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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

권영동 (국민대학교, 국민대학교 자동차공학전문대학원)

지도교수
양지현
발행연도
2022
저작권
국민대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수15

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2022

운행설계범위 이탈에 의한 자율주행 시스템 종료상황의 단일 청각 알림과 다중 청각 알림 비교 연구
권영동 자동차IT융합 2022.01 학위논문

2020

자율주행 시스템 종료 상황에서 차량내 청각 정보 제공 방법론 연구
권영동 ,  홍사라 ,  양지현 한국자동차공학회 추계학술대회 및 전시회 2020.11 학술대회자료

초록· 키워드

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국제자동차기술자협회(SAE)에 따르면, Level 3 자율주행 시스템은 차량을 제어할 수 없는 상황을 직면할 때, 운전자에게 차량의 제어권을 이양해야한다. 그러므로, 차량은 자율주행 시스템이 종료가 예측되는 상황에서, 운전자에게 시스템 종료 상황에 대한 정보를 적절하게 제공해야 운전자가 주행 상황을 인지하고 대응할 수 있다.
본 연구는 ‘자동차전용도로’와 ‘도심로’를 주행하고 있는 차량이 예상치 못하게 직면할 수 있는 운행설계범위(ODD, Operational Design Domain)를 이탈하는 상황에서 운전자에게 효과적인 청각 정보 제공 방법을 제시한다. 본 연구에서는 ‘계획되지 않은 운영설계범위 이탈(Unplanned ODD Exit)’로 인한 자율 주행 종료 상황을 차량의 ‘제한속도 초과’상황과 ‘선정경로 이탈’상황으로 선정하였다. 또한, 계획되지 않은 운영설계범위를 이탈한 상황이 발생할 때, 운전자에게 제공하는 청각 정보 종류를 ‘ODD 이탈 경보음’과 ‘제어권 전환 알림음’으로 구성하였다. ‘ODD 이탈 경보음’과 ‘제어권 전환 알림음’의 효과적인 알림을 제시하기 위하여, 청각 알림 방법인‘단일 청각 알림’과 ‘다중 청각 알림’을 구현하여 비교하였다. ‘단일 청각 알림’은 언어적 청각 알림방법인 음성 메시지이며, ‘다중 청각 알림’은 비언어적 청각 알림방법인 이어콘과 음성 메시지로 구성되어있다.
총 40명을 대상으로 차량시뮬레이터 환경에서 Human in the loop 실험을 진행하였다. 그 결과, ‘ODD 이탈 경보음’과 ‘제어권 전환 알림음’을 효과적으로 제공하기 위해, ‘단일 청각 알림’과‘다중 청각 알림’의 비교 지표인 반응 시간, 적합도, 불안감, 신뢰도, 선호도에 대한 데이터를 취득하였다. 취득한 데이터를 기반으로 기술 및 추론 통계검정을 진행하였다. 이를 통해 도로 타입, ODD 이탈상황, 청각 알림 방법에 따라‘ODD 이탈 경보음’과‘제어권 전환알림음’의 반응 시간, 적합도, 불안감, 신뢰도, 선호도에서 유의미한 차이를 확인하였다.
#자율주행 시스템 #청각 알림 #운영설계범위 #운영설계범위 종료 #자율주행차 #제어권 전환 #드라이빙 시뮬레이터 #Autonomous driving system #Auditory alarm #Operational design domain #ODD Exit #Automated vehicle #Take-over request #Driving simulator

목차

제1장 서 론 1
1.1 연구의 배경 및 필요성 1
1.2 연구 동향 3
1.2.1 자율주행 단계 정의 3
1.2.2 운영설계범위(ODD, Operation Design Domain) 정의 8
1.2.3 자율주행 HMI 연구동향 10
1.2.4 자율주행 정보 제공 방법 연구 동향 11
1.3 연구 목표 12
제2장 ODD 이탈상황에서 청각 알림 비교를 위한 Human-in-the-loop 실험 13
2.1 실험 가설 13
2.2 실험 변수 14
2.2.1 독립변수 14
2.2.1.1 청각 알림 방법 15
2.2.1.2 도로 타입 16
2.2.1.3 ODD 이탈 상황 17
2.2.2 종속변수 19
2.2.2.1 반응 시간 20
2.2.2.2 설문 응답(적합도, 불안감, 신뢰도, 선호도) 21
2.3 ODD 이탈상황에서 청각 알림 비교 실험 시나리오 선정 23
2.3.1 제한속도 초과 시나리오 24
2.3.2 선정경로 이탈 시나리오 25
2.4 실험 장치 26
2.5 실험 절차 27
2.6 IRB 심의 및 실험 참가자 모집 29
2.6.1 IRB 심의 29
2.6.2 실험 참가자 30
제3장 Human-in-the-loop 실험 결과 분석 31
3.1 통계적 유의성 검정 방법 31
3.2 ODD 이탈 경보음에 대한 통계적 유의성 검정 분석 결과 32
3.2.1 ODD 이탈 경보음 적합도 분석 결과 32
3.2.2 ODD 이탈 경보음 불안감 분석 결과 33
3.2.3 ODD 이탈 경보음 신뢰도 분석 결과 34
3.2.4 ODD 이탈 경보음 선호도 분석 결과 35
3.3 제어권 전환 알림음에 대한 통계적 유의성 검정 분석 결과 36
3.3.1 제어권 전환 알림음 반응 시간 분석 결과 36
3.3.2 제어권 전환 알림음 적합도 분석 결과 37
3.3.3 제어권 전환 알림음 불안감 분석 결과 39
3.3.4 제어권 전환 알림음 신뢰도 분석 결과 40
3.3.5 제어권 전환 알림음 선호도 분석 결과 41
제4장 결론 42
4.1 연구 결과 42
4.2 본 연구의 성과 44
4.3 향후 과제 45
참고 문헌 46
Abstract 49
부록 51

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