차량인간공학실험실
자동차융합대학 양지현
차량인간공학실험실(HuVA)은 국민대학교 자동차공학과에 소속된 인간공학 및 모빌리티 융합 연구실로, 인간-차량 상호작용(HVI) 분야에서 국내외적으로 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 본 실험실은 운전자와 차량 간의 복합적인 상호작용을 심층적으로 분석하여, 인간 중심의 안전하고 편리한 미래 모빌리티 환경을 구현하는 것을 목표로 하고 있습니다.
연구실의 주요 연구 주제는 인간-차량 상호작용, 운전자 행동 및 감정 분석, 자율주행차 HMI(Human-Machine Interface) 설계, 능동 안전 시스템, 차량 시뮬레이터 기반 실험 등입니다. 운전자의 인지, 행동, 감정 상태를 정밀하게 측정하고, 이를 차량 제어 및 인터페이스 설계에 반영함으로써, 자율주행차 및 스마트카의 안전성과 사용자 경험을 극대화하는 연구를 진행하고 있습니다.
특히, 실차 캐빈을 활용한 Full Scale 차량 시뮬레이터와 다양한 생체 신호 측정 장비를 통해, 실제 도로 환경을 모사한 다양한 주행 시나리오에서 운전자의 반응과 행동을 체계적으로 분석합니다. 이를 바탕으로 운전자 피로, 졸음, 부주의, 감정 변화 등 운전자 상태에 따른 맞춤형 경고 및 지원 시스템을 개발하고, 자율주행차의 제어권 이양, 긴급 상황 대응, 신뢰성 평가 등 미래 모빌리티의 핵심 이슈를 선도적으로 연구하고 있습니다.
또한, 현대자동차, 현대모비스, 국방과학연구소 등 국내외 유수의 산업체 및 연구기관과의 산학협력, 국제공동연구, 특허 및 논문 발표 등 다양한 연구 성과를 창출하고 있습니다. 연구실은 AI, 빅데이터, 디지털 헬스케어 등 첨단 기술을 융합하여, 미래형 스마트 모빌리티, 군사 및 항공 시스템, 디지털 헬스케어 차량 등 다양한 분야에 연구 결과를 적용하고 있습니다.
차량인간공학실험실은 앞으로도 인간 중심의 안전하고 신뢰할 수 있는 미래 모빌리티 실현을 위해, 인간-차량 상호작용, 자율주행, 능동 안전 시스템 등 다양한 융합 연구를 지속적으로 추진할 계획입니다. 이를 통해 사회적 안전, 산업 경쟁력, 사용자 경험 향상에 기여하는 글로벌 리더 연구실로 성장하고자 합니다.
Autonomous Driving UX Guidelines
Driver Emotion Recognition
Intelligent Driving Modes
인간-차량 상호작용(Human-Vehicle Interaction, HVI)
인간-차량 상호작용(HVI)은 기존의 공학적 접근만으로는 해결할 수 없는 운전자와 차량 간의 복합적인 상호작용 문제를 다루는 융합 연구 분야입니다. 이 연구는 운전자의 인지, 행동, 감정 상태 등 인간 중심의 요소와 차량의 자동화, 제어 시스템, 인터페이스 설계 등 공학적 요소를 통합적으로 고려하여, 더욱 안전하고 효율적인 운전 환경을 구현하는 것을 목표로 합니다.
본 연구실에서는 운전자 행동 분석, 운전자 감정 인식, 운전자와 차량 간의 실시간 상호작용 모델링 등 다양한 연구를 수행하고 있습니다. 예를 들어, 운전 중 발생하는 다양한 상황에서 운전자의 생체 신호, 시선 데이터, 행동 패턴 등을 수집·분석하여, 운전자의 상태를 정확하게 파악하고 이에 맞는 차량 제어 및 경고 시스템을 개발합니다. 또한, 자율주행 환경에서의 운전자-차량 상호작용, HMI(Human-Machine Interface) 설계, 운전자 피로 및 부주의 감지 등도 주요 연구 주제입니다.
이러한 연구는 자율주행차, 스마트카, 군사 및 항공 시스템 등 다양한 미래 모빌리티 분야에 적용될 수 있으며, 인간 중심의 안전성과 사용자 경험을 극대화하는 데 큰 기여를 하고 있습니다. 앞으로도 인간과 기계가 조화롭게 협력할 수 있는 미래형 운송 시스템 개발을 위해, 인간-차량 상호작용 연구의 중요성은 더욱 커질 것입니다.
