현대모비스 공영걸 수석

운전중 졸음을 쫓는 아이디어 누가 생각할까?

2009년 12월호 지면기사  /  글│한 상 민 기자 <han@autoelectronics.co.kr>

Q. TV 광고를 보면 ‘드라이빙 사이언스’란 새로운 슬로건과 현대모비스의 첨단 안전기술들이 인상 깊다.  
A. ‘Driving Science’는 현대모비스의 최첨단 전장사업, 친환경 부품사업과 관련해 고객이 꿈꾸는 미래 자동차와 생활문화를 구현하기 위한 다양한 기술과 아이디어, 노력을 상징하는 슬로건입니다.
그동안 TV 광고에 선보여졌던 수많은 제동, 조향, 현가 계통의 단독형 첨단 안전 시스템들과 사각지대 감지(Blind Spot Detect, BSD)나 차선이탈 경고(Lane Departure Warning System, LDWS) 등의 운전자 보조 시스템들은 현재 자동차의 전자화 과정에서 통합돼 가고 있습니다. 예를 들어 새시 통합제어 시스템(Mobis Integrated Control System, MICS)은 차량 자세제어 시스템(Electronic Stability Control, ESC)과 전자식 파워 스티어링(Electric Power Steering, EPS) 등의 기술이 접목돼 향상된 능동 제동과 정확한 조향을 가능케 합니다.
이처럼 모비스는 개별적 안전 시스템들을 통합화하고, 전자통신 기술을 융합해 차량의 안전성과 편의성을 획기적으로 향상시킨 인간 친화형 자동차, 지능형자동차를 만들어가고 있습니다. 사고를 예방하고, 회피케 하는 첨단안전 시스템, 자동주차나 운전자 인식을 통해 구현하는 다양한 편의 기술, 그리고 ITS·텔레매틱스와의 융합기술 개발에 적극 나서고 있습니다.
Q. 시스템 통합으로 개발 현장에는 어떤 변화가 있나. 
A. 안전 시스템들의 통합은 개발 부서 간의 통합화도 부릅니다. 일반적으로 첨단 안전 시스템의 개발은 차량 안전에 영향을 미치는 주변 환경 요소를 찾아내는 센싱 모듈 개발, 센싱된 데이터를 통해 안전 여부의 판단, 에어백·시트벨트·전자식 브레이크 및 스티어링 휠을 제어하는 컨트롤 영역 등으로 구분합니다. 제가 맡고 있는 부문은 첨단 안전 차량의 센싱 모듈 부문으로 운전자 상태 모니터링(Driver Stuaus Monitoring, DSM) 기술 개발 등을 포함한 광범위한 애플리케이션 개발에 대응하고 있습니다. 예전 같으면 ABS·ESC 등 단독 시스템 개발 팀별로 센싱 개발 인력이 따로 있었지만, 현재는 각종 시스템들이 서로 연계되기 때문에 연구인력, 조직들도 하나로 모이고 있습니다.
