오늘날 자동차는 현대인들에게 없어서는 안 될 교통수단으로써 전체 운송수단의 90%이상을 차지하고 있다. 하지만 자동차 보유의 빠른 증가와 더불어 교통사고도 급증한 것으로 드러났다. 교통사고는 도로환경 요인, 차량 요인, 인적 요인에 의하여 발생하며 인적요인이 가장 큰 비중을 차지한다. 교통안전공단에 따르면 사업용 차량의 교통사고는 운전자의 피로와 스트레스가 주된 원인으로 나타났으며, 화물차 운전자의 경우 야간운전 때의 피로에 따른 졸음운전이 대형 사고를 불러오는 직접적인 원인으로 파악됐다. 이는 운전자의 스트레스 및 졸음을 측정하면 교통사고를 상당히 줄일 수 있음을 시사한다.스트레스에 대한 생리적 반응을 평가할 수 있는 방법은 ...
오늘날 자동차는 현대인들에게 없어서는 안 될 교통수단으로써 전체 운송수단의 90%이상을 차지하고 있다. 하지만 자동차 보유의 빠른 증가와 더불어 교통사고도 급증한 것으로 드러났다. 교통사고는 도로환경 요인, 차량 요인, 인적 요인에 의하여 발생하며 인적요인이 가장 큰 비중을 차지한다. 교통안전공단에 따르면 사업용 차량의 교통사고는 운전자의 피로와 스트레스가 주된 원인으로 나타났으며, 화물차 운전자의 경우 야간운전 때의 피로에 따른 졸음운전이 대형 사고를 불러오는 직접적인 원인으로 파악됐다. 이는 운전자의 스트레스 및 졸음을 측정하면 교통사고를 상당히 줄일 수 있음을 시사한다.스트레스에 대한 생리적 반응을 평가할 수 있는 방법은 심전도를 통해 HRV를 분석하여 신체의 자율 신경계 작용 정도를 판단하는 것이다. 현재까지 차량과 접목된 HRV 기술은 차량 내 핸들에서 심전도를 측정하는 기초 연구와 임상적으로 사용되는 심전계 전극을 차량 핸들에 위치시키고, 기본 생체 신호 측정의 가능성을 제시되고 있으나 전극의 구체적 형태나 운전 상황을 고려한 핸들의 위치 등은 제시되지 못하고 있다.본 연구는 상술한 문제점을 해결하기 위하여 차량의 주행 중에 운전자의 심전도 신호를 효과적으로 획득할 수 있는 측정 시스템을 구성하고, 획득된 주행 중 운전자의 심전도 변화를 분석하여 자율 신경계의 정보 및 스트레스 지수를 산출하여 운전자의 상태를 실시간으로 모니터링 함으로써 이상 판단 시 안전 운전을 도모할 수 있는 심전도를 이용한 운전자 스트레스 지수 제공시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.실험의 평가를 위해 정해진 프로토콜에 의해 6명의 운전자가 3번씩 총 18번의 주행 실험을 하였다. 운전에 방해되지 않는 운전 스트레스 측정 설문지를 제작하여 일정 시간마다 운전 스트레스 지수를 측정하였고, 측정된 스트레스 지수와 HRV 분석을 통해 산출된 변수를 이용하여 스트레스 지수를 추정하였다.지필적 방법에 따른 스트레스 분석 결과 운전을 시작하면서 지속적으로 운전 스트레스는 증가하다가 정점에 도달하면 감소와 증가를 반복하다가 도착 지점에 도달할수록 운전 스트레스는 감소하였다. HRV 분석에 따른 스트레스 분석 결과는 이전의 연구와 유사하게 운전을 시작하면서 운전 시간에 따라 평균 R-R간격, SDNN, SDSD 모두 증가하는 추세를 보였다. 하지만 SDNN, SDSD는 증가하다가 정점에 도달하면서 다시 감소하는 증상을 보였다. 이 현상은 지필적 방식으로 스트레스를 측정한 것과 유사함을 보였다. 또한 주파수 영역 분석 결과는 LFnorm와 HFnorm는 서로 반대의 현상을 보였으며 LF/HF ratio는 LFnorm의 변화에 많은 유사함을 보였다. 기존 연구와 유사하게 LFnorm와 LF/HF ratio는 시간에 따라 점차 증가하다가 SDNN, SDSD 분석 결과와 같게 스트레스 지수가 정점인 곳에서 감소하는 추세를 보였다. 이상의 결과로부터 HRV를 분석하여 시간영역 분석과 주파수 영역 분석이 이루어지고, 회귀 분석을 통해 자율 신경계 반응과 스트레스 정도를 산출할 수 있음을 확인하였다.
