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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이운성
- 발행연도
- 2014
- 저작권
- 국민대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수2
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졸음은 심각한 교통사고를 일으키는 가장 큰 원인으로 고속도로에서 발생하는 교통사고의 약 23.1%가 운전자의 졸음으로 의한 것이며, 이는 전체 사망사고의 30%를 차지하는 수치이다.
이에 따라 최근 다양한 연구기관에서는 졸음운전으로 인한 사고를 미연에 방지하고 감소시키기 위하여 운전자의 졸음 상태를 측정하고 판단하거나 취득한 데이터를 통합한 알고리즘을 구성하여 정량적으로 혹은 정성적으로 졸음을 검출하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
운전자의 상태를 판단하는 방법은 크게 생리 신호 측정 장비나 시선 측정 장비를 이용하여 운전자의 상태를 직접 측정하거나 차량의 거동 분석을 통해 운전자의 상태를 유추해 내는 방법으로 나눌 수 있다.
본 연구에서는 차량 시뮬레이터 실험을 통해 취득한 졸음 운전 데이터에서 운전자의 시선 변수인 PERCLOS를 사용하여 운전자의 상태를 판단하였고, 선행 연구 결과를 바탕으로 졸음 운전을 검출하는데 사용이 가능한 차량의 종방향 판단 변수로써 차량 속도의 RMSE, 가속도의 RMSE를 선정하였고 횡방향 판단 변수로 차선 내 위치의 S.D., 조향 방향 변화 횟수를 선정하여 변수의 적절성을 분석하였다.
분석을 위해 선정한 변수의 데이터를 정리하여 통계 분석 및 SDT(Signal Detection Theory)기법 중 하나인 Bayesian Approach를 적용하여 분석을 진행하였다.
그 결과 졸음 운전을 탐지하는데 있어서 차량 거동 변수만을 적용하여 졸음 운전을 검출하는 것은 한계가 있음을 확인하였다.
따라서 차량 거동 변수를 포함하여 운전자의 주행 조작 기술을 통칭하는 기술 기반 과제(skill-based task) 뿐만 아니라 주행 중 특정 과제를 수행하는 규칙 기반 과제(rule-based task)를 통해 운전자의 졸음 수준에 따른 차이를 보고자 새로운 실험을 설계 및 진행하고 통계 분석을 실시하였다.
그 결과 운전자가 깨어있을 때와 졸음 상태일 때 차량 주행 거동 뿐만 아니라 운전자의 반응 속도 및 인지 능력에 대한 차이를 이용하여 졸음 운전을 검출하기 위한 변수의 적절성을 확인하였다.
이에 따라 최근 다양한 연구기관에서는 졸음운전으로 인한 사고를 미연에 방지하고 감소시키기 위하여 운전자의 졸음 상태를 측정하고 판단하거나 취득한 데이터를 통합한 알고리즘을 구성하여 정량적으로 혹은 정성적으로 졸음을 검출하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
운전자의 상태를 판단하는 방법은 크게 생리 신호 측정 장비나 시선 측정 장비를 이용하여 운전자의 상태를 직접 측정하거나 차량의 거동 분석을 통해 운전자의 상태를 유추해 내는 방법으로 나눌 수 있다.
본 연구에서는 차량 시뮬레이터 실험을 통해 취득한 졸음 운전 데이터에서 운전자의 시선 변수인 PERCLOS를 사용하여 운전자의 상태를 판단하였고, 선행 연구 결과를 바탕으로 졸음 운전을 검출하는데 사용이 가능한 차량의 종방향 판단 변수로써 차량 속도의 RMSE, 가속도의 RMSE를 선정하였고 횡방향 판단 변수로 차선 내 위치의 S.D., 조향 방향 변화 횟수를 선정하여 변수의 적절성을 분석하였다.
분석을 위해 선정한 변수의 데이터를 정리하여 통계 분석 및 SDT(Signal Detection Theory)기법 중 하나인 Bayesian Approach를 적용하여 분석을 진행하였다.
