한국자동차연구원이 대구광역시를 디지털 스캔하고 가상환경에서 자율주행 테스트 플랫폼을 구축해 자동차 분야의 미래를 위한 대비에 나섰다.

자율주행차의 교통 시뮬레이션에 적용된 가상 테스트 플랫폼은 헥사곤 매뉴팩처링 인텔리전스 사업부의 MSC 소프트웨어 솔루션을 기반으로 한다. 이 테스트 플랫폼에서는 ADAS(Advanced Driver-Assistance System)와 자율 시스템이 의도한 대로 동작하는지 확인할 수 있다.

최신의 ADAS 시스템과 자율주행차가 교통 표지판을 읽거나 지나가는 교통수단을 감지하는 과정에는 복잡한 변수가 존재한다. 차량은 ‘상황인식’ 센서로부터 위치와 물리적 위험을 전달받는데, 도시 환경에서는 예상 못한 위험이 생길 수 있어서 프로세스가 훨씬 복잡해지기 때문이다. 이 때문에 각국 정부는 차세대 차량을 도시 환경에 안전하게 도입할 수 있도록 차량 인증과 병행한 정책 개발을 지원하는 한편, 안정성에 대한 검증을 요구하고 있다.

이런 상황에서 한국자동차연구원은 자동차 제조업체와 공급업체가 필요한 기술을 개발하고 테스트를 수행할 수 있도록 지원에 나섰다. ADAS와 자율주행 자동차 시스템이 개발자가 의도한 대로 동작하는지 확인하기 위해 가상 환경 테스트 플랫폼을 구축한 것이다.

한국자동차연구원이 가상 환경을 만들기 위해 적용한 기술은 MSC소프트웨어의 VIRES VTD(Virtual Test Drive), 헥사곤 라이카 지오시스템즈의 3D 매핑 데이터, 실시간 HIL(Hardware-in-the-loop) 해석을 위한 Adams Real Time(아담스 리얼타임) 등이다. 특히 한국자동차연구원은 차량 여러 대의 동역학 모델, 복잡한 도구 체인 문제 등을 VTD와 아담스 솔루션을 결합해 해결했다. FMU(기능 목업) 인터페이스를 사용하는 아담스가 VTD와 결합하면 실제 환경과 유사한 가상 환경을 구축하는 것이 가능하다. 이로써 보행자가 있는 복잡한 도시 상황은 물론, 날씨 변화, 가시성, 차량 동역학을 함께 시뮬레이션할 수 있다.

추가적으로, Adams Car(아담스 카)는 한국자동차연구원이 사전 제작된 템플릿을 사용해 차량의 가상 프로토타입을 완성할 수 있도록 지원한다. 즉 통상의 테스트 랩 또는 테스트 트랙에서 실행하는 것과 동일한 테스트를 가상으로 수행할 수 있는 것이다.

라이다(LiDAR) 및 레이더(RADER) 센서를 이용한 VTD의 물리 기반 시뮬레이션은 차량의 주변 환경 인식 기능이 손상된 경우에 거짓양성(false positive)을 판정할 수 있도록 한다. 이 같은 센서 모델은 광선 추적 기술을 사용하는데, 시뮬레이션에 필요한 광선의 수에 따라 소수의 고해상도 이미지를 다수의 저해상도 이미지로 확장해 주어진 시스템을 적절히 테스트할 수 있다는 장점이 있다.

한국자동차연구원은 대구 테크노폴리스와 대구 국가산업단지 전역을 모델링해 시뮬레이션 환경으로 옮겼다. 이로써 대구시는 자율주행 자동차 테스트에 적합한 인프라를 갖추게 되었으며, 대구시는 이러한 테스트를 수행하는 허브로 발돋움한다는 구상을 갖고 있다.

한국자동차연구원 차량안전 연구센터의 권성진 센터장은 “자율주행 차량 연구를 위해서는 시뮬레이션 및 실제 차량 테스트와 같은 플랫폼을 구축해야 하는데, 여기에는 자율주행 차량 시뮬레이션 환경을 구축하고 이를 활용해 운전자가 실시간으로 개입 또는 개입하지 않는 조건을 만드는 일이 모두 포함된다”며 “그동안 모든 요소를 연계하려는 시도가 계속 이루어졌지만, 예상치 못한 현실적인 어려움이 있었다”고 전했다.

이어서 “대구시는 자율주행을 위한 정밀지도를 구축하고 있을 뿐만 아니라 차량 및 주변 상황을 실시간으로 모니터링하는 시스템과 데이터 수집·저장·분석 시스템을 갖추고 있다”며 “대구 테크노폴리스와 대구 국가산업단지가 자율주행 연구에 최적화된 도시”라고 강조했다.