오늘날 자동차는 현대인들에게 없어서는 안 될 교통수단으로써 전체 운송수단의 90%이상을 차지하고 있다. 하지만 자동차 보유의 빠른 증가와 더불어 교통사고도 급증한 것으로 드러났다. 교통사고는 도로환경 요인, 차량 요인, 인적 요인에 의하여 발생하며 인적요인이 가장 큰 비중을 차지한다. 교통안전공단에 따르면 사업용 차량의 교통사고는 운전자의 피로와 스트레스가 주된 원인으로 나타났으며, 화물차 운전자의 경우 야간운전 때의 피로에 따른 졸음운전이 대형 사고를 불러오는 직접적인 원인으로 파악됐다. 이는 운전자의 스트레스 및 졸음을 측정하면 교통사고를 상당히 줄일 수 있음을 시사한다.스트레스에 대한 생리적 반응을 평가할 수 있는 방법은 심전도를 통해 HRV를 분석하여 신체의 자율 신경계 작용 정도를 판단하는 것이다. 현재까지 차량과 접목된 HRV 기술은 차량 내 핸들에서 심전도를 측정하는 기초 연구와 임상적으로 사용되는 심전계 전극을 차량 핸들에 위치시키고, 기본 생체 신호 측정의 가능성을 제시되고 있으나 전극의 구체적 형태나 운전 상황을 고려한 핸들의 위치 등은 제시되지 못하고 있다.본 연구는 상술한 문제점을 해결하기 위하여 차량의 주행 중에 운전자의 심전도 신호를 효과적으로 획득할 수 있는 측정 시스템을 구성하고, 획득된 주행 중 운전자의 심전도 변화를 분석하여 자율 신경계의 정보 및 스트레스 지수를 산출하여 운전자의 상태를 실시간으로 모니터링 함으로써 이상 판단 시 안전 운전을 도모할 수 있는 심전도를 이용한 운전자 스트레스 지수 제공시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.실험의 평가를 위해 정해진 프로토콜에 의해 6명의 운전자가 3번씩 총 18번의 주행 실험을 하였다. 운전에 방해되지 않는 운전 스트레스 측정 설문지를 제작하여 일정 시간마다 운전 스트레스 지수를 측정하였고, 측정된 스트레스 지수와 HRV 분석을 통해 산출된 변수를 이용하여 스트레스 지수를 추정하였다.지필적 방법에 따른 스트레스 분석 결과 운전을 시작하면서 지속적으로 운전 스트레스는 증가하다가 정점에 도달하면 감소와 증가를 반복하다가 도착 지점에 도달할수록 운전 스트레스는 감소하였다. HRV 분석에 따른 스트레스 분석 결과는 이전의 연구와 유사하게 운전을 시작하면서 운전 시간에 따라 평균 R-R간격, SDNN, SDSD 모두 증가하는 추세를 보였다. 하지만 SDNN, SDSD는 증가하다가 정점에 도달하면서 다시 감소하는 증상을 보였다. 이 현상은 지필적 방식으로 스트레스를 측정한 것과 유사함을 보였다. 또한 주파수 영역 분석 결과는 LFnorm와 HFnorm는 서로 반대의 현상을 보였으며 LF/HF ratio는 LFnorm의 변화에 많은 유사함을 보였다. 기존 연구와 유사하게 LFnorm와 LF/HF ratio는 시간에 따라 점차 증가하다가 SDNN, SDSD 분석 결과와 같게 스트레스 지수가 정점인 곳에서 감소하는 추세를 보였다. 이상의 결과로부터 HRV를 분석하여 시간영역 분석과 주파수 영역 분석이 이루어지고, 회귀 분석을 통해 자율 신경계 반응과 스트레스 정도를 산출할 수 있음을 확인하였다.
The automobiles which are necessary transportation in modern people occupy over 90% of the totality conveyance. But rapidly an increasing rate of vehicle possession causes traffic accident increase quickly. The traffic accidents occur by the road environmental factors, the vehicle factors and the hu...
