디지털 전환은 이미 네트워킹, GPS 물류, 지원 시스템 등을 통해 화물 운송의 효율성을 높이고 비용을 절감할 수 있는 다양한 기회를 제공하고 있습니다. 자율주행은 특히 큰 잠재력을 제공합니다. 자율주행 운송 차량은 생산자, 생산 현장, 창고, 항구, 환적 지점, 고객 간의 지속적인 화물 흐름을 가능하게 합니다. 이 시나리오는 운송 및 물류 산업에 거의 완벽합니다. 중요한 구간(특히 제한된 구역)의 경우 이미 연구를 통해 타당성이 입증되었습니다.

효율성을 위한 자율성

“예를 들어 함부르크 항구에서는 자율주행 트럭이 컨테이너 터미널 환적 지점까지 스스로 정확하게 찾아갑니다.”라고 MAN Truck & Bus SE의 전기/전자 검증 ADAS 및 자동화 부문 수석 매니저인 Eva Karrer-Müller 박사는 설명합니다. 안전 운전자가 주행 과정뿐만 아니라 자동 적재 및 하역도 모니터링합니다. Hamburger Hafen und Logistik AG는 Hamburg TruckPilot 공동 프로젝트에서 MAN과 함께 이러한 성과를 달성했습니다. 추가 파일럿 프로젝트는 효율성 향상을 위한 중요한 잠재력을 보여주고 자율 시스템의 타당성과 실제 적용 가능성을 입증합니다.

• EDDI: 프로젝트 파트너인 DB Schenker와 함께 실제 물류 운영에서 트럭 군집 주행을 수행(호송 주행)
• aFAS: 무인 안전 차량이 완전 자동화된 도로 공사 차량을 따라갑니다.
• ANITA: ‘터미널 운영의 자율적 혁신’은 컨테이너 처리 프로세스를 보다 효율적으로 제어하고 이를 트럭 운전자의 운전 및 휴식 시간과 분리함으로써 차량을 보다 유연하게 사용할 수 있도록 합니다.

프로젝트의 주요 결과로는 예측 기반 자동화 주행을 통한 연료 소비 감소, 안전성 향상, 인력 부족이 심화되는 상황에서의 인력 요구 감소 등이 있습니다. MAN Truck & Bus SE의 전기/전자 Verification & Validation 부문 책임자인 Claus Hellberg 부사장은 이렇게 강조합니다. “자율주행은 운송을 근본적으로 변화시킬 잠재력을 가지고 있습니다.”

효율적으로 성공 달성

MAN은 효율적이고 지속 가능한 접근 방식을 도입하기 위해 다양한 프로세스 컨설팅 및 개발 도구 제공업체를 평가했습니다. 최상의 성공을 위해서는 단일 공급처에서 제공되는 포괄적인 솔루션이 바람직하다는 점이 곧 분명해졌습니다. 특히 MAN은 데이터 기록 캠페인부터 형식 승인에 이르는 솔루션 전문성을 찾고 있었습니다. 컨설팅 및 엔지니어링 서비스와 파트너 네트워크의 지원을 받아 dSPACE에서 이미 제공되거나 개발 중인 솔루션 들은 높은 신뢰성을 입증했으며, 그 결과 여러 해 동안 지속될 협력 관계로 이어졌습니다. dSPACE를 선택해야 하는 이유:

• 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS) 및 자율주행(AD) 시스템 검증을 위한 광범위한 프로세스 지식
• 전자 제어 유닛(ECU) 기능의 가상화(V-ECU)를 위한 검증된 솔루션
• 데이터 수집부터 주석 처리 및 이후 데이터 관리까지 데이터 기반 개발을 위한 엔드투엔드 포트폴리오
• HIL(hardware-in-the-loop) 및 SIL(software-in-the-loop) 분야에서의 시뮬레이션 및 검증에 대한 입증된 역량과 경험
• SIMPHERA, 관련 주행 시나리오를 기반으로 수많은 주행 거리를 고도로 확장 가능한 방식으로 시뮬레이션할 수 있는 클라우드 및 온사이트 솔루션
• 추가 분야를 위한 파트너 네트워크

이전 개발 프로젝트에서 HIL(hardware-in-the-loop) 시뮬레이션을 기반으로 한 기존 모델 기반 개발 및 검증을 통해 다년간 협력해 온 덕분에 MAN은 dSPACE의 신뢰성에 대해 높은 수준의 신뢰를 가지고 있었습니다.

