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[오토저널] 미래의 차량용 디스플레이 동향

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글 : 오토저널(ksae@ksae.org)
승인 2018-05-11 11:12:04

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최근 주행 중 운전자의 시각을 통하여 취득하는 안전 및 편의 관련 정보량이 증가하면서 이를 지원하는 다양한 첨단 디스플레이 장치들이 개발되고 있다. 기존의 단순한 정보표시 목적의 디스플레이에서 벗어나 운전자와 서로 교감하며 정보를 교환하고 때로는 소비하는 장치로 거듭나고 있다. 여기서는 차량용 디스플레이가 주목을 받고 있는 배경과 적용 현황·동향, 그리고 차량환경에서 요구하는 HMI 관점을 포함한 디스플레이의 특성과 향후 전망에 대해 소개한다.

 

 

차량용 디스플레이 배경


최근 첨단 운전자 지원시스템(이하, ADAS)의 발전과 자율주행 자동차의 일부 기능이 실용화되면서 다양한 정보를 운전자는 차량내에서 이용할 수 있게 되었고 특히 인포테인먼트를 위한 매개체인 차량용 디스플레이가 주목을 받고 있다. 또한, 자동차의 전장화, 스마트화, 디지털화로 인하여 차량내 디스플레이에 대한 수요가 급증하고 있다. 차량내 장착되는 디스플레이는 기능에 따른 사이즈 다양화와 고기능화로 인한 관련 시장의 확대가 지속될 것으로 예상되고 있다. 이런 가운데, 운전자의 시선과 상태, 감성인식, 음성 및 제스처 인식 등 차세대 HMI 기술과의 연계활용을 통한 단순히 정보표시를 제공하는 수동적인 장치에서 인간과의 상호작용을 통하여 정보표시의 색상, 레이아웃과 컨텐츠 등을 가변시키는 등 능동적인 장치로 거듭나고 있다.

 

이와 같이 차량내 디스플레이가 최근 주목을 받고 있는 이유는 대표적으로 다음의 5가지 요인을 들 수 있다.

 

① 개인 맞춤형 및 디지털화 가속  : Reconfigurable, 3D Graphic 등
② 시각정보를 이용한 많은 정보량과 증가추세  : 정보의 80% 이상을 시각을 통해 획득
③ 차량 내부 인테리어 디자인의 변화  : 평면→곡면, 다분할, 대형화
④ 멀티도메인간 정보 융합형 미래형 디스플레이 등장
⑤ 차세대 HMI와의 연계를 통한 고기능화

 


차량용 디스플레이 적용 현황 및 동향


이러한 배경하에 주행중 운전자에게 정보전달을 목적으로 하는 디스플레이는 표출하는 컨텐츠와 장착위치에 따라 적용하는 크기가 각기 다르다.

 

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여기서는 다양한 차량내 디스플레이 가운데 현재 특히 주목을 받고 있는 HUD, CID를 중심으로 가까운 시일 내에 실용화가 기대되는 CMS에 대해 알아보고자 한다.


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●HUD (Head Up Display)
HUD는 운전자의 전면 유리창 또는 대시보드 위에 Instrument Cluster의 정보를 일부 표시하여 운전자의 시선을 전방으로부터 분산을 최소화시키며 정보를 제공하는 편의 장치이다. 교통사고의 주요원인으로 손꼽히는 주의분산을 최소화하고 ADAS와 연계하여 주행안전성을 향상시키면서 편의성을 극대화할 수 있다는 장점이 있다. 반면, 악천후, 헤드램프의 반사, 전방차량 색상 등의 영향을 받아 시인·가독성이 저해되는 문제점도 있다.

 

일반적으로 HUD는 투영거리(이미지 초점거리) 등에 따라 Windshield Type(~2.5m), Combiner Type(~1m), Augmented Reality HUD(~7.5m)로 분류할 수 있으며 이 투영거리에 따라 정보를 표시할 수 있는 사이즈나 요구되는 성능들이 달라진다. 현재까지는 Instrument Cluster의 서브 디스플레이로서의 정보들을 많이 제공하고 있지만 향후에는 인포테인먼트시스템과 연계하여 보다 다양한 정보를 표출할 것이다. 또한, 터치, 제스처 인식 등 HMI 입력 기술과 운전자의 시선을 연동하여 정보를 제어하기 위한 연구도 이루어지고 있다.

 

●CID (Central Information Display)
CID는 중앙 정보표시 디스플레이의 약어로 내비게이션, 모바일, 멀티미디어시스템 등과 결합하여 탑승자에게 차량 운행 정보와 엔터테인먼트 등을 제공하는 장치이다. 현재, 시장에 출시되고 있는 CID 제품은 각 회사의 HMI 전략에 따라 크기와 배열, 표시하는 UI 정보 등이 다양하다. 또한 기존의 물리적인 버튼이 점차 감소하는 추세로 디스플레이의 대형화와 곡선형의 디자인 추세 등이 결코 무관하지 않다. 최근에는 제스처 인식을 통한 CID 제어와 스마트폰 등을 통한 커넥티비티 서비스를 제공, 개인 프로파일 정보 등을 제공하고 관리하기 위한 용도로도 기능이 확장되고 있다. 2017년 시장조사 기관인 IHS의 발표에 따르면, 2022년 8 inch 이상의 디스플레이 탑재차량이 전체 70%를 차지할 전망이고, 전기창의 경우도 9 inch 이상의 디스플레이를 탑재할 것으로 전망하고 있다.

