초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
(최종 목표) 고령 운전자의 위급상황에서의 차량 안전사고 방지를 위한 비접촉식 고령 운전자 생체정보 모니터링 기술과 생체정보 기반의 차량용 비상정지를 위한 안전장치/제어기술 개발 및 차량 안전장치의 튜닝 인증제도 개선
(최종 결과물)

◼ 전체 내용
(개요) 차량의 안전한 도로주행을 위해 돌발 및 긴급 상황 등에 대한 운전자의 대처 능력이 요구되나, 국내 고령화가 가속화됨에 따라 증가되는 고령 운전자 교통사고 문제를 해결하기 위해 고령 운전자 안전운전 보조장치

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
(최종 목표) 고령 운전자의 위급상황에서의 차량 안전사고 방지를 위한 비접촉식 고령 운전자 생체정보 모니터링 기술과 생체정보 기반의 차량용 비상정지를 위한 안전장치/제어기술 개발 및 차량 안전장치의 튜닝 인증제도 개선
(최종 결과물)

◼ 전체 내용
(개요) 차량의 안전한 도로주행을 위해 돌발 및 긴급 상황 등에 대한 운전자의 대처 능력이 요구되나, 국내 고령화가 가속화됨에 따라 증가되는 고령 운전자 교통사고 문제를 해결하기 위해 고령 운전자 안전운전 보조장치 개발이 필요. 그러나 애프터마켓용(After Market) 고령 운전자 안전운전 보조장치를 개발 및 판매하기 위해서는 관련 규정 및 제도화 마련이 급선무이기 때문에, 본 과제에서는 고령 운전자 안전운전 보조장치(생체정보 수집 및 모니터링 장치, 긴급 제동장치, e-Call 장치)를 개발하고, 이를 통한 제도화 방안을 마련하고자 함
(주요 기술개발 내용)
① AEBS 연동 비상정지 제어
• ECU 기반 AEBS 연동 비상정지 제어 S/W, H/W 개발
• 기계식 기반 AEBS 연동 비상정지 제어 S/W, H/W 개발
• AEBS 연동 비상정지 제어 튜닝 방법 개발
② 비접촉식 생체정보 기반 모니터링 장치
• 고령자 생체정보를 이용한 운전자 상태 분석
• 생체정보 기반 위험 상태 정보 기준 정립
• 고령자 생체정보 비접촉식 수집 기술 개발
③ e-Call 장치 개발
• e-Call 단말기 S/W, H/W 설계
• 교통사고 긴급통보체계 연동 기술 개발
• e-Call 단말기와 PSAP 시뮬레이터 연동 환경 조성
④ 위급상황 시나리오 개발
• 사고데이터 기반 고령 운전자 위급상황 지식베이스 구축
• 현장시험 시나리오 개발을 위한 성능지표 개발
• 운전 시뮬레이터를 활용한 테스트케이스/시나리오 개발
⑤ 고령 운전자 안전을 위한 안전장치 통합시스템 개발
• 각 개발 장치 간 연동을 위한 I/O 인터페이스 요구사항 도출
• 각 개발 장치들의 연동 작업 및 통합시스템 개발
• 통합시스템 최적화
⑥ PG 기반 통합시험 및 검증
• PG 기반 고령자 안전을 위한 통합시스템 검증
• 통합시스템의 기능 및 성능 검증 분석
• 통합시스템 평가 결과 도출
⑦ 차량안전장치 튜닝을 위한 제도화 방안 제시
• 차량안전장치 튜닝을 위한 기존 제도 분석
• 차량안전장치 튜닝 검사방법 제시
• 차량안전장치 튜닝 인증을 위한 제도개선(안) 제시

◼ 1차년도
❏ 목표
① AEBS 연동 비상정지 제어 SW 및 HW 기술 개발
② AEBS 연동 비상정지 제어 튜닝 방법 분석
③ e-Call 등 긴급구난체계 연동 기술 설계
④ 센서를 이용한 고령 운전자 심박 및 호흡 패턴 수집 SW
⑤ 모니터링 SW를 이용한 고령 운전자 생체정보 데이터 수집
⑥ 고령 운전자의 생체정보를 분석 및 판단
⑦ 위험상황 식별 알고리즘 개발
⑧ 고령 운전자 위험상황 e-Call 단말기 HW/SW 설계
⑨ 센서 기반의 사고 감지 및 판단 기술 설계
⑩ 교통사고 긴급통보체계 연동 기술 설계
⑪ 고령 운전자 위급상황 지식베이스 구축
⑫ 고령 운전자 위급상황 테스트케이스 시나리오 생성
⑬ 자동차 튜닝 제도 분석
❏ 내용
① AEBS 연동 비상정지 제어 SW 및 HW 기술 개발
