자율주행자동차는 특정 자율주행 기술레벨을 갖춘 자동차를 의미한다. 자율주행자동차의 성능과 안전을 확인하기 위해서는 해당 자동차에 장착된 자율주행시스템의 수준을 일정한 잣대로 평가하기 위한 레퍼런스가 필요한데, 이것이 바로 자율주행 기술레벨이다.  자율주행 기술레벨은 미국 연방도로교통안전청(NHTSA)이 레벨0부터 레벨4까지(총 5단계)로 구분하면서 최초로 정의하였다(’13.5).이후 유럽의 BAST(독일연방도로공단) 및 VDA(독일자동차협회)에서 자율주행의 기능적 정의를 명시하면서 발전(’13.7)하였고, SAE(세계자동차공학회)에서 초안(’14.1) 및 수정안(’16.9)을 통해 제안한 레벨0부터 레벨5까지(총 6계) 세분화된 내용이 현재 국제적으로 통용되고 있다. SAE에서 제안한 자율주행 기술레벨은 비록 민간에서 제안하였지만, 미국 교통부 및 UN에서 공식적으로 반영·채택했기 때문에 의미가 있다.
자율주행자동차의 레벨은 다음과 같이 정의해 볼 수가 있다.

자율주행기술이 적용되지 않은 ‘레벨 0’

SAE에서 정한 자율주행 등급 중 ‘0’에 해당하는 자동차는 말 그대로 자율주행과 관련된 어떠한 기술을 보유하지 않은 자동차를 뜻한다. 운전자가 모든 상황을 모니터링 해야하며, 단순한 일정 속도를 유지시켜주는 크루즈 컨트롤 등도 없는 자동차를 뜻한다.

차량운전 보조장치가 있으나 운전자의 개입이 필요하다면 ‘레벨 1’

‘레벨 1’은 쿠르즈 컨트롤, 차선이탈경보장치 그리고 긴급제동장치 등이 달린 자동차를 뜻한다. 지정된 속도를 유지하고 차선이탈시 경보음을 낸다고 하지만 결국은 운전자가 늘 도로 상황과 차량의 주행 상태를 점검하고 스티어링 휠에 항상 두 손이 놓여있어야 한다.

자동차 스스로 스티어링 휠을 돌리고 가속 또는 감속을 한다면 ‘레벨 2’

SAE 기준 ‘레벨 2’는 부분적 자율주행이라고 말한다. 다만 레벨 1과 다른 점은 조향장치와 함께 가속과 감속까지 시스템이 제어한다. 차선을 벗어나지 않도록 자동차 스스로가 조향 장치를 움직이고 앞차와의 간격 등을 고려해 스스로 속도를 줄이거나 내는 것도 가능하다. 현재 테슬라 오토파일럿 등이 이 ‘레벨 2’ 자율주행에 해당한다. 다만 여전히 운전자가 전방을 주시해야 하며 자꾸만 스티어링 휠에 손이 가게 만드는 등 마음은 아직 편하지 않다.

스스로 주행 할 뿐만 아니라 도로 장애물까지 피할 수 있다면 ‘레벨 3’

‘레벨 3’부터는 운전시 모니터링 기준이 사람에서 시스템으로 넘어간다. 그만큼 운전자의 주의가 많이 줄어든다. ‘레벨 3’ 등급이 적용된 대표적인 모델로 올뉴 아우디 A8을 들 수 있다. 이 등급에서는 자동차가 스스로 장애물을 감지해 회피하기도 하고 길이 막히면 돌아가기도 한다. 구글이 선보인 자율주행자동차 역시 ‘레벨 3’에 해당한다. 하지만 전문가들은 운전자가 완전히 마음을 놓을 수준은 아니라고 한다. 또한 자율주행이 가능한 운전 상황 등이 다양하지 못하다.

주변환경에 따른 다양한 도로 조건과 운전 상황에 대응한다면 ‘레벨 4’

이 단계는 SAE 기준상 ‘높은 등급의 자동화’를 의미한다. ‘레벨 3’보다 대응할 수 있는 도로 조건과 상황이 많다. 복잡한 도심과 골목, 커브 등 돌발 상황이 예상되는 도로에서도 자율주행이 가능하도록 설계됐다. 자율주행 기술을 연구하는 자동차 회사들은 2020년 이후 ‘레벨 4’를 만족하는 자율주행 자동차 개발을 위해 박차를 가하고 있다.

운전자가 개입하지 않아도 스스로 주행하는 꿈의 자율주행. ‘레벨 5’

‘레벨 5’ 단계에 자율주행 자동차는 사실상 무인자동차라고 해도 과언이 아닐 정도로 운전자의 개입이나 주의 등을 거의 요하지 않는다. 복잡한 도로에서도 100퍼센트 운전을 차에 맡겨도 전혀 불안하지 않다. 사실상 운전자라기보다 탑승자라는 개념이 적용되는 단계. 구분 용어로도 ‘FULL AUTOMATION’이라 칭한다.

DVI(Driver Vehicle Interactions)는 직접적인 영향을 미치는 운전자와 자동차 사이의 커뮤니케이션 방법과 제어 기능 설계의 적절성 및 효율성, 이를 정량적으로 평가하기 위한 다양한 운전자 인지반응과 행태반응의 분석방법 및 지표 개발 등을 의미한다. 이렇게 운전자와 자동차 사이에 운전자와 자동차의 DVI전환적 판단기술이 필요하게 되는데, 그 기술은 다음과 같이 정의해 볼 수가 있다.

• ICT기반차량/운전자 협력자율주행 시스템은 센서 및 통신기술(V2X)을 기반으로 주행상황을 인식하고, Direct/Indirect 인식기반으로 운전자 상태를 판별하여, 차량의 운전 제어권을 결정하고 이를 인용하여 운전자를 보조하거나 제한된 환경에서 스스로 운전하는 자동차와 운전자간 협력형 주행 시스템이며 운전자, 주행상황, 자동차와 상호작용을 하는 시스템이다.

• 긴급모드 판단 및 운전자 통제권 판단기술은 차량의 자율주행 시 운전자 및 주변상황, 센서의 기능상 문제로 인한 긴급작동여부 및 긴급성의 수준을 판단하고, 운전자와 자율주행 시스템 간에 차량 조작/제어통제권을 자동으로 부여하는 기술이다.