주간운전보다 사고 위험이 2배 더 높은 야간운전
자동차 사고 통계에 의하면 야간운전은 주간운전보다 훨씬 더 위험하다. 독일의 통계에 의하면 모든 운전의 70% 이상이 주간운전이지만, 사고의 50%는 야간에 발생한다. 이것을 환산하면 야간운전은 주간운전보다 2배 더 위험하다는 것을 알 수 있다. 미국의 경우에도 야간운전의 비율은 28%이지만 사고 비율은 55%나 된다.
유럽 전체의 운전관련 사고 통계를 보더라도 야간운전의 위험이 훨씬 더 높다는 것을 잘 알 수 있다. 유럽에서는 매년 약 56만 명이 야간운전 도중에 부상을 입으며 그 중에서 2만 3천명이 사망한다.
야간에 어두운 색상의 옷을 입고 조깅하는 사람이나 표시등이 충분히 밝지 않은 자전거를 타는 사람들, 그리고 야간 보행자들의 사고 위험도 매우 높다. 공식 통계에 의하면 독일에서 매년 약 2만5천 건 이상의 보행자 및 자전거 사고가 야간에 발생하고 있다.
이러한 사고의 원인은 명확한 것이다. 고속도로와 일반도로 상에서 불충분한 조명 및 제한된 시야, 전조등 불빛 속에서 너무 늦게 인식되는 장애물이나 급커브, 야간에 크게 저하되는 거리와 속도 감각, 대향 차량의 전조등에 의한 시야장애, 그리고 이러한 악조건에 도로 노면이 젖어서 미끄럽고 불빛이 반사되는 경우 위험은 더욱 높아지게 된다.
이러한 위험에 대처하는 첫째 수단은 우리의 눈이다. 그러나 불행하게도 눈은 어둠 속에서는 그 기능을 상실하며, 따라서 사고를 방지하기 위해서는 보조 수단이 필요하게 된다.
야간운전을 안전하게
오랫동안 BMW는 야간운전, 나아가서 일반적인 교통안전을 향상시킬 수 있는 혁신적인 기술을 연구해 왔다. 이러한 기술에는 밝기와 가시거리를 크게 증가시켜 주는 크세논램프, 도로의 진행방향에 따라 수평으로 움직여서 시야를 대폭 확장시켜 주는 자동 전조등, 전조등을 자동으로 ON/OFF 시켜주는 하이빔 보조장치 등이 포함되며 이들 장치는 BMW 자동차에 설치되어 야간운전의 안전을 도와주고 있다.
BMW 나이트 비전
다양한 날씨 조건 하에서 야간운전자를 보조해주는 혁신적인 장치가 새로 개발되었다. BMW 나이트 비전 시스템이 그 것이다. 이 시스템의 핵심은 FLIR Systems 사의 적외선 카메라이다. 이 혁신적인 기술을 자동차에 적용한 것은 유럽에서는 BMW가 최초이다.
이 시스템의 설계에 참가했던 BMW 기술자인 러스 씨는 “우리가 이 시스템 개발에 착수한 것은 2002년이며, 2005년 말에 BMW 7 시리즈의 옵션 장치로 나이트 비전을 판매하기 시작했다”며, “현재 나이트 비전 시스템은 BMW 7, 6, 5 시리즈에 옵션으로 장착되고 있다”고 설명했다.
“BMW 나이트 비전 시스템의 최초 개발 목적은 보행자와 동물 등 생물을 어둠 속에서 감지하려는 것이었다. 적외선 열화상 카메라를 사용하면 사람을 약 300m 전방에서 식별할 수 있다. 이것은 전조등으로 식별할 수 있는 것보다 훨씬 더 먼 거리이다. 사람을 일찍 식별할수록 사고의 위험이 감소된다. 또한, 특히, 북구 등지에서는 동물을 일찍 발견하는 것이 야간운전자의 안전 보호에 매우 중요한 일이다. 예를 들어 큰 사슴과 충돌할 경우 중상 내지 심하면 사망할 수도 있기 때문이다.”
