美, 자동차 충돌방지 시스템에 카메라 활용성 높아질 듯

- 정면, 측면 등 카메라 활용을 통한 제어기능 개발 및 활용 활발 -

- 하드/소프트웨어 등 복합기술 개발 및 시스템 신뢰도 향상 등 해결과제도 많아 -

보고일자 : 2008.9.15.

손병철 디트로이트무역관

Detroit@kotradtt.org

□ 카메라가 교통사고를 줄이려는 자동차 메이커들의 새로운 기술로 활용되는 추세

 ○ 자동차의 능동형 충돌방지시스템의 하나로, 카메라를 통해 자동차의 충돌위험을 감지하고 자동적으로 브레이크를 밟거나 핸들 조작으로 차량사고를 예방하는 시스템 도입이 활발함. 이러한 시스템은 운전자가 운전 중 위험에 빠지기 전에 조치를 취함으로써 사고를 사전에 예방하는 능동적 안전시스템으로 운행 차량의 안전에 있어 새로운 기술임.

  - 전방에 설치된 카메라는 정면충돌에 대한 가능성을 감지해 운전자에게 충돌위험을 경고하거나, 자동적으로 브레이크 작동을 통해 사고를 예방함.

  - 측면에 설치된 카메라는 흰색의 차선표시를 감지해 차량이 현재 진행 중인 차선을 벗어나는지 여부를 감지해서 차량이 현재 주행차선을 유지할 수 있도록 함.

 ○ 카메라를 활용한 능동형 충돌방지시스템은 운전자가 차량에 대한 통제불능 상태 이후에 제어가 시작되는 ESC 기술에서 진일보한 기술임.

  - 미국 고속도로 교통안전국이 능동형 충돌방지 시스템 중에 하나인 ESC시스템을 차량의 안전도 측정에 반영함으로써, 카메라와 같은 능동형 안전시스템의 개발이 활성화됨.

□ 현재 고급 차종에는 충돌을 감지, 방지 또는 완화시키는 시스템이 장착되고 있는 추세

 ○ 앞서 언급한 전면 또는 측면 카메라를 이용한 시스템을 실질적으로 차량에 도입한 사례는 드물지만 이러한 카메라 이용 기술은 과거의 차선이탈방지시스템과 같은 단순한 기술에서 사고가 임박했을 때 차량을 통제할 수 있는 더 복잡한 시스템으로 급속하게 변화시키는 매개체 역할을 하고 있음.

 ○ 아울러 현재 출시되고 있는 일부 고급 차종에서는 충돌을 감지하거나, 방지 또는 완화시켜주는 시스템을 채택하고 있는 실정임.

  - 볼보 : 고급 모델인 S80 및 V70 모델에 장착. 델파이가 설계한 것으로 전파와 영상정보를 활용해 차량의 충돌 가능성을 감지해서 운전자에게 경고함과 아울러 운전자의 별다른 반응이 없을 경우 자동적으로 브레이크를 작동하게 함.

  - 인피니티 : 고급 모델인 FX50에 볼보와 작동 원리가 유사한 충돌완화시스템을 장착함은 물론, 차선이탈방지시스템을 개선해 경고와 더불어 차량을 핸들을 통제해서 차선을 유지할 수 있는 시스템인 LDP를 도입함.

□ 카메라의 복잡한 신호처리를 위한 DSP 응용기술 개발도 활발

 ○ 카메라는 복잡한 신호들을 발생시키기 때문에 기존의 전통 마이크로 프로세스 칩으로 처리하기에는 어려움이 있음. 따라서 자동차 설계자들은 다양한 응용형 DSP 기술들을 개발해 활용하고 있는 실정임.

  - 델파이는 영상정보처리에 특화한 DSP 기술을 적용한 100㎒ 이상의 처리속도를 가진 IC를 사용하고 있으며, 몇 년 전까지만 하더라도 가전제품에서만 필요했던 메모리칩도 활용하고 있음.

  - TRW Automotive는 표준 칩에 프로그램이 가능한 장치를 같이 사용하는 조금 느린 DSPs를 활용하는데, 이는 비용이 적게 들고 열 발생도 낮출 수 있는 장점이 있음.

  - NEC는 기존의 DSPs 기술이 아닌 매초당 수십억 번의 연산을 할 수 있는 Parallel-Processing Chip을 개발해, 도요타의 Lexus LS460 모델에 사용하고 있음.

□ 비용의 최소화가 Active-Safety Systems의 성공과 실패를 결정하는 주요한 요소로 작용

 ○ 카메라를 이용한 충돌방지 시스템의 상용화에 있어 시스템 도입 가격이 가장 중요한 요소 중의 하나이기 때문에, 비용을 최소화하기 위한 노력들이 진행 중임.

  - 프로세싱 부분에서는 부품 수를 줄이는 것이 비용 최소화의 중요한 수단이라고 보고, 부품 수를 줄이기 위한 노력을 하고 있음.

  - 공급자들은 강력한 하나의 칩을 사용함으로써, 전용 CPU의 필요성을 없앨 수 있다고 보고 있음.

  - 하지만 전문가들은 전면·측면·후면의 카메라들로부터의 신호들을 처리하기 위해서는 하나의 칩을 사용할 경우 안전성 측면에서의 문제점도 있기 때문에, 초기에는 비용측면 뿐만 아니라 시스템의 안전성 부분이 더 중요하게 고려돼야 한다고 함.

□ 하드웨어, 알고리즘, 소프트웨어의 종합적 설계기술 개발 및 시스템의 정확성, 안전성, 표준화 등 해결해야 할 문제점들도 많아

 ○ 카메라를 이용한 안전시스템은 하드웨어의 설계뿐만 아니라, 알고리즘과 소프트웨어가 종합적으로 완비됐을 경우에만 그 성능을 발휘하기 때문에 엔지니어들은 늘 새로운 기술들을 개발해 이를 실제 현장에서 적용하고 또한 효율성을 높이기 위해 관련 소프트웨어의 개발이 필요함.

  - 카메라를 이용한 자동차 안전시스템은 아직 성숙되지 않은 시장으로 많은 알고리즘과 설계기술들이 급속하게 발전하기 때문에 향후 기술의 발전에 따른 응용성과 신기술을 채택할 수 있는 유연성이 중요한 요소이며, 설계 의도대로 작동하는 신뢰도 또한 안전시스템에서 매우 중요한 요소임.

  - 또한 시스템은 긴급상황이 실제로 닥치지 않았을 경우에는 작동하지 않아야 하며, 다양한 상황에 대한 알고리즘에 명확해야 하고 여러가지 상황의 동시다발적 발생에 대한 알고리즘도 고려해야 하는 등, 시스템은 모든 상황에 대한 차이를 인식하고 그에 맞는 솔루션을 제공할 수 있어야 함.

  - 아울러, 지역별로 제한속도와 도로명이 다르게 사용되는 것과 미국에서의 문제점이 유럽에서도 그대로 적용될 수 없다는 것 등의 현실적 상황이 모두 고려돼야 하는 어려움이 있음.

자료원 : AEI(Automotive Engineering International)