자율주행 자동화 레벨과 리더 기업들의 행보(웨이모,포드,크루즈,바이두,테슬라,현대)

오늘날 자율주행에 대해 처음 접하는 사람이 없는 만큼 미래산업의 핵심인 자율주행의 자동화 레벨과 세계 자율주행차 시장을 리드하는 기업들의 순위와 행보에 대해 알아보겠습니다.

 

순서

 

• 자율주행 자동차란?
• 자율주행 자동화 레벨
• 자율주행 기업평가
• 자율주행 기업 순위
• 자율주행 주요 리더 기업의 행보
• GM Cruise, Waymo, Ford, Baidu
• 리더 그룹이 코앞 현대-앱티브의 '모셔널'
• 레벨5 달성을 자신하는 일론머스크의 테슬라
• 자율주행에 필요한 센서

 

자율주행 자동차란?

1. 운전자 없이 자동차 스스로 운행이 가능한 자동차를 자율주행 자동차라고 합니다.

2. 1960년대 벤츠에 의해 최초로 자율주행에 대한 개념이 고안되었습니다.

3. 2040년에는 전 세계 약 75% 이상의 자동차가 자율주행 자동차로 전환될 것을 예상하고 있습니다.

 

 

자율주행 자동화 레벨

2016년 미국 도로교통안전국(NHTSA)과 UN은 미국 자동차 학회(SAE)가 정의한 자율주행 자동화 레벨을 공식적으로 채택하게 됩니다. 자율주행 자동화 레벨은 다음과 같습니다.

 

 

자율주행-레벨

 

 

시스템이 일부 주행을 수행 (Hands On 단계)

 

• 레벨 0 : 비 자동화 단계로 운전자가 모든 제어를 수행하는 단계로 운전자 안전을 위해 일시 개입하며 주요 기능으로는 전방 추돌 방지 보조(FCA), 후측방 충돌 경고(BCW)가 있습니다.
• 레벨 1 : 운전자 보조 단계로 운전자가 직접 운전하고, 특정 주행 모드에서 시스템이 조향과 감, 가속 중 하나를 보조 수행합니다. 주요 기능으로는 스마트 크루즈 컨트롤(SCC), 차로 유지 보조(LFA)가 해당됩니다. 
• 레벨 2 : 부분 자동화 단계로 운전자가 직접 운전하고 특정 주행모드에서 시스템이 조향과 감, 가속 모두 를 보조 수행할 수 있습니다. 주요 기능으로는 고속도로 주행 보조(HDA) 기능이 있습니다.

 

시스템이 전체 주행을 수행

• 레벨 3 : 조건부 자동화 단계로 Eyes off가 가능하나 시스템 개입 요청 시와 위험 발생 시 운전자가 개입하여 주행하여야 합니다.
• 레벨 4 : 고등 자동화 단계로 레벨 3와 마찬가지로 시스템이 주행 전체를 수행하나 운전자의 개입이 필요 없을 만큼 위험 상황에서도 적절하게 반응 및 대응하는 레벨입니다. Mind off가 가능한 레벨이나 주행이 가능한 지역에 제한이 있습니다.
• 레벨 5 : 완전 자동화 단계로 지역의 제약이 없고 운전자도 불필요하며 자율 주행의 최종 레벨입니다.

 

 

자율주행 기업 평가

Navigant Research에서 2020년 3월에 세계 자동차 기업별 자율주행 자동차 경쟁력 분포를 나타낸 Navigant's Automated Driving Leaderboard를 발표했습니다. Navigant Reaserch에서는 매년 전기자동차 리더를 발표해 오고 있습니다. 관련 정보를 확인하고 미래를 전망하는 인사이트를 얻을 수 있습니다.

 

리더보드에는 X축의 전략(Strategy)과 Y축의 경영(Execution)을 기본으로 4가지 범주 LEADERS(리더), CONTENDERS(경쟁자), CHALLENGERS(도전자), FOLLOWERS(후발주자)에 기업들이 분포되어 있습니다.

 

아래와 같이 10가지의 항목으로 기업을 평가하게 됩니다.