육안보다 더 시력이 높은 적외선 카메라
적외선 카메라는 단지 동물만 볼 수 있는 것이 아니다. 운전자에게 전조등으로 볼 수 있는 한계를 넘어 더 먼 곳의 적외선 열화상이 제공되면 장애물, 다른 차량, 도로의 커브 등을 일찍 식별할 수 있으며 따라서 조치를 취할 수 있는 시간적 여유를 가질 수 있게 된다. 운전자는 적외선 카메라 덕분에 위험을 일찍 감지하고 사고를 방지할 수 있는 것이다.
BMW의 나이트 비전 시스템은 사람일 경우 300m, 가로-세로 크기가 각각 1.3m인 장애물일 경우 800m 전방에서 미리 식별할 수 있으므로, 하이빔과 비교하여 운전자는 시속 100km 주행 시에 약 5초 정도의 시간적 여유를 가질 수 있게 된다. 즉, 이 5초 동안 판단을 내리고 필요한 조치를 취하여 사고를 방지할 수 있는 것이다.
견고한 시스템
BMW 사의 러스 씨는 이렇게 설명했다. “적외선 카메라는 자동차의 앞 범퍼 내부 좌측에 용이하게 설치할 수 있다. 전체 시스템은 카메라와 제어장치만으로 구성되며 카메라 험한 도로에서도 보호될 수 있도록 설치된다. 비, 제설제, 또는 노면에서 튀어 오르는 작은 돌멩이 등에 의하여 손상될 염려가 없다.”
카메라에는 히터가 내장되어 있어서 렌즈 창에 생기는 서리를 제거해준다. 히터의 성능은 기온 영하 30°C, 풍속 100km/h 조건 하에서 두께 2mm의 얼음을 15분 이내에 녹일 수 있다. 히터는 유리창의 온도가 4°C 이하가 되면 자동으로 작동하고 6°C 이상에서는 자동으로 꺼진다. 따라서 렌즈가 항상 청결한 상태를 유지하여 혹한기에도 모니터에 선명한 열화상을 볼 수 있다. 창 워셔 장치와 함께 청소용 제트 클리너를 사용할 수 있으며 이 장치도 렌즈를 항상 깨끗한 상태로 유지해 준다. 와이퍼는 불필요하다.
운전자의 시야 주변에 디스플레이 되는 선명한 열화상
BMW 나이트 비전 시스템은 전조등 옆에 있는 스위치로 켜고 끌 수 있다. 이미지 해상도는 320×240 픽셀이며 계기반 중앙에 설치되어 있는 모니터에 표시된다. 네비게이션 시스템인 Professional과 연계되어 설치된다.
러스 씨는 “우리는 적외선 열화상을 계기반 중심에 설치된 모니터에 표시하기로 결정했다. 그 위치는 운전자가 정면으로 보는 각도가 아니지만, 사람은 시야의 주변부에서도 움직이는 물체를 쉽고 빠르게 인식할 수 있기 때문이다. 움직이는 물체가 감지되면 운전자는 모니터를 옆 눈으로 보고서 그것이 무엇인지 파악할 수 있게 된다”고 설명했다. 즉, 적외선 모니터도 사이드 미러나 백미러처럼 수시로 확인하는 대상이 되는 것이다.
또한, 그는 “우리는 모니터가 운전자의 시야 중심부에 오지 않도록 위치를 주의 깊게 선정했다. 시야 중심부에서 움직이는 물체가 보일 경우 운전자의 주의가 크게 산만해질 염려가 있기 때문”이라고 덧붙였다.
시속 80km 이하의 속도에서는 적외선 카메라의 수평 시야각이 36도이므로 전면의 도로뿐 아니라 자전거, 보행자, 어린이, 동물 등 도로의 바깥쪽 및 주변부의 물체도 감지할 수 있다. 고속 주행 시에는 수평 시야각이 자동적으로 축소되어 24도가 된다. 이와 동시에 시야가 도로 커브에 따라서 6도 범위 이내에서 좌우로 자동적으로 움직이게 된다. 이와 같은 팬(pan) 기능은 운전대의 회전에 연계되어 자동 제어되는 것이다. 멀리 있는 물체를 1.5배 확대하여 볼 수 있는 디지털 줌 기능도 제공된다.
나이트 비전에 적용할 수 있는 2개의 기술
현재 나이트 비전 시스템 시장에는 두 개의 기술을 응용한 제품이 있다. 하나는 수동적 적외선이라고도 부르는 원적외선(FIR : Far Infra-Red)이며 다른 하나는 능동적 적외선이라고도 부르는 근적외선(NIR : Near Infra-Red) 기술이다.
