스티어링휠 그립 감지 시스템(HoD) 이란?

1. 개요

근 몇년사이 현대/기아차에 ADAS 기능들이 대폭 적용되었다. 스마트크루즈 같은 기능만 해도 제네시스나 그랜져 등 고급차나, 쏘나타 K5 등의 중형차의 고급트림에만 적용되었는데, 이젠 캐스퍼같은 경차에서도 선택할 수 있게 되었다. 이러한 ADAS시스템 중에서 스마트크루즈와 버금가게 인기많은 옵션이 있는데, 바로 차로 유지 보조 기능(LFA) 이다. 운전중인 차량의 좌/우 차선을 인식해서 차량이 차로의 중앙을 유지하도록 도와주는 기능이다. 또한 고속도로 유지 보조 기능(HDA) 에서도 동일하게 LFA기능이 포함되어 있다.
https://common-engineer-ji.com/14
언급한 옵션들은 굉장히 보편화 되어있고, 운전 피로도를 낮춰주는것으로 많은 소비자들의 호평을 받고 있다

고속도로 주행 보조? 고속도로 주행 보조2? 뭐가 다르지?

 

2. LFA 작동중에는 항상 손을 올려두어야 한다

ADAS는 보조역할이기에 항상 핸들에 손을 올려두어야 한다. HDA와 LFA가 매우 편리하고 잘 작동하는 기능임에도 불구하고, 보조적인 역할만 하는 레벨 2 이하이다. 자율주행 레벨 2 이하는 모든 사고의 책임이 운전자에게 있기 때문에, 제조사는 핸들을 잡도록 권장하고, 경고한다. 왜냐하면 차선이 잘 안보이는 상황이나 도로가 합쳐지거나 분기되는 경우 등 현재 기술로는 대응할 수 없는 경우는 사람 운전자가 직접 대응해야 하기 때문이다. ADAS가 작동 가능한 영역은 한정적이고, 실제 운전 환경은 훨씬 복잡하다. 이런 상황에서는 LFA나 SCC 기능이 정상적으로 작동하지 않을 수 있다. 그래서 제조사들은 소비자가 핸들에서 손을 뗀다면, 빨리 다시 잡으라는 경고를 한다.
https://common-engineer-ji.com/1

자율주행 기술의 단계 쉽게 구분하기

1) 이 경고가 틀릴때가 있다

안전을 위해 핸들을 잡으라는 경고 자체를 뭐라 할 수는 없다. 분명 핸들을 잡지 않아 생기는 결과는 운전자가 책임져야하기 때문이다(차선 이탈, 사고, 등등). 그런데, 내가 손을 잡고있는데도 자꾸 잡으라는 경고를 띄우고 있다면 어떨까? 내가 매일 출퇴근 하는 길에 그러한 잘못된 경고가 잦다면 너무 짜증날것 같다. 실제로 핸들을 잡고있는데도, 경고를 띄워 불편하다는 자동차 동호회의 글을 쉽게 찾아볼 수 있다. 특히 이런 경향은 직진이 이어지는 장거리 도로에서 쉽게 재현된다.

네이버에서 검색하면 동호회 불만을 쉽게 확인할 수 있다

 

2) 왜 틀릴까

그동안은 운전자의 스티어링휠 그립 측정을 간접방식으로 수행했기 때문이다. 꽉 잡고 있더라도, 자동차가 인식하는 방식 기준으론 손을 잡지 않았다고 판단할 수 있다. 이게 바로 스티어링휠의 토크 판단 방식의 맹점이다. 실제로 핸들을 손에 쥐고 있는지를 판단한다기 보다 좌/우에 운전자가 힘을 주고 있는지를 판단한다. 아래에서 좀더 다뤄보자.

