KR102376448B1 - 가상 현실 기반 hitl 실험 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실제 도로 데이터를 참고한 노드 기반의 도로망을 중심으로 구축한 가상환경내에서 피험자의 이동을 위한 주행, 보행 및 물체와의 상호작용 환경을 활용하여 광역 소개 시 주민의 인지적 특성이 반영된 행위자 기반 모델 개발을 위한 가상 현실 기반 HITL 실험 장치 및 방법에 관한 것으로, 실외환경, 실내환경, 도로환경, 피험자환경, 가상행위자로 구분하여 시나리오 구현을 위한 가상 배경 환경을 구축하고, 구축한 가상환경내에서 피험자의 이동을 위한 주행, 보행 및 물체와의 상호작용 환경을 반영하여 피험자의 행동 관찰 및 데이터 추출을 수행하는 시뮬레이션 구현 처리부;시뮬레이션 구현 처리부에 의한 시나리오의 단계적 진행에 따라 피험자 및 실험자가 VR 시뮬레이션을 확인 및 조작하는 것을 지원하는 시뮬레이션 구현 지원부;를 포함하는 것이다.
Description
본 발명은 가상 현실 시뮬레이션 기술에 관한 것으로, 구체적으로 실제 도로 데이터를 참고한 노드 기반의 도로망을 중심으로 구축한 가상환경내에서 피험자의 이동을 위한 주행, 보행 및 물체와의 상호작용 환경을 활용하여 효율적인 행동 데이터 추출 및 정량화가 가능하도록 한 가상 현실 기반 HITL 실험 장치 및 방법에 관한 것이다.
대한민국의 방사선 사고 비상대응계획은 중앙 정부에서 지자체로 이어지는 큰 틀의 체계로 구성되어 유관 기관들의 신속한 대응이 가능하도록 지침을 마련하고 있다.
이와 같은 주민보호조치 전략의 실효적인 수립 및 이행을 위해 예방적 차원의 주민소개시간 즉, 소개예상시간(Evacuation Time Estimation, ETE) 사전 평가는 필수적인 부분으로 국내의 원자력 사업자는 방사선비상계획구역(Emergency Planning Zone, EPZ)에 대해 주민소개시간을 평가하여야 한다.
국내 원전에 대한 ETE 평가의 상세한 기준은 없으나 고리원전의 경우, 미국규제지침(NUREG/CR-7002)을 적용하여 각 구역 및 거리별로 상주 주민과 일시 거주 주민에 대한 적절한 보호조치(대피 및 소개 등)에 소요되는 시간을 산정한다.
ETE 평가는 소개시간 산정뿐만 아니라 주민보호조치 전략의 유효성 판단을 위해 활용될 수 있으며, 미국의 경우, 기존 ETE 평가 내용을 활용하여 시나리오별 소개/옥내 대피 등의 전략에 대해 위험도를 평가함으로써 효과적인 주민보호조치에 대한 기술적 근간을 확보하고 있다.
ETE 평가 시, 소개 상황에 관한 주민 사회행동 특성 분석의 경우, 인간 행동의 불확실성으로 인하여 여러가지 방법을 도입하고 있다.
일본에서는 시나리오 설정을 위한 데이터 중 조건을 변화시키고 영향의 정도를 검토하는 항목(소개 준비시간, 배경교통, 자주 소개의 비율 등)에 대해 '상정이 필요한 데이터'로 설정하여 관련 지방공공단체의 ETE 실시담당자가 시나리오마다 협의를 진행 및 검토하도록 제시하고 있다.
