어라운드 뷰 모니터

자동차 내부 장치
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1. 개요2. 상세3. 원리4. 장점5. 단점6. AVM 동작 조건7. 기타

1. 개요

제네시스 G90에 탑재된 어라운드 뷰 모니터[1]

주차하거나 좁은 길을 지날 때 운전자를 돕는 장치들이 있다. 이 중 차량의 전, 후, 좌, 우에 장착된 카메라로 촬영한 영상을 이용하여 차량 주위 360°의 상황을 위에서 내려다본 것 같은 영상을 만들어 차 안의 모니터를 통해 운전자에게 제공하는 장치가 '어라운드 뷰 모니터(AVM, Around View Monitor)'이다.

제조사에 따라 '탑 뷰(Top view)' 또는 '버드 아이 뷰(Bird's eye view)'라고 부르기도 하며, 현대자동차그룹에서는 '서라운드 뷰 모니터(SVM, Surround View Monitor)', 폭스바겐 그룹에서는 '에어리어 뷰(Area View)'라고 부른다.

2. 상세

닛산의 고급 브랜드인 인피니티의 2008년형 EX35(QX50)에 탑재된 것이 최초로 알려져 있으며[2], 닛산이 붙인 명칭이 일반 명사처럼 쓰인다. 닛산에서는 고급 모델로 올라가야 탑재되는 경우가 많지만 2020년대 이후로 국산차에서는 준중형차나 소형 SUV에도 옵션으로 선택 가능할 정도로 대중화되었다.

서라운드 뷰를 구현하는 카메라는 넓은 시야를 확보해야 하므로 아주 넓은 화각을 가지는 초광각 카메라 모듈을 사용한다. 그런데 이러한 초광각 렌즈는 어안렌즈 수준의 상당한 왜곡을 가지고 있으므로, 이를 잘 보정하여 평탄한 이미지를 만들고 다른 카메라 모듈의 이미지와 자연스럽게 이어붙이는 것이 서라운드 뷰의 핵심 기술이다.[3] 이 보정 기술이 제대로 되어 있지 않다면 차선이나 주차선이 휘어져 보이거나 이미지 간의 연결 부위가 상당히 지저분하게 보인다.

이에 대한 원천 기술은 닛산과 일본 회사인 클라리온이 합작하여 개발하였는데, 2011년경 닛산이 이에 대한 모든 라이센스를 클라리온에게 넘겼다고 한다. 그 이후 여러 회사들이 클라리온과 기술 제휴하여 탑재하는 경우가 많다. 물론, 자체 개발해서 탑재하는 자동차 회사들도 있다.

최신 차량은 위에서 내려다보는 각도(탑뷰)를 제공하는 것을 넘어서 아예 주변 환경과 차량의 이미지를 3D로 합성하여 원하는 각도대로 시점을 돌려볼 수 있는 기능을 제공한다. 주차 시 주변의 장애물을 확인할 수 있을 뿐 아니라 차량이나 사람이 접근하는지 볼 수도 있고, 지하 주차장 경사로가 좁은 옛날 건물 같은 곳에 큰 차를 가지고 진입할 때 매우 편리하다.

3. 원리

먼저 차량 주위 바닥에 바둑판 모양의 격자판을 펴 놓고 카메라로 촬영한다. 이 장치에서 사용하는 광각 카메라는 큰 시야각을 갖고 있어 사각지대가 줄지만 빛이 렌즈를 지날 때 렌즈 고유의 곡률로 인해 영상이 중심부는 볼록하고 중심부에서 멀수록 더 휘어지는 현상, 즉 렌즈에 의한 상의 왜곡이 발생한다. 이 왜곡에 영향을 주는 카메라 자체의 특징을 내부 변수라고 하며 왜곡 계수로 나타낸다. 이를 알 수 있다면 왜곡 모델을 설정하여 왜곡을 보정할 수 있다. 한편 차량에 장착된 카메라의 기울어짐 등으로 인해 발생하는 왜곡의 원인을 외부 변수라고 한다. 촬영된 영상과 실세계 격자판을 비교하면 영상에서 격자판이 회전한 각도나 격자판의 위치 변화를 통해 카메라의 기울어진 각도 등을 알 수 있으므로 왜곡을 보정할 수 있다.

