1. 자율주행 단계별로 왜 구분할까?
자율주행 기술은 현재 진행 중인 기술로, 차량에 탑재된 자율주행 단계는 수준에 따라 0부터 5까지 6단계로 구분됩니다. 이렇게 단계를 나누는 이유는 무엇일까요?
자율주행 기술은 점진적으로 발전해 왔기 때문입니다. 처음에는 단순한 차선유지 보조 정도의 기초 기능만 있다가, 차츰 고도화되어 완전 자율주행까지 이르게 된 것이죠. 이러한 기술의 진화 과정을 반영하여 자율주행 단계를 6단계로 나눈 것입니다.
또한 운전자의 역할 분담 정도에 따라서도 단계를 구분할 필요가 있습니다. 낮은 단계에서는 운전자가 주된 역할을 하지만 높은 단계로 갈수록 차량 스스로 주행을 전담하게 되므로, 이를 구분할 필요가 있었던 것이죠.
이렇게 자율주행 단계를 구분함으로써 자율주행 기술 수준을 명확히 이해할 수 있습니다. 또한 기술 발전 정도를 가늠하고 제도적 법적 기준을 마련하는 데에도 도움이 됩니다. 앞으로 상용화가 본격화되면 자율주행차의 안전운전 수준을 판단하는 기준으로도 활용될 수 있겠죠.
| 단계 | 정의 | 특징 |
|---|---|---|
| 0단계: 비자동화 | 모든 운전 작업을 운전자가 수행 | – 운전자 전담 – 자동화 기능없음 – 전통적인 자동차 |
| 1단계: 운전자 지원 | 특정 운전 보조 기능을 제공 | – 단일 자동화 기능(예: 차선 유지) – 운전자의 주의 필요 – 어댑티브 크루즈 컨트롤 |
| 2단계: 부분 자동화 | 특정 조건에서 가속, 제동, 조향 자동화 가능 | – 복수의 자동화 기능 결합 – 운전자의 주의 필요 – 테슬라 오토파일럿 |
| 3단계: 조건부 자동화 | 특정 조건에서 모든 주행 작업 완전 자동화 가능 | – 주행 작업 자동화 – 운전자의 준비필요 – 아우디 A8 트래픽 잼 파일럿 |
| 4단계: 고도 자동화 | 대부분의 주행 상황에서 완전 자동화 가능 | – 광범위한 자동화 – 운전자의 개입 최소화 – 구글 웨이모 |
| 5단계: 완전 자동화 | 모든 환경에서 차량이 스스로 주행 가능 | – 전면 자동화 – 운전석 불필요 – 이론적 단계, 현재 개발 중 |
2. 레벨 0-2, 부분 자율주행 기능이란?
자율주행 단계 1~3단계, 기술 레벨 0부터 2까지는 부분적인 자율주행 기능만 탑재된 수준입니다.
레벨 0은 전혀 자율주행 기능이 없는 전통적인 수동운전 방식입니다. 운전자가 차량의 주행에 전적으로 관여해야 합니다. 대부분의 기존 차량들이 이 단계에 해당합니다.
레벨 1은 특정 운전 상황에서만 제한적으로 차량이 주행을 보조하는 단계입니다. 대표적인 기능으로 차선유지보조, 긴급자동제동 등이 있습니다. 하지만 운전자의 주시와 조작이 필수입니다.
레벨 2는 두 가지 이상의 자율주행 시스템이 결합된 부분 자율주행 단계입니다. 차선유지, 차간거리 조절, 차로 변경 등의 기능이 통합되어 차량 스스로 특정 운전 작업을 수행할 수 있습니다. 다만 운전자는 상황을 지속적으로 모니터링해야 합니다.
이 단계에서는 차량이 특정 상황에서만 제한적으로 자율주행을 보조하므로 운전자의 주의력과 조작이 여전히 필수적입니다. 완전 자율주행을 위한 기초 단계라고 할 수 있겠죠. 테슬라의 ‘오토파일럿’ 기능이 레벨 2에 해당합니다.
3. 레벨 3, 제한적 환경의 조건부 자율주행
자율주행 단계 4, 기술 레벨 3은 고도 단계의 자율주행 기능을 의미합니다. 차량이 스스로 대부분의 주행상황을 인식하고 제어할 수 있지만, 예외적인 상황이나 응급 상황에서는 운전자의 개입이 필요한 수준입니다.
