벤츠의 혁신을 만들어내는 드라이빙 시뮬레이터
가장 현대적인 이동형 드라이빙 시뮬레이터를 신델핑겐의 메르세데스-벤츠 테크놀로지 센터(MCT)에서 가동한지 10년이 되었다. 10년이 지난 지금 360도 스크린, 고속 전기구동, 12m 길이의 레일을 갖추고 차선변경을 포함한 다이내믹 드라이빙 환경까지 구사할 수 있는 자동차 산업계에서 가장 뛰어난 설비를 자랑하고 있다.
드라이빙 시뮬레이터는 자율주행을 위한 중요한 역할을 담당한다. 신형 S-클래스의 드라이브 파일럿을 테스트하고 검증하는 작업이 여기서 진행되었다. 신델핑겐의 전문가들은 미래의 시뮬레이터를 오늘도 고민하고 있다. 내부적으로 개발한 컴팩트 XR(Extended Reality) 드라이빙 시뮬레이터를 통해 미래 자동차의 인테리어 기능을 테스트할 수 있게 되었고 디지털 스마트글라스를 사용해 유연한 테스트가 가능해졌다.
메르세데스-벤츠 자율주행 부문 대표인 마이클 하프너 박사는, "메르세데스-벤츠는 수년간 개발 및 테스트 부문에서 디지털화를 위한 체계적인 노력을 기울여왔다. 그러나 지금처럼 부분적 자율주행에 관한 시뮬레이션이 중요한 경우는 없었다. 드라이브 파일럿에 대한 테스트와 검증은 주로 다이내믹 드라이빙 시뮬레이터로 진행되었다."라고 밝혔다. 2021년 하반기부터 신형 S-클래스는 교통혼잡이 심한 상황에서도 부분적 자율주행으로 운전하거나 독일내 허가된 도로에서 그룹 주행도 가능해진다.
자율주행의 가상 테스트를 하는 동안 시뮬레이터는 실제 주행에서 발생하지 않거나 거의 발생하지 않는 몇몇 시나리오가 없기 때문에 빠르고 효율적으로 움직이게 된다. 물리적 위험이 없는 안전 개발자는 운전자가 빠르게 차량의 제어를 할 수있는 상황을 만들어 낼 수도 있다. 그렇게 시뮬레이터를 사용해 운전자와 자동차의 상호작용을 관찰, 평가하며 각 상황에 대한 운전자의 반응시간도 측정할 수 있다.
하프너 박사는, "최상의 가능한 개발 결과는 현대적인 시뮬레이션 방법과 집중적인 실제 테스트를 지능적으로 조합해야 나온다. 도로의 교통량, 수백만 킬로미터의 테스트 주행거리가 개발 작업의 필수적인 부분이다. 시뮬레이션은 실제 테스트를 완전히 대체할 수없기 때문에 안전관련 시스템의 개발과 승인을 위한 보조 도구의 역할을 한다."고 말한다.
메르세데스-벤츠는 신차개발과 테스트 중 수 많은 시뮬레이션을 진행한다. 고성능 컴퓨터 덕분에 만들어진 "자동차 디지털 프로토타입"은 실제 차량을 만들기 전에 다양한 주행상황에서 프로토타입을 활용해 모든 테스트를 진행하게 되고, 이후 실제 제작하는 프로토타입은 완성도를 높여 더 세밀한 테스트를 진행할 수 있게 한다.
미래 : 디지털 스마트글래스로 보는 미래 자동차 콕핏에서 보이는 도로
시뮬레이터 기술의 다음 단계도 신델핑겐에서 컨셉트를 테스트하고 있다. 가상현실 센터(Virtural Reality Centre)에서 메르세데스-벤츠 드라이빙 시뮬레이터 전문가들이 새로운 XR 드라이빙 시뮬레이터를 개발하고 설계했다. 이 시뮬레이터는 실제 환경과 가상 환경이 이전보다 훨씬 더 정교하게 혼합되어 확장된 현실의 개념을 사용하게 된다.
이 시뮬레이터에는 물리적인 컨트롤은 거의 없다. 운전석에 있는 터치 컨트롤이 있는 스티어링 휠, 페달 클러스터 그리고 엔진 스타트 버튼이 전부다. 각각의 전문 부서들은 시뮬레이션 전문가가 적절한 소프트웨어로 변환한 CAD 데이터 세트, UI 및 기능 모델을 지원한다.
그래서 드라이빙 시뮬레이션 센터 자체가 "디지털 워크샵"이 된다. XR 드라이빙 시뮬레이터는 실제 자동차 콕핏에 기초해 제작되었고, 특히 하드웨어가 전혀 없는 초기 개발단계에서는 XR 드라이빙 시뮬레이터를 통해 일반도로에서 디지털 방식으로 시뮬레이션 하는 것이 가능하다.
시뮬레이션을 위해 테스트를 하는 드라이버는 시트에 앉아 스마트글래스만 착용하면 된다. 새로운 시뮬레이터는 디스플레이, 컨트롤 컨셉트 또는 라이팅 시나리오와 같은 다양한 기능들을 초기 단계에서부터 테스트 할 수 있게 만든다.
최초로 실험실 조건하에서 주차 상황을 시뮬레이션할 수도 있다. 사이드미러와 리어뷰 미러에 의해 보여지는 부분도 시야각에 따라 변하는등 현실감이 상당히 높다. 드라이버의 눈의 움직임은 스마트글래스가 추적하며 움직임에 따라 미러의 이미지가 조정된다. 다른 자동차 또는 보행자가 있는 주변 환경도 실제와 유사하게 시뮬레이션 할 수 있다.