차량 시뮬레이터 및 운전자 행동 분석
차량 시뮬레이터를 활용한 운전자 행동 분석은 실제 도로 환경을 모사한 가상 공간에서 운전자의 다양한 반응과 행동을 정밀하게 측정·분석하는 연구입니다. 본 실험실은 실차 캐빈을 사용한 Full Scale 차량 시뮬레이터를 구축하여, 자율주행 및 수동운행 환경을 모두 구현할 수 있습니다. 이를 통해 운전자의 주행 데이터, 생체 신호, 시선 추적 데이터 등을 실시간으로 취득하고, 다양한 주행 시나리오에서 운전자의 인지 및 행동 특성을 체계적으로 연구합니다.
이 연구는 악천후, 돌발 상황, 자율주행 해제 등 실제 도로에서 발생할 수 있는 다양한 위험 상황을 시뮬레이션하여, 운전자의 반응 시간, 회피 행동, 감정 변화 등을 정량적으로 분석합니다. 또한, 운전자 피로, 졸음, 부주의, 감정 상태 등 운전자의 상태 변화를 생체 신호(EEG, EDA 등)와 연계하여 분석함으로써, 운전자 지원 시스템(ADAS), 경고 시스템, 감정 인식 기반 인터페이스 등 실질적인 차량 안전 기술 개발에 기여하고 있습니다.
이러한 시뮬레이터 기반 연구는 실제 도로 실험에 비해 안전하고 반복 가능한 환경을 제공하며, 다양한 조건과 변수에 대한 체계적인 실험 설계가 가능합니다. 앞으로도 차량 시뮬레이터와 운전자 행동 분석 기술은 자율주행차, 스마트 모빌리티, 미래 교통 시스템의 안전성 및 사용자 경험 향상에 핵심적인 역할을 할 것입니다.
자율주행 및 능동 안전 시스템 연구
자율주행 및 능동 안전 시스템 연구는 미래 모빌리티 환경에서 운전자와 차량의 안전을 극대화하기 위한 핵심 기술 개발을 목표로 합니다. 본 연구실은 자율주행차의 HMI(Human-Machine Interface) 설계, 제어권 전환 시나리오, 운전자 인지 및 행동 예측, 능동 안전 시스템(Active Safety System) 개발 등 다양한 주제를 다루고 있습니다.
특히, 자율주행 레벨 3~4 단계에서 운전자와 차량 간의 제어권 이양, 긴급 상황 대응, 운전자 신뢰 및 수용성 평가 등은 매우 중요한 연구 분야입니다. 이를 위해 운전자와 차량의 실시간 상호작용 데이터를 분석하고, 운전자 상태에 따라 맞춤형 경고 및 제어 전략을 제시합니다. 또한, AEBS(긴급제동 시스템), 운전자 감정 인식, 피로 및 부주의 감지, 멀미 저감 기술 등 다양한 능동 안전 시스템을 개발하여, 실제 차량에 적용 가능한 솔루션을 제시하고 있습니다.
이러한 연구는 산업계와의 산학협력, 국제 공동연구, 특허 출원 등 다양한 형태로 실질적인 성과를 창출하고 있으며, 미래형 스마트카, 자율주행차, 군사 및 항공 시스템 등 다양한 분야에 적용될 수 있습니다. 앞으로도 자율주행 및 능동 안전 시스템 연구는 인간 중심의 안전하고 신뢰할 수 있는 미래 모빌리티 실현에 중요한 역할을 할 것입니다.
1
Human-Centric Validation Framework for Monitoring Systems Embedded in Partially Automated Vehicles
M. Lee, C. Ahn, J. Yang*
International Journal of Automotive Technology. SCIE., 1970
2
Evaluation of display configuration and seat orientation considering various automated driving situations by using a vehicle simulator
S. Hong, S. Kim, B. Gong, S. Choi, J. Yang*
International Journal of Automotive Technology, May 2024. SCIE., 2024
3
Driver Behavior Analysis in Simulated Jaywalking and Accident Prediction Using Machine Learning Algorithms
M. Lee, J. Choi, S. Kim, J. Yang*
International Journal of Automotive Technology, April 2024. SCIE., 2024
1
승객 맞춤형 컴포트 제공을 위한 능동형 시트 조절 시스템 연구
2
Child UX를 고려한 가변 모듈형 내부 공간 활용 시나리오
3
미래모빌리티 환경을 고려한 가변 모듈형 내부 공간 활용 시나리오