근적외선(NIR) 시스템에서는 적외선을 자동차 앞쪽에 비춘다. 적외선 램프를 전조등에 함께 설치하는 경우가 많다. 도로, 사람 등 대상 물체에서 반사된 적외선은 이미지로 변환되어 모니터 화면에 표시된다. BMW의 나이트 비전에 사용되는 원적외선(FIR)은 대상물체나 사람이 방출하는 적외선의 온도 차이를 측정하며, 자동차에 적외선 램프를 설치할 필요가 없다.
러스 씨는 이렇게 설명했다. “나이트 비전 개발 프로젝트의 초기에 근적외선과 원적외선 기술 중 어느 것을 선택할 것인가 하는 문제가 제기됐다. 그 당시 우리 의견으로는 원적외선이 최선의 선택이었다. 다른 용도에서는 근적외선이 더 좋은 대안이 될 수도 있지만 자동차에 설치하여 사람과 장애물을 감지하는 데는 원적외선이 더 유리하다. 시험결과도 원적외선이 훨씬 더 먼 거리에서 보행자와 장애물을 더 신속하게 감지할 수 있었다. 뿐만 아니라 근적외선은 가시거리가 짧고 적외선 램프의 출력에 크게 의존한다. 대부분의 경우에 있어서 원적외선 시스템이 근적외선 시스템보다 더 우수하다."
원적외선 시스템은 사람과 물체를 더 먼 거리에서 감지할 수 있을 뿐만 아니라 필요한 부품 숫자가 적어 고장 빈도도 더 낮다. 또한, 원적외선 시스템은 대향 차량의 전조등, 신호등, 그리고 교통신호의 강한 반사광 등에 의하여 영향을 받지 않는다. 근적외선 시스템은 이미지 생성을 위하여 적외선을 발사하므로 대향 차량이 이런 시스템을 사용하는 경우 모니터에 매우 강한 이미지가 나타나게 된다. 이런 경우 운전자가 일시적으로 시력을 완전히 상실할 수도 있다.
BMW 나이트 비전과 같은 원적외선 시스템은 물체와 사람의 열복사선의 강도 차이에 따라 생성된 전체적인 이미지를 제공한다. 온도차이가 극히 작을 때라도 이 시스템은 그 차이를 감지하고 측정하여 선명한 영상을 제공할 수 있다. 원적외선 시스템은 가시광선에 의하여 영향을 받지 않으며 따라서 대향차나 기타 광원에 의하여 운전자가 시력을 잃게 될 염려가 없다.
근적외선 시스템은 도로 표지를 포함하여 도로의 완전한 이미지를 표시한다. 이런 방식이 더 유리해 보일 수도 있으나 화면이 복잡하므로 사람이나 장애물을 식별하기 어렵다. 그리고 처음에는 근적외선 이미지가 보기에 더 좋지만 익숙해지면 원적외선 이미지를 더 신속하게 식별할 수 있게 된다. 원적외선 시스템은 사람, 동물 그리고 장애물을 더 선명하고 더 신속하게 식별할 수 있으므로 대부분의 운전자들이 더 선호하고 있다.
BMW 나이트 비전은 장래의 큰 가능성을 알려주는 신호
다른 혁신적인 기술과 마찬가지로 BMW 나이트 비전 역시 몇 단계를 거쳐 발전해 나갈 것이다. 여기에 대하여 러스씨는 이렇게 말했다. “앞으로의 발전 방향은 이미지의 화질을 향상시키는 것이다. 차량 내의 적외선 이미지 디스플레이는 원래 군사용으로 개발되었으며, 군사용에는 화질이 크게 중요시되지 않는다. 적외선 카메라는 이미 선명한 이미지를 높은 해상도로 제공할 수 있으므로 다음 단계는 디스플레이 되는 이미지의 품질을 높이는 것이다. 장래에는 보행자를 자동 식별할 수 있으며 종합적인 교통상황 속에서 위험한 상황을 식별할 수 있는 소프트웨어가 개발될 것이다.”
이러한 자동 대상감지 기술은 이미 개발이 시작되었다. 그러나 아직 그 성능과 품질은 BMW와 그 고객이 요구하는 높은 수준에 미달하고 있다.
