일본산업뉴스요약

운전자의 졸음 방지, 파나소닉 신기술
무자각의 얕은 졸음 감지, 졸음이 밀려올 시간 예측

운전 중에 졸음이 오면 정말 곤란한 상황에 빠진다. 정체에 걸리거나 차 안이 따뜻할 때는 계속적으로 졸음이 밀려오는 경험이 있을 것이다. 이러한 졸음 운전이 안고 있는 문제에 파나소닉이 전면 대응에 나섰다. 자각이 없는 아주 미세한 졸음을 감지하거나 앞으로 졸음이 언제 올지를 예측하여 각성 상태를 유지하는 졸음제어기술을 개발하였다. 기존의 방법과 비교하여 운전자의 쾌적함을 높일 수 있는 배려도 추가되었다. 2017년 10월부터 샘플 출하를 시작하고 있다.

단조로운 고속도로를 계속 달리고 있으면 싫든 좋든 눈꺼풀이 무거워진다. ‘레벨3’의 자율주행의 경우는 주위를 감시할 필요가 없는 ‘아이즈프리’ 상태이기 때문에 졸음에 더 취약하다. 그러나 운전자에게 운전 주도권이 넘어갈 때도 있기 때문에 졸음을 깨게 하는 기술은 필수다.

졸음제어기술을 개발한 파나소닉 오토모티브&인터스트리얼 시스템즈의 구스카메(楠亀) 씨는 “졸린 사람을 깨우는 기술은 상당히 난이도가 높다. 그렇기 때문에 각성 상태를 유지하는 것이 중요하다”라고 말한다.

운전자의 졸음을 감지하는 기술 자체는 흔하다. 그러나 각성이 어려울 정도의 깊은 잠에 빠지지 않는 한 감지할 수 없는 것이 대부분이다. 이번에 파나소닉이 개발한 기술은 본인이 자각하지 못할 정도의 얕은 졸음을 감지할 수 있다고 한다. 또한 15분 후에 ‘졸음 레벨’이 어떻게 추이하는지도 예측할 수 있다. 예측 결과를 바탕으로 공조를 자동으로 제어하여 졸음이 쉽게 오지 않는 환경으로 만든다.

졸음 감지에 사용하는 것은 카메라 화상을 통한 화상 인식이다. 예를 들면, 눈의 윤곽을 추출하여 눈꺼풀의 열림 정도를 보고 눈 깜박거림의 시간 변화를 조사한다. 졸음이 가중된 상태에서는 위 눈꺼풀이 내려가기 때문에 눈 깜박거림의 진폭은 좁고, 눈 깜박거림의 속도는 늦어진다는 특징을 알 수 있다.

지금까지 수집한 졸음과 눈 깜박거림, 표정 등에 관한 계측 결과를 데이터 베이스화하여 약 1,800개의 파라미터와 졸음의 관계를 분석하였다. 눈 깜박거림만 약 60개의 파라미터가 있다고 한다.

또한 오하라기념노동과학연구소(도쿄)와의 공동 연구에서 얻은 졸린 표정에 대한 분석 결과를 바탕으로 졸음 레벨을 추정하는 AI를 개발하였다. 이를 통해 약간 졸림 듯한 느낌의 얕은 레벨의 졸음을 비접촉 고정밀도로 감지할 수 있게 되었다. AI 학습에는 7만 프레임의 데이터를 사용하였다. 졸음 레벨의 정답률은 83% 정도라고 한다.

졸음의 추이 예측에 이용되는 것은 적외선 센서에 의한 인체의 방열량과 조도 센서에 의한 주위의 밝기 정도다.

적외선 센서의 경우는 비접촉으로 인체의 방열량을 측정한다. 춥다고 느낄 때, 즉 방열량이 많은 상태에서는 졸음이 진행되기 어렵다. 이와 같은 인체의 방열량과 소정시간 경과 후의 졸음에 관계가 있다는 것을 지바대학과의 공동연구에서 밝혔다. 자동차 실내의 밝기가 시간 경과 후의 졸음에 미치는 영향에 대해서도 조사하고 있다.

파악한 졸음 레벨에 따라 온도∙풍량 등을 제어하여 각성 상태를 유지하기 쉽도록 한다. 소리나 진동에 따라 강제적으로 발생시키는 기존의 방법은 때로는 운전자에게 불쾌한 기분을 준다. 공조를 사용하여 넌지시 각성시킴으로써 “운전자의 쾌적함을 높일 수 있다”(구스카메 씨).

공조를 강하게 틀면 졸음을 쫓기는 쉽다. 그러나 실내를 너무 차갑게 하면 쾌적함이 떨어진다. 그래서 파나소닉은 적외선 센서를 사용하여 ‘온냉감’을 추정하는 기술을 개발하였다.

온냉감이라는 것은 대략적으로 방열량이 많을수록 사람은 춥게 느끼고 발열량이 적을수록 덥게 느끼는 것을 말한다. 예를 들면, 옷을 얇게 입으면 옷 표면의 온도는 높고 발열량이 많기 때문에 본인은 춥게(시원하게) 느낀다.

나라여자대학과의 공동연구에 의해 방열량을 측정할 때에 사용한 적외선 센서의 정보에서 온냉감을 추정할 수 있도록 하였다.

기존의 온냉감 추정에는 복수의 열전대를 몸에 장착하는 등의 방법으로 피부 온도를 조사하여 방열량을 산출하는 방법이 채용되었다.

온냉감을 추정하여 쾌적하게 냉방하는 기술은 이미 파나소닉이 15년 10월에 발매한 가정용 룸에어컨에 탑재되어 있다. 실적이 있는 기술을 이번에 차량탑재용으로 전개하였다.

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