□ 최종목표 ㅇ 차량, 운전자, 교통환경으로부터 수집된 정보를 분석하여 운전자의 운전부하를 정량화하고, 멀티모달 인터페이스 기술과 운전자 정보제공 지능형 인터페이스 관리 기술을 개발하고 운전자 친화형 지능형 HVI (Human Vehicle Interface) 통합 상용화 시스템 개발
□ 개발내용 및 결과 ► 운전자 운전부하 산출 알고리즘 개발을 위한 기반 연구 ▪ 운전자의 특성 정보 연구 - 운전자 주관적 운전부하 평가 기술 - 운전자의 성격 및 운전태도를 기반으로 한 주관적 운전부하 예측 도구 개발 ▪ 운전자의 행동 및 상태 정보 연구 - 운전자 행동 모델링 및 분석 기술 - ACT-R 인지모델 기반 운전자 운전행동 모델 개발 ▪ 차량 정보 및 주행 상태 정보 - 주행 정보 모델링 및 분석 기술/운전 상황 모델링 및 검증 기술 - 차량 시뮬레이터/실제도로 및 실제 차량을 이용하여 다양한 주행 상태에서의 운전자 운전행동 분석 ► 운전자 운전부하 산출 알고리즘 개발 및 검증 연구 ▪ 운전 시나리오 모델링 및 검증 기술 - 다양한 주행조건에서의 운전자 운전행동을 분석에 용이한 형태로 처리하는 분석 소프트웨어 개발 - 운전부하 산출 알고리즘에 다양한 주행조건을 포괄적으로 적용 ▪ 운전 상황 분석 및 인지 시스템 기술 - 멀티 요인을 고려한 운전부하 산출 엔진 개발 - 운전부하 관리 시스템 초기 PC 버전 개발 - 운전부하 산출 엔진의 타당도 검증 ► 통합 운전부하 산출 시스템 개발 ▪ 운전 성능 기반 운전 부하 평가 기술 - 통합 운전부하 산출에 관한 핵심 IPR 확보 - 통합 운전부하 산출 시스템의 모듈별 세부 기능 및 실행 논리 등의 정의 ▪ 통합 운전부하 산출 시스템(운전부하 관리 시스템) - 운전부하 산출 고도화 엔진을 적용한 통합 운전부하 산출 시스템(운전부하 관리 시스템) 개발 : PC버전/스마트폰버전 - 실차 시험을 통한 통합 운전부하 산출 시스템(운전부하 관리 시스템)의 안정화 ► 운전자 운전부하 관리 및 인터페이스 기반 연구 ▪ 안전운전 부하 최적화 방안 연구 - 운전부하 측정 및 정량화 모델과 연계한 부하 최적화 방안 연구 ▪ 시각, 청각, 촉각 인터페이스 매니징 방안 연구 - 각 모달별 인터페이스 제공 방법 연구 - 멀티 모달 인터페이스 통합 제공 방법 연구 - Task에 따른 인터페이스 제공 방법 연구 ▪ 운전자 정보제공 등급 분류 방안 연구 ► 안전경고 및 운전지원 정보 전달 기반 연구 ▪ 운전자 반응 추적 방안 연구 - 운전자 반응 인식 대상 정보 추출 및 분석 - 운전자 반응 추적을 위한 방법 및 장치 연구 ▪ 내비게이션 정보 제공을 위한 최적화 방안 연구 - 내비게이션 시각 정보가 운전자에게 미치는 영향 분석 - 운전 Task를 고려한 최적 정보 제공 방안 연구 ► 차내 정보제공 장치 연계 설계 ▪ 핸드폰 연계 시스템 설계 - 핸드폰 연계 시나리오 구성 - 핸드폰과 HVI 단말 연계를 위한 S/W 및 H/W 요구사항 도출 - HVI 단말과 핸드폰 연계 인터페이스 설계 ▪ 내비게이션 연계 시스템 설계 - 내비게이션 연계 시나리오 구성 - 내비게이션 S/W와 HVI 단말 연계를 위한 S/W 및 H/W 요구사항 도출 - HVI 단말과 내비게이션 연계 인터페이스 설계 ► 운전자 친화형 지능형 HVI 통합 시스템 설계 ▪ 타겟 시스템 스펙 분석 설계 - AM용 타겟 시스템 설계 - 타겟 시스템 H/W 