 

이러한 CID의 대형화와 고화질화에 따라 주행 중 운전자가 정보를 인지하기 쉬운 환경이 되었지만, 한편으로는 이로 인해 정보를 파악하기 위한 시선분산 즉, 전방주시 태만을 불러일으키는 부작용도 있어 이를 방지하기 위한 최적의 UX/UI 기술개발이 필요하다.

 

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●CMS (Camera Monitoring System)
CMS는 운전자가 주행환경에서 차량 후방의 시인성을 확보하는 후사경(사이드미러)을 대신하여 카메라 모니터링 시스템으로 대체하는 것이다. 즉, 카메라를 활용하여 취득한 영상 데이터를 차량내 탑재되어 있는 디스플레이에 전송하여 운전자에게 후사경과 동일한 영상 정보를 제공하는 것이다. 이로 인하여 기존 후사경과 대비하여 공기저항에 따른 연비향상, 풍절음(소음) 저하, 사각지대 Zero, 경량화, 야간 시인성 향상이라는 장점이 있다. 반면에 단점으로는 내구성(온도, 결로, 진동, 오염, 먼지), 영상 전송 지연, 수리기간 및 비용, 시스템 신뢰성 등이 측면이 부각되면서, 이는 향후 해결해야하는 과제이다. 또한, HMI 관점에서는 후사경과 동등한 품질의 영상 데이터를 어느 위치의 디스플레이(모니터)에 표출해주어야 운전자가 기존의 후사경과 동등 이상의 시각인지와 주행 안전성을 확보할 수 있는지가 관건이라 할 수 있다.

 

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이와 관련하여 해외 완성차 및 부품업체들의 컨셉을 바탕으로 CMS 표시장치 위치를 분석해본 결과, 후사경(사이드미러) 근처의 2개의 디스플레이를 설치하는 안이 유력시되고 있으며 대부분이 ① 룸미러, ② Instrument cluster 주변, ③ 도어 안쪽에 장착하는 3가지 안에서 제안하고 있다. 공교롭게, CMS 표시장치의 장착 위치 및 크기에 관해서는 국제적인 규정이 아직 준비되어 있지 않은 상태이다. 다만, CMS의 최소 요구 화각, 배율, 해상도 등을 포함한 표준 규격은 ISO 16505에 제시되어 있다.

 


차량용 디스플레이 실용화 방안


향후 차량내 디스플레이의 적용은 점점 가속화될 것으로 예측되는 가운데 실용화를 위한 운전자의 시인성과 안전성 측면에서 디스플레이에 요구되는 특성은 대표적으로 다음과 같다.

 

① 악천후 등 시인 & 가독성
② 화면 휘도 : 태양광 환경에서의 시인성
③ 화면 반사
④ 휘도의 각도특성 : 운전석/동승자석에서 각각 30도 정도의 각도
⑤ 내환경성 : 동작/보존 온도, 열충격, 습도 등
⑥ 응답속도 : 이미지 잔상 등
⑦ 시각 피로도 : 디지털화에 따른 피로도
⑧ 다른 디스플레이와의 조화(일관성) : 각 표시장치들간의 컨텐츠 충돌 등 부조화

 위와 같은 특성을 평가하기 위하여 실도로 실차 주행환경에서의 다양한 조도 조건과 운전자별 시각특성 및 인지특성을 고려한 개발이 중요할 것이다. 차량 디스플레이와 관련한 국제적인 가이드라인으로서 미국 교통성 산하 교통안전관리국(NHTSA)에서 발표한 “Visual-Manual NHTSA Driver Distraction Guidelines for In-Vehicle Electronics Devices(Phase 1)”, “Visual-Manual NHTSA Driver Distraction Guidelines for Portable and Aftermarket Devices(Phase 2)”가 있고 최소 명함대비, 글자수 제한, 주시 시간 등에 대한 지침이 포함되어 있다.

 

 

차량용 디스플레이 향후 전망


차량용 디스플레이는 향후 내부뿐만 아니라 외부로의 확대가 진행될 것으로 예상되는 가운데 대형화, 곡면화, 고화질화라는 차량 실내 인테리어 측면의 개발 트렌드를 가지면서 기존 TFT-LCD에서 고화질의 OLED로 전환하는 시점을 맞이하고 있다. OLED가 차량에 적용되기 위해서는 상기에서 설명한 차량환경에서 요구하는 특성들을 포함하 다양한 신뢰성 테스트를 만족시켜야 한다.

 

더불어, 운전자에게 언제, 어떻게, 어떤 정보를 제공하고 기능을 제어할 것인가에 대해 검토해야 한다. 이 문제를 해결하기 위한 하나의 방법으로서 운전자의 특성(니즈 및 주행, 시각/인지 특성 등), 주행안전성, 사용성 등을 고려한 새로운 HMI와의 연계 등이 있을 수 있다. 또한, 주간 및 야간 등 실도로 조도환경에 따른 시각적인 피로도 저감과 시인&가독성 향상을 위한 최적 밝기 도출, 신개념 UX/UI 발굴이 요구된다.

 

향후 차량용 디스플레이는 OLED의 도입의 가속화, 홀로그램 및 MR(Mixture Reality) 연계 등이 진행될 것이고 이와 관련한 표현방법은 3D, 애니메이션, 동영상 등 다양해질 것으로 보인다. 궁극적으로 이러한 다양한 차량내 디스플레이를 일관성 있게 통합적으로 관리하고 제어 가능한 미래형 통합 디스플레이가 등장할 것으로 기대한다.  

 

글 / 박선홍 (자동차부품연구원)
출처 / 오토저널 17년 12월호 (http://www.ksae.org) 
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