VR 운전시뮬레이터를 사용한 운전 중 시각 및 청각 과제 수행에 대한 주의 분산 연구 = A Study of driver's visual and auditory task distraction using virtual reality driving simulator

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

For safe driving, a driver should always keep eyes on the road and focus on surrounding circumstances. But many drivers still conduct activities unrelated to driving, such as using cell phones or eating while driving, which increases distraction and traffic accident possibilities. Additionally, rapid development of IT technologies and vehicle electricalization have caused an increase in control factors while driving. Any activity that diverts attention from driving is defined as ‘distracted driving’, which could be categorized into 3 types: manual, visual and cognitive distraction. To reduce visual distraction, many vehicle OEMs apply voice recognition or voice guidance as an alternative input method, but this could potentially increase cognitive distraction rather than decreasing visual or manual distraction.
This experiment implements Detect Response Time (DRT), which is one of the distraction measurement methods, using Virtual Reality (VR) and the experiment task involves selecting an item from a 5-item lists. The task is designed 2 types and 3 ways, find the name or navigation POI with address from visual information, auditory information and a combination of visual and auditory information. Then, compare each task response time with visual information task.
According to the result, simple information such as name, visual accompanied with auditory information can decrease driving distraction than visual only. However, selecting complicated information such as navigation POI, have high driver distraction in all cases.
This study provides a driver distraction guide for use of visual and auditory information, by testing similar in-vehicle circumstances using VR. It could also serve as reference for designing user interfaces that involve visual and auditory information.

국문 초록 (Abstract)

안전한 운전을 위해, 운전자는 전방을 주시하고 운전 상황에 집중해야 한다. 그러나 실제 운전 중 휴대폰을 사용하거나, 음식을 먹는 등의 다른 행동을 하고 있으며, 이에 따른 운전 집중도 하락에 따라 사고의 위험은 증가한다. 여기에 IT기술의 급격한 발전과 자동차의 전장화로 인해 조작의 요소는 더욱 증가하고 있다.
안전한 운전 행위에 집중하지 않는 모든 행동을 운전 중 주의 분산이라 정의하며, 조작적 주의 분산, 시각적 주의 분산, 인지적 주의 분산으로 분류된다. 운전 중 시각적 주의 분산을 최소화하기 위대 음성인식 또는 음성안내를 대안으로 적용하고 있으나, 이는 시각적 주의 분산을 감소시킬 수 있으나 인지적 주의 분산을 증가시킨다.
주의 분산 측정을 위한 방법 중, 반응 시간 측정 기법(DRT)을 VR로 구현하고, 이를 통해 시각 정보와 청각 정보, 시각과 청각 정보의 양을 2가지 형태로 제공(사람 이름, 내비게이션 목적지)하여 5개의 보기 중 정답을 선택하는 과제에 대한 반응 시간을 측정함으로써 주의 분산의 정도를 비교하였다.
실험 결과 사람 이름과 같은 간단한 정보에 대하여, 시각 정보만을 통한 선택에 비해 시각과 청각 정보가 함께 제공되는 것이 주의 분산을 감소시켜 위험도가 낮았으며, 내비게이션 목적지와 같은 복잡한 정보에 대하여는 어떠한 방법도 주의 분산이 높아 위험하다는 것이 확인됐다.
본 연구에서 실제 자동차 제조사에서 제공되고 있는 유사한 인터페이스 환경을 통해 VR로 구현하여 시각 정보와 음성 정보 중 어떠한 방법으로 제공되어야 위험도가 낮을 수 있는지에 대한 가이드를 제공함으로써, 자동차 제조사에서 인터페이스 설계를 하는 방향성에 기여할 것이라고 기대한다.

목차 (Table of Contents)

• 국문초록 ix
• 영문초록 xi
• 제 1 장 서론 1
• 1.1 연구 배경 1
• 1.2 연구 동향 3
• 1.3 연구 목적 및 내용 9
• 제 2 장 이론적 배경 11
• 2.1 인지 부하 (Cognitive Workload) 11
• 2.2 운전 중 주의 분산 (Distracted Driving) 12
• 2.2.1 운전 중 주의 분산의 정의 12
• 2.2.2 운전 중 주의 분산 현황 12
• 2.2.3 운전 중 주의 분산의 종류 13
• 2.3 자동차 인터페이스와 주의 분산 14
• 2.3.1 자동차 인터페이스의 발전 14
• 2.3.2 자동차 인터페이스의 종류와 주의 분산 16
• 2.4 운전 중 주의 분산 측정 기법 19
• 2.4.1 시각 차단 기법 (Visual Occlusion Test) 19
• 2.4.2 차선 변경 측정 기법 (LCT: Lane Change Test) 20
• 2.4.3 반응 시간 측정 기법 (DRT: Detect Response Time) 21
• 2.4.4 시선 추적 기법 (Eye Tracking) 22
• 제 3 장 실험 설계 23
• 3.1 실험 가설 23
• 3.2 환경 설계 23
• 3.2.1 하드웨어 환경 구축 23
• 3.2.2 소프트웨어 환경 구축 24
• 3.2.3 과제 수행을 위한 추가 사항 27
• 3.3 실험 설계 28
• 3.4 과제 설계 31
• 제 4 장 실 험 36
• 4.1 실험 절차 36
• 4.2 실험 참가자 40
• 4.3 실험 결과 40
• 4.3.1 사람 이름 선택 과제 소요 시간 분석 41
• 4.3.2 내비게이션 목적지 선택 과제 소요 시간 분석 45
• 4.3.3 나열식 음성 안내 방법과 ARS식 음성안내 방법 결과 비교 49
• 4.3.4 숙련도에 따른 과제 소요 시간 비교 분석 51
• 제 5 장 연구 결론 53
• 5.1 실험 결론 53
• 5.2 연구 성과 55
• 5.3 한계점 및 향후 연구 과제 55
• 5.3.1 한계점 55
• 5.3.2 향후 연구 과제 57
• 참고문헌 59
• 부 록 63