자동차 증강현실(AR) 기술 현황

오늘은 자동차의 운전 안전성과 편의성 증대에 따란 차세대 정보고실 제공의 수단으로 증강현실(AR : Augmented Reality)기술의 현황에 대해 살펴보고자 한다.

(출처 KETI, ETRI 자료 인용)

Driving(운전)을 성공적으로 수행하기 위해서는 3단계를 거치게 된다

  1) 인지  --> 2) 판단  --> 3) 제어  이러한 3단계를 Feedback Loop System에 의해서 자동차는 끊임없이 운전자 또는 다른 장치와 소통(통신)을 하면서 임무를 수행한다.

이러한 운전 과제를 성공적으로 수행하기 위한 가장 중요한 것은 주위의 교통상황, 도로의 구조, 보행자나 장애물, 신호등이나 중요 표지판 등 다양한 정보를 빠르게 인지하고 정확하게 주행상황을 인지하고 판단하는 것이다. 특히 운전가가 운전 중 처리해야하는 정보의 대부분은 시각적인 정보이므로 운전자의 시각적 인지와 판단은 안전운전과 성공적인 주행을 위한 가장 핵심적인 요소이다.

<인지와 판단 오류로 인한 사고 위험>

1. 시계 불량 

최근 영종대교위에서 106중 충돌사고가 발생한 사건으로 시계가 불향한 상황으로 인해 운전자 전방 차량 인진에 실패한것이 원인이다. 

<출처, YTN>

2. 인지능력 저하 (고령 운전자) - 출처 서울지방 경찰청

우리나라는 OECD 국가 중 고령화 속도가 가장 빠른 국가로 65세 이상 고령인구 비율이 2000년 7.3% ->2010년 11.3% -> 2020년 15.6% ->2030년 24.3%로 급속히 증가할 증망

(도로교통공단)

3. 복잡한 도로 구조

특히 복잡한 도로구조는 운전자의 판단력을 저하시키는 요인 중 하나이다. 운전자라면 누구나 한번쯤은 고속도로 출구진입을 잘못해서 엉뚱한 방향으로 빠져나와 버렸거나 지하차도나 고가도로 진입을 놓쳐서 당항환 경험이 있을 것이다.

이는 운전자가 시각적으로 이정표나 도로의 주요정보를 인지하지 못하였거나, 도로구조가 복잡하여 제대로 판단을 내리지 못하는 경우로 사고를 유발하거나, 교통 문제를 발생시킬수 있다.

(영동포구 교차료)

이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 인지 판단력 증가 즉 증강현실 기술을 자동차에 도입하는 것이다.

특히 ADAS(Advanced Driving Assistance System)이나 Navigation등의 장치가 이용된다.

ADAS시스템에는 전방추돌방지시스템, 보행자감지시스템, 시각지역감지, 나이트비전 등 대다수의 시스템(장치)는 운전자의 판단력을 증대시키거나 운전자 대신 인지하고 판단함으로써 사고를 예방하고 안전운던을 지원하는 것이다.

이러한 안전운전 정보를 시각적으로 제공하느 ADAS장치는 대부분 별도의 단말기를 통하여 정보를 제공하고 있어 이를 인식하고 판단하기 위해서는 또다시 인지적 부하가 발생하게 된다

아이나비 증경현실(예)

 BMW는 2011년 차량용 증강현실 개념 제시 -> Contact analogue라는 용어로를 통해 기존의 단말기 기반 정보제공 방식에 비해 보다

     직관적으로 이해되고 운전자으 인지부하를 줄임으로서 돌발상황 대처 능력과 운전 안전성을 높일 수 있음을 제시

(BMW AR, Telematics New 출처)

