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운전자 인자 연구를 위한 실시간 차량시뮬레이터 |
조준희, 신준수, 이운성 wslee@kmu.kookmin.ac.kr, http://vc.kookmin.ac.kr 국민대학교 자동차공학 전문대학원 |
A Real-Time Driving Simulator for Human Factor Study |
J. H. Cho, J. S. Shin, and W. S. Lee Graduate School of Automotive Engineering, Kookmin University |
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ABSTRACT A driving simulator is a comprehensive research tool that can be applied effectively to vehicle and traffic safety improvement, by reproducing various driving conditions and situations realistically in a safe and controlled environment. This paper describes considerations for developing a driving simulator for human factor study in terms of design factors and simulation components. It also introduces Kookmin University Driving Simulators developed based on these considerations and their effective application to a human factor study concerning drunken driver behavior. |
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도로 교통사고는 대부분이 도로라는 환경 하에서 운전자와 기계장치인 차량이 상호 유기적인 관계가 이루어지지 못할 때에 발생한다고 볼 수 있다. 현재 교통 안전시설이나 도로의 설계에 첨단 공학적 기법을 이용하여 교통 안전도 향상을 꾀하고 있으며, 이에 대한 일반의 관심도 증대되고 있다. 그러나 실제로 교통사고 발생의 원인을 따져볼 때 그 원인의 90% 이상이 안전시설의 미흡과 도로설계의 오류보다는 운전자 부주의나 방심 등 운전자의 불안정한 심리상태가 직접적인 원인인 경우가 대부분이다[1]. 이와 같은 실정에 비추어볼 때 첨단공학 기법 및 설비를 이용한 교통혼잡 해소 및 안전방안 강구와 더불어 운전자 심리상태 변화에 따른 차량의 움직임 변화를 인간공학적인 측면에서 연구하는 방법이 병행되어야 할 것이다. 이러한 요구를 가장 잘 충족시킬 수 있는 방법이 바로 차량 시뮬레이터를 이용한 운전자 인자연구이다.
차량 시뮬레이터는 운전자가 자동차를 운전하는 동안 수행하는 조향 휠 조작, 가감속 페달 조작 등을 통해 야기되는 차량의 운동을 실시간 시뮬레이션을 수행해 예측하고 그 결과를 운동, 시각 및 음향 큐를 통해 운전자에게 피드백 하여, 차량 시뮬레이터에 탑승한 운전자가 실제로 자동차를 운전하고 있다는 느낌을 갖게 하는 가상 현실 장비이다. 운전자가 차량을 운전할 때 운전자와 자동차는 폐루프 제어 시스템을 형성하는데, 이때 운전자의 반응에 대한 연구는 차량의 안전도를 높이고 교통안전을 도모하는 목적에서 매우 중요하다. 차량 시뮬레이터는 실제 주행에서는 운전자의 생명을 위협하기 때문에 불가능한 시험을 손쉽게 수행할 수 있다. 예를 들면 주행 중 자동차의 고장으로 인해 또는 위험한 주행 조건으로 인한 위급 상황을 재현하고, 이에 대처하는 운전자의 반응을 파악함으로써 교통사고의 예방 및 관련 법규의 제정에 기여할 수 있다[2]. 음주 또는 약물 복용 등으로 인해 운전자가 비정상 상태에서 운전할 때의 영향을 파악할 수 있고, 교통사고를 재현하는 목적 등에도 응용될 수 있다[3]. 또한 전혀 새로운 개념에 기초를 둔 차량을 설계할 경우, 이의 능동적인 안전도를 평가하기 위한 기준을 수립하기 위하여 미리 정한 주행환경에서의 운전자의 반응 및 적응과정을 시험하는데 이용하기도 한다[4].
본 논문에서는 운전자 인자 연구를 위한 실시간 차량 시뮬레이터를 개발함에 있어서 반드시 고려해야 하는 설계 인자와 시뮬레이션 요소를 운전자에게 전달되는 큐를 중심으로 기술하며, 이러한 설계 절차를 근거로 본 연구팀에 의해 개발된 실시간 차량 시뮬레이터를 소개한다. 또한 차량 시뮬레이터를 이용한 실험 수행을 통해 일정량의 알콜을 섭취한 운전자의 운전 행태를 분석함으로써, 차량 시뮬레이터를 이용한 운전자 인자 연구의 타당성 및 효율성을 제시하고자 한다.
