자율주행 차량의 과제 - 탑승자의 승차감 개선-

독일의 자동차 부품 대기업인 ZF는 CES 2020에서 자동차 중앙 제어 시스템인 Cubix를 발표하였습니다.

Cubix는 자동차에 탑재된 센서로 주행환경(급커브, 좌우 흔들림, 상하 흔들림)에 맞추어 섀시, 스티어링, 브레이크, 파워 트레인을 종합적으로 제어하여 차량의 움직임을 최적화하는 중앙관리 시스템입니다.

이와 동시에, 섀시 제어 시스템인 sMotion Damping system을 2024년까지 생산하여 완성차에 탑재할 계획입니다.

 

[CubiX] 전동 스티어링, 액티브 리어 액슬 스티어링, sMOTION 액티브 댐핑 시스템, 드라이브 라인 제어 및 통합 브레이크 제어와 등의 차량 제어 시스템을 중앙 관리하는 소프트웨어입니다. 주행 중 차량의 상하좌우의 흔들림을 최소화하도록 제어 시스템을 컨트롤합니다..

 

[sMotion Damping system] 자동차 바퀴의 피스톤 로드를 개별적으로 올리고 내릴 수 있는 통합 전가 장치가 장착된 섀시 제어 시스템입니다. 차체가 앞쪽, 뒤쪽, 왼쪽, 오른쪽으로 기울여져 차량 차체가 올라가거나 내려가는 움직임을 만듭니다. 이러한 움직임은 자동차가 울퉁불퉁한 도로를 달리거나, 장애물을 넘어 설 때 차체의 흔들림을 최소화할 수 있습니다.

 

ZF가 자동차 제어 시스템에 주목하는 이유는 자율주행 차량의 승차감 때문입니다. 2016년 미시건 대학교 마이클 시바크 교수가 조사한 자료에 따르면 자율주행차의 승객은 차 안에서 동영상이나 책을 보고 게임을 즐기며 인터넷 서핑 등을 하여 멀미를 이전보다 더 자주 경험하게 될 것으로 예측했습니다. 그는 미국에서 자율주행차 승객 중 6~10%가 멀미를 자주 또는 매일 겪게 될 것으로 예상했습니다.

 

또한, 자율주행 차량은 기존 자동차의 자리 배치와는 달리, 탑승자가 역방향이거나 옆을 보고 앉을 수 있습니다. 이 때문에 탑승자가 어떠한 자리에 앉거나 차내 작업을 수행하여도 쾌적함을 느낄 수 있는 주행 스타일이 요구되고 있습니다.

 

ZF는 차량 제어 시스템에 해답이 있다고 생각하여, 탑승자의 멀미와 주행 스타일의 상관관계를 연구하고 있습니다. 2019년부터 Magic carpet이라는 프로젝트명 아래 자율주행 차량 탑승자가 멀미를 해소할 수 있는 차량 제어 시스템 개발에 착수하였습니다.

 

[Magic Carpet] ZF는 개개인의 멀미를 느끼게 되는 요소를 분석하기 위해 생리학적 데이터(피부, 온도), 카메라 데이터, 차량 역동성 데이터를 분석하고 있습니다. 연구진은 10,000Km 이상의 주행거리에 걸쳐 탑승자의 중추신경계와 자율신경계에 관련된 데이터를 5만 GByte 이상 수집하였습니다.

 

[AI 분석] 탑승자가 느끼는 멀미에 과학적으로 접근하기 위해, AI 기반 알고리즘을 이용하여 분석하고 있습니다. 사람은 차량의 움직임에 제각각 다르게 반응하기 때문에 승객의 물리적 반응을 AI 알고리즘으로 분석한 뒤, 개인 유형별 프로파일을 만들 수 있습니다. 개별 데이터를 기반으로 승객이 선호하는 자율주행 차량 운전 스타일을 지정할 수 있습니다.

 

 

[그림] ZF Magic Carpet test

 

자율주행 차량 탑승자가 주행을 편안하게 즐길 수 있는 승차감 없이는, 자율주행 확대가 힘들 것으로 보입니다.  

ZF가 내거는 Magic Carpet 처럼, 도로 위가 아닌 편안한 공간에 있는 느낌을 제공할 수 있는 운전 스타일을 찾아내는 연구가 지속될 것으로 보입니다. 

 

(Author Newry PD)

 

[참고자료]

https://www.zf.com/site/magazine/en/articles_6273.html

http://www.inews24.com/view/900866

https://www.autocarpro.in/feature/zf-gets-futurefit-with-techladen-portfolio-43845