초록 ▼

1. 서론



최근 상용화를 눈앞에 둔 SAE 레벨 3 자율주행자동차의 가장 뜨거운 이슈는 차량과 운전자 간의 제어권 배분 및 전환이다. 이와 관련하여 대한민국을 비롯한 미국, 유럽, 일본 등 다양한 국가에서는 자율주행 시대가 도래하였을 경우 운전자의 주요 인적요인에 대한 연구를 진행하여왔다. 특히 테슬라 자율주행자동차 사고 분석 결과 NTSB에서 ‘자율주행에 대한 지나친 의존’, ‘운전자 주의 분산’, ‘효과적이지 못한 운전자 모니터링&rsqu

1. 서론



최근 상용화를 눈앞에 둔 SAE 레벨 3 자율주행자동차의 가장 뜨거운 이슈는 차량과 운전자 간의 제어권 배분 및 전환이다. 이와 관련하여 대한민국을 비롯한 미국, 유럽, 일본 등 다양한 국가에서는 자율주행 시대가 도래하였을 경우 운전자의 주요 인적요인에 대한 연구를 진행하여왔다. 특히 테슬라 자율주행자동차 사고 분석 결과 NTSB에서 ‘자율주행에 대한 지나친 의존’, ‘운전자 주의 분산’, ‘효과적이지 못한 운전자 모니터링’ 등에 대한 권고를 발표하여, 본 분야의 중요성이 대두되고 있는 실정이다. 본고에서는 레벨 3 자율주행자동차의 제어권 전환 안전성을 확보하기 위해서 반드시 필요한 인적요인 기술을, 특히 운전자 모니터링 기술, 운전자 인적요인 분석기술, 차량 HMI 기술로 나누어 최신 연구 및 기술개발 동향을 소개한다.



미국 자동차공학회(Society of Automotive Engineers: SAE)에서는 자율주행자동차에 대해서 SAE J3016 문서[1]를 통하여 0~5의 6개의 레벨로 정의하고 있다. 자율주행 상황에서 운전자의 역할은 자율주행 레벨에 따라 달라지는데, 참고문헌 [1]의 문서에 따르면 레벨 3까지는 운전자의 역할이 명시되어 있으며, 레벨 4 이상에서는 운전자의 개입이 없어진다. 레벨 0은 자율주행 기능이 없는 완전 수동주행을 의미하며 주행과 관련된 모든 책임이 운전자에게 있다. 레벨 1 자율주행은 감·가속을 담당하는 종방향(스마트 크루즈 컨트롤 등), 혹은 조향을 담당하는 횡방향(차로 유지 보조 등) 주행 중 하나를 시스템이 수행하는 경우에 해당되고, 레벨 2는 종방향 및 횡방향 주행을 시스템이 모두 수행(고속도로 주행 보조 등)하는 경우를 의미한다.



레벨 2까지는 시스템이 주행을 돕지만, 레벨 3에서는 자율주행이 가능한 구간에서 시스템이 주행을 완전히 수행한다. 자율주행을 지속하는 동안 운전자는 운전 상황을 관찰할 의무가 없어지지만, 자율주행이 가능한 구간이 끝나는 등 자율주행 모드 해제가 예상될 경우 시스템에서 운전자로 제어권 전환을 요청하게 된다. 따라서 레벨 3에서 운전자는 시스템이 요청하는 경우 수동운전을 시작할 수 있도록 “대처가 준비된 사용자(fallback-ready user)가 되어야 한다. 레벨 4부터는 사용자는 운전 의무에서 제외된다.



레벨 3에서 나타나는 ‘제어권 전환’이라는 특수한 상황은 자율주행자동차를 이용하는 운전자의 안전성에 결정적인 요인이 될 것으로 예상된다. 특히, 자율주행 시스템에 의해 운행되던 차량이 특정 시점부터 수동운전으로 전환되기 때문에, 이를 대처하는 운전자의 인적요인에 대한 연구가 전 세계적으로 활발하게 수행되어왔다. 자율주행자동차 레벨 3를 이용하는 데 있어 인적오류를 방지하고, 성공적인 시장 도입을 위하여 유럽에서는 Adaptive Project를 필두로 인적요인 연구가 진행되고 있으며, 미국은 NHTSA(National Highway Traffic Safety Administration)를 필두로 연구를 지원하고 있다. 미국에서는 특히 2018년 캘리포니아에서 발생하였던 테슬라 자율주행자동차 사망사고를 분석하여, 2020년 2월 자율주행자동차의 안전한 이용을 위한 권고 사항을 발표하였으며, ‘자율주행에 대한 지나친 의존’, ‘운전자 주의 분산’, ‘효과적이지 못한 운전자 모니터링’ 등 인적요인과 관련된 권고 사항이 3분의 1가량 차지하여 중요성이 강조되었다. 일본은 전략혁신 창조프로그램(SIP: Cross-ministerial Strategic Innovation Promotion Program)을 통하여 기초연구부터 실용에 이르는 인적요인 연구를 수행하고 있으며, 국내에서도 한국전자통신연구원에서 2017년부터 자율주행자동차 레벨 2, 3를 대상으로 하는 인적요인 심층연구를 수행 중에 있다.



자율주행자동차에서의 운전자 인적요인과 관련된 연구는 컴퓨터공학, 제어공학, 바이오공학, 심리학, 인지공학 등 다학제 간의 융합이 필수적이다. 본고에서는 운전자 인적요인과 관련된 기술을 그림 1과 같이 나열하고, 운전자를 측정하여 특징을 추출하는 ‘운전자 모니터링 기술’, 운전자의 특징으로부터 자율주행자동차 안정성과 연관된 요인을 정량화하는 ‘운전자 인적요인 분석기술’, 분석된 인적요인을 바탕으로 운전자에게 정보를 제공하는 ‘차량 HMI 기술’로 분류하여 관련 기술 동향을 기술한다.



[그림 1] 운전자 인적요인 연관 기술 흐름



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