• 튜닝 기반 비상정지 제어 기술 관련 국내·외 동향 조사
• 구조물 장치 기반 비상정지 제어 S/W 및 H/W 기술 개발
• 전자식 장치 기반 AEBS 연동 비상정지 제어 S/W 및 H/W 기술 개발
② AEBS 연동 비상정지 제어 튜닝 방법 분석
• 튜닝 기반 비상정지 제어를 위한 안전 고려 기술 개발 사항 분석
• 비상정지 제어용 구조물 장치 설치 시 운전자 간섭 여부 분석(일반 차량)
• 상용 차량의 AEBS 연동 비상정지 제어를 위한 개발 필수사항 분석
③ e-Call 등 긴급구난체계 연동 기술 설계
• 상용 e-Call 등 긴급구난체계 연동 기술의 국내·외 동향 조사
• 기존 e-Call 프로토콜의 사용 가능성 분석 및 연동 프로토콜 설계
• 표준기반 e-Call 등 긴급구난체계 연동을 위한 인터페이스 설계 및 분석
④ 센서를 이용한 고령 운전자 심박 및 호흡 패턴 수집 SW
• 접촉식 레이저 구동 방식 모니터링 센서 선정
• 센서 활용 심장 모니터링 SW 개발
• Heart rate 모니터링
• Heart rate variability 모니터링
⑤ 모니터링 SW를 이용한 고령 운전자 생체정보 데이터 수집
• 개발 SW 센서를 이용 객체 심박 패턴 데이터 수집
• 개발 SW 센서를 이용 객체 호흡 패턴 데이터 수집
⑥ 고령 운전자의 생체정보를 분석 및 판단
• 심장 biometrics 분석 및 판단
• Respiration rate 분석 및 판단
• Inhale exhale ratio 분석 및 판단
• Tidal volume 분석 및 판단
⑦ 위험상황 식별 알고리즘 개발
• 운전자의 상태, 생체신호를 비접촉식 센서를 이용 생리학적 파라미터 관찰 및 수집
⑧ 고령 운전자 위험상황 e-Call 단말기 HW/SW 설계
• 단말기 기본 설계
• I/O 인터페이스 설계
• 성능 기준 및 이벤트 판단 기준 정의
⑨ 센서 기반의 사고 감지 및 판단 기술 설계
• 차량 정보 및 센서 정보의 실시간 사고 감지 및 판단
⑩ 교통사고 긴급통보체계 연동 기술 설계
• 고령 운전자 위험 상황 e-Call 단말기와 e-Call 센터 간 정보 연계 항목 도출
• 고령 운전자 위험 상황 e-Call 단말기 I/O 메시지 프로토콜 설계
⑪ 고령 운전자 위급상황 지식베이스 구축
• 주행환경, 도로요소, 객체요소, 생체 특성 등에 따른 주행 영향도 분석
• 정책 현황 및 법·규제, 선행연구 및 적용 사례, 연관 데이터 수집
⑫ 고령 운전자 위급상황 테스트케이스 시나리오 생성
• 지식베이스 기반 고령 운전자 위급상황 시나리오 요구사항 분석 및 Framework 설계
⑬ 자동차 튜닝 제도 분석
• 자동차관리법에 따른 제도 현황 조사
• 차량 안전장치 사후 관리를 위한 검사 기술 조사

◼ 2차년도
❏ 목표
① 운전자 생체정보 모니터링 장치와 차량용 비상정지 제어장치간 연동 기술 개발
② 차량용 비상정지 제어 기술 검사 시험(주행시험장 기반 통합 시험)
③ 위급상황 대응 차량안전장치의 튜닝 인증 제도개선 연구
④ 1차년도 수립한 데이터 기반의 고령 운전자 생체신호 AI 분석 SW 개발
⑤ 시스템 모듈 개발
⑥ 위험 상태 정보 동향 알고리즘 개발
⑦ 생체이상 신호 조기 경고 징후 기능 보완
⑧ AI 적용 생체신호 예측 검토
⑨ 차량 기본 장착 수준의 e-Call 단말기 시제품을 제작하여, 실차량 장착을 통한 현장(규격 주행로)시험 및 자체 성능 시험에 사용
⑩ 실험실 환경에서의 테스트용 MSD, ESD 메시지 시뮬레이션을 통한 자체 성능 시험
⑪ C-ITS 플러그테스트(Plugtest)의 NG e-Call 분야 PSAP 시뮬레이션 시스템(NG e-Call 센터)과의 연동 시험
⑫ e-Call 단말기의 실차 장착환경에서의 MSD, ESD 메시지 송수신, 음성 통화 등 단말과 PSAP 시뮬레이터 간 연동 시험
⑬ 가상환경 기반의 시뮬레이션 학습을 통한 테스트 시나리오의 체계화·고도화
⑭ 테스트 시나리오 기반의 현장시험 시나리오 추출