2. 시스템 설계
2.1 응용 분야의 결정
차량 시뮬레이터의 설계에 있어서 응용 분야에 따라 전체 시스템의 구성과 형태, 개발비용 및 목표 사양이 크게 달라진다. 선진국의 차량 시뮬레이터는 차량시스템의 개발, 위험하고 제한적인 상황에서의 운전자와 차량의 상호 작용 연구, 지능형 수송시스템의 개념 연구 등의 응용 분야에 따라 차량 시뮬레이터의 구성과 성능을 달리하고 있다 [2~6].
본 연구팀에서 개발한 차량 시뮬레이터의 개발 목적은 Full-scale 차량 시뮬레이터의 설계, 평가 및 최적화를 위한 기반 기술 확보와 차량 제어 시스템 개발 및 운전자 인자 연구 등에 활용하기 위함이다.
2.2 시뮬레이션 요소
차량 시뮬레이터의 유효성을 좌우하는 현실감의 확보 여부는 운전자에게 전달되어지는 각종 큐의 견실도에 좌우되며, 운전자의 제어 응답과 큐를 생성하는 각종 서브시스템의 관계에 의해 결정된다. 따라서 차량 시뮬레이터를 설계함에 있어서 시뮬레이션 요소를 정의하고, 상호 작용하는 관계를 면밀히 검토하는 것은 대단히 중요하다. Fig. 1은 운전자와 차량이 폐루프를 구성하는 차량 시뮬레이터에서 운전자가 주로 인지하는 감각적 신호를 생성하고 제어하는 여러 가지 시뮬레이션 요소들을 나타내고 있다. 운전자의 차량 조작 행위를 검출하고 이를 입력신호로 하여 차량동력학 시뮬레이션을 수행하며, 이를 통해 산출된 차량의 위치, 회전, 속도 및 가속도 등의 해석 결과를 다양한 큐를 생성하는 경로에 전달한다. 각 서브시스템 및 시스템 통합에 있어서 고려해야하는 중요한 시뮬레이션 요소는 다음과 같다.
- 차량 시뮬레이션 시스템
Fig. 1) Interactive Driving Simulation Components 차량 시뮬레이터에 탑승한 운전자가 운전 중 조작하는 조향 휠, 액셀레이터 및 브레이크 페달 등으로부터 입력을 받아 실시간으로 차량의 운동을 예측하고, 그 결과를 시각, 음향 및 운동시스템에 전달하여 필요한 시각 및 운동 큐를 생성케 하는 실시간 차량시뮬레이션 시스템은 차량 시뮬레이터의 핵심 요소이다.
차량 시뮬레이터에 적용되는 차량모델은 현실성 확보와 실시간 시뮬레이션의 서로 상충되는 조건을 만족시켜야 한다. 시뮬레이터에 탑승한 운전자가 행하는 모든 주행 조작으로부터 발생하는 차량의 운동을 예측하기 위하여, 차량모델은 기본적인 샤시 및 현가장치 뿐만 아니라, 엔진, Drivetrain, 조향장치, 제동장치 등의 각 서브시스템도 포함하여야 한다. 실시간 차량동력학 시뮬레이션 시스템은 차량의 정지상태에서부터 시동 및 가속, 조향이나 제동 등 운전자가 경험할 수 있는 모든 운전조건을 실시간이 요구하는 시간적인 구속조건을 만족하는 범위에서 정확히 시뮬레이션 하여야 한다. 이러한 구속 요건을 만족하기 위해서는 매 스텝의 계산량이 예측 가능하여야 하고 변하지 않아야 하며, 다른 서브시스템과 동기화가 이루어져야 한다. 또한 유압 및 전자시스템 등의 동특성도 고려해야 할 경우에는 이러한 시스템의 Stiffness 및 고주파수의 응답에 효과적으로 대처할 수 있는 수치적분 기법이 필요하게 된다.
