도로 교통에서의 위험한 상황은 다양하고 복잡할 수 있습니다. 최신 차량이 가능한 한 많은 상황에 대비하기 위해서는 현실에 최대한 가깝게 정밀하게 조정된 테스트 시나리오가 필요하며, 이를 통해 높은 수준의 타당성을 갖춘 테스트 시나리오를 제공할 수 있습니다
사실적인 센서 시뮬레이션은 이제 필수입니다
첨단 운전자 보조 시스템(ADAS) 및 자율주행(AD) 분야의 혁신적인 응용 분야는 기본적으로 개별 차량 센서의 신호를 기반으로 작동합니다. ADAS/AD 기능은 이러한 신호를 처리하고, 특정 상황에서는 주행 과정에 적극적으로 개입하기도 합니다. 이와 같이 기능의 복잡성이 증가함에 따라 기술에 대한 요구 사항도 증가하고 있으며, 이를 모두 충족시키기 위해서는 고성능의 첨단 센서 기술이 필요합니다.
사실적인 센서 시뮬레이션이 없었다면 오늘날의 ADAS 및 자율주행 분야의 발전은 상상할 수 없었을 것입니다. 사실적인 센서 시뮬레이션은 다양한 날씨나 조명 조건 등 차량 센서와 환경을 정확하게 시뮬레이션할 수 있으며, 테스트 수행자에게 환경과 교통 시나리오가 올바르게 수집되고 평가되었는지 여부를 명확하게 파악할 수 있게 해줍니다. 이러한 방식으로 정확하게 재현 가능한 방식으로 사용 가능한 다양한 관련 테스트 시나리오를 통해 현실적인 조건에서 ECU를 테스트하고 검증할 수 있습니다.
SIL과 HIL 테스트를 연결하는 AURELION
dSPACE는 AURELION을 통해 사용자가 여러 가지 이점을 한 번에 누릴 수 있도록 툴을 개발했습니다:
- software-in-the-loop (SIL) 테스트는 어떤 속도로든 실행될 수 있지만, hardware-in-the-loop (HIL) 테스트는 정확한 실시간 조건에서 수행됩니다. 예를 들어 사전 개발이 SIL 환경에서 수행됐으면 모든 시뮬레이션 아티팩트를 포함한 시뮬레이션 모델을 HIL 테스트에도 원활하게 사용할 수 있도록 AURELION은 두 가지 사용 사례를 동일하게 처리합니다.
- 프로세서 팜(processor farms) 또는 클라우드를 통해 처리 능력을 확장하면 테스트를 병렬로 실행할 수 있으므로 파라미터 연구에서 생성된 수많은 테스트와 그 변형을 처리 시간 내에 실행할 수 있습니다. 이러한 기능은 안전 관련 시나리오로 구성된 수많은 테스트를 통해 검증되어야 하므로 자율주행 기능 개발에 필수적입니다
- 사실적인 합성 센서 데이터는 시뮬레이션 개발 및 검증의 기반이 됩니다. 라이더, 레이더, 카메라 센서 등 가상 센서 시뮬레이션이 실제 센서를 더 정확하게 시뮬레이션 할수록 결과의 유효성이 높아집니다. dSPACE는 전 세계 유명 센서 제조업체와 오랜 관계를 유지하여 IP 보호를 준수하면서 시뮬레이션에서 센서 모델을 재현할 수 있도록 지원합니다.
-
또한 긴밀한 협력을 통해 고객이 센서 처리의 특정 영역을 테스트할 수 있도록 이미 센서 레벨에 있는 활성 센서 데이터를 입력할 수 있는 노하우를 보유하고 있습니다.
AURELION의 사실적인 센서 시뮬레이션 덕분에 사각지대 정보 시스템(Blind Spot Information Systems) 개발 동안 공사 현장 상황이나 주변 건물로 인한 다중 경로 반사와 같은 일반적인 외부 영향뿐만 아니라 다양한 형태의 도시 교통 영향도 고려할 수 있었습니다.
AURELION의 사실적인 센서 시뮬레이션 덕분에 사각지대 정보 시스템(Blind Spot Information Systems) 개발 동안 공사 현장 상황이나 주변 건물로 인한 다중 경로 반사와 같은 일반적인 외부 영향뿐만 아니라 다양한 형태의 도시 교통 영향도 고려할 수 있었습니다.
생명을 구할 수 있는 테스트 케이스 시뮬레이션
구체적인 예를 통해 레이더 센서 개발에 AURELION이 어떻게 사용될 수 있는지 설명드리겠습니다.
