부터 탑승자의 편의를 고려한 다양한 플랫폼/컨텐츠 제공, 긴급 재난시나 도심 등에서의 교통흐름 제어 등 공공 분야에 이르기까지 다양한 서비스 이슈들이 존재한다. 본 고에서는 자율주행차 기술에 대한 간략한 특허동향 및 표준특허 관점에서 도출된 유망기술을 제시코자 하며, 일부 유망기술에 대해서는 표준화 기구에 선언된 선언특허 현황을 살펴보고자 한다.

자율주행차 분야 특허 동향

특허청에서는 국제표준화가 중요한 전략적 기술 분야를 선정하여, 부처 R&D 사전기획 단계에서 표준/특허 관점의 유망한 기술들이 과제화로 이어질 수 있도록, 표준특허 전략 및 이를 기반으로 한 신규기술 수요 발굴까지 지원하는 “표준특허 전략맵” 사업을 매해 추진하고 있으며, 2018년에는 자율주행차 분야를 지원하고 있다. 자율주행차는 자동차(산업부)에서부터 인프라(국토부), 통신(과기정통부) 기술 및 법·제도(경찰청)에 이르기까지 관계 부처간 긴밀한 협력을 요구하기 때문에, “표준특허 전략맵”사업에서는 부처별 R&D 기술 영역을 포괄할 수 있는 공통 기술분류체계를 도출코자 하였다. 이와 관련하여, 범부처 추진을 위해 과기정통부 산하 과학기술혁신본부에서 도출한 자율주행차 R&D PIE 모델 기반의 기술분류체계를 근간으로 하되, 세부기술별 명확한 개념 구분 및 서비스 R&D 관점에서의 추가보완 사항들을 반영하여, 총 10개의 대분류 및 36개의 중분류 기술을 확정하였다.

●분석대상 특허
확정된 공통 기술분류체계 기반으로 6개 특허 발행국(한/미/일/유/중/PCT)에 공개/등록된 특허를 대상으로 추출하되, 특허 권리존속기간(출원일로부터 20년)을 고려하여 1998년 01월 이후 출원일로 한정한 상태에서 총 31,758건의 자율주행차 특허모집단을 구축하였고, 발행국별 도출된 특허건수는 <그림 3>과 같다.

●출원인 국적별 현황
10개 대분류 기술들에 대한 출원인 국적별 현황을 살펴보면, 중국 국적 출원인의 특허 점유율이 31%로 가장 높았으며, 특히 대분류 기술들 중 “서비스” 기술에 대한 특허출원 비율이 35.7%로 타 기술들에 비해 상대적으로 특허출원 활동이 활발한 것으로 나타났다. 그리고, 한국 국적 출원인의 특허출원이 활발한 기술로는 첨단교통 시설물 및 운영시스템에 관련된 “인프라” 기술과, V2X와 IVN을 포함하는 “통신” 기술 및 “서비스” 기술로 나타났다. 미국 국적 출원인은 “보안” 및 “통신” 기술에 대한 특허출원 활동이 활발하고, 일본 국적 출원인은 “지도/측위”와 “협력주행” 기술 분야에 특허역량을 집중하고 있는 것으로 나타났다.

●연도별 기술별 특허출원 현황
자율주행차 분야의 특허출원은 2010년을 기점으로 출원량이 증가하고 있으며, 대분류 기술 모두 최근 특허출원이 활발한 것으로 나타났다. 특히, “휴먼 인터페이스” 기술에 대한 특허출원이 매우 활발하며, 운전자나 탑승자의 동작·음성 인식이나 시선 추적 등 사람의 액션을 모니터링하는 기술에서부터 인포테인먼트나 안전 경고 기술 등과 상호 연동하여 인터랙션하기 위한 다양한 특허기술들이 제안되고 있는 것으로 파악되었다. 그 다음으로는 “차량 시스템”과 “서비스” 기술에 대한 국내·외 기업들의 특허관심도가 높은 것으로 나타났고, 자율주행의 기본이 되는 “주행환경 인식/판단” 기술은 2011년부터 가파른 출원 증가세를 보이고 있다. 한편, “협력주행” 기술에 대한 특허출원은 타 기술 대비 매우 적은 양의 특허가 출원되고 있긴 하나, 전용도로 항법주행(C-ACC, Cooperative Adaptive Cruise Control), 자율군집주행, 합류로/분기로에서 자율주행과 일반주행 차량 간 주행 우선순위 협상기술 등 다양한 R&D 및 국제표준화 이슈가 존재하여 특허선점이 요구되는 분야 중 하나이다.

