자동차가 스스로 주행하고 주차한다. 디지털 엔터테인먼트, 맞춤 정보를 제공하고 레이저의 또 다른 이용법을 제시한다. 아우디 스포츠 쿼트로 레이저라이트 쇼 카 등을 통해 아우디가 CES에서 보여준 기술의 미래다.

아우디의 루퍼트 스태들러(Rupert Stadler) CEO는 CES에서 “그동안의 이동성이 사람과 장소를 연결하는 것이었다면 이제는 운전자와 차, 주변 환경, 교통 인프라 등 모든 요소를 아우르고 그것을 삶과 연결하는 것”이라고 말했다. 
매년 1월 라스베이거스에서 개최되는 CES는 세계에서 가장 중요한 기술이 거래되는 전시회이자 혁신을 위한 아이디어 플랫폼이다. 본래 CES는 전자, 가전 등 엔터테인먼트 비즈니스를 위한 것이었지만 언제부턴가 아우디와 같은 카 메이커들이 그들의 기술을 하이라이트하며 폭넓은 소비자들에게 어필하는 장이 됐다. 올해 CES에서 아우디는 스태들러 CEO와 기술개발 부문 이사회 멤버인 울리히 하켄버그(Ulrich Hackenberg) 박사가 키노트 스피커로 나서 미래의 네트워크화된 이동성에 대한 아우디의 전략, 프로젝트, 제품 등을 소개했다. 특히 스태들러 CEO는 자율주행을 향한 자동차의 전자화 진행, 혁신적인 오퍼레이팅 시스템, 운전자와 차간 네트워킹에 대해 언급했다. 

저속 자동주행

지난해 초 아우디의 개발 엔지니어인 비욘 가이슬러(Bj쉜n Giesler)는 3만 7,000 km를 운전자 없이 주행하는 동안 어떤 간섭도 필요치 않았다고 말했다. 아우디는 2013년도 CES에서 자율주행에 대한 첫 프레젠테이션을 한 이후 이 영역에서 개척자로 두루 인정받으며 포퓰러사이언스(Popular Science), 전문가 네트워크인 버지(Verge) 등으로부터 다양한 상을 받았다. 아우디는 네바다 주로부터 공공도로에서의 자율주행 테스트 허가 면허를 획득한 최초의 카 메이커가 됐다. 
현재 자율주행과 관련해 아우디의 최우선 목표는 운전자에 대한 편의 증대, 그리고 예상치 못한 일들로부터 안전하게 회피토록 하는 것이다. 그리고 그 시작점에 자동주차, 러시아워와 같은 교통체증 상황에서의 조향과 제동의 자동화가 있다.


아우디는 비록 저속이지만, 지루하고 다른 차와의 접촉사고를 피하기 위해 상당한 집중력을 요구하는 교통체증 하에서의 자동주행을 실현하고 있다. 저속에서의 자동주행 기능은 간단히 스위치를 켜 활성화시킬 수 있고 필요치 않을 때에는 끌 수 있다. 0~60 km/h에 대응하는 시스템은 해당 속도 내에서 가감속과 조향을 자동화한다. 시스템은 아우디의 적응형 순항제어(ACC)와 측방향 안전 지원이 추가된 스톱앤고 시스템을 기반으로 한다. 여기서 레이더 센서는 대략 35도의 시야각(FOV)으로 전방 차량과의 사이 공간을 모니터링한다. 최대 감지거리는 250 m다. 비디오카메라는 도로 위 차선을 조사하는 한편, 다른 차량이나 보행자, 사이클리스트, 바리케이트와 같은 사고위험 장애요소도 인식한다.
레이저 스캐너도 동원된다. 레이저 스캐너는 이번에 아우디가 처음 도입했다. 레이저 다이오드는 사람의 눈으로 볼 수 없는 적외선 펄스(impulse)를 보낸다. 유도 시스템은 끼어드는 차량을 포함한 전방 지역에서 끊임없이 반사돼 오는 매우 디테일한 프로파일을 활용한다. 레이저 스캐너는 최대 80 m(262.47 ft) 거리에 대한 매우 정확한 데이터를 제공한다. 초당 10만 번의 적외선 펄스를 보낸다. 센서는 네 개의 서로 다른 레벨에 0.25도 정도의 해상도와 140도의 시야각으로 스캔한다. 컨트롤 유닛은 빛 반사를 이용해 매우 정밀한 주변 프로파일을 계산한다. 이 프로파일이 다른 차량, 가드레일 같은 장애요소를 나타낸다. 레이저 스캐너의 최대 장점은 감지 각도가 커 전방에 끼어드는 차량 검출을 더욱 신속히 할 수 있다는 점이다. 또한 레이저 다이오드는 어둠 속에서도 완벽히 동작한다.
교통체증 상황이 종료되면 시스템은 제어 권한을 돌려주기 위해 운전자를 호출한다. 만일 5초 이내에 반환되지 않는다면 차는 가볍게 제동을 하고 두 번째 경고를 준다. 이렇게 해도 다음의 5초 이내에 제어권의 반환이 이뤄지지 않으면 차는 위험경고 플래시를 켜고 정차를 위해 제동하는 안전 옵션을 발동한다. 
기술적으로 이 애플리케이션은 완전한 자율주행으로 가는 매우 작은 일보일 뿐이다. 물론 기술의 진보에 대응되는, 운전자가 항상 자신의 차량을 제어해야만 한다는 현행 법제도의 개선도 함께 요된다.

