[학위논문]자동차 전조등 환경과 운전자 심리생리반응 수준에 따른 인간공학적 눈부심 평가모델 Ergonomic glare evaluation model based on automobile headlamp condition and the level of driver's psycho-physiological response원문보기
이 연구의 목적은 자동차 전조등 환경(전조등 종류, 조도, 주위밝기)과 운전자 심리생리반응(동공크기, 뇌파, 주관적 만족도) 수준에 따른 인간공학적 눈부심 판별 및 예측모델을 제시하는 것이다. 기존 자동차 눈부심 평가는 인간의 생리적(physiological) 특성을 반영하기보다 주관적으로 평가되었다. 이러한 평가방법은 평가자 간 주관적 차이로 인해 반복성 및 ...
이 연구의 목적은 자동차 전조등 환경(전조등 종류, 조도, 주위밝기)과 운전자 심리생리반응(동공크기, 뇌파, 주관적 만족도) 수준에 따른 인간공학적 눈부심 판별 및 예측모델을 제시하는 것이다. 기존 자동차 눈부심 평가는 인간의 생리적(physiological) 특성을 반영하기보다 주관적으로 평가되었다. 이러한 평가방법은 평가자 간 주관적 차이로 인해 반복성 및 재현성이 어려웠다. 눈부심 판별 및 예측모델을 제시하기 위해 국내․외에서 사용 중인 전조등 3수준(할로겐(Halogen), 가스방전(HID: High Intensity Discharge), 발광소자(LED: Light Emitted Diode))를 사용하였다. 그리고 야간 교통환경에서 발생하는 조도 5수준(0.2lx, 1lx, 5lx, 10lx, 20lx)은 기존 연구 자료를 검토하여 적용하였고, 야간 도로환경을 고려한 주위밝기 2수준(0.1cd/m2, 2cd/m2)을 within subject design으로 설계하였다. 실험은 야간 교통환경을 시뮬레이션하기 위해 조명 조절이 가능한 암실(dark room)에서 시행하였다. 이 실험에는 안구 및 정신질환이 없는 30명이 참여하여 눈부심에 의한 심리생리적 영향을 평가하였다. 실험자는 30개의 실험조건(전조등 3수준 × 조도 5수준 × 주위밝기 2수준)에 따라 생리적으로 동공크기(pupil size)와 뇌파(P300, 주파수)를 측정하였다. 그리고 드보어(de Boer) 지수를 이용하여 심리적인 주관적 만족도도 평가하였다. 동공크기 실험결과 주효과인 전조등 종류, 조도, 주위밝기가 동공크기에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 전조등 빛의 파장(wavelength)이 짧고, 조도(illuminance)가 높고, 주위가 밝을수록 동공크기는 축소되었다. 결과적으로 동공크기가 3mm 이하가 되면 눈부심과 회절현상(diffraction phenomenon)이 발생하고, 시력(visual acuity)이 감소하였다. 뇌파(P300) 실험결과 주효과인 전두엽에서만 전조등 종류가 P300에 영향을 미치는 것으로 나타났는데 발광소자 > 가스방전 > 할로겐 전조등 순서로 진폭(amplitude)이 컸다. 뇌파(주파수) 실험결과 주효과는 나타나지 않았다. 뇌파는 전조등의 파장 및 조도에 의한 자극에 반응하고 있고, 낮은 수준의 각성상태가 나타나는 경향성을 알 수 있었다. 주관적 만족도 실험결과 주효과인 전조등 종류, 조도, 주위밝기가 주관적 만족도에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 전조등 빛의 파장이 짧고, 조도가 높고, 주위밝기가 어두울수록 주관적 만족도는 감소하였다. 주관적 만족도 실험결과 조도 5lx에서 눈부심이 발생하였고, 한국인은 외국인과 비교하여 드보어 지수 1.5~2 정도 눈부심을 덜 느끼는 것을 발견하였다. 실험결과를 종합하여 눈부심 판별 및 예측모델을 제시하였다. 첫 번째는 로지스틱 회귀분석을 이용하여 드보어 지수 및 동공크기를 판별할 수 있는 예측모델이다. 드보어 지수 판별 예측모델의 분류정확도는 83.3%이었고, 동공크기 판별 예측모델의 분류정확도는 80.1%이었다. 두 번째는 특수회귀모형을 이용하여 드보어 지수 및 동공크기를 예측할 수 있는 모델이다. 주관적 눈부심 예측모델의 R2은 0.628이었고, 정량적 눈부심 예측모델의 R2은 0.644이었다. 그리고 K곱 교차검증(K-folder cross validation)과 잭나이프(Jackknife) 교차검증을 통해 일반화가 가능함을 알 수 있었다. 국내에서 자동차 전조등의 눈부심에 대한 심층적이고, 정량적인 연구는 진행된 바 없다. 자동차 전조등 환경과 운전자 심리생리반응 수준에 따른 인간공학적 눈부심 평가모델은 최근 논의되고 있는 눈부심 및 피로 방지기술과 연계할 수 있다. 특히 드보어 지수 및 동공크기를 이용한 눈부심 판별 및 예측모델은 운전자에게 편의성을 제공하고, 정확도 및 향후 활용가치가 높을 것이며, 독창적이라 판단된다. 이 연구의 결과와 제안은 야간 교통 환경에서 발생하는 눈부심을 과학적으로 이해하고, 야간 교통사고 예방에 기여할 수 있을 것이다.