국내의 한 연구(이장희(2016))에서는 고리원전의 EPZ에 대한 주민소개시간 분석을 위해 EPZ 주민 및 비거주 주민 1,036명을 대상으로 설문조사를 이용하여 주민의 행동에 대한 성향을 파악하고 소개시간 산정에 필요한 정보를 정립하였다. 국내의 이전 연구에서는 조사 대상을 EPZ로 한정하여 전화 및 면접 조사를 실시하였지만, 해당 연구에서는 조사 대상을 부산광역시 전역의 시민으로 확장하여 폭 넓은 설문결과를 도출하였으며 설문지 내용은 기존 연구보고서를 참고로 교통수단, 의사 결정 시간 등의 요소를 추가하여 구성하였다. 설문조사 결과, EPZ 내외 주민간의 소개준비시간에 약 10~20분 정도의 차이가 있었으며, 자발적 소개대상율은 약 20%에서 최대 40~50% 이상으로 나타나고 있다.
하지만, 스리마일 섬 및 후쿠시마 원자력발전소 사고의 사례를 통해 주민 사회행동 측면에 대한 기존 계획들의 한계가 보고되어 대책 마련의 필요성이 제기되었다. 후쿠시마 사태 시 수차례에 걸친 긴급사태 선언에도 사고에 대한 주민들의 인지도는 매우 낮았으며 원전과의 거리에 따라 사고 발생 사실에 대한 지역별 주민들의 인지도는 약 10%(미나미소마 시, 가와마타 정, 이타테 촌)부터 약 40%(후타바 정, 나라하 정)로 나타나고 있다. 특히 미나미소마 시(후쿠시마 원전에서 14~38 km)에서는 정부 및 도쿄 전력으로부터의 관련 정보 공유가 없는 상황 속에 2011년 3월 15일 옥내 대피 지침이 발표된 이후 해당 구역의 인구가 급격히 감소했으며, 현지의 일부 운송 회사에서는 방사선 피폭이 우려되어 직원이 해당 구역에 들어가는 것을 거부하여 식량 및 의약품과 같은 자원 부족을 악화시킨 사례가 존재한다.
이러한 피해는 정확한 정보의 부재와 주민들 개인의 사회망에 따른 행동 양상을 고려하지 못한 부적절한 대피 명령이 근본적인 원인으로 작용한 것으로, 사람들에게 재난 상황 악화에 대한 두려움과 공포를 불러 일으켜 옥내 대피 구역의 인구들이 대규모로 자발적 소개에 나서면서 무질서한 인구 이동이 초래된 것으로 파악되고 있다.
따라서, 실제 재난 사례와 비교하였을 때 주민소개시간 평가 과정 중 설문조사를 통한 사회행동 특성 분석 및 소개에 따른 평균시간 도출 방식은 그 범위나 깊이에 한계가 존재함을 알 수 있으며, 현 상황을 개선하기 위해서는 무엇보다 재난 상황에서의 소개자 개인의 특성과 상황을 고려한 보호조치 연구의 필요성이 있다.
그럼에도 불구하고 기존 재난 사례를 통해 수집된 자료 중 주민 개개인에 대한 미시적 수준을 다룬 자료는 미미하며, 방사선 비상 상황은 실제로 구현할 수 없는 실험 환경이기에 비교적 최근까지도 ETE 평가를 비롯하여 방사선 사고 비상대응계획 수립에 있어 소개 행동과 관련된 실증적인 자료들이 반영되지 못하고 있다.
현재는 방사선 비상과 유사한 화재, 허리케인과 같은 위험한 상황에서의 인간 행동을 분석한 최근의 연구들이 비약적으로 발전된 가상 현실(Virtual Reality, VR) 기술의 도움을 받아 인간 참여형(Human-in-the-loop, HITL) 실험 시스템을 개발하여 실험 환경의 제약을 극복하고 있는 추세이다.
이와 같이, 시스템 공학적인 관점에서 방사능 재난 소개 시스템을 바라보고, 선진 정보 통신 기술을 이용하여 인간의 물리적-인지적 능력에 따른 소개 거동을 시험하기 위한 기반을 만들고자 하는 노력이 계속되고 있다.
