차량 내 인포테인먼트를 위한 표준 오픈 플랫폼 동향 및 genivi … · 키워드:...

444 정보과학회논문지 : 소 트웨어 응용 제 39 권 제 6 호(2012.6)

․이 논문은 정보과학회지 제29권 제9호(2011년 9월호)에 ‘오 소스 기반 국제

표 GENIVI 랫폼의 황과 미래’의 제목으로 게재된 원고를 확장한 것임

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정보과학회논문지: 소 트웨어 응용 제39권 제6호(2012.6)

†

††

정 회 원

비 회 원

논문 수

심사완료

:

:

:

:

한국 자통신연구원 자동차융합 랫폼연구 연구원

[email protected]

(Corresponding author임)

한국 자통신연구원 자동차융합 랫폼연구 장

[email protected]

2011년 12월 12일

2012년 2월 15일

차량 내 인포테인먼트를 한 표 오 랫폼 동향 GENIVI 기반의 휴먼 머신 인터페이스

(Trends of the Standard Open Platform for In-Vehicle

Infotainment and GENIVI based Human Machine Interface)

김 진 우 † 한 태 만 ††

(Jinwoo Kim) (Taeman Han)

요 약 최근 세계 자동차 시장을 심으로 개방형 차량용 랫폼에 한 표 화 연구가 활발히 진

행 이다. 특히 유럽시장을 심으로 GENIVI가 결성되어 오 소스 기반의 랫폼에 OEM의 요구사항을

취합한 미들웨어를 탑재하는 표 화 작업이 활발하다. 기존 차량용 랫폼은 폐쇄 인 구조 때문에 개발

인 측면에서의 비효율성 등의 문제로 자동차 시장에서 그 입지가 좁아지고 있다. 이에 비해 GENIVI 랫

폼은 안정화된 리 스를 기반으로 GENIVI 특화 컴포 트를 미들웨어에 탑재하여 차량용 고유 표 랫

폼을 지향하고 있어 개발 비용 시간을 감할 수 있다. 세계 자동차 시장의 많은 업체들은 GENIVI

랫폼을 기반으로 상용화 제품을 출시하기 해 활발히 연구를 하고 있으며 2013년에 BMW를 시작으로

상용화 될 것으로 망된다. 이에 따라 국내 기업들도 GENIVI 기반의 제품을 개발하기 해 표 화 활동

을 하고 있으며 아시아 반으로 GENIVI 랫폼에 한 심이 집 되고 있다. 본 논문에서는 GENIVI

랫폼의 설립 배경과 구조, 재 동향과 앞으로 진행될 계획에 한 소개하고 GENIVI 랫폼 기반의 차

량용 HMI에 한 설명과 실험 결과를 제시한다.

키워드 : GENIVI, 인포테인먼트, 멀티모달인터페이스, HMI, 사용자경험, 사용자인터페이스

Abstract Recently, standardization and research about Open-source based vehicle platform are

made process actively in the world vehicle market. Especially, in European vehicle market, GENIVI

is organized. GENIVI standardizes that requirements achieved from OEM insert to middleware. The

position of conventional vehicle platform narrows in the vehicle market because it is exclusive and

inefficient when engineers develop systems. On the other hand, the components of GENIVI platform

based on stable Linux are embedded on middleware. Also, GENIVI platform is the vehicle-oriented

standard platform, it can save developing cost and time. Vehicle companies in the world are researching

and developing GENIVI platform for releasing off-the-shelf product. It is expected that in 2013, BMW

starts commercialize. Follow this, vehicle companies in Korea do standardize for development of

GENIVI based products. A lot of Asian vehicle companies in Korea, India, China, Japan also focus on

GENIVI platform. In this paper, we introduce the background and the structure of GENIVI platform,

and trends and plans. Also, we describe the results of HMI based on GENIVI platform.

Key words : GENIVI, Infotainment, Multi-modal Interface, HMI, UX, UI

차량 내 인포테인먼트를 한 표 오 랫폼 동향 GENIVI 기반의 휴먼 머신 인터페이스 445

1. 서 론

1.1 차량용 인포테인먼트 시장 동향

최근 IT기술을 차량에 융합하려는 연구가 활발히 진

행되고 있다. 특히 차량용 인포테인먼트(Infotainment)

는 스마트폰의 인기와 더불어 차세 차량용 응용 서비

스로서 주목을 받고 있다. 국내외 자동차 시장에서는 이

미 ‘스마트카’, ’Connected Car’ 라는 명목으로 모바일 회

사와 력 계를 구축하여 상용화를 비하고 있다.

표 인 력 계는 구 과 GM, 기아자동차와 MS, 도

요다와 MS, 아우디와 애 , 삼성 자와 자동차 등

이 있으며 이는 스마트폰과 자동차의 융합을 통한 차세

인포테인먼트 서비스를 사용자에게 제공하고자 한다.

그림 1은 차량용 임베디드 텔 메틱스 용 황을

나타내는 것이며 이를 통해 인포테인먼트 시장의 확산

이 가속화되고 있는 것을 망할 수 있다[2].

