자율주행 환경에서 비운전과제 유형과 도로 혼잡도에 따른 청년 및 고령운전자의 제어권 인수와 운전수행 차이

Take-Over Time and Driving Performances by Driver’s Age Group, Types of Non-Driving Related Tasks, and Road Complexity in Automated Driving

본 연구에서는 자율주행 환경에서 운전자가 수행하는 비운전과제(non-driving related tasks: NDRT)의 유형과 도로 혼잡도에 따른 청년운전자 및 고령운전자의 제어권 인수시간(take-over time: TOT)과 운전수행에서의 차이를 운전 시뮬레이션을 통해 비교하였다. NDRT는 제시 자극과 반응 형태에 따라 네 가지 유형으로 구분되었다: 시각자극-구두반응, 시각자극-수동반응, 시·청각 자극-구두반응 및 청각자극-구두반응. NDRT를 수행하지 않는 상황도 통제조건에 포함하였다. 실험참가자 집단은 청년운전자 집단과 고령운전자 집단으로 구분되었고, 도로 조건은 운전자 차량주변의 교통량을 기준으로 한산도로와 혼잡도로로 구분되었다. 본 연구의 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, TOT는 시각자극-수동반응 과제 조건에서 가장 느렸던 반면 청각자극-구두반응 과제조건에서 가장 빨랐다. 특히 이러한 경향은 청년운전자 집단에 비해 고령운전자 집단에서, 그리고 한산도로에 비해 혼잡도로에서 더 뚜렷하였다. 둘째, 제어권 인수 이후의 운전수행 측정치를 비교한 결과, 청년운전자 집단에 비해 고령운전자 집단에서, 그리고 한산도로에 비해 혼잡도로에서 스티어링 휠 조작의 변산성과 브레이크의 입력값이 유의하게 더 컸다. 이러한 결과는 자율주행 상황에서의 TOT와 제어권 인수 이후의 운전수행에는 운전자의 연령, NDRT 유형 및 도로 조건이 통합적으로 영향을 미칠 수 있음을 시사한다.

The take-over time (TOT) and driving performances of young and old drivers according to the types of non-driving related tasks (NDRTs) and road complexity were compared by using 3-level automated driving simulation. NDRTs were divided into four types according to the stimulus modality and response modality: visual stimulus-verbal response(V-V), visual stimulus-manual response(V-M), visual/auditory stimulus-manual response(AV-M), and auditory stimulus-verbal response(A-V). Control condition where NDRT was not performed was also included. The participant group was divided into a young driver group and an elderly driver group, and the road condition was divided into a no-traffic condition and a heavy traffic condition based on the surrounding traffic volume. The main results of this study are as follows. First, TOT was the slowest in the visual stimulus-manual response condition, but the fastest in the auditory stimulus-verbal response condition. In particular, this tendency was more prominent in the elderly driver group than in the younger driver group and in the heavy traffic condition than in the no-traffic condition. Second, the main effect of the NDRT type was not significant in the driving performance measurements including steering wheel manipualtion variability and brake input after taking over control, but greater steering wheel manipulation variability and brake input were observed in the elderly driver group compared to the young driver group and in the heavy traffic condition compared to the no-traffic condition. These results suggest that the driver's age, NDRT type, and road conditions can have an integrated effect on TOT and driving performance after taking over control in autonomous driving situations.