대화형이며 방해가 되지 않는 인포테인먼트 시스템 설계

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글/Mike Claassen, 인포테인먼트 시스템 이사, 텍사스 인스트루먼트

오늘날 신형 차량의 핵심 판매 포인트는 기술이다. 역사적으로 소비자는 차가 도로에서 보여주는 성능을 중요시해왔는데, 오늘날 많은 소비자들은 전자 장치의 성능에 더 많은 돈을 투자하고 있으며 이 추세는 사그라질 기미를 보이지 않는다.

차량 기술의 핵심은 인포테인먼트 시스템이며, 이 시스템은 차량 헤드 유닛의 중앙 콘솔 내(스티어링 휠 뒤의 계기판 근처)에 위치하여 사용하기 편리하고, 앞좌석 승객의 손이 닿는 곳에 있어 편안하게 사용할 수 있다.

과제: 향상된 기능과 더 안전한 운전자 상호작용 제공하기

차량 콕핏은 기계 구성에서 전기 방식으로의 전환, ADAS(첨단 운전자 지원 시스템)의 실시간 운전 정보, 운전이 더 즐거워지게 만드는 엔터테인먼트 기능과 같은 혁신과 함께 진화하고 있다. 인포테인먼트 시스템으로의 개선은 운전자들에게 인기 있으며 차량 브랜드의 차별점이 된다.
방심 운전은 차만큼이나 오래된 문제이다. 따라서 책임감 있는 인포테인먼트 설계가 반드시 이루어져야 하며 주의 분산 위험을 최소화해야 한다.
최근AAA 조사에 따르면 오늘날 인포테인먼트 시스템 대부분이 복잡하고 사용하기 어렵다. AAA는 30 개 시스템을 조사했는데, 모든 시스템이 사용자에게 큰 부담을 주고 많은 것을 요구했다. 조사에 따르면 가장 주의를 분산시키는 기능은 내비게이션 시스템 사용, 문자 보내기, 발신 전화 걸기였다.
기술이 방심 운전을 부추긴다면, 기술로 이 문제를 해결할 수도 있다. 자동차 엔지니어는 방심 운전 문제를 해결하는 데 최선을 다하고 있으며, 동시에 소비자의 요구 사항과 운전자 및 승객이 커넥티드 차량에 갖고 있는 늘어나는 기대를 잘 알고 있다.
이 백서에서는 인포테인먼트 시스템의 발전을 통해 운전자에게 차량용 기술의 이점을 제공하고 차량을 더 안전하고 간편하게 사용할 수 있도록 하는 방법을 검토할 것이다.

인포테인먼트 시스템 설명

인포테인먼트 시스템은 엔터테인먼트, 편안함 및 안전을 위한 필수 기능을 관리하는 중앙 모니터링 및 제어 시스템이다. 중앙 인포테인먼트 기능을 갖춘 콘솔 시스템에는 그림 1에 표시된 것과 같은 여러 기능이 있으며, 이러한 기능은 제조업체마다 크게 다를 수 있다.
기능은 제조업체마다 다르지만, 다음을 포함할 수 있다.
* 대시보드의 큰 중앙 콘솔(일반적으로 컬러 LCD 화면이 함께 있음)
* 클러스터 디스플레이
* 일부 별도의 제어 장치 또는 스위치가 포함된 터치스크린 제어 장치
* 음성 활성화 및 제어
* 휴대폰 및 기타 주변 기기용 USB 및 Bluetooth® 연결
* AM, FM, 디지털 오디오 방송, 위성 라디오 제어 장치 및 CD 플레이어
* 차내 Wi-Fi® 핫스팟
* 오디오 제어 장치
* 응급 통화 서비스 등을 지원하는 텔레매틱스 통신
* GPS 내비게이션 및 통합 지도
* 백업 카메라용 디스플레이
* ADAS 경고 및 조치

[그림 1] 인포테인먼트 시스템 구성 요소

더 나은 인포테인먼트 시스템: 더 깔끔하고, 간소화됐으며 더 직관적인 시스템
새로운 혁신과 세심한 설계는 안전과 편의성을 더욱 개선하는 동시에 방해 요소를 최소화하며, 경쟁 제품으로부터 인포테인먼트 시스템을 차별화한다.

