Abstract
Aggressive driving is a major cause of car accidents. Previous studies have mainly analyzed young driver's aggressive driving tendency, yet they were only done through pure clustering or classification technique of machine learning. However, since elderly people have different driving habits due to their fragile physical conditions, it is necessary to develop a new method such as enhancing the characteristics of driving data to properly analyze aggressive driving of elderly drivers. In this study, acceleration data collected from a smartphone of a driving vehicle is analyzed by a newly proposed ECA(Enhanced Clustering method for Acceleration data) technique, coupled with a conventional clustering technique (K-means Clustering, Expectation-maximization algorithm). ECA selects high-intensity data among the data of the cluster group detected through K-means and EM in all of the subjects' data and models the characteristic data through the scaled value. Using this method, the aggressive driving data of all youth and elderly experiment participants were collected, unlike the pure clustering method. We further found that the K-means clustering has higher detection efficiency than EM method. Also, the results of K-means clustering demonstrate that a young driver has a driving strength 1.29 times higher than that of an elderly driver. In conclusion, the proposed method of our research is able to detect aggressive driving maneuvers from data of the elderly having low operating intensity. The proposed method is able to construct a customized safe driving system for the elderly driver. In the future, it will be possible to detect abnormal driving conditions and to use the collected data for early warning to drivers.
공격적인 성향의 운전은 자동차 사고의 주요한 원인이 된다. 기존 연구에서는 공격적 성향의 운전을 검출하기 위해, 주로 청년을 대상으로 연구가 이뤄졌으며 기계학습의 순수한 Clustering 또는 Classification 기법을 통해 이뤄졌다. 그러나 노인들은 취약한 신체적 조건에 의해 젊은 운전자와는 다른 운전 강도를 가지고 있어 기존의 방식으로는 검출이 불가능 하며, 데이터를 보정하는 등의 새로운 방법이 필요하다. 그리하여, 본 연구에서는 기존의 클러스터링 기법(K-means, Expectation - maximization algorithm)에, 새롭게 제안하는 ECA(Enhanced Clustering method for Acceleration data)기법을 추가하여, 주행 차량에 위치한 스마트폰으로부터 수집된 가속도 데이터를 분석하고 공격적인 운전 형태를 검출해 낸다. ECA는 모든 피험자의 데이터에서 K-means와 EM을 통해 검출된 군집군의 데이터 중 높은 강도의 데이터를 선별하여, 특징을 스케일링한 값을 통해 모델링한다. 본 방식을 통해 기존의 연구의 순수한 클러스터링 방식과는 달리, 모든 청장년 및 노인 실험 참가자 개인들의 공격적인 운전 데이터가 검출되었으며, 클러스터링 기법간의 비교를 통해 K-means 기법이 보다 높은 검출 효율을 갖고 있음을 확인했다. 또한, K-means 방식을 검출한 공격적인 운전 데이터에서는 젊은 운전자가 노인운전자에 비해 1.29배의 높은 운전 강도를 가지고 있음을 발견했다. 이와 같이 본 연구에서 제안된 방식은 낮은 운전 강도를 갖고 있는 노인의 데이터에서 공격적인 운전을 검출 가능하게 되었으며, 특히. 제안된 방법은 노인 운전자를 위한 맞춤형 안전운전 시스템을 구축이 가능하며, 추후 다양한 연구을 통해 이상 운전 상태를 검출하고 조기 경보하는데 활용이 가능할 것이다.
