왜 VIL 테스트를 수행하나요?
첨단 운전자 지원 시스템(ADAS)은 교통 안전을 개선할 수 있는 큰 잠재력을 제공합니다. 그 예로 2024년 7월부터 모든 신규 등록 차량에 의무적으로 장착해야 하는 자동 긴급 제동 시스템(AEBS)이 있습니다. AEBS가 안정적으로 작동하도록 하려면 관련 센서와 액추에이터를 포함한 기능을 액티브 체인 테스트의 형태로 검증해야 합니다. VIL(vehicle-in-the-loop) 시스템을 사용하면 현실적인 환경에서 재현 가능한 테스트를 수행할 수 있습니다.
자율주행 기능 검증에 필요한 노력이 증가함에 따라 유엔 유럽 경제위원회(UNECE)는 형식 승인을 위해 기존의 실제 시험 주행을 보완하는 디지털 절차도 승인했습니다.
VIL: 특별한 HIL 사용 사례
VIL 테스트에서는 차량 전체를 주행 시나리오의 실시간 시뮬레이션과 연결해 시험합니다. 이상적으로는 센서가 무선(OTA)으로 자극되어 전체 기능 체인을 테스트할 수 있습니다. OTA 접근 방식이 불가능한 경우 센서 신호를 시뮬레이션하여 차량의 통신 네트워크에 입력할 수도 있습니다.
VIL 테스트는 테스트 차량의 환경 센서를 자극하여 센서 프런트엔드부터 파워트레인과 섀시 액추에이터(브레이크 및 스티어링)의 반응에 이르기까지 전체 ADAS 기능을 현실적으로 테스트할 수 있도록 합니다. 이러한 방식으로 온보드 네트워크 통신을 포함하여 테스트할 주행 기능에 필요한 모든 소프트웨어 및 하드웨어 구성 요소를 평가할 수 있습니다.
VIL 시뮬레이션의 장점
- 동기식 주행 시나리오 시뮬레이션 및 ADAS 관련 센서의 시뮬레이션 또는 자극
- 섀시 동력계 또는 테스트 트랙에서의 실제 주행 조작
- 전체 ADAS 기능 체인 테스트(센서부터 차량 액추에이터까지)
- 효율적이고 안전한 테스트
- 테스트 벤치에서의 테스트 재현성
- 업계에서 검증된 솔루션
- 연구 개발, 형식 승인, 최종 라인 테스트 및 PTI에 사용할 수 있습니다.
모든 센서의 동기식 자극
VIL 테스트를 위한 dSPACE 솔루션은 오랫동안 시장에서 사용되어 왔으며 모든 센서(카메라, 레이더, 초음파)를 동기식으로 자극할 수 있는 기능을 제공합니다. 거의 모든 영역에 대한 솔루션을 제공하며 테스트 시스템에 필요한 모든 것을 통합할 수 있습니다. 실시간 컴퓨터에서 실행되는 차량 및 환경 모델은 이러한 동적 객체의 시뮬레이션을 위한 정보 기반 역할을 하며 시뮬레이션과 자극을 결합합니다.
섀시 동력계를 예로 한 VIL 테스트 구현
예를 들어 환경 센서와 운전자 지원 시스템의 올바른 작동을 확인하기 위해 테스트 대상 차량(VUT)을 섀시 동력계 위에 배치합니다. 이 경우 OTA 자극을 사용하는 VIL 테스트의 장점은 차량을 어떤 방식으로도 조작할 필요가 없다는 점입니다. 데이터는 ECU에 직접 공급되지 않으며 온보드 진단 인터페이스를 통해 차량과 통신도 이루어지지 않습니다. 이를 위해 dSPACE는 자체 솔루션인 VERIDRIVE를 개발했습니다.