스펙 및 S/W 구동환경 분석 - 표준화 단체 활동을 통한 관련 표준화 현황 파악 ▪ 사용자 요구사항 분석 - 통합 시스템 응용 시나리오 도출 - 통합 시스템 사용자 요구사항 도출 - 통합 시스템 기능 요구사항 도출 ▪ 통합 시스템 구조 설계 - H/W 시스템 구체적 사양 도출 - H/W 시스템 구조 설계 - S/W 시스템 구조 설계 - 각 세부과제별 서브 시스템간 인터페이스 설계 ► 운전자 운전부하 관리 및 인터페이스 기반 기술 개발 ▪ 안전운전 부하 최적화 기술 개발 - 운전부하 측정 및 정량화 모델과 연계한 부하 최적화 기술 개발 ▪ 시각, 청각, 촉각 인터페이스 매니징 기술 개발 - 각 모달별 인터페이스 제공 방법 개발 - 멀티 모달 인터페이스 통합 제공 방법 개발 ▪ 운전자 정보제공 등급 결정 기술 개발 - 운전 부하에 따른 정보 등급 선택 방안 개발 및 구현 ► 안전경고 및 운전지원 정보 전달 기반 기술 개발 ▪ 운전자 반응 추적 기술 개발 - 운전자 반응 인식 대상 정보 추출 방법 개발 및 분석 - 운전자 반응 추적을 위한 방법 및 장치 개발 ▪ 운전자 적응형 인터랙션 방안 연구 - 운전자 적응형 인터랙션을 위한 운전자 반응 추적 방법 개발 - 운전자 반응 분석을 통한 전달 모달리티 강도 조정 방법 연구 ▪ 인터랙션 기반 안전운전 부하 영향도 분석 방안 연구 - 멀티모달 기반의 운전자 인지 반응 실험에서 각 모달리티 조합에 따른 정보제공에 있어서의 운전자에게 미치는 영향 분석 ► 차내 정보제공 장치 연계 프로토타입 개발 ▪ 핸드폰 연계 시스템 구현 - 핸드폰 연계 시스템 설계 - 핸드폰 연계 HVI 시스템 프로토타입 구현 ▪ 내비게이션 연계 시스템 구현 - 내비게이션 연계 시스템 설계 - 내비게이션 연계 HVI 시스템 프로토타입 구현 ► 운전자 친화형 지능형 HVI 통합 시스템 프로토타입 개발 ▪ 통합 시스템 상세 설계 - 운전자 친화형 지능형 HVI 통합 시스템 설계 ▪ 각 세부과제별 서브 시스템간 인터페이스 구현 - 운전자 상태 및 주행상황 정보 센싱장치 인터페이스 구현 - 운전자 운전부하 측정 및 정량화 시스템 인터페이스 구현 ▪ 운전자 친화형 지능형 HVI 통합 시스템 프로토타입 개발 - 운전자 친화형 지능형 HVI 통합 시스템 프로토타입 ► 운전수행능력 및 운전자 만족도 실험환경 구축 ▪ 실험 시나리오, 실험 절차, 실험 구성 설계 - 실험 시나리오 정의, 실험 절차 및 구성 설계 ▪ 시뮬레이션 H/W 및 S/W 환경 구축 - 차량 시뮬레이터 환경 구축 - 운전자 시선 추적 환경 구축 ► 운전자 운전부하 관리 및 인터페이스 실용화 기술 개발 ▪ 안전운전 부하에 따른 운전자 정보 제공 기술 개발 ► 안전경고 및 운전지원 정보 전달 실용화 기술 개발 ▪ 운전자 적응형 인터랙션 기술 개발 ▪ 인터랙션 기반 안전운전 부하 영향도 분석 기술 개발 ► 차내 정보제공 장치 연계 실용화 시스템 개발 ▪ 핸드폰 연계 실용화 시스템 개발 및 검증 - 핸드폰 연계 실용화 기능 정의 - 핸드폰 연계 실용화 시스템 개발 및 시험 ▪ 내비게이션 연계 실용화 시스템 개발 및 검증 - 내비게이션 연계 실용화 기능 정의 - 내비게이션 연계 실용화 시스템 개발 및 시험 ► 운전자 친화형 지능형 HVI 통합 시스템 실용화 제품 개발 ▪ 실용화 요구사항 도출 - HVI 통합 시스템 실용화 기능 정의 ▪ 통합 시스템 실용화 제품 개발 - HVI 통합 시스템 하드웨어 및 소프트웨어 개발 ▪ 통합 시스템 기반 응용 개발을 위한 API 개발 - HVI 정보 활용을 위한 인터페이스 정의 ▪ 개발자 및 사용자 매뉴얼 개발 ► 운전수행능력 및 운전자 만족도 실험 수행 및 검증 ▪ HVI 통합 시스템 효용성 검증을 위한 실험 수행 - 상세 실험계획서 작성 - 실차 기반 필드 테스트 수행 - 실험 결과 분석을 통한 효용성 검증 ▪ HVI 실차 테스트베드 구축 - HVI 배선 설계 및 구축 - HVI 통합 시스템과 센싱장치간 프로토콜 연동 ► 운전 부하 관리 시스템 안정화 및 고도화 ▪ 실차 기반 운전부하 정확도 향상 알고리즘 개발 - inverted U-curve 적용을 위한 안전운전변인 선정에 필요한 선행 연구 고찰 - 다양한 운전자의 운전행동을 기반으로 분석 수행 - 운전부하 산출 엔진에 inverted U-curve 초기 버전 개발 및 적용 ▪ 운전부하 기반 운전자 행동 변화 모니터링 기술 개발 - 운전자 행동에 따른 운전부하 변화를 위한 FOT 데이터 전처리 프로그램 개발 - 운전자 행동에 따른 운전부하 변화 분석 - 운전부하 기반 운전자 행동 변화 모니터링 모듈 개발 및 엔진 탑재 ▪ 운전자 행동 예측 기술 개발 - FOT 데이터를 활용한 운전자 행동 예측 분석 - 운전자 행동 예측 모듈을 포함한 운전부하 산출 엔진 업데이트 - 운전자 행동 예측 모듈 안정화 및 정교화 ► HVI 통합시스템 안정화 및 고도화 ▪ HVI 통합 시스템 임베디드 기술 개발 - 운전부하 관리 시스템 V2.0 개발 - iOS/안드로이드 기반 프로토타입 2.0 개발 ▪ HVI multi-modal 인터랙션 매니저 개발 - 최적화된 내비게이션 정보 제공을 위한 정보 등급별 모달리티 종류 및 강도 제어 기능 개발 - 운전부하(VACP) 기반 정보제공 방법 및 시기를 자동 결정하는 멀티모달(시각/청각/촉각) 인터페이스 소프트웨어 고도화 및 안정화 - 촉각 모달리티(진동시트벨트) HW 장착 완료 ▪ 운전부하 최적화 기술 고도화 - 통합 운전부하 산출 엔진 고도화 - 통합 운전부하 산출 엔진 타당성 검증 ► HVI 통합 시스템 실차 테스트베드 안정화 ▪ 상용화를 고려한 운전자 친화형 HVI 정보 프로토콜 확장 설계 및 구현 - In-Dash 단말기 기반 HVI 프로토콜 설계 및 구현 ▪ 실차 기반 상용 단말 및 서비스 연계 기술 개발 - In-Dash 단말기 기반 HVI 서비스 구현 - iPad 기반 HVI 서비스 구현 - 내비게이션 연계 HVI 통합 시스템 테스트 - 안전운전을 위한 운전부하기반 통화/SMS 제어 기능 개발 ► 운전 부하 관리 시스템 상용화 기술 개발 ▪ 데이터 퓨전 기반 운전부하 산출 알고리즘 보완 - 실제도로 및 실제차량 기반 수집 ECG 데이터 정리 - Pan-Tompkins 알고리즘 기반 ECG R-peak 검출 프로그램 개발 - 도로특성별 운전자 운전부하 차이 검증 수행 ▪ 스마트폰 연계 운전부하 관리 상용화 기술 개발 - 상용 스마트폰 내비게이션 시장 분석 - 운전부하관리시스템 상용 스마트폰 내비게이션 적용 방안 마련 - 상용 스마트폰 내비게이션 기반 운전부하관리시스템 설계 및 구현 ▪ 차량 정보 시스템 연계 운전부하 관리 상용화 기술 개발 - 디지털운행기록계 수집 정보 분석 - 디지털운행기록계 기반 차량 행동 예측 알고리즘 개발 - 디지털운행기록계 정보 기반 