  영국의 유리 전문회사인 Autoglass사는 Autoglass2020이라는 비전을 제시하여 자동차 유리창이 머지않아 운전자와의 

      인터랙션을 위한 중요한 저이보게공장치가 될것으로 전망

 Toyota는 자동차 뒷좌석 유리창이 투명한 터치스크린으로 변해 손가락으로 유리창에 그림을 그리거나 창밖으로 물체를 

     확대해서 보거나 눈으로 보이느 물체까지의 거리가 얼마이거나, 또는 손가락으로 선택한 창밖 물체의 이름이 다른 언어로

     표시되거나 하는 개념을 제시  -> Window to the world

<단말기 기반 증강현실>

단말기 기반 증강현실이란, 내비게이션 단말기나, 스마트폰과 같은 모바일 기기를 통해 획득한 영상에 전방차량이나 차선, 내비게이션 경로 등을 중첩하여 제시하는 기술이다. 이는 카메라로 획득한 영상과 증강현실 부가 정보를 단말기 화면에 표출하는 것으로, 운전자 시야를 중심으로 정보를 제공하지는 못한다는 단점이 있다. 이러한 형태의 증강현실 기술은 주로 After market을 겨냥한 것으로 모바일 기기나 내비게이션 단말에 탑재된 카메라와 GPS센서 그리고 내비게이션 S/W와 연동하여 비교적 저가의 제품으로 부담 없이 운전자에게 사용될 수 있다는 장점이 있다

		(예) imaGinyze사는 Augmented driving 아이폰 앱 출시 아이폰이나 아이패트에 장착된 GPS와 카메라를 활용하여 차선 검출을 통한 차선이탈경고 및 차로표시, 전방차량 인식, 주행방향 표시 등의 기능을 제공
		(예) Pioneer 사는 2011년 단말기 기반 증강현실 내비게이션 제품 출시 - AVOC-VH09CS 2012년에는 내비게이션 단말기와 HUD장치를 연동하여 세계최초의 차량용 증강현실 HUD제품 출시 -> 차량 룸미러위치에 반투명 볼록 거울을 설치하고 레이저 프로젝트를 통해 지도와 네비게이션 경로를 표시하는 방식  (엄밀하게 말하면 운전가 바라보는 실세계와 적합한 형태는 아니므로 증강현실 개념과는 거리가 있음

<헤드업 디스플레인(HUD)기반 증강현실>

정의 : 자동차 전면 유리(Wind shield)에 안전운전 및 편의운전 관련 정보를 실제상황(실세계)와 정합하여 제공하는 기술

자동차 전면 유리창에 정보를 표시하거나 대면적 Head Up Display를 통하여 정보를 출력함을서 차량이나 보행자, 차선과 같은 실세계 객체와 정합된 형태의 증강현실 정보를 표출할 수 있다.  --> 직관적 정보의 제공

		GM- 2011년 부터 차량 전면 유리창위에 증강현실 정보를 표현할 수 있는 기술 개발 중 발광체가 코팅된 유리창 표면에 소형 자외선 레이저빔을 쏘아서 차로 경계나 표지판 위치등을 표시한는 방식 안걔 등으로 인해 도로 경계면이 잘 보이지 않을 경우 차량에 장착된 적외선 카메라로 도로 경계면을 인식하여 표시해줌
		Continental- 2017년 양산목표로 최근 UHD 프로토타입 개발 기아 K9에 포로토타입 장착하여 실도로 환경에서 시연 중  기존 소형 HUD를 통한 정보제공보다 안전성과 편의성면 상승 150개의 유스케이스  - 차선이탈경고, 전방추돌경고, 주행경로표시 등

		Jaguar Land Rover (JLR)  최근 35억 달러 규모의 신차개발과 중요 생산품 개발을 위한 R&D 투자 계획을 발표. JLR은 ADAS기술 개발, 운전자 주의 분산을 줄이는 자기 학습 기능을 지닌 HMI 기술 개발, 제스쳐 인신기술 개발, 3D 계기판 개발 등 중 Virtual Windscreen 개발 프로젝트가 해당 프로젝트 임
		현대차 미국 라스베이거스에서 열리는 '2015 국제 전자제품박람회(CES, Consumer Electronics Show)’를 통해 증강현실 헤드업디스플레이를 공개했다.  현대차의 증강현실 HUD는 무려 57인치에 달한다. 기존 HUD에 비해 약 4배나 증가한 크기다. 기존 HUD는 운전석 대시보드 상단에 위치한 프로젝트로 앞유리에 영상을 비추는 방식이었지만, 증강현실 HUD는 면적이 커졌고, 앞유리 전체에 영상을 비춘다. 해상도도 기존 것에 비해 6배 증가한 1280*540에 달한다 (출처. www.autoview.co.kr)