Q. 화제가 되고 있는 졸음운전 방지 기술은 차량 주변 환경을 모니터링해 안전운전을 돕는 것과 달리, 사람을 모니터링하는 기술이다. 모비스의 첨단기술 이력에 새로운 이정표가 될 것 같은데.
A. 운전자의 졸음운전 등으로 인해 차가 중앙 차로를 넘을 경우 알람이나 시트벨트 진동을 통해 경보해 주는 차선이탈 경고 시스템은 전자식 파워 스티어링 시스템과 결합돼 차선 유지를 위해 자동으로 조향을 제어하는 차선 유지 보조 시스템(Lane Keeping Assist System, LKAS)으로 발전할 것입니다.
‘운전 중 졸음을 쫓는 아이디어, 누가 생각하고 있을까?’란 광고로 ‘졸음운전 방지 시스템’에 대해 묻는 것 같은데, 사람이 조는 지, 졸기 시작하는 지 여부를 정확히 판단하는 것은 매우 어려운 일입니다. 이같은 이유에서 실제 많은 자동차 관련 업체들은 ‘졸음방지 기술’보다는 DSM이라고 부릅니다. DSM은 기본적으로 운전자가 운전중 무의식적으로 전방을 주시하지 않는 경우 적외선 카메라와 영상 센싱 기술을 이용해 운전자의 얼굴이나 동공 상태를 감지해 정상적인 운전 상태가 아니라고 판단될 경우 알람, 시트 진동 및 조임 등의 방법을 통해 주의를 주는 시스템입니다.
운전자 상태 감지는 운전자의 얼굴을 카메라가 인식하고 모니터링하면서 시작됩니다. 탑승자의 졸음 여부 등 상태변화 판단은 차내에 탑승한 후 시간이 지나면서 변하는 미세한 얼굴 변화를 추적해 이뤄집니다. 먼저 카메라는 탑승 후 일정 시간 동안의 운전자 얼굴 상태 데이터를 축적해 저장합니다. 예를 들어 1시간을 모니터링 한 아날로그 영상을 디지털로 변환해 운전자의 평균 눈 깜빡임 횟수 등을 시간, 분 단위로 쪼개고, 운전자의 기본 패턴, 변화와 비교해 위험요소를 판단해 경고합니다.
Q. DSM의 응용 영역이 상당히 광범위할 것 같다.
A. DSM은 운전자의 얼굴을 확인해 차주인임을 판단해 도난을 예방하거나 차량의 시트    (Intelligent Memory Seat)를 비롯한 각종 편의, 안전 장치를 해당 운전자의 신체 특성, 운전 스킬 등에 맞춰 자동 세팅하는 데에도 이용할 수 있습니다. 예를 들어 가족구성원 개개인의 취향, 생활 패턴에 따라 차량의 각종 안전, 편의 장치들이 자동으로 조정됩니다. 선호하는 음악이 선택되거나, 출근시간에 기억된 이동경로가 표시될 수도 있습니다. 현대모비스는 DSM 개발 2단계로 이와 같은 애플리케이션 개발을 상정해 두고 있으며 현재는 졸음, 전방주시 태만 등을 판단하는 기술을 개발중으로 가까운 시일 내에 상용화할 것입니다.
 