운전부하 산출 및 상용시스템 구현 ▪ HVI 통합 시스템 연계 운전부하 관리 상용화 기술 개발 - 상용 스마트폰 연계 운전부하 관리 시스템 개발 및 테스트 - 상용 차량 관리 시스템 연계 운전부하 관리 시스템 개발 및 테스트 ► HVI 임베디드 통합시스템 상용화 기술 개발 ▪ 스마트폰 연계 HVI 통합 시스템 상용화 기술 개발 - 운전부하 관리 시스템 V3.0 개발 - iOS/안드로이드 기반 프로토타입 3.0 개발 ▪ 차량 정보 시스템 연계 HVI 통합 시스템 상용화 기술 개발 - 상용차 관리 시스템 적용 ▪ HVI 통합 시스템 임베디드 기술 고도화 - 스마트폰 연계 시스템 적용 ▪ HVI multi-modal 인터랙션 메니저 고도화 - 최적화된 내비게이션 정보 제공을 위한 정보 등급별 모달리티 종류 및 강도 제어 기능 개발 - 운전부하(VACP) 기반 정보제공 방법 및 시기를 자동 결정하는 멀티모달(시각/청각/촉각) 인터페이스 소프트웨어 고도화 및 안정화 - 촉각 모달리티(진동시트벨트) HW 장착 완료 ► 운전 부하 관리 시스템 상용화 기술 검증 ▪ 스마트폰 연계 운전 부하 관리 상용화 기술 검증 - 실차 및 실제도로 기반 테스트 수행 ▪ 차량정보시스템 연계 운전 부하 관리 상용화 기술 검증 - 실차 및 실제도로 기반 수집 데이터 기반 테스트 수행 ▪ HVI통합시스템 연계 운전 부하 관리 상용화 기술 검증 - 수요자 대상 기업 MOU 체결 및 feasibility 검증 ► HVI 임베디드 통합시스템 상용화 기술 검증 ▪ HVI 임베디드 통합시스템 효용성 평가용 시나리오 개발 - 운전자 졸음/단조로움 유발 상황 평가용 시나리오 개발 - 운전자 인지부하 유발 상황 평가용 시나리오 개발 - 운전자 전화수신 유발 상황 평가용 시나리오 개발 ▪ HVI 임베디드 통합시스템 평가용 평가 지표 개발 - 운전자 운전 평가용 시뮬레이터 연계 운전부하 측정 기술 개발 ▪ HVI 임베디드 통합시스템 효용성 분석 - HVI 시스템 제공 유무에 따른 운전자 만족도 분석
□ 기술개발 배경 o 교통사고 원인의 대부분은 인간의 행동에 의한 것임에도 불구하고, 운전자의 행동을 돕기 위한 현재 차량내 장치들은 운전자의 운전부하를 높일 가능성이 있는 일방적인 정보출력시스템의 한계를 벗지 못하고 있음 o 따라서 본 과제는 운전자의 상태, 차량정보 및 운전환경을 고려한 통합 운전부하를 산출하여 안전운전을 돕는 시스템의 기반기술을 개발하고자 함 o 안전운전을 지원하기 위해서는 운전자의 운전부하를 파악하여 최적화 상태로 관리하고 다양한 인터페이스를 통하여 운전상황에 맞게 운전지원 정보를 적응적으로 제공해야 함 o 운전자의 운전부하를 최적화할 수 있도록 현재 운전 상황에서의 가장 적절한 인터페이스 방법과 정보제공 등급을 결정하여 운전자와 인터랙션하고, 운전자의 반응을 추적하여 운전자의 상태에 지속적으로 적응할 수 있는 지능형 운전자 정보제공 인터페이스 관리 상용화 기술이 필요함 o 운전자가 차내에서 내비게이션, 휴대폰과 같은 정보기기 조작으로 인한 주의 분산을 최소화하고 운전자에게 정보를 효과적으로 전달하기 위한 HVI 통합 시스템이 필요함 o 실제 피실험자를 대상으로 운전자의 객관적 운전수행능력(Driving Performance)과 주관적 운전자 만족도 평가가 필요함
