충돌 않는 것과 신뢰받는 자율주행의 차이

완벽한 자율주행차를 설계하기 위해서는 엔지니어와 연구원들은 운전자와 승객이 자율주행차를 타고 여행하는 동안 편안함을 느낄 수 있도록 하는 방법을 이해할 수 있어야만 한다. 그러기 위해서는 다양한 시나리오와 실제와 같은 시뮬레이션 환경에서 여러 유형의 사람들의 피드백을 받아 반영하는 것이 중요하다. 드라이빙 시뮬레이터 스페셜리스트 크루덴의 데니스 마커스 매니저와 이야기를 나눴다.  

글 | 한상민 기자_han@autoelectronics.co.kr

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Q. 자율주행은 스타트업과 OEM의 레벨 4 지오펜싱 자율주행 테스트가 진행 중이며, OEM의 레벨 2+와 레벨 3 자율주행이 양산에 들어가고 있습니다. 드라이버 인 더 루프(Driver in the Loop, DIL)의 역할은 무엇입니까? 자율주행 수준이 높아짐에 따라, 시뮬레이터에 있는 운전자와 함께 탐구해야 할 영역도 달라지겠죠? 

A. 자율주행에서 DIL 테스트의 역할은 자율주행차가 트래픽을 통과하는 동안 승객이 편안한 승차 경험을 하면서 이 기술을 ‘신뢰’하고 받아들이도록 자율주행 컨트롤러가 제대로 운전하고 있는지 확인하는 것입니다.
‘신뢰’의 요소에서 자율주행 컨트롤러와 승객 간의 상호 작용은 그 핵심입니다. 승객은 자율주행차 주변에서 무슨 일이 일어나고 있는지 이해하고 사고를 피하기 위해 차가 올바른 결정을 할 것임을 알 수 있어야만 합니다. 절대 사고를 일으키지 않는 완벽한 자율주행차라도 탑승자나 차주가 시스템을 신뢰하지 않는다면 받아들여지지 않을 것입니다.

DIL 시뮬레이션이 처음 구현되었을 때는 차량 다이내믹스, 승차감 및 핸들링 등에 초점이 맞춰졌습니다만, 이제는 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS), 자율주행 개발로 인해 초점이 HMI 및 인적요소 실험으로 옮겨가고 있습니다. 



Q. DIL의 중요성을 강조할 만한 크루덴의 최근 실적이 있다면 소개해주세요. 

A. 뮌헨의 새로운 BMW 드라이빙 시뮬레이터 센터는 OEM이 DIL 시뮬레이션을 사용하는 방식과 이에 따른 가치를 보여주는 좋은 예입니다. 크루덴은 BMW의 ‘FIZ 드라이빙 시뮬레이터 센터’에 9대의 DIL 시뮬레이터를 납품했습니다. 특히 이 9대 중 5대가 ‘LED 월(Wall)’ 솔루션을 갖춘 시뮬레이터인데, 드라이빙 시뮬레이터에 LED 월 비주얼 기술이 적용된 것은 이번이 처음입니다. 이 새로운 DIL 시뮬레이터는 더욱 몰입할 수 있는 가상의 환경 조건에서 안전하고 반복 가능한 ADAS, 자율주행, HMI, 주행 다이내믹스 등 다양한 차량 기능을 더욱 높은 차원에서 테스트할 수 있도록 지원합니다. 



 



Q. 자율주행 테스트에서 코너 케이스 및 에지 케이스와 같은 잠재적 위험을 발견하고 자동차가 이런 위기에 대응할 수 있도록 하는 시뮬레이션이 상대적으로 강조되고 있다는 느낌입니다. 그래서인지 크루덴의 고객사도 테슬라와 같은 신규 OEM이나 자율주행 스타트업, 서비스 회사는 없는 것 같습니다. 비용의 문제일까요? 아니면 DIL의 중요성을 간과하고 있는 것일까요?

A. 문제는 자율주행 기술을 연구하는 대부분 회사가 자율주행 시스템이 잘 작동해 충돌하지 않도록 하는 데에만 초점을 맞추고 있다는 것입니다. 이것은 분명 중요하지만, 고객이 자율주행을 좋아하지 않거나 신뢰하지 않는다면 자동차는 팔리거나 이용되지 않을 것입니다. OEM은 자율주행 스타트업보다 이런 문제를 더 잘 이해합니다. 이는, 결국엔 자율주행 컨트롤러를 개발하는 회사의 문제가 아니라 그들의 문제가 될 것이기 때문입니다.
 


Q. DIL은 결국 드라이버가 완전히 몰입할 수 있는 환경을 만드는 것이 중요한 것 같습니다. 어떤 요인이 고려됩니까? 

A. DIL 시뮬레이터의 목적은 엔지니어가 개발 중인 시스템에 대한 잠재 고객의 피드백을 수집하는 것입니다. 이 피드백이 적절하려면 운전자는 실제 자동차를 운전하는 것과 같은 방식으로 가상 자동차를 운전하고 경험해야 합니다. 그렇지 않으면 그는 다르게 행동하고 피드백은 쓸모가 없어지며 엔지니어를 잘못된 방향으로 가리킬 수 있습니다.

운전자에게 제공되는 피드백에는 시각(가장 중요), 모션(가장 많이 논의되는 기능), 햅틱 및 오디오가 포함됩니다. 
 




엔지니어링 관점에서 드라이버를 연결하는 최고의 방법은 뇌를 연결하는 것이지만, 이것이 불가능해 차량의 가속과 감속에 대한 시각적, 스티어링 휠, 시트에서의 햅틱이나 압박감, 균형감, 그리고 청각적 요소를 연결해 현실 같은 가상 환경을 만들고 피드백 받는다. 모터스포츠 분야에서 유명했던 시뮬레이터 스페셜리스트 크루덴의 시뮬레이션 영역은 ADAS, AD 테스트 및 HIL 통합, HVI, 차량 모델링, 3D 콘텐츠 및 설계 프로세스 등을 망라한다.




