첨단 운전자 지원 시스템(ADAS, Advanced Driver Assistance System)은 자동차 산업의 변화에서 중심적인 역할을 하고 있습니다. 이 기술은 내연기관 차량부터 전기차, 상용 차량에 이르기까지 모든 차량의 안전성과 편의성을 향상시키고 있으며, 어댑티브 크루즈 컨트롤, 주차 보조, 전방 충돌 경고와 같은 기능은 소비자들로부터 널리 환영받고 있습니다.
규제 당국 역시 이러한 변화를 주목하고 있습니다. 예를 들어, 유럽에서는 모든 신차에 일정 수준의 ADAS 기능 탑재가 의무화되었으며, 그 범위는 자동 비상 제동과 같은 익숙한 기능을 넘어서, 운전자의 졸음이나 주의 산만 상태를 감지하는 경고 시스템, 사각지대 감지 시스템, 이벤트 기록 장치에까지 이릅니다.
ADAS의 궁극적인 목적은 운전자, 보행자, 자전거 이용자 모두의 안전을 보장하는 것입니다. 동시에, ADAS는 완전 자율주행(Autonomous Driving, AD)으로 가는 여정에서 중요한 중간 단계의 기술로 간주됩니다. Capgemini에 따르면, 이러한 기술은 빠르게 진화하고 있으며, 2030년까지 전체 차량 판매의 약 15%가 완전 자율주행차가 될 것으로 전망됩니다. 하지만 이렇게 복잡한 차량을 개발하는 데에는 완성차 제조사와 부품 공급사 모두에게 상당한 도전이 따릅니다.
변화하는 ADAS 기술의 정의
ADAS는 단순히 운전자의 편의를 돕는 기술로 오해되기 쉽습니다. 실제로 ‘운전자 보조’라는 명칭이 그렇습니다. 하지만 이는 ADAS 기술의 일부일 뿐입니다. 기술 혁신의 속도는 이미 이 기술의 정의 자체를 바꾸어 놓았습니다.
ADAS의 기술적 진화를 이해하려면 SAE International이 제시한 SAE J3016 기준의 자율주행 단계(Levels of Driving Automation)를 살펴볼 필요가 있습니다. 불과 10년 전만 해도 산업 전반은 레벨 1 수준에 머물러 있었고, ADAS 차량은 ABS나 어댑티브 크루즈 컨트롤처럼 특정 기능만을 위한 센서와 카메라를 장착하는 형태였습니다.
그러나 이제 자동차 업계는 레벨 2, 즉 복수의 운전자 지원 기능을 갖춘 단계를 넘어 조건부 자율주행(레벨 3)까지 진입하고 있습니다. 차량은 특정 조건에서 스스로 주행할 수 있으며, 동일한 센서 데이터를 다양한 기능에 재활용함으로써 비용 효율적인 기술 발전이 가능해졌습니다. 그 결과, 오늘날의 ADAS 차량은 복잡한 소프트웨어와 하드웨어가 완벽히 통합된 시스템으로 진화했습니다.
빠른 개발, 짧은 검증 시간에 대한 갈망
다쏘시스템이 전 세계 자동차 고객들과의 대화에서 가장 자주 듣는 과제는 바로 속도입니다. 고객들은 개발 주기를 어떻게 하면 가속화하고 리드 타임을 단축할 수 있을지 고민합니다. 동시에 제품과 프로세스의 품질 또한 보장해야 하므로, 이 두 목표는 상충되기도 합니다.
특히 검증 및 검정(Verification and Validation, V&V)은 큰 도전 과제입니다. 규제기관은 ADAS 시스템이 모든 환경에서 위험을 인지하고, 도로 사용자들을 보호할 수 있는지를 확인하고자 합니다. 다양한 지형, 날씨, 조명 조건, 교통 체계, 전파 간섭 등 수많은 변수들이 이를 복잡하게 만듭니다.
