교통 사각지대를 감시하는 후방 카메라 시스템
2012-04-02 이수진
이 규정은 2008년에 의회에서 통과된 아동교통안전법(KTSA)에 따른 것으로 미국에서 판매되는 신형 자동차에 대해서 자동차 후진시 운전자의 후방시야 확보를 높여 후진 시 발생하는 사고를 줄이기 위한 방안으로 나온 것이다.
고속도로교통안전협회의 자료에 따르면 미국에서는 자동차가 후진을 하면서 보행자나 자전거를 탄 사람을 보지 못해 일어나는 사고로 매년 약 228건의 사망사고와 17,000건의 상해사고가 발생하고 있다고 밝혔다.
미국에 일명 카메론 굴브란센 어린이 도로 안전법(Cameron Gulbransen Kids Transportation Safety Act이)라 불리는 후방카메라 법안은 2세 아동이 아버지의 차량에 치여 사망한 이후 제안됐다. 이후, 2011년 6월 17일 두 살, 네 살이 된 어린이 두 명이 후진하고 있는 GM 셰비 말리부 승용차에 치여 숨지는 사고가 발생한 일로 인해 키즈앤드카, 비영리 어린이보호 시민단체의 대표 재닛 퍼넬은 이 사고 이후 GM 본사로 달려가 자동차 후진사고로 인해 더는 어린이들이 다치지 않도록 새로운 안전장치를 장착해 줄 것을 요구했다. 이런 사고는 흔하게 어린 아이들이 집 근처나 진입로 근처에서 발생하는 경우가 많았고 부모가 운전하는 차에 치여 사망하는 경우도 발생했다. 이러한 사고를 줄이는 것이 고속도로교통안전협회가 추진중인 규정안 후방 카메라 의무화의 목적이다.
후방 카메라 시스템은 후방 사각지대를 없애주는 카메라와 자동차의 후방 영상을 보여주는 디스플레이로 구성되는데 디스플레이는 주로 센터 콘솔이나 룸미러에 설치된다.
후방 카메라 시스템의 효율성을 평가한 최근의 연구에 따르면 후방 카메라 시스템은 보행자를 감지하는 데 효과가 있으며, 룸미러 내에 후방 카메라 디스플레이가 장착됐을때 후진시의 갑작스러운 사고 방지율이 높아지는 것으로 나타났다.
그럼 후방 카메라가 차의 뒤쪽에 있는 물체를 감지하기에 얼마나 도움을 줄 수 있을까?
Exponent사가 후방 카메라 시스템에 대한 연구 자료를 바탕으로 설명해보는 시간을 가져보겠다.
실험 참여자들에게는 본 연구의 목적에 대해 알리지 않았고, 눈동자의 움직임, 시선의 위치, 빈도 및 시간을 기록할 수 있는 아이트래킹(Eye-tracking) 장치를 착용했다. 차량 내의 카메라는 각 테스트 피실험자의 운전상황을 녹화했으며, 컴퓨터화된 차량 모니터링 시스템은 브레이크와 엑셀레이터의 데이터를 기록했다.
■ 연구방법
연구는 6가지 항목의 데이터에 따라서 후방 카메라 디스플레이의 위치별 효율성을 비교하고 대조하도록 고안했다.
1. 장애물 대처능력
2. 시선의 움직임
3. 응시 시간
4. 반응 시간
5. 디스플레이 활용
6. 운전자 평가
본 연구는 각각 다른 위치에 후방 카메라 디스플레이가 장착된 2011년형 포드 에지(Edge) 모델을 통해 시행했다.
- 룸미러에 3.3인치 디스플레이(IMD)를 장착한 포드에지(Edge) SE 모델
- 센터콘솔에 4.3인치 소형 디스플레이(SD)를 장착한 포드에지(Edge) SEL 모델
- 센터콘솔에 8인치 디스플레이(LD)를 장착한 포드 에지(Edge) Limited 모델
- SE 모델에서 미러 디스플레이를 꺼놓은 상태에서 디스플레이가 없는 (ND) 조건을 측정했다.
본 연구에서는 총 77명이 참여했다. 후방 카메라 시스템을 사용한 경험이 거의 없는 운전자들로 제한하기 위해 미리 사전심사를 거쳤다. 각 참여자는 한 대의 차에 탑승해 다음 네 가지 상황별 운전 테스트를 받았다. 후진으로 주차구획에 들어가기, 후진으로 차고에서 나오기, 평행주자 및 후진으로 진입로에서 내려오기. 네 번째 테스트를 수행할 때는 긴박하고 돌발적인 상황을 연출하기 위해 숨겨진 트림와이퍼(trip wire) 위로 차량을 후진했다.