왜곡 보정이 끝나면 영상의 점들에 대응하는 3차원 실세계의 점들을 추정하여 이로부터 원근 효과가 제거된 영상을 얻는 시점 변환이 필요하다. 카메라가 3차원 실세계를 2차원 영상으로 투영하면 크기가 동일한 물체라도 카메라로부터 멀리 있을수록 더 작게 나타나는데, 위에서 내려다보는 시점의 영상에서는 거리에 따른 물체의 크기 변화가 없어야 하기 때문이다.

왜곡이 보정된 영상에서의 몇 개의 점과 그에 대응하는 실세계 격자판의 점들의 위치를 알고 있다면, 영상의 모든 점들과 격자판의 점들 간의 대응 관계를 가상의 좌표계를 이용하여 기술할 수 있다. 이 대응 관계를 이용해서 영상의 점들을 격자의 모양과 격자 간의 상대적인 크기가 실세계에서와 동일하게 유지되도록 한 평면에 놓으면 2차원 영상으로 나타난다. 이때 얻은 영상이 위에서 내려다보는 시점의 영상이 된다. 이와 같은 방법으로 구한 각 방향의 영상을 합성하면 차량 주위를 위에서 내려다본 것 같은 영상이 만들어진다.

4. 장점

주차의 난이도가 매우 쉬워진다. 초보 운전자에게 어려운 것 중 하나가 주차인데, 이 장치가 탑재된 자동차라면 상당히 쉽게 주차할 수 있다. 특히 차급은 큰 것을 선호하는데 도로망과 주차장이 부족한 한국에서 인기가 높은 편이다. 1990년대만 해도 한국에서 주차 사각지대로 인해 주차 도중에 사람이 죽거나 다치는 인명 사고가 종종 뉴스에 나왔다. 때문에 주차 사각지대에 대해 예민한 사람들이 많았는데, 이 기술이 도입되자 반응이 매우 좋았다.[4]

일반적으로 이동 물체 감지 같은 경보 시스템과 연동되며, 이상 상황을 즉시 확인시켜 준다. 단지 센서로 알려 주는 것이 아니라 실제 영상을 보여 주기에 사각에서 일어나는 일을 더욱 더 정확히 알 수 있다. 따라서 사고의 위험성이 크게 감소된다.

다만 이렇게 여러 가지 주차 보조기능을 번잡스럽게 넣느니 자율주행 자동차를 타는 게 낫다는 것이 최근 자동차 개발의 추세다 보니 오히려 장기적으로는 효용성이 감소할 기술이라는 의견도 있다. 그러나, 어라운드 뷰 모니터의 적용은 점점 확대되어 가고 있다. 자동 주차 옵션은 2020년 기준으로 한국의 열악한 주차환경에서는 옵션가 대비 신뢰성과 효용성이 떨어지기[5] 때문이다. 게다가 최근에는 테슬라를 필두로 많은 업체들이 카메라 기반 자율주행 시스템을 도입하며 어라운드 뷰 구현에 필요한 하드웨어 및 소프트웨어가 자연스레 탑재되기에 해당 기술이 당장 도태될 일은 없다고 봐도 될 것이다.

5. 단점

가격이 매우 비싸다. 웬만한 고급 모델이 아니면 옵션 자체가 없었다.[6][7] 고급 중, 대형차에서도 최소 중상위 트림까지는 올라가야 이를 선택할 수 있는 경우가 많다. 이렇다보니 옵션 자체 비용은 대충 100~150만원 선이나 해당 옵션을 선택하기 위해서는 울며 겨자 먹기로 상위 트림을 가야 하는 경우가 대다수라 실제 추가 비용은 500만원 이상이 되는 경우가 많다. 보통은 어라운드 뷰가 목적이라기보단 트림을 올리는 게 목적이어서 있는 김에 쓰게 되거나 다른 안전/편의 옵션과 함께 묶음 상품으로 같이 쓰게 된다.