부분의 국내 북미에서 사용하고 있는 자동차

랫폼인 MS Auto를 제공하던 MS는 최근 모바일 시장

에서의 부진과 더불어 자동차 시장에서도 차 경쟁력

이 약화되고 있다. QNX 한 국내 자동차 회사, 도요

다 자동차, 유럽 자동차 업계에서 리 사용되었으나

랫폼의 비개방성의 한계 때문에 자동차 업체들이 다른

랫폼을 모색하고 있다. 기존의 오 소스 기반이 아닌

랫폼을 기반으로 개발 할 경우 랫폼 제공 기업에

한 기술 의존성은 커진다. 그 결과 높은 개발 비용

과 개발 기간 증가, 로열티 문제가 발생되었고, 이를 해

결하기 해서 최근 자동차 업계에서는 오 소스 기반

랫폼에 한 상용화 연구를 지속하고 있다[3].

최근 스마트 기기와 자동차 간의 연동에 한 요구사

항의 증가로 자동차 제조사들은 앱스토어를 통한 응용

서비스를 확보하기 해서 오 소스 기반 모바일 랫

폼인 구 의 안드로이드를 자동차 랫폼으로 용하기

시작했다. 표 인 안드로이드 기반으로 상용화된 기술

은 GM의 Onstar, 콘티넨탈의 AutoLinQ, 상하이 자동

그림 1 인포테인먼트 시장의 망[2]

차의 Roewe가 있으며 국내 자동차 업계에서도 용

정이다[2]. 안드로이드를 인포테인먼트 랫폼으로 용

하면 많은 앱스토어를 확보할 수 있지만 모바일용이기

때문에 차량용 특화를 해 일부 수정이 필요한 부분에

있어서는 한계성을 가지고 있다.

1.2 차량용 멀티모달인터페이스 시장 동향

랫폼에 한 연구와 더불어 최근 자동차 제조사, 부

품업체(Tier1)는 다양하고 많은 정보를 효율 으로 리

하고 조작이 가능하도록 한 차량용 멀티모달인터페이스

(Multi-modal Interface)에 한 연구를 활발히 진행

이다[2]. 최근 주행 조작이 가능한 음성인식 기반

의 인포테인먼트 시스템이 상용화 되었고 휠 버튼

(Wheel Button) 조그셔틀(Jog shuttle)과 연동된 차

량용 HMI(Human Machine Interface) 한 고 차량

에 탑재되어 상용화 되었다.

포드는 마이포드싱크(My Ford Sync)를 출시하여 클

러스터와 헤드유닛(HeadUnit) 화면 간의 상호작용 가능

한 기술을 기반으로 운 자에게 차세 멀티모달인터페

이스를 제공했다. 기아자동차 한 MS와의 력을 통

해 음성인식 기반의 UVO(Your VOice) 시스템을 개발

했다. BMW와 Audi는 운 자 심의 멀티모달인터페이

스 기반의 HMI에 한 연구를 지속해 왔다[1]. 유럽과

북미, 일본 자동차 시장에서는 HMI에 한 가이드라인

을 지속 으로 구축해 왔으나 국내에서는 HMI에 한

가이드는 자동차 회사 기 에 따르도록 되어 있다. 이처

럼 세계 자동차 시장은 차량용 인포테인먼트 시스템을

한 표 랫폼 뿐만아니라 운 자 심의 멀티모달

인터페이스, HMI, HVI(Human Vehicle Interaction)

등의 상호 연동을 한 기술 개발에 집 하고 있다.

2009년 이후 유럽 자동차 연합을 심으로 차량용

SW 개발 비용의 60% 이상 차지하는 차량용 SW 랫

폼을 표 화하여 공동개발하자는 회가 설립되면서 오

소스 기반에 랫폼 개발에 한 투자가 활발히 이루

어지고 있다. 한 차량에서 운 자로 하여 안 한

HMI 조작 방식을 제공해 주는 멀티모달인터페이스가

차량 구매의 요한 목 이 되기 시작함에 따라 GENIVI

랫폼 상에서 그 기능을 개발할 필요성이 있다.

따라서 본 논문에서는 자동차 산업계의 요구사항에

따른 표 화 랫폼 기반의 제품을 개발하기 한 필요

성을 제시하기 해서 재 GENIVI 랫폼의 목 과

재 동향에 해서 언 하고 GENIVI 랫폼 상에서

멀티모달인터페이스 기반의 조작을 해 개발된 HMI

당 성을 설명하고 그 성능을 평가한다.

본 논문의 2 에서는 GENIVI 랫폼에 한 기본

인 내용에 한 이해를 돕기 해서 그 목 과 구조, 동

향, 필요성에 해서 설명한다. 3 에서는 GENIVI 랫


폼을 기반으로 구축한 차량용 HMI에 한 설명과 실험

결과에 한 내용을 제시한다. 4 에서는 GENIVI 랫

폼의 미래와 멀티모달인터페이스와의 계에 따른 필요

성에 해서 언 한다.

2. GENIVI 랫폼

2.1 GENIVI 회 설립 배경

GENIVI는 인포테인먼트 시스템의 오 소스 기반의

랫폼을 산업 표 화하는 비 리 단체이며 자동차 업

계의 요구사항을 취합하여 반 하고 있다. BMW, Intel,

Magneti Marelli, GM, PSA, Dephi, Visteon, XS,

WindRiver를 심으로 2008년 창단되었으며 재 126

개의 회원으로 구성되어 있다. 멤버는 OEM, Tier-1,

반도체, OS 벤더, 솔루션 업체 등으로 구성되어 있다.

기에는 부분 유럽 심의 회사들로 구성되었으나

최근 아시아 멤버가 30%를 넘는 추세다[8].

