다물체 동역학 기반 전차량 모델의 실지형 험로 주행 실시간 해석 및 가상환경 연동

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확장요약문

계측 노면에서 차량의 동역학 거동을 재현하려면 노면의 3 차원 형상과 상세 다물체 차량 모델을 연계한 해석이 필요하다. CarMaker 등 차량 전용 상용 시뮬레이터는 실시간 해석을 전제로 정형화된 서스펜션 템플릿을 제공하므로, 모델 구성은 템플릿이 포괄하는 범위로 한정된다. 반면 다물체 동역학(Multibody Dynamics, MBD) 해석 프로그램인 RecurDyn 은 링크 구조와 조인트·부싱 특성을 자유롭게 구성할 수 있으나, 수렴 조건에 따라 스텝당 연산량이 가변적이므로 실시간 해석을 위해서는 별도의 솔버 구성이 요구된다.

이에 본 연구에서는 조인트·부싱 기반 서스펜션을 갖는 RecurDyn 전차량(Full-Vehicle) 모델을 RecurDyn 에서 제공하는 변환 기능을 이용하여 모델 구조를 변경하지 않고 모듈형 MBD 솔버(Modular MBD Solver)로 구성하여 실시간 해석을 수행한다. 노면은 MMS LiDAR 점군에서 분류한 노면 점을 0.05 m 격자 높이 데이터로 구성하며, 해석 중에는 타이어 주변(±0.15 m)의 노면 패치만 매 스텝 갱신하여 노면 규모와 무관하게 연산량을 일정하게 유지한다. 또한 모듈형 MBD 솔버에서 계산된 차량의 위치, 자세 및 동역학 상태를 3 차원 가상환경에 실시간 전달하는 연동 파이프라인을 구축한다.

이를 통해 상용 MBD 프로그램으로 구성한 전차량 모델의 구조적 특성을 유지한 실시간 해석과 계측 노면 연계가 가능함을 보이며, 향후 운전자·제어기 연계(in-the-loop) 시뮬레이션으로의 확장 기반을 마련한다.