경북대, 반복해도 결과 달라지는 가상 차량 실험 오차 잡는 기술 개발

같은 조건으로 가상 차량 실험을 반복해도 매번 다른 결과가 나오는 문제의 원인이 네트워크에서 발생하는 미세한 시간 차이, 이른바 '지터'(jitter) 때문이라는 사실을 국내 연구진이 밝혀내고 이를 보정하는 기술을 개발했다.

경북대학교 전자공학부 박대진 교수의 지도를 받은 이현중 연구원 주도 연구팀은 실제 차량용 전자제어장치(ECU)와 가상 차량 모델을 연동해 반복 실험한 결과, 제어장치와 시뮬레이터가 데이터를 주고받는 과정에서 도착 시간이 들쭉날쭉해지는 '네트워크 지터'가 시뮬레이션 내부의 물리 계산 순서와 횟수까지 바꿔 놓는다는 사실을 확인했다. 최근 자동차 산업이 소프트웨어로 차량의 기능을 정의하는 '소프트웨어 정의 차량(SDV)' 중심으로 재편되면서, 실제 주행 전에 가상 모델로 미리 검증하는 시뮬레이션의 중요성이 커지고 있다.

지터를 계산 단계로 환산

연구팀이 개발한 'JSEC(Jitter-to-Step Execution Contract)' 기술은 연속된 신호가 실제로 도착한 시간 간격을 측정한 뒤, 이를 일정한 물리 계산 단계 수로 환산해 반영하는 방식으로 작동한다. 네트워크에서 생긴 시간 차이를 시뮬레이션의 물리적 시간 흐름에 맞춰 보정하는 셈이다. 자율주행 시뮬레이터 '카를라(CARLA)' 등을 이용한 검증에서, JSEC를 적용했을 때 반복 실행 간 물리 결과의 일치도를 나타내는 평균 결정계수(R²)는 0.947을 기록했다. 기존 비동기 실행 방식의 0.410과 비교하면 2배 이상 높은 수치다. 반면 계산량 증가에 따른 실행 시간은 약 0.79% 늘어나는 데 그쳐, 추가 부담은 크지 않았다.

박대진 교수는 “이번 연구는 네트워크의 시간 불확실성을 실제 차량 모델의 계산 규칙과 연결한 새로운 접근”이라며 “향후 SDV와 자율주행 시스템의 대규모 가상 검증 환경에서도 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 연구 결과를 담은 논문은 임베디드 소프트웨어 분야 학회 'IEEE EMSOFT 2026'에 채택됐으며, 국제학술지 'IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits & Systems'에도 게재될 예정이다. 연구팀은 앞으로 현대자동차 등 산업체와 협업해 JSEC 기술의 상용 적용 가능성을 실증할 계획이다.

자료: 경북대학교