[ 2 조 김한울 ] AD 3차 제안서

[22기 김한울]

문서번호	2011–A-제-003
보존기간	영구 보존
보고일자	2011.11.9(수)

AD

(Argumented Driving)

SunmoonBit 22기 2조

IIN

목  차

１. 개  요

가) 배  경 

나) 목  적

다) 프로젝트 소개

2.  프로젝트 팀 소개

3.  사용자 요구사항

4.  예상 결과 및 기대 효과 

5 . 개발 환경 및 요구 기술

6 .    프로젝트 진행 예상 일정

1 개 요

가) 배 경

운전을 할 수 있다는 것은 우리에게 많은 이점을 주지만 교통사고라는 무서운 리스크를 안게 된다. 교통사고는 매년 증가하고 있으며 교통사고의 중요한 원인 중 하나는 운전도중 한 눈을 파는 것이다. 아이러니 하게도 여러 가지 기능들로 운전자를 돕기 위해 개발된 네비게이션, 에어컨, 오디오등의 보조 장비는 운전자에게 한 눈 팔기를 강요한다.  작은 화면은 글씨를 집중해서 보지 않으면 잘 보이지 않기 때문에 운전도중 네비게이션 화면에 집중하게 만들거나 에어컨을 작동시키고 온도를 조절하고 오디오를 작동시키고 볼륨을 조절하고 음악을 바꾸는 등의 행동을 하려면 시야를 정면에서 장치가 장착되어있는 곳으로 움직여야만 한다. 그런 불만들을 해소 할 수 있는 “운전자의 사고 확률을 줄여주고 운전자를 보조하는 기능을 하는 프로그램을 만들어보면 어떨까?”라는 생각을 하다 이 프로젝트를 구상하게 되었다

나) 목 적

위와 같은 배경을 두고 “이를 개선하기 위해서 무엇이 필요할까?” 라는 생각에 포커스를 맞췄을 때 우리는 다음과 같은 생각들에 도달하게 되었다. “ 운전자가 시야를 많이 움직이지 않아도 되는 곳에 디스플레이를 두면 된다.” 한마디로 운전석의 앞 유리(HUD)에서 운전에 필요한 모든 정보를 전달해 줄 수 있으면 된다.

우리나라는 자동차에 대한 보조 시스템의 질이 해외의 대기업들보다 떨어지고 있다는 이야기를 들었다. HUD(Head Up Display)를 이용한 기술이 대표적인 예이다. “왜 HUD기술이 각광 받고 있는가? 왜 HUD기술은 미래지향적인 자동차에 필수적인 기술이 될 수 밖에 없는가?“ 이러한 의문을 느끼는 사람도 분명히 존재할 것이다. 그에 대한 대답은 보조문서에 기술해 두었다.(조사중)

이어서 우리가 운전도중 한 눈을 파는 이유 중 하나는 운전도중 무언가를 찾을 때이다.

네비게이션은 대략적인 위치밖에 알려주지 않는다. 우리가 찾는 곳이 네비게이션에 나와있지 않는 특정 목적지라고 가정했을 때. “목적지에 거의 도착하였습니다.”  이와 같은 알림은 운전자에게 운전에서 집중을 돌려 주변을 살펴보게 만든다. “이를 방지하기 위해 AD가 목적지를 자동차 유리에 표시해 준다면 이를 방지할 수 있지 않을까?” 라는 생각을 해보았다. 네비게이션에서 전해주는 지도상의 2차원 좌표를 이용한 불확실한 정보가 사용자가 직접 보고 있는 현실의 데이터를 기반으로 정보를 보여준다면 운전자에게 명확하고 정확한 도움을 줄 수 있을 것이다. 기존의 네비게이션에대한 불만사항과 왜 2D 정보를 보여주는 것보다 현실에 데이터를 오버레이시켜 보여주는 증강현실이 운전자에게 더 좋은지는 보조문서에 기술해 놓았다. 배경에서 말한 것처럼 차량의 부착된 부가 기기들을 사용할 때 부자연스러운 인터페이스로 문제가 발생할 경우가 있다. 부자연 스러운 인터페이스라고 명한 이유는 운전자에게 특화된 인터페이스가 아니기 때문이다. 사람은 특화된 무언가를 좋아한다. 이유는 간단하다 편리하기 때문이다. 편리함을 추구하기 위해선 사람과 기계간의 상호작용에 있어서 보다 효과적이고 편리한 인터페이스를 얻기 위해 두 개체 간의 이해관계와 의사를 잘 이해할 수 있는 편리하고 자연스러운 인터페이스가 요구된다.