- 시각 및 음향 시스템
운전자는 주로 시각을 통해 주행 상황 및 환경을 인지하므로 차량 시뮬레이터에서 운전 현실감을 확보하기 위한 가장 중요한 요소는 시각 시스템이다. 운전자가 실제적인 주행 감각을 느끼고 각 상황에 따른 정확한 반응을 유도하기 위해서는 그래픽 이미지의 연속성을 확보하는 3차원 그래픽 처리가 필수적이다. 그래픽 프로그램에 있어서 어떠한 도형을 화면에 나타내는 것은 모든 점들의 공간상의 위치를 정의하고, 그 점들이 화면상에서 어떠한 위치를 차지하는가를 결정하는 것이 그 기본 요소라고 볼 수 있다. 3차원 그래픽을 생성함에 있어서 이러한 좌표 변환은 대단히 복잡한 연산을 동반하게 되므로, 이를 별도의 그래픽 가속기에서 하드웨어적으로 처리하여야 한다.
이미지 영사시스템은 충분한 Field of View가 확보되어야 하며, 영사화면의 해상도나 밝기, 스크린의 종류 및 투시방법과 시스템 가격 등도 고려되어야 한다.
운전자의 기기작동 및 차량의 상황에 따른 타이어, 엔진, 차체, 각종 구동부 및 주변 상황의 소음을 재현하는 음향시스템 또한 현실감을 더하는 요소 중의 하나이다.
- 운동 시스템
차체의 각속도 및 선형 가속도를 통하여 느끼는 승차감 및 핸들링 특성 등을 재현하는 것이 운동시스템이다. 그러나 운전자의 감각으로 느끼는 운동시스템의 높은 민감도에 의해 자칫하면 운전자 기능과의 상충 및 멀미 등의 역효과를 가져올 수 있으므로 차량 시뮬레이터에서 운동시스템의 포함 여부는 신중히 고려해야 한다.
운동시스템의 개발에 있어서 우선적으로 고려할 사항은 이의 기구학적 설계이다. 대규모 시뮬레이터의 경우 6자유도 운동을 생성하는 Stewart 플랫폼을 토대로 레일을 이용하여 운동범위를 넓히고 있으나[5,6], 적용 목적에 따라 제한된 자유도를 갖는 구조의 운동 플랫폼[7]도 이용되고 있으므로 재현하고자 하는 주행 시나리오, 운동범위, 적용목적에 따른 구조를 면밀하게 검토하여 설계하여야 한다.
운동 플랫폼의 운동을 정확히 제어하여 제한된 운동범위 내에서도 실제와 유사한 차량 운동을 생성하고, 주행시나리오를 정확하게 재현하기 위해서는 우수한 성능을 가진 구동로직이 필요하다. 구동 로직은 두 가지로 구분할 수 있는데, 첫 번째는 운동 플랫폼의 제한된 운동영역 안에서도 실제와 유사한 차량의 운동을 운전자가 경험할 수 있도록 새로운 운동 큐를 생성하는 Washout 알고리즘이다. 이는 운동 플랫폼의 물리적인 한계 내에서 운동을 제한하는 것과 운전자에게 전달되는 운동 큐을 운동 감지 영역 내로 유지시키는 역할을 한다. 두 번째 로직은 Washout 알고리즘으로부터 나오는 플랫폼의 목표운동을 제어하여 정확하게 재현하는 제어알고리즘이다.
- 제어 힘 로딩 시스템
운전자의 운전 조작행위를 정확히 검출하여 시스템에 피드백하고, 부가적으로 실제감을 느끼게 하기 위하여 계기판에 차량의 주행상태 정보를 적절히 표시하며, 각종 운전 조작부가 실차와 같은 느낌이 들도록 운전자에게 반력 및 반토크를 재현하는 것이 제어 힘 로딩 시스템이다. 현실감 측면에서 조향 핸들에 전달되는 반토크의 재현은 중요하며, 이는 기본적으로 차량에 의해 좌우되는 조향 시스템의 특성 및 주행 패턴에 의해 결정된다. 촉각은 인체의 다른 감각보다 예민하게 반응하므로 제어 힘 로딩 시스템은 빠른 재현률(Update Rates)로 큐를 전달하여야 한다.