 

• Vision
• Go to market strategy
• Production strategy
• Partner
• Technology
• sales, marketing, and distribution
• Product capability
• Product quality and reliability
• Staying power (경기 침체 시 버틸 수 있는 재무 상태)
• Product portfolio (operational speed range, obstacle detection distance)

 

자율주행-리더보드

 

2020년에는 총 18개의 기업이 선정되었습니다. 

 

자율주행차 기업 순위

• 1위 : Waymo(구글)
• 2위 : Ford
• 3위 : Cruise(GM)
• 4위 : Baidu
• 5위 : Intel-Mobileye
• 6위 : Aptiv-Hyundai

 

리더 그룹 내 주요 기업의 행보

 

GM Cruise(GM의 자율주행 자회사)

최근 세계적 IT 기업 마이크로소프트와 파트너십을 맺었으며 슈퍼크루즈 다음인 하이퍼 크루즈(Hyper Cuise)의 자율주행 시스템 상표등록을 하는 등 자율주행차 상용화에 박차를 가하는 중입니다.

 

GM-Cruise-자율주행차

 

• 2016년 3월 Gm은 자율주행 기술 개발 스타트업 크루즈 오토메이션(Cruise Automation) 인수
• 2017년 10월 라이다(자율주행 핵심 센서) 관련 기술 개발 스타트업 스트로브(Strobe) 인수
• 2018년 Gm은 5월 크루즈에 11억 달러 추가 투자 및 소프트뱅크로부터 22억 5천만 달러 투자 유치
• 2018년 10월 완성차 업체 혼다와 협업 시작
• 2020년 1월 자율주행 5단계 전기차 오리진(Origin) 콘셉트카 공개
• 2020년 10월 완전 자율주행 5단계 상용 서비스를 위한 전기차 볼트 EV(운전대 없음) 캘리포니아 당국 주행 허가
• 2021년 1월 마이크로소프트와 자율주행차 상용화를 위한 장기적 전략 관계 수립 

 

Waymo(웨이모)

현재 웨이모는 볼보와 레벨 4 수준의 자율주행차 상용화를 위한 전략적 파트너십을 맺고 미 디트로이트에서 자율주행차 생산에 박차를 가하고 있습니다. 자사 자율주행차 브랜딩과 경쟁사와의 차별화를 위해 자율주행이라는 용어 대신 완전 자동 주행이라는 단어를 채택하면서 큰 변화를 꾀하고 있습니다.

 

웨이모-자율주행차

 

• 2009년 구글 지주회사 알파벳(Alphabet)의 자체 자율주행 프로젝트 진행에서 'Waymo'가 탄생(흔히 구글카)
• 2012년 5월 네바다주에서 시험 면허 획득을 시작으로 2014년 캘리포니아 등으로 테스트 지역 확대
• 2018년 12월 택시 호출 서비스 '웨이모 원'을 미국 애리조나주 피닉스시에서 공개
• 2019년 12월 영국의 대표 AI 기업 레이튼트 로직(Latent Logic)을 인수
• 2020년 6월 볼보 자동차 그룹과 레벨 4 자율주행 개발을 위한 전략적 파트너십 체결
• 2020년 10월 다임러(벤츠의 모기업 Daimler)와 레벨 4 자율주행 트럭 개발을 위한 파트너십 체결
• 그 외 르노-닛산, 재규어 랜드로버, 피아트 크라이슬러와 파트너십 체결
• 2020년 Navigant Research가 평가한 자율주행 기업 1위 선정
• 2021년 1월 자율주행(Self Driving) 대신 완전 자동 주행(Fully autonomous driving)으로 용어 변경
• 웨이모의 CEO 존 크라프칙은 웨이모는 테슬라의 운전자 지원 시스템과 전혀 다른 길을 걷고 있다고 인터뷰했습니다. 테슬라는 운전자와 자동차가 상호 교환해야 하는 운전자 지원 시스템을 개발하고 있지만 웨이모는 운전자의 개입이 필요 없는 완전 자율주행 시스템을 개발하는 중이라고 인터뷰했으며 테슬라의 운전자 지원 시스템을 지속 개발하다 보면 완전 주행 시스템이 될 것이라고 생각하지만 오해라고 했습니다. 운전자 지원 시스템이 개선될수록 운전에 주의를 기울이기 어려워 운전 집중도가 떨어져 문제점이 발생할 수 있기 때문에 운전자와 자동차가 상호 교환해야 하는 운전자 지원시스템이 아닌 완전 자율주행 시스템으로 개발 중인 것이라고 밝혔습니다.

