CES 2024 – 소프트웨어 정의 자동차(SDV)

CES 2024에서 소개된 SDV 기술

1. SDV 전기・전자 아키텍처 (New E/E Architecture for Demo)
최근 차량에 많은 기능이 탑재되면서 차량의 전기・전자 아키텍처 또한 복잡해지고 있습니다. 이런 복잡성은 차량 개발 시간과 비용을 증가시켜 새로운 기능을 쉽게 추가하기 어렵게 하고 있습니다. 현대자동차그룹은 이런 문제를 해결하기 위한 방법 중 하나로 소프트웨어 중심의 차량 (Software-Defined Vehicle, SDV)으로 하드웨어와 소프트웨어를 디커플링하여 차량의 아키텍처를 단순화하고 있습니다. 이를 통해 엔지니어는 소프트웨어 개발에 집중할 수 있어, 차량 시스템을 유연하고 빠르게 개발함으로써 사용자 경험에 최적화된 시스템이 만들어집니다.

현대자동차그룹의 ‘글로벌 소프트웨어 센터'인 42dot은 SDV의 디커플링을 위해 차량의 컴퓨팅 인프라와 센서/액추에이터의 구성을 효과적으로 관리할 수 있는 범용적인 하드웨어 플랫폼을 비롯해 새로운 전기・전자 아키텍처를 개발하고 있습니다. CES 부스 중심에서 선보이는 42dot의 새로운 아키텍처는 단순화된 구조로 고성능 차량용 컴퓨터인 HPVC와 차량의 센서와 액추에이터를 제어하는 zone controller로 구성되어 있습니다. SDV 전기・전자 아키텍처는 fault-tolerant SDV 시스템으로 기능 장애에 즉시 대응할 수 있는 장점이 있습니다. 특정 zone controller에 장애가 발생해도 디커플링된 아키텍처와 SDV OS의 fault tolerance로 다른 zone controller가 그 역할을 대신 수행할 수 있습니다.

2. HPVC & SDV OS

SDV 전기・전자 아키텍처의 핵심은 고성능 차량용 컴퓨터인 HPVC (High-Performance Vehicle Computer)입니다. 이번 CES에서 42dot은 공랭식과 수랭식(차기 모델)의 HPVC를 공개합니다. HPVC는 SDV의 여러 기능을 동시에 실행하는 고성능 제어기로 SDV의 두뇌 역할을 합니다. 현대자동차의 SDV는 HPVC를 통해 여러 하드웨어와 도메인 컨트롤러의 다양한 역할과 기능을 하나의 유닛으로 통합하여 복잡한 하드웨어를 단순화할 수 있습니다.

HPVC는 다음과 같은 주요 기능이 있습니다.

•  차량 내부 제어기들 사이의 커뮤니케이션에 필요한 gateway 역할을 제공합니다.
•  차량 내/외부의 data를 저장하는 storage역할을 제공하여 필요한 애플리케이션에서 사용할 수 있도록 합니다.
•  Connected service를 위한 RF 통신 장치로, LTE (5G), BT/WiFi 등을 통해 차량의 정보를 외부로 연결하고 차량 제어, 차량 OTA를 위한 데이터를 외부로부터 수신할 수 있습니다.
•  레벨 2(ADAS)부터 레벨 4의 자율주행 시스템까지 포함하는 자율주행 스택은 사용자에게 안전한 이동을 경험하게 합니다.
•  차량 및 운전에 관한 정보와 멀티미디어 콘텐츠와 같은 엔터테인먼트,
AI 어시스턴트 음성 제어를 통해 차량 편의 장치 및 앱 서비스를 제공할 수 있는 IVI (In-Vehicle Infotainment) 스택도 제공합니다.

SDV OS는 HPVC, zonal controller, high speed network backbone으로 재편된 새로운 전기・전자 아키텍처상에서 애플리케이션이 안정적이고 효율적으로 동작하도록 관리합니다. 또한 통합된 차량 API는 분산된 하드웨어로 구성된 차량이 하나의 제품처럼 가상으로 관리되어 차량 전체에서 소프트웨어의 유연성을 극대화하며, 차량 전반의 리소스 사용을 최적화 합니다. SDV OS상에서 구현되는 모든 application들은 안전한 시스템을 제공하기 위해 Rust를 기본언어로 사용합니다.

3. Data-Driven Learning Systems

자율 주행 기술은 SDV의 핵심 요소 중 하나입니다. 42dot은 스마트한 AI 시스템을 만들기 위해 차량을 끊임 없이 학습하고 개선되는 AI 머신으로 규정하고 이를 통해 단순한 AI 기술 발전을 넘어 AI와 자율주행 기술을 대중에게 제공하는 목표를 가지고 있습니다.
42dot은 지속적으로 데이터를 수집, 가공 및 학습시켜 AI 모델을 검증하고 카메라 기반의 자율주행 기술을 개선하고 있습니다. 2주 단위 스프린트로 개발, 시뮬레이션, R&D 차량 검증을 거쳐 최종적으로 서비스 차량에 소프트웨어를 배포하는 빠르고 유연한 최적의 애자일 개발 프로세스를 진행하고 있습니다. 이렇게 42dot은 학습, 최적화, 배포 및 통합 프로세스를 자동화하여 효율성을 향상시키고 있으며(CI/CD), MLOps 및 DataOps를 통한 신속한 개선이 가능한 개발 환경을 갖추고 있습니다.

