레벨 3 자동차 출시와 함께 인공지능 활용도 높아져

자율주행의 필요성은 보다 더 편리하고 안전한 차량을 추구하는 인간의 지속적인 기대와 함께 고령화 시대가 가속화되면서 더욱 더 커지고 있다. 최근 자동차업계에서 자율주행이 주요 트렌드로 자리매김한 배경이다.

지난해 자율주행 시스템의 주요 트렌드를 살펴보면 우선 레벨 3(L3) 자동화 출시와 차량용 콘솔 디지털화, 하드웨어와 소프트웨어 테스트 개선, 그리고 인공지능(AI)을 활용한 시뮬레이션 기능 등을 꼽을 수 있다. 이에 발맞춰 자동차업계와 제조사가 많은 시간과 돈을 투자하고 있다.

아우디는 자사의 플래그십 A8을 통해 세계 최초로 레벨 3 기능을 가진 자동차를 공개했다. 손과 발을 쓰지 않고 고속도로 주행에 필요한 모든 시스템과 함께 장거리 라이다(LiDARs)를 전면에 갖춘 최초의 자동차이기도 하다. 현재 활성화되지 않은 레벨 3 기능은 무선 통신 시스템(OTA; Over The Air)으로 인해 올해안에 활성화될 것으로 보인다.

상위 자동차 제조사들은 기존 제품 라인에 운전자 보조 기능을 개선하는 한편 자율주행 공유 포트폴리오를 갖기 위해 꾸준히 노력하고 있다. 이밖에도 서비스형 데이터에 관한 비즈니스도 관심을 모으고 있다.

또한 2017년에는 여러 신생기업들과 기술 제공사들이 자율주행에 적합한 비용, 효율적인 딥센싱 솔루션을 선보였다. 차세대 라이다(LiDARs)와 원적외선 카메라(Far IR Cameras), 콤비네이션 센서 등은 비용의 효율성을 강조했다. 또한 엔비디아(Nvidia)와 르네사스(Renesas), NXP, 인텔 등 소프트웨어업체들은 객체 감지와 구분, 의사결정을 위한 딥러닝 AI가 가능한 차세대 슈퍼컴퓨터를 선보였고, 몇몇 OEM사에서 테스트를 거쳤다.

자율주행 자동차의 주요 모듈표

치열해지는 자율주행 특허 경쟁

현재 자동차업계의 흐름은 내연기관 자동차보다 전기차가 비용 효율성과 유지 보수, 충전 인프라 측면에서 유리하다고 판단하고 있다. 때문에 전기차에 상당한 비용을 투자하고 있고 자율주행 기능을 가진 모든 전기/하이브리드 파워트레인에 대한 테스트도 활발하게 진행중이다.

자동차업계는 자율주행을 통한 수익창출 방안을 찾는데 혈안이 되어 있다. 그중 핵심은 자율주행과 관련한 특허 출원이다. 이는 단순히 승용차 판매를 뛰어넘어 현재 개발중인 엄청난 잠재력을 지닌 기술들을 활용하는데 매우 중요하기 때문이다.

글로벌 자율주행 관련 전체 특허 중 52%가 독일 기업이 소유하고 있다. 그중 보쉬가 가장 많은 특허를 출원했다. 2017년까지 보쉬의 특허 출원은 총 958건. 아우디가 516건, 컨티넨탈이 439건, 포드가 402건으로 뒤를 이었다. 상위 10위 중 소지 기업 6개가 독일 기업일 만큼 독일은 자율주행 시장을 주도해나가고 있다.

하지만 앞으로 자율주행 관련 특허소송의 주요 영역은 커넥티비티 기술과 AI, 운전자 인터페이스 시스템(HMI)이 될 전망이다. 그리고 기술개발자들은 이미 등록된 특허를 활용하지 않고 특허 라이선스를 통해 투자를 회수할 수 있는 자신들의 기술 개발에 더 많은 투자를 기울일 것으로 본다. 대표적인 예로 애플을 들 수 있다.

애플은 특허 출원 건수가 상위 10위안에 들지 않았지만 차량 외부 기기에서 얻은 독립된 데이터나 내비게이션 데이터를 다루는 자율주행 내비게이션 시스템을 통해 특허를 취득했다.

자율주행 특허 선도 기업

자율주행차 ‘레벨 3’은 무엇이 새로운가?