센터 스택 밖으로 확장된 CID(센터 정보 디스플레이)
디지털 메뉴 시스템과 터치스크린이 점차 차내 기계 스위치와 노브를 대체하게 되면서 디지털 디스플레이는 인포테인먼트 시스템의 중심이 되었다. 이 기능은 운전자에게 제공되는 기술의 주요 구성 요소이며, 운전자가 주의를 조금만 기울여도 한 눈에 볼 수 있는 분명하고 정확한실시간 정보를 제공해야 한다.

[그림 2] 헤드 유닛

더 높은 해상도, 더 높은 이미지 품질
TV와 마찬가지로, 소비자에게 차의 화면이 더 컸으면 좋겠냐고 물으면 의심의 여지없이 그렇다고 대답할 것이다. 고급 차량에서 큰 화면은 점점 더 인기를 얻고 있으며, 상업 차량에서 더 널리 퍼지고 있다. 그러나 차량 제조업체들은 더 인상적인 이미지를 만드는 것이 단순히 화면의 크기뿐만이 아닌디스플레이 해상도라는 것을 잘 알고 있다. 이제 고급 차량은 선명하고 보기 쉬운 이미지를 제공하는 고해상도 디스플레이를 탑재하여 차와운전자 간의 통신을 개선하고 있다.
더 높은 영상 프레임률은 더 나은 영상 품질을 렌더링한다. 일반적인 영상은 초당 24 프레임을 표시한다. 각 프레임은 스쳐 지나가는 이미지이며, 우리의 뇌가 이미지 사이의 갭을 메꿔서 연속적인 피드로 보이게 한다. 더 많은 프레임이 표시될수록(예: 초당 50 또는 60 프레임) 이미지가 더 풍부하게 표시된다.

한 눈에 보이는 운전자 통신

향상된 시각적 디스플레이 방식은 정보를 포맷하고 표시하는 데 사용할 수 있다. 운전자에게 데이터를 표시하는 가장 좋은 방법은 텍스트를 그래픽, 아이콘, 애니메이션, 시뮬레이션 및 기타 시각 요소로 바꾸는 것이다. 차량에서 정적인 이미지는 비교적 일반적이며, 필요에 따라 주로 사용된다. 간단한 메뉴 시스템이나, 도어 열림음이 울릴 때 나타나는 차량의 이미지일 수 있다. 반면에 움직이는 그래픽은 턴바이턴 내비게이션, 거리 뷰 내비게이션 또는 속도계나 회전 속도계에 사용되는 아날로그 게이지의 디지털 표현과 같은 실시간 정보에 대한 운전자의 빠른 이해를 돕는다.

특정 기능에 대한 여러 개의 작은 화면

작은 화면의 차량 여기저기에 전략적으로 배치되어 시기적절한 정보를 표시하거나(예: 차의 후방을 보여 주는 카메라 피드는 백미러가 일반적으로 위치하는 곳에 있어야 함) 맥락에 따라 배치될 때(사이드 미러의 내비게이션 정보는 다가오는 커브에 대해서만 유용함) 더욱 효과적일 수 있다. 이는 센터 스택에 위치하여 차내 승차감을 제어하는 대화형 디스플레이가 더 혁신적인 투명 윈도우 디스플레이가 되는 것 만큼 단순할 수 있다.

조명 조절
빛 감지 센서는 낮이든, 밤이든, 그 사이든(예: 구름 낀 날, 주차장으로 들어갈 때 등) 화면 밝기를 자동으로 조절하여 안전을 강화한다. 더 밝게 빛나거나 다른 색으로 빛나게 해서 메시지를 표시하는 다이얼 및 게이지는 주변 시야에 잘 들어오고 운전자가 슬쩍 보기만 해도 알 수 있다. 로컬 밝기 조절은 필요 없는 백라이트를 끄고, 더 어두운 검은색, 높은 대비 및 더 적은 빛번짐 현상을 제공하여 가독성과 시각적 미를 향상시킨다. 또한 조명을 조절하면 눈이 더 편안해져서 눈의 피로를 줄일 수 있다.