특히, 광역 비상 소개 시뮬레이션 개발을 위한 정량적인 행동 데이터 수집의 필요성이 대두되고 있고, 광역 비상시 소개자의 개인별 인지적 행동 특성 분석을 위한 인간 참여형 통합 실험 시스템의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 종래 기술의 소개예상시간 평가 시 주민 사회행동 분석 측면의 한계점을 해결하기 위한 것으로, 실제 도로 데이터를 참고한 노드 기반의 도로망을 기반으로 구축한 가상환경내에서 피험자의 이동을 위한 주행, 보행 및 물체와의 상호작용 환경을 반영하여 효율적인 행동 데이터 추출 및 정량화가 가능하도록 한 가상 현실 기반 HITL 실험 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 실외환경, 실내환경, 도로환경, 피험자환경, 가상행위자로 구분하여 시나리오 구현을 위한 가상 배경 환경을 구축하고, 구축된 가상환경을 배경으로 VR 시뮬레이션이 실행될 수 있는 시나리오를 설정하여 방사선 비상시 소개자의 사실적인 행동 관찰이 가능하도록 한 가상 현실 기반 HITL 실험 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 비상 상황의 가정에 따른 다양한 시나리오 구성을 위한 단계별 세부 요소 설정으로 방사선 비상시 소개자에 대한 행위자 기반의 모델 개발을 위한 사실적인 데이터 수집이 가능하도록 한 가상 현실 기반 HITL 실험 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상호작용한 물체의 리스트, 물체에 따른 가상 환경에서의 준비(누적 소요) 시간 및 실제 환경에서의 소요 시간, 선택한 목적지, 거쳐간 Node 사이의 이동 시간 및 실제 환경에서의 소요 시간 등의 시나리오의 단계적 진행에 따른 피험자별 실험 결과를 수집하여 출력 및 활용하는 것에 의해 실제 상황과 가장 유사한 실험이 가능하도록 한 가상 현실 기반 HITL 실험 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 가상의 소개 환경을 사실적으로 모사하여 경보가 발령된 후 주민이 소개에 응하는데 걸리는 소개준비시간과 소개준비 이후 비상계획구역을 벗어나는데 소요되는 소개이동시간의 합인 주민소개시간을 효율적으로 산출할 수 있도록 한 가상 현실 기반 HITL 실험 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 방사선 사고에 대한 상황 인지 및 행동 결정 간의 상관관계를 중심으로 소개자의 인지적 특성을 비롯한 시나리오 주요 요건을 구체화하고, 그 결과를 바탕으로 VR 시뮬레이션을 위한 대표 시나리오를 구축할 수 있도록 한 가상 현실 기반 HITL 실험 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가상 현실 기반 HITL 실험 장치는 실외환경, 실내환경, 도로환경, 피험자환경, 가상행위자로 구분하여 시나리오 구현을 위한 가상 배경 환경을 구축하고, 구축한 가상환경내에서 피험자의 이동을 위한 주행, 보행 및 물체와의 상호작용 환경을 반영하여 피험자의 행동 관찰 및 데이터 추출을 수행하는 시뮬레이션 구현 처리부;시뮬레이션 구현 처리부에 의한 시나리오의 단계적 진행에 따라 피험자 및 실험자가 VR 시뮬레이션을 확인 및 조작하는 것을 지원하는 시뮬레이션 구현 지원부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 시뮬레이션 구현 처리부는, 비상상황의 가정에 따른 다양한 시나리오 구성을 위한 단계별 세부요소 설정을 하는 시나리오 데이터 입력부와,시나리오 데이터 입력부를 통하여 입력된 시나리오 데이터를 이용하여 시나리오 구현을 위한 가상 배경환경을 구축하고, 구축된 가상환경을 배경으로 VR 시뮬레이션이 실행될 수 있도록 하는 VR 시뮬레이션 구현부와,피험자별 실험결과인 행동데이터를 수집하여 csv 파일 형태로 변환 및 출력하는 행동 데이터 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 시나리오 데이터 입력부는, 피험자의 비상 상황 인지를 위한 시각적, 사회적, 공식적 단서 정보를 입력하는 단서 정보 입력부와,소개 준비 시간 산출을 위한 물체 리스트 및 물체별 소요 시간을 관리하는 상호작용 물체 관리부와,경찰의 지시, 신호등 동작을 포함하는 차량 통제 전략 수립을 위한 