■ 실험결과
1. 장애물 대처능력에 따른 실험결과
장애물 대처능력에 대한 이전의 실험들은 차량에 후진기어를 넣자마자 즉시 디스플레이에서 볼 수 있었던 정적인 돌발상황(예- 사전예고 없이 차량 뒤에 원뿔형 도로표지를 놓아둠)을 연출했지만 본 연구에서는 후진 중에 발생하는 동적인 돌발상황을 연출했는데, 이것은 장애물 대처능력이 부분적으로는 후진 과정에서 복수의 디스플레이를 동시에 볼 수 있는 운전자의 능력에 따라 달라질 수 있음을 알 수 있었다.
운전자들은 후방카메라 디스플레이가 작동할 때는 위험상황이나 장애물에 대한 대처능력이 2~3배 가량 높게 나타났는데 장애물을 피하는 성공률은 각 디스플레이 유형별로 달랐다.
LD형의 성공률이 가장 낮았고, IMD와 SD는 동일하나 성공률을 보였다.
2. 시선의 움직임
앞에서도 언급했다싶이 돌발상황은 동적인 성격을 가지고 있기 때문에 장애물 회피 성공율은 부분적으로 후진과정에서 운전자가 디스플레이의 여러 화면을 주시해 그 상황을 종합하는 능력에 의해 결정된다. 즉 장애물 회피 성공률은 운전자 각자의 응시패턴에 디스플레이를 활용하는 능력을 종합해 결정되는 것이다.
디스플레이가 없는 경우
<밑 그림의 화살표는 시선의 움직임 경로를 보여주는 것이다. 여기서 백분율은 운전자가 자동차를 후진시키는 데 소요된 총 시간에서 특정위치를 응시하는 데 소요된 평균시간이 차지하는 비중을 나타낸 값이다.>
화살표는 시선의 움직임 경로를 보여준다.
여기서의 백분율은 운전자가 자동차를 후진시키는 데 소요된 총 시간에서 특정 위치를 응시하는 데 소요된 평균시간이 차지하는 비중을 나타낸 값이다.
미러통합형 디스플레이
룸미러에 디스플레이가 장착된 경우, 운전자의 시선 움직임은 디스플레이가 없이 후진하는 운전자의 응시패턴과 유사했고 약간의 응시패턴 전환이 필요했다. 룸미러에 장착된 디스플레이를 사용한 운전자는 디스플레이를 보는 데 27%, 미러를 보는데 15%의 시간을 할애했다.
효율적 총 응시율: 42%
소형 디스플레이
소형 디스플레이를 사용한 운전자의 시선 움직임은 좀 더 복잡했다. 소형 디스플레이를 사용한 운전자는 디스플레이를 보는데 14%, 룸미러를 보는 데 20%의 시간을 사용했다.
총 효율적 응시율은 34%
대형 디스플레이
대형 디스플레이를 사용하는 운전자의 시선 움직임은 디스플레이를 보는데 14%, 룸미러를 보는데 15%의 시간을 할애했다.
총 효율적 응시율: 28%
3. 응시시간
후진시 잠재적 장애물을 대처하는 운전자의 능력은 후방 카메라 활용에 할애하는 시간과 디스플레이의 상황을 운전자의 응시패턴에 얼마나 효과적으로 적용시킬 수 있느냐와 직접적으로 관련된다.
밑의 표를 보면 IMD 장착 차량의 운전자는 다른 위치의 디스플레이 장착차량의 운전자보다 2배 가량 후방 카메라 디스플레이를 활용하고 있다는 것을 알 수 있었고, 룸미러에 디스플레이가 장착된 경우에는 운전자 디스플레이의 위치가 다른 곳에 장착된 경우에 운전자보다 효율적인 응시(디스플레이와 후방 미러를 동시에 주시)를 할 수 있었다.
운전자들은 디스플레이의 유형에 상관없이 비슷한 시간 동안 룸미러를 보는 것으로 나타났다.
차량 뒤쪽에 무엇이 있는지를 직접적으로 보여줄 수 있는 것은 디스플레이 밖에 없으므로 디스플레이를 응시하는 것이 중요하다.
4. 디스플레이 활용
운전자에게 후방카메라 디스플레이를 사용할 것을 요구하지 않았으며, 화면의 정보를 후진과정에 적용하는 운전자의 비율에 대해 조사했다.
실험에 참여한 운전자의 대부분을 차지했던 18~59세 사이의 운전자는 디스플레이의 정보를 후진조작에 활용할 가능성이 높았다. 그러나 고령 운전자들은 디스플레이의 위치가 어디에 있든 간에 디스플레이를 활용하지 않는 경향이 있었다. 운전자들은 다른 위치의 디스플레이에 비해 후방 미러에 디스플레이가 장착된 것을 더 많이 이용했다.
