AR HUD 기술, 언제 어디서든 안전운행 책임진다
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AR HUD 기술, 언제 어디서든 안전운행 책임진다
  • 신현성 기자
  • 승인 2019.09.28 16:05
  • 댓글 0
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자동차 산업에 모빌리티 패러다임이 적용되면서 자동차는 훨씬 더 복잡한 구조를 갖게 됐다. 현대오트론은 모빌리티 시대에 발맞춰 전자제어 분야의 반도체, 제어기, 소프트웨어 등을 개발하고 있다.

특히 증강현실 헤드업 디스플레이인 AR HUD 기술 관련 특허와 간접식 타이어 공기압 모니터링 센서인 iTPMS 기술 관련 특허를 많이 보유하고 있다. 두 기술 모두 운전자의 안전운전을 위해서는 꼭 필요한 기술이다.

가상 차선을 표시하는 기술
이제는 내비게이션은 차량에 있는 필수 장치다. 최근에는 한 단계 더 나아가 차량 앞 유리창에 원하는 정보를 투사해 운전자가 앞을 보면서도 정보를 획득할 수 있는 헤드업 디스플레이(이하 HUD), 운전자가 더 쉽게 도로 상황을 파악할 수 있는 증강현실 헤드업 디스플레이(AR HUD)가 등장했다.

현대오트론은 더 나은 AR HUD를 위해 많은 특허 기술을 출원하고 있다.

기존 HUD 내비게이션은 주변 정보를 측정하는 카메라가 차량 전방의 물체를 측정하면 HUD 차량 중앙 전면 유리창에 영상을 표시한다. 때문에 동일한 물체의 위치가 다르다는 문제점이 있다.

현대오트론은 각각의 제어장치에서 정보를 얻어 실제 차선 위치에 맞춰 가상의 차선을 표시할 수 있는 기술을 개발했다. 이 기술은 굽은 도로 상황을 AR로 표시하고 가상의 차선을 표시해줘 운전자가 적절한 주행 속도를 유지하며 운전할 수 있도록 도와준다.

HUD에 아이콘을 표시하는 기술
AR로 전방의 물체를 HUD에 표시하면 어떤 일이 일어날까? 실제 차량의 전면 유리창에 물체를 모두 표시할 수 없는 상황이 발생한다. 또, 실제 물체에 가상의 영상을 표시하면 가상의 영상이 실제 물체를 가려서 오히려 운전자의 시야를 방해하기도 한다.

현대오트론은 이런 문제점을 개선하기 위해 HUD 표시 영역 외부에 있는 물체, 표시 영역을 벗어나는 크기의 물체 등을 아이콘을 통해 표시하는 기술을 고안했다.

이 기술에 의하면, 전방에 물체가 감지될 경우 HUD에는 물체의 위치와 크기를 판단해 물체를 나타내는 영상을 생성합니다. 물체와의 거리에 따라 색농도와 휘도는 조절된다.

예를 들면, 가까운 거리에 있는 물체는 진한 색으로 적용하거나 더 밝게 표시된다. 물체의 속도도 표시할 수 있고, 물체가 움직이는 방향으로 물결무늬의 애니메이션을 적용해서 표시할 수 있다. 이 기술은 운전자의 물체 인식 능력을 높여 안전운전에 도움을 줄 수 있다.


차가 흔들려도 물체의 이미지를 정확하게 HUD에 표시하는 기술
AR HUD는 운전자가 필요로 하는 정보를 운전자 전방의 실제 물체와 함께 표시해 편리한 운전을 돕는다. 기존의 AR HUD는 차량의 진동이나 흔들림에 의해 물체의 위치가 바뀌지 않도록 물체의 표시 위치를 장애물 주위를 따라 이동하게 했다. 그러나 이런 방식은 진동 자체를 방지하지 않고 물체를 명확하게 표시하는 데 부족했다

이 문제점을 해결하기 위해 현대오트론은 차량의 진동이나 흔들림과 무관하게 물체의 이미지를 장애물의 정확한 위치에 표시하고, 물체 이미지 간의 이질감을 감소시키는 기술을 개발했다. 차량이 흔들리면 차량의 위치를 파악하고, 진동과 도로 특성을 확인해 HUD에 맺히는 이미지의 위치를 조절한다. 추가로 위험도에 따라 이미지의 크기를 키우거나 색상을 적색 계열로 변경시켜 운전자가 직관적으로 위험을 파악할 수 있다.


도로 상태에 따라 HUD 정보의 배경색을 바꾸는 기술
AR HUD를 사용하면 눈앞에 도로 상황을 알 수 있는 정보 영상이 펼쳐지기 때문에 도로 상황에 따라 정확한 정보를 제공받는 것이 가장 중요하다. 기존에는 차량 주행 상황이 변해도 동일한 컬러와 효과를 적용해서 HUD 정보를 표시했다. 이 때문에 운전자가 제대로 정보를 인식하지 못하는 상황이 발생하기도 했다.

이런 문제를 해결하기 위해 현대오트론은 차선 변경 카펫이나 길 안내 카펫을 표시할 때, 배경 색깔과 HUD 정보 색깔이 유사하면 HUD 정보의 모양을 변경하거나, HUD 정보를 밝게 하거나 표시 위치를 변경하는 기술을 개발해 운전자의 도로 상황 파악 능력을 높였다.


타이어 공기압 저하를 정확하게 감지하는 기술
2015년 이후 모든 차량에는 공기압 모니터링 센서인 TPMS가 부착돼 있다. TPMS는 타이어의 압력이 변하면 실시간으로 운전자에게 알려전다.

TPMS의 종류는 직접식인 dTPMS, 간접식인 iTPMS가 있는데, dTPM는 타이어의 공기압을 정확하게 감지하지만 배터리 수명이 있고, 타이어를 교체할 때마다 다시 설치해야 하는 번거로움과 비용이 많이 드는 단점이 있다.

iTPMS은 타이어 공기압에 따라 타이어 지름의 크기가 달라지면 같은 거리를 움직이더라도 타이어 회전수에 미세한 차이가 발생해 공기압의 변화를 알아차린다. 그러나 이 방법은 유지·보수 비용이 적게 들지만 타이어 공기압 변화의 정확도가 떨어지는 단점이 있었다.

이를 보완하기 위해 현대오트론은 iTPMS의 정확도를 높이기 위한 기술을 개발했다. 톤휠(자동차 휠 안에 있는 톱니바퀴)의 각도 오차를 통해 최신 데이터를 얻어 기존 데이터에 동기화시켜 각도 오차를 보정하면 정확한 공기압을 추정할 수 있다. 이 기술을 통해 운전자가 공기압 변화를 잘못 알아차리는 것을 예방한다.

자료제공: 현대오트론



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