이미지 크게보기 현대모비스가 투자한 영국 엔비직스의 증강현실(AR) 헤드업디스플레이는 자동차 앞유리에 화살표로 경로를 안내해 준다. 현대모비스 제공

AR 헤드업디스플레이 기술경쟁 치열

車 앞유리에 주행정보 투영
운전자 시선따라 입체 표시
시야각 넓고 반응속도 빨라

벤츠, 올해 신차에 탑재 예정
현대차·폭스바겐 등도 투자
현대모비스는 원천기술 확보

운전을 하다 보면 고속도로를 달리다 목적지 방향으로 빠져나가야 할 출구를 놓치거나 회전식 교차로에서 잘못된 쪽으로 나가는 바람에 한참을 더 달려 돌아온 경험이 있을 것이다.

익숙하지 않은 초행길에서 헷갈리는 내비게이션 안내화면으로 시선을 돌리느라 전방과 후측방을 주시하지 못해 사고 위험이 생길 수도 있다. 이런 위험성을 줄이는 데 도움이 될 차세대 인포테인먼트(인포메이션+엔터테인먼트) 핵심부품으로 운전자의 시선을 분산시키지 않는 헤드업디스플레이(HUD)가 떠오르고 있다. 특히 최근에는 인포테인먼트 모니터에 이어 HUD에도 증강현실(AR) 기능을 도입하려는 기술개발 경쟁이 뜨겁다.

15일 관련 업계에 따르면, HUD는 하드웨어에 해당하는 광원, 속도·방향 등의 처리가 가능한 소프트웨어, 스크린 역할을 하는 자동차 유리나 별도 창으로 구성된다. 크게 자동차 앞유리에 주행정보를 투영하는 ‘윈드실드 타입’과 별도의 투명한 창에 이미지를 투사하는 ‘컴바이너 타입’으로 나뉘는데, 윈드실드 타입이 상대적으로 고가 차종에 주로 탑재되고 있다.

최근에는 윈드실드 타입을 중심으로 HUD에 AR 기능을 도입한 3D 기술개발이 활발하게 진행되고 있다. 내비게이션처럼 지도 위에 주행정보를 표시하는 게 아니라, 운전자가 바라보는 시선 정면에 입체적으로 주행정보가 그려지는 기술이다.

100m 앞에 보이는 교차로 1차선을 따라 좌회전을 하라고 허공에 그려주고, 고속도로를 달리다가 멀리 앞에 보이는 산을 쳐다보면 정상 부위에 산의 이름이 나타나는 식이다.

업계에 따르면, AR HUD가 적용되면 신용카드 크기의 현재 HUD보다 시야각이 훨씬 넓어지고 반응 속도도 빨라진다. 앞유리창을 넘어 내가 바라보는 모든 곳이 정보창이 된다. 카메라 초점 원리를 활용해 가깝게는 주위 3개 차선의 운행정보를 알려주거나 100m 앞 식당 간판 위에 ‘맛집’ 표시를 해줄 수도 있다.

이미지 크게보기 엔비직스 증강현실(AR) 헤드업디스플레이 장착 차량 앞유리에 목적지 위치와 남은 거리, 현재 속도와 규정 속도가 표시돼 있다. 엔비직스 홈페이지

자율주행 시대가 되면 차량 주변 상황을 인지하는 센서(카메라, 레이더 등)가 더 늘어나고, 이를 통해 운전자에게 보여줄 수 있는 정보량도 급증하게 된다. 이에 AR 기술을 탑재한 HUD 시장을 선점하려는 경쟁도 치열하다. 메르세데스-벤츠는 올해 선보일 신형 S 클래스에 AR HUD를 탑재할 계획이다.

특히 원천 광학기술을 확보한 극소수 스타트업과 협력하기 위해 완성차업체 및 대형 부품사들이 전략적 투자에 나서고 있다. 폭스바겐은 독일 스타트업인 시리얼(SeeReal)에 투자했다. 국내에선 현대자동차가 홀로그램 AR HUD 개발을 위해 스위스 웨이레이(WayRay)에 투자한 바 있다. 또 지난해 현대모비스는 영국 엔비직스(Envisics)에 2500만 달러(약 300억 원) 규모의 투자를 단행했다.

현대모비스가 투자한 엔비직스는 디지털 홀로그램 기술을 바탕으로 3단계 이상 자율주행차에 최적화된 원천기술을 확보한 것으로 알려졌다. 기존 디지털 홀로그램 기술의 단점인 속도 지연, 화질 저하 문제를 딥러닝 기반 알고리즘으로 해결했다. AR HUD는 크게 기하광학 방식과 홀로그램 방식으로 구현할 수 있다. 기하광학 방식은 넓은 공간이 필요해 대형 럭셔리 세단이나 전기차에 주로 적용된다.

반면 디지털 홀로그램은 별도의 광학 장치 없이 소프트웨어만으로도 넓은 시야각을 제공하는 가장 진화한 방식이다. 부피도 획기적으로 줄일 수 있어 대중화에 이바지할 것으로 전망된다. 현대모비스는 엔비직스와 오는 2025년 양산을 목표로 자율주행에 최적화된 AR HUD를 공동개발할 방침이다. 한편 현대모비스는 지난해 6월 차량과 외부 인프라를 초고속 통신으로 연결하는 커넥티드 통합관리 제어기를 국내 최초로 개발한 데 이어, 제네시스 GV80에 12인치 HUD를 공급하고 있다.

김성훈 기자 tarant@munhwa.com