- 소형 디스플레이에 비해 39% 높게
- 대형 디스플레이에 비해 21% 높게
IMD 차량을 운전한 여성운전자들 100%가 후방 카메라 디스플레이를 이용했다.
5. 고개를 돌려 후방을 보기
고개를 돌려 후방을 보면 운전자는 자동차 후진을 성공적으로 마치는 데 필요한 정보를 얻을 수 있지만, 모든 차량은 후진 시 사각지대가 크기 때문에 고개를 돌려서 확인을 해도 차량 바로 뒤의 상황은 볼 수 없었다. 후진시 주로 고개를 돌려 후방을 확인하는 운전자는 후방 카메라로써만 볼 수 있는 잠재적 장애물을 발견하기가 매우 어렵다는 것을 알 수 있다.
IMD 차량의 운전자는 후방 카메라 디스플레이가 없는 차량의 운전자에 비해 고개를 돌려 후방을 확인하는 경우가 51%나 적었다.
소형 디스플레이와 대형 디스플레이가 장착된 차량운전자들이 고개를 돌려 후방을 보는 비율은 디스플레이가 없는 차량의 운전자보다 각각 26% 및 10%가 적었다.
6. 반응시간
반응시간을 확인하기 위해 참여자 각각에 대한 브레이크 및 엑셀레이터 데이터를 기록했다. 반응시간은 장애물이 나타난 시점(후진시 차량이 트림 와이어를 밟았을 때)과 브레이크를 밟기 시작한 시점 간의 차이로 산정됐다.
룸미러에 디스플레이가 장착된 차량의 운전자는 장애물 발견 후 브레이크를 밟는 시간이 다른 유형의 운전자보다 2배 빨랐다.
시속 3마일에서, 룸미러에 디스플레이가 장착된 차량 운전자의 반응속도는 더 빨랐고 제동거리 또한 향상됐다.
- 대형 디스플레이의 경우와 비교해 6.64피트 짧음
- 소형 디스플레이의 경우와 비교해 7.52피트 짧음
실험 참가자들은 자신에게 할당된 실험을 마친 후, 나머지 다른 참여자들의 각 유형별 실험도를 참관하도록 했고, 그 후 간단한 설문조사를 진행했다.
참가자들은 디스플레이를 어디에 장착했을 때 가장 안전하게 볼 수 있다고 생각 하는가에 대한 물음에 운전자의 60%가 가장 안전한 위치로 디스플레이를 룸미러에 장착하는 것이라고 답했고, 소형 디스플레이와 대형 디스플레이로 대답한 경우는 각각 32%와 8%였다.
또한 후방카메라의 디스플레이 위치는 어느 곳이 가장 적합하다고 생각하냐?라는 물음에는 운전자의 58%가 룸미러에 장착된 것이 가장 적합하다고 응답했고, 대형 디스플레이와 소형 디스플레이는 각각 33%와 9%의 운전자가 선택했다.
미러 디스플레이는 안전사양이라는 물음에는 안전사양에 속한다는 응답이 많았으며, 후방카메라의 디스플레이 위치는 어느 곳이 가장 적합하다고 생각하냐라는 물음에는 대부분 운전자들은 본 실험에서 자신들이 어떤 디스플레이를 사용했는지와는 상관없이 후방카메라의 디스플레이가 룸미러에 있을 때 보기가 가장 자연스럽다고 응답했다.
마지막으로 다른 종류의 운전자 정보를 위한 디스플레이를 룸미러에 장착하는 것이 옳다고 생각하고, 어떤 종류가 적합하다고 생각하냐는 물음에 참여자들은 안전사양 및 네비게이션 정보를 위한 디스플레이가 룸미러에 장착되는 것이 적합하다고 응답했다.
이 실험으로 인해 디스플레이를 통한 돌발상황을 겪었을 시 운전자의 반응이 더 빨랐고, 예측하지 못한 위험물과의 충돌 가능성을 감소시키는 데 효과적이었다는 것을 알 수 있었다.
미국 도로교통안전국의 2010년 제안서에 따르면 이러한 사각지대 방지 법안은 연간 95~112건의 사망사고를 줄일 수 있으며 7000~8000건의 부상사고를 줄일 수 있을 것으로 예상된다고 밝혔다.
■ 국내 후방 카메라 산업은?
경찰청 통계자료에 따르면 국내에서도 어린이, 즉 13세 미만의 교통사고 수가 2009년 14,980건, 10년 14,095건으로 2009년과 대비했을 때 약 5.9% 감소하고 있는 양상을 나타냈지만 아직까지도 많은 교통사고가 일어나고 있었다.
