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과제기본정보

자율주행자동차 차량.운전자 제어권 전환 안전성 평가기술 및 사회적 수용성 연구1년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 교통물류연구 과제번호 17TLRP-B131486-01
국가과학표준분류 1순위 기계 | 자동차 철도차량 | 안전도향상기술 적용분야 교통/정보통신/기타 기반시설
2순위 기계 | 자동차 철도차량 | 차량지능화기술 실용화대상여부 비실용화
3순위 인지/감성과학 | 인지과학 | 감각/지각/주의정보처리 과제유형 응용
과제명 자율주행자동차 차량.운전자 제어권 전환 안전성 평가기술 및 사회적 수용성 연구
주관연구기관 한국교통안전공단
총괄연구 책임자 성명 신재곤
소속 한국교통안전공단 직위 연구위원
전화번호 1577-0990 FAX 054-459-8471
총 연구기간 2017-04-26 ~ 2020-12-31
당해연도 연구기간 2017-04-26 ~ 2017-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
1차년도 1,913,000,000 0 0 0 1,913,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 □ 자율주행기술 제어권 전환 안전성 평가기술의 목적
○ '자율주행자동차 제어권 전환 안전성 평가기술 개발‘은 자율주행기술의 상용화에 대비하여 제어권 전환에 대한 안전성을 확보를 위해 인적 요소(Human Factor) 중심의 DB를 활용한 평가기술을 개발하여 국민적 불안감을 해소하고, 정부 차원의 가이드라인 제시로 산업체에 올바른 기술개발 방향을 제시하여 국민의 생명과 재산을 보호를 목적으로 함

□ 인적요인 심층 연구의 정의
○ 자율주행자동차의 운전자 및 탑승자등에 대한 차량 내？외부 상황인지 및 반응특성에 대한 연구, 부주의 및 졸음, 그리고 운전부하등의 자율주행 환경에서의 운전자의 심리·행태정보에 대한 데이터베이스를 구축하고, 이를 기반으로 하여 자율주행 상황에서의 인적요인(Human Factor)의 심층연구를 통하여 과학적 분석을 통한 운전제어권 전환 상황에서의 안전성문제를 해결함
최종목표 자율주행자동차 제어권 전환 안전성 평가기술을 개발함으로써 자율주행자동차의 제어권이 운전자와 시스템 사이에 전환될 때의 종합적인 평가기술을 확보하고, 제작사가 이를 최소한의 기준으로 활용하여 자율주행자동차의 기술개발을 촉진하도록 함. 또한, 자율주행자동차 안전기준 제정활동에 선제적 대응 기반을 제공하고, 자율주행자동차의 안전성과 사회적 수용성을 종합적으로 향상시키도록 함.
Development of confirmation & evaluation technology, in addition to a design guideline through test-assisting system, to see if the control of system would properly interchanged in safe manner in the Level 3 automated vehicle when the main responsibility of driving is changed between the vehicle and human driver depending on a driving circumstances
연구내용 및 범위 #연구개발 내용
(1세부)
- 실차기반 자율주행자동차 제어권 전환 안전성 평가기술 개발
- VR기반 자율주행자동차 제어권 전환 안전성 평가방법론 연구
(2세부)
- 운전자 심리·생리 작업부하 측정 및 수량화 연구
- 운전자 작업부하 인지·예측 시스템 개발
- 운전자 경험중심 동반자적 에이전트 개발
- 운전자 심리·행태 정보 DB 구축 및 활용방안 연구
- 머신러닝 기반의 운전자 심리·행태분석 기술 개발
(3세부)
- 법적 관점에서의 사회적 수용성 향상 기반 기술
- 윤리적 관점에서 사회적 수용성 향상 기반 기술
- 기술적 관점에서의 사회적 수용성 향상 기반기술
- 기준적 관점에서의 사회적 수용성 향상 기반기술

(1 Subdivision)
- Development of evaluation technology to confirm safety in control-changing based on whole vehicle
- Research on evaluation methodology to confirm safety in control-changing based on VR
(2 Subdivision)
- Research on measurement of drivers’ psychological and physiological workload and quantification
- Development of drivers workload recognition and prediction system
- Development of co-pilot agent based on drivers experience
- Research on establishment of drivers’ psychological and behavioral information DB and exploitation
- Development of drivers’ psychological and behavioral information analysis technology based on machine learning
(3 Subdivision)
- Fundamental guidelines to improve social acceptance in legal frame
- Improving social acceptance in terms of ethical perspective
- Improving social acceptance in terms of technical perspective
- Improving social acceptance in terms of standard perspective

