[공학저널 전찬민 기자] 현재 시뮬레이터 구축을 위한 S/W의 경우 고가의 해외 S/W를 사용하고 있고, 국내 교통시스템과 주행 환경과는 차이가 있다는 것이 한계점으로 손꼽힌다. 이에 따라 국내 환경에 맞는 S/W를 개발해 해외 S/W를 대체할 수 있는 연구가 활발히 진행되고 있다.
육상이동체용 가상훈련에서 사용되는 콘텐츠의 경우 도로를 3D 콘텐츠로 구축하는 작업은 전체 작업과정의 약 절반 이상을 차지한다. 육상이동체용 시뮬레이터 콘텐츠에 사용되는 가상구간 구축 절차는 구축할 도로확인→실제도로 사진촬영→2D 모델링→3D 모델링→도로속성 편집→시뮬레이션 S/W 적용의 순서로 작업한다.
실제 도로 사진 촬영은 왕복 차선을 고려해 양방향을 진행하며 직접 촬영하고 촬영된 사진을 기반으로 도로차선 등 도로지물과 도로 주변의 건물 등 오브젝트의 텍스쳐 작업을 하게 된다. 그 후 도로지물과 오브젝트는 2D모델링을 이용해 3D로 모델링하며 각 도로별 차로정보 등 도로속성을 편집하고, 제작된 3D 모델을 배치 후 시뮬레이션 S/W를 적용한다.
하지만 고정밀 3D 공간정보를 활용하면 실제도로 사진촬영, 2D 모델링, 3D 모델링, 도로속성 편집의 이러한 파이프라인(Pipeline) 과정의 시간을 단축할 필요가 절실하며, 현재 의존하고 있는 해외 S/W는 고가에, 국내 환경과 맞지 않아 커스터마이징이 어렵다는 것이 단점이다.
또한 국내에서 보급 활용되고 있는 육상이동체 시뮬레이터는 교통안전 교육(훈련)을 위한 시뮬레이터와 자동차와 교통안전 관련 연구를 위한 시뮬레이터로 나눠진다. 하지만 현재 국내에서 활용되고 있는 자동차 운전 시뮬레이터에 적용된 S/W는 실제 발생하는 사고위험 상황을 표현하는 시나리오 구현이 다양하지 못하고, 특정 상황별 시나리오의 현실성이 떨어지는 등의 기술적 한계가 존재하고 있는 상황이다.
이에 따라 ‘고정밀 3D 공간정보 기반 유무인 이동체 가상훈련 지원 기술개발’을 통해 국내 교통시스템과 주행 환경을 반영한 육상이동체용 시뮬레이터가 개발될 예정이다.
육상이동체용 시뮬레이터 운용을 위해서는 도로정보, 교통신호 정보 등을 포함하는 공간정보 편집 도구, 신호등과 교통시설물의 상태를 관리하고 도로에 주행하는 차량의 위치·속도·상태를 재현하는 ‘교통 시뮬레이션 모듈’, 도로 위에 돌발상황을 구현하는 ‘시나리오 편집기’, 차량의 위치와 상태를 수학적으로 해석해 시뮬레이션하는 ‘차량 다이나믹’, 모니터나 HMD를 이용해서 가시화하는 ‘비주얼 모듈과 음향 모듈’로 구성하는 것이 핵심이다. 특히 최근에는 자율주행 차량의 알고리즘 개발과 검증에 필요한 기술인 가상센서 시뮬레이션 기능이 필수적으로 요구되기 때문에 이와 동시에 연구를 진행하고 있다.
또한 차량 시뮬레이션을 위해서는 자동차가 주행할 수 있는 정보를 포함하고 있는 도로정보가 필요하다. 이번 연구과제에서는 국제적으로 통용되고 있는 표준공간 데이터 형태를 분석해 국토교통부의 고정밀 3D 공간정보를 육상이동체 시뮬레이터에서 사용하기 적합하게 변환할 표준공간 데이터 포맷을 정의하고 있다. 이를 통해 사용자가 활용 가능한 자동화 도구로 개발해 고정밀 공간정보를 쉽게 로딩하고 시뮬레이터에 활용할 수 있도록 개발했다.
이러한 육상이동체용 시뮬레이터를 개발하고 있는 ㈜이노시뮬레이션은 지난 2000년 설립 이후 다양한 차량 시뮬레이터 시스템을 개발했다.
이러한 경험지식을 바탕으로 핵심 S/W인 메타버스 솔루션 ‘Metatrack’을 개발해 활용하고 있고, 이와 관련된 미러월드 저작기술, 차량 시뮬레이션, 인터랙션 디바이스, 교통류 시뮬레이션 기술을 보유하고 있다. 또한 이런 기술을 바탕으로 다양한 사업분야인 자동차, 국방, 건설기계, 철도 등에 첨단 모빌리티 메타버스 플랫폼과 고성능 XR 피지컬 포탈 기술을 공급해 현실과 가상공간을 연결한 특화 기술 보유하고 있다.
특히 이노시뮬레이션이 개발한 공간정보 편집 도구에 국토부 데이터를 사용할 수 있도록 기능 고도화를 완료하면 공간정보 개발에 소요기간을 많이 단축할 수가 있을 것으로 기대되고 있다. 이와 함께 자율주행 로직 검증을 위한 가상센서 기능을 개발해 육상이동체용 시뮬레이터에 적용하고자 이번 연구사업에 참여하게 됐다.
이노시뮬레이션 류제규 이사(사진)는 “현재는 해외 S/W에 의존해 육상이동체 시뮬레이터를 개발하고 있지만 이번 연구를 통해 시스템을 개발하고 배포가 되면 고가의 해외 S/W를 대체할 수 있는 솔루션으로 활용될 수 있다”며 “해외 S/W와 달리 기업체에서 요구하는 기능과 기업체만의 특정 기능을 커스터마이징 할 수 있고 업데이트와 기술 지원이 신속하게 대응할 수 있는 것이 장점”이라고 말했다.
특히 사용자가 가상공간을 구축하면서 정부에서 보유한 고정밀 3D 공간정보를 활용해 도로와 터널, 도로 시설물과 같은 객체를 별도의 모델링 없이도 가능해 시간 절감이 가능하다는 것이 큰 장점으로 손꼽히고 있다. 정부에서 제공하는 고정밀 3D 공간정보에는 위도 경도 데이터가 포함돼 있어 여러 지역을 배치할 경우 좌표 데이터를 읽어서 해당 위치에 배치(load)만 하면 기본적인 공간정보 구축을 할 수 있다.
기존의 스크립트와 코딩방식의 시나리오 제작 방식을 간소화해 전문 지식이 없는 사용자도 쉽고 빠르게 노드 그래프 형태로 사용자 인터페이스로 교통상황을 부여할 수도 있다. 또한 내용이 많아지더라도 가변적으로 조절되는 노드 크기와 모듈 단위로 그룹이 되는 형태로 구현해 기존보다 가독성과 사용자 편리성을 높이는 데 중점을 두었다.
류 이사는 “지금까지 개발된 육상이동체용 시뮬레이션 소프트웨어의 기능 실증과 수요기업으로 검증을 시행해 연구 산출물의 신뢰도를 높이고 실증과정에서 자율주행 차량 로직 개발을 하는 실사용자를 대상으로 요구사항을 조사해 추가 반영할 수 있다”며 “이를 통해 기존에 자동차 시뮬레이터 사용자, 자율주행 차량 연구기관·학계와 기업체에서 활용도가 높아질 것으로 예상되며, 연구용·훈련용 자동차 시뮬레이터 사용이 높아질 것”이라고 말했다.