GENIVI 회의 비 은 비경쟁 부분으로써 업체들 간

의 기술 차량용으로 필요하거나 개발해야할 부분들

을 요구사항으로 하여 개별 로젝트로 진행이 된다. 비

경쟁 역부분은 회원사의 목 에 따라 경쟁하고자 하는

역으로 HMI, APPs, OSV Extension, LIBS를 포함

하고 있다. 그림 2는 GENIVI가 추구하는 비 을 경쟁

역과 비경쟁 역을 구분하는 것을 나타낸다.

GENIVI 회는 비경쟁 분야에서의 표 화를 통해서

기존의 소비 이던 랫폼 경쟁에서 벗어남으로써 비용

과 시간에 한 효율 인 투자가 가능하다고 보고 있다.

GENIVI 략을 살펴보면 차량용 인포테인먼트 응용을

해서 구축해야할 랫폼 개발에 한 개발 비용을 감

소할 수 있다. 기존 랫폼 개발은 인포테인먼트 개발

비용의 50% 이상을 차지하고 있었던 만큼 상당한 비용

효과를 가져온다. 한 응용 개발을 해 필요한 미

들웨어를 모두 개발할 필요가 없고 업체별로 필요한 요

구는 표 화하여 GENIVI 컴포 트화함으로써 개발 시

간도 단축할 수 있다. 한 국제 자동차 시장으로의 진

입이 보다 자유로워 질 수 있고 오 소스 기반으로써

많은 개발자를 확보할 수 있다. 결과 으로 자동차 특화

그림 2 GENIVI 비 [4]

그림 3 GENIVI 랫폼 략과 이익[4]

랫폼을 공통으로 보유하여 소비 인 경쟁을 지양하여

이익을 극 화 하겠다는 의도인 것이다. 그림 3은 GENIVI

랫폼 략과 그 이익에 해서 GENIVI 회가 제시

하고 있는 내용이다[4].

GENIVI는 오 소스 기반으로 요구사항을 취합하여

산업표 화로 구성된 랫폼이다. 따라서 기존의 오 소

스 성격과 달리 GENIVI 멤버에 한해서 랫폼이 개방

되며 이를 상용화하기 해서는 GENIVI Alliance 정책

에 해야 한다[6]. 한 멤버가 가진 기술을 GENIVI

랫폼에 Compliance로 등록하기 해서는 기술을 개

방하되 그에 따른 로얄티에 한 권리는 주장할 수 없

도록 규정되어 있다.

2.2 GENIVI 회 황

GENIVI는 크게 이사회와 기술부로 이루어져 있으며

각 회원사들은 문 개발 (Expert Group)을 통해서

OEM 혹은 Tier-1의 요구사항을 취합하여 이사회로부

터 승인을 받아 로젝트를 진행하게 된다. 이 게 구성

된 하나의 로젝트가 GENIVI 미들웨어에 추가되는 하

나의 GENIVI 컴포 트로 등록된다. 재 6개의 EG

(Expert group)가 운 되고 있으며 곧 7개로 늘어날

정이다. Expert Group은 총 7개로 구성이 되어 있으며

그 분야는 다음과 같다.

- Automotive, Media&Graphics, Network, LBS,

Infrastructure, CE Connectivity, HMI

이와 더불어 GENIVI 측에서는 아시아 시장의 참여

비율이 크게 늘어나자 인도, 국, 한국, 일본 시장에 지

역별 GENIVI EG를 추진을 요청함에 따라 일본 시장을

제외한 나머지 3개 지역에서 EG를 비하고 있다. 일본

시장은 2009년 Tier-1 업체인 Alpine이외에 뚜렷한 움

직임이 없었으나 닛산의 합류로 GENIVI에 한 참여를

확 하 다. 하지만 일본 자체 으로 JasPar라는 표

단체를 심으로 Honda, Toyota 등이 활동하고 있어

GENIVI 활동에 참여하지 않았으나 2011년 후반부터

합류할 것으로 상된다. 국내 시장에서는 ETRI가 2009


년 처음으로 표 화 활동을 시작했고 삼성, 자동차,

LG, 모비스, 인포뱅크, Humax, Suresoft, 오비고

순으로 가입을 했다.

GENIVI 랫폼이 용되는 HW의 메인칩과 OS는

1.0 버 과 2.0버 사이에서 큰 변화가 있었다. 최

GENIVI 1.0 버 은 인텔의 모블린 리 스에 공동 GENIVI

Compliance Component를 미들웨어에 탑재했다. 그리고

인텔의 콩가텍 보드에 탑재 가능하도록 하여 Qt 기반의

HMI를 만들어 GENIVI 실체를 보 다. 차량용 퍼런

스 보드로 출시된 콩가텍보드는 아톰 로세서 1.66G의

스팩을 선보여 차량용 헤드유닛 보드는 넷북 수 으로

제작되었으나 안 성에 문제가 있었다.

GENIVI 2.0 버 이 출시될 당시 인텔의 모블린과 노

키아의 마에모가 결합된 Meego가 GENIVI의 기본 OS

로 채택이 되었다. 한 이는 ARM 로세서 기반의 헤

드유닛 보드에도 GENIVI 랫폼이 탑재되도록 하여

ARM기반의 제품을 선호하는 회원사들이 증가하는 결

과를 낳았다. 재 GENIVI 랫폼은 ARM과 인텔

로세서에 모두 탑재 가능하도록 출시되고 있으며 Cassini

버 이 출시된 상태이다. 그리고 Borg 버 까지 GENIVI

랫폼의 기본 OS로 사용되었던 MeegoIVI는 노키아가

MS와 력함에 따라 사실상 개발에 참여하지 않았고

그 존재가 없어졌다. 신 그 빈자리는 삼성이 신하여

Tizen이라는 웹 랫폼 개발에 주력하고 있다. 따라서

재 GENIVI 랫폼의 기본 OS는 Ubuntu IVI, Montvist,

Windriver, MentoGraphics, Tizen 등의 후보군이 존재

하고 있는 상황이다. 그림 4는 GENIVI 랫폼에 용

된 주요 OS와 HW 타겟보드를 2.0 버 까지 나타내었

고 재 채택될 후보 OS를 보여 다.