파트너사인 HELLA와 dSPACE는 공동으로 UNECE 151(자전거 감지를 위한 사각지대 정보 시스템 규정)에 따라 관련 케이스를 검증할 수 있는 시뮬레이션 솔루션을 구축했습니다. HELLA의 시스템 및 소프트웨어 레이더 센서 시뮬레이션 책임자인 Michael Lemm(마이클 렘)은 다음과 같이 설명합니다: "이 기능은 특히 운전자로부터 가장 먼 쪽에 있는 취약한 도로 이용자를 보호하기 위한 것입니다. 트럭에는 사각지대에 있는 장애물을 감지하고 경고하는 시스템(BSIS = 사각지대 정보 시스템)이 장착될 예정입니다.” 이는 서로 다른 높이에 두 개의 센서를 설치하여 가시성이 좋지 않거나 아예 없는 영역을 비추는 등 다양한 통합 시나리오로 활용될 수 있습니다.
시스템에 대한 요구 사항은 정적 및 동적 테스트 사례와 마찬가지로 앞서 언급한 규정에 정의되어 있습니다. 정적 테스트 케이스는, 예를 들어 트럭이 정지하고 자전거 운전자가 트럭 오른쪽의 정지선에 접근하는 신호등 상황을 보여줍니다. 이 경우 규정은 자전거 운전자가 트럭 전면에 도달하기 전에 최소 1.4초 동안 운전자에게 경고를 보내야 한다고 규정하고 있습니다.
이미 개발 중인 모든 시나리오에 대한 가상 커버리지
"레이더 센서를 기반으로 BSIS를 개발하려면 AURELION과 같은 레이더 시뮬레이션 솔루션을 사용하는 것이 유용합니다. 레이더 시뮬레이션의 도움으로 앞서 언급한 테스트 케이스를 개발 프로세스 초기에 구현할 수 있습니다."라고 Lemm은 말합니다. 실제 센서를 사용하지 않고도 다양한 설계 및 개발 활동을 병렬로 실행할 수 있습니다. 일반 레이더 시뮬레이션 모델을 사용하면 센서 조명에 관련해 다양한 센서 설치 위치가 트럭에 미치는 영향을 테스트할 수 있습니다. 이러한 방식으로 특정 프로토타입 없이도 특수 레이더 시뮬레이션 모델을 사용하여 BSIS 센서의 알고리즘을 개발할 수 있습니다.
"또한 차량 동역학 시뮬레이션(ASM)을 결합하여 트럭 하중의 다양한 영향을 고려할 수 있습니다. 이는 차량에 실제 설치하기 전에도 적용 범위에 대해 설명할 수 있다는 점에서 도움이 됩니다. 시뮬레이션 솔루션으로서 AURELION의 장점은 동일한 시뮬레이션 모델과 동일한 시나리오를 추가 테스트에 재사용할 수 있고, 많은 사용 사례에서 승인/출시 테스트까지 구현할 수 있다는 점입니다."라고 Lemm은 말합니다.
시뮬레이션에서는 곡선 및 직선 도로, 다양한 세미트레일러, 다양한 날씨 상황도 고려할 수 있으며, 이후 실제 구현을 잘 준비하고, 실제 센서 위치 지정에 대한 포괄적인 후처리 작업을 피할 수 있습니다.
밀리초 단위의 정확한 시뮬레이션
UNECE - 151에 따르면 사각지대 지원 시스템은 첫 번째 정보 지점(FPI ∙ first point of information)과 마지막 정보 지점(LPI ∙ last point of information) 사이의 잠재적 위험 상황에 대해 운전자에게 알려야 합니다. FPI는 잠재적 위험 상황을 감지할 수 있는 가장 빠른 공간 지점으로 정의되며, LPI는 시스템이 운전자에게 알려야 하는 가장 마지막의 공간 지점입니다. 이러한 지점은 AURELION에서 밀리초 단위까지 정밀하게 시뮬레이션할 수 있습니다. 이 시뮬레이션을 통해 부품 공급업체와 OEM은 초기 단계에서 상호 조율된 방식으로 시스템을 구성할 수 있습니다.
Lemm은 "AURELION의 사실적인 센서 시뮬레이션 덕분에 사각지대 정보 시스템(Blind Spot Information Systems) 개발 동안 공사 현장 상황이나 주변 건물로 인한 다중 경로 반사와 같은 일반적인 외부 영향뿐만 아니라 다양한 형태의 도시 교통 영향도 고려할 수 있었습니다."라고 설명합니다.
차량 동역학 모델을 사용하면 다양한 곡선 시나리오에서 트랙터와 트레일러의 사실적인 시각화도 가능합니다. 승인에 필요한 더미도 AURELION에서 시뮬레이션할 수 있습니다.
더 안전한 미래
UNECE 151(자전거 감지를 위한 사각지대 정보 시스템 규정) 덕분에 앞으로 자전거 운전자는 더 안전하게 주행할 수 있을 것이며, 심각하고 치명적인 사고는 과거의 일이 될 것입니다. 이 사례는 기술 혁신과 고정밀 테스트 시나리오가 완성차 업체(OEM)가 기술을 더욱 발전시키고 이러한 유형의 요구 사항을 충족하는 데 어떻게 도움이 되는지 매우 명확하게 보여줍니다.
HELLA의 승인 받음
dSPACE 매거진, 2023년 6월 발간