이렇게 제조사의 옵션질에 돈을 헌납하기 싫다면 서드파티 업체를 통해서 사제로 장착하는 것도 가능하다.[8] 단, 자동차 모델마다 크기가 다르고, 카메라의 설치 위치와 방향, 이에 따른 영상 보정 등이 다르기 때문에 작업 난이도가 높은 편이며, 옵션 특성상 배선 시공을 여기저기 해야 하므로 작업 시간이 오래 걸리고 공임이 많이 든다는 문제가 있다. 그리고 보통 측면카메라는 사이드미러 하단에 붙이는 식으로 시공을 하니 상관이 없지만, 전방과 후방 카메라는 장착 위치상 범퍼에 구멍을 뚫고 카메라를 달아야 하므로 시공을 하는 기술자의 손재주에 따라 구멍이 지저분하게 뚫어지는 등 보기에 좋지 못한 결과물이 나올 수도 있어 주의가 필요하다. 게다가 일부차종은 설치가 불가능한 경우가 있다.

6. AVM 동작 조건

원칙적으로 어라운드 뷰 모니터는 저속 주행시에만 동작하도록 되어 있다. 자동차 제조사마다 기준 속도가 다르지만, 현대자동차그룹 산하 제조사들[9]의 경우 아래와 같은 조건에서만 동작한다.

'시속 15km/h 이하 전진 시' 또는 '시속 10km/h 이하 후진 시 작동'
'변속 레버가 D, N, R 중 하나일 경우에만 작동'

지정된 속도 이상으로 주행하거나, 변속 레버가 P(주차) 상태에 있을 경우, 어라운드 뷰는 꺼지게 된다.

하지만 시간이 지나면서 기술이 발전함에 따라 일부 차량은 고속주행 시에도 후방카메라는 물론, 어라운드 뷰까지 작동시킬 수 있다. 특히 현대자동차그룹의 차량 대부분이 그러하다. 그러나 여전히 대다수의 차량은 일정 속도가 되면 어라운드 뷰를 작동시킬 수 없다.

7. 기타

자동 주행 또는 자동 주차 기능이 언급되는 차량은 거의 대부분 AVM과 연동되어 동작하는 경우가 많다. 이런 기술은 기본적으로 다수의 카메라가 필수적인데, 이를 합성해서 차선과 장애물을 구분하는 것은 가장 기본에 속하기 때문이다. 하지만 테슬라처럼 카메라의 위치가 차의 양쪽 측후방 등으로 AVM 기능을 구현하기가 어려운 위치에 있어 자율주행 패키지가 있어도 AVM은 지원하지 않는 케이스도 많아 단정짓기는 어렵다. 그래서 테슬라는 OTA를 통해 추후 어라운드 뷰를 지원할 예정이다. 카메라 배치의 한계는 AI를 이용해 보완할 것으로 보인다.

푸조의 e-2008에는 특이한 AVM이 탑재되어 있다. 후방 카메라 1개만 장착되어 있는데, 주차시 차량 움직임과 후방 카메라 영상을 합성하여 어라운드 뷰와 비슷한 효과를 내는 기능이 있다. 온전한 AVM은 아니지만, 후방 카메라만 있는 것보단 편하다고 한다.

비싼 가격이 문제지만 애초에 자체 가격대가 높아 크게 구애받지 않을 수 있고 모든 방향을 볼 수 있어 인명사고의 위험을 줄일 수 있다는 장점 때문에 건설기계와 상용차에 적극적으로 도입하고 있다.[10] 한국에서 2010년대 후반 출고되는 굴착기의 경우에는 상당수의 차량이 기본으로 장착된 채 나온다.

어라운드 뷰 모니터가 장착된 차량의 운전자는 차량 전후좌우 각 방향의 영상만 볼 수도 있다. 전방 부분, 후방 부분 또는 사이드 미러에 장착된 카메라로 좌우 부분만 보는 것도 가능하기 때문에 탑 뷰가 아닌 사이드 뷰, 프론트 뷰만 보는 사람도 있다.