그림 4 GENIVI 랫폼의 주요 HW 타겟과 OS 변화

2.3 GENIVI 랫폼 구성

GENIVI 랫폼의 기본 개념은 기존 코드를 재사용

혹은 변경하고 회원사의 요구사항에 부합한 차량용 특

화 컴포 트를 추가하여 표 화하는 것이다. GENIVI

랫폼의 80%는 기존의 리 스 커 을 재사용하는 것

그림 5 오 소스 기반의 GENIVI 랫폼의 구조[4]

이고, 15%는 일부 수정 확장을, 나머지 5%만이 GENIVI

특화 코드로 구성되어 있다. 그 외의 응용 HW는 각

회사별 목 에 맞도록 개발하여 경쟁하는 것을 목 으

로 한다. 그림 5는 GENIVI 랫폼의 개념과 구성에

한 것이다.

2.4 GENIVI 랫폼 상용화 동향

최근 자동차 제조사(OEM)는 고품질 다양한 인포

테인먼트 서비스를 사용자에게 제공하여 경쟁력을 갖추

기 해 노력하고 있다. 한 업체 간의 력을 통해

랫폼 개발 비용을 최소화하고 응용 분야 개발에 한

경쟁을 집 하기 해서 표 랫폼 개발을 진행하고

있다. 이는 자동차의 지능화됨에 따라 랫폼 한 고도

화되고 오 소스 기반으로 확산되고 표 화 경쟁으로

이어지고 있다[3]. 따라서 자동차 업체들은 표 화 단체

를 구성하여 하드웨어 미들웨어의 종속성을 낮추고

응용 개발의 편의성과 새로운 경쟁체제로의 확산을

진시키고 있다[5]. 그림 6은 기존의 폐쇄형 랫폼에서

오 소스 기반 랫폼으로 변화를 도모하고 있는 자동

차 업체를 보여주고 있다.

이러한 추세에 따라 BMW, PSA 등의 자동차 업체는

2013년 이후 GENIVI 표 화에 하는 제품만을 납품

하도록 발표했으며 WindRiver, 보쉬, Magneti Marelli,

그림 6 주요 자동차 회사의 차량용 랫폼 용 변화[2]


그림 7 GENIVI 멤버들의 상용 제품 출시 계획

TomTom 등의 유럽 자동차 부품업계는 GENIVI 기반

의 제품을 출시한다고 발표했으며 국내 시장도 검토 단

계에 있다[4]. WindRiver와 Magneti Marelli는 GENIVI의

창단 멤버로써 BMW의 2013년 양산 차량에 GENIVI기

반 솔루션을 탑재할 것이라고 발표했다. 그리고 최근

MontaVista와 Rightware는 GENIVI 기반의 HMI 까

지 포함한 솔루션을 상용화를 목 으로 개발한다고

2011년 2월에 발표했다. 이외에도 많은 자동차 련 회

사들이 GENIVI 기반 제품을 상용화하기 한 연구를

활발히 진행하고 있다. 국내에서도 GENIVI 기반으로

제품화하기 한 연구를 진행 이며 출시 시기는 2013

년 이후로 상되고 있다. 그림 7은 주요 GENIVI 멤버

들의 개 인 상용화 시기를 나타낸 것이다.

2.5 GENIVI 랫폼의 필요성

차세 랫폼은 기존의 오 소스 기반이 아닌 랫

폼은 문제 던 차량용으로의 최 화에 한 한계성을

극복해야 한다. 따라서 빠른 개발과 기술의 개방을 통한

안 성 향상, 그리고 기존 코드의 재사용성의 장 을 바

탕으로 업계의 요구사항을 표 화할 필요가 있다. 표

화된 오 소스 기반 랫폼 기반의 환경 구축이 많은

개발자를 양성하고 세계 자동차 시장에서의 경쟁력 우

를 선 을 가능도록 하기 때문이다.

그림 8은 차량용 인포테인먼트 시장 형성을 한 산

업 생태계 계에 있어서 표 화에 한 필요성

계를 설명한 것이다. 자동차 제조사 측면에서는 차

량용 앱스토어가 스마트폰 시장과 함께 경쟁력을 갖추

면 인포테인먼트 확보에 유리할 것이다. 이는 자동차 제

조사에게 헤드유닛 인포테인먼트 시스템을 제공하는

부품사로 하여 빠른 상용화를 유도할 것이다. 한 부

품사는 차량용 응용 서비스 개발을 한 SDK를 개발자

에게 제공한다. 개발된 응용 서비스는 자동차 제조사

부품사가 구축한 차량용 멀티모달인터페이스를 통해 직

으로 사용자에게 제공된다. 이러한 인포테인먼트 산

업 계 구조는 표 화 오 소스 랫폼 기반에서 이루

어져야 세계 자동차 시장에 응할 수 있다.

