자율 주행 단계 (0~5 레벨) 에 대하여 알아보자

테슬라의 전기차가 인기를 끌면서 자동차의 자율 주행에 대한 관심이 점차 높아지고 있습니다. 자율 주행의 최종 단계는 운전자가 운전대에 손을 대지 않고 자동차 운전이 가능하게 되는 단계입니다. 완전 자율 주행 단계에 도달하게 된다면 인간의 삶에 새로운 혁명이 일어날 것으로 보고 있습니다. 다음은 미국자동차공학회(Society of Automotive Engineers, SAE)에서 정한 기준을 따르고 있는데 레벨에 따른 차이를 알아보기로 하겠습니다. 

레벨 0: 비자동화 단계
레벨 1: 운전자 보조 단계 (Driver Assistance) 
레벨 2: 부분 자동화 단계 (Partial Driving Automation) 
레벨 3: 조건부 자율 주행 단계 (Conditional Driving Automation)
레벨 4: 고등 자율 주행 단계( High Driving Automation)
레벨 5: 완전 자율 주행 단계 (Full Driving Automation)

레벨 0 : 비자동화 단계

자율 주행과는 전혀 관계가 없는 단계로서 자율 주행과 관련된 기술이 전혀 반영되지 않은 자동차를 말합니다. 이 단계에서는 단순 모니터링 기술도 없어서 운전자가 항상 모니터링을 해야 합니다. 또한  단순히 일정 속도를 유지하는 크루즈 컨트롤도 없는 상태입니다. 

레벨 1 : 운전자 보조 단계

SAE에서 정한 레벨 1단계는 쿠르즈 컨트롤, 차선이탈 경보 장치, 긴급 제동 장치 등이 달린 자동차를 말합니다. 이러한 기능은 운전자의 운전을 도와 주는 역할을 하고 있습니다. 그러나 이러한 기능은 운전자의 운전을 절대적으로 도와주는 데는 한계가 있습니다. 지정된 속도를 유지하고 차선 이탈 시 경보음을 낸다고는 하지만 결국은 운전자가 항상 운전 시에 전후방의 도로 상황과 운전하는 차량의 주행 상태를 점검해야 합니다. 운전자는 전방을 주시하면서 항상 운전대를 두 손으로 잡고 있어야 합니다.  따라서 이 단계는 여전히 운전자의 개입이 필요합니다. 

레벨 2 : 부분 자동화 단계

SAE에서 정한 레벨 2단계는 부분 자동화 단계로서 조향 장치와 함께 가속 및 감속을 시스템이 통제할 수 있는 수준입니다. 자동차는 스스로 조향 장치를 움직이고 앞차와의 간격을 유지하기 위해 속도를 내거나 줄이는 기능도 가지고 있습니다.  2단계 자율 주행 기술은 횡 방향과 종 방향 제어를 동시에 수행하며, 차선을 넘지 않도록 제어하거나 자동으로 차선을 변경해 주는 기능을 가지고 있습니다. 그러나 운전자는 항상 만약의 사태에 대비해서 전방을 주시하면서 예상하지 못한 상황에 개입할 수 있도록 준비가 되어 있어야 합니다. 

레벨 3 : 조건부 자율 주행 단계

레벨3 단계는 레벨 2와 비교할 때 전방을 주시하지 않아도 된다는 측면에서 실질적으로 자율 주행의 시작이라고 보아도 될 것입니다. 이 단계는 조건부 자율 주행 단계로서 모니터링을 사람이 아닌 시스템이 할 수 있으며 도로 장애물도 피할 수 있는 단계입니다.  레벨 3 단계부터는 운전 시 모니터링이 기준이 사람에서 시스템으로 넘어갈 수 있습니다.  레벨 3단계에서는 특정 상황하에서 자율 주행이 가능한 상태로 운전자는 책을 읽거나 옆사람과 마주 보면서 대화를 할 수 있는 상태입니다. 특히 고속도로를 운전하는 경우 훨씬 그 의미가 크다고 할 수 있습니다.  하지만 자동차가 운행 가능 영역을 벗어나거나, 인간 운전자의 개입이 필요한 상황이 예상된다고 시스템이 판단하면 운전자에게 직접 운전대를 잡고 자동차를 제어하라고 요청하게 됩니다. 그러나 어떠한 상황이 운전자의 제어가 필요한 상황인지를 판단하여 운전자에 신호를 줄 수 있는지에 대한 상황이 모호합니다. 