현대자동차그룹은 최신 차종일수록 후측방 모니터 옵션과 패키지로 묶여 있다. 어라운드 뷰 모니터랑 같이 사이드 미러에 장착되는 광각 카메라를 기반으로 작동하는 기술이기 때문. 주로 현대자동차는 파킹어시스트, 제네시스는 드라이빙 어시스턴스 패키지 Ⅰ[11], 기아는 모니터링 팩으로 부른다.

[1] 오른쪽의 영상을 통해 위에서 내려다본 것 같은 영상을 볼 수 있고, 왼쪽의 영상을 통해 차량 주위 공간을 둘러볼 수 있다. [2] 이 차량이 발표된 해가 2007년이므로 2007년을 최초로 언급하기도 한다. [3] 이와 관련된 기술 역시 닛산이 다수 확보하고 있다. [4] 기아 카니발이 유독 어라운드 뷰 모니터 선택율이 높은 이유이다. 차가 크고 가족용으로 많이 쓰기 때문에 어린이들이 하차한 뒤에 주차를 할 때 사고가 날 가능성이 높기 때문이다. [5] 예를 들어 직각주차의 경우 자동 주차 기능은 보통 남은 공간이 양옆 1미터 정도 남아야 동작하는데 한국의 주차장 폭 규정에 맞춘 주차장에서 경차가 아니라면 이 만큼 공간이 남기가 어렵다. [6] 그래도 현대자동차그룹의 경우 가격대비 옵션이 풍성한 편이라 어라운드 뷰 옵션은 2010년대 초중반만 해도 그랜저, K7부터 선택 가능했지만 시간이 흐르면서 쏘나타, K5에도 선택이 가능하게 되었고 2020년대 이후로는 준중형 세단이나 소형 SUV에서도 어라운드 뷰 모니터 옵션을 선택할 수 있게 되었다. 반면 수입차로 넘어가면 돈을 내고 달고 싶어도 옵션 자체가 없어서 못 다는 경우가 많다. 이는 캠리같은 3,500만원짜리 저가 수입 중형차에서 두드러진다. [7] 상술했듯이 한국의 주차난 특성상 주차편의 옵션 선택률이 높은 편이다. # [8] 르노코리아의 경우 2021년 9월 기준으로 모든 차종에 어라운드 뷰 모니터를 장착할 수 있는데, 이는 순정 옵션이 아니라 출고 후 별도로 장착하는 용품이다. 즉, 르노 정품이 아니라 사제인 것을 르노코리아에서 공식적으로 장착해 주는 것이다. 이런 식으로 옵션품목을 운영하는 것은 메이커와 딜러의 역할이 명확하게 구분되어 있는 미국, 일본 등에서는 흔한 것으로서 일반적으로 '딜러 옵션'으로 운영되는 것인데, 우리나라에서는 흔하지 않은 방식이지만 르노코리아에서는 그것과 유사한 방법으로 옵션을 운영하고 있다. 가격표상에서 기본 표에 나와 있지 않고 뒷쪽에 별도 항목으로 독립되어 있는 것이 이런 '출고 후 장착하는 용품' 등이다. 현대기아에서도 트렁크 고무 매트, 고성능 서스펜션/브레이크 부품 등을 이런 식으로 운영한다. [9] 현대자동차, 제네시스, 기아. [10] 일부 지자체에서는 상용차에 어라운드 뷰 모니터 장착 지원금을 주기도 한다. [11] 드라이빙 어시스턴스 패키지 Ⅱ는 현대의 스마트 센스, 기아의 드라이브 와이즈처럼 전방 충돌방지 보조(교차로 교차 차량, 추월 시 대향차, 측방 접근차, 회피 조향 보조 기능), 내비게이션 기반 스마트 크루즈 컨트롤(진출입로), 고속도로 주행 보조 2(차로 변경 보조 기능)가 주로 포함되어 있다.