자동주차

지난해 11월 진행된 아우디의 “주차장에서의 파일럿 파킹(piloted parking in parking garages)” 프로젝트는 최초의 자동주차에 대한 시험이었다.
요구되는 기술적 컴포넌트들이 장착된 개인 차고에 대한 테스트였다. 주차 기능은 스마트폰 앱에 의해 활성화된다. WiFi 통신을 통해 차가 차고의 중앙 컴퓨터로부터 루트 데이터를 받아 가장 가까운 여유 공간을 찾고 자동으로 주차를 한다. 이 완전 자동주차 덕분에 운전자는 차고에 들어갈 필요가 없다. 때문에 시간을 절약하고 스트레스를 줄일 수 있다. 또한 예를 들어 공공 주차장에서 인접한 차에 스크래치를 낼까 걱정하며 도어를 열고 닫는 일이 없어지고, 이같은 효율적 주차로 주차공간도 절약할 수 있게 된다.  

노트북만한 파일럿 유닛 

스태들러 CEO는 아우디가 그들의 연식 모델에서 자율주행을 위한 거대한 첫발을 내딛고 있다며, 이같은 기술을 가능케 하는 핵심으로 운전자 지원 컨트롤 유닛 ‘zFAS’를 소개했다.
차의 트렁크 안에 들어가는 작은 박스 형태의 이 유닛은 최근의 차가 요구하는 모든 컴포넌트와 미래의 운전자 지원 시스템을 하나로 묶은 최초의 사례다. zFAS는 초당 25억 개의 각종 센서 데이터를 처리할 수 있는 ECU로,  자율주행에 대한 모든 기능 처리가 가능하다.
아우디는 CES 2013에서도 일부 자율주행 기술을 소개했는데, 당시에는 이 기술 구현을 위한 컨트롤 유닛이 트렁크 전체를 점유했지만, 1년이 지난 현재 노트북만한 크기로 줄었다. zFAS는 아우디의 인포테인먼트 시스템인 MIB(Modular Infotainment Platform)처럼 모듈식으로 생산되기 때문에 어떠한 어려움 없이도 구성요소에 의해 업데이트될 수 있다.
스태들러 CEO는 “아우디는 zFAS를 2020년이 되기 전에 모든 생산 제품에 집어넣을 계획”이라고 밝혔다.


레이저 라이트

울리히 하켄버그 박사는 “새로운 쇼 카는 몇 가지 차원의 기술에 대한 데모카”라고 말했다. 예를 들어 매트릭스 LED와 레이저 라이트를 결합한 헤드라이트 영역의 기술 노하우를 강조했다. 
아우디 스포츠 쿼트로 쇼카(Audi Sport quattro laserlight show car)의 레이저 라이트는 CES에서 가장 눈에 띄는 아이템이었다. 전설적인 아우디 스포츠 콰트로의 디자인에서 뿜어 나오는 다양한 매력과 외형 속에서 빛나는 보석과 같은 라이트는 기술력에서도 탁월했다.
쇼카 전면의 각각 헤드라이트 내에 두 개 플랫에는 다이아몬드 모양의 광원장치가 들어간다. 바깥쪽에서 매트릭스 LED를 통해 빛을 생성하는 동안 안쪽에서는 레이저 광이 나온다. 단지 수 마이크로미터의 직경을 갖는 고성능 레이저 다이오드의 크기는 LED 다이오드와 비교해 매우 작다. 또 레이저 헤드라이트의 빔은 조사거리가 무려 500 m로 LED의 거의 두 배다. 밝기 역시 세 배나 밝다. 450나노미터의 파장으로 단색 빛을 안정적으로 방출한다.
레이저 라이트는 다가오는 르망 레이스에 참가하는 2014 아우디 R18 e-tron 콰트로에 포함될 예정이다. 

