ADAS(첨단 운전자 보조 시스템)란 무엇인가요?

과거에 이루어진 주요 자동차 안전 개선 사항(예: 파손 방지 유리, 3점식 안전벨트, 에어백 등)은 사고 발생 시 부상을 최소화하기 위해 고안된 수동적 안전 조치들이었습니다. 오늘날 ADAS 시스템은 내장형 비전 기술을 활용하여 사고 발생을 줄이고 탑승자의 부상을 예방함으로써 능동적으로 안전성을 향상시키고 있습니다.

차량에 카메라를 탑재하는 과정에는 센서 융합 기술을 활용해 물체를 식별하고 처리하는 새로운 AI 기능이 포함됩니다. 센서 융합은 인간의 뇌가 정보를 처리하는 방식과 유사하게, 이미지 인식 소프트웨어, 초음파 센서, 라이다(LiDAR), 레이더 등을 통해 방대한 양의 데이터를 통합합니다. 이 기술은 인간 운전자가 보여줄 수 있는 어떤 반응보다도 더 빠르게 물리적으로 대응할 수 있습니다. 실시간으로 스트리밍되는 영상을 분석하고, 영상에 담긴 내용을 인식하며, 이에 어떻게 대응할지 결정할 수 있습니다.

다음은 가장 일반적인 ADAS 적용 사례 중 일부입니다:

• 어댑티브 크루즈 컨트롤: 어댑티브 크루즈 컨트롤은 운전자가 장시간 동안 속도와 주변 차량을 주시하기 어려운 고속도로에서 특히 유용합니다. 어댑티브 크루즈 컨트롤은 주변에 있는 물체에 따라 차량을 자동으로 가속하거나 감속하며, 때로는 정지시킬 수도 있습니다.
• 눈부심 방지 하이빔 및 픽셀 라이트: 눈부심 방지 하이빔과 픽셀 라이트는 센서를 활용해 어둠과 차량 주변 환경에 맞춰 조명을 조절하면서도 마주 오는 차량의 시야를 방해하지 않습니다. 이 새로운 헤드라이트 기술은 다른 차량의 조명을 감지하여 차량의 조명을 다른 방향으로 전환함으로써, 다른 도로 이용자들이 일시적으로 시야를 잃는 것을 방지합니다.
• 적응형 조명 제어: 적응형 조명 제어 기능은 차량의 헤드라이트를 외부 조명 조건에 맞춰 조절합니다. 이 기능은 차량이 처한 환경과 주변의 어둠 정도에 따라 헤드라이트의 밝기, 방향 및 회전 각도를 조절합니다.
• 자동 주차: 자동 주차 기능은 운전자가 시야에 들어오지 않는 부분을 파악할 수 있도록 도와주어, 언제 핸들을 돌리고 정지해야 할지 알 수 있게 해줍니다. 후방 카메라가 장착된 차량은 기존의 사이드 미러보다 주변 상황을 더 잘 파악할 수 있습니다. 일부 시스템은 여러 센서의 정보를 종합하여 운전자의 도움 없이도 주차를 자동으로 완료할 수 있습니다.
• 자율 발레파킹: 자율 발레파킹은 차량 센서 네트워크, 5G 네트워크 통신, 그리고 주차 구역 내 자율주행 자동차를 관리하는 클라우드 서비스를 통해 작동하는 신기술입니다. 센서는 차량의 현재 위치, 목적지, 그리고 안전하게 목적지까지 이동하는 방법에 대한 정보를 차량에 제공합니다. 이 모든 정보는 체계적으로 분석되어, 차량이 안전하게 주차될 때까지 가속, 제동, 조향을 수행하는 데 활용됩니다.
• 내비게이션 시스템: 차량용 내비게이션 시스템은 운전자가 도로에 집중하면서 경로를 따라갈 수 있도록 화면에 안내 메시지와 음성 안내를 제공합니다. 일부 시스템은 정확한 교통 정보를 표시할 수 있으며, 필요한 경우 교통 체증을 피하기 위해 새로운 경로를 계획해 줍니다. 고급 시스템의 경우 운전자의 주의 분산을 줄이기 위해 헤드업 디스플레이 기능을 제공하기도 합니다.