⑮ 가상환경 기반의 운전 시뮬레이션을 통한 보조장치 사용자의 수용 의사 분석
⑯ 성능지표 및 평가방법론 연구를 통한 서비스의 사업성·경제성 분석
⑰ OBD를 통한 차량안전장치 튜닝 검사 장비 제작
⑱ 고령 운전자 안전운전 보조장치 튜닝 검사 장비 시험
⑲ 고령 운전자 안전운전 보조장치 튜닝 검사 실증
⑳ 현재 튜닝 제도를 바탕으로 차량안전장치 튜닝을 위한 안전 시험방법, 튜닝 절차, 튜닝검사 방법 등을 포함하는 제도개선(안) 제안
❏ 내용
① 운전자 생체정보 모니터링 장치와 차량용 비상정지 제어장치간 연동 기술 개발
• 차량시동 상황에서의 비상정지 제어장치와 모바일 장치 간 연동 API 개발
• 기개발된 주변 환경 인식 기술을 활용하여 운전자 위급상황 발생 시 위험 상황에 대응이 가능하도록 최적화 기술 개발(Lidar, Radar, Camera, AVM, GPS/IMU 등)
• 운전자 위급상황 발생 시 주변 환경 인식 결과를 활용한 안전 확보 기술 개발(비상등 점등, 저속 주행, 긴급 정지, 안전 장소 이동 주차 등)
• 고령 운전자 위험 상황 시 e-Call 관제센터 연결을 위한 차량 데이터 전송 기술 개발
• 개발 기술에 대한 교통, 안전 관련 전시회 및 학회 등을 통한 성과홍보 및 보험사와 연계한 이용 활성화 방안 검토
② 차량용 비상정지 제어 기술 검사 시험(주행시험장 기반 통합 시험)
• 통합 현장시험 차량 선정 및 시험환경 상시 운영
• 전자식 장치 기반 비상정지 실차 시험 및 생체정보 기반 위험 상태정보에 따른 구조물 장치 기반 비상정지 실차 시험
• 고령 운전자 위급상황 발생 시나리오 기반 통합 현장 시험 및 차량운행정보/안전성 분석
• 고령 운전자 위급상황 e-Call 관제센터 연결 여부 확인을 위한 실차 시험
• 통합 현장 시험환경에서의 기능, 성능 검증 분석/평가 결과 도출
③ 위급상황 대응 차량안전장치의 튜닝 인증 제도개선 연구
• 구조물 장치 기반 AEBS 연동 비상정지 제어장치의 인증을 위한 필수적용 기술 및 실차 시험 방안 제안
④ 1차년도 수립한 데이터 기반의 고령 운전자 생체신호 AI 분석 SW 개발
• 차량 내부 환경과 실내 실험실 환경의 맥박, 호흡, 동공을 통해 운전자의 상태 확인 성공 여부에 대한 기준 설정 및 결과 데이터 검출
• 노이즈 제거 및 정확도 확립
⑤ 시스템 모듈 개발
• 상용화된 접촉식 센서 기반 생체정보 수집 기술과 동일 테스트 환경에서의 정확도 비교분석 및 결과 도출
• SW 통합 모듈 장치 개발 (모듈 안에 모든 SW 통합 및 제품 형태로 제조)
• 사업화 가능한 제품 완성
⑥ 위험상태 정보 동향 알고리즘 개발
• 동일한 상황에 대해 같은 프로세스를 통한 동일한 결과 도출 여부 검토
• 알고리즘의 복잡도 및 구동 시간에 대해 차량 운행 환경에서 적합성 검토
• 동공 인식 학습 방법의 적합성 및 효율성 비교 검토
• 일정 기간 일부 운전자의 개인별 학습을 통해 개인의 생체 정보를 일반화하고, 개인별 생체정보 도출 및 활용 검토
⑦ 생체이상신호 조기 경고 징후 기능 보완
• 흉통 또는 흉부 압박 등의 증상을 모니터링할 수 있는 기술도 지속적으로 개발 예정
• 운전자의 위험 상황 가능성을 확률로 검출하여 수치화 및 구간화 진행 검토
• 개인의 병력 등을 데이터화하여 적용시킴 : 고령자들은 특히 항부정맥제로 인한 부작용에 노출되어 있는 경우가 많음
⑧ AI 적용 생체신호 예측 검토
• 고령자 생체신호 데이터를 인공지능분석 기법을 통해 미리 예측 가능한 기술 검토
• 고령 운전자의 음성이라든가 영상 등 다양한 종류의 데이터 확보 검토
• 딥러닝에 필요한 고령 운전자로부터 필요한 충분한 데이터 양이 문제가 될 수도 있지만, 과제 책임자의 의료 경험을 바탕으로 기술 접목
⑨ 차량 기본 장착 수준의 e-Call 단말기 시제품을 제작하여, 실 차량 장착을 통한 현장(규격 주행로)시험 및 자체 성능 시험에 사용
• 차량 인터페이스 연동 및 차량 데이터, 신호 수집 기능
