무신호 횡단보도에서의 자율차-보행자 간 프로젝션 기반 eHMI 메시지 수용성 분석 모형 개발
Development of a Projection-Based eHMI Messages and Acceptance Analysis Model for Autonomous Vehicle-Pedestrian Interactions at Unsignalized Crosswalks
- 주제(키워드) eHMI , 프로젝션 , 자율차-보행자 , 의사소통
- 주제(DDC) 629.04
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 소재현
- 발행년도 2024
- 학위수여년월 2024. 2
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 일반대학원 교통공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000033740
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
도로의 원활한 흐름을 위한 운전자와 보행자의 의사소통은 교통시설에 따라 통행우선권이 정의되지 않거나 도로 이용자가 예상치 못한 행동을 하는 상황에서 비언어적이며 명시적인 방법으로 이루어진다. 하지만 자율주행 기술발전에 따라 운전자가 없는 자율주행차량이 개발되고 있어 차량이 기존 의사소통 대상인 운전자를 대신하여 보행자와 소통해야 하는 상황을 대비해야한다. 실제로 현재 국내외 특정 도심도로에서 운전자가 없는 로보택시가 시범서비스를 운행 중으로 차량과 보행자가 도로를 공유하는 상황에 도래하였으며, 이에 따라 기존 운전자와 보행자의 의사소통의 대체 수단인 eHMI를 활용하여 도로이용자 간 상호작용의 효율성을 높이고 불확실성을 줄여 보행자의 불안감을 해소시킬 필요가 있다. 이에 따라 본 연구는 레벨 4 자율주행차와 보행자의 의사소통을 위한 프로젝션 기술의 eHMI 메시지에 관한 것으로, 무신호 횡단보도에서 자율주행차와 보행자와의 상호작용을 위한 메시지를 국내 이용자 대상으로 현장에서 평가하고 이를 기반으로 eHMI 메시지의 효과를 평가하는 수용성 분석 모형 개발하였다. 고령자 30명을 포함한 총 90명의 피실험자가 대상으로 수행되었으며, 현장 설문조사 평가 대상 메시지로 선정된 메시지에 대한 이용자의 주관적 평가를 위해 야간의 도로 환경에서 메시지가 단계별로 제시되는 거리를 설정하여 메시지를 보여준 뒤, 시인성을 비롯하여 메시지의 직관성, 명확성, 대중성, 메시지의 의도전달성에 대해 설문지 기반으로 응답하여 평가하도록 하였다. 이후 무신호 횡단보도에서 차량이 접근하는 동적상황에서 제시되는 ‘양보’ 메시지와 ‘경고’ 메시지에 따라 피실험자의 횡단반응을 측정하여 객관적 평가를 진행하였다. 분석 결과 ‘양보’ 메시지는 횡단을 발생시켜 피실험자가 횡단을 위해 경로에 남아 있을 확률을 줄이고, 더 빠른 횡단 결정과 안전한 횡단에 효과가 나타났다. ‘경고’ 메시지는 디자인에 따라 차이가 나타났으며 단독 픽토그램의 경우 피실험자 전체가 자율주행차와 의사소통을 위해 메시지에 반응하려는 의지가 나타났다. 따라서 레벨4 자율차 도입에 따라 보행자가 자율차로부터 제공되는 eHMI 메시지를 통해 안전하고 효율적인 횡단을 결정할 수 있도록 eHMI 메시지 도입이 필요하며, 시인성이 확보되면서 명확한 정보를 제공하는 합의된 메시지가 도출된다면 프로젝션 기반의 eHMI 메시지는 야간에 자율주행차량이 도로를 운행하면서 마주하는 모호한 상황에서 보행자와의 상호작용 및 사고 저감에 기여할 수 있는 중요한 기술로 자리매김할 수 있을 것으로 기대된다.
more목차
제1장 서론 1
제1절 연구의 배경 및 목적 1
1. 연구의 배경 및 필요성 1
2. 연구의 목적 3
제2절 연구의 범위 및 수행절차 4
1. 연구의 범위 및 방법 4
2. 연구 수행절차 5
제2장 선행연구 및 관련이론 고찰 6
제1절 도로 이용자 간 의사소통 6
1. 운전자와 보행자의 의사소통 7
2. 자율주행차와 보행자의 의사소통 8
3. 시사점 19
제2절 선행연구 검토 20
1. 개요 20
2. 스크린 기반 eHMI 메시지 연구 23
3. 가상환경 기반 eHMI 메시지 연구 29
4. 현장 테스트 기반 eHMI 메시지 연구 39
5. 시사점 및 기존 연구와의 차별점 46
제3절 관련 이론 고찰 48
1. 개요 48
2. 동적시간접합 48
3. Time to event 분석 50
4. 로지스틱 회귀분석 53
제3장 실험 대상 eHMI 메시지 개발 및 선정 54
제1절 개요 54
제2절 자율주행차와 도로이용자의 의사소통 메시지 개발 54
제3절 현장 평가 대상 eHMI 메시지 선정 56
1. 현장 설문조사 대상 eHMI 메시지 선정 57
2. 현장 횡단반응실험 대상 eHMI 메시지 선정 58
제4장 eHMI 메시지 평가 및 실험 65
제1절 실험 개요 65
1. 절차 65
2. 피실험자 66
3. eHMI 메시지 제시 방법 및 단계별 위치 설정 67
4. 프로젝션 eHMI 메시지 제시 수단 70
제2절 eHMI 메시지 평가를 위한 설문조사 방법 71
1. 현장 설문조사 환경 71
2. 현장 설문조사 방법 71
3. 현장 설문조사 기반의 eHMI 메시지 평가 73
제3절 eHMI 메시지 효과 평가를 위한 횡단반응실험 방법 75
1. 현장 횡단반응실험 환경 75
2. 현장 횡단반응실험 방법 75
3. 현장 횡단반응실험 측정 76
제5장 프로젝션 기반 eHMI 메시지의 연구 결과 81
제1절 현장 설문조사 분석 81
제2절 현장 횡단반응실험 분석 85
1. 분석 개요 85
2. 메시지 없음 상황의 횡단반응 85
3. 양보 메시지 효과 분석 90
4. 경고 메시지 효과 분석 102
5. 횡단반응실험 결과에 따른 eHMI 메시지 효과 소결 105
제6장 결론 및 향후 연구방향 107
제1절 결론 107
1. 현장 설문조사 기반 최적 메시지 제시 107
2. 현장 횡단반응실험 기반 메시지 수용성 108
제2절 연구의 한계 및 향후 연구 방향 112
참고문헌 114
부록 124