교통 시스템 관리부와,비상 시 교통 시스템 준수 여부, 향하는 목적지 관리를 위한 가상행위자 행동 관리부와,비상 시 집결지, 마을 외곽 정보를 관리하는 목적지 노드 관리부와,피험자에게 제공하는 위험 지역의 지도 정보를 관리하는 위험 지역 관리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 VR 시뮬레이션 구현부는, 실외환경, 실내환경, 도로환경, 피험자환경, 가상행위자로 구분하여 시나리오 구현을 위한 가상 배경 환경을 구축하는 가상 환경 구축부와,가상 환경 구축부에서 구축한 가상환경내에서 피험자의 이동을 위한 주행, 보행 및 물체와의 상호작용 환경을 반영하여 VR 시뮬레이션이 실행될 수 있는 시나리오를 관리하는 시나리오 관리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 가상 환경 구축부는, 시나리오 대상 지역의 GIS 데이터 기반 3D 마을 및 지형에 관한 실외환경과, 주택 내부에 관한 실내환경과, 실제 도로 데이터를 참고한 Node 기반의 도로망에 관한 도로환경과, 가상환경 내 피험자의 이동을 위한 주행, 보행 및 물체와의 상호작용 환경에 관한 피험자환경과, Node 기반의 행동 알고리즘에 따라 움직이는 차량 및 인간을 포함하는 가상행위자를 구분하여 가상 배경 환경을 구축하는 것을 특징으로 한다.
그리고 행동 데이터 처리부는, 시나리오의 단계적 진행에 따라 피험자별 실험 결과 수집하는 데이터 수집부와,수집한 실험 결과를 csv 파일 형태로 변환하는 데이터 변환부와,소개 여부, 상호작용 물체, 소개 준비 시간에 관한 제 1 csv 파일, 선택/최종 목적지, 소개 이동 시간에 관한 제 2 csv 파일, Node 기반 이동 경로/시간에 관한 제 3 csv 파일을 출력하는 데이터 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 데이터 수집부에서 수집하는 피험자별 실험 결과 데이터는, 상호작용한 물체의 리스트, 물체에 따른 가상 환경에서의 준비 누적 소요 시간 및 실제 환경에서의 소요 시간과,선택한 목적지, 거쳐간 Node 사이의 이동 시간 및 실제 환경에서의 소요 시간에 관한 데이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 데이터 출력부는, 소개 여부에 관한 데이터를 출력하는 제 1 출력부와,상호작용 물체에 관한 데이터를 출력하는 제 2 출력부와,소개 준비 시간에 관한 데이터를 출력하는 제 3 출력부와,선택/최종 목적지에 관한 데이터를 출력하는 제 4 출력부와,소개 이동 시간에 관한 데이터를 출력하는 제 5 출력부와,Node 기반 이동 경로/시간에 관한 데이터를 출력하는 제 6 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 시뮬레이션 구현 지원부는, 실험 시 VR을 피험자에게 시각화하는 HMD 및 실험전 데이터 입력시 VR 확인, 실험시 피험자의 시야를 실험자에게 시각화하는 모니터를 구비하는 VR 제공부와,VR에서의 피험자가 주행 및 보행할 수 있도록 지원하는 행동 측정 조작부와,키보드 및 마우스를 통해 실험자가 VR 제어를 할 수 있도록 지원하는 VR 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 행동 측정 조작부는, 컨트롤러 및 HMD 측정을 위한 센서, 물체와의 상호작용 및 피험자 위치 확인을 위한 컨트롤러, 주행 시 차량 이동에 대한 조작을 위한 드라이빙 휠을 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가상 현실 기반 HITL 실험 방법은 비상상황의 가정에 따른 다양한 시나리오 구성을 위한 단계별 세부요소 설정을 하는 시나리오 데이터 입력 단계;시나리오 데이터 입력 단계를 통하여 입력된 시나리오 데이터를 이용하여 시나리오 구현을 위한 가상 배경환경을 구축하고, 구축된 가상환경을 배경으로 VR 시뮬레이션이 실행될 수 있도록 하는 VR 시뮬레이션 구현 단계;시뮬레이션 구현을 통한 피험자별 실험결과인 행동데이터를 수집하여 csv 파일 형태로 변환 및 출력하는 행동 데이터 처리 단계를 포함하고,실제 도로 데이터를 참고한 노드 기반의 도로망을 기반으로 구축한 가상환경내에서 피험자의 이동을 위한 주행, 보행 및 물체와의 상호작용 환경을 반영하여 피험자의 행동 관찰 및 데이터 추출을 수행하는 것을 특징으로 한다.