3) 토크 판단 방식

가장 대표적인 그립을 판단 방식이다. 운전자가 자동차에게 강제로 핸들돌림을 일으키면, 자동차가 이걸 운전자가 핸들을 쥐고있다고 판단한다. 예를들어 LFA나 HDA기능이 왼쪽으로 조금씩 회전하려고 할때, 내가 핸들을 오른쪽으로 살짝 돌린다면 자동차는 “너 오른쪽에 힘 주었구나? 미안한데 왼쪽으로 가야해” 라며 왼쪽으로 좀더 큰 힘을 가하게 되고, 덤으로 운전자가 스티어링휠을 쥐고 있다고 판단할 수 있다.
이건 일반적인 상황에선 잘 작동한다. 그런데 직선도로에서는 제대로 작동하지 않을 가능성이 크다. 만약에 스티어링휠을 파지하고 있더라도 직진에선 나도, 차도 전부 핸들을 돌리지 않는다. 그렇다면 LFA는 "어? 너 손 안잡고 있어? 아무런 돌림이 느껴지지 않는데" 라고 판단해서 핸즈오프 경고가 발생하게 된다. 또는 그립을 하고 있더라도 아주 미세하게 잡고있다면 자동차는 그립을 잡은건지 잡지 않은건지 파악할 수가 없다.
마치 눈을 감은상태라고 가정해보자. 누군가 내 옷을 꽉 잡고 흔든다면 바로 알아차릴 수 있지만, 내 옷을 살짝 잡는다면 잡은건지 아닌건지 파악하기 어려울 수 있다

이런 경고가 계속 발생할 수 있다

4) 정전 방식

이런 토크방식을 개선하기 위해선 직접 판단하는 정전방식을 적용해야 한다. 정전방식은 핸들에 정전기 패드를 숨겨서, 운전자가 핸들을 잡으면 생기는 정전기 변화량으로 그립 여부를 직접 판단한다.
다시 위의 예를 들면, 눈을 감고있거라도 다른사람의 살갗이 내 살갗에 닿는다면 난 접촉하고 있음을 알 수 있다. 세게 잡으면 더 잘 알겠지만, 살짝 닿아도 알 수 있다.
벤츠나 아우디 등 독일 고급차는 이러한 문제를 해결하기 위해 예전부터 반영한것 같다. 아무래도 비용문제 때문에 고급차부터 점점 보급차로 전개될것 같다
https://www.youtube.com/watch?v=9LK31zJIVPU

4. 마무리

누가 봐도 직접 방식이 훨씬 유용한 시스템인것 같다. 그런데 왜 지금까지 현대/기아차는 토크방식을 적용했을까? 두가지로 생각된다

첫째, 크게 불편하지 않았다

adas 고급 기능이 워낙 소수의 고급차에만 적용되었기 때문에, 불만을 표현하는 운전자의 절대적인 숫자가 적었다. 그래서 제조사들도 별 신경을 안쓴것 같다

둘째, 정전방식은 비싸다

첫번째 이유와 같이 가는데, 그냥 생각해봐도 비용이 많이 발생할것 같다. 핸들에 정전기 패드가 적용된 가죽을 써야하고, 이걸 인식하는 센서와 제어기가 필요하다. 사람들이 불만을 표현하지도 않는데, 굳이 차값을 올리면서 신규 센서를 적용하지 않았을거 같다. 하지만 이제는 adas가 매우 보편화 된 기능이고, 소비자 불만도 다양한 채널에서 발생하기 때문에 조금씩 전개하는것 같다.

토크 제어 방식 스티어링휠을 사용하는 사람이라면, 이런 치터도 있다.

약간의 무게추를 달아서 마치 사람이 손으로 핸들을 잡고 있는것처럼 만드는 도구다. 

편리하긴 하지만 위험할 수 있으니 꼭 이점 유의해서 사용해야 한다. 

https://link.coupang.com/a/bELXwC

자율주행 차량 핸들 보조 스티어링 휠 컨트롤

"이 포스팅은 쿠팡 파트너스 활동의 일환으로, 이에 따른 일정액의 수수료를 제공받습니다."