- 시스템 통합
차량 시뮬레이터의 개발은 운전자가 차량 운전 중 조작하는 모든 행위를 검출하여 차량의 거동을 실시간으로 해석하며, 이를 운전자에게 적절한 운동 및 시각적 신호로 변환하여 전달하여야 하는 고난이도의 시스템 통합 기술을 필요로 한다. 각 서브시스템의 정보 및 데이터를 동적으로 상호 교환하고, 동기화 등을 전체 시스템의 관점에서 관리하고 운용하는 시스템 통합은 시뮬레이터의 초기 개념설계 단계에서부터 신중히 고려되어 시뮬레이터의 성능이 극대화 될 수 있도록 하여야 한다.
차량 시뮬레이터에서 운전자에게 현실감을 부여하기 위해서는 운전자에게 전달되는 모든 시각, 청각 및 운동 큐가 운전 조작행위에 기인하여 예측되는 감각적 결과와 어떠한 지연 없이 반드시 일치하여야 한다. 그러나 이러한 지연은 시뮬레이션을 수행하는 환경에서는 필연적으로 발생하는 요소이다. 즉, 차량동력학의 해석에 걸리는 연산 시간과 시각 및 운동을 재현하는데 필요한 지연 등을 말하며, 이를 트랜스포트 지연(Transport Delay)이라 하는데 이는 각 서브시스템에 가해진 입력과 이에 반응하여 얻어지는 시간간격으로 정의할 수 있다. 때문에 최소한의 지연을 갖도록 시스템을 설계하여야하며, 필요시 이를 보상하여 동기화를 꾀하는 보상기법을 적용하여야 한다.
3. 시스템 개발
Fig. 2와 3은 본 연구팀이 개발한 차량 시뮬레이터인 KMU DS-1과 KMU DS-2의 모습을 나타내고 있다. KMU DS-1은 실시간 차량 시뮬레이션 시스템, 시각 및 음향 시스템, 운동 시스템, 제어 힘 로딩 시스템 및 시스템 통합 등 Full-scale 차량 시뮬레이터가 갖는 모든 구성 요소를 포함하면서도, PC를 기반으로 경제적이면서도 효과적인 성능을 보이는 차량 시뮬레이터이며, 1997년에 개발되었다[8]. KMU DS-2는 KMU DS-1의 개발을 통해 습득한 기술과 경험을 토대로 차량제어 시스템 개발, 지능형 교통 시스템 연구 및 운전자 인자 연구 등 더욱 다양한 응용 분야에서의 활용을 목적으로 개발한 Mid-Scale의 고정형 차량 시뮬레이터이다. 1998년말에 개발되었으며, 최근 일부 시스템의 성능 향상을 추진하고 있다.
Fig. 2 KMU DS-1
3.1 KMU DS-1
Fig. 4는 KMU DS-1의 구성을 나타내고 있다. 16자유도의 차량 모델을 기본으로 한 실시간 차량 시뮬레이션 시스템은 출발, 주행, 정지 등 운전자가 차량의 조작 중에 발생 가능한 모든 주행 상황의 정확한 모사가 가능하도록 구축되었다.
OpenGLTM 및 VRMLTM 기술과 일반적인 PC 3차원 그래픽 가속기를 사용하여 약 15 frame/sec의 refresh rate, 42(H)×32(V)의 FOV를 갖는 시각 시스템과 MIDI 기술을 이용한 음향 시스템이 적용되었다. 유압 시스템으로 구동되는 6자유도의 Stewart 플랫폼으로 구성된 운동 시스템은 차량의 각속도 및 선형가속도를 이용하여 운전자가 느끼는 승차감 및 핸들링 특성 등을 재현하며, 8bit MCU로 구동되는 제어 힘 로딩 시스템은 DC 기어 모터 및 각종 센서를 이용하여 운전자의 운전조작을 검출하고 운전자에게 조향 휠의 반토크 및 각종 조작부의 반력을 피드백 하도록 구성되어 있다.