• 야간 시야 확보: 야간 시야 확보 시스템은 운전자가 밤에는 보기 어렵거나 아예 볼 수 없는 물체를 볼 수 있게 해줍니다. 야간 시야 확보 시스템은 크게 두 가지 유형으로 나뉩니다. 능동형 야간 시야 확보 시스템은 적외선을 투사하는 반면, 수동형 시스템은 자동차, 동물 및 기타 물체에서 방출되는 열 에너지를 활용합니다.
• 사각지대 모니터링: 사각지대 감지 시스템은 센서를 활용하여 운전자가 다른 방법으로는 얻기 어렵거나 불가능한 중요한 정보를 제공합니다. 일부 시스템은 운전자가 다른 차량이 주행 중인 차선으로 진입하려 할 때와 같이, 운전자의 사각지대에서 물체를 감지하면 경보음을 울립니다.
• 자동 긴급 제동: 자동 긴급 제동 시스템은 센서를 통해 운전자가 다른 차량이나 도로상의 다른 물체와 충돌할 위험이 있는지 감지합니다. 이 시스템은 주변 차량과의 거리를 측정하여 운전자에게 위험을 알립니다. 일부 긴급 제동 시스템은 충돌을 방지하기 위해 안전벨트를 조이거나, 속도를 줄이거나, 적응형 조향 기능을 작동시키는 등의 예방적 안전 조치를 취할 수 있습니다.
• 측풍 안정화 보조: 비교적 최신 ADAS 기능 중 하나로, 차량이 강한 측풍에 대처할 수 있도록 지원합니다. 이 시스템의 센서는 주행 중 차량에 가해지는 강한 압력을 감지하여 미세한 조향 및 제동 보정을 신호로 전달함으로써, 운전자가 차량의 의도된 주행 경로를 유지하고 차선 중앙을 벗어나지 않도록 돕습니다.
• 운전자 졸음 감지: 운전자 졸음 감지 시스템은 운전자의 휴식이 필요하다고 판단될 경우 졸음 상태를 경고합니다. 조향 입력, 차선 유지 동작, 차량 속도, 운전자 대면 카메라 데이터 등 다양한 방식을 통해 운전자의 주의력 저하를 모니터링합니다. 센서를 통해 운전자의 머리 움직임과 심박수를 감지하여 졸음 여부를 판단하기도 하며, 다른 시스템의 경우 시각, 청각, 촉각을 통한 경고를 제공합니다.
• 운전자 모니터링 시스템: 운전자 모니터링 시스템은 운전자의 주의력을 측정하는 또 다른 방법입니다. 카메라 센서는 운전자의 시선이 도로를 향하고 있는지, 아니면 딴 곳을 보고 있는지 분석할 수 있습니다. 운전자 모니터링 시스템은 소리, 스티어링 휠의 진동, 또는 깜빡이는 불빛을 통해 운전자에게 경고를 보낼 수 있습니다. 경우에 따라 차량이 완전히 정지하는 극단적인 조치를 취하기도 합니다.
• 5G 및 V2X: 이 주목받는 새로운 5G ADAS 기능은 차량과 다른 차량 또는 보행자 간의 통신을 더욱 높은 신뢰성과 낮은 지연 시간으로 제공하며, 일반적으로 V2X라고 불립니다. 오늘날 수백만 대의 차량이 실시간 내비게이션을 위해 셀룰러 네트워크에 연결되어 있습니다. 이 기술은 기존 방식과 셀룰러 네트워크를 강화하여 상황 인식을 개선하고, 교통 체증을 고려한 속도 조절을 제어하거나 제안하며, GPS 지도에 실시간 업데이트를 제공할 것입니다. V2X는 지도 업데이트부터 버그 수정, 보안 업데이트 등에 이르기까지 현재 차량에 광범위하게 적용된 소프트웨어 기반 시스템에 대한 무선 소프트웨어 업데이트를 지원하는 데 필수적입니다.