그림 8 차량용 랫폼의 표 화 필요성

3. GEINVI 랫폼 기반 응용 기술 실험

3.1 GENIVI 기반 인포테인먼트 시스템 구성

본 장에서는 차량용 HW 랫폼인 헤드유닛 상에 표

SW 랫폼을 탑재하여 최 화 한 뒤 응용 서비스를

구성하는 HMI와 이를 조작하는 멀티모달인터페이스로

구성된 인포테인먼트 시스템을 설명하고자 한다.

세계 유명 자동차 회사를 심으로 170개 이상의 업

체들이 참여하여 표 화를 진행하고 이를 기반으로 제

품화하는 것을 목 으로 두고 있다. 재 응용과 시스템

을 연동하거나 개발함에 있어서 국내 자동차 업계에서

는 사용자 심의 멀티모달인터페이스를 연동한 UX 체

계는 미비한 상태이다. 따라서 국내 업체에서도 오 소

스 기반의 차량용 랫폼 표 화에 동참하여 그 기술에

한 기반을 확보해야 할 필요성이 있기 때문에 본 논

문에서 다음과 같은 시스템 구성을 제시한다.

그림 9는 본 논문에서 제시하는 GENIVI 기반 인포

테인먼트 시스템 구성을 나타낸 것이다. 첫째, 시스템이

탑재될 차량용 헤드유닛에 디바이스 드라이버 통신

환경을 구축하는 것이다. 이는 차량 헤드유닛 상에서 차

그림 9 GENIVI 기반 인포테인먼트 시스템 구조


량 내부 통신이 가능한 Can, MOST 등의 기능을 한

HW 인터페이스와 장치 드라이버를 설치하여 통신

을 기반으로 한 응용 서비스를 가능하게 한다. 둘째, 구

축된 HW 환경에 응용 서비스 개발을 해 GENIVI 표

SDK인 Qt와 OpenGL을 기반으로 개발된 차량용

HMI UX(User Experience)를 탑재 가능하도록 한

다. 셋째, 앞서 설명한 헤드유닛 에 GENIVI 랫폼이

탑재된 환경에서 차량용 터치 제스처 혹은 방향키를 활

용한 멀티모달인터페이스로 제어가 가능한 HMI UX

를 개발하는 것이다.

3.2 GENIVI 랫폼 기반 멀티모달인터페이스기술

본 논문에서는 GENIVI 표 화 진행과정에서 산출된

결과물인 GENIVI 1.x버 의 랫폼에 인포테인먼트 응

용인 차량용 HMI와 UX를 개발하여 탑재하 다. 기본

으로 HMI의 메뉴 구성은 GENIVI 표 요구사항 문

서인 SND(Stakeholder Needs documents)의 Entry

Navi 수 의 내용을 모두 포함 하 다. 그리고 스마트

폰 연동, 멀티모달인터페이스로 HMI의 UX 조작이 가

능하도록 설계되었다. HMI의 UX란 화면상에 나타난

정보를 운 자에게 직 성을 가진 효율 인 조작방법을

통한 사용자 경험을 제공해 주는 것이다.

HMI는 차량 내에서 메뉴 검색의 효율성 증 를 해

서 그림 10과 같이 한 화면에 메인 메뉴와 서 메뉴를

상하 계층으로 두어 동시에 두 계층을 조작할 수 있는

UX로 설계 되었다. 메인 메뉴는 7개로 구성되어 있고

가운데로 치할 때 마다 상단에 하 메뉴인 서 메뉴

가 바 도록 구성 되었다. 이는 기존의 버튼 방식이나

터치 방식에서의 메뉴 검색 단계를 한 단계 이는 효

과가 있어서 조작을 해 낮은 집 력을 요구하는 차량

용 HMI로 합하다. 한 터치 기반 제스처로 기존의

2차원 메뉴 구성에서 벗어나 3차원으로 배열하여 많

은 양의 메뉴를 회 방식으로 하여 효율 인 리가

가능 하도록 하 다. 한 차량용 HMI의 시인성 요건

에 하여 각 메뉴별 색을 달리하여 메뉴에 한 구분

이 명확하도록 하 다.

그림 10 차량용 3D HMI 메뉴 구성 개념도

그림 11 멀티모달인터페이스기반 HMI 구성

제시한 HMI는 주행 사용성을 높이고 시선 분산을

이기 해서 설계되었다. 이는 터치 기반의 제스처 뿐

만 아니라 휠 버튼 는 방향키로 모든 메뉴를 검색할

수 있도록 설계되어 기존의 버튼 나열식의 터치 방식으

로 조작할 때와 비교해 상 으로 험이 다.

그림 11은 터치 조작과 핸들에 부착된 방향키와의 호

환 향을 보여 다. 사용자는 터치 기반으로 조작

후 휠 버튼으로 동작시키면 해당 메뉴에 커서를 표시하

여 재 동작 방식을 알려 주면서 메뉴 조작이 가능하

도록 했다. 이는 조작기기를 사용하여 재 조작하는 부

분이 어딘지 나타내어 주어야 하기 때문이다. 커서는 메

인 메뉴와 서 메뉴를 오가면서 가운데 있을 때만 선택

하여 활성화 할 수 있기 때문에 사용자에게 메뉴 검색

에 한 정보를 직 으로 제공할 수 있다.