[그림 3] 디지털 클러스터 오토모티브 레퍼런스 디자인

미러 대체 및 개선

차 미러는 모두 쓸모없어지고 카메라로 대체될 것이다. 후방 카메라는 이미 운전자가 후진하는 방식을 바꿔 놓았다. 더 많은 카메라가 뒷좌석의 C필러 및 D 필러의 사각지대를 완화할 것이다. 외부 미러를 카메라로 대체하면 운전자의 시야가 넓어지는 동시에 공기역학과 전반적인 연비가 향상될 수 있다. 필터링 기술은 직사광선이 비추거나 빛이 부족한 환경에서 더 선명한 후방 뷰를 제공할 수 있다.

헤드업 디스플레이

미래의 HUD(헤드업 디스플레이)는 윈드실드 전체로 확장되므로 운전자가 도로에서 눈을 떼지 않아도 된다. AR(증강 현실) HUD는 윈드실드에 실시간 정보를 프로젝팅하고 증대하여 윈드실드의 사용 가능한__공간을 극대화한다. ADAS 기능으로서 AR HUD는 ADAS 센서 물체/위험 데이터를 운전자의 시야에 바로 덮어씌워서 상황 인지를 개선하고 반응 시간을 줄인다.

차세대 운전자 입력 및 경고

노브, 다이얼 및 버튼은 여전히 있겠지만, 더 많은 정보가 콕핏에 제공됨에 따라 많은 운전자 입력 기능이 발전할 것이다.

시선 추적을 통한 운전자 모니터링
차량이 운전자와 상호 작용하는 또 다른 방법은 시선을 추적하는 것이다. 이는 차량의 운전자의 요구 사항을 이해하고 관련된 실시간 뷰를 제공하는 매우 강력한 방법이될 수 있다. 한 시나리오에서, 백미러부터 조수석 미러까지 훑는 운전자의 시선은 차선을 바꾸려는 의도를 보여주는 것일 수 있다. 그러면 차량이 병합 차선으로 빠르게 다가오는 다른 차를 강조 표시할 수 있다.

터치스크린 및 햅틱 피드백

또 다른 인기 기능은 더 크고 반응성이 뛰어난 터치스크린 버튼 모음이다. 오늘날 많은 버튼은 너무 작고 정확하게 누르기를 요구해서 원하는 동작을 달성할 수 없다. 이와 동시에, 버튼의 촉감 피드백이 없기 때문에 터치스크린을 사용하는 데 세심한 주의가 필요하게 되고, 따라서 운전자가 선택을 하기 위해 도로에서 시선을 돌리게 될 수 있다.

장치 통합

스마트폰, 태블릿 및 기타 장치는 오늘날 우리의 일상에 점점 더 필수적인 요소가 되고 있다. 이러한 장치들은 매우 편리하며, 점점 더 연결성이 높아지고, 데이터 종속적이며, 우리의 시간과 관심을 사로잡는다. OEM(Original Equipment Manufacturer)의 과제는 운전자의 주의를 흩트리지 않으면서 스마트 장치를 차량에 통합하는 것이다. Apple CarPlay나 Android Auto 같은 디스플레이 미러링 애플리케이션은 차에 내장된 터치스크린에서 스마트 장치가 제공하는 데이터를 사용하여 애플리케이션을 실행하도록 허용한다. Alexa 또는 Siri 같은 핸즈프리 오디오 및 가상 비서 시스템은 스마트 장치와의 핸즈프리 상호 작용을 개선한다. 차량이 더욱 자동화됨에 따라, 차량 탑승객은 이러한 시스템이 인포테인먼스 시스템과 원활하게 통합될 것이라 기대한다.

[그림 4] 카메라 모듈 레퍼런스 디자인

뒷좌석 엔터테인먼트

차량이 점점 더 자동화됨에 따라, 차에서 가장 좋은 자리는 운전석이나 앞좌석이 아닌 뒤 승객석이 될 것이다. 이 좌석의 승객은 차도 가장자리의 차량에서 안전하게 하차할 수 있기 때문에, 가장 좋은 좌석이다.
앞 조수석을 제거하거나 이 좌석을 앞으로 이동하면 앞 시야가 더 분명해지고 다리를 둘 공간이 넓어진다. 스마트 장치의 영리한 진화 중 하나는 RSE(뒷좌석 엔터테인먼트 디스플레이) 시스템이다. 이전에 RSE 시스템이 DVD 플레이어를 통해 콘텐츠를 재생했던 반면, 현재는 스마트 장치가 콘텐츠를 제공하면서 뒷좌석 경험이 연결된 디스플레이, 충전 기능, 더 나은 오디오 및 뒷좌석 편의 시스템 제어 등으로 발전되었다.

