최근 인공지능(AI)과 통신 기술이 빠르게 발전하고 있지만, 완전 자율주행 차량이 안전에 대한 우려 없이 도심 도로를 자유롭게 주행하기까지는 여전히 해결해야 할 과제가 남아 있습니다. 이러한 기술적 한계를 보완하고 주행 안전성을 높이기 위해 인도의 한 학술 연구기관은 5G 기반 원격 차량 제어 시스템을 개발했습니다. 이 시스템은 도로를 주행 중인 차량에 원격 개입이 필요한 상황이 발생하면 관제실의 운전자가 직접 주행을 제어할 수 있도록 설계되었으며, Neousys의 Nuvo 팬리스 임베디드 컴퓨터를 활용해 실시간 데이터 통신을 구현했습니다.

연구진은 차량과 원격 관제실을 5G 무선 네트워크로 연결하는 영상 기반 원격 운전 시스템을 구축했습니다. 차량과 관제실에는 각각 Neousys의 Nuvo 임베디드 컴퓨터를 설치했으며, 제어 신호 전송에는 RabbitMQ 메시지 브로커, 실시간 영상 전송에는 WebRTC를 활용하여 양방향 통신을 구현했습니다.

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차량에 탑재된 Nuvo 임베디드 컴퓨터에는 5G 통신 모듈이 장착되어 있으며, Ethernet을 통해 MicroAutoBox II 시스템과 연결되어 센서 및 차량 데이터를 수집합니다. 또한 USB로 연결된 HD 카메라를 통해 실시간 주행 영상을 원격 관제실로 전송합니다.

관제실에서는 또 다른 Nuvo 임베디드 컴퓨터가 5G 모뎀을 통해 데이터를 수신하고, LCD 모니터에 차량의 실시간 주행 영상을 표시합니다. 차량을 원격으로 조작하기 위해 Logitech G29 게이밍 스티어링 휠과 페달 시스템을 Nuvo 컴퓨터에 연결하여 원격 운전 기능을 구현했습니다.

실험 결과, 원격 관제실과 차량 간 통신은 원활하게 이루어졌습니다. 차량이 시속 30~40km로 주행하는 동안 5G 이동통신 네트워크를 통한 평균 종단 간(End-to-End) 전체 지연 시간은 270ms 이내로 측정되었으며, 차량은 조향, 제동, 기어 변속 신호를 거의 완벽하게 수행했습니다.

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Challenges

실시간 데이터 처리

5G 통신 네트워크를 갖추고 있더라도 하드웨어의 성능이 충분하지 않으면 실시간 데이터 처리와 송수신 과정에서 통신 지연이 발생할 수 있습니다. 이는 시스템 전체의 데이터 지연 시간을 증가시켜 원격 운전의 효율성과 응답성에 영향을 줄 수 있습니다. 따라서 안정적인 원격 제어를 위해서는 높은 연산 성능과 빠른 데이터 처리 능력을 갖춘 컴퓨팅 시스템이 필요합니다.

가혹한 차량 운용 환경

고성능 컴퓨팅과 대용량 데이터 처리는 상당한 발열을 발생시키므로, 안정적인 작동과 연결 신뢰성을 유지하기 위한 효율적인 방열 설계와 러기드 내구성이 요구됩니다. 특히 차량에 탑재되는 컴퓨터는 지속적인 충격과 진동을 비롯한 가혹한 운용 환경에 노출되기 때문에 이러한 조건에서도 안정적으로 작동할 수 있어야 합니다.

Solution

Neousys의 Nuvo 시리즈는 Intel® 14세대/13세대/12세대 Core™ 프로세서를 지원하며, 최대 24코어 32스레드(24C/32T) 구성과 35W/65W CPU 옵션을 제공합니다.

또한 최신 I/O 인터페이스와 현장에서 검증된 방열 솔루션, 팬리스 설계, Neousys의 특허받은 다양한 충격 및 진동 방지 기술을 적용하여 원격 차량 제어 프로젝트에서 요구하는 성능과 신뢰성을 충족합니다.

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Neousys의 Nuvo 임베디드 시리즈의 주요 장점

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높은 연산 성능

최대 24코어 32스레드의 최신 Intel Core 데스크톱 프로세서를 기반으로 DDR5 메모리의 높은 대역폭과 PCIe Gen4 NVMe 스토리지의 빠른 읽기·쓰기 성능을 결합했습니다. 이를 통해 원격 운전 시스템에 필요한 데이터 처리 성능을 크게 향상시켰습니다.

고속 데이터 전송을 지원하는 I/O

Nuvo 시리즈는 최신 I/O 인터페이스를 통해 대용량 데이터를 빠르게 처리할 수 있습니다.

6개의 2.5GbE 포트와 1개의 Gigabit Ethernet 포트를 제공하며, PoE+ PSE 옵션을 지원합니다. 또한 최대 20Gbps 대역폭의 USB 3.2 Gen2x2 Type-C 포트 1개와 USB 3 카메라 연결을 위한 USB 3.2 Type-A 포트 6개를 갖추고 있습니다.

이러한 고속 인터페이스는 5G 기반 원격 차량 제어 시스템에서 빠른 데이터 송수신을 지원하고 통신 지연을 최소화하는 데 기여합니다.

높은 신뢰성과 안정성

-25°C~70°C의 광범위한 작동 온도를 지원하며, 충격과 진동에 대한 MIL-STD 인증을 갖추고 있어 차량에 탑재되는 환경에서도 높은 신뢰성과 안정성을 제공합니다.

뛰어난 확장성

Nuvo 임베디드 컴퓨터는 다양한 확장 방식을 지원하여 사용자의 요구사항에 맞춰 시스템을 유연하게 구성할 수 있습니다.

Neousys의 특허받은 Cassette 확장 모듈을 통해 특정 기능을 위한 PCIe/PCI 카드를 추가할 수 있으며, 독자적인 MezIO 인터페이스를 활용해 RS-232/422/485, 절연형 DIO, 점화 전원 제어, 스토리지 확장 등 다양한 기능을 구현할 수 있습니다.

또한 내부 mini-PCIe 및 M.2 인터페이스를 제공하여 무선 통신 모듈을 비롯한 추가 장치를 연결할 수 있습니다.

이처럼 다양한 확장 옵션을 갖춘 Nuvo 시리즈는 원격 차량 제어 시스템의 요구사항에 맞춰 뛰어난 유연성과 확장성을 제공합니다.

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