초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 기존 작업부하 측정 중심의 운전자 상태 평가 연구 방법론이 부분적 자율주행 환경하에서 가지는 한계점을 극복하기 위한 목적으로 수행된다. 이를 위해서 ‘상황인식’(Situation Awareness-SA)이라는 개념을 기반으로, 자율주행 환경 내 운전자의 비주행 과업 수행시 운전 과업의 주의 수준을 평가할 수 있는 측정 모델을 개발하고자 한다. 개발된 연구 모델은 부분적 자율주행 환경에서 운전자의 상태를 측정하고 주행 안전성을 평가하는데 기여할 것으로 기대된다.

□ 연구 목표대비 연구결과

□ 연구개요
본 연구는 기존 작업부하 측정 중심의 운전자 상태 평가 연구 방법론이 부분적 자율주행 환경하에서 가지는 한계점을 극복하기 위한 목적으로 수행된다. 이를 위해서 ‘상황인식’(Situation Awareness-SA)이라는 개념을 기반으로, 자율주행 환경 내 운전자의 비주행 과업 수행시 운전 과업의 주의 수준을 평가할 수 있는 측정 모델을 개발하고자 한다. 개발된 연구 모델은 부분적 자율주행 환경에서 운전자의 상태를 측정하고 주행 안전성을 평가하는데 기여할 것으로 기대된다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구의 목표는 자율주행 환경으로의 변화 상황에서 전통적 운전자 작업부하 측정 중심의 연구 방법론의 한계를 지적하고, 운전자의 상태를 주의라는 지표를 통해 정량적으로 측정할 수 있는 평가 모델을 개발 및 검증하는 것이다. 평가 모델에는 부분적 자율주행 자동차의 자동화 수준과 비주행 과업의 특성이 고려될 것이며, 해당 모델을 통해 자율주행 단계별로 허용 가능한 주의 분산 수준 가이드라인을 제시하는 것을 목표로 한다. 연구 목적 달성을 위해 3단계의 세부 연구 단계를 구축하여 연구를 수행한다.
연구 단계 1의 목적은 부분적 자율주행 상황에서 운전자 주의 수준을 객관적 지표를 통해 측정할 수 있는 이론적 모델을 개발하는 것이다. 연구 모델에는 자율주행 단계에 따른 특징과 비주행 과업의 영향을 정량화하여 변수로 고려할 것이다. 이를 통해, 기존의 작업부하 평가 모델의 내용적/방법론적 한계를 극복하고자 한다.
연구 단계 1의 결과로는 부분적 자율주행 환경에서 비주행과업의 특징을 도출하였고, 이를 통해 비주행과업의 운전자의 주의 수준에 대한 영향력을 확인하였다. 또한, 2단계에서 실시할 운전자의 주의 수준 평가를 위한 이론적 평가 프레임워크가 개발되었다.
연구 단계 2의 목적은 부분적 자율주행 상황 내 운전자의 주의 수준에 따른 주행 과업 및 제어권 전환에 대한 안전성을 평가하는 것이다. 주의 수준에 따른 영향력을 평가함으로써 연구 단계 1에서 개발된 연구 모델에 대한 검증을 실시하고, 주행 상황에서 주의와 주행 과업과의 실질적인 관계를 이해할 수 있을 것으로 기대된다.
연구 단계 2의 결과로는 부분적 자율주행 환경에서 운전자의 주의 수준에 따른 제어권 전환 과정을 평가하였다. 이를 통해 주의수준과 운전자의 안전한 제어권 전환 과정의 관계를 확인하였다. 마지막으로, 연구 단계 3의 목적은 운전자 주의 수준 관점에서, 자율주행 환경 내 비주행 과업에 대한 주행안전성 가이드를 제안하는 것이다. 주의 수준이 다르게 나타날 수 있는 자율주행 상황과 단계별 맥락에 따라 제어권 전환 퍼포먼스 및 상황 인식에 대한 평가를 실시함으로써, 부분적 자율주행 환경에서 주행안전성 확보를 위한 몰입 수준의 가이드라인을 제시할 예정이다.
