1. 개요
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.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.
2. 특징
차선이탈 경보 시스템은 차량에 탑재된 카메라가 차선을 인식하는 것에서 시작한다. 차선이탈 경보 시스템을 위한 카메라는 전방을 주시하기 때문에 센서 모듈은 보통 전면 유리 상단부와 룸미러 사이에 장착을[1] 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. 카메라는 좌우의 차선을 인식하며, 연산장치가 각 차선과 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.시스템은 설정된 작동 주행속도 이상으로 달릴때 활성화 되며, 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.
2010년대에 접어들며 시스템의 개입과 작용이 확대된 차로 이탈방지 보조(LKAS, Lane Keeping Assist System), 차로 유지 보조((LFA, Lane Following Assist)로 발전됐다. LKAS부터는 한발 더 나아가 자동으로 조향 제어를 하여 위험 상황을 회피하는 차선 유지 보조 시스템 기능까지 추가되며, 핸들 혹은 시트에 진동모터를 추가해 차선을 이탈할 경우 운전자에게 경고를 하고 컴퓨터가 스티어링에도 개입하여 차선을 따라 주행하도록 만든다. 여기서 기반이 되는 기술 자체는 차선이탈 경보 시스템과 거의 동일하기 때문에 전자식 파워 스티어링(EPS, Electric Power Steering)과 제어 알고리즘만 있으면 구현할 수 있어 점점 함께 장착되는 추세이다.[2]
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.
다만 LDWS/LKAS 기능 자체는 자율주행이 아니며, 기능이 오용되는 것을 막기 위해 일정 시간 이상 핸들에 운전자의 입력이 감지되지 않으면 해제된다.[3]
이렇듯 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
2025년 기준 차선이탈 경보 시스템이라는 개념이 세상에 나온 지는 20년 정도로 얼마 되지 않았고, 최초의 차선이탈 경보 시스템은 차선 유지를 도와주는 정도였다. 독일 브랜드에서는 아우디가 2007년 최초로 적용했었고, 한국에는 무려 2006년 쌍용자동차의 체어맨[4]에 장착되면서 소개되었다. 그러나 당시 적용된 기술 수준은 사고 예방 차원으로 운전자에게 경보를 주지는 못했다. 우리가 아는 '경보' 개념의 차선이탈 방지는 BMW가 2008년 처음으로 도입을 시작했다. 차량용 카메라 부분 세계 1위 기업인 모빌아이(Mobileye)의 제품이 사용됐다. 비슷한 시기 제네럴 모터스(GM) 산하의 캐딜락이 차선이탈 경보 시스템을 도입했다. 독일 3사 중에서는 메르세데스-벤츠가 2009년 마지막으로 도입했다.[1] 이런 이유로 LDWS용 순정 앞유리는 카메라 모듈의 장착부가 달리는 동시에 카메라 부근의 프릿(검은색 세라믹 도료로 칠해진 점들)도 카메라 시선을 따라 제거되었다. 따라서 LDSW용 앞유리가 따로 있다. 이런 이유로 카메라 장착부만 빼지 않고 유리 전체가 가려지도록 진한 선팅을 무작정 하는건 좋지 않다.[2] 다만 LDWS와 LKAS는 카메라 모듈의 감도와 소프트웨어에도 차이가 있기 때문에 LDWS~LKAS 과도기였던 2010년대 중반에 나온 차량들의 경우, 연식변경으로 LDWS가 LKAS로 교체된 사례들도 있지만 브라켓 장착부만 같고 카메라와 연산장치는 새로 등록되었다. 따라서 단순 해킹 개조로 LDWS를 LKAS로 만들 수 있는건 아니다.[3] 이를 회피하는 꼼수로 스티어링 휠의 압력 센서에 물병같은 물건을 끼우는 방법까지 나왔지만, 제조사에서 하지 말라고 하는걸 했다가 사고가 나면 운전자 본인 손해이니 하지 말아야 한다.[4] 국내최초로 적용된 기술이었으나 최고등급 모델이었던 cm700s 마제스티s 등급 한정으로 장착되었다. 그런데 정작 완전변경 후속 모델인 체어맨 w에선 이 옵션을 제공하지 않았다는 점이 아이러니.