●주요 다출원인 현황
자율주행차 분야의 주요 다출원인은 현대자동차, Toyota Motor, General Motors 순으로 나타났으며, “휴먼 인터페이스”와 “차량 시스템” 기술 관련 특허출원이 다수를 차지하고 있는 것으로 나타났다. 현대자동차는 자국 출원이 대부분이며 미국을 비롯한 해외 출원 건은 적어 방어적 특허권 확보에 주력하고 있는 반면, 일본의 Toyota Motor는 자국을 비롯한 미국, 중국, 유럽에 다양한 특허권을 형성하고 있는 것으로 나타났다. 3GPP에서 셀룰러 기반 V2X 표준화를 주도하고 있는 LG전자는 “통신” 기술 관련 특허를 다수 출원하고 있으며, 표준과 밀접한 기술임을 고려하여 향후 특허 기반 시장 선점을 위해 PCT 출원을 적극 활용하고 있는 것으로 파악되었다.

자율주행차 분야의 표준특허 유망기술

표준 및 특허 관점에서 유망기술을 도출하기 위해, <표 2>에서와 같이 총 12개의 검증된 평가 지표를 적용하였다. 앞서 구축된 특허모집단을 활용하여, 표준반영 가능성을 비롯한 5개의 표준평가 지표와 이에 대응되는 7개의 특허평가 지표를 기반으로 자율주행차 36개 중분류 기술들을 평가한 결과는 <표 2>와 같다.

●표준평가 결과
표준평가에서는 평가 지표별 가중치를 달리 하였는데, 우리나라의 의장단 활동, 표준화 참여인력 등 표준반영 가능성이 커야만 표준특허 창출이 유리함을 감안하여 가장 높은 가중치(0.25)를 부여하였다. 높은 평가점수를 부여받은 기술들을 살펴보면, 지도/측위, 휴먼 인터페이스, 통신 및 보안에 관련된 기술들이 다수 포함되었고, 주행환경 인식/판단에 속하는 도로교통상태 인식 기술도 10위로 도출되었다. 차량제어 및 경고시스템의 결과를 기반으로 위험수준에 따라 개인 맞춤형 위험경고 및 정보제공을 위한 “안전 경고” 기술을 예로 들면, 표준반영 가능성, 한국의 표준 관심도 및 표준/R&D 역량이 높으면서 제품(차량)에 직접적으로 적용되는 기술인 점에서 높은 점수를 받은 반면, 주요 아이템들에 대한 표준개발 단계가 중·후반으로 진입함에 따라 표준화 단계 항목에서는 낮게 평가되었다.

●특허평가 결과
앞서 표준 관점에서 도출된 유망기술과 겹치는 기술은 “V2X 통신”, “도로교통상태 인식”, “정적 정밀지도” 및 “통신보안” 기술로 나타났다. 특히, WAVE(Wireless Access for Vehicle Environment), 셀룰러 및 5G 통신과 융합형(Hybrid) 통신을 포함하는 “V2X 통신” 기술은 1위로 도출되었는데, 한국의 기술력을 비롯한 대부분의 특허평가 항목에서 높은 점수를 받았다. 운전 상황에서 센싱한 모든 입력 데이터들을 취합·분석하기 위한 인터페이스 관련 표준화 이슈에서부터 정보 우선순위 결정(Agent)까지 포함하는 개념인 “운전자 주행패턴” 기술도 특허 관점에서 유망기술로 도출되었으며, 타 기술들에 비해 한국의 기술력이 뒤쳐져 있긴 하나, 주요 표준화멤버들의 특허출원 활동이 매우 활발하며 시장 확장성이 높은 기술로 평가되었다. 한편, “정밀 측위” 기술의 경우, 표준평가 결과와는 정반대의 결과가 도출되었는데, 한국의 기술력을 비롯한 모든 특허평가 항목에서 국외기업 대비 열세한 것으로 나타났다.

