자율주행 자동차의 제어권 전환방식 설계가이드 연구–자율주행 자동차 3단계에 관하여

Abstract

최근 전 세계적으로 자율주행자동차의 관심이 끊이지 않고 있다. 자동차산업과 다양한 조사기관에서는 자율주행 자동차가 2025년~2030년 사이에 급격한 시장형성을 할 것으로 예측하고 있다. 미국 도로교통안전국(NHTSA)에서는 자율주행 자동차를 총 5단계로 분류하고 있고, 전 세계 자동차회사들은 5단계의 기준으로 연구개발을 진행 중에 있다. 현재는 자율주행 2단계까지 진행이 완료된 상태이며 자율주행 4단계를 목표로 자율주행 3단계 연구도 치열한 경쟁구도로 진행되고 있다. 본 연구에서는 자율주행 3단계에 관한 연구를 진행한다. 자율주행 3단계는 특정구간에서 완전자율주행이 가능하기 때문에 운전자는 다양한 활동을 할 수 있다. 그리고 자율주행 3단계에서는 운전의 주체가 운전자에서 자동차, 자동차에서 운전자로 전환되는 상황이 발생한다. 운전자의 활동과 상태에 따라 적합한 알림이 제어권 전환시점에 이루어져야 보다 운전자의 안전과 편의를 보장할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 전환시점에 운전자활동에 따른 단일 알림 방식을 감성 만족도 평가를 진행, 분석한다. 실험수준 설계는 문헌조사, 사전설문평가와 전문가평가 및 Brainstorming을 통하여 운전자가능 활동 4가지 활동(수면, 스마트폰 사용, 독서, 단시간활동)과 알림 방식 6수준(실내조명, 실내음향, 진동시트, 스마트폰 팝업, 스마트폰 알람, 스마트 워치)을 도출하고 각 수준마다 연관이 있는 4개 수준을 설정하였다. 이러한 실험설계요소를 반영하여 부분 자율주행이 가능한 2단계 차량을 섭외하여 각 활동별 영상을 촬영하고 피실험자 50명을 대상으로 촬영된 영상을 VR체험을 통하여 설문 평가를 진행하였다. 수집된 데이터를 통하여 빈도분석, ANOVA분석, 군집분석, t-test 등을 실시하여 각 활동 별 알림에 대한 감성 만족도를 비교하고 설계 시 고려할 수 있는 가이드라인을 제시할 수 있었다. 가능활동에서의 알림 설계수준은 모두 통계적으로 유의한 차이가 있음을 확인할 수 있었다. 수면상황에서는 실내음향방식과 진동시트 방식이 높은 만족도를 나타냈고, 스마트폰 사용상황에서는 스마트폰 팝업 방식과 알람 방식이 높은 만족도를 나타냈다. 독서상황에서는 실내조명 방식이 높은 만족도를 나타냈고, 단시간 활동에서는 실내음향 방식이 높은 만족도를 나타냈다. 또한 운전자 특성에 따라서 남성보다 여성이 진동시트에 더 높은 만족감을 보였고, 하루 평균 스마트폰 사용시간이 많을수록 스마트폰 사용상황에서의 스마트폰 팝업 방식과 알람방식에 대해 더 높은 만족감을 얻었다. 본 연구는 자율주행 제어권 전환시점에서 운전자 상황과 상태를 고려하여 적합한 알림 방식을 설계 값에 대한 가이드는 설계자가 아닌 운전자의 입장에서 도출된 설계 값이므로 실제 시스템 설계 시 반영되면 운전자의 감성품질개선과 운전자의 안전과 편의를 보장 할 수 있다.