 

Ford(포드)

자율 주행차계의 전통의 빅 3으로 2022년 자율주행차 상용 개시 목표로 전기차에 올인한 포드

 

포드-자율주행차

 

• 2016년 머신러닝 기술 보유 업체 사이프스(SAIPS) 인수
• 2018년 2월 자율 주행차 인공지능 스타트업 '아르고 AI' 주요 지분 인수 및 5년간 10억 달러 투자
• 2018년 7월 'Ford Autonomous Vehicles LLC'라는 자율 주행 부문 전담 독립회사 설립
• 2020년 6월 포드 자율주행 기술 'Co Pilot360에 핸즈프리 드라이빙 기능의 추가(SAE기준 레벨 3의 자율주행 판매가 허용되어 있는 미국 내에서 운행이 가능. 하지만 실제론 2.5 레벨 수준)
• 2020년 7월 인텔 자회사인 Mobileye(모빌아이)와 제휴 강화
• 2020년 10월 아르고와 공동 개발한 레벨 4 시스템이 적용된 자율주행차의 주행 테스트 시작
• 2022년 자율주행차 상용 개시 목표

 

Baidu(바이두)

중국 정부의 적극적인 지원으로 빠르게 성장하며 2020 리더 그룹에 진입한 중국의 구글 Baidu의 아폴로

 

아폴로-로보택시(위)-미니버스(아래)-출처(Apollo)

 

• 2000년 '간단하고 믿을 수 있는 사이트'라는 취지 하에 오픈된 검색엔진
• 2013년 바이두 연구소를 통해 무인 자동차 개발에 착수하며 50여 개 협력사와 협력을 시작
• 2017년 인공지능 자율주행차 플랫폼 아폴로(Apollo)를 발표
• 2018년 아폴로 버스 양산 시작하며 7월 충칭과 푸젠성에서 시승
• 2020년 10월 아폴로 자율주행 택시(Apollo go Robotaxi)를 베이징의 시범도로 내 700km 안에서 운행 서비스 시작
• 2021년 2월 바이두의 자율주행 버스 아폴로 정식 시운행
• 2021년 3월 바이두 전기차 합작사(바이두와 길리자동차) 사명을 인공지능의 역량을 집대성한다는 의미로 '지도(集度) 자동차'로 결정하며 회사 정식 등록
• 아폴로는 차체에 라이다, 각종 레이더, 카메라, 센서 장착으로 레벨 4급 자율주행 기술을 갖춘 것으로 알려 짐
• 2025년까지 자율주행차 상용화를 목표로 중국 정부의 적극적인 지원을 바탕으로 빠르게 성장 중입니다.

 

리더 그룹이 바로 코앞 현대-앱티브

현대자동차와 앱티브의 '모셔널' 6위 진입

 

모셔널-자율주행차

 

• 2020년 3월 현대자동차 그룹은 미국의 앱티브(Aptiv)와 합작사 모셔널(Motional) 설립 
• 2021년 2월 글로벌 인증기관 'TUV SUD'로부터 업계 최초로 자율주행 시스템, 기술력, 운영 능력 등을 운전석을 비워 둔 상태(레벨 4)의 자율주행 안정성을 인증 받음
• 2022년 출시되는 양산 카에 현대차는 레벨 3 수준의 부분 자율주행 기술(고속도로 주행 보조 발전)을 적용할 예정
• 2023년 모셔널은 로보 택시 서비스를 미 주요 도시에서 선보일 예정

 

레벨 5 달성을 자신하는 일론 머스크의 테슬라

자율주행차의 핵심 기술로 카메라를 고집하는 독자노선의 테슬라

 

테슬라-모델Y

 