●표준/특허 종합결과
표준과 특허 평가 결과를 종합하여 도출한 자율주행차 분야에서의 표준특허 유망기술은 <표 5>와 같다. “V2X 통신”과 “차량 내부 네트워크(IVN)” 기술이 표준특허 관점에서 가장 유망한 기술로 도출되었다. “차량 내부 네트워크(IVN)” 기술은 CAN, 이더넷 표준 기술 등이 이미 차량에 적용되고 있어 표준화 단계 항목에서 매우 낮은 점수를 받았으나, 최근 자율주행 기능을 위한 센서와 데이터 융합 유닛 간 데이터 통신 이슈가 새롭게 존재하며, 주요 국내·외 표준화 참여 기업들의 지속적인 표준 관련 개량특허 출원 및 특허 기반 시장 확보에 힘쓰고 있는 점 등에서 높은 점수를 부여받았다. 자율주행 소프트웨어와 운전자 간 차량 운전에 대한 제어권한을 스위칭하기 위한 “운전제어권” 기술과, 사람-기계간 상호 인터랙션을 위해 필요한 “HMI(Human Machine Interface)” 기술도 유망기술에 포함되었다. “정적 정밀지도” 및 “동적 정보 시스템” 기술도 유망기술로 평가되었으며, 해당 분야는 일본과 유럽 기업을 중심으로 특허출원 활동이 활발하다. 특히, 일본은 Mitsubishi Electric과 지도 관련회사 및 자동차회사 등이 주축이 되어 동적 지도의 사업화를 위한 DMP(Dynamic Map Platform)을 설립하여 국가 차원에서 추진하고 있으며, 독일의 Bosch, Continental과 네비게이션 지도 전문기업인 Here, TomTom 기업들도 많은 특허를 출원하고 있다.

선언특허 분석

자율주행차 분야의 국제표준화는 ISO/TC 22 및 ISO/TC 204를 중심으로 이루어지고 있으며, 총 74건의 특허가 선언되어 있다. 본 분석에서는 앞서 소개한 표준특허 유망기술들 중, “동적 정보 시스템(LDM)” 기술의 표준개발을 담당하고 있는 ISO/TC 204/WG 3(ITS database technology)에서 제정한 ISO 17572-3 표준 관련 선언특허를 중심으로 살펴보고자 한다. ISO 17572-3 표준은 지리학적 데이터베이스 환경에서 동적 위치를 참조하기 위한 방법을 규정하는 것으로, 다음과 같은 내용을 포함하고 있다.

–Attributes and encoding rules
–Logical data modelling
–TPEG physical format specification for dynamic location references
–Coding guidelines for dynamic location references
–Compressed data format specification

통상적으로, ISO는 정보통신 분야를 제외한 전 산업분야를 다루고 있으며 전 세계적으로 통용되기 위한 최소한의 기술기준을 규격화함에 따라 하위 구현레벨을 다루기보다는 상위 레벨에서 표준규격이 정의되는 게 일반적이다. 따라서, IPR 정책상 FRAND 조건을 인정하고는 있으나 산업계에 미치는 파급력을 고려하여 특허이슈에 민감한 입장을 취하고 있다. 하지만, ISO 17572-3 표준은 이례적으로 Panasonic, Bosch 등을 비롯한 특허선언 주체들이 주축이 되어 특허풀 라이센싱 기관인 VIA Licensing에 AGORA-C라는 프로그램으로 등재되어 있다. 즉, 표준특허를 공격적 용도로 활용할 수도 있다는 것이다. 이와 관련하여, 상기 선언특허들 중에서 표준과의 정합성이 높은 등록특허 일부를 선별하여 소개코자 한다.