Fig. 4 KMU DS-1 Functional Diagram
3.2 KMU DS-2
Fig. 5는 KMU DS-2에 개발 적용된 차량 동력학 모델의 구성을 나타내고 있다. 3차원 강체의 선운동량과 각운동량을 이용한 10자유도의 운동 방정식에 타이어의 회전을 포함하는 14자유도의 전차량 모델을 개발하고 이를 실시간 차량 시뮬레이션 시스템에 적용하였다. 동력전달계는 엔진, 변속기, Drivetrain으로 나누어 모델링 하였다. 엔진 모델은 엔진에 흡입되는 공기 및 연료의 유량, 엔진속도 등을 상태변수화하여 수치적으로 해석하였다. 변속기는 토크 컨버터와 변속기 기구부를 포함하며, 드라이브 트레인은 종감속 구동축의 회전속도를 입력으로 하는 비틀림 스프링으로 가정하여 모델링 하였다. 조향모델은 운전자의 조향 휠 입력과 전륜 휠에 작용하는 Aligning Torque에 의한 컴플라이언스 특성을 고려하여 차륜의 조향 각을 출력하도록 모델링 하였다. 제동모델은 ABS (Anti-Lock Brake System) HILS (Hardware-in-the Loop Simulation)가 가능하도록 능동형 브레이크 제어 로직을 포함하고 있다. 부가적으로 차량의 공기 및 구름저항 모델을 추가하여 시뮬레이션의 현실감을 극대화하였다.
Fig. 5 Vehicle Dynamic Analysis Module
실시간 시뮬레이션에서 특히 고려해야 할 수치 적분 기법은 3차 Adams-Bashforth 기법을 이용하였으며, 데이터 통신 및 시뮬레이션 수행 시간 등에 의한 시간지연이 시뮬레이션의 안정화에 영향을 미치지 않게 Pentium-IITM 300MHz PC를 사용하여 2msec의 일정한 적분 스텝이 유지되도록 하였다. Fig. 6은 실시간 차량 시뮬레이션 시스템의 운용 프로그램을 나타내고 있다.
Fig. 6 Vehicle Simulation Monitoring Console
Pentium-IITM 400MHz PC에 RivaTNT2TM 그래픽 가속기를 사용하여 경제적이면서도 고성능의 그래픽 이미지를 생성하는 시각 및 음향 시스템을 구성하였다. OpenGLTM 1.1과 GlideTM를 이용하여 3차원 영상을 생성하는 이미지 생성 프로그램을 각각 개발하였으며, 이러한 결과로 초당 30 frame이상의 연속적인 고해상도의 이미지가 생성된다. 운전자의 충분한 시야를 확보하기 위하여 3채널 이상의 다중 이미지가 생성될 수 있도록 프로그램 하였으며, 180°× 40°의 FOV(Field of View)를 갖도록 영사 시스템을 구축하였다. 이미지 영사를 위해 800 × 600의 해상도를 지원하는 NEC MT830 LCD Projector를 사용하였다. Fig. 7는 본 연구에서 개발된 대표적인 시각 시스템의 이미지를 나타내고 있다.
음향 시스템은 차량 주행 중 발생할 수 있는 각종 소리를 디지털 방식으로 녹음하고 샘플링 하여 음원을 만들고, 이 음원을 MicrosoftTM Direct Sound 기술을 응용하여 재생하는 음향 생성 엔진을 개발하였다.
본 연구에서는 현대자동차의 90년식 엘란트라 1.5 GLSi 수동 변속기 차량의 1/2을 절단하여 Cockpit을 구성하였다. 각 서브시스템의 구동부와 컨트롤러는 엔진룸 안에 모듈별로 장착하여 별도의 설치 공간 없이도 작업이 가능하고, 유지 보수가 용이하도록 하였다.