버츄얼 콕핏

자동차의 기술 진보는 구동과 주행에만 국한되지 않는다. 사상 처음으로 스티어링 휠 뒤 전통적 인스트루먼트 패널 대신 고해상도 멀티미디어 풀 TFT 디스플레이가 탑재됐다. 
‘아우디 버추얼 콕핏(Audi virtual cockpit)이라 명명된 이 디지털 인스트루먼트는 크기가 12.3인치(31.2 cm), 해상도가 1440 × 540 픽셀이다. 버추얼 콕핏을 위해 아우디는 특히 엔비디아와의 파트너십을 통해 최신 프로세서를 탑재하며 3D 이미지를 강화했다. 아우디는 엔비디아 테그라 3 시리즈의 30칩을 채택한 세계 최초의 카 메이커가 됐다.
운전자는 스티어링 휠 위의 멀티 뷰 버튼을 이용해 ‘스킨’이라 불리는 다양한 디스플레이 모드를 바꿀 수 있다. 클래식 뷰에서는 중앙 윈도우에 전통적인 곡선을 가진 큰 인스트루먼트가 나타난다. 물론 내비게이션 안내지시, 차량의 다이내믹 애니메이션, 역방향 카메라 뷰 이미지, 야간주행 어시스트, 운전자 지원 그래픽 등의 주요 정보도 TFT 디스플레이로 볼 수 있다. 이 디스플레이에서 완전히 새로운 경험은 인포테인먼트 모드를 통해 볼 수 있다. 여기에는 내비게이션, 전화, 라디어, 오디오 시스템이 놓인다. 이 때 타코미터와 스피드미터는 디스플레이 좌우 구석에 작게 디스플레이된다. 엔비디아 프로세서는 초당 60프레임으로 타코미터 바늘의 매우 정확한 시각화를 보장한다. 움직이는 애니매이션과 메뉴 그래픽의 전환은 3D로 디자인 됐고 실시간으로 제공된다. 메인 메뉴, 전후 관계에 따라 디스플레이의 색상이 변한다.
아우디 버추얼 콕핏은 아우디 TT 스포츠카를 시작으로 올해부터 고객에게 제공된다. 

아우디 커넥트

스태들러 CEO는 “자동차의 진화는 가장 대중적인 모바일 기기가 되는 것이고 우리가 그렇게 가고 있다”고 말했다. 스마트폰과 전자기기의 연결은 자동차에 다양한 기회를 제공한다. 그러나 카 메이커는 모바일 기기의 빠른 개발 속도에 대응해야만 한다. 이런 이유에서 아우디는 카 메이커로는 최초로 모듈식 플랫폼인 MIB를 개발해 하드웨어의 업데이트를 간편하게 만들었다.
전기/전자 개발 부문의 리키 후디(Ricky Hudi) 수석은 “이제 자동차의 모든 혁신은 전자 부문을 떼놓고는 이뤄낼 수 없게 됐다”며 “지난 10년 동안 우리는 다른 차량이나 주변 환경과 차가 심리스하게 연결되도록 많은 노력을 기울여 왔다”고 말했다.
아우디 커넥트(Audi connect)는 MIB 덕분에 가장 최신의 스마트폰 기술에 즉시 통합할 수 있다. 자동차의 네트워크화와 관련 요구의 증가에 대응하기 위해 아우디는 최신 전자 컴포넌트에 대한 연결을 보장하기 위해 엔비디아, 퀄컴과 같은 칩 메이커들과 파트너십을 맺고 긴밀히 협력하고 있다. 가장 최근의 성취는 차량에서 안드로이드 시스템에 기기를 심리스하게 연결하고 통합하기 위해 구글과 협력하게 된 것이다.
현재 아우디 커넥트는 초고속 LTE를 수용하며 클라우드 음악 서비스, 비디오 컨퍼런스, C2X(Car to X) 서비스와 그 이상의 미래 모바일 인터넷 시대에 대응하고 있다. 또한 운전자 지원 시스템, 엔터테인먼트, 커뮤니케이션, 내비게이션 등 끊임없이 진보하고 있는 컴포넌트를 아우리고 있다. 아우디는 이같은 애플리케이션, 개발품, 모바일 서비스를 아우디 커넥트에서 제공한다.  

AEM_Automotive Electronics Magazine