운전자의 책임의식을 저하시키지 않으면서 안전과 운전의 편의를 향상
자동차의 다른 안전장치와 마찬가지로 BMW 나이트 비전 시스템 역시 운전자와 승객의 안전을 확보하기 위하여 개발된 것이다. 운전자에게 필요한 안전 정보를 조기에 추가로 제공함으로써 사고를 방지할 수 있도록 한다. 도로의 교통상황 정보도 추가로 제공될 수 있다. 모든 사고의 약 50%는 운전자가 도로와 교통 상황에 대한 정보를 일찍 알지 못하기 때문에 발생하는 것이다.
BMW 나이트 비전 시스템은 운전자에게 운전의 즐거움을 제공한다. 도로와 교통 상황에 대한 충분한 정보가 제공되면 운전자는 위험한 야간에도 스트레스를 받지 않고 운전을 즐길 수 있게 되는 것이다.
그러나 BMW 나이트 비전 시스템이 완전한 안전을 보장할 수 있는 것은 아니다. 만일 그런 인식을 유도한다면 그것은 거짓이며 과장된 광고가 될 것이다.
중요한 것은 이 시스템의 기능을 충분히 이해하는 것과 운전자는 차량의 운전에 대한 전적인 책임을 가지고 있으며 부주의한 운전은 항상 사고를 유발할 수 있다는 것을 확실히 인식하는 것이다. 아무리 많은 안전장치를 설치하더라도 가장 중요한 것은 운전자 자신이다.
적외선 카메라의 자동화 수준 향상
적외선 카메라의 광범위한 응용 가능성과 이점은 점차 더 많은 사람들에게 알려지고 있다. 지금도 자동화시설, 보안시설, 해상안전 및 소방 등 여러 분야에서 적외선 카메라는 사고를 방지하고 인명을 보호하고 있다. 적외선 카메라는 대량생산 체제를 갖추고 첨단의 디텍터 기술과 결합되어 더욱 저렴한 비용으로 보급이 확대되고 있다.
FLIR Systems은 BMW의 고급 승용차에 사용되고 있는 첨단 적외선 카메라인 ‘PathFindIR’ 모델을 다양한 수송 장치에 응용하고 있다.
트럭과 버스
직업 운전기사들은 주간 운전시에도 서투르고 경험이 부족한 운전자, 복잡한 도로, 그리고 장시간 운전 등에 따르는 스트레스에 시달리고 있다. 이에 따라 운전자들뿐만 아니라 승객, 화물, 차량 또한 위험에 처하게 되는 것이다. 이러한 위험은 야간운전이나 악천후 시에 더욱 가중된다. 이때 적외선 카메라는 운전자와 차량, 승객과 화물의 안전에 크게 기여할 수 있다.
열차와 도시전철
야간이나 악천후 시의 운전에 따르는 위험은 도로를 운행하는 차량뿐 아니라 철도를 운행하는 열차와 도시전철에도 마찬가지이다. 열차와 전철은 제동거리가 매우 길므로 사고를 방지하기 위해서는 충분히 먼 거리에서 사람이나 장애물을 감지할 수 있어야 한다. 적외선 열화상은 열차가 어두운 터널을 주행할 때에도 크게 도움이 된다.
비상구조 차량
비상구조 차량은 사고현장에 최대한 신속하게 도착할 필요가 있다. 그러나 야간이나 악천후에서는 운행에 지장을 받게 된다. 또한, 화재 현장일 경우 운전자의 시야는 연기에 의하여 차단된다. 적외선 카메라는 연기를 투시할 수 있으므로 비상차량이 사고 현장에 안전하고 신속하게 도착하여 사고를 조기에 수습할 수 있도록 해준다.
군용 차량
군사 기동에서는 적에게 발견되지 않고 먼저 적을 발견하는 것이 승패를 좌우하게 된다. 이것은 군용 차량의 운전병에게 필수적인 사항이다. 적외선 카메라를 사용하면 군용차량의 전조등과 미등을 완전히 차폐한 상태로 운전병은 어두운 전방을 볼 수 있게 된다.
<자료제공 : FLIR Systems Korea(www.flir.com/kr)>
[월간 시큐리티월드 통권 제164호(info@boannews.com)]
<저작권자: 보안뉴스(www.boannews.com) 무단전재-재배포금지>
[2024-05-17] 
.jpg)
.jpg)
