1. 설명
차선이탈 경보 시스템(LDWS, Lane Departure Warning System)은 전방 카메라 영상과 차량 신호정보를 이용하여 운전자의 부주의에 의한 차선 이탈 여부를 판단하여, 차선 이탈 위험이 예측되는 경우 경보를 울려주는 시스템이다. 차로이탈 경고장치, 차선유지 어시스트(Lane Keeping Assist) 또는 영어 약자로 LDWS(엘디더블유에스)라고도 부른다
2. 개요
차선이탈 경보 시스템은 차량에 탑재된 카메라가 차선을 인식하는 것에서 시작한다. 좌우의 차선을 인식해 카메라와의 거리를 계산해 차선 가운데로 가고 있는지를 판단하는 것이다. 왼쪽 혹은 오른쪽의 차선이 카메라와 가까워지면 차량이 차선 중앙을 주행하지 않는 것으로 판단한다. 비교적 간단해 보이지만 카메라의 차선 인식률과 차선의 마모, 악천후에서의 차선 인식 등의 문제로 높은 수준의 기술을 요구한다. 최근엔 주행 조향 보조시스템(LKAS, Lane Keeping Assist System)으로 발전됐다. 핸들 혹은 시트에 진동모터를 추가해 차선을 이탈할 경우 운전자에게 경고를 한다. 자율주행차를 만드는 데 있어 핵심 기술로 불린다. 미국 고속도로 안전협회(IIHS)는 차선이탈 방지의 유무에 따라 사고 발생률이 11%까지 줄일 수 있다고 밝혔다. 후측방 경보(BSD, Blind Spot Detection)이 함께 사용되면 최대 21%다. 사고 건수로는 미국 기준 8만 5,000건에 달한다. 지난 2015년 국내 교통사고는 23만 2천여 건, 월평균 1만 9천 건 수준이다. 이 중에 차선위반으로 인한 사고는 1만 5,600여 건, 월평균 1,300여 건이다. 비율로 계산하면 차선 위반 사고를 3,200건 수준으로 낮출 수 있다.3. 역사
2017년 기준 차선이탈 경보 시스템이라는 개념이 세상에 나온 지 20년이 채 되지 않았다. 최초의 차선이탈 경보 시스템은 차선 유지를 도와주는 정도였다. 독일 브랜드에서는 아우디(Audi)가 2007년 최초로 적용했지만, 당시 적용된 기술 역시 예방 차원으로 운전자에게 경보를 주지는 못했다. 우리가 아는 '경보' 개념의 차선이탈 방지는 비엠더블유(BMW)가 2008년 처음으로 도입을 시작했다. 차량용 카메라 부분 세계 1위 기업인 모빌아이(Mobileye)의 제품이 사용됐다. 비슷한 시기 제네럴 모터스(GM) 산하의 캐딜락(Cadillac)이 차선이탈 경보 시스템을 도입했다. 독일 3사 중에서는 메르세데스-벤츠(Mercedes-Benz)가 2009년 마지막으로 도입했다.
4. 특징
차선이탈 경보 시스템은 다양한 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS, Advanced Driver Assistance Systems) 기능의 하나로 카메라 센서를 이용하여 차선을 감지함으로써 차량 충돌 사고의 주요 원인인 차선 이탈 상황을 감지해 운전자에게 진동, 소리, 시각 효과 등으로 경고해 주는 시스템을 의미한다. 운전자가 방향 지시등 없이 차선 변경을 시도하는 경우 차선이탈 경보 시스템은 위험 상황이라 판단을 하고 운전자에게 경고를 해 주는 것이다. 차선이탈 경보 시스템을 위한 카메라는 전방을 주시하기 때문에 센서 모듈은 보통 전면 유리와 룸미러 사이에 장착을 하고 카메라 센서와 카메라로부터 오는 영상을 실시간으로 처리하는 영상처리 알고리즘을 구동하는 전자제어유닛 및 위험 상황 감지 시 경고를 할 수 있는 휴먼 머신 인터페이스(HMI, Human Machine Interface) 등으로 구성된다. 운전자가 방향 표시등을 켜지 않고 차선 변경을 시도하거나 졸음 등의 부주의로 인해 차선을 넘어 주행하려고 할 때 카메라로 전방의 차선을 인식하여 안전거리보다 차선에 가깝게 다가가는 경우 경고등, 음성, 진동 등으로 경고를 해준다. 차선 이탈 시 위험 상황을 경고해주는 차선이탈 경보 시스템에서 한발 더 나아가 자동으로 조향 제어를 하여 위험 상황을 회피하는 차선 유지 보조 시스템 기능은 차선이탈 경보 시스템과 카메라 기술은 거의 동일하기 때문에 전자식 파워 스티어링(EPS, Electric Power Steering)과 제어 알고리즘만 있으면 구현할 수 있어 점점 함께 장착되는 추세이다. 이 뿐만 아니라 도로상의 표지판 인식(TSR, Traffic Sign Recognition)을 통해 제한 속도에 맞춰 차량 속도를 자동으로 제어하는 등의 기능으로 확대되는 추세이며, 최근에는 도로상의 차량뿐만 아니라 사고의 위험이 될 수 있는 보행자나 동물까지 인식할 수 있는 기술이 개발되고 있다.