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차량 충돌 회피를 돕는 AEB 시스템

일반적으로 도로 위에서 발생하는 전방추돌사고 중 다수는 운전자의 부주의로 일어나는 경우가 많다. 인지와 판단이 늦어져
제동을 충분히 하지 못하는 탓이다. 유럽에서는 대형 상용차의 차대차 사고를 예방하기 위해 2013년부터 AEB(Autonomous Emergency Braking) 장착을
법규화했으며, 승용차의 차대차 및 보행자 충돌사고 발생을 줄이기 위해 유럽 신차안전도 평가제도(EU-NCAP : European New Car Assessment Program)를
통해 AEB가 장착된 차량에 높은 점수를 부여하고 있다.

글 현대모비스 기술연구소 문일기 책임연구원

차량 충돌 회피를 돕는 AEB 시스템

주변 정보를 수집하는 레이더와 전방 카메라

북미 지역은 미국 도로교통안전국(NHTSA)의 안전기능 강화 권고를 통해 AEB의 CIB(Collision Imminent Braking), DBS(Dynamic Brake System) 적용을 권고하고 있다. 미국 고속도로안전보험협회(IIHS)는 매년 ‘가장 안전한 차(Top Safety Pick)’를 선정하는데, AEB 기능을 적용한 차량에 높은 점수를 주고 있다. 당사에서 양산하고 있는 AEB 장치는 레이더와 전방 카메라를 이용해 주행 경로상의 차량과 보행자를 인식한다. 인식된 전방 물체와의 거리, 상대 속도, 횡 위치 등의 정보를 수집해 충돌 가능성이 있으면 운전자에게 경보를 내려 위험 상황을 알려주며, 위험 정도가 높다고 판단되면 긴급 제동해 사고를 회피하거나 피해를 경감시킨다.
레이더 센서로 전방 차량은 약 180m, 보행자는 약 50m 범위까지 인식할 수 있으며 상대 거리, 상대 속도, 상대 가속도 등의 정보를 제공한다. 전방 카메라는 차량에 대해서100m, 보행자는 약 40m까지 인식하며, 상대 거리, 상대 속도, 물체의 속성 등에 대해서 정보를 제공한다. 레이더 센서는 상대 거리, 횡 위치 및 상대 속도처럼 거리나 속도는 정확하게 인식하지만, 검지된 물체가 무엇인지 구분하는 성능은 취약하다.반면, 전방 카메라는 거리, 속도 등을 파악하는 능력은 레이더 센서보다 떨어지지만, 물체가 무엇인지 구분하는 능력은 훨씬 우수하다. 특히, 타사에서 양산하고 있는 스테레오카메라(렌즈가 두 개)는 단안 카메라(렌즈가 하나) 대비 신호의 정확도가 높지만, 제품이 상대적으로 가격이 비싸 주로벤츠, 렉서스 같은 프리미엄 브랜드의 차량에 장착되고 있다. 단안의 전방 카메라는 학습을 통해 물체를 분류하고 인식 하므로 배경의 형상이나 그림자 등에 의해 잘못 인식하는 경우가 발생할 수 있다. 동시에 물체의 크기, 지표면과의 접점을 이용해 거리나 속도를 추정하기 때문에 물체와의 거리를 전파로 직접 계측하는 레이더 센서 등에 비해 오차가 상대적으로 크게 나타난다. 이처럼 전방 센서의 인식 성능이 완전하지 않기에 일반적으로 AEB 시스템은 2가지 이상의 센서를 이용하며 인식 결과를 조합해 제어 성능을 구현하고 있다.

AEB 시스템의 구성과 작동 원리

운전자가 위험 상황을 인지하지 못하거나 대응할 수 있는 상황이 아닐 때, AEB 장치가 위험 상황을 인지해 경고 명령, 제동 명령을 내린다. 만약 도중에 운전자가 충돌 상황을 인지하고 긴급히 핸들을 틀거나 브레이크를 밟는 경우에는 제어가 중첩되는 문제가 발생할 수 있다.
물론, 운전자가 위험을 인지해 브레이크를 밟는 경우에는 문제가 없다. 운전자와 AEB가 동시에 감속하면, 오히려 AEB가 운전자의 부족한 제동력을 보조해주기 때문이다. 하지만 AEB에 의해 급격한 제동이 이루어지고 있는 상황에 서 운전자가 급격한 핸들 조작을 하게 되면 오히려 차량이 전복돼 위험에 처할 수 있다.
AEB 장치는 운전자의 의도를 사전에 완벽히 예측할 수 없기 때문에 운전자가 차량을 조작할 때 사용하는 입력 장치 들을 지속적으로 모니터링해서 위험을 최소화할 수 있게 제어하고 충돌을 회피할 수 있는 최대한 늦은 시점에 제동 명령을 내보낸다.
가까운 미래에 AEB 장치는 차량에 기본 장착될 것으로 예상 된다. 북미 지역에서는 미국 도로교통안전국이 17개 주요 자동차 제작사와 업무협약(MOU)을 체결해 시행 시점(협의 중)이후부터 양산되는 신차의 95% 이상에 AEB 기능을 장착 하도록 협의하고 있다. 2020년 이후에는 유럽에서도 AEB 기본 장착이 법규화될 것으로 예상된다. 또한, 현재는 직진 차량, 횡단 보행자에 대해서만 동작하지만, 앞으로는 자전거, 사거리 교차로 차량 등에 대해서도 대응할 수 있도록 기능이 확장될 예정이다.

AEB 시스템

보행자 AEB 시험 보행자 AEB 시험
정지 or 저속 차량 AEB 시험 정지 or 저속 차량 AEB 시험
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