• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.213-224
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• 2009

현재 교통사고의 원인은 차량 결함보다 운전자의 과실에 의한 것이 더 높은 사고 원인으로 나타나고 있다. 이를 해결하기 위하여 운전자의 신체적 상태를 관찰, 분석하여 현재 상태를 추정 및 경고해 줄 수 있는 시스템이 필요하다. 이러한 운전자 상태 추정 시스템을 개발하기 위하여, 본 논문에서는 실시간 비전 시스템을 사용하여 운전자 두 눈동자의 중심점과 크기, 입의 양 끝 모서리 점을 추적하여 얻어진 정보들을 기본적으로 이용한다. 움직임의 추적을 위해 얼굴인식이 필요하며, 인식은 YUV 컬러 공간에서 눈과 입, 얼굴의 색상 정보를 통계학적 방법에 기초하여 설계하고, 얼굴의 기하학적 모델에 의해 이루어진다. 이 시스템을 이용함으로써 운전자의 움직임에 의한 모든 회전 방향을 구분하고, 눈과 입이 차단되는 현상을 차단 모델에 의해 검출할 수 있다. 또한 눈이 감기거나 떠진 상태를 검출하여, 눈의 3차원 시선을 복원한다. 부주의한 운전과 졸음운전을 각각 정의하고 눈동자의 크기 변화 등에 의해 구분하며, 내장형 PC를 기반으로 카메라 시스템, 영상 데이터 처리 장치 및 상태 추정 알고리즘을 구현한 실험 시스템을 구현하여 제안된 신체 상태 추정 방법의 타당성과 성능을 검토한다.

• 디지털융복합연구
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• 제19권12호
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• pp.457-462
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• 2021

우리나라 지형의 특성상 산지가 많아 고속도로 직선화 건설 시에는 터널 설치가 필수적인 요소이다. "2019년도 도로 교량 및 터널 현황조서" 통계에 따르면 터널은 2,682개소이고 2,077km로 전체 도로연장의 1.9%를 차지하고 있으며 10년 전에 비해 1,300개소로 94% 증가하고 있다. 국내외 연구에 따르면 고속도로 설치된 1Km이상 되는 장대터널들은 좁고 어두운 조명과 단조로운 벽면 디자인으로 인해 운전자로 하여금 집중력 저하 및 지루함을 느끼게 하여 피로와 졸음이 쉽게 발생한다. 이에 한국도로공사에서는 2020년까지 3Km 이상 터널 10곳을 대상으로 주의력 높이는 디자인 조명을 설치하였다. 본 연구는 터널 내부에서 발생할 수 있는 사고의 위험성을 개선하고자 한국고속도로에서 설치된 터널 내 LED 경관 조명 디자인을 유형별로 특징을 비교 분석하였다. 연구 결과를 바탕으로 향후 터널 내 LED 경관 조명 설치 시 운전자로 하여금 주행 안정성 확보와 피로와 졸음사고를 낮출 수 있는 효과적인 설치를 위한 기초자료 제공의 목적으로 한다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제20권3호
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• pp.323-329
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• 1999

본 연구에서는 피부전기활동을 이용한 졸음 검출시 발생되는 동잡음 제거법을 제안하였다. 운전 조작시 발생하는 동잡음을 제거할 수 없는 기존의 핸들형 전극의 문제점을 해결하기 위하여 두 종류의 손목형 전극을 개발하였으며, 세 종류의 전극을 비교 실험한 결과, type I 전극을 개선한 손목형 전극 II가 동잡음 제거에 가장 효과적이었다. 가상 운전 실험을 통하여 동잡음 판별기준(IRI$\leq$10과 1.1$\leq$dNz)을 설정하고 이 기준을 동시에 만족하는 경우의 Nz값을 동잡음 발생이전의 Nz값으로서 치환하는 동잡음 제거 알고리즘을 개발하였다. 가상 및 도로 주행 실험결과 제안된 알고리즘은 동잡을 성공적으로 제거할 수 있었으며, 본 연구에서 제안된 알고리즘의 개선된 전극을 이용하여 구현된 시스템은 동일한 영향을 받지 않고 각성상태를 정확히 측정할 수 있음을 확인하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제8권6호
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• pp.905-910
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• 2022

졸음운전은 교통사고 발생률을 높이고 사망사고로 이어지기 때문에 많은 사회적 관심이 필요하다. 졸음운전으로 인한 사고 건수는 매년 증가하고 있다. 따라서 전 세계적으로 이 문제를 해결하기 위해 다양한 생체신호 측정을 위한 연구가 수행되고 있다. 본 논문에서는 그 중에 비접촉 방식의 생체신호 분석에 중점을 두고 있다. 주행중인 차량에서는 엔진, 타이어, 차체 진동 등 다양한 노이즈가 발생한다. 압전센서로 주행중인 차량에서 운전자의 심박수와 호흡수를 측정하기 위해 차량 진동을 완충할 수 있는 센서 플레이트를 설계했고 차량에서 발생하는 노이즈를 줄일 수 있었다. 또한 압전센서의 신호 기반 CNN-LSTM 앙상블 학습 기법으로 모델을 추출하여 운전자가 수면중인지 아닌지 분류하는 시스템을 개발했다. 수면 상태를 학습시키기 위해 30초마다 피험자의 생체 신호를 획득하였고, 797개의 데이터를 비교 분석하였다.