자동차업계는 자율주행 자동차의 완성단계인 ‘레벨 5’(L5)를 향한 하드웨어와 소프트웨어 개발에 집중하고 있다. 자동화 수준이 높아짐에 따라 개조하는 것보다 높은 수준의 자동화 지원에 필요한 모든 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS) 센서를 갖춘 자동차를 제조하는 것을 더 선호하고 있다.

자동차산업의 제품 수명 주기가 단축될 것으로 예상되는 가운데, 자율주행 솔루션에 관한 성공적인 비즈니스 모델에는 수요(Demand)에 초점을 맞춘 서비스인 온디맨드(on-demand) 서비스가 주목받고 있다. 이에 따라 디지털 기술에 더 많은 투자와 협업이 집중될 것이다.

현재 자율주행 차량은 레벨 3(L3) 단계를 완성해가고 있다. 이는 고객 중심의 기능들을 상당 부분 실현한 수준이다. L3의 주요 파일럿 기능을 살펴보면 더디게 움직이는 교통 체증에서 벗어나기 위해 자동차를 스스로 조종하는 ‘교통체증 파일럿’과 고속도로에서 차선 변경을 스스로 할 수 있는 ‘하이웨이 파일럿’, 원격으로 주차할 수 있는 ‘파일럿 파킹’ 등이 있다.

또한 사용자 패턴을 학습해 음성 및 제스처 명령으로 더 활성화 시킨 ‘인터랙티브 인포테인먼트’와 운전자 주의력과 건강 상태를 파악하기 위해 스티어링 휠에 내부 스테레오 카메라를 설치한 ‘운전자 모니터링 시스템’도 포함했다.

하지만 현재 L3는 데이터베이스 마이그레이션 서비스(DMS) 애플리케이션과 HMI-ADAS 통합 문제로 시스템 구현이 제한적이다.

자율주행 L3 시스템은 고객 중심 기능들이 다양하게 들어가 있다

자율주행 미래를 주도할 기술력 탑(Top) 5

향후 자율주행 시장은 크게 5가지 기술 변화를 통해 더욱 향상될 것으로 내다봤다. 전기/전자(E/E) 아키텍처 개발과 자율주행 셰어링 애플리케이션에 대한 더 활발한 테스트가 시행될 것이다. 이를 통해 미래 ‘레벨 4’(L4) 어플리케이션용 엣지 케이스 데이터의 견고성을 개선시킬 것으로 기대된다.

우선, 가상 음성 지원 출현이다. 아마존과 IBM 등과 같은 여러 대형 기술사들이 차량 내에서 사용할 수 있는 음성 지원을 도입할 전망이다. 그리고 이 음성 지원 대부분이 인터넷 연결이 필요 없다.

두 번째는 중앙 집중 도메인 아키텍처의 도입이다. 오토리브와 컨티넨탈과 같은 공급사들은 레벨 3, 레벨 4 단계로의 자율주행을 가능하게 만들기 위해 ‘중앙 집중 E/E 아키텍처’를 도입할 것이다. 기존 아키텍처가 더욱 복잡해지고, 불필요한 비용이 발생할뿐더러 운전자 지원이나 자율주행마다 필요한 전자 제어 장치(ECU)를 꾸준히 추가하는 프로세스를 더 이상 실행할 수 없기 때문이다.

세 번째는 센서의 성능 강화다. 물체를 효과적으로 탐지하고 분류할 수 있는 4D 카메라와 원거리 IR 센서, 360도 레이더 등 다양한 방식의 비전 센서가 출현할 것으로 전망된다. 그리고 2018년에는 몇몇 선도 기업에서 라이더의 대량 생산이 가능해질 것으로 보이고, L3 시스템에서는 운전자 행동을 모니터하는 내부 카메라들이 관심을 받을 전망이다.

네 번째는 공유 모빌리티 플랫폼 도입이다. 이미 OEM기업 사이에서는 레벨 4 기술 도입으로 지역 내 라이드-헤일링(ride-hailing) 서비스와 차량 관리 소프트웨어와 사이버 보안 기능을 제공하는 스타트업과의 협업이 확실해질 것이라고 인식되고 있다.

마지막은 AI 테스트가 기하급수적으로 늘어날 것이라는 점이다. 이는 결국 실제 자율주행의 완성단계로 심층 학습 방식을 통한 기술개발이 맴핑이나 하드웨어, 소프트웨어 테스트와 시뮬레이션, HMI 개선을 위해 더욱 활발하게 이루어질 전망이다.

프로스트앤설리번(Frost & Sullivan) 자동차 기획조사팀