차량용 HUD ‘홀로그램‧AI‧AR'로 진화 중’

헤드업 디스플레이(Head-Up Display, HUD)란 자동차나 항공기의 투명한 앞 유리창의 안쪽에 영상을 표시하는 것으로, 운전자나 비행조종사가 전방을 주시한 채 다양한 시각적 정보를 읽을 수 있는 정보 디스플레이를 말한다.

HUD는 탑재 공간 확보와 높은 비용 때문에 고급차종을 중심으로 탑재됐으나 안전운전을 위한 필수 사양으로 발전하면서 최근 중형은 물론 경차까지 확대 적용되는 추세다. 

글로벌 시장조사기관 IHS마킷에 따르면 HUD 시장은 오는 2025년까지 연평균 12% 이상 성장할 것으로 전망되고, 특히 AR HUD의 경우 2025년 100만대 시장 규모에서 2030년 1200만대 규모로 급성장할 것으로 나타났다. 프리미엄 완성차 시장에 최적화된 제품으로 손꼽히고 있다. 

홀로그램 방식 AR HUD, ‘SW만으로도 넓은 시야각 제공, 가장 진화한 방식’  

연구개발특구진흥재단이 2020년에 발표한 '자동차용 증강현실 시장' 보고서에 따르면  전 세계 자동차용 증강현실 시장은 기술에 따라 내비게이션 탑재 내비게이션 탑재 증강현실 헤드업 디스플레이, 어댑티브 크루즈 컨트롤 탑재 증강현실 헤드 업 디스플레이, 표준 기능 탑재 증강현실 헤드 업 디스플레이, 차선 이탈 경고 탑재 증강현실 헤드 업 디스플레이, 첨단 증강현실 헤드 업 디스플레이로 분류된다.

첨단 증강현실 헤드 업 디스플레이는 2020년을 기준으로 23.1%의 점유율을 차지하였으며, 그 뒤를 내비게이션 탑재 증강현실 헤드 업 디스플레이가 22.1%, 어댑티브 크루즈 컨트롤 탑재 증강현실 헤드 업 디스플레이가 19.1%, 표준 기능 탑재 증강현실 헤드 업 디스플레이가 19.5%, 차선 이탈 경고 탑재 증강현실 헤드 업 디스플레이가 16.3%로 뒤따르고 있다. 

AR HUD는 차량주행 정보를 실시간으로 전방 도로와 매칭해 전면 유리창에 투영해주는 차세대 안전 편의 장치다. AR HUD는 크게 기하 광학 방식과 홀로그램 방식으로 구현이 가능하다.

기하광학은 현재 양산 중인 HUD에 적용되는 방식으로, 이를 AR HUD로 구현하기 위해서는 차량 전면에 20L 이상의 넓은 공간이 필요하다. 때문에 차량 크기가 큰 럭셔리 세단이나 전기차 등 공간이 허용하는 범위에서 적용할 수 있다.

반면 디지털 홀로그램은 별도의 광학장치 없이도 소프트웨어만으로도 넓은 시야각을 제공하는 가장 진화한 방식이다. 부피를 획기적으로 줄일 수 있어 차세대 AR HUD 구현에 최적화된 기술로 평가받고 있다.

현대모비스는 지난해 10월 AR HUD 글로벌 선두업체인 영국 엔비직스(Envisics)에 2500만불(한화 약 300억원)을 투자한다고 밝혔다. 현대모비스는 엔비직스와 오는 2025년 양산을 목표로 자율주행에 최적화된 AR HUD를 공동개발한다는 방침이다. 그 동안 자율주행과 전동화에 대규모 연구개발 투자를 집중해온 현대모비스가 미래차 성장동력의 또 다른 한 축인 인포테인먼트 분야에서도 선제적인 투자를 실시한 것이다.

홀로그램 기반 HUD의 양산 경험이 있는 유일한 업체로 알려진 엔비직스는 디지털 홀로그램 기술을 바탕으로 레벨3 이상의 자율주행에 최적화된 원천기술을 확보한 것으로 알려졌다. 기존 디지털 홀로그램 기술의 단점인  속도 지연과 화질 저하 문제를 딥러닝 기반 알고리즘으로 해결했다.

현대자동차그룹은 지난 CES2019를 통해 스위스의 홀로그램 전문 기업 웨이레이와 함께 개발한 홀로그램 AR 내비게이션을 세계 최초로 공개했다. 당시 현대차는 홀로그램 AR을 탑재한 G80을 시연했다. 이와 관련해 현대모비스는 지난해 2월 HUD 양산에 성공해 제네시스의 플래그십 스포츠유틸리티차량(SUV)인 GV80에 자사 HUD를 처음으로 탑재한다고 밝힌바 있다. 제네시스 GV80에 탑재되는 것은 12인치 HUD로, 10인치 이하 일반형 제품까지 모두 공급할 수 있는 능력을 갖췄다고 회사측은 말했다. 현대차는 지난해 12월 전 세계에 공개한 제네시스 중형 SUV인 GV70에 AR 내비게이션이 적용된 14.5인치형 인포테인먼트 시스템를 선보였다. 

한편, 메르세데스-벤츠는 지난해 9월초 AR 콘텐츠를 지원하는 HUD를 장착한 럭셔리 플래그십 세단 S-클래스를 선보인 바 있다. 폭스바겐은 지난해부터 소형 전기차 ID.3, 전기 SUV인 ID.4에 AR HUD를 적용시켰다. 폭스바겐의 새로운 AR HUD 기술은 LG전자와 함께 개발한 것으로 알려졌다. ID.4는 현재 유럽 시장에 판매되고 있으며, 2022년 국내 출시가 예정됐다. 

파나소닉 오토모티브는 이번 CES2021에서 새로운 AR HUD를 선보였다. 파나소닉의 AR HUD 시스템은 테슬라의 FSD(Full Self-Driving) 베타가 사용했던 것과 유사한 인공 지능(AI)을 사용했다. 전방 도로를 표시하는 것 외에도 운전자에게 이물질, 기타 차량, 보행자 및 자전거 운전자를 감지하고 알려준다. 데모 비디오에서는 지하도의 높이까지 공유한다. 차체가 높은 차량을 운전하거나 트레일러를 운반하는 경우 중요한 정보라고 볼 수 있다. 

파나소닉 오토모티브의 대변인은 최근 미국 자동차 전문매체 '카앤드라이버'와 가진 인터뷰에서 “어느 자동차 회사가 이 기술을 사용할 계획인지 말할 수는 없지만, 회사는 AR HUD가 2024년도 차량에 통합될 것으로 예상하고 있다”고 말했다.