3.3 멀티모달인터페이스를 한 HMI UX / UI

본 논문에서는 많은 양의 정보를 간단한 조작 방식으

로 주행 운 자의 시선을 게 빼앗기 한 HMI의

UX를 설계하 다. 재 HMI가 표시되는 화면상의

치는 기존의 매립형 혹은 거치형 내비게이션과 같음에

도 불구하고 기존에 터치 방식만으로 구성된 HMI에 비

해 상 으로 효율 이고 안 하다고 할 수 있다. 제시

하는 HMI 구조는 조작키의 간단한 동작만으로 모든 메

뉴를 조작할 수 있어서 화면상 손끝으로 러 선택하는

험성을 해결할 수 있다.

그림 12는 상하좌우 OK 버튼을 통해 간단한 조작만으

그림 12 간단한 조작으로 검색 가능한 HMI 구조


로 메인, 서 메뉴를 검색 가능하도록 설계한 것을 설명

한다. 각 메뉴의 검색 방법은 좌우 버튼만으로, 메인과

서 메뉴 간의 이동은 상하 버튼만으로, 메뉴 진입과 나

가기는 OK 버튼으로 조작이 가능하다. 기존의 차량용

HMI 등에서 사용된 나열식 메뉴와의 차이 은 본 방식

이 가운데 메뉴만 활성화 시킬 수 있도록 하여 간단하고

측이 가능한 메뉴 조작이 가능하다. 이 방향 버튼은 운

자가 핸들을 잡았을 때 엄지손가락이 닿는 치에 있

으며 이 엄지손가락만으로 모든 조작이 가능하다.

제시한 HMI의 UX는 향후 HUD기술과 융합되어 차량

면 유리창 하단에 표시될 것을 목 으로 설계되었다.

3.4 실험 결과

3.3.1 실험 환경

앞서 랫폼 표 화에 기여하면서 기술 확보와 더불

어 응용의 확장과 사용자 심의 멀티모달인터페이스

연동을 함께 고민해야 하는 당 성을 제시 했고, 시장에

서 요구하는 멀티모달인터페이스 기반의 HMI를 GENIVI

기반 랫폼 기반에 탑재하여 그 성능을 확인하여 가능

성을 타진한다.

실험을 한 모든 조작은 터치기반과 멀티모달인터페

이스를 한 방향 조작 버튼 기반으로 실험 하 다. 실

험 시 메뉴별 비교 상 선정 기 은 인포테인먼트 시

스템에서 사용 빈도수가 많은 표 기능을 선별하여 시

나리오를 설정하여 성능 평가 하 다. 실험 시나리오는

운 자가 주행 인 상황을 가정하여 다음과 같이 정의

하 다.

<성능 평가 시나리오>

운 자는 음악을 들으면서 웹 라우징을 통해 부가

정보를 얻고 주행 내비게이션을 사용하면서 방향조

작버튼으로 3D 메뉴 검색을 한다.

∙메뉴 검색 : 3D HMI 메인 엔진이 터치 혹은 방향

키로 조작될 때의 성능과 차이 비교

∙내비 구동 : 인포테인먼트 시스템상에서 내비게이션

과 타 기능의 멀티 태스킹 환경을 고려

∙웹 구동 : 테더링 기반의 웹 라우징 사용 시 성능

확인을 함

∙음악 재생 : 12곡의 mp3 음원을 연속 재생

본 논문에서의 실험방법은 차량용 HMI로 상용화 수

인지 확인하기 해서 HMI의 UX를 동작 시 CPU

유율 frame 수를 측정하 다.

실험환경은 GENVI의 회원사인 인텔에서 제작된 차

량 헤드유닛용 타겟보드와 이에 하는 성능의 인텔

Atom 1.66Ghz core가 탑재된 테블릿 PC인 Lenovo 넷

북에 GENIVI 1.0 버 랫폼 기반의 HMI 응용을

표 1 실험을 한 타겟보드 스팩

Lenovo 넷북 Congatec

CPUIntel Atom 1.66Ghz

core

Intel Atom 1.66Ghz

core

Memory 1GM 1GM

Graphic chip GMA 3150 GMA 500

터치 정 식 감압식

모니터 8인치 7인치

탑재하 다. 표 1은 GENIVI 랫폼과 3D HMI가 탑재

된 타겟보드의 성능을 나타낸 것이다. 본 HMI가 제스

처로 동작이 되기 때문에 터치 방식의 차이에 한 비

교하기 해서 정 , 감압방식의 타겟보드에 실험하 다.

랫폼은 MeegoIVI 1.0을 기반으로 한 GENIVI 1.x

Apollo 버 을 차량용 헤드유닛 타겟보드에 탑재하 다.

메인 메뉴 서 메뉴 검색을 한 기능은 openGL

ES 2.0, 하 메뉴인 세부 기능은 Qt 4.7 SDK를 활용

하여 객체지향 언어인 C++로 개발 되었다. 그림 13은

각각 Lenovo 넷북과 Congatec 보드에 본 HMI UI를

탑재한 것을 보여 다.

실험 결과 기 CPU 유율을 기 으로 증가된 것을

나타낸 것이고 측정 결과 기 메인화면 CPU 유율은

평균 22% 정도로 나타났다. 표 2는 상기 성능평가 시나

리오에 따른 결과를 CPU와 메모리 유율로 나타낸 것

이다. 기존의 터치스크린 기반의 내비게이션 차량에

탑재되는 AVN 제품의 경우 평균 20～30% CPU 유

율로 동작하는 것을 나타낸다[4].

