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<연구기관 리포트> 고령운전자 등을 위한 차량의 야간전방 시계향상 시스템 기술
기사입력 2013-02-12 08:00:22. 폰트 폰트확대폰트축소

 대한민국의 고령자 비율은 전 세계 어느 나라보다 빠른 속도로 증가하고 있고, 고령운전자의 추세는 앞으로도 점차 증가할 것으로 보인다. 따라서 본 연구는 교통 약자를 위한 편의 장치로 지능형 전조등을 개발했다. 이는 교통사고 피해를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, DAS(Driver Assistance System)기술의 확보로 세계 자동차 부품산업에서 우리나라 경쟁력을 향상시킬 것으로 기대한다.

 의학기술이 발달하면서 고령인구가 급속도로 늘어나고 있다. 특히 세계에서 노령화 속도가 가장 빠른 우리나라는 2009년에 이미 고령인구 비율이 10%를 넘어선 상태다. 이렇게 고령자 비율이 높아지면 자연스럽게 고령운전자도 늘어나게 된다. 도로교통공단의 예측에 따르면 2020년 경에는 65세 이상의 운전자의 비율이 33.8%에 이를 것으로 전망된다. 10년 후, 도로를 주행하는 자동차 중 3분의 1은 고령운전자가 핸들을 잡는다는 이야기다.

  문제는 고령운전자의 부주의로 인한 사고가 갈수록 늘어간다는 것이다. 고령운전자 사고 및 사망 건수는 지속적으로 증가하는 추세다. 국토해양부에 따르면 2008년 기준 65세 이상 고령자 교통사고 사망자수는 인구 10만명당 34.6명으로 OECD 주요국가 평균의 4배나 된다. 고령운전자 교통사고가 전체 교통사고에서 차지하는 점유율도 지난 2000년 1.2%에서 2009년 5.2%로 급증했다. 고령자 교통사고를 획기적으로 감소시키기 위한 대책 마련이 시급한 상황이다.

 고령운전자들이 가장 불편함을 느끼는 부분은 야간이나 우천 등 전조등이 필요한 상태에서의 시야 확보다. 현대·기아차에서 국내 고령자 245명을 대상으로 차량 이용 시 불편함을 느끼는 항목을 조사한 결과, 야간 주행할 때 마주 오는 차량의 불빛이 불편하다고 지목한 답변이 40.4%로 전체 1위를 차지했다. 이와 함께 비가 올 때 시야 확보가 어렵다는 답변이 35.1%, 야간 헤드램프 조절이 불편하다는 답변이 33.1%로 나타나 고령자를 위한 스마트한 전조등 개발의 당위성을 설명하고 있다.

 전조등 자동 전환으로 야간 시야 확보

 국토해양부와 한국건설교통기술평가원, 한국건설기술연구원이 공동으로 진행하는 교통체계효율화사업 중 하나인 ‘고령운전자 등을 위한 차량의 야간전방 시계향상 시스템 기술 개발’ 과제는 이런 문제를 해결할 수 있는 똑똑한 전조등을 만드는 기술이다. 이 지능형 조명 시스템은 한 마디로 전방에 있는 카메라 센서를 이용해 마주 오는 차량을 파악하고, 자동으로 전조등을 변환하거나 조절하는 것이다. 또한 악천후로 시야가 제한될 때도 자동적으로 최적화된 전조등으로 전환해 사고 위험을 줄인다.

 야간 주행에 있어 전방 시야 확보를 위한 전조등의 역할은 필수적이다. 그러나 운전자의 시야를 확보해주는 주행빔(상향) 전조등이 마주 오는 차량에게는 막대한 부담이 된다. 상대 운전자의 시야에 눈부심 현상을 초래하기 때문이다. 계속적인 눈부심 현상은 눈에 큰 피로를 주며, 심한 경우는 야간 교통사고를 야기시킬 수도 있다. 이러한 이유로 야간 주행 중에 마주 오는 차량이 존재할 때는 변환빔(하향) 전조등을 켜도록 하는 의무 규정이 있으나, 운전자가 일일이 변환시켜야 하는 불편함 때문에 거의 지켜지지 않는 실정이다.

 하지만 이번에 개발된 지능형 조명 시스템을 사용하면 주행빔 전조등으로 인한 불편을 손쉽게 해결할 수 있다. 이 기술의 ‘주행·변환빔 자동 변환 시스템’은 적외선 이미지 센서가 부착된 전방 카메라를 통해 운행 중 전방 차량을 감지하면 저절로 주행빔을 변환빔으로 전환한다. 이는 야간 주행 중 시야 확보에 어려움을 겪는 고령운전자에게 큰 도움이 될 것으로 보인다.

 또 하나의 성과물인 ‘악천후 적응형 조명 자동 변환 시스템’은 우천 조건에서 시야 저하를 막아주는 시스템이다. 연구팀은 우천 시 빛의 산란으로 인한 운전자의 시야 저하를 해결하기 위해 악천후 상황에서의 최적 조명 패턴을 설계·해석하고, 악천후 판단 알고리즘을 주행·변환빔 자동 변환 시스템. 개발해 최적의 조명 패턴을 구현했다. 특히 상대편 차량의 눈부심 방지까지 계산돼 사고 확률을 더욱 낮췄다.

 차량 추적 알고리즘 등 활용 기대

 지능형 조명 시스템을 개발하면서 얻게 된 값진 기술도 있다. 야간 상황에서 일반 카메라는 빛 번짐 현상 등으로 인해 상대 차량에 대한 정보를 획득하는 데 어려움을 겪는 것이 일반적이다. 연구팀은 이 문제점을 광대역 CMOS 이미지 센서를 사용해 해결, 전방 카메라를 이용해 악조건에서도 차량을 인식하는 데 성공했다.

 한편 마주 오는 차와 선행차를 검출·추적하는 알고리즘 개발도 중요한 성과 중 하나로 꼽힌다. 지능형 조명 시스템은 상대 차량의 특징을 추출하기 위해 먼저 카메라를 통해 입력된 전방 영상의 노이즈를 제거하고, 적응적 임계값 처리를 통해 불빛 정보를 추출한다. 연구팀은 이렇게 추출된 정보를 통해 차량의 특징인 형태와 크기, 이동 궤적 정보 등 전방의 차량을 추적하는 알고리즘을 구현해냈다.

 결과적으로 이 모든 것들이 종합된 지능형 조명 시스템은 향후 야간 및 악천우 시의 교통사고를 방지하는 데 큰 역할을 할 것으로 예상된다. 또한 이번 과제를 통해 확보된 카메라 센서 기술과 차량 추적 알고리즘이 지능형 차량 충돌방지 시스템 등에 활용되면 더욱 안전한 교통 시스템을 만드는 데 기여할 수 있을 것으로 전망된다.

 /건설교통기술평가원 성과

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