#연구개발성과
- VR/실차기반 실험환경기반 마련 / 자율주행 위험상황 시나리오
- VR/실차기반 제어권 전환 안전성 평가기술
- 자율주행시 운전자의 적정 작업부하/상황인지 수준의 정량적 척도 개발 보고서 및 운전자 심리/생리신호 수집 및 제어권 전환 시뮬레이션을 위한 S/W
- 통합 운전자 제어권 전환 능력 실시간 평가 시스템
- 동반자적 에이전트 시스템과 가이드라인
- 운전자 심리·행태 DB 및 DB공용화 프레임
- 운전자 작업부하 측정 및 운전자 지원을 위한 빅데이터 기반 머신러닝 기술
- 자율주행 운전자의 적정 심리·행태 수준 판별을 위한 데이터마이닝 시스템
- 법적, 윤리적, 기술적, 기준적 관점의 정책제언
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 자율주행자동차 제어권 전환 평가기술 기반 조사 및 분석
고속도로 실제사고 통계 및 사고영상 심층분석을 통한 위험상황 도출
자율주행자동차 제어권 전환 안전성 평가기술 성과관리체계 구축 및 성과분석

환경 요인에 의한 위험상황 정의 및 위험도 평가 시나리오 개발
운전자 위험 상황 정의 및 위험도 평가 시나리오 개발
차량 요인별 제어권 전환 평가 시나리오 개발 및 제어권 전환 알림 멀티모달 평가 방법론 연구
도로 인프라별 교통상황에 따른 제어권 전환 필요 상황 도출 및 대표 시나리오 도출
레벨 3 및 4 자율 주행 모드 시뮬레이션 연구를 위한 사전 준비 작업


자율주행 상황에서의 운전자 정신부하 및 부정감성 인식 및 예측 기술 연구
자율주행 상황에서의 운전자 심리·행태정보 DB 구축
제어권 전환 안전성 확보를 위한 주행 에이전트 개발
자율주행 요구 및 심리·생리적 운전자 수행 노력 평가를 위한 수량화 연구

 - 국·내외 기술 수준 조사 및 추세 분석(가상 및 실차 환경)
- 자동차 제작사 및 정부의 안전성 평가 요구사항 설계
- 자율주행자동차 제어권 전환 안전성 평가기술 관련 국제기준 대응
- 자동차 제작사 및 부품사 등과 기술기준 개발 관련 수요조사 등 산업계의 요구조건을 반영하기 위한 협의체 구성
- 고속도로 실사고 영상 및 고객제공 EDR데이터 심층분석 및 위험상황 유형화
- 주요 상황별(진입/진출, 차선변경, 분기점 등) 사고특성 분석
- 자율주행자동차 안전성 평가기술 R&D 성과정보 취합·정리
- 자율주행자동차 안전성 평가기술 R&D 성과DB 구축
- 차년도 성과관리체계 수립
- 1차년도 성과목표 및 지표 모니터링 및 성과분석


- 환경 요인에 의한 자율주행 위험 시나리오 정의
- VR기반 자율주행 제어권 전환 위험도 분석 실험환경 설계 및 부분 구축
- 자율주행 관련 위험 시나리오 정의
- VR 기반 자율주행 제어권 전환 위험도 분석 실험 환경 설계 (운전자 요인 중심)
- 자율주행차량 종/횡/통합 주행지원시스템 고장 발생 시 제어권 전환 상황 연구
- 자율주행차량 고장 발생 시 위험도 및 우선순위별 제어권 전환 상황 분석 및 분류
- 자율주행차량 고장 상황별 제어권 전환 안전성 평가 시나리오 개발
- 도로 인프라, 교통상황의 정의 및 유형 구분
- 도로 유형, ITS 및 C-ITS 교통상황을 고려한 고속도로 / 일반도로 / 전용도로 대표 시나리오 개발
- 운전자 특성, 주행 환경 특성, 및 시스템 특성에 따른 주행 시나리오 분류 및 구성
- 운전자와 자율 주행 자동차 간 협상 및 의사 결정을 요하는 이벤트 구성 (위험 요소, 제어권 전환)