• 센서 정보 분석을 통한 사고 분석 판단 기능
• 멀티 채널(GPS, GALLILEO, GLONAS, 기타) GNSS 모듈 적용으로 차량 위치 정보 제공
• 사용자 유저 인터페이스(UI) 제공을 통한 단말 상태 조회 기능
• SOS 버튼을 통한 수동사고 신고 기능
• 실차 장착에 적합한 형태로 e-Call 단말 케이스 설계, 목합 제작
• 실시간 양방향 데이터 통신 및 VoIP 기반의 음성 통화 기능
⑩ 실험실 환경에서의 테스트용 MSD, ESD 메시지 시뮬레이션을 통한 자체 성능 시험
• 교통사고 긴급통보장치 및 간이 교통사고 긴급통보체계 시뮬레이터 및 LTE 무선통신 환경에서의 최소사고정보(MSD), 확장사고정보(ESD) 메시지 데이터 송수신 확인 시험
⑪ C-ITS 플러그테스트(Plugtest)의 NG e-Call 분야 PSAP 시뮬레이션 시스템(NG e-Call 센터)과의 연동시험
• ITSK(한국지능형교통체계협회)에서 진행하는 C-ITS 플러그 테스트의 NG e-Call 분야에서의 PSAP 시뮬레이터 또는 NG e-Call 센터역할을 하는 서버와의 통합 시험을 통한 교통사고 긴급통보체계(NG e-Call 센터)와의 연동 확인 시험
⑫ e-Call 단말기의 실차 장착환경에서의 MSD, ESD 메시지 송수신, 음성 통화 등 단말과 PSAP 시뮬레이터 간 연동 시험
• 실차 장착 상태에서의 e-Call 단말기 시제품에 대한 이콜 모드 동작 및 PSAP 시뮬레이터 연동 시험
⑬ 가상환경 기반의 시뮬레이션 학습을 통한 테스트 시나리오의 체계화·고도화
• 가상환경 기반의 테스트 시나리오 검증 시 생체정보(e.g., 심전도, 인지반응시간 등) 수집 및 운전 시뮬레이터에 e-Call을 연계하여 고령 운전자 안전운전 보조장치에 대해 입체적인 시뮬레이션 분석
• 시뮬레이션 학습을 통한 성능지표 및 평가모델 개발
• 성능지표 및 평가모델을 활용한 테스트 시나리오 체계화·고도화
• 고령 운전자 대상의 시뮬레이션 기반 가상 주행환경을 통한 시나리오 검증
• 시뮬레이션 분석 결과 기반의 딥러닝 분석과 피험자 대상의 설문조사 데이터 분석
⑭ 테스트 시나리오 기반의 현장시험 시나리오 추출
• 운전 시뮬레이터를 활용한 가상환경 기반의 현장시험 시나리오 요구사항 도출
• 요구사항 기반의 시나리오 정제 및 여과를 통한 테스트 시나리오에서의 현장시험 시나리오 추출
⑮ 가상환경 기반의 운전 시뮬레이션을 통한 보조장치 사용자의 수용 의사 분석
• 시뮬레이션을 통한 수용 의사 결정 요인 분석 및 연구모형 생성
• 의사 결정 요인별 타당성·신뢰도 분석 및 보조장치 수용 의사와 만족도 조사
⑯ 성능지표 및 평가방법론 연구를 통한 서비스의 사업성·경제성 분석
• 서비스의 정량적 분석을 위한 성능지표, 평가 모델 등의 평가 방법론 개발
• 평가 방법론 적용을 통해 생성된 서비스의 성능 평가 진행
⑰ OBD를 통한 차량안전장치 튜닝 검사 장비 제작
• 고령 운전자 안전운전 보조장치’의 튜닝 검사 시 OBD를 활용한 통신 네트워크 분석으로 시스템의 정상 작동 여부를 판별
⑱ 고령 운전자 안전운전 보조장치 튜닝 검사 장비 시험
• 연구 결과물이 튜닝된 자동차에서 출력되는 통신 메시지를 일정 수준 이상 검출 여부를 시험하여 튜닝 검사 장비의 신뢰성을 확보
⑲ 고령 운전자 안전운전 보조장치 튜닝 검사 실증
• 고령 운전자 안전운전 보조장치 튜닝 검사를 위한 안전 사항 항목 등의 세부적인 검사 절차 마련
⑳ 현재 튜닝 제도를 바탕으로 차량안전장치 튜닝을 위한 안전시험방법, 튜닝 절차, 튜닝검사 방법 등을 포함하는 제도개선(안) 제안
• 차량안전장치 튜닝 관련 제도 개선의 필요성에 따른 제도개선(안) 및 TS자동차튜닝업무 매뉴얼 (안) 고안

□ 연구개발성과
[정량적 연구개발성과]
1) 1차년도
○ 등재지 논문: 1건
○ 국내 특허 출원: 6건
○ SW등록: 2건
○ 성과홍보: 3건
2) 2차년도
○ 등재지 논문: 2건
○ 국내 특허 출원: 2건
○ 국외 특허 출원: 1건