□ 핵심개발 기술의 의의 o 운전자의 운전부하를 측정할 수 있는 기술은 고안전 자동차, 지능형 자동차 분야에 직접적으로 적용됨으로써 운전자 안전 및 편의를 증가 시키고 자동차의 부가가치 향상을 통한 경쟁력 제고에 크게 기여할 수 있음 o 교통사고 원인의 90% 이상이 운전자의 부주의로 인한 것이므로 운전자의 인지적 부하와 주의를 최적화하기 위한 지능형 인터페이스 기술 개발은 국민의 인명과 재산 보호, 사회적 비용 절감을 통해 삶의 질을 향상시킴 o 운전자 운전부하 측정 및 관리 기술은 위한 국가 공익적 성격이 강하며, 관련 기술 개발은 기술 난이도가 높은 기반 기술로써 국내 자동차의 브랜드 가치를 높일 수 있음 o 운전자에게 다양한 정보를 제공할 때, 운전자의 운전 부하를 고려하여 시각, 청각, 촉각 등 모달과 멀티모달 인터페이스를 고려하여 최적화된 정보제공 방법 및 스케쥴링 알고리즘을 개발하는데 의의가 있음 o 운전자를 지원하기 위해 전달되는 정보에 대한 반응을 추적하여 운전 지원정보가 운전자에게 미치는 영향을 통계적으로 분석하여 보다 나은 방법으로 운전 지원정보를 전달하기 위한 방안을 개발하는데 의의가 있음 o 차내에서 휴대폰, 내비게이션 등 정보기기 조작으로 인한 부주의를 줄이기 위하여 차내 정보기기 연계 시나리오를 구성하고 운전자에게 통합 HVI 시스템 인터페이스를 개발하는데 의의가 있음 o 운전자 및 차량의 상태 센싱 장치, 차내 정보 제공 장치, 운전부하 산출 알고리즘과 연계하여 운전자에게 통합 인터페이스를 제공하는 상용 H/W 및 S/W를 개발하여 일반 사용자의 안전과 편의를 지원하는데 의의가 있음
□ 적용 분야 o 운전자의 운전부하를 측정하고, 이를 제공하여 운전자의 안전운전을 지원할 수 있도록 차량 내 탑재 가능 o 운전자의 운전부하를 측정하는 기술은 일반운전자 뿐만 아니라, 직업운전자의 운전부하 관리 가능하여 운수업체나 대중교통업체 등에서 활용 가능 o 센서 적용 디바이스와 접목시켜 패키지 형태로 기존 차량용 단말기 사용자들에게 공급이 가능하고 신규 판매 제품에 프로그램으로 적용 o 완성차 업체의 차량 출고시 옵션 품목으로 개발 결과물을 탑재 가능 o 핸드폰에 연계된 서비스를 제공하여 일반 사용자에게 활용 가능 o 내비게이션에 연계된 서비스를 제공하여 일반 사용자에게 활용 가능
(출처 : 초록)
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J. Kim et. al, "Trends in Lightweight Kernel for Many core Based High-Performance Computing", Electronics and Telecommunications Trends. Vol. 32, No. 4, 2017, KOGL Type 4: Source Indication + Commercial Use Prohibition + Change Prohibition
J. Sim et.al, “the Fourth Industrial Revolution and ICT – IDX Strategy for leading the Fourth Industrial Revolution”, ETRI Insight, 2017, KOGL Type 4: Source Indication + Commercial Use Prohibition + Change Prohibition
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