- 운전자 생체정보 실시간 측정 및 분석 시스템 구조 설계
- 주행상황(차량/환경) 실시간 측정 및 분석 시스템 구조 설계
- 운전자 경험 기반 동반자적 에이전트 필요 상황 분석 및 사용 경험 요인 도출
- 필요 상황별 운전자 상태 및 모달리티 채널별 부하 분석
- 운전자 에이전트간 상황별 인터랙션 방법 설계
- 자율주행환경에서의 운전자 심리/행태정보 DB구축을 위한 실험실/실차기반 시험 설계
- 자율주행 기능 및 주행상황에 따른 계측정보의 구조설계 및 계측환경 설계
- DB구축을 위한 실험실/실차 계측환경 구축
- 빅데이터 기반 운전자 심리/행태의 전반적 경향과 개인별 패턴분석을 위한 머신러닝 기술 개발
- 자율주행모드 상황별 시나리오 정의
- 제어권 전환 STD(State Transition Diagram) 정의
- 운전자 작업부하에 영향을 미치는 심리/생리정보 요인 도출
연구성과 기술적 기대성과 ○ 기술적 측면
- 자율주행시스템의 제어권 전환을 비롯한 다양한 실험을 통해 여러 가지 문제점을 사전에 발견하여 해결방법을 제시
- 많은 제조사들의 자율주행시스템의 검증절차와 검증방법을 제시
- 자율주행시스템의 제어권 전환에 관한 가이드라인을 제시함으로써 다른 자율주행시스템의 기능을 개발할 때 제어권 전환의 가이드라인을 고려한 설계 및 개발이 가능하게 유도함
- 여러 연기기관에서 개별적으로 연구한 자율주행시스템의 자료를 통합
사회 경제적 파급효과 ○ 경제적ㆍ산업적 측면
- 제어권 전환에 대한 가이드라인을 제시함으로써 제조업체들의 중복적인 연구개발의 인력 및 재원낭비를 방지
- 제어권 전환에 필요한 전자기기들을 통해 제조업을 비롯한 여러 산업의 새로운 일자리를 창출
- 운전자의 운전미숙 및 실수로 인한 교통사고를 예방하여 차량을 비롯한 국민의 물질적 재산을 보호

○ 사회적 측면
- 자율주행 시스템의 제어권 전환을 비롯한 여러 기술의 안전성 검증을 통해 새로운 기술에 대한 운전자들의 불안감을 해소
활용방안 ○ 자율주행자동차와 운전자 사이의 세부적인 제어권 전환 절차 과정과 가이드라인을 제시가능
○ 해외 자동차 제조업체의 자율주행시스템이 국내 교통환경에 적합한지 판단하는 판단항목과 검증 가이드라인을 제시
○ 자율주행자동차와 운전자 사이의 제어권 전환에 발생할 수 있는 문제점을 실험을 통해 사전에 확인하여 제어권 전환 안전 검사항목을 제시
○ 운전자와 자율주행자동차 사이에서 제어권 전환은 안전성이 매우 중요하다. 따라서 기존의 비(非) 자율주행자동차의 HMI에 대한 연구방법과는 달리 자율주행자동차에서의 안전한 제어권 전환을 목표로 새로운 컨셉의 HMI을 제시
○ 자율주행자동차에서 운전 제어권의 상태를 정의하고 제어권이 가장 효과적이고 안전하게 전환되는 시기와 방법을 제시
○ 자율주행자동차는 운전자와 자율주행자동차 사이에 커뮤니케이션이 중요하다. 자율주행자동차가 운전자에게 현재 차량상태를 전달하는 알림기능이 운전자의 활동에 영향을 미치지 않는 범위를 제시
○ 운전자에게 현 상황을 알릴 수 있는 효과적인 단일 알림기능방법(빛, 소리, 진동 등)과 단일 복합적인 알림방법(빛 + 소리 등)을 제시
○ 실제 환경과 유사한 자율주행 시뮬레이터를 제작하고 많은 실험을 통해 운전자의 인지반응 특성을 분석한 후 실시간으로 제어권 전환을 할 수 있는 기준 소요시간을 산출
○ 산출된 시간을 바탕으로 운전자에게 얼마나 효과적으로 제어권을 전달시킬 것인지에 대한 전환 방법을 제시
○ 자율주행 시스템에 관한 법제화 및 법 자문에 필요한 정보로 활용
○ 시뮬레이션 실험을 통해 운전자의 조작 미숙 및 실수가 제어권 전환에 미치는 영향을 확인하고 이점을 고려한 전환방법을 제시
○ 고령이나 어린 아이들의 자율주행시스템 사용을 고려한 시스템의 가이드라인을 제시
○ 국토부 차원의 통합적·체계적 R&D 성과관리체계 운영을 통하여 자율주행자동차 관련 정책수립의 기초자료로 활용
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 자율주행자동차 제어권전환 안전성 평가 운전자 특성 복합감각 알림
영문 Autonomous Vehicle Control transfer Safety evaluation Driver's charicteristic Multisensory notification
최종보고서
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최종보고서 0.제어권전환 총괄 최종보고서_V3.51_평가수정.pdf   다운로드

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