○ SW등록: 4건
○ 기술이전: 1건
○ 시제품 제작: 3건
○ 성과홍보: 4건
○ 시제품 현장 활용도: 2건
○ 시스템 활용도(만족도): 1건
[연구개발 결과물의 성능지표]
1) 1차년도
○ 고령자 생체정보 인식 정확도: 82%
○ 위급상황 서비스 유스케이스 정의: 21건
○ 위기상황 감지능력: 93회 성공
○ 고령 운전자 위급상황 지식베이스 구축(연동량): 18건
○ 고령 운전자 위급상황 시나리오 생성(구체성): 11,760건
○ 고령 운전자의 위급상황 식별 알고리즘: 51%
2) 2차년도
○ 고령자 생체정보 인식 정확도: 99.3093%
○ 위급상황 서비스 유스케이스 정의: 21건
○ 위급상황 대응 차량용 비상정지 제어 정확도: 100%
○ 위급상황 시나리오 기반 현장시험(주행시험장): 36회
○ 최소사고정보(MSD) 전송소요시간: ≦ 19.63 sec
○ 확장사고정보(ESD) 전송소요시간: ≦ 5.81 sec
○ 현장시험 시나리오 선정 및 적합성 분석(기능 적합도): 100%
○ 위기상황 감지능력: 100/100건
○ e-Call 상호호환성 시험: PASS
○ 고령 운전자 위급상황 지식베이스 구축(연동량): 20건
○ 고령 운전자 위급상황 시나리오 생성(구체성): 21,804건
○ CAN 신호 검출률(튜닝검사): 100%
○ 고령 운전자의 위급상황 식별 알고리즘: 100%

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
[연구개발성과의 활용방안 및 기대효과]
① 신기술(NET), 신제품(NEP), 성능인증 등의 기술/품질인증을 통한 조달청 등록
• e-Call(Emergency Call), 고령자용 원격 생체모니터링 장치 등 신기술(NET), 신제품(NEP)을 활용한 창업
• 고령 운전자 안전운전 보조장치에 대한 지적재산권을 확보하여, 이를 통한 기술 이전 및 중소, 중견 기업의 사업 영역 확장
• 지능형 자동차용 생체인식 솔루션 시장 개척을 통해 일자리 창출에 기여
② 교통안전시설(신기술) 심의(경찰청), 신기술 등록ㆍ활용(국토교통부)
• 지원금 등 다양한 사회제도를 통해 안전운전 보조장치의 설치 지원
• 유럽, 러시아 등 국외 사례와 같이 신규 자동차의 e-Call 장착 의무화와 관련된 법안 마련의 기초 마련
• 개인정보를 침해하지 않는 범위에서의 운전자 건강상태 데이터 취득을 통해 차량용 생체인식 솔루션 관련 첨단안전장치 기술 개발에 활용

(출처 : 요약문 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 5
• 목차 ... 14
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 15
• 1) 개발 대상 기술 ... 15
• 2) 기술 개발 배경 ... 16
• 3) 개발 대상 기술의 특징 및 차별화 ... 19
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 20
• 1) 1차년도 ... 20
• 2) 2차년도 ... 22
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 25
• 1) 연구수행 결과 ... 25
• 2) 목표 달성 수준 ... 136
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 142
• 1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 142
• 2) 자체 보완활동 ... 142
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 142
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 143
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 144
• 7. 연구개발비 사용실적 ... 149
• 끝페이지 ... 157