예를 들어, 형식 승인 절차에서 차량 무게는 쉽게 측정되고 고정값으로 다룰 수 있지만, ADAS 성능은 환경 조건에 따라 달라질 수 있습니다. 예컨대, 보행자 감지 기능은 강한 햇빛, 짙은 안개, 비나 눈이 내리는 상황에서도 정확히 작동해야 하며, 이를 입증하기 위해서는 수많은 테스트와 수천 km에 달하는 가상 시뮬레이션이 필요합니다.
또한, 도로 인프라나 차량 구성요소가 변경될 때마다, 예를 들어 새로운 타입의 헤드라이트나 교통 신호 체계가 도입된다면, 기존 ADAS 기능을 포함한 모든 기능에 대해 다시 검증 및 검정 작업이 요구됩니다. 이러한 반복은 시간과 비용을 더욱 증가시키며, 유일한 해결책은 더 많은 시뮬레이션, 특히 대규모 병렬 시뮬레이션을 실행하는 것입니다.
버추얼 트윈과 대규모 시뮬레이션: 핵심 기술
이러한 복잡성을 해결하기 위해 필요한 핵심 기술은 버추얼 트윈과 대규모 병렬 시뮬레이션(Massive Simulation)입니다. 동일한 센서 데이터를 다양한 기능에 적용하는 현대 차량 설계에서는 단순한 부품 조합이 아닌, 전체 시스템 통합이 필수입니다.
현재 차량은 80개 이상의 고성능 전자제어장치(Electronic Control Unit, ECU)를 탑재하고 있으며, 이들 모든 구성 요소는 물리적 차량과 완전히 연동되어야 합니다. 따라서 ADAS 차량 개발에는 시스템 엔지니어링 접근이 요구됩니다.
버추얼 트윈은 하드웨어, 센서, 알고리즘, 데이터, 칩, ECU 등 전체 시스템이 상호 작용하는 방식을 가상 환경에서 확인하고 검증할 수 있게 해줍니다. 이는 실제 프로토타입 제작 이전에 문제를 예측하고 최적화할 수 있게 하며, ADAS가 마주하는 환경 조건의 복잡성까지 포함할 수 있습니다.
이러한 접근을 통해 몇몇 고객들은 다쏘시스템의 버추얼 트윈과 CATIA SCANeR를 활용하여 현실 기반 시뮬레이션 환경에서 다양한 시나리오를 실험하고, 미래 자율주행차까지 염두에 둔 ADAS 설계를 추진하고 있습니다.
ADAS 개발을 위한 파트너십의 가치
ADAS의 복잡성은 부문 간 협력과 전문성 통합의 중요성을 강조합니다. 단일 시스템이 아닌 복합 생태계로서의 성격을 띠는 ADAS는, 기술 간 경계를 허물고 협업을 통해 통합되어야 합니다.
다쏘시스템은 Capgemini와 협력해 ADAS 생애주기 전체에 걸친 복잡성을 관리할 수 있는 통합 솔루션을 제공합니다. 이 솔루션은 ADAS 개발을 간소화하고, 시장 출시를 앞당기며, 시스템 엔지니어링, 시뮬레이션, 검증 및 검정에 드는 비용을 줄이는 데 기여합니다.
예를 들어, 한 자동차 제조사는 ADAS 기능을 자체 개발하고자 했지만 공급업체 시스템에 대한 이해 부족으로 인해 단순한 센서 위치 변경조차 직접 수행할 수 없었습니다. 이에 따라 긴 검증 절차와 비용 증가로 어려움을 겪었습니다.
다쏘시스템과 Capgemini가 제공한 통합 개발 솔루션을 통해 해당 기업은 전자 시스템과 소프트웨어, 하드웨어를 통합적으로 설계하고 검증할 수 있었고, ADAS 기술 내재화에 성공하며 미래 경쟁력을 확보할 수 있었습니다.