The automobiles which are necessary transportation in modern people occupy over 90% of the totality conveyance. But rapidly an increasing rate of vehicle possession causes traffic accident increase quickly. The traffic accidents occur by the road environmental factors, the vehicle factors and the human factors. The human factors have the most weight among them. When it followed in the KOTSA(Korea transportation safety authority), traffic safety industrial complex, traffic accidents of the business vehicle appeared with the cause to which the fatigue and the stress of drivers, at the time of case nighttime operation of the truck drivers , sleepiness driving which it follows in fatigue causes directly the large accidents. When it measures the stress and sleepiness of the drivers, the possibility of reducing a traffic accident considerably it is current events it does.The method which evaluates the physiological reaction regarding the stress is able to estimate the autonomous nervous system action of the body by analyzing HRV through electrocardiogram.Thus far, basic research that measures ECG in the steering wheel of vehicle and other research that presents the possibility of measuring basic living body signal by placing clinically used electrodeof electrocardiograph in the steering wheel of vehicle have been made. However, the position of steering wheel that considers the concrete form of electrode or driving situation has not yet been presented.In order to solve the above mentionedproblems, this research aims to construct measuring system that effectively checks the ECG signal of drivers during vehicle operation, to analyze the alteration of drivers’ECG checked during operation so as to calculate ANS information and stress index for monitoring drivers’ state in real-time so that driver stress index provision system and method utilizing ECG can be provided to ensure safe driving in abnormal situation.To evaluate the vehicle experiments by the designated course each time, the six subjects tested each three times and we acquiredthe total 18 data.We made the driving stress question which is not interfered operation and measured stress index during driving every 10 minute by personal judgment. We estimated stress index using output data through measured stress index and analyzed HRV.As the stress analysis results followed in paper method during driving, driving stress increased continuously and it arrived to apex, and it repeated a decrease and an increase. After that driving stress decreased until arrival point. As the stress analysis results using HRV analysis resembled previous researches, both the mean R-R intervals, SDNN, SDSD are on an increasing trend according to driving time. But SDNN, SDSD increased continuously and arrived to apex, after that it decreased. The present states are similar to measured stress by paper method. Also frequency domain analysis results show that LFnorm is opposed to HFnorm, and LF/HF ratio resembled LFnorm variation. LFnorm and LF/HF ratio increased continuously and arrived to apex, after that it decreased as well SDNN and SDSD results. The time and frequency domain analysis results executed by HRV, and the above results, we estimated the autonomicnervous system action and the stress index during driving.
The automobiles which are necessary transportation in modern people occupy over 90% of the totality conveyance. But rapidly an increasing rate of vehicle possession causes traffic accident increase quickly. The traffic accidents occur by the road environmental factors, the vehicle factors and the human factors. The human factors have the most weight among them. When it followed in the KOTSA(Korea transportation safety authority), traffic safety industrial complex, traffic accidents of the business vehicle appeared with the cause to which the fatigue and the stress of drivers, at the time of case nighttime operation of the truck drivers , sleepiness driving which it follows in fatigue causes directly the large accidents. When it measures the stress and sleepiness of the drivers, the possibility of reducing a traffic accident considerably it is current events it does.The method which evaluates the physiological reaction regarding the stress is able to estimate the autonomous nervous system action of the body by analyzing HRV through electrocardiogram.Thus far, basic research that measures ECG in the steering wheel of vehicle and other research that presents the possibility of measuring basic living body signal by placing clinically used electrodeof electrocardiograph in the steering wheel of vehicle have been made. However, the position of steering wheel that considers the concrete form of electrode or driving situation has not yet been presented.In order to solve the above mentionedproblems, this research aims to construct measuring system that effectively checks the ECG signal of drivers during vehicle operation, to analyze the alteration of drivers’ECG checked during operation so as to calculate ANS information and stress index for monitoring drivers’ state in real-time so that driver stress index provision system and method utilizing ECG can be provided to ensure safe driving in abnormal situation.To evaluate the vehicle experiments by the designated course each time, the six subjects tested each three times and we acquiredthe total 18 data.We made the driving stress question which is not interfered operation and measured stress index during driving every 10 minute by personal judgment. We estimated stress index using output data through measured stress index and analyzed HRV.As the stress analysis results followed in paper method during driving, driving stress increased continuously and it arrived to apex, and it repeated a decrease and an increase. After that driving stress decreased until arrival point. As the stress analysis results using HRV analysis resembled previous researches, both the mean R-R intervals, SDNN, SDSD are on an increasing trend according to driving time. But SDNN, SDSD increased continuously and arrived to apex, after that it decreased. The present states are similar to measured stress by paper method. Also frequency domain analysis results show that LFnorm is opposed to HFnorm, and LF/HF ratio resembled LFnorm variation. LFnorm and LF/HF ratio increased continuously and arrived to apex, after that it decreased as well SDNN and SDSD results. The time and frequency domain analysis results executed by HRV, and the above results, we estimated the autonomicnervous system action and the stress index during driving.
Keyword
#운전 스트레스 무구속적 생체 신호 측정 HRV driving stress non intrusive bio signal measure
학위논문 정보
저자
이동희
학위수여기관
연세대학교 대학원
학위구분
국내석사
학과
의공학과
지도교수
윤형로
발행연도
2008
총페이지
vii, 58장
키워드
운전 스트레스 무구속적 생체 신호 측정 HRV driving stress non intrusive bio signal measure
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