4. Safety-Designed Vehicle

최근 차량 내 전자 장치의 급격한 증가와 내외부와의 연결성 확대로 인해 안전성 문제, 외부해킹 및 개인정보 노출 위협 요소가 커지고 있습니다. SDV의 사이버 보안은 운전자와 도로 사용자의 안전을 보장하는데 결정적인 역할을 하고 있으며, 42dot은 SDV 하드웨어와 소프트웨어의 모든 부분에서 안전을 최우선 가치로 두고, 안전한 주행을 강화시킬 수 있는 통합된 SDV 보안 솔루션을 개발하고 있습니다.

카메라 비전과 운행 정보를 기반으로 한 AI 알고리즘은 차량의 경로를 예측하고 장애물과의 잠재적 충돌에 대비하여 경고합니다. 이 데이터들은 클라우드로 전송되어 다른 차량들과 공유되고 더 많은 차량의 안전 운전을 지원합니다.

Image of how the SDV detects the driver yawning. A red triangle and a white exclamation point in it appears around the driver with the words “Drowsy driving detected” next to it.

5. LLM for Advanced Mobility

초거대 언어 모델(LLM, Large Language Models)은 복잡한 언어 구조를 학습하여, 우리가 차량과 소통하는 이동하는 방식을 획기적으로 변화시킬 수 있습니다. 현존하는 대부분의 차량 AI assistant는 싱글 턴(single-turn)방법으로 응답을 제공하지만, 방대한 데이터에서 훈련된 언어 구조를 기반으로 하는 42dot이 자체 개발한 LLM 기반의 AI assistant는 사람의 상호 작용을 모방하는 연속적인 대화가 가능하여, 인간과 유사한 매끄러운 커뮤니케이션이 가능합니다.

42dot의 AI assistant는 다양한 인포테인먼트 앱은 물론, AI 내비게이션, 자율주행, IFS (intelligent fleet safety) 등 connected service까지 무한한 적용 범위를 가지고 있습니다. 또한 운전자의 습관과 라이프스타일을 기반으로 맞춤형 서비스를 제공할 수도 있으며, 텍스트나 소리를 통해 중요한 정보를 제공하여 효율적인 차량 관리가 가능하며, 3rd party app에게도 interface를 제공할 예정입니다.

6. Self-Managed Smart City

SDV 기술은 차량과 도시에도 적용되어 관련 비즈니스와 도시 교통 인프라를 최적화할 수 있습니다. 42dot은 사용자 중심의 자율주행 기술과 알고리즘을 통해 실시간 데이터를 기반으로 최적의 라우팅을 제공합니다. 또한 클라우드를 통해 관리되는 도로 데이터는 모든 SDV 차량과 공유되어 최적의 이동이 가능하게 합니다.

A view of a control center for self-managed smart cities with a large screen on the wall with two curved rows of desks with monitors facing the main screen.

차량, 운전자, 도로 데이터와 실시간 교통 정보는 중앙화된 FMS
(Fleet Management System)를 통해 디지털화 되어 관리되고, 차량 사고 발생 시, AI 기반 사고 알림 및 보고 시스템으로 처리됩니다. 42dot의 시스템은 자동으로 관계자들에게 사고 사실을 알리고 운영에 필요한 리포트를 작성합니다. 동영상을 포함한 모든 운전자, 차량 및 교통 데이터는 블록 체인 기술로 관리되고 보호됩니다.

이러한 기술은 "Software-Defined everything"을 통해 차량을 넘어 도시의 모든 이동이 스스로 관리될 수 있도록 합니다.

7. Software-Defined Mobility in Motion

현대자동차그룹은 사용자 중심의 경험을 위해 SDV와 모빌리티 기술들을 개발하고 있습니다.

현대자동차의 ‘셔클’은 AI 라우팅을 기반으로 한 수요응답교통(DRT, Demand Response Transport) 플랫폼으로 지역 커뮤니티의 실시간 교통 흐름을 모니터링하며 셔클을 이용하는 모든 승객들에게 가장 효율적인 경로를 제공합니다. 셔클은 대중교통 환승과 PM, 택시 등 다양한 운송수단을 하나의 앱에서 이용할 수 있는 솔루션을 제공하며 국내 23개 지역에서 운행 중입니다.

42dot의 ‘TAP!’은 서울시의 자율주행 플랫폼으로서 자율주행의 상용화를 이끌고 있습니다. 42dot의 자율주행차 외에도, 다양한 업체가 서비스를 쉽게 운영할 수 있도록 자율주행 플랫폼을 제공하고 있으며 7개 지역에서 서비스를 운영하고 있습니다. 승객들은 TAP! 앱을 통해 2인승 차량을 비롯 셔틀까지 다양한 차량을 호출하여 목적지로 이동할 수 있습니다.

Motional의 ‘로보택시’는 라스베이거스에서 운영되는 아이오닉 기반의 레벨 4 자율주행 택시 서비스로 완전한 무인 운영을 준비하고 있습니다. 로보택시는 카메라와 라이다를 통합한 최첨단 3D 디텍션 기술 등을 활용하여 실시간으로 주변 환경을 인식함으로써 완성도 높은 자율주행을 제공합니다.