미국 도로교통안전국(NHTSA)에 따르면, 2025년 미국 도로에서 발생한 교통사고로 36,640명이 사망하여 도로 안전이 여전히 중대한 과제임을 보여주었습니다. 2024년 대비 6.7% 감소한 수치입니다. 최근 최고점에 비해서는 사망자 수가 감소했으나, 운전자 부주의, 음주 및 약물 운전, 그릇된 판단, 피로 등 인적 요인은 여전히 주요 사고 원인으로 작용하고 있습니다. NHTSA의 사고 원인 조사 연구에 따르면 대다수의 교통사고에서 운전자 관련 요인이 작용하는 것으로 지속적으로 나타났습니다.

사고를 줄이고 생명을 구할 수 있는 가능성 덕분에 ADAS의 중요성은 날로 커지고 있습니다. 자동 긴급 제동(AEB), 보행자 감지, 서라운드 뷰 모니터링, 주차 보조, 운전자 졸음 감지 및 기타 운전자 모니터링 시스템과 같은 기능은 안전에 필수적인 경고와 개입을 제공함으로써 운전자가 충돌을 회피하거나 피해를 경감할 수 있도록 지원합니다. 차량이 더욱 지능화됨에 따라, ADAS 기술은 도로 안전을 향상시키고 고차원적인 차량 자율주행의 기반을 다지는 데 핵심적인 역할을 하고 있습니다.

완전 자율주행 자동차(주변 환경을 감지하고 사람의 개입 없이 운행할 수 있는 차량)로의 전환을 위해서는 이러한 차량의 전자 아키텍처를 강화해야 합니다.

전자 아키텍처가 발전함에 따라 데이터 양도 증가하고 있습니다. 이러한 데이터를 처리하기 위해 새로운 통합 도메인 컨트롤러에는 더 높은 연산 성능, 더 낮은 전력 소비, 그리고 더 작은 패키징이 요구됩니다.

대량의 데이터를 처리하기 위해 64비트 프로세서, 신경망 및 AI 가속기를 도입하려면 ADAS 기능을 지원하기 위한 최신 반도체 기능, 반도체 공정 기술 및 상호 연결 기술이 필요합니다.

또한, 전자 모듈의 축소는 중앙 집중식 컴퓨팅 아키텍처로 이어지며, 이를 위해서는 비전 처리 기능을 갖춘 프로세서, 신경망, 센서 융합 등 핵심 자동차 구성 요소가 필요합니다. 이 모든 것은 품질, 안전 및 보안에 대한 요구 사항을 충족시키면서 달성되어야 합니다.

자동차의 모든 측면이 더욱 긴밀하게 연결되도록 설계됨에 따라, 서브시스템 및 SoC 설계자들은 물리적 안전을 보장하기 위해 취해왔던 기존의 조치들을 넘어 안전 조치의 범위를 확대해야 합니다. 최신 임베디드 컴퓨터 비전 및 딥러닝 기술을 자동차용 SoC에 적용함으로써 ADAS 시스템의 정확도, 전력 효율성 및 성능이 향상됩니다.

레벨 5 자율주행을 달성하려면 기존 기능의 개선과 센서 융합 기술의 통합, AI 기반 의사결정에 대한 의존도 제고, 그리고 V2X(차량-모든 것 간 통신)와 같은 강력한 통신 기능이 필요합니다. 예상치 못한 주행 상황(극한 기상 조건 등), 규제 기준 준수, 사이버 보안 위험, 운전자 교육 등은 ADAS의 발전을 복잡하게 만드는 몇 가지 장애물입니다. 그러나 이러한 시스템의 감지, 인식, 실행 능력이 지속적으로 향상됨에 따라, 궁극적으로는 완전 자율주행 차량의 실현을 가능하게 할 것입니다.