현대자동차가 화물 운송용 대형 트레일러 자율주행차량으로 의왕-인천간 약 40km 구간 고속도로 자율주행에 성공했다고 22일 밝혔다. 트레일러가 결착된 대형트럭이 국내 고속도로에서 자율주행 기술을 시연한 것은 이번이 최초다. 업계에서는 대형트럭에 대한 자율주행 기술이 미래 물류산업 혁신을 견인, 대한민국의 물류 경쟁력을 보다 강화하는 동시에 대형 교통 사고 발생을 획기적으로 저감시켜 줄 것으로 기대하고 있다.

현대차는 이번 대형 트레일러 트럭의 자율주행 기술 시연 성공을 시작으로 군집 주행과 운전자의 개입이 전혀 필요 없는 완전자율주행 트럭 개발에도 박차를 가할 계획이다.

◆ 전사적인 개발 역량 집중

현대차에 따르면 21일 열린 이번 시연은 미국자동차공학회(SAE) 기준 3단계의 자율주행 기술을 갖춘 트레일러가 연결된 최대중량 40톤급 엑시언트 자율주행차 1대로 진행됐다. 국토교통부는 지난 6월 말 이 차량에 대해 대형트럭으로는 처음으로 자율주행 임시운행 허가증을 발부했다.

현대차는 자율주행 트럭의 물류산업 영역에서의 활용 가능성을 검증하는 차원에서 현대차그룹 물류 계열사인 현대글로비스와 협업해 실제 해외로 수출될 부품을 싣고 달리는 시나리오를 택했다.

현재 자율주행 트럭이 운행 가능한 도로는 부곡IC부터 서창JC까지 이르는 영동고속도로 29km와 서창JC부터 능해IC까지 제2경인고속도로 11km 구간이다.

이 코스는 현대글로비스 부품 운송 차량들이 인천항으로 향할 때 가장 많이 운행하는 구간이기도 하다.

자율주행 트럭은 현대글로비스의 아산KD센터에서 중국으로 수출될 차량 부품을 실은 뒤 일반 주행으로 의왕 컨테이너기지를 지나 부곡IC를 통해 영동고속도로에 올라탔다.

부곡IC를 통과하자 알림음과 함께 별도 스크린에 ‘자율주행 가능 도로에 진입하였습니다. 자율주행을 원하시면 버튼을 눌러주세요’라는 팝업창이 뜨고, 운전자가 스티어링 휠에 위치한 자율주행 버튼을 누르면 자율주행 시스템 작동이 시작됐다.

엑시언트 자율주행차는 △고속도로의 자연스러운 교통흐름과 연계한 차선 유지 △지능형 차선 변경 기능 △앞 차량 차선 변경 인식 대응 △도로 정체 상황에 따른 완전 정지 및 출발 △터널 통과(2개) 등 기술을 안정적으로 선보였다.

단, 영동고속도로에서 제2경인고속도로로 갈아타는 서창JC 구간에서는 최소한의 안전을 확보하는 차원에서 운전자가 직접 운전하도록 했다. 서창JC를 지나면 다시 목적지인 능해IC까지 자율주행 모드로 전환됐다.
이날 대형트럭은 자율주행을 통해 총 1시간여 동안 40km 거리를 완주하는데 성공했다. 대형트럭의 고속도로 상 최고 제한속도 90km/h도 철저히 준수했다.

현대차는 그 동안 자율주행 기술과 관련 기술 경쟁력 제고 및 시장 선점을 위해 관련 연구개발 조직을 혁신하고 첨단 인프라 구축에 대한 투자를 지속 확대해 왔다.

현대자동차는 이번 시연 성공에 그치지 않고 향후 부산 등 다양한 지역과 도로에서 대형트럭 자율주행 기술을 테스트 하면서 조기 상용화를 목표로 전사적인 개발 역량을 집중할 계획이다.

현대자동차 관계자는 “이번 자율주행 시연 성공을 통해 자율주행 기술을 활용한 물류 혁신이 가능하다는 것을 입증했다”며 “현재 단계에서는 다른 일반 차량들을 고려해 JC나 톨게이트 등에서 운전자가 수동으로 운전하고 있지만 향후 점진적인 기술고도화 과정을 통해 레벨4 수준도 조기에 달성할 수 있을 것으로 본다”고 말했다.

