유니티 x BMW 유니티를 이용한 BMW 자율주행 시뮬레이션 시각화
BMW는 AR과 VR를 통해 제작 과정을 개선하고 획기적인 방식으로 차량을 마케팅하는 등 다양한 사례를 유니티를 사용하고 있습니다. BMW가 어떻게 실시간 3D 기술을 활용해 복잡한 자율주행(AD) 문제를 극복하고 수많은 시뮬레이션 시나리오를 통해 자율주행 기능을 개선하고 있는지 알아보겠습니다.
BMW, MINI, Rolls-Royce, BMW Motorrad 브랜드의 모체인 BMW그룹은 2006년부터 고도화된 자율주행을 실현하기 위해 노력하고 있으며 직접 운전할 필요가 없는 차량을 조만간 제공하고자 합니다.BMW그룹은 수년 내에 운전자 보조시스템, 고속도로 주행, 주차 부문에서 레벨 3 수준의 자동화가 탑재된 차량을 출시하는 것을 목표로 합니다. (SAE 레벨 3은 운전자 개입이 일부 필요한 조건부 자율주행을 말합니다.) 테스트 마일 95%를 가상주행으로 실시
BMW 그룹은 수년 내에 운전자 보조 시스템, 고속도로 주행, 주차 부문에서 레벨 3 수준의 자동화가 탑재된 차량을 발매하는 것을 목표로 합니다. (SAE 레벨 3은 운전자의 개입이 일부 필요한 조건부 자율 주행을 말합니다.) BMW의 테스트 마일 중 5%만 실차로 주행됩니다.(동영상 제공:BMW) 전 세계의 BMW 그룹의 차량에서 자율주행 테스트를 하고 있습니다. 실제 테스트 차량만으로는 AD 개발에 필요한 모든 데이터를 수집할 수 없기 때문에 BMW 테스트 마일의 95%는 가상 세계에서 가상 차량으로 주행됩니다.
시뮬레이션은 독일 뮌헨 바로 북쪽 운터슐라이스 하임에 있는 BMW 자율주행 캠퍼스에서 진행됩니다. BMW 그룹의 그래픽 시뮬레이션 개발자인 니콜라스 더닝 씨는 12명으로 구성된 핵심 개발팀의 일원입니다. BMW 캠퍼스에 근무하는 1,800명의 AD 개발자들은 개발팀이 유니티에서 제작한 커스텀 툴을 이용해 시뮬레이션 작업을 시각화하고 발전시킵니다.
더닝씨는 「BMW에서는 시뮬레이션 이야말로 자동 운전을 개발하는데 있어서 핵심적인 역할을 완수한다고 생각하고 있습니다. 유니티는 AD 목표를 달성하는 데 필요한 수백만 개의 가상 도로를 만들고 시각화하고 평가하는 데 중심 축이 되고 있습니다.”BMW의 Unity 활용방법 테스트의 대다수가 위에서 언급한 BMW의 AD 개발용 데이터센터에서 이루어짐으로써 BMW는 AD 개발자들에게 다음 사항을 간단히 처리할 수 있게 되었습니다.
시뮬레이션의 원시 데이터를 실제 세계와 유사하게 그래프나 차트보다 알기 쉬운 방식으로 시각화할 수 있는 시뮬레이션 시나리오로 AD 기능의 현상을 평가한다
핵심개발팀은 유니티의 뛰어난 확장 가능성을 활용하여 이러한 요구에 부응하는 커스텀 유니티 기반 솔루션을 개발하였습니다. BMW 그룹이 안전하고 신뢰성 높은 AD 시스템을 일정에 맞게 출시하는 데 사용할 독창적인 방법을 알아봅시다.간단하고 빠른 시나리오 작성
BMW의 그래픽 시날리 오에디터는 시뮬레이션에서 AD 기능을 테스트할 때 사용하는 다양한 파라미터를 제공합니다.BMW는 유니티를 사용하여 개발 중에 테스트 과정과 검증 기능을 크게 간소화하는 그래픽 시나리오 에디터를 개발했습니다. 편리한 인터페이스로 AD 개발자는 기능의 완성도와 준비도를 높이는 수천 개의 시뮬레이션 시나리오를 손쉽게 시각화하고 설정할 수 있습니다.
다음은 시뮬레이션에서의 실전에 대비하여 기능을 테스트하기 위해 시나리오 에디터로 파라미터화할 수 있는 다양한 요소의 한 예입니다.
