사용자 행태 분석을 활용한 자율주행 차량 HMI 서비스 최적 설계 연구 : 공유차량 탑승객 편의 설계를 중심으로 = A Study on the Optimal HMI Service Design for Autonomous Vehicles Based on User Behavior Analysis : Focusing on Passenger Convenience in Shared Vehicles

국문 초록 (Abstract)

자율주행 기술의 발전으로 차량은 단순한 이동 수단을 넘어, 이동 중 다양 한 활동이 가능한 ‘개인화된 공간’으로 역할이 확장되고 있다. 기존에는 운 전자가 차량 내에서 중심적인 행위자를 담당하고, 탑승자는 보조적인 위치 에 머물렀다. 그러나 자율주행 기술이 상용화됨에 따라 운전자의 역할은 점 차 탑승자로 전환되고 있으며, 차량의 HMI (Human-Machine Interface) 역시 운전자 중심에서 탑승자 중심의 정보 전달 시스템으로 변화하고 있다. 또한 기존에는 운전자가 직접 외부 환경과 소통했으나, 자율주행 환경에서 는 차량이 보행자나 주변 교통 요소와 직접 소통해야 하는 새로운 상황이 올 것으로 예상된다. 이러한 변화는 내부 HMI(internal HMI, iHMI)와 외부 HMI(external HMI, eHMI)에 대한 새로운 설계적 대응을 필요로 한다.
본 연구는 이러한 변화에 대응하여 U-BASE Framework(User Behavior– Analysis–Scenario–Design Framework)를 기반으로, 자율주행 환경에서의 사용자 행태 분석을 통한 HMI 서비스 설계 방향 도출을 목표로 한다. U-BASE Framework는 ‘사용자 행태 조사 → 분석 → 시나리오 설계 → 시스템 설계’의 네 단계로 구성되며, 자율주행 차량의 내부·외부 HMI를 통 합적으로 탐구하기 위한 체계적 접근을 제시한다. 특히, 자율주행 기술의 확산으로 공유 자율주행 차량으로의 발전 가능성을 고려하여, 다양한 탑승 상황에서 적용 가능한 최적의 HMI 설계 방향을 제안하고자 하였다.
전체 연구 과정은 U-BASE Framework의 단계적 구조를 기반으로 설계 되었으며, 실증 절차는 두 단계의 조사 및 검증 과정으로 구성되었다. 1단 계에서는 점진적 인식 구조를 반영한 설문조사를 통해 운전 경력(1년 미만, 1–5년, 6–10년, 11년 이상)에 따라 15명씩 총 60명을 대상으로, 일반 차량 –자율주행 보조 차량–자율주행 차량의 맥락 속에서 HMI 사용성과 인식 변 화를 비교·분석하였다. 이를 바탕으로 사용자 유형을 도출하고(User Type Analysis), 각 유형별 행동 흐름을 구조적으로 파악하기 위해 서비스 플로 우 분석(Service Flow Analysis)을 통해 자율주행 공유 차량 탑승 과정의 핵심 단계와 정보 요구 패턴을 체계적으로 정리하였다. 2단계에서는 1차 설 문 응답자 중 20명을 선정하여 시나리오 기반 HMI 설계안 검증을 수행하 였으며, 기획 적합성, 정보 이해도, 기대 효과를 중심으로 정량·정성 평가를 실시하였다.
최종적으로, 본 연구는 주행 맥락에 따라 변화하는 탑승자의 정보 수용 특 성을 반영한 HMI 설계 방향과 예상 디자인 시안을 제안하였으며, 이는 향 후 사용자 중심 자율주행 서비스와 HMI 기술 개발에 실질적인 이론적·실무 적 기반을 제공할 수 있을 것으로 기대한다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• 1. 연구 배경 및 필요성 1
• 2. 연구 범위 설정 및 목표 3
• 3. 연구 방법 체계 6
• Ⅱ. 자율주행 차량 HMI 서비스의 주요 동향 10
• 1. 자율주행 기능 탑재 차량 HMI 서비스의 이해 10
• 2. 자율주행 차량 HMI 서비스 설계 관련 선행 연구 분석 16
• 3. 자율주행 HMI 서비스 변화에 기반한 향후 방향성 가설 수립 28
• Ⅲ. 자율주행 차량 탑승자의 차량 HMI 사용 행태 분석 30
• 1. 사용 행태 분석 개념 및 접근 방법 30
• 2. 사용자 행태 분석 적용 설계 및 실행 절차 39
• 3. 사용자 행태 실증 분석 및 가설 검증 54
• Ⅳ. 사용자 행태 기반 HMI 서비스 설계 시사점 도출 87
• 1. 자율주행 차량 HMI 서비스 변화와 사용자 행태 변화의 관계성 분석 87
• 2. 사용자 행태 기반 HMI 서비스 설계 요구 도출 90
• 3. 자율주행 공유 차량 HMI 서비스 설계 방향 제안 92
• Ⅴ. 사용자 요구 기반 자율주행 차량 HMI 서비스 시나리오 설계 95
• 1. 시나리오 기반 HMI 설계 접근 방법 95
• 2. 시나리오 기반 HMI 서비스 스토리보드 제작 97
• Ⅵ. 자율주행 차량 HMI 서비스 시나리오 검증 100
• 1. 시나리오 평가 방법 100
• 2. 사용자 대상 평가 결과 분석 및 시나리오 분석 102
• 3. 시나리오 기반 자율주행 공유 차량 HMI 서비스 설계 제안 106
• Ⅶ. 연구 결과 108
• 1. 연구 결과 종합 요약 108
• 2. 시나리오 분석 결과 기반 자율주행 차량 HMI 설계 시각화 110
• Ⅷ. 결론 114