그 결과 졸음 운전을 탐지하는데 있어서 차량 거동 변수만을 적용하여 졸음 운전을 검출하는 것은 한계가 있음을 확인하였다.
따라서 차량 거동 변수를 포함하여 운전자의 주행 조작 기술을 통칭하는 기술 기반 과제(skill-based task) 뿐만 아니라 주행 중 특정 과제를 수행하는 규칙 기반 과제(rule-based task)를 통해 운전자의 졸음 수준에 따른 차이를 보고자 새로운 실험을 설계 및 진행하고 통계 분석을 실시하였다.
그 결과 운전자가 깨어있을 때와 졸음 상태일 때 차량 주행 거동 뿐만 아니라 운전자의 반응 속도 및 인지 능력에 대한 차이를 이용하여 졸음 운전을 검출하기 위한 변수의 적절성을 확인하였다.
목차
목 차 .......................................................................................................................................... i그림목차 ......................................................................................................................................... iii표 목 차 ........................................................................................................................................ iv국문요약 ......................................................................................................................................... vI. 서론 ........................................................................................................... 11.1. 연구배경 ......................................................................................................... 11.2. 연구동향 ......................................................................................................... 21.2.1. 국내·외 연구동향 ....................................................................................... 21.2.2. 시뮬레이터를 이용한 졸음 운전 패턴 분석 연구 소개 및 개선점 ............. 61.3. 연구 목적 ....................................................................................................... 8Ⅱ. 졸음 운전 탐지를 위한 SDT 기반 차량 거동 변수 적절성 분석 ............ 92.1. 졸음운전 데이터 분류 ..................................................................................... 92.2. 졸음 운전 탐지를 위한 차량 거동 변수 선정 ............................................... 102.2.1. 차량 거동 변수 선정 ............................................................................... 102.2.2. 전체 경향 파악을 위한 t-검정 적용 ........................................................ 112.3. Bayesian Approach를 통한 졸음 상태 검출 차량 거동 변수 적절성 검증 . 142.3.1. Bayesian Approach ................................................................................ 142.3.2. 조건부 확률 정의 (Notation) .................................................................. 142.3.3. ROC Curve를 이용한 탐지 성능 분석 .................................................... 162.3.4. 그룹(상단, 하단, 지그재그)별 경향 확인 및 t-test 결과 ........................ 192.4. 차량 변수별 졸음 운전 탐지 성능 분석 ....................................................... 242.4.1. 조건부 확률 정의 (Notation) .................................................................. 242.4.2. 단일 차량 변수 기반 졸음 상태 탐지 성능 향상 분석 ............................ 252.5. 차량 변수 조합 기반 졸음 상태 탐지 확률 분석 ......................................... 282.5.1. 변수 조합에 의한 AND/OR 확률 정의 및 임계값 선정 .......................... 282.5.2. AND 확률 분석 ....................................................................................... 292.5.3. OR 확률 분석 .......................................................................................... 33Ⅲ. 기술 / 규칙 기반 과제(Skill / Rule -based task) 적절성 분석 .......... 393.1. 졸음 운전 탐지를 위한 과제 선정 ................................................................ 393.1.1. 기술 기반 과제(Skill-based task) 선정 .................................................. 393.1.2. 규칙 기반 과제(Rule-based task) 선정 ................................................. 403.2. 차량 시뮬레이터 실험 .................................................................................. 423.2.1. 실험 시나리오 .......................................................................................... 423.2.2. 실험 절차 ................................................................................................. 443.2.3. 실험 참가자 ............................................................................................. 453.3. 실험 결과 및 분석 ........................................................................................ 463.3.1. 취득 데이터 및 졸음 수준 판단 .............................................................. 463.3.2. 전체 졸음 데이터 결과 ............................................................................ 463.3.3. 데이터 분석 구간 설정 ............................................................................ 503.3.4. 반응 시간 분석 ........................................................................................ 503.3.5. 기술 기반 과제와 규칙 기반 과제간의 상관관계 분석 ............................ 57Ⅳ. 결론 ....................................................................................................... 63참고문헌 ...................................................................................................... 65Abstract ...................................................................................................... 72
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