연구 단계 3의 결과로는 부분적 자율주행 환경에서 주의 수준 관점에서 운전자 제어권 전환 성능을 측정 가능한 핵심 요인을 도출하였다. 이를 기반으로 운전자의 주행 안전성을 확보할 수 있는 핵심 요소 기반의 가이드라인을 제안하였다. 운전자의 시선 데이터 기반으로 운전자의 주의 수준을 유지시킬 수 있다는 사실을 확인하였으며, 이러한 연구 결과는 부분적 자율주행 환경에서 안전한 제어권 전환에 기여할 것이다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
부분 자율주행 차량의 인간공학적 시스템 개발 발전:
본 연구는 인간공학 기반 연구를 통해 미래 모빌리티 분야의 융복합적 연구에 기여할 것으로 기대된다. 기술 개발 관점에서 차량 자동화 기술은 운전자의 안전을 보완할 수 있음에도, 인간공학 측면에서 시스템의 변화는 운전자가 경험할 수 있는 새로운 상황 및 과업의 등장을 유발하며, 본 연구는 변화하는 운전자의 과업과 주의에 대한 기반이 될 것으로 본다. 이에 따라 기존의 운전자가 지니고 있는 자원 용량을 분배하는 작업부하 관점으로는 자율주행 맥락에서 운전자의 행동을 설명하기 어려우며, 단일 과업에의 안전한 주의 전환능력에 집중할 필요가 있다. 기존 연구에서는 운전자의 상태를 측정하기 위하여 사후측정의 방식을 활용해왔다. 즉 각각의 상황에서 운전자의 행동 변화 및 태도에 대하여 주관적인 설문이나 지표를 통해서 정보를 수집하였다. 하지만 이러한 측정 방법론의 경우 운전자가 처한 상황적 요인이 변화할 때마다 매번 새롭게 측정을 해야만 운전자의 상태를 확인할 수 있다는 단점을 지니고 있다. 본 연구에서는 이러한 한계를 극복하기 위하여 비주행 과업의 특징과 자율주행 단계 및 상황에 대한 정보를 통해 운전자의 몰입 상태를 예측할 수 있는 정량적 모델을 개발하고자 한다. 이를 통해 주행 상황이나 운전자가 수행하는 과업이 변화할 때마다 일일이 새로운 측정 실험을 실시하여 운전자의 행동 및 상태를 측정하지 않더라도, 운전자의 몰입 상태를 예측할 수 있을 것이다.
국내외 산업에서 자율주행차량 개발을 위한 참고 자료 활용 가능:
본 연구 결과는 국내 자동차 산업이 부분 자율주행 차량 개발에 필요한 요구사항과 성능 기준을 제공하는 데 의미 있는 참고 자료가 될 수 있다. 현재 대부분의 차량은 단순 알림을 통해 운전자에게 제어권 전환을 요청하고 있으며, 이를 위한 표준과 설계 가이드라인은 부재한 실정이다. 운전자의 주의 수준 기반으로 제어권 전환에 대한 연구 결과가 부재하며, 이는 곧 제어권 전환 시스템의 설계 가이드라인 부재를 의미한다. 운전자의 안전성 기반의 주의 수준 고려한 제어권 전환 과정에 대한 설계 가이드라인을 제공함으로써, 국내 제조사들이 시장을 선도할 수 있는 요구사항 기준을 설정하는 데 기여할 것으로 기대된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 1.1 연구개발과제의 필요성 ... 5
• 1.2 연구개발과제의 최종 목표 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 2.1 연구개발과제의 내용 ... 5
• 2.2 연구개발과제의 추진전략 및 체계 ... 7
• 2.3 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 8
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 10
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 10
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 13
• 3) 목표 달성 수준 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 14
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• 끝페이지 ... 20