제스처 인식
터치스크린이 혁신적인 개인용 전자 제품이었던 만큼, 대부분 명령을 수행하는 데 신중한 주의가 필요하다. 제스처 기능을 통해 운전자는 최소한의 주의만 기울여서 시스템을 관리할 수 있다. 손으로 스와이프하거나 손가락을 튕기는 간단한 동작으로 운전자는 도로에서 시선을 떼지 않고도 편안함과 편의성을 위해 시스템을 제어할 수 있다. 차세대 차량은 상황에 따른 간단한 메뉴 선택, 화면 조작 및 음성 제어와 페어링된 제스처 모음을 제공할 것이다.

햅틱

햅틱 피드백은 화면이나 터치패드와 같은 매끄러운 표면에 촉감을 제공한다. 스마트폰, 스마트 워치, 태블릿 및 기타 개인용 전자 제품에서 햅틱 피드백이 사용된 지는 꽤 되었다. 햅틱 기술은 차량에는 폭넓게 적용되지 않았지만, 비 시각적 피드백을 통해 제어할 수 있는 기능은 이러한 터치 표면이 주의를 흐트리지 않도록 도와준다. 간단한 키 누르기 동작 또는 더 복잡한 확대/축소 또는 스크롤 동작을 터치로 시뮬레이션하면 사용자가 원하는 동작이 실행되었는지를 비 시각적 방식으로 확인할 수 있다. 햅틱은 사용자가 완전한 주의를 기울이지 않고도 터치패드를 사용할 수 있도록 한다.

음성 활성화 및 반응
음성 인식은 이미 대부분의 최신 차량용 인포테인먼트 시스템에 표준으로 탑재되어 있다. 예를 들어, 인기 있는 핸즈프리 Bluetooth® 통화 기능은 이미 효율적이며 핸즈프리 전화기법이 전 세계적으로 효력을 발휘하는 데 꼭 필요하다고 증명되었다. 버저나 알림음 같은 소리 경보는 운전자가 도로에서 눈을 떼지 않아도 된다. 한 가지 문제는 어떻게 운전자가 여러 오디오 효과를 구분하고 각각의 의미와 긴급함의 정도를 구분할 수 있도록 하느냐이다.

혁신적인 오디오 프로필

설계를 통해 운전자는 다양한 소리를 쉽게 숙지하고 인식할 수 있다. 원거리 마이크 어레이를 통한 오디오 활성화 및 반응 기능은 운전자의 주의를 방해하지 않고도 동작을 실행할 수 있다. 일부 차량에서 음성 명령 기능을 사용할 수 있지만, 이러한 시스템은 스마트 스피커에 있는 고도로 발전되고 효율적인 가상 비서 시스템의 기술을 채택하여 더욱 발전할 수 있다. 인공 지능 음성 소프트웨어는 개선된 음성 명령 인식과 더 세부적인 반응을 제공한다.
원거리 마이크 어레이는 시끄러운 차량 내에서 음성 인식의 정확성을 개선한다. 음성 활성화 시스템은 주의 분산문제에 대한 가장 좋은 해결 방법 중 하나이다. 운전자는 음성 명령에 익숙해지고 더욱 편안하게 사용하게 될 것이다.

감지를 위한 인포테인먼트 설계

인포테인먼트 시스템 설계자들은 시각, 촉각, 청각을 극대화하여 운전 중에 주의 분산을 최소화하면서 첨단 기능을 제공할 수 있는 방법을 찾을 수 있다. 운전자는 도로에서 눈을 떼지 않은 채 경고를 수신하고 음성 같은 다른 감각 또는 제스처를 통해 기능을 실행할 수 있다. 카메라에 있는 햇빛 필터링과 같은 기술을 통해 인간의 감각이 갖고 있는 한계를 뛰어넘을 수 있다.
궁극적인 목표는 운전자가 운전을 즐기면서도 안전하게 할 수 있는 능력을 강화하는 인포테인먼트 시스템을 설계하는 것이다.

기사입력 : 2019-06-12