레벨 4 : 고등 자율 주행 단계

레벨 4단계는 고등 자율 주행 단계로 높은 등급의 자동화를 의미합니다. 일반 운행뿐만 아니라 골목, 커브, 돌발상황에 대해서도 민첩하게 대응할 수 있는 단계입니다. 레벨 3와 비교해서 대응할 수 있는 도로 조건과 상황이 다양합니다. 복잡한 도심과 골목, 커브 및 돌발 상황에 즉각적으로 대응하도록 자율 주행이 설계되어 있습니다. 레벨 5와 비교했을 때 가장 큰 차이는 운행 가능 영역에 대한 제한이 있느냐 여부입니다. 4단계는 자동차 제조사가 정의한 운행 가능 영역 내에서만 주행할 수 있는 것에 반하여 레벨 5단계는 이러한 제한이 없습니다. 고등 자율 주행 단계는 사람의 역할이 필요가 없는 단계로 탑승자가 되어 택시나 기차를 타는 것처럼 취침을 포함한 모든 것을 할 수 있는 단계입니다. 또한 운전자가 직접 운전을 하고 싶거나 드라이브를 즐기고 싶다면 언제든지 운전을 할 수도 있습니다. 

레벨 5 : 완전 자율 주행 단계

레벨 5단계는 운전자가 불필요한 무인 자동차 단계를 의미합니다. 따라서 100% 운전을 맡겨도 전혀 불안하지 않은 상태입니다. 운전자의 개입이나 주의 등이 전혀 필요하지 않으며 복잡한 도로에서도 100퍼센트 운전을 차에 맡길수 있는 상태이기 때문에 운전자라기보다는 탑승자라는 개념이 적용되는 단계입니다. 따라서, 표현도 Full Automation이라고 정의하고 있습니다. 가까운 미래에 완전 자율 주행 단계에 들어서면 운전 기술이나 능력을 증명하는 운전면허증이 아닌 탑승 면허증이 필요할 수도 있을 것이라 생각해 봅니다.  자동차는 100% 완전 자율 주행이 가능하기 때문에 운전자는 픽업 장소나 목적지만 결정하면 됩니다. 그리고 운전면허가 없거나 자동차를 운전할 수 없는 사람들 (어린이, 노인, 장애인 등)에게는 엄청난 생활의 편의를 제공할 수 있을 것으로 보고 있습니다. 

 

<미국자동차 공학회(SAE) 기준 자율 주행 단계 >

단계	정의	주행 제어 주체	주행 중 변수 감지	차량 운행 주체
00 No Automation	전통적 주행 운전자가 모든것을 통제. 시스템은 경고와 일시적인 개입만	인간	인간	인간
01 Driver Assistance	부분 보조 주행 속도 및 차간거리 유지, 차선 유지 등 시스템이 일정 부분 개입	인간 및 시스템	인간	인간
02 Partial Automation	보조 주행 특정 상황에서 일정 시간동안 보조 주행. 필요시 운전자가 즉시개입	시스템	인간	인간
03 Conditional Automation	부분 자율 주행 고속도로와 같은 조건에서 자율주행. 필요시 운전자가 즉시개입	시스템	시스템	인간
04 High Automation	고도 자율 주행 제한된 상황을 제외한 대부분의 도로에서 자율 주행	시스템	시스템	시스템
05 Full Automation	완전 자율 주행 운전자는 목적지만 입력 운전대와 페달을 제거 가능	시스템	시스템	시스템