제어 힘 로딩 시스템은 운전자의 조작 행위를 검출하는 변위 검출부, 운전자에게 반력 및 반토크를 피드백 하는 운동 재현부 및 신호를 처리하고 전달하는 통신부로 구분된다. 시스템의 정확하고 빠른 작동을 위하여 어셈블러로 운영되는 2개의 8비트 마이크로 프로세서와 AD/DA 모듈, 시리얼 통신 모듈 등을 이용하여 차량 시스템의 각 기구부 제어 및 통신 그리고 시스템 통합 관리 기능을 갖는 컨트롤러를 개발하였다.
Rotary Encoder와 Potentiometer, 압력센서 등을 이용하여 운전자의 차량 조작 행위를 검출하며, 차량 거동에 따른 반력과 반토크를 생성하는 운동 재현부는 현실감을 극대화하기 위하여 실차 시스템을 최대한 활용하고, 부가적으로 DC 모터를 사용하여 구성하였다. 실시간 차량 시뮬레이션 시스템과의 보다 빠른 통신을 위해 115,200bps의 전송 속도를 갖는 RS-232C 통신 모듈을 구축하였으며, 정확한 데이터 전송을 보장하는 프로토콜을 개발하였다.
Type |
KMU DS-1 |
KMU DS-2 |
Simulator Platform |
- Prototype 6 DOF driving simulator |
- Mid-scale fixed-base driving simulator |
Cab |
- Hyundai Elantra A/T (1 seat without E/G room) |
- Hyundai Elantra A/T (2 seat with E/G room) |
Vehicle Model |
- ADI 16 D.O.F. model, STI tire model |
- In-house 14 D.O.F. model, STI tire model |
Visual System |
- General-purpose PC-base Image Generator with 3D graphic accelerator (PCI GLINT 500TX) - 10 frames/sec refresh rate - SHARP XV-7000S video level projector - Flat mat screen - 1 ch. 42(H) X 32(v) degree F.O.V |
- General-purpose PC-base Image Generator with 3D graphic accelerator(AGP RivaTNT 2) - Over 30 frames/sec refresh rate - NEC MT-830 LCD projectors - High gain grass bead curved screen - 3 ch. 180(H) X 40(v) degree F.O.V. - Collision detection and scenario control algorithm including moving components |
Audio System |
- Creative Labs Sound Blaster AWE32 |
- Creative Labs Sound Blaster Live gold |
Control Force Loading System |
- High-freq. Feedback controller (5MCUs used) - Full instrumentation - Crude reaction torque & force generation |
- High-freq. feedback controller (2MCUs used) - Full instrumentation - Highly realistic reaction T/Q and force generation |
Motion System |
- Hydraulic 6 D.O.F hexapod - Longitudinal, lateral and vertical motion of about 0.5m, Pitch, roll and yaw motion of up to 25 degrees |
- Not available yet |
Communication |
- 10Mbps Ethernet, 9,600bps RS-232C |
- 10Mbps Ethernet, 115,200bps RS-232C |
4. 운전자 인자 연구의 응용 예
차량 시뮬레이터를 이용한 운전자 인자 연구의 타당성 및 효율성을 검증하기 위하여 다음과 같이 일정량의 알콜을 섭취한 운전자의 운전 행태를 분석하는 실험을 KMU DS-2를 이용하여 수행하였다.
각기 다른 연령과 운전 경력을 갖는 5명의 피실험자에게 주행 코스 숙지를 위해 동일한 주행 시나리오(Fig. 8)를 3회씩 연습 주행하게 한 후, 30분간의 휴식을 취하도록 한 다음 실제 실험을 위한 주행을 하도록 하였다. 실험 결과는 정상상태에서 1회 주행한 결과와 음주 후 1회 주행한 결과를 비교하여 분석하였다. 알콜 복용으로 인해 신체 이상이 생기는 사람과 실험 당일로부터 2일 이내에 음주 경험이 있는 사람은 피실험자에서 제외시켰다. 알콜도수 40%인 국산 양주를 25분동안 5회에 걸쳐 총 180ml를 마시도록 하였으며, 최종 알콜 복용 후 30분이 경과한 다음 호기식 혈중 알콜농도 측정기(R-140)를 이용하여 피실험자의 혈중 알콜 농도를 측정하였다. 실험에 참가한 피실험자의 평균 연령은 27.3세이고, 평균 운전 경력은 2.8년이며 피실험자에 따라 각각 0.05 ~ 0.07%의 혈중 알콜 농도를 나타내었다.