본 논문에서 제시한 GENIVI 기반의 응용 시스템은

기존의 오 소스 기반 랫폼이 아닌 차량용 HMI에

비해 상 으로 많은 화면의 구성과 3D 기반의 UX

임에도 불구하고 기존 제품의 성능과 비슷한 결과를 나

타냈다. 한 GUI 특성상 제스처 휠 버튼으로 동작

후 그 반응 속도를 시각 으로 단한 결과 기존의 스

그림 13 차량용 헤드유닛 퍼런스 타겟보드

표 2 메뉴 조작을 통한 성능 평가

항목

종류

메뉴

검색

내비

구동

웹

구동

음악

재생

CPU 26% 56% 25% 35%

메모리 4.2% 9% 4.6% 5.3%


마트 폰의 반응 속도 수 이었다. 한 시스템 상 GENIVI

가 기존의 리 스 커 의 80%로 구성되어 있고 최신 리

스 2.6.4 버 이상은 이미 안정화 되어 있기 때문에 응

용 로그램을 구동하는데 있어서 문제가 없었다.

이는 향후 용될 Task 리 시스템과 멀티 태스킹

기능 등을 용할 것을 감안할 때 상용화 수 에 근

할 것이라 상된다. 한 개발 과정에서 GENIVI의 장

으로 내세우고 있는 개발 시간의 단축 로얄티 문

제 해결에 해서는 양산을 한 개발 과정이 아니었기

때문에 본 결과물로 변할 수는 없다. 하지만 오 소

스 기반으로 개발되었기 때문에 기능 구 시 랫폼

내부 인 API를 수정하여 최 화할 수 있었다. 한 오

소스의 장 인 오 커뮤니티를 통해 리포지터리

(Repository)의 리소스를 활용하여 발생하는 문제를 해

결할 수 있었다. 기존의 GUI를 한 개발도구에 비해

GENIVI에서 표 SDK로 사용하는 Qt를 활용하여 응

용 서비스 개발 시간을 단축할 수 있었다.

본 성능 평가 방법이 오 소스 기반과 그 지 않은

랫폼의 모든 제품을 비교 상으로 한 것은 아니다.

하지만 본 논문에서는 개발된 HMI를 표 랫폼에 탑

재하여 재 GENIVI에서 제시한 헤드유닛용 퍼런스

타겟보드와 기존의 AVN 단말기 제품성능과 비교 평가

하 다. 그 결과 본 논문의 목 인 재 GENIVI 랫

폼을 탑재하여 멀티모달인터페이스로 차량용 HMI 조작

이 가능한 성능으로 확인했다. 향후 차량 헤드유닛의 성

능 향상에 따라 그 성능은 더 높아질 것이다.

4. GENIVI 랫폼과 멀티모달인터페이스 기술

4.1 차량용 HMI를 한 멀티모달인터페이스 동향

최근 IT기술을 차량에 융합하려는 연구가 활발히 진

행되고 있다. 재 GENIVI에서는 카메라 기반의 인식

기술인 제스처 인식, 음성인식을 미들웨어에 포함시켜

표 화로 추진하고 있다. 이는 자동차 업체의 요구사항

으로 도출되어 로젝트가 진행되고 있는 것이며 이는

향후 인식기술의 목을 한 첨단 기술의 기본 기능을

GENIVI에 포함시켜 표 화 시키겠다는 의도이다. 따라

서 제시한 응용 시스템은 HUD 시스템과 인식 기반의

기술, 증강 실과 융합된 차세 차량용 실감형 멀티모

달인터페이스를 제시할 수 있다.

최근 유럽 북미 자동차 시장을 심으로 “차량 구

매 시 요구되는 조건”에 한 조사에 따르면 70% 이상

이 HMI의 탑재 여부와 그 방식이라고 답했다[2]. 이는

인포테인먼트 시스템이 발 되면서 그에 따른 조작 방

식에 한 인터페이스도 요한 쟁 으로 떠올랐다는

증거이다. 상기에서 언 했던 멀티모달인터페이스의 연

구와 더불어 이런 기술들이 탑재될 수 있는 랫폼과

그림 14 HMI가 차량 구매 시 미치는 향에 한 조사[2]

미들웨어가 표 화 되었을 때는 보다 빠르고 효율 으

로 IT 지능형 기술이 용될 수 있다. 그림 14는 차

량 구매 시 HMI와 휠키(Wheel Key) 등이 기본 으로

탑재되어 있는 차량을 선호한다는 조사 결과이다.

4.2 GENIVI와 멀티모달인터페이스 미래

본 논문의 결과물은 두 가지 의미를 가지고 있다. 우

선 국내 최 로 GENIVI 표 화 랫폼을 기반으로 인

포테인먼트 시스템의 가능성을 독자 으로 개발한 HMI

를 탑재하여 그 성능을 확인하여 상용화 가능성을 볼

수 있었다. 두 번째로, 주행 조작이 가능한 회 방

식의 HMI UX를 개발하여 기존의 터치 방식에 비해 효

율 인 검색방식을 제시하 다. 이는 더 나아가 향후 자

동차 업계의 인포테인먼트 분야의 산업 표 화에 하

는 응용 서비스를 개발할 수 있는 기반 기술을 확보한

것이며 HUD등과 같은 차세 기술과 융합하여 새로운

운 자 인터페이스에 한 가능성을 시사했다.