그리고 시나리오 데이터 입력 단계는, 피험자의 비상 상황 인지를 위한 시각적, 사회적, 공식적 단서 정보를 입력하는 단서 정보 입력 단계와,소개 준비 시간 산출을 위한 물체 리스트 및 물체별 소요 시간을 관리하는 상호작용 물체 관리 단계와,경찰의 지시, 신호등 동작을 포함하는 차량 통제 전략 수립을 위한 교통 시스템 관리 단계와,비상 시 교통 시스템 준수 여부, 향하는 목적지 관리를 위한 가상행위자 행동 관리 단계와,비상 시 집결지, 마을 외곽 정보를 관리하는 목적지 노드 관리 단계와,피험자에게 제공하는 위험 지역의 지도 정보를 관리하는 위험 지역 관리 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 VR 시뮬레이션 구현 단계는, 실외환경, 실내환경, 도로환경, 피험자환경, 가상행위자로 구분하여 시나리오 구현을 위한 가상 배경 환경을 구축하는 가상 환경 구축 단계와,가상 환경 구축 단계에서 구축한 가상환경내에서 피험자의 이동을 위한 주행, 보행 및 물체와의 상호작용 환경을 반영하여 VR 시뮬레이션이 실행될 수 있는 시나리오를 관리하는 시나리오 관리 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 행동 데이터 처리 단계는, 시나리오의 단계적 진행에 따라 피험자별 실험 결과 수집하는 데이터 수집 단계와,수집한 실험 결과를 csv 파일 형태로 변환하는 데이터 변환 단계와,소개 여부, 상호작용 물체, 소개 준비 시간에 관한 제 1 csv 파일, 선택/최종 목적지, 소개 이동 시간에 관한 제 2 csv 파일, Node 기반 이동 경로/시간에 관한 제 3 csv 파일을 출력하는 데이터 출력 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 가상 현실 기반 HITL 실험 장치 및 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 실제 도로 데이터를 참고한 노드 기반의 도로망을 기반으로 구축한 가상환경내에서 피험자의 이동을 위한 주행, 보행 및 물체와의 상호작용 환경을 반영하여 시나리오별 노드별 행동 데이터 산출로 AI 기법 활용을 위한 처리가 용이하도록 한다.
둘째, 실외환경, 실내환경, 도로환경, 피험자환경, 가상행위자로 구분하여 시나리오 구현을 위한 가상 배경 환경을 구축하고, 구축된 가상환경을 배경으로 VR 시뮬레이션이 실행될 수 있는 시나리오를 설정하여 피험자에게 사실적인 가상 환경을 제공하여 실제 재난 상황에서의 행동을 모사 가능하도록 한다.
셋째, 비상 상황의 가정에 따른 다양한 시나리오 구성을 위한 방사선 비상 시 소개예상시간(ETE) 평가를 위한 의사결정 소요시간 및 소개준비 소요시간 산출이 가능하도록 한다.
넷째, 상호작용한 물체의 리스트, 물체에 따른 가상 환경에서의 준비(누적 소요) 시간 및 실제 환경에서의 소요 시간, 선택한 목적지, 거쳐간 Node 사이의 이동 시간 및 실제 환경에서의 소요 시간 등의 시나리오의 단계적 진행에 따른 피험자별 실험 결과를 수집하여 노드에 따른 이동 경로 및 시간 등과 같은 피험자의 행동 데이터 정량화가 가능하도록 한다.
