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문제 정의
- 본 연구에서는 고령자용 전조등의 기본 변환빔 개발을 위한 광원선정 및 시인성 평가 실험을 수행하였으며, 악천후 전조등 시제품의 성능평가를 위해 젖은 노면 상에서 눈부심 및 전방시인성 평가실험을 수행하였다.
제안 방법
- 눈부심 평가방법은 그림 3과 같이 2대의 관측 차량에 탑승하여 선정된 4가지 광원을 장착한 시험차량이 관측차 전방100[m] 지점부터 관측차량 방향으로 주행하며 각 전조등에 대한 눈부심의 정도를 Table 1과 같이 9단계의 눈부심 평가 지수인 드보어 눈부심 지수를 이용하여 평가하였다[5].
- 악천후 전조등 시제품은 10∼20[m] 전방노면에 조사되는 빛의 양을 줄이기 위해 전조등 내부에 빛가림막(shield)을 설치하여 젖은 노면에서 반사되는 빛의 양을 줄여 눈부심을 최소화하도록 설계하였다[7].
- 또한 그림 4와 같이 전방시인성 평가를 위해 4가지 광원을 장착한 시험차량을 피실험자가 실제로 운전하며 전방의 장애물, 도로표지판, 도로 중앙선의 인지정도를 5단계(5 : 매우 좋음, 4 : 좋음, 3 : 보통, 2 : 나쁨, 1: 매우나쁨)로 나누어 평가하였다. 또한 야간 운전시 가장 편안한 느낌을 주는 전구의 광색도 평가하였다.
- 또한 그림 4와 같이 전방시인성 평가를 위해 4가지 광원을 장착한 시험차량을 피실험자가 실제로 운전하며 전방의 장애물, 도로표지판, 도로 중앙선의 인지정도를 5단계(5 : 매우 좋음, 4 : 좋음, 3 : 보통, 2 : 나쁨, 1: 매우나쁨)로 나누어 평가하였다. 또한 야간 운전시 가장 편안한 느낌을 주는 전구의 광색도 평가하였다.
- 그림 5와 같이 고령자용 악천후 전조등의 우천시 눈부심 및 시야 확보 성능 비교 평가를 위하여 H7 할로겐(필립스, 12[V]55[W])전구, D2S(오스람, 12[V]35[W]), D2S 가스방전식 전구를 사용한 악천후 전조등 시제품 등 3종류에 대한 눈부심 및 시인성 평가를 수행하였다[6].
- 전방시인성은 그림 8과 같이 젖은 노면 상태에서 중앙선을 기준으로 전방 25[m] 위치에서 우측으로2[m] 간격으로 20×20[cm] 크기 인회색 사각형의 목표물 10개를 설치하여 전조등 조건별 목표물 인지개수를 평가하였다.
- 30～60세와 65세 이상 고령자는 황색부분코팅전구를 각각90[%], 40[%]로 선호하는 것으로 평가되었다. 이 결과를 토대로 하여 고령자용 변환빔의 적용광원은 광도성능이 향상되고 가스방전식 전구보다 부드러운 광색을 가진 부분황색코팅 전구를 선정하여 고령자용 전조등 배광설계를 수행하였다.
대상 데이터
- 실험에 사용한 광원은 그림 1과 같이 H7 할로겐 전구(필립스, 12[V]55[W]), H7 황색코팅 전구(남영전구, 12[V]55[W]), H7 부분황색코팅 전구(필립스, 12[V]55[W]), D2S(오스람, 12[V]35[W]) 가스방전식 전구(HID, High Intensity Discharge)등 총 4가지를 선정하였고 각각의 전구는 그림 2와 같이 그랜져 TG 전조등에 장착하여 실험을 수행하였다.
- 평가실험은 65세이상 고령자 15명과 비교군 20대 6명, 30∼60세 10명의 피실험자를 대상으로 자동차성능 연구소 내에서 실시하였다.
- 2세였다. 실험 장소는 그림 7과 같이 젖은 도로를 구현할 수 있는 교통안전공단 안전운전체험연구센터(경북 상주)의 직선로에서 수행하였다.
성능/효과
- 전방 시인성 평가는 5점 척도로 하여 장애물의 인지 정도를 평가하였으며, 평가결과 그림 11과 같이 65세 이상 고령자는 할로겐 전구(3.0개)<황색코팅 전구(3.2개)<부분황색코팅 전구(3.3개)<HID 전구(3.6) 순으로 HID 전구를 광원으로 사용한 전조등의 시인성이 가장 우수하였다.
- 평가시 사용한 전구의 광색은 그림 10과 같으며 할로겐 전구와 비교하여 황색코팅 전구는 다소 어두운 느낌의 황색 계열의 빛을 발산하나, 부분황색코팅 전구는 할로겐 전구와 유사한 광색으로 더 많은 광량으로 노면에 조사되고 있음을 알 수 있었다.
- 8) 순으로 눈부심이 큰 것으로 평가하였다. 모든 전조등이 허용눈부심 한계 이하로 평가되어 운전에 방해를 주는 눈부심을 주는 평가되었으나 악천후 전조등 시제품(눈부심지수3.2)은 동일한 광원을 사용하는 HID 전조등(눈부심지수2.8)보다 눈부심이 적은 것으로 평가되었다.
- 1) 65세 이상 고령운전자의 눈부심 평가 결과, 마른 노면에서는 할로겐 전구<부분황색코팅 전구<황색코팅 전구<HID 전구순으로 HID 전구가 가장 눈부심이 큰 것으로 평가 되었고, 젖은 노면에서는 할로겐 전조등<악천후 전조등 시제품<HID 전조등 순으로 눈부심이 큰 것으로 평가하였다.
- 한편 비고령자는 할로겐 전조등 평균 6.3개, 악천후 전조등 시제품은 평균 7.3개, HID 전조등은 7.8개 순으로 전방장애물을 인지한 것으로 나타났다.
- 6[m]로 평가되었다. HID 전조등에 대해서는 고령자의 경우 장애물 인지 폭이 최대13.2[m], 비고령자는 15.6[m]로 평가되었다.
- 따라서 고령자를 위한 악천후 전조등의 시인성능은 HID 전조등의 최대 인지 개수인 8개 이상(16[m] 이상)의 성능을 확보할 수 있도록 개선이 필요한 것으로 평가되었다.
- 2) 마른 노면에서 고령자가 선호하는 광색은 따뜻한 느낌을 주는 황색계열의 할로겐 전구로 이를 기반으로 하는 자동차 전조등의 개발이 필요한 것으로 평가되었다.
- 3) 65세 이상 고령운전자의 시인성 평가 결과, 마른 노면에서는 HID 전조등이 가장 우수하게 나타났으며, 젖은 노면에서는 악천후 전조등 시제품과 HID 전조등이 우수하게 평가되었다.
- 4) 젖은 노면에서의 악천후 전조등 시제품 성능평가 결과, 눈부심 및 전방시인성 개선이 필요한 것으로 평가되었다.
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