또한, 초등학교 주변에서 차량속도, 신호등, 신호주기 등 교통시설과 체제를 어른 중심에서 어린이 중심으로 바꾸는 곳인 스쿨존에서도 스쿨존 내 교통사고가 2006년 323건에서 ▲2007년 345건 ▲2008년 517건 ▲2009년 535건 ▲2010년 733건으로 매년 증가하고 있는 추세인 것으로 나타났다.
[그림] 스쿨존 사고 현황
2011년 중앙일보 보도에서도 어린이 통학버스로 신고하기 위해 여러 조건이 있지만, 사각지대 사고 예방을 위한 장치는 상대적으로 미비해 이와 관련된 사고가 끊이지 않는다고 보도했다. 그간 차량 후방 사각지대에 대한 안전장치가 미비했다는 것을 보여주는 것.
국내에도 어린이 교통사고가 높은만큼 국내 자동차 업계에서도 속속들이 후방 카메라를 설치해 판매를 하고 있다. 현대자동차 i30도 후방 엠블럼 내부에 장착된 후방 카메라를 제공한 신차를 선보였고, 혼다를 비롯한 해외 자동차 업체에서도 후방 카메라를 장착해준다고 광고를 할 만큼 후방 카메라에 대한 관심이 많아지고 소비자 또한 후방 카메라의 장착에 큰 관심을 가지는 등 자동차 구매의 조건이 돼 가고 있었다. 후방 카메라는 주·정차에서도 큰 도움을 받을 뿐 아니라, 교통사고 예방에도 탁월한 효과가 있을 것으로 예상되기 때문에 앞으로 후방 카메라에 대한 소비자의 관심이 날로 증가할 것으로 보인다.
■ 후방카메라 산업의 전망
현재 미국 도로교통안전국에서는 후방 카메라가 필요하다는 것은 인정하지만 2012년 12월 31일까지 마지막 결정을 보류한다고 발표했다. 그 이유는 후방 카메라 장치당 차량 당 약 159~203달러, 디스플레이가 있는 경우에는 88억~158달러의 추가 비용이 들 것으로 예측되고 있기 때문이다. 즉 2014년에 판매될 1660만대 차량에 19~27억 달러의 추가 비용이 발생하는 것이다. 하지만 코트라 관계자의 보고서에 따르면 현재 미국에서는 약 45%의 차량과 트럭에 후방카메라를 사용하고 있고, 높은 설치비용이 들긴 하지만 교통 사각지대로 인한 아동들의 차량사고를 막을 수 있을 것으로 기대된다고 했다. 또 법안이 확정되면 미국의 신차에 후방카메라를 장착하는 OEM 시장이 커지겠지만 법안 발효와 맞물려 애프터마켓에서의 수요 증가가 예상된다고 전했다. 그 밖에도 한미FTA 발효에 따른 한국기업들의 자동차부품 수요 증가와 맞물려 이미 후방카메라를 애프터마켓에서 많이 활용하는 한국기업의 진출 확대가 예상된다고 시장을 전망했다.
우리나라에서도 2012년 인천에서 3월 27일 아파트내 후진하던 쓰레기차에 치여 어린이가 사망하는 사고가 있었다. 관계청은 청소차량 후방 카메라 장착과 정기교육 등의 조치를 약속했다. 운전자가 사각지대를 인식하지 못하고 일어난 교통사고로 인해 어린 생명의 안타까운 목숨을 빼앗아가지 않기 위해서 후방 카메라와 같은 운전자가 감지할 수 없는 사각지대까지 관리할 수 있는 방안을 마련해야 할 것으로 사료되기 때문에 후방 카메라 산업은 지속적인 성장을 거듭할 것으로 예상된다.
이수진 기자 (lsj@techworld.co.kr)
[참고문헌]
1. 고속도로교통안전협회 (2006). Vehicle Backover Avoidance Technology Study. 의회보고서.
2. Mazzae EN (2010). 비실험실 상황에서 후방비디오 및 센서기반 후진 지원 시스템의 운전자 이용NHTSA-2010-0162.
3. Llaneras Robert E, Neurauter M Lucas and Green Charles A (2011). 후방 시야 시스템의 효율성을 반감시키는 요인. SAE 2011-01-0549.
4. 경찰청 통계자료 (2011), 2010년 교통사고통계.
5. 중앙일보.
6. 혼다 보도자료.
7. CNN Money, New York Times, Bloomberg 등
8. 실험자료: 연구 기관 : Exponent 연구, 의뢰기관: Gentec
9. KOTRA