그리고 기존의 상 센서 기반의 복잡한 알고리즘

성능을 향상시키기 한 하드웨어의 성능과 련된 제

약 조건은 차 무의미 해지고 있다. 차량용 인식 기술

증강 실 등의 응용 기술은 이제 연구단계에서 상용

화 단계로 진보했다. 이러한 차량용 고도화 기술들이 차

량환경에 용되기 해서 차량용 랫폼의 범 는 응

용서비스 분야의 개발 환경까지 제공해 주는 단계 까지

확 되었다.

차량 내 멀티모달 HMI의 개발이 확 되면서 그에 상

응하는 UX UI도 기존 인식 기술과 융합한 형태로

신을 도모하고 있다. 기존의 인식, 감성공학 기술이

목되면서 기존의 차량용 HMI는 인간 심에서 자동차

와의 교감으로 진화하고 있다. 이러한 차량용 첨단 기술

은 고도화되고 복잡해지고 있는 시 에서 표 화된

랫폼 기반의 환경이 구축된다면 첨단 자동차 IT 기술의

빠른 상용화를 가져올 것으로 기 된다[7].

5. 결 론

오 소스 기반의 산업 표 화를 한 랫폼인 GENIVI

가 아직 차량용 자동차 시장에서 확실한 차량용 랫폼


의 안은 아니다. 출범한지 이제 2년이 되었고 아직은

자동차 회사 이외의 부품회사들은 고유의 기술을 공개

하기 해서 신 을 기하고 있기 때문이다. 한 차량용

응용 시장이 확 되기 한 인 라 구축도 아직 되어

있지 않다. 그에 반해서 안드로이드는 다양한 기존의 응

용 서비스를 운 자에게 제공할 수 있는 인 라가 이미

구축되어 있다. 다만 모바일 랫폼이 자동차 산업계에

서의 요구사항을 반 하거나 시도를 하지 않고 있기 때

문에 상 으로 차량용 랫폼을 구축하고 있는 GENIVI

이 안이라 할 수 있다.

재 GENIVI의 기본 OS는 세계 으로 가장 많이

쓰이는 리 스 커 을 기반으로 하고 있다. 이는 최근

오 소스 기반의 랫폼의 장 을 기반으로 하여 차량

특화를 목표로 하고 있기 때문에 세계 자동차 업계

들이 집 하고 있는 것이기도 하다. 2013년 이후 GENIVI

기반의 제품이 아니면 유럽 자동차 시장에서는 납품을

받지 않기로 공헌한 것을 시작으로 다수의 부품 회사

들이 GENIVI 활동을 시작했다. 이미 많은 업체들이

GENIVI 기반으로 제품을 출시하겠다고 발표한 만큼

GENIVI 표 도 가속화 되고 있다.

GENIVI는 아직 기존에 존재하는 컴포 트를 수집하

여 표 화하고 있는 단계이며 최신 기술에 한 표 화

도 고려하고 있는 상황이다. 따라서 국내 자동차 시장은

지역 네트워크를 기 으로 하여 많은 기술 인 부분을

GENIVI 표 에 하도록 하여 향후 수출 시 경쟁력에

있어서 우 를 선 해야 한다.

한 GENIVI 기반 제품으로 경쟁할 시기에 맞추어

HMI 멀티모달인터페이스에 한 연구도 활발히 진

행해야 한다. 주행 조작이 가능한 회 방식의 HMI

UX를 개발하여 기존의 터치 방식에 비해 효율 인 검

색방식을 기반으로 한 HMI의 기본 모델을 제시해야 한

다. 이는 더 나아가 향후 자동차 업계의 인포테인먼트

분야의 산업 표 화에 하는 응용 서비스를 개발할 수

있는 기반 기술을 확보할 것이며 HUD등과 같은 차세

기술과 융합하여 새로운 운 자 인터페이스에 한

가능성을 시사할 것이다.

참 고 문 헌

[ 1 ] http://www.mp3car.com/content.

[ 2 ] Frost and Sullivan Presentation, GENIVI 4th All

Member Meeting, Dublin, 5 May 2011.

[ 3 ] Strategy Analytics Presentation, GENIVI 4th All

Member Meeting, Dublin, 5 May 2011.

[ 4 ] http://www.genivi.org.

[ 5 ] https://community.genivi.org/index.php?option

=com_content&view=category&layout=blog&id=28&

Itemid=83.

[ 6 ] Policy for GENIVI Licensing and Copyright,

GENIVI 4th All Member Meeting, Dublin, 5 May

2011.

[ 7 ] A brief history of your car computer’s future,

GENIVI Alliance, 10 Nov. 2009.

[ 8 ] The GENIVI Alliance IVI Software Architecture

Report, GENIVI Alliance, 26 Jul. 2010.

김 진 우

2006년 남 학교 자공학과 학사. 2009

년 한양 학교 자컴퓨터통신공학과 석

사. 2009년～한국 자통신연구원 융합기

술부문 자동차융합 랫폼연구 연구원.

심분야는 Multi-modal Interface, Ges-

ture Recognition, HMI

한 태 만

1985년 경북 학교 자공학과 학사. 1986

년 삼성 자 근무. 1987년 LG 자 근무

2004년 충남 학교 컴퓨터공학 석사. 2011

년 충남 학교 컴퓨터공학 박사과정. 1995

년～한국 자통신연구원 융합기술부문 자

동차융합 랫폼 연구 장. 심분야는

차량용 임베디드시스템, 시스템공학, SW 품질 인증

차량 내 인포테인먼트를 위한 표준 오픈 플랫폼 동향 및 genivi … · 키워드:...

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