자율주행·스마트·커넥티드카…SW를 활용한 IVI 최적화 설계방법론 ①

최태우 기자 / 기사승인 : 2019-11-18 10:05:10
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▲ [source=blackberry blog]

자동차 오디오 시스템은 복잡해지고 소비자들의 기대치가 높아져 비용이 상승함에 따라 자동차 오디오의 기준 역시 달라지고 있다.

주요 자동차 제조업체는 소비자의 사운드에 대한 의식(혹은 무의식)이 자동차의 안전, 신뢰성 및 품질을 평가하는 데 있어 중요한 역할을 한다는 것을 알고 있다. 일부 업체는 음향 시스템에 특히 집중함으로써 브랜드 차별화를 시도하기도 한다.

자동차 업체들이 소비자의 까다로운 음향 품질에 대한 욕구를 맞추고 지속적으로 자동차에 새로운 기능을 추가하고 있는 것은 이에 따라 증가하는 복잡성과 비용을 의미한다.

다양한 제품의 개발 주기를 맞추는 기존 과제와 더불어, 지역마다 다르게 나타나는 소비자들의 취향을 고려하고 자동차 구매자에게 프리미엄 오디오 옵션(여전히 큰 수익의 원동력)을 제공해야 하는 등의 가격 경쟁력과 관련된 고민은 점점 더 다양해지고 있다.

오늘날에는 소비자가 고품질의 음향을 경험할 수 있는 모든 관련 기술과 설계 방식, 재료가 마련되어 있지만 과거에는 차체에 새로운 음향 기능을 추가하려는 경우 별도의 전용제어장치(ECU)를 설치하여 특정 기능을 관리했다.

이러한 과정의 결과로서 오늘날의 자동차 내부에는 여러 공급 업체로부터 만들어진 수많은 ECU가 상호 연결되어 있으며, 자동차 객실 내 마이크 또는 스피커 등 음향 기기와 호환되어 조화로운 음향 공간을 만들어 낸다.

사실 이와 같은 접근 방식은 지금까지는 문제가 없었지만 기능의 종류와 수가 증가함에 따라 한계에 도달한 상황이다. 동시에 무어의 법칙(Moore’s Law)은 어느 때보다 달러 당 더 많은 컴퓨팅 성능을 제공하고 있어 해당 이슈를 해결함에 있어 새로운 시각을 불러일으키고 있다.

이를 바탕으로 자동차 오디오 및 음향을 전체적으로 바라보고 소프트웨어 문제를 해결할 수 있다고 전문가들은 입을 모은다. 오늘날의 자동차의 음향 기술은 넓게 4개 영역으로 분류 할 수 있다.

- 음성 인식
- 파워 트레인 소리(Powertrain Sounds), 소음(Noise) 및 경고(Warnings)
- 차임(Chimes), 경보(Alerts) 및 인터페이스 사운드(Interface Sounds)
- 음악(Music), 앱(Apps), 및 미디어(Media)

자동차 제조업체가 고객을 위해 어떻게 차량 내 사운드 환경을 설계하는지 각각의 영역을 자세히 알아보고자 한다.

1. 스피치와 보이스: 자동차와 대화하기
음성 인식이 가능한 디지털 어시스턴트를 떠올리면 스마트 스피커나 스마트폰을 떠올리기 십상이지만, 음성 인식 소프트웨어가 가장 먼저 적용되었던 것은 다름 아닌 자동차였다.

하지만 일반 대중들에게 널리 이용되리라는 초기 예상과는 반대로 음성 인식 엔진이 상대적으로 제한된 임베디드 컴퓨팅 플랫폼에서 오프라인으로 실행되어야 했기 때문에 초기 계획은 실제로 실행되지 못했으며, 결과적으로 성능과 어휘가 제한되는 한계가 있었다.

이후로 기술에 있어 많은 변화가 있었다. 소비자들은 100달러짜리 스마트 스피커에서와 마찬가지로 비싼 새 차에도 같은 성능을 기대하고 있다. 오늘날은 스마트폰을 통한 인터넷 연결은 물론 자동차에 직접 인터넷 연결이 가능한 시대이다. 이러한 기술의 발달은 자동차 제조업체가 클라우드 기반 음성 서비스를 활용하여 음성 지원이 가능한 자동차를 생산할 수 있음을 의미한다.

이러한 기술의 발달에도 불구하고 아직 많은 한계가 남아있다. 일반적인 가정에서는 시속 200 km/h로 주행할 때와 같은 소음이 발생하지 않는다는 것. 음성 인식 서비스뿐 아니라 사람들은 달리는 자동차 안에서 편하게 대화하기를 원하며 전화를 걸고 받는 기능을 필요로 한다.

2. 파워 트레인 소리, 소음 및 경고
차가 고속으로 주행할 때 발생하는 소음은 탑승자들끼리의 대화를 방해하곤 한다. 특히 좌석이 세 줄 정도인 SUV의 경우 끝에 앉은 사람들은 거의 맨 앞에 앉은 사람들의 이야기를 전혀 들을 수 없다. 운전자가 자신의 말을 전달하기 위해 몸을 틀어 소리치는 행위 또한 상당히 위험할 수 있다.

핸즈프리 전화 시스템이 장착된 차량의 경우 운전자의 목소리를 담을 수 있는 마이크가 설치되어 있으며 이를 통해 목소리가 증폭되어 후방에 설치된 스피커를 통해 뒷좌석에 앉은 사람들에게 전달될 수 있다. 이것이 바로 ICC(In-Car Communication) 기술의 핵심이다.

운전자와 승객들은 차내의 여러 소리의 불협화음 외에도 OEM업체들이 생산한 여러 제품의 인공적인 소리들도 견뎌내야 한다. 사실 현대의 엔진은 과거와 같은 소음을 내지 않고, 이에 따라 자동차 생산업체들은 10년 이상의 세월 동안 차량의 스피커 시스템을 통해 합성 사운드가 나오게 함으로써 엔진의 소리를 인공적으로 키워 들려주고 있다.

역설적으로 전기차의 낮은 소음은 앞선 생각을 하는 자동차업체들에게 보행자들과 자전거 이용자들이 차량의 접근을 알 수 있도록 외부 소음을 증폭시켜야 하는 새로운 과제를 안겨주기도 했다.

내연기관의 연료 경제성이 탁월하게 향상되면서 이를 더 이용하려는 자동차업체들은 저주파의 “붕” 소리 같은 부작용을 일으킬 수 있는 실린더 비활성화 같은 기술을 도입했는데, 이에 대해서는 스피커 시스템에 “소음방지(anti-noise)” 신호를 작동시키는 능동소음제어(active noise control: ANC) 기술로 대응할 수 있다.

 

글 : 렌 레이튼(Len Layton) / 비즈니스 개발 매니저 / 블랙베리QNX

 

 

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