보통의 자동차 내부를 들여다 보게 되면 네비게이션이 장착되어 있는 것을 볼 수 있다. 네비게이션(Navigation System)은 현재 위치로부터 목적지까지의 거리 및 교통 상황을 실시간으로 안내하는 도로 및 교통정보 제공 시스템이다. 이는 다양한 편리성과 기능으로 인해 수요가 점점 높아져가고 있으며 보편화 돼가고 있다. 하지만 여러 가지 불만 사항이 끊이질 않고 있다. 이는 배경과 목적에서 설명한 것과 동일한 이유이고 더욱 자세한 사항은 보조문서에 기술해 놓았다.(조사중)

 

<그림 1 보편적인 자동차 내부 사진>

네비게이션은 내가 가려고 하는 목적지까지의 도로정보를 전자지도로 된 2차원 화면에 실시간으로 출력한다. 이 정보는 제약이 상당히 많다. 실제 자동차가 이동하는 방향에 따른 정확한 시야확보가 어려운 경우가 있으며, 해당하는 특정 공간에서만의 사용, 불필요한 정보를 주는 경우도 있다. 또한 자신이 원하는 특정 건물이라던지 장소에 대한 종합적인 정보가 많이 부족하다.

(자세한 내용은 보조문서를 참조하기 바란다. 조사중)

또한 본격적으로 도래할 미래지향적인 정보화 시대를 맞아 컴퓨터를 내장한 기계들은 이미 현대 사회의 친숙한 구성 요소가 되었고 차량 시스템에 대한 세계인의 관심은 날로 증대되고 있다.   (매년 사고로 죽는 사람들의 사망 원인에 대해 분석해 봤을 때 교통사고는 항상 높은 비율을 차지하고 있기 때문이다.)

이렇게 미래지향적으로 발전되어 가는 현실 속에서 아직도 우리는 차량의 부가 기능을 조작하기 위하여 버튼을 사용하는 경우가 대다수이다. 보다 자연스럽고 보다 운전자에게 최적화된 인터페이스 기술의 개발은 아직 미미하다. 손의 제스처와 언어는 사람과 사람간의 상호작용을 위한 자연스런 도구로서, 손동작인식과 음성인식을 통해 사람과 컴퓨터간의 가장 자연스러운 인터페이스를 구현하려는 연구는 실생활에서 접목할 수 있는 모든 분야에서 많은 관심을 보이고 있다.

이에 따라 본 프로젝트에서는 기존의 네비게이션과 에어컨 오디오등의 장치 인터페이스에 국한 되지 않고 실제로 운전을 하면서 차량의 현재 위치, 사용자가 원하는 주변건물에 대한 정보 및 원하는 위치정보 서비스를 직접 운전을 하며 실제 눈으로 보는 화면과 제공되는 데이터를 직접 비교하며 확인할 수 있고 보다 운전자의 의사와 운전자와 차량간의 이해관계에 초점을 둔 인터페이스를 제공하여 교통사고 확률을 줄여주고 편안한 운전을 돕는 프로그램을 만드는 것이 목적이다.