피실험자들의 음주 전․후 주행 결과를 데이터 파일로 실시간으로 저장한 후 이를 분석하였으며, 그 대표적인 예로써 Fig. 9와 10은 지속적인 차선 변경 구간과 차선 유지 구간에서의 실험 결과를 나타내고 있다. 차선 변경 구간의 경우 음주운전의 결과가 정상운전의 결과보다 좌우로 거동의 폭이 넓었으며, 차선 유지 테스트의 경우 정상운전 시에는 비교적 일정한 차량의 횡방향 좌표가 기록된 반면 음주운전 시에는 균형감각이 떨어져 차량의 횡방향 좌표가 불규칙적으로 기록된 것을 볼 수 있다. 특히 음주 후의 주행에서는 시험 구간의 약 300m 구간까지는 정상때 보다 조금 빠른 반응을 보이고 300m 이후부터는 정상시 보다 매우 큰 작용 반경을 가짐을 볼 수 있는데, 이는 음주 후 주행시 알콜의 영향으로 뇌를 자극하여 장애물에 대해 조급한 반응을 보이게 되어 장애물에 부딪히는 회수가 증가함을 알 수 있고, 시간이 지남에 따라 감각 기능이 무디게 되면 핸들의 조작을 과도하게 하는 것으로 나타났다.
Fig. 10 Lane Keeping Test Result
5. 결론
본 논문에서는 운전자 인자 연구를 위한 실시간 차량 시뮬레이터를 개발함에 있어서 반드시 고려해야 하는 설계 인자와 시뮬레이션 요소를 운전자에게 전달되는 큐를 중심으로 기술하였으며, 이러한 개발 절차를 통해 본 연구팀에 의해 개발된 두 대의 실시간 차량 시뮬레이터를 소개하였다. 또한 차량 시뮬레이터를 이용한 실험 수행을 통해 일정량의 알콜을 섭취한 운전자의 운전 행태를 분석함으로써, 차량 시뮬레이터를 이용한 운전자 인자 연구의 타당성 및 효율성을 제시하였다.
참고문헌
[1] 이건호, “운전행동 측정장치의 실제 적용범위의 검증”, ‘95 신규연구원 연구논집, 도로교통안전협회, 1995, pp.469-506.
[2] E.J. Haug et. al., Feasibility Study and Conceptual Design of a National Advanced Driving Simulator: Final Report, NHTS Report DOTHS 807596, 1990.
[3] Jacques Bergeron, et. al., "Application of Driving Simulation Techniques for the Dissuasion of Alcohol-Impaired Driving", DSC'97, 1997. pp. 183-191.
[4] Jost Bernasch and Stephen Henel, "The BMW Driving Simulator used for the Development of a Driver-Biased Adaptive Cruise Control", DSC'95, 1995. pp. 158-174.
[5] W. Kading and F. Hoffmeyer, "The Advanced Dailmer-Benz Driving Simulator," SAE Paper 950175, 1995.
[6] J.S. Freeman, et. al., "The Iowa Driving Simulator: An Implementation and Application Overview," SAE paper 950174, 1995.
[7] S. Normadick, VTI Driving Simulator: Mathematical Model of a Four-wheeled Vehicle for Simulation in Real Time, Report 267A, Swedish Road and Traffic Research Institute, 1984.
[8] 이운성, 김정하, 조준희, “실시간 차량시뮬레이터 개발,” ‘97 춘계 한국자동차공학회, Vol.2, pp 464-469.
▶ 출처: 국민대학교
▶ 원문: http://gsaek.kookmin.ac.kr/professor/이운성/paper/운전자%20인자%20연구를%20위한%20실시간%20차량시뮬레이터.hwp