• 테슬라는 ADAS 기능을 자동운행(Autopilot)과 완전 자율주행(FSD-Full Self Driving Capability)으로 구분
• 2014년 10월 테슬라 모델 S에 HW1.0 적용을 시작으로 HW2, HW3(FSD) 순으로 자율주행 하드웨어의 업그레이드
• 2020년 7월 독일에서 오토파일럿 홍보 방식 중 완전 자율 주행이라는 홍보가 소비자에게 오인을 불러일으킨다는 소송이 독일 뮌헨 지방법원에서 허위라는 판결을 받으며 완전 자율주행 용어의 광고 금지
• 2020년 10월 소수 고객을 상대로 FSD 베타 버전(SAE 기준 레벨 2)의 서비스를 시작
• 타 자율주행차의 핵심 부품인 라이다(LiDAR)와 HDMap(특정지역 자세한 지도) 적용하지 않고 라이다 대비 저렴한 다중 카메라와 독자적 기술, 머신러닝/딥러닝을 적용함으로써 경쟁사 대비 방대한 주행 데이터를 보유
• 데이터의 수집 방법이 다른 테슬라는 딥 러닝을 위한 방대한 데이터를 수집하기 위해 이미 판매된 자동차의 운전자들에게 데이터를 수집할 수 있는 시스템을 구축하였으며 직접 고객에게 자율주행 기능을 활용하게 하고 대신 이를 감독하면서 오류가 발생 시 기능을 중단하는 방법을 사용하여 데이터를 수집하며 실제 실생활에서 일어나는 다양하고 예외적인 상황들에 대한 자료 수집도 가능하기 때문에 테슬라가 데이터 수집 양에서 우위를 점하고 있습니다.
• 2020년 테슬라는 세계 인공지능 회의(WAIC)에서 레벨 5 달성을 자신하였으나 각 전문가들은 장착된 센서만으로 기상이나 사물의 급작스런 변화의 변수를 파악할 정도로 아직 고도화되지 않았으며 일론 머스크가 말하는 레벨 5는 실제로 레벨 4 수준일 예상하고 있으며 그마저도 달성하기 힘들 것이라 반박하였습니다. 실제로 레벨 5는 운전자도 필요 없고 어떠한 제약도 없는 자율주행의 최종 도착지로 아직까지 어떤 식으로 구현될지 가늠하기 힘들다는 의견이 많습니다. 한편 테슬라는 카메라만으로 물체의 깊이를 측정해 3차원 형상을 구현하는 Pseudo-LiDAR 방식을 채택
• Navigant Research에서 vision 점수는 1등이나 Technology, sales, marketing and distribution, staying power에서 점수가 낮아 챌린저 그룹으로 평가 (타 기업과 다르게 LIDAR가 아닌 카메라 적용, 기존 자동차 기업에 유리한 항목에서 점수가 낮으나 2021년 Navigant Research 보고서에는 방대한 데이터 수집에서 오는 자율주행의 유리함 등이 반영이 되어 탑 10에 들것으로 예상해봅니다.)

 

자율주행에 필요한 센서

자율주행에는 자동차의 눈이 되어줄 각종 센서가 차체에 부착되게 되는데 자율주행차를 선도하는 업체 중 테슬라는 카메라, Gm cruise와 Waymo 등 대다수 업체는 라이다를 핵심 부품으로 적용하고 있습니다. 자율주행에 필요한 센서는 다음과 같습니다.

 

• 카메라 : '빛'을 디지털 신호로 변환해서 물체를 식별
• 레이저 : '전자파'로 주변 사물의 거리, 속도, 방향 등의 정보를 추출
• 라이다(LIDAR) : '레이저'로 3차원 공간을 인식하며 정확도가 높음 

 

이상으로 자율 주행 자동화 레벨과 Navigant Research를 바탕으로 자율주행차를 리드하는 주요 기업의 행보에 대해 알아보았습니다. 자동차 산업의 패러다임 급변으로 자율주행차 시장의 선점을 위한 완성차-IT 업체 간의 인수합병, 파트너십으로 개발된 자율주행차가 본격적으로 주행을 시작하고 있으며, 현재는 레벨 2~2.5 수준의 레벨로 상용화가 되어있지만 빠른 시일 내 완전 자율주행의 시대가 올 것입니다.

 

 

자율주행차 사진 이미지 출처는 자동차 기업 공식 홈페이지 입니다.