[카&테크]BMW의 미래차 개발 무기 '드라이빙 시뮬레이션'

BMW가 첨단 기술을 접목한 새로운 드라이빙 시뮬레이션 센터(DSC)를 통해 현실과 유사한 가상의 환경에서 미래차 개발에 적극 나서고 있다. 1만1400㎡ 부지에 14개 시뮬레이터와 사용적합성 시험실을 갖춘 드라이빙 시뮬레이션 센터는 다양한 시설을 갖춘 최첨단 연구센터다.

미하엘 브라흐포겔 BMW그룹 사용자 경험·드라이빙 시뮬레이션 총괄은 “새로운 드라이빙 시뮬레이션 센터는 차량 개발 과정의 모든 영역과 단계에서 필요한 이상적 시뮬레이션 도구를 한곳에서 제공하는 것”이라며 “하루 최대 100명에 이르는 인원이 연구 시험 주행에 참여할 수 있다”고 밝혔다.

BMW 그룹 드라이빙 시뮬레이터.

드라이빙 시뮬레이션 센터는 여러 전문가들이 초기 콘셉트 단계부터 최종 성능 확인까지 활용하는 이상적 시뮬레이션 도구를 제공한다. 센터 내 시설은 모션 시스템이 없는 고정형 시뮬레이터부터 400m²에 이르는 넓이의 모션 영역을 실험실 안으로 가져와 극도의 도로 환경을 구현한다.

자동차 개발에 필요한 모든 환경과 요소를 이 센터에서 시험하도록 설계됐다. 이는 △혁신적 엔터테인먼트 기술 △디스플레이 △조작 콘셉트 △승객과 차량 간 다양한 상호작용 수단 △섀시 정밀 조정 △완전 자율주행의 실내 공간 시나리오까지 포함하는 광범위한 운전자 보조 기능 등이 가능하다.

BMW 그룹 드라이빙 시뮬레이션 센터.

가상 시험주행은 BMW 엔지니어뿐만 아니라 외부 테스트 인원에 의해서도 정기적으로 진행된다. 이 센터는 가상 개발 영역 확장을 통해 프로토타입의 차량 개발 숫자를 줄이고 개발 기간도 단축시킨다. 드라이빙 시뮬레이터 안에서는 타이어나 액슬을 통째로 교체하는 것도 단 몇 초 만에 가능하고, 버튼만 누르면 전 세계의 시험 주행 도로를 선택해 주행할 수 있다. 심지어 여름에서 겨울 환경으로 순식간에 바꿀 수도 있다. 시뮬레이션 내에서 운전에 영향을 주는 다양한 요소들은 현실과 비슷한 수준으로 재현된다.

BMW 그룹 드라이빙 시뮬레이터.

또한 이 센터는 고도의 지능형 커넥티드 차량 개발에 대한 다양한 요구를 완벽하게 충족시킨다. 운전을 방해하는 위험 요인이나 다중 상호작용 수단의 효과 분석을 위한 새로운 디스플레이와 조작 콘셉트에 대한 철저한 테스트가 필요하기 때문이다.

드라이빙 시뮬레이션은 특히 운전자 보조시스템과 자율주행 기능을 개발하는데 있어 큰 효과가 있다. 이 시뮬레이터를 이용하면 보다 안전한 환경에서 시간 제약을 받지 않고 다양한 시험 환경을 연출할 수 있다. 또한 각각의 시나리오에서 나타나는 상황을 다양하게 변화시킬 수도 있고, 다른 시나리오의 상황과도 마음대로 결합할 수 있다.

뿐만 아니라, 독창적 운반 및 도킹시스템을 갖춘 설치 콘셉트 덕분에 센터 내 모든 드라이빙 시뮬레이터가 같은 날 각각 다른 모델을 시험하는 것이 가능하다. 결국 모든 개발 분야의 전문가들에게 고도로 유연한 테스트 환경을 제공하며, 가동률 역시 극대화할 수 있다.

BMW는 보다 현실적 시뮬레이션 경험을 통해 결과의 유효성을 향상시키기 위해 '심리스 시뮬레이터 경험(SSE)'을 개발해 적용했다. 시험 담당자는 시뮬레이터에 들어가기 전 VR 헤드셋을 착용한 채로 전시장에서 시험 주행을 기다리는 차량을 만나보게 된다.

하이파이 다이내믹 시뮬레이터는 시각적으로나 기술적으로 가장 눈에 띄는 장치다. 이 장치는 실제 도로 시험에서나 가능했던 테스트 환경을 만들어낸다. 실험실 시험은 혁신적 사용자 기능을 맞춤형으로 최적화하고, 특정 주행 상황을 원하는 횟수만큼 재현할 수 있다.

또한 하이파이 시뮬레이터는 현실의 주행 시나리오를 상상 이상의 디테일로 구현해낸다. 코너에서의 제동과 가속, 원형 교차로에서의 양보, 잇따라 등장하는 코너 등이 거의 400㎡에 이르는 모션 영역에서 높은 정확도로 재현된다. 이는 자율주행 시스템에 다양한 과제를 제공하는 복잡한 도심 주행 상황이 실험실 내에서 가상으로 구현할 수 있다는 뜻이다.

새로운 다이내믹 시뮬레이터는 최대 1.0g에 달하는 종횡 가속을 제공한다. 이 시뮬레이터를 통해 고도의 다이내믹한 회피 움직임, 긴급 제동, 강력한 가속 등의 상황을 재현한다.

두 시뮬레이터의 종횡 움직임은 정교한 휠과 레일 시스템을 통해 구현되며, 스티어링 조작 같은 운전자의 행동에도 즉각 반응한다. 이를 통해 BMW 특유의 즐거운 드라이빙의 감각을 시뮬레이터 안에서도 경험할 수 있다. 이러한 움직임은 선형 전기 모터가 만들어낸다. 이는 필요한 힘을 생성하기 위해 전극이 연속으로 빠르게 바뀌는 자석 위에 떠 있는 형태로 고속 자기부상 열차에 적용된 기술과 유사하다.

시험은 독특한 돔 형태의 드라이빙 시뮬레이터 내에서 진행되며 시험을 위한 시스템은 차량 모형 안에 설치돼 있다. 6각 포드 시스템 위에 설치된 돔은 추가 전기 구동장치를 사용해 종횡 방향으로 움직인다. 돔 내부의 차량 모형은 회전 움직임을 재현하기 위해 회전반 위에 세워져 있다. 돔은 360도 전방위에 걸친 가상 환경을 영사해 현실적 시각 이미지를 만들어낸다. 차량 모형의 움직임에 맞춰 정확하게 동기화되는 화면을 통해 높은 수준의 현실감을 제공한다. 시험 참여 인원은 화면을 보고 종적·횡적·수직 가속을 느끼면서 거의 실제 상황에 가까운 감각에 빠져들게 된다.

박태준기자 gaius@etnews.com