파트너십 기반 프로세스 개발이 목표로 이끕니다

“dSPACE 및 추가 파트너와 함께 비상 제동 보조 장치(EBA)의 검증을 위한 단계별 테스트 전략을 개발했습니다. 이는 향후 L3/L4 기능에 대한 추가 검증 단계를 준비하는 데 도움이 됩니다.”라고 Eva Karrer-Müller 박사는 설명합니다. 설계된 프로세스는 데이터 기반 개발이라는 패러다임 전환을 도입하고 가능한 한 높은 수준의 일관성을 확보하도록 설계되었습니다. 소프트웨어 개발 및 검증은 다음 단계로 진행됩니다:

• 테스트 주행 중 목표 지향적 데이터 기록
• 데이터 수집 및 데이터 보강(주석, 태그 지정, 선택)
• 개발 및 테스트를 위한 데이터 리플레이(주로 SIL에서 수행되며 HIL 시뮬레이터도 사용)
• 개발 전반에 걸친 반복적인 시뮬레이션 및 검증
• 형식 승인 근거 도출

성과를 제공하는 솔루션 툴 체인

자율주행과 관련된 다양한 과제를 성공적으로 해결하려면 적절하고 강력한 도구와 역량이 필요합니다. 개발자가 다양한 도전 과제를 해결할 수 있는 통합 툴 체인을 dSPACE와 함께 설계하고 반복적으로 개발하여 운영에 투입했습니다.

• MAN은 모든 데이터(원시 센서 데이터, 카메라 비디오, 버스 데이터, XCP 데이터)를 기록하기 위해 AUTERA AutoBox 차량 내 데이터 로거를 사용합니다.
• AUTERA Upload Station을 통해 기록된 데이터는 스토리지 시스템으로 가져와 개발자가 사용할 수 있도록 제공됩니다.
• 데이터는 센서 데이터 관리 플랫폼인 IVS를 사용하여 구조화되고 정리됩니다. 개발자는 언제든지 모든 처리 단계의 데이터에 접근할 수 있으며, 방대한 데이터의 관리도 간소화됩니다.
• 가상 ECU는 양산 코드를 기반으로 테스트 오브젝트로 생성되며 지속적 통합(CI) 빌드 파이프라인에서 생성됩니다.
• ISO 26262 인증을 받은 중앙 웹 기반 시뮬레이션 및 테스트 플랫폼인 SIMPHERA를 사용하여 개방형 및 폐루프 테스트 실행을 구성하고, 클라우드에서 확장된 테스트 실행을 오케스트레이션합니다.

이 프로세스는 소프트웨어가 정의된 요구 사항을 충족할 때까지 반복적으로 수행됩니다. 소프트웨어는 실제 ECU에 병렬로 통합되며, 선택된 작동 지점(코너 케이스)에 대해 HIL(hardware-in-the-loop) 시뮬레이터에서 추가 테스트가 수행됩니다. SIMPHERA를 중앙 플랫폼으로 사용하면 SIL 시뮬레이션의 테스트 시나리오와 아티팩트를 HIL 테스트에서도 계속 사용할 수 있습니다. 이는 파라미터화를 포함한 시뮬레이션 모델에도 적용됩니다. SIL 테스트에 사용된 시나리오는 이미 SIMPHERA에서 선택할 수 있거나 특수한 애플리케이션 상황을 위해 추가로 생성된 것입니다. 속도, 거리 등과 같은 개별 시나리오의 테스트 매개변수는 SIMPHERA에서 편리하게 자동으로 변경할 수 있어 높은 테스트 커버리지를 달성할 수 있습니다.

자율주행은 교통 분야의 판도를 바꿀 것입니다.

“이 파트너십 프로젝트는 화물 운송에서 자율주행을 위한 중요한 기술적 기반을 마련합니다.”라고 Claus Hellberg는 요약합니다. 자율주행 트럭은 이미 가상 세계에서 주행하며 그곳에서 얻은 경험을 통해 학습하고 있습니다. 실제 센서 데이터의 리플레이와 합성으로 생성된 시나리오의 결합은 알고리즘의 성숙도를 높이기 위한 성공적인 테스트 조합을 형성합니다. 자율주행 차량의 형식 승인과 관련하여 향후 중요한 과제가 제기됩니다. 이를 위해 dSPACE에서 제공하는 다양한 솔루션은 dSPACE 파트너의 도구와 서비스로 보완됩니다. 연구와 기술 혁신의 결과는 다음과 같습니다: AD는 운송 산업의 판도를 바꾸는 요소입니다.

MAN Truck & Bus SE의 협조에 감사드립니다

dSPACE MAGAZINE, 2023년 4월 발행