테스트 시나리오에 따라 운전자는 가속 및 제동을 수행할 수 있으며, 조향 가능한 섀시 동력계 덕분에 조향도 할 수 있습니다. 테스트 벤치의 데이터(휠 속도, 스티어링 각도 등)는 인터페이스를 통해 시뮬레이션으로 전송되어 실제 물리적 움직임을 기반으로 VUT의 동작을 가상화할 수 있습니다. 차량과 주변 환경의 이러한 디지털 표현은 실시간으로 계산되어 동기적으로 표시됩니다.
추가 검증, 인증 및 검증 도구
이 시뮬레이션은 카메라와 레이더 센서의 OTA 자극을 위해 모니터와 레이더 타겟 시뮬레이터에 신호를 제공합니다. 동적 갠트리 시스템에 부착된 레이더 타겟 시뮬레이터의 모니터와 안테나는 테스트 트랙과 테스트 대상 차량 바로 앞에 통합되어 있습니다. 모니터는 센서 사실적 시뮬레이션 솔루션에 의해 3D 월드 형태로 애니메이션화된 환경 및 도로 시나리오를 통해 차량의 카메라를 자극합니다. 이는 VUT의 카메라 센서가 관련 객체를 올바르게 인식하는지 확인하기 위한 것입니다.
섀시 동력계에서 OTA 센서 자극을 이용한 VIL 시뮬레이션을 통해 변경되지 않은 차량의 ADAS/AD 기능에 대한 블랙박스 테스트를 수행할 수 있습니다. 중요한 테스트 시나리오도 안정적이고 재현 가능하게 수행할 수 있습니다. 따라서 이 접근 방식은 전체 차량 수명 주기에 걸쳐 추가적인 검증, 인증 및 검증 도구를 제공합니다.
VIL을 위한 광범위한 애플리케이션
이러한 형태의 검증은 자동차 생산의 주기적 기술 검사(PTI), 최종 라인(EOL) 테스트, ADAS/AD의 형식 승인, 연구 개발(R&D)에 사용할 수 있습니다.
차량의 EOL 테스트와 PTI의 특정 사용 사례에서는 비침습적 테스트 방법(예: OTA 자극)만 고려할 수 있지만 연구 개발 및 일정 범위의 형식 승인에서는 차량에 시뮬레이션 데이터를 입력하는 다른 방식도 사용할 수 있습니다. 이 침습적 센서 데이터 입력에는 예를 들어 차량의 통신 네트워크에 대한 개입이 포함됩니다. 두 가지 기술을 조합하여 사용하는 것도 가능합니다.
다양한 VIL 테스트
VIL 시뮬레이션을 테스트하는 방법에는 여러 가지가 있으며 각각 서로 다른 장점이 있습니다. 다음과 같은 옵션을 사용할 수 있습니다:
- OTA 자극을 사용하는 섀시 동력계/드라이브트레인 테스트 벤치에서
- 침습적 센서 데이터 입력을 사용하는 섀시 동력계/드라이브트레인 테스트 벤치에서
- OTA 자극을 사용하는 테스트 트랙에서
- 침습적 센서 데이터 입력을 사용하는 테스트 트랙에서
테스트 가능한 운전자 지원 기능
- 어댑티브 크루즈 컨트롤
- 충돌 경고 시스템
- 자율 긴급 제동 보조
- 차선 유지 보조
- 차선 이탈 경고 시스템
- 고속도로 주행 보조
- 사각지대 경고 시스템
- 교차 교통 경고
- 안전 하차 보조
VERIDRIVE를 사용한 파워트레인 테스트 벤치에서의 주차 보조 시스템 테스트
조향 가능한 휠-허브 테스트 벤치와 OTA 초음파 센서 자극을 사용한 주차 보조 시스템의 효율적이고 안전한 테스트
VERIDRIVE를 사용한 파워트레인 테스트 벤치에서의 ADAS 기능 테스트
조향 가능한 휠-허브 테스트 벤치, 주행 시뮬레이션 및 OTA 센서 자극을 사용한 전체 ADAS 기능 체인 테스트