다) 프로젝트 소개

본 프로젝트는 차량의 앞 유리를 디스플레이로 활용해서 기존에 차량의 기능을 관리 할 수 있는 기능을 제공(음악 재생, 사진 촬영, 동영상 촬영, 동영상 시청)하고 앞차, 뒤차와의 거리를 측정하여 보여 주게된다. 또한 차선 인식과 동공인식을 통해 졸음 운전 방지를 할 수 있고 증강현실을 이용하여 보다 현실적인 길안내와 부가적인 안내정보(문화재, 관광명소, 먹거리, 볼거리 등)를 HUD에 오버레이 하여 사용자에게 보다 나은 현실감을 제공한다

2.  프로젝트 팀 소개

조장 : 김한울

조원 : 김동중, 양승훈, 이수민,  황지환

3.  사용자 요구사항

이름	설명	유형
위치검색	운전자의 현재 위치를 나타내어 준다.	기능
경로탐색	운전자가 원하는 경로탐색 및 주변정보를 얻어올 수 있다. 목표 지점까지의 각 특정 위치에 대한 거리를 알 수 있다.	기능
운전자와 자동차에 특화된 인터페이스	동작인식과 음성인식을 메쉬 업 하여 운전자와 자동차에게 특화된 인터페이스를 제공한다.	기능
졸음 방지	인식된 차선에서 차량이 급변하면 알림으로 알려 준다. 또한 운전자의 동공을 인식하여 지정한 시간동안 동공이 인식되지 않을 시 알림을 울려 도움을 준다.	기능
앞차,뒷차와의 거리	앞차와 뒷차와의 거리를 디스플레이에 알려준다.	기능

<표 1 – 요구사항>

4.  예상 결과 및 기대 효과

본 프로젝트에서는 운전자가 직접 운전을 하며 전면 유리를 통해 모든 정보가 제공되므로 일반적인 네비게이션의 2D 데이터보다 질이 좋은 AR네비게이션 데이터를 제공 하고 운전자와 자동차에 초점을 둔 인터페이스를 제공 함으로서 이용자에게 새로운 운전 환경을 제공해 줄 수 있을 것이다. 또한 운전자의 안전을 보장해줄 여러 가지 시스템을 구현하여 교통사고 발생 확률을 감소 시켜주는 효과를 가져올 수 있을 것이다. 또한 아직 대한민국의 자동차 업계에 널리 보급되지 않은 기술인 HUD 소프트웨어 기술을 보급함으로써 자동차 업계의 발전을 촉진 시키는 계기가 될 수 있을 것 같다.

5.  개발 환경 및 요구 기술

가) 개발 환경

- Windows 7

- Visual Studio 2008

- OpenCV

- Expression‎ Blend 3

- Camera API

- GPS

- ASP.NET

-Naver 지도 OpenAPI

나) 요구 기술

    영상처리

- 영상에 비춰지는 도로의 실거리 계산

- 차선을 인식하고 차선의 흔들림을 감지

- 동공을 인식하고 동공의 변화를 관찰

- 동작을 인식하고 동작에 따라 자동차에 장착되어있는 보조 기기 (에어컨, 오디오, 네비게이션) 등을 조작가능

HUD 기술

- 사용자의 시야에 따른 배경과 프로그램에 나오는 정보를 앞 유리에 오버레이.

- 운전을 하면서 시야를 불편하게 할 수 있는 위치를 피해서 디스플레이에 보여줌.

- 차량의 전반적인 컨트롤이 가능.

음성인식

- 음성인식을 통해 자동차에 장착되어있는 보조 기기(에어컨, 오디오, 네비게이션) 등을 조작가능

AR 네비게이션

- GPS를 이용하여 사용자의 위치를 알 수 있다.

- 사용자의 좌표와 DB에 저장되어있는 유저 컨트롤의 좌표를 거리를 비교하고 위치를 계산해서

오버레이시켜 보여줄 수 있다.

- 운전자의 시야를 방해하지 않는 수준에서의 다양한 유저컨트롤을 구현하여 구조물을 명확하게

지을 수 있고 원하는 정보를 얻을 수 있다.

6.  프로젝트 진행 예상일정

프로젝트 팀 스케쥴(전체)

시간 기능

1 주 차

2 주 차

3 주 차

4 주 차

5 주 차

6 주 차

7 주 차

8 주 차

9 주 차

10 주 차

11 주 차

12 주 차

13 주 차

제안서

요구분석 /파악

아키텍쳐

프로토타이핑

기능구현

시연회 /문서화