Q. 자율주행 시뮬레이션의 시작은 지도 생성이라고 할 수 있나요? 크루덴의 핵심 기술과 포트폴리오도 지도 제작에서 시작되나요? 

A. 맞습니다! 당신이 생각하는 가상 세계의 레이아웃은 엔지니어링 관점에서 적절해야 합니다. 우리는 표준 컨텐츠 세트를 제공할 수 있지만, 종종 시뮬레이션 소프트웨어에서 렌더링하기 위해 고객의 컨텐츠를 변환하기도 합니다. 




피드백이 올바르려면 운전자가 ‘실제’ 자동차를 운전하는 것과 같은 방식으로 가상의 자동차를 운전하고 경험해야 한다. 사진은 BMW.




Q. 몰입이 매우 중요합니다. 그러기 위해서는 3D 컨텐츠가 매우 사실적이어야 합니다. DIL에서 이것은 얼마나 높은 수준으로 조정되었습니까? 이것이 Unity와 같은 게임 엔진이 자동차 산업에 사용되는 이유입니까? 이런 엔진이 업계와 크루덴에는 어떤 영향을 미쳤습니까?

A. 물론, 게임 산업의 렌더 엔진은 매우 사실적인 비주얼을 생성할 수 있으며 이것이 DIL 시뮬레이션에서 점점 더 많이 사용되는 이유입니다. 이에 대한 한 가지를 덧붙이자면, 엔지니어나 전문 운전자와 함께 실험할 때 시각적 품질은 일반적으로 자동차를 운전하는 "일반" 사람들을 대상으로 하는 실험보다 덜 중요하다는 것입니다.



Q. 그냥 이런 렌더링 엔진만 적용한다고 되는 게 아니죠? 소프트웨어와 하드웨어 모두에서 이런 렌더링 엔진을 최대한 활용하기 위해 크루덴은 어떤 작업을 했습니까?

A. 렌더 엔진 문제에는 높은 프레임 속도, 다중 채널 시각 시스템 및 eye limiting resolution가 포함됩니다. 하지만 엔지니어링 툴과의 통합 및 시각과 모션, 햅틱 및 오디오 피드백의 동기화가 완전히 현실에 몰입하는데 있어 더 중요한 도전과제입니다. 





LED 월 드라이빙 시뮬레이터는 높은 밝기와 대비를 장점으로 한다. 이 밖에도 짧은 지연 시간, 높은 프레임률, 색상과 밝기의 균일성, 블랜딩 영역과 빛 경로 차단 문제의 해결, 시야 요구사항에 대한 스크린 크기, 모양 등 조정의 유연성 등 상당한 이점을 제공한다.




Q. LED 월 시뮬레이터를 말씀하셨는데, BMW와 같은 자동차 제조업체는 LED 월 시뮬레이터를 통해 어떤 이점을 얻을 수 있습니까? 프로젝션 방식의 문제점은 무엇입니까?

A. LED 월의 주요 장점은 대비와 밝기입니다. 더 높은 밝기로 인해 LED 월의 빛은 섀시 모형 내부에 사실적인 주변 조명을 제공합니다. 대비는 인간의 눈이 사물을 보기 위해 필요한 것입니다. 대비를 위해 LED 월이 검은색이라는 사실을 깨닫는 것이 중요하므로 픽셀의 LED를 끌 때 드라이버는 진정한 검은색을 보게 됩니다. 프로젝션 스크린은 흰색이므로 진정한 검은색이 될 수 없습니다.

또 다른, 운영상의 이점은 LED 월을 사용하면 프로젝터의 광 경로에 있는 섀시 목업이 운전자가 볼 수 있는 프로젝션 스크린에 그림자를 유발하는 문제를 처리할 필요가 없다는 것입니다.



Q. 상상하는 완벽한 시뮬레이터를 만들기 위해 지금 당신이 놓치고 있다고 생각하는 것은 무엇입니까?

A. 모든 드라이빙 시뮬레이터의 주요 한계는 모션 시스템에 있다는 것입니다. 작업 공간이 아무리 크더라도 실제 자동차를 운전할 때 경험하는 지속적인 가속 및 감속을 시뮬레이션할 수 있는 모션 시스템이 없기 때문입니다. 우리가 인간의 전정계를 우회하고 가속도를 뇌에 직접 공급할 수 있다면 좋겠지만 이것은 분명히 현실적인 것이 아닙니다. 실제로 시뮬레이터 빌더인 우리의 주요 과제는 주어진 예산에서 최고 수준의 몰입도를 만드는 것입니다.



Q. 마지막으로 독자들에게 한 말씀. 

A. 우리는 전 세계에 고객이 있고 전 세계 자동차 엔지니어링 팀과 함께 일해 본 경험이 있습니다. 한국 자동차 산업은 품질뿐만 아니라 혁신을 가져오려는 추진력이 돋보입니다. 그런 결과 유럽에서 가장 잘 팔리는 전기차가 한국에서 나왔습니다. 잘 팔리는 자율주행차가 한국에서 나올 가능성이 높다고 확신하는 것도 크루덴의 DIL 기술과 함께 우리가 여기서 역할을 하고 있고 자랑스럽게 생각한다는 것 때문입니다. 

크루덴의 한국 파트너는 MDS Tech(전 한컴MDS)입니다. DIL 시뮬레이션에 대해 자세히 알고 싶다면 언제든지 연락하세요.

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