① EP1225552B1(Normative 항절과 정합 → 표준특허)ISO/TC 204/WG 3의 표준화 주요멤버인 독일 Siemens사의 등록특허로, 차량 네비게이션에서 주변 지리적 토폴로지에 대한 현 차량의 위치 관련 정보들을 기초로 주행, 경로 탐색 등을 위한 지리학적 위치 참조를 위한 방법에서, 최적의 경제적 경로가 선택될 수 있도록 하기 위한 특허기술이다. 본 특허는 표준 필수 항절과 정합되는 구성요소만을 권리범위로 포함하고 있어 표준특허로 볼 수 있겠으나, 자국인 독일에만 출원되어 있어 한국기업에 미치는 특허 영향력은 미미할 것

② KR943,676B1(Informative 항절과 정합 → 비표준특허) Panasonic이 표준화 과정에서 선언한 JP200302357 특허와 패밀리 관계에 있는 한국등록특허로, 압축 부호화 기술을 이용하여 디지털 지도의 위치 정보를 적은 데이터량으로 부호화하기 위한 방법을 권리화하고 있다. 이와 관련하여, ISO 17572-3 표준에서는 데이터 포맷이나 인코딩/디코딩 방법을 구체적으로 강제하고 있지는 않으며, 항절 8에 정의된 42가지의 Encoding RULE만 지키면 되도록 정의되어 있어 비표준특허로 판단된다. 하지만, 본 표준규격을 제품에 적용하여 서비스하는 국내기업에서는 Panasonic의 표준기반 구현특허에 대한 지속적인 모니터링이 필요해 보인다. 즉, 표준특허 소송 시 핵심 표준특허 뿐만 아니라 구현특허와 함께 특허침해를 주장하는 경우에 대해서도 대비해야 한다. 한편, Panasonic사는 특허선언시 특허번호 일부를 잘못 기입한 것으로 파악되었는데, 이는 표준의 IPR 투명성 제고 노력에 반하는 행위로도 간주될 수 있다. 즉, 향후 특허소송 과정에서 특허 매복(Ambush) 행위로 해석될 여지가 있다. 따라서, 국제표준개발기구(ISO 등)에서는 이를 고려하여 특허선언시 강화된 IPR 가이드라인을 제시할 필요성이 있어 보인다.

③ EP1078346B1(Normative 항절과 일부 정합 → 비표준특허)Tele-Atlas를 인수한 글로벌 지도 회사인 TomTom의 등록특허로, 디지털 맵에서 위치 참조 예시(Instance)를 생성하기 위한 방법을 제공하여 보다 효율적이면서 범용적인 형태의 위치 참조를 가능케 하는 특허기술이다.

자율주행차 분야에 대한 특허출원 동향을 살펴보면, 최근 중국 기업들의 서비스 관련 특허들이 급증하고 있는 것으로 나타났다. 이는, 표준화의 중요성이 큰 기반기술 영역뿐만 아니라, 표준기술을 응용하여 기업들이 수익화 가능한 영역을 특허로 선점할 필요성에 대해 시사하고 있다. 특허청 “표준특허 전략맵” 사업에서는 산·학·연 표준 전문가를 대상으로 실시한 표준평가와 병행하여, 객관화된 특허평가 지표 기반으로 표준특허 유망기술을 도출하였고, 이를 기반으로 민간 연구자 중심의 신규 R&D 기술수요를 발굴하여 관계 부처에 제출할 예정이다. 도출된 표준특허 유망기술들에는 V2X통신(과기정통부), 차량상태 분석(산업부), 동적 정보 시스템(국토부) 등 개별 부처에서 R&D 사전 기획 시 필수적으로 고려될 수 있는 기반 기술들과, 민간뿐만 아니라 공공 영역에서도 선행 연구개발이 시급한 기술 이슈도 포함되어 있어, KISTA에서는 본 분석 결과물이 국내 산·학·연 연구자들 대상으로 활용될 수 있도록 유도할 계획에 있다. 특허선언 이슈와 관련해서는, 앞서 언급한 파나소닉사의 사례처럼 표준화기구에서의 투명한 IPR 공개 정책에 반하는 행위를 보완하기 위한 장치가 마련되어야 할 것으로 판단된다. 예를 들면, 특허발행국별 선언특허 번호 자릿수 양식 통일과, 최초 선언 후 표준제정 및 특허등록 이후 표준과 정합되는 특허만을 다시 표준개발기구에 제출토록 하는 사항 등을 IPR 규정에 반영하는 것 등이다.

이번 표준특허 유망기술 분석 결과가 향후 우리나라 자율주행차 분야의 R&D 방향 설정 및 표준특허 확보를 위한 전략 수립에 도움이 되기를 기대해 본다.

글 / 김병년 (한국특허전략개발원)

출처 / 오토저널 2018년 10월호 (http://www.ksae.org)