차량의 수량과 유형(승용차, 버스 등) 보행자 교통신호(노면표시, 표지판) 차선(직선, 곡선 등) 차선경계(없음, 단일실선, 이중실선, 점선 등) 환경조건(주간/야간, 안개밀도, 강수수준) 차량궤적계획
BMW의 개발자가 스스로 생성한 시나리오 외, 테스트 차량으로 기록한 교통 씬으로부터도 시나리오가 추출됩니다. 이들 데이터는 뒷처리를 거쳐 자동으로 시뮬레이션 시나리오로 변환됩니다. 추가 분석 단계에서는 개발하고 실험해 볼 만한 시나리오가 선정됩니다.
아래의 동영상에서는 독일의 한 고속도로에서 옆의 차량이 끼어드는 실제 세계 시나리오와 변수가 적용된 시뮬레이션 시나리오를 확인할 수 있습니다. 이 시나리오는 흥미로운 시나리오로 받아들여 다양한 변수를 적용하고 있습니다. 시뮬레이션에서는 우천, 황혼, 안개 등 다양한 날씨 조건에서 끼어드는 차량과의 안전 거리를 유지할 수 있는지 테스트합니다.
BMW 시뮬레이션 시나리오
테스트 차량 기록에서 변환한 시뮬레이션 시나리오에는 다양한 날씨 조건에 의한 변화가 주어집니다.실시간 시뮬레이션 테스트 시각화
AD 개발자가 시나리오를 설정하면 시뮬레이션 테스트 실행 중 Unity를 통해 실시간으로 시각화됩니다.시뮬레이션 테스트 시각화에 Unity를 사용하면 AD 개발자의 작업 효율이 향상됩니다. 개발자는 실시간 3D 기술을 활용하여 사실적인 디지털 현실과 상호작용 방식을 자유롭게 제어할 수 있습니다.
아래 동영상에서 확인할 수 있듯이 가상 장면 내 차량이나 다른 객체의 원근을 변경할 때마다 시점 또한 연속된 방식으로 실시간으로 변화합니다. 확대해 더 자세히 관찰하거나 후퇴해 전체 스케일을 확인할 수 있기 때문에 시뮬레이션 시나리오에서 발생하는 모든 상황을 전체적으로 더 쉽게 이해할 수 있습니다.
BMW AD개발자들은 Unity를 통해 모든 시점에서 시뮬레이션 시나리오를 둘러볼 수 있습니다. 이 시나리오는 불분명한 오브젝트(보라색 블록에 의해 시각화)로 둘러싸인 차량을 표시하고, 알고 있는 데이터나 모르는 데이터가 함께 존재하는 상황에서 AD의 대처 능력을 평가하는 데 도움이 됩니다.
BMW는 초기에 상세하고 현실적인 환경을 설계했지만, 시간이 지날수록 더 추상화 스타일로 전환하여 핵심 컴포넌트(예: 도로, 차량)만 렌더링하여 데이터 노이즈를 줄이고 AD 개발자들이 각 시뮬레이션 결과에 더 집중하도록 했습니다.테스트 중 상황에 적합한 피드백 즉시 제공 BMW AD 개발자는 시나리오를 빠르게 생성하고 테스트할 수 있을 뿐만 아니라 AD 기능의 완성도에 대한 즉시적이고 시각적인 피드백도 받을 수 있습니다. 2D 차트와 그래프로 데이터를 패싱할 필요 없이 테스트 중 차량 테스트 결과를 실시간으로 3D로 확인할 수 있습니다.존재하지 않는 이미지입니다.시뮬레이션 테스트 결과의 예시를 나타내는 기존 데이터 시각화 방식
우측 하단에 시각화 및 평가 데이터가 실시간으로 표시되고 동기화하여 개발자가 문맥에 맞게 결과를 쉽게 분석할 수 있습니다.우측 하단에 시각화 및 평가 데이터가 실시간으로 표시되고 동기화하여 개발자가 문맥에 맞게 결과를 쉽게 분석할 수 있습니다.향후 계획 BMW 개발팀은 Unity 기반 솔루션이 핵심 유저인 AD 개발자를 넘어 보다 폭넓게 활용되기를 바랍니다. 또한 사전 제작 단계인 레벨 3 차량이 예상대로 작동하며, 완전 생산 단계로 진입하기 위해 차량 내부 테스트를 담당하는 팀과의 협업을 기대하고 있습니다. — 2부에서는 BMW가 Unity를 사용하여 AD 개발 중에 직면한 도전 과제를 어떻게 해결할지 살펴보겠습니다.
유니티 백서 : 자동차 업계 5개 주요 분야에 적용되는 실시간 3D 기술에서 유니티가 AD 시뮬레이션에 어떻게 활용되는지 자세히 알아보십시오.BMW employs Unity across its automotive lifecycle , from transforming production processes with AR and VR to marketing its vehicles in groundbreaking ways . Learn more.blogs.unity3d.com