Q. 개발에 있어 소프트웨어 부문 비중이 매우 중요할 것 같다.
A. DSM의 주요 기술로는 적외선 카메라 모듈, 얼굴 방향 및 눈 개폐 검출 알고리즘, 얼굴 인증 알고리즘, DSP 기반 ECU HW/SW 개발이 있습니다. 그러나 이 시스템의 가장 기본이 되는 것은 주야간, 밝고 어두운 등의 다양한 실내 환경에서 운전자의 얼굴과 디테일을 정확하게 감지해 내는 카메라에 있습니다. 입력 데이터 자체가 좋지 않다면 아무리 프로세싱을 잘한다고 해도 좋은 결과를 낼 수 없습니다.
그리고 이 정보를 토대로 해 얼마나 정확하고 빠르게 파악할 수 있는 프로세싱, 하드웨어를 만드느냐의 문제가 따릅니다. 예를 들어 차안에 컴퓨터와 같은 탁월한 성능의 하드웨어를 채용하면 좋겠지만 이럴 경우 100만 원 이상의 비용이 드는 하드웨어가 만들어 지는 셈입니다. 고객들은 고가의 시스템을 외면하겠지요. 결국 저렴한 부품, 하드웨어로 컴퓨터와 같은 성능을 내도록 개발해야만 하고 여기서 소프트웨어의 중요성이 부각됩니다. 소프트웨어의 개발에는 막대한 개발비가 투입되지만 고객에게 전가될 금액은 미미합니다.
Q. DSM과 같은 인간공학적 자동차 기술 연구로는 어떤 것들이 있나.
A. 첨단 안전 시스템들의 대부분은 경고를 통해 운전자를 돕습니다. 경고는 촉각, 청각, 시각 등의 형태로 제공되는데, 가장 효과적으로 운전자에게 이를 전달하는 방법의 연구, 운전부하의 정도를 측정하는 등의 사람과 기계의 소통 효율을 높이는 연구를 HMI(Human Machine Interaction or Human Machine Interface)라고 합니다. 예를 들어 내비게이션의 장착 위치를 대시보드 상단에 위치케 해 운전자가 전방에서 눈을 떼는 시간을 줄이는 것이나 조작 버튼을 스티어링 휠로 이동시키고 통합화하는 것도 HMI입니다. 특히 최근엔 내비게이션, 공조장치, 모바일폰 사용 등에서 발생하는 운전 부주의를 막기 위해 음성인식 기술이 각광받고 있습니다. 일본에서는 주행중 내비게이션 조작을 금지해 갑자기 경로를 변경해야 할 때 차를 멈추고 내비게이션을 조작해야 하기도 했었지요.
최근의 HMI 연구는 센터페시아와 멀티미디어 중심의 HMI 개발에서 각종 첨단 안전 시스템 및 기술들과 연계한 다양한 범위에서 이뤄지고 있습니다. 적응형 순항제어(Adaptive Cruise Control, ACC) 시스템도 하나의 예 입니다. 이 시스템은 전방 차량의 상태를 감지해 차간 거리를 자동으로 유지토록 해 안전과 편의를 동시에 추구하는 시스템입니다. 차의 제동은 운전자로부터 브레이크 페달, 타이어를 통해 제동력을 전달하는데, 평균 0.5~0.6초 정도 걸립니다. 제동 시간은 운전자의 나이, 인지력에 따라 ±0.1~0.2초 차이가 납니다. 결국 시속 100 Km로 주행할 때 제동 후에도 차는 평균 16 m를 더 전진하는 셈인데, 자동화를 통해 위험요소를 낮추는 것입니다. ACC 시스템들은 80~100 m 정도의 거리를 두도록 돼 있는데, 최근에는 보다 가깝거나 먼거리, 저속과 고속 등 다양한 조건에서 자동 제동 및 가속력을 제공하도록 발전하고 있습니다.
또 시스템에 운전자의 스킬과 습관에 따라 차간 거리 등의 기준을 달리하는 방식이 상용화되기도 했습니다.
주의 어시스트(Attention Assist) 시스템은 DSM과 유사하게 장시간 또는 장거리 운행으로 인해 집중력이 저하된 운전자에게 경고 메시지를 전달해 사고를 미연에 방지하는 기능을 합니다. 스티어링 각도 센서와 그 이외의 차량 센서에 나타난 결과를 일정한 기준을 통해 계산하고 산출해 운전자의 스티어링 휠 조작 성향을 파악하고 평균적인 조작 성향에서 벗어나면 경고하는 식입니다. 
Q. 환경의 중요성, 기름 값이 갈수록 올라간다면 지능형 시스템이 상대적으로 친환경 시스템에 비해 소비자들의 우선 고려 순위에서 밀릴 것이란 우려도 있다. 어떻게 보나.
A. 과거엔 첨단 안전 시스템들이 독립적이었습니다. 또 차량 시스템들은 유압을 이용했었습니다.
이런 상황에서는 이같은 전망이 가능했지만 변하고 있습니다. 스티어링 휠을 예로 들면 휠은 점차 유압을 사용하지 않고 모터를 이용하기 시작했습니다. 연료효율을 증진시키기 위해서, 안전과 편의를 증대시키기 위해 EPS가 채택되며 스탠더드화되고 있습니다. EPS의 도입은 LKAS, 자동주차 보조 시스템(Intelligent Parking Assist, IPA) 등의 도입과 연관되는데, 지능형 시스템 보급의 최대 문제였던 비용 부분이 해결된다는 의미입니다. 전자장치, 센서 등만 추가하면 끝나게 됐습니다. 또 이들 시스템은 대량생산 될수록 가격이 더욱 떨어질 것입니다.
소비자들은 차량 안전 시스템에 높은 관심을 갖기 시작했고 메이커들의 영업 부문에서도 안전 시스템에 대한 홍보를 강화하고 있습니다. 다만 헤드업 디스플레이와 같은 단독 시스템들은 향후에도 비용문제로 보급화에 어려움이 있을 것으로 생각됩니다.

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