현재 : 신델핑겐의 드라이빙 시뮬레이터 10년
2010년 메르세데스-벤츠는 신델핑겐의 테크놀로지 센터에 움직이는 드라이빙 시뮬레이터를 설치했다. 테스트 설정에 따라 360도 스크린, 고속 전기파워 시스템, 가로세로 12m길이의 레일을 장착해 업계 최고수준의 성능을 보유한 시뮬레이터였다.
가상 세계의 실제 자동차는 무작위 선정되며 테스터가 시뮬레이터 셀에 들어간다. 전자식 재프로그래밍을 해 현재와 미래의 모든 메르세데스-벤츠 모델의 움직임을 시뮬레이션 할 수 있다. 시뮬레이터 셀은 6개의 이동식 지지대를 장착한 육각형 모형이다. 시뮬레이터 셀에는 프로젝션 스크린을 통해 자동차, 교통상황, 보행자, 주택 등 다양한 도로 상황이 현실적으로 표현된다.
자동차 컨트롤은 데이터 라인에 의해 드라이빙 시뮬레이터의 컴퓨터화 된 컨트롤과 연결된다. 테스트 드라이버가 스티어링 휠을 조작하거나 가속할 때 바로 컴퓨터로 정보가 수집되며 실제 주행상황과 동일한 효과를 나타낸다. 보이는 주변 환경은 끊임 없이 바뀌며 시뮬레이터는 드라이버가 브레이크를 밟는 상황에는 실제 자동차가 보이는 자세와 노면의 상황까지도 표현할 수 있다.
컴퓨터는 초당 1,000회 이상 자동차의 움직임을 계산하고 전기장치로 명령을 내린다. 시스템은 초당 최대 10m(36km/h)의 속도로 시스템을 좌우로 최대 12m까지 이동시킬 수있다. 드라이빙 시뮬레이션 센터에서는 가상세계로 주행 테스트를 진행한다. 초점은 드라이버와 주관적인 주행에 대한 느낌에 맞춰진다. 외부의 테스트 대상자와 전문가 모두 테스트 가능하다.
테스트 대상 세션에서 운전자 보조 시스템 및 UI 테스트를 위한 연구가 중요하다. 여기서 사용자 친화성 및 UX, 음성컨트롤, 엔진 사운드가 평가된다. 전문가들의 테스트를 통해 다이내믹 핸들링 연구는 승용차, 트럭, 버스로 진행된다. 이런 시스템은 아직 개발단계지만 전반적인 자동차 시스템을 경험할 수 있게 된다.
테스트 전문가들은 시뮬레이터에서 새로운 서스펜션 시스템과 기능들을 주관적인 느낌으로 경험하게 된다. 이를 통해 프로토타입의 다이내믹 특성들, 예를들면 핸들링 안정성, 민첩성, 승차감과 같은 것들을 동일 조건에서 재현 가능한 기준으로 평가가 가능하다.
이동식 드라이빙 시뮬레이터 외에도 수많은 일반적인 시뮬레이터도 사용한다. 라이드 시뮬레이터에서는 디지털 프로토타입으로 일정하지 않은 노면을 가진 도로에서 주행할 때이 성능에 대한 주관적 테스트가 진행된다. 이를 위해 전문가들은 시뮬레이터에 실제 노면의 데이터와 자동차에 필요한 서스펜션 그리고 기능 데이터들을 제공한다.
시뮬레이터에 탑승한 운전석과 조수석의 테스터는 순수한 디지털이지만 현실적인 테스트 드라이브가 가능하다. 전자식 지지대가 달린 육각형에 장착된 시트가 디지털 프로토타입에서 정해진 대로 움직이기 때문이다.
고정식 시뮬레이터는 유압식 또는 전자식 모션 시스템이 없이 바닥에 고정된다. 싱글 또는 멀티 채널 프로젝션과 사운드 시스템 덕분에 교통상황 시나리오는 상당히 현실적으로 제공되 드라이버는 가상세계에 몰입하게 되고 실제 주행과 동일하게 행동하게 된다.
드라이빙 어시스턴스 시스템은 이곳에서 다양한 교통상황에 대한 테스트를 진행한다. 또한 내부 소음에 대한 개발 작업은 각각의 전문가 패널이 참가해 고객들에 대한 연구와 함께 진행된다.
생산이 시작된 자동차에 이미 설치된 능동형 안전 시스템의 현실적인 느낌은 보조 시스템에 대한 시뮬레이터가 담당한다. 가상 테스트 드라이브는 시뮬레이터의 테스터가 버튼 터치 한번으로 서로 다른 시나리오에 의해 상호적이고 빠르고 직접적으로 현재의 어시스턴스 시스템을 경험할 때 강력한 능동형 안전을 경험할 수 있는 환경이 된다.
역사 : 드라이빙 시뮬레이션 분야에서 30년 이상 축적한 전문성
이전의 다임러-벤츠 시절의 첫번째 드라이빙 시뮬레이터는 100% 사내 개발이었으며, 1985년 베를린에서 사용했다. 이 드라이빙 시뮬레이터를 통해 수 많은 안전장비에 대한 혁신이 이루어졌다. 예를 들어, 엔지니어들은 대부분의 테스트 드라이버가 브레이크 페달을 빠르게 조작하지만 충분한 힘을 가하지 않아 제동거리에서 손실을 본다는 것을 발견했다.
그래서 브레이크 어시스트(BAS)가 개발되었으며 이를 통해 자동으로 최대 제동력을 사용할 수 있게 되었다. 이후 브레이크 어시스트는 메르세데스-벤츠의 기본 사양에 포함되어 왔다.