• 자동차안전학회지
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• 제8권1호
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• pp.13-18
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• 2016

More than 80 percent of traffic accidents related with lane departure believed to be the result of crossing the lane due to either negligence or drowsiness of the driver. Lane-departure related accident in the highway usually involve high fatality. Even though LDWS is believed to prevent accident 25% and reduce fatalities by 15% respectively, its effectiveness in performance is yet to be confirmed in many aspects. In this study, the vehicle lateral locations relative to warning zone envelop (earliest and latest warning zone) defined in ISO standard, ECE and NHTSA regulations are compared with respect to various factors including delays, vehicle speed and vehicle heading angle with respect to the lane. Since LDWS is designed to be activated at the speed over 60 km/h, vehicle speed range for the study is set to be from 60 to 100 km/h. The vehicle heading angle (yaw angle) is set to be up to 5 degree away from the lane (abrupt lane change) considering standard for lane change test using double lane-change test specification. The TLC is calculated using factors like vehicle speed, yaw angle and reaction time. In addition, the effect of vehicle type and reaction time have been considered to assess LDWS safety.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권8C호
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• pp.711-720
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• 2012

본 논문에서는 운전자 졸음 인식 시스템의 구현 방법과 그에 따른 결과를 소개한다. 영상 입력 장치로는 시중에 판매되는 웹캠 카메라를 사용하였다. 얼굴 검출 방법으로는 Haar 변환 기법을 이용하였으며, 다양한 조명 환경에 강건하게 적응하도록 조명정규화를 수행하였다. 조명정규화를 거친 얼굴 영상은 특징값 추출에 용이하다. 조명정규화를 통한 눈 후보영역은 인체측정학 정보를 이용하여 후보 영역을 줄인 이후에 PCA와 Circle Mask의 혼합 모델을 적용했다. 위 방법을 통해 차량 내부의 복잡한 조명 환경 속에서 강건히 눈 영역을 추출한다. 검출된 눈 영역은 고해상도의 조명 정규화 영상과 간단한 연산을 통하여 졸음 여부를 판별한다. 졸음 상태가 1단계로 판단 될 경우에는 통합 모니터링 인터페이스에서 운전자에게 경고음을 울리며 2단계일 경우에는 CAN(Controller Area Network)를 통하여 안전벨트를 진동하게 함으로써 운전자에게 경고를 준다. 본 논문에서 제안하는 졸음 인식 시스템은 낮은 계산 복잡도를 만족하는 동시에 높은 인식률을 보여준다. 실험 결과 차량 내에서 97%의 인식률이 나타났다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권7C호
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• pp.565-575
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• 2012

현대인의 생활에 가장 큰 비중을 차지하는 자동차에도 스마트 기능의 탑재가 요구되는 실정에서 여러 가지 스마트 기기 및 스마트 방법에 대한 개발이 이루어지고 있다. 본 논문에서는 이러한 스마트 자동차 중에서도 안전관리 시스템의 주요 핵심 사항인 음주 및 졸음 제어를 위한 시스템 개발의 일환으로, 음주를 하게 될 경우 자동차의 시동이 자동으로 걸리지 않도록 하는 시스템을 개발하고자 한다. 이를 위해 영상처리를 통해 운전석의 운전자의 안면 색을 분석하여 음주 여부를 확인하는 방법을 제안하고자 한다. 특히 본 논문에서 개발한 음주 여부 판단 시스템은 음주를 하기 전의 얼굴 영상을 필요로 하지 않고 오로지 음주 후에만 독특하게 나타나는 얼굴의 색상 변화만을 대상으로 음주 여부를 판단 할 수 있는 방법인고로 실제 음주제어를 중심으로 한 스마트 자동차 안전 제어 시스템에 효과적으로 적용가능하리라 여겨진다. 실험은 30명을 대상으로 행해졌으며 이들을 대상으로 음주 후에 나타나는 얼굴색의 변화를 분석하였다. 끝으로 실험을 통해 도출된 결과의 통계적 유의성을 분석하고 제안한 방법의 유용성을 입증하고자 한다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제18권4호
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• pp.491-498
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• 1997

본 연구에서는 졸음운전 방지를 위한 방법으로 기존의 3단계 경고음법과 fuzzy logic을 이용한 가성도 측정 및 제어법을 시뮬레이션으로 비교 및 분석하였다. 각성상태를 제어하는 방법으로 사용되었던 기존의 각성제어지표는 실 차에는 사용될 경우 효과적이지 못하므로 각성상태에 따른 영역별 Nz와 IRI의 상관분포도를 분석하여 기존의 각성제어지표를 수정하였다. Fuzzy 추론으로는 Sugeno의 방법을 사용하였고 멤버쉽함수와 제어규칙 베이스는 수정된 각성제어지표로부터 결정하였다. 시뮬레이션 결과 60이하의 IRI가 발생되는 경우, Nz의 변화에 따라 두 제어방법 모두 small, medium, big의 경고음이 발생되었으나 3단계 경고음법은 다음 단계의 발생영역이 될 때까지 같은 출력만을 발생한다. 그러나 퍼지추론의 출력은 피검자의 각성수준의 변화에 잘 추종하여 변화되었으므로 3단계 경고음법의 문제점을 해겨할 수 있었고 더욱이 퍼지 추론의 출력과 Nz와의 상관계수(r=0.99)가 매우 높았으므로, 실제 운전시 퍼지추론 방법을 이용한 각성도 평가 및 제어에 적용할 경우 3단계 경고음법 보다 효과적일 것으로 기대된다.