모빌리티의 미래: ADAS와 자율주행의 진화
앞으로의 모빌리티가 어떤 모습일지는 아직 확실하지 않습니다. 전 세계에서 다양한 실험과 연구가 지속되고 있는 가운데, ADAS는 전통적인 기계공학과 소프트웨어 공학의 경계를 넘나드는 기술로 자리 잡고 있습니다.
미래의 차량은 단순한 운송 수단일까요, 아니면 ‘바퀴 달린 자율주행 컴퓨터’일까요? 혹은 사람들의 운전 즐거움을 제공하는 감성적 경험일까요? ADAS 기능이 점점 더 복잡해진다면, 이처럼 정교한 차량을 어떻게 경제적으로 생산할 수 있을까요?
이러한 질문에도 불구하고, ADAS의 핵심은 변하지 않습니다. 차량은 어떤 상황에서도 안전하게 작동해야 한다는 것입니다. 사람, 동물, 교통 시스템, 도로 환경 등과 상호 작용하는 능력이 필요합니다.
이를 실현하는 열쇠는 대규모 시뮬레이션입니다. 가상 환경에서 차량과 주행 조건을 연결함으로써, 제조사들은 보다 안전하고 경제적인 자율주행으로 나아갈 수 있습니다.
ADAS 시뮬레이션의 새로운 시대가 시작되었습니다. 이제 자동차 제조사는 미래 자율주행차의 청사진을 시각화하고, 이를 빠르게 검증 및 검정하며 실현할 수 있습니다.
첨단 운전자 지원 시스템(ADAS)이란?
ADAS 차량과 비(非) ADAS 차량의 차이는 무엇인가요? ADAS(첨단 운전자 지원 시스템)를 탑재한 차량은 어댑티브 크루즈 컨트롤, 차선 이탈 경고, 충돌 방지 시스템 등 고급 안전 기능을 갖추고 있습니다. 이는 센서와 차량 시스템 간의 통합을 통해 가능하며, 일반 차량은 이러한 기능이 없어 운전자의 수동 조작에만 의존하게 됩니다. 이로 인해 ADAS 차량은 일반 차량보다 기술적으로 더 진보되어 있고 가격도 더 높은 편입니다.
자율주행과 ADAS의 차이는 무엇인가요? 가장 큰 차이는 주행 작업에서의 자동화 수준입니다.
- 자율주행(Autonomy): 운전자의 개입 없이 차량이 스스로 주행하는 능력을 말하며, 자율주행차 또는 무인차라고도 불립니다. 고급 센서, 인공지능, 의사결정 알고리즘을 통해 도로 환경을 인식하고 스스로 주행 결정을 내립니다.
- ADAS: 운전자를 완전히 대체하지 않고, 운전 중 특정 작업을 지원하는 기술입니다. 어댑티브 크루즈 컨트롤, 차선 이탈 경고, 자동 긴급 제동, 주차 보조 기능 등이 여기에 포함됩니다. ADAS는 운전자의 편의성과 안전성을 높이지만, 운전자가 계속 주의를 기울여야 한다는 점에서 자율주행과는 차이가 있습니다.
ADAS는 자율주행 레벨 몇에 해당하나요? ADAS는 일반적으로 SAE(국제자동차기술자협회) 기준에 따라 레벨 1 또는 레벨 2 자율주행 단계에 해당합니다.
- 레벨 1: 조향 또는 가속/감속 중 하나의 작업만 지원하며, 운전자가 항상 상황을 주시해야 합니다. 예: 어댑티브 크루즈 컨트롤, 차선 유지 보조 등.
- 레벨 2: 조향과 가속/감속을 동시에 지원할 수 있으나, 운전자가 환경을 모니터링하고 필요시 개입할 준비가 되어 있어야 합니다. 예: 테슬라 오토파일럿. 이제 자동차 제조사는 미래 자율주행차의 청사진을 시각화하고, 이를 빠르게 검증 및 검정하며 실현할 수 있습니다.
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출처: /industries/transportation-mobility/the-path-to-autonomous-driving/