이 연구의 목적은 자동차 전조등 환경(전조등 종류, 조도, 주위밝기)과 운전자 심리생리반응(동공크기, 뇌파, 주관적 만족도) 수준에 따른 인간공학적 눈부심 판별 및 예측모델을 제시하는 것이다. 기존 자동차 눈부심 평가는 인간의 생리적(physiological) 특성을 반영하기보다 주관적으로 평가되었다. 이러한 평가방법은 평가자 간 주관적 차이로 인해 반복성 및 재현성이 어려웠다. 눈부심 판별 및 예측모델을 제시하기 위해 국내․외에서 사용 중인 전조등 3수준(할로겐(Halogen), 가스방전(HID: High Intensity Discharge), 발광소자(LED: Light Emitted Diode))를 사용하였다. 그리고 야간 교통환경에서 발생하는 조도 5수준(0.2lx, 1lx, 5lx, 10lx, 20lx)은 기존 연구 자료를 검토하여 적용하였고, 야간 도로환경을 고려한 주위밝기 2수준(0.1cd/m2, 2cd/m2)을 within subject design으로 설계하였다. 실험은 야간 교통환경을 시뮬레이션하기 위해 조명 조절이 가능한 암실(dark room)에서 시행하였다. 이 실험에는 안구 및 정신질환이 없는 30명이 참여하여 눈부심에 의한 심리생리적 영향을 평가하였다. 실험자는 30개의 실험조건(전조등 3수준 × 조도 5수준 × 주위밝기 2수준)에 따라 생리적으로 동공크기(pupil size)와 뇌파(P300, 주파수)를 측정하였다. 그리고 드보어(de Boer) 지수를 이용하여 심리적인 주관적 만족도도 평가하였다. 동공크기 실험결과 주효과인 전조등 종류, 조도, 주위밝기가 동공크기에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 전조등 빛의 파장(wavelength)이 짧고, 조도(illuminance)가 높고, 주위가 밝을수록 동공크기는 축소되었다. 결과적으로 동공크기가 3mm 이하가 되면 눈부심과 회절현상(diffraction phenomenon)이 발생하고, 시력(visual acuity)이 감소하였다. 뇌파(P300) 실험결과 주효과인 전두엽에서만 전조등 종류가 P300에 영향을 미치는 것으로 나타났는데 발광소자 > 가스방전 > 할로겐 전조등 순서로 진폭(amplitude)이 컸다. 뇌파(주파수) 실험결과 주효과는 나타나지 않았다. 뇌파는 전조등의 파장 및 조도에 의한 자극에 반응하고 있고, 낮은 수준의 각성상태가 나타나는 경향성을 알 수 있었다. 주관적 만족도 실험결과 주효과인 전조등 종류, 조도, 주위밝기가 주관적 만족도에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 전조등 빛의 파장이 짧고, 조도가 높고, 주위밝기가 어두울수록 주관적 만족도는 감소하였다. 주관적 만족도 실험결과 조도 5lx에서 눈부심이 발생하였고, 한국인은 외국인과 비교하여 드보어 지수 1.5~2 정도 눈부심을 덜 느끼는 것을 발견하였다. 실험결과를 종합하여 눈부심 판별 및 예측모델을 제시하였다. 첫 번째는 로지스틱 회귀분석을 이용하여 드보어 지수 및 동공크기를 판별할 수 있는 예측모델이다. 드보어 지수 판별 예측모델의 분류정확도는 83.3%이었고, 동공크기 판별 예측모델의 분류정확도는 80.1%이었다. 두 번째는 특수회귀모형을 이용하여 드보어 지수 및 동공크기를 예측할 수 있는 모델이다. 주관적 눈부심 예측모델의 R2은 0.628이었고, 정량적 눈부심 예측모델의 R2은 0.644이었다. 그리고 K곱 교차검증(K-folder cross validation)과 잭나이프(Jackknife) 교차검증을 통해 일반화가 가능함을 알 수 있었다. 국내에서 자동차 전조등의 눈부심에 대한 심층적이고, 정량적인 연구는 진행된 바 없다. 자동차 전조등 환경과 운전자 심리생리반응 수준에 따른 인간공학적 눈부심 평가모델은 최근 논의되고 있는 눈부심 및 피로 방지기술과 연계할 수 있다. 특히 드보어 지수 및 동공크기를 이용한 눈부심 판별 및 예측모델은 운전자에게 편의성을 제공하고, 정확도 및 향후 활용가치가 높을 것이며, 독창적이라 판단된다. 이 연구의 결과와 제안은 야간 교통 환경에서 발생하는 눈부심을 과학적으로 이해하고, 야간 교통사고 예방에 기여할 수 있을 것이다.
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