◆ 차별화된 센싱, 판단, 제어기술 대거 적용

인천항 방향의 고속도로는 평일에도 수출 물동량이 많아 도심 도로 못지 않게 교통량이 많은 편이다. 또 예기치 않은 돌발 상황까지 종합적으로 고려해야 하는 만큼 상당한 기술력과 노하우가 반드시 필요하다.

게다가 트레일러가 결착된 대형트럭은 일반 준중형급 승용차 대비 전장은 약 3.5배, 전폭은 1.4배, 차체 중량은 9.2배(비적재 기준) 가량 커 더욱 고도화되고 정밀한 자율주행 제어 시스템이 필수적이다.

이를 위해 현대차는 기존 자율주행 기술과 차별화된 센싱 기술을 비롯해 정밀지도, 판단, 제어기술 등을 대거 적용했다.

우선 △전방 및 후측방에 카메라 3개 △전방 및 후방에 레이더 2개 △전방 및 양측면에 라이다(Lidar) 3개 △트레일러 연결 부위에 굴절각 센서 1개 △GPS 1개 등 총 10개의 센서가 적용돼 주변 환경을 빈틈없이 인식한다.

각 센서들은 기존 자율주행 승용차에 적용됐던 것들과 성능은 유사하지만 대형트럭에 맞춰 최적화된 구성으로 변경했다. 특히 굴절각 센서는 차체와 트레일러 사이의 각도 변화를 실시간 파악함으로써 차량의 움직임을 안정적으로 제어할 수 있도록 해 준다.

각각의 센서들로부터 입수한 데이터들은 정밀지도와 결합돼 전자제어 시스템으로 보내진다. 전자제어 시스템은 상황 별 정확한 판단을 내린 뒤 가감속, 조향, 제동 등을 제어하게 된다.

현대차는 그 동안 다양한 도로에서 자율주행차량을 꾸준히 운행하면서 판단, 제어 기술을 고도화해 왔다. 이러한 노력을 통해 승용형 자율주행차 대비 구현 난이도가 높은 대형트럭에서도 각종 돌발상황에 안정적으로 대처할 수 있게 했다.

조향 제어를 위해 현대모비스가 신규로 개발한 시스템도 탑재됐다. 이 조향 제어 시스템(MAHS : Motor Assist Hydraulic Steering)은 전자제어 장치가 내린 판단에 따라 자율주행 대형트럭의 조향 각도를 정밀하게 제어한다.

◆ 2020년이후 대형트럭 군집주행 기술 확보 목표

자율주행 대형트럭의 등장은 물류산업 전반의 패러다임을 획기적으로 전환시킬 전망이다.

물류는 과거 전통 산업 이미지를 벗고 자율주행, IoT, 모빌리티 기술 등과 결합해 미래 첨단 기술 산업으로 거듭날 것으로 기대를 모으는 업종 중 하나다.

특히 자율주행 기술은 4차 산업혁명의 핵심분야로, 물류 산업의 최적화와 효율화를 꾀함으로써 물류 혁신 동력으로 작용할 전망이다.

실제로 자율주행 화물트럭이 상용화되면 교통사고율을 현저히 낮출 뿐 아니라 정해진 시간 대에 정확한 운송이 가능해져 운영 효율을 극대화할 수 있다.

또 자율주행 시스템은 최적의 속도와 가속력을 유지하도록 설정돼 있어 장거리 운송 원가 중 1/3을 차지하고 있는 연료비용을 절감할 수 있으며, 배출가스를 감소시켜 대기환경 개선에도 일조한다.

더욱이 화물차 운전자들의 업무환경이 크게 개선돼 고된 장거리 운전 업무에 대한 기피 현상도 사라지게 된다.

물류 업계에서는 선두 차량의 이동구간을 뒤 따르는 차량이 그대로 추종함으로써 안정성을 높이는 군집주행 기술에도 많은 기대를 걸고 있다.

현대자동차는 제한된 조건에서 군집주행 시연을 시작으로 기술 완성도를 높여, 2020년이후 대형트럭 군집주행 기술 확보를 목표하고 있다.

현대글로비스 관계자는 “현대글로비스의 화물 배송을 연계한 자율주행트럭 시연 성공은 자율주행 기술이 실제 물류 운송에 활용되고 상호 발전할 수 있음을 증명하고 있다”며 “향후 자율주행과 같은 미래 모빌리티 기술을 물류 산업에 도입하는데 선도적인 역할을 해 나갈 것”이라고 말했다.