이 단계에서는 일반적인 주행환경에서는 차량 스스로 주행이 가능합니다. 센서와 인공지능 시스템으로 주변 상황을 파악하고 주행경로를 계획하며 차량을 제어하는 것이죠. 하지만 돌발 상황이 발생하거나 자율주행이 어려운 특수한 환경에서는 운전자가 수동으로 개입해야 합니다.
예를 들어 극심한 악천후, 공사 구간과 같은 특수한 도로 환경에서는 운전자가 직접 차량을 제어해야 합니다. 시스템 오작동 시에도 운전자가 제어권을 가져와야 하죠.
레벨 3 자율주행차는 주행 중 운전자가 다른 작업에 주의를 기울일 수 있지만, 상황에 따라 언제든 제어할 준비가 되어 있어야 합니다. 일반 도로에서는 자율주행이 가능하지만 완전 무인자율주행은 아니라는 점이 레벨 4와 차이점입니다.
현재 대다수 완성차 업체들이 레벨 3 수준의 자율주행 기술 개발에 박차를 가하고 있습니다. 2025년경 레벨 3 자율주행차의 상용화가 이루어질 것으로 전망됩니다.
4. 레벨 4, 완전 자율주행의 문!
자율주행 단계 5, 기술 레벨 4는 완전한 자율주행 단계로 평가받고 있습니다. 이 단계에서는 운전자의 개입 없이 차량 스스로 모든 주행환경에서 운전이 가능합니다.
레벨 4 자율주행 시스템은 도로 상황은 물론 기후 조건까지 스스로 인식하고 대처할 수 있습니다. 복잡한 도심 주행은 물론 고속도로, 농어촌 지역 등 어떤 주행환경에서도 자율주행이 가능한 것이죠.
차량 내 고성능 센서와 인공지능 기술로 주변 상황을 입체적으로 인식하고 이에 맞는 최적의 주행 계획을 수립할 수 있습니다. 따라서 운전자의 개입 없이도 안전한 자율주행이 가능해집니다.
다만 레벨 4에서도 일부 예외 상황이 존재할 수 있습니다. 예를 들어 정체나 사고로 인한 극심한 교통체증 상황이나, 새로운 도로 환경 등 시스템이 대응하기 어려운 경우에는 운전자가 수동으로 개입해야 할 수도 있습니다.
하지만 그 외 대부분의 일반적인 주행환경에서는 운전자의 조작 없이도 완전 자율주행이 가능해집니다. 따라서 운전석에 페달이나 핸들이 없어도 무방한 구조가 될 수 있습니다.
현재 구글의 웨이모, 테슬라 등 선두 기업들이 레벨 4 수준의 자율주행 기술 상용화에 박차를 가하고 있습니다. 2025년경에는 완전 자율주행이 가능한 차량들이 일반에 출시될 전망입니다. 레벨 4는 자율주행차가 본격적으로 상용화되기 시작하는 중요한 관문이 될 것으로 보입니다.
5. 레벨 5, 궁극의 완전 무인자율주행 기술
자율주행 기술의 최고 수준인 레벨 5는 어떠한 운전자 개입 없이도 차량 스스로 모든 환경에서 주행이 가능한 완전 무인 자율주행 단계를 의미합니다.
레벨 5에서는 차량에 운전대나 페달이 필요 없습니다. 고성능 센서, 인공지능 기술로 스스로 주행 환경을 인지하고 주행 계획을 수립하여 작동하기 때문입니다. 정체나 새로운 도로 환경과 같은 예외 상황에서도 운전자의 개입 없이 자율적으로 대응할 수 있습니다.
이 단계에 이르면 자율주행차는 완전한 이동 수단으로 자리잡게 됩니다. 휠체어나 유모차에 탄 이용자를 스스로 인식하고 수송할 수 있게 되죠. 일반 택시나 대중교통 수단을 완전히 무인화해 운영하는 것도 가능해집니다.
하지만 완전 무인자율주행 기술 구현을 위해서는 아직 많은 과제가 남아있습니다. 각종 예외 상황에 대한 대처 능력, 사이버 보안 문제, 관련 제도와 인프라 구축 등이 뒷받침되어야 하기 때문입니다.
현재로서는 선도 기업들조차 레벨 5 기술을 개발 중인 단계입니다. 완전 무인자율주행차가 상용화되기까지는 적어도 10년 이상의 시간이 더 필요할 것으로 전문가들은 내다보고 있습니다. 하지만 기술이 고도화되면 궁극적으로는 레벨 5 구현이 가능할 것으로 기대를 모으고 있습니다.
자율주행 기술의 작동원리 테슬라 오토파일럿에 대하여구家.