다섯째, 가상의 소개 환경을 사실적으로 모사하여 경보가 발령된 후 주민이 소개에 응하는데 걸리는 소개준비시간과 소개준비 이후 비상계획구역을 벗어나는데 소요되는 소개이동시간의 합인 주민소개시간을 효율적으로 산출할 수 있도록 한다.
여섯째, 방사선 사고에 대한 상황 인지 및 행동 결정 간의 상관관계를 중심으로 소개자의 인지적 특성을 비롯한 시나리오 주요 요건을 구체화하고, 그 결과를 바탕으로 VR 시뮬레이션을 위한 대표 시나리오를 구축할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 가상 현실 기반 HITL 실험 장치의 구성도
도 2는 본 발명에 따른 가상 현실 기반 HITL 실험 장치의 상세 구성도
도 3a 내지 도 3c는 실제 도로 데이터를 참고한 Node 기반의 도로망에 관한 도로환경 구축의 일 예를 나타낸 구성도
도 4는 본 발명에 따른 가상 현실 기반 HITL 실험 방법의 일 예를 나타낸 플로우 차트
도 5a와 도 5b는 단서 정보의 일 예를 나타낸 구성도
도 6a 내지 도 6g는 본 발명에 따른 가상 현실 기반 HITL 실험 과정의 일 예를 구성도
도 7a와 도 7b는 본 발명의 세부 시나리오 목적지 선택에 따른 안내 화면 및 이동 과정의 화면의 일 예를 나타낸 구성도
도 2는 본 발명에 따른 가상 현실 기반 HITL 실험 장치의 상세 구성도
도 3a 내지 도 3c는 실제 도로 데이터를 참고한 Node 기반의 도로망에 관한 도로환경 구축의 일 예를 나타낸 구성도
도 4는 본 발명에 따른 가상 현실 기반 HITL 실험 방법의 일 예를 나타낸 플로우 차트
도 5a와 도 5b는 단서 정보의 일 예를 나타낸 구성도
도 6a 내지 도 6g는 본 발명에 따른 가상 현실 기반 HITL 실험 과정의 일 예를 구성도
도 7a와 도 7b는 본 발명의 세부 시나리오 목적지 선택에 따른 안내 화면 및 이동 과정의 화면의 일 예를 나타낸 구성도
이하, 본 발명에 따른 가상 현실 기반 HITL 실험 장치 및 방법의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 가상 현실 기반 HITL 실험 장치 및 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 가상 현실 기반 HITL 실험 장치의 구성도이다.
광역 비상시 주민소개시간 평가 과정 중 기존의 방식(설문조사 등)을 통한 사회행동 특성 도출은 그 범위나 깊이에 한계가 존재한다.
본 발명은 이와 같은 문제를 해결하여 인간의 물리적-인지적 능력에 따른 소개 거동을 분석하기 위한 가상 현실(Virtual Reality, VR) 기반의 인간 참여형(Human-in-the-loop, HITL) 실험 시스템 구축이 가능하도록 한 것이다.
본 발명에 따른 가상 현실 기반 HITL 실험 장치 및 방법은 실제 도로 데이터를 참고한 노드 기반의 도로망을 기반으로 구축한 가상환경내에서 피험자의 이동을 위한 주행, 보행 및 물체와의 상호작용 환경을 반영하여 효율적인 행동 데이터 추출 및 정량화가 가능하도록 한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 사실적인 재난 상황 모사를 통해 몰입의 효과를 높여 피험자의 행동 데이터 추출을 위한 실외환경, 실내환경, 도로환경, 피험자환경, 가상행위자로 구분하여 시나리오 구현을 위한 가상 배경 환경을 구축하고, 구축된 가상환경을 배경으로 VR 시뮬레이션이 실행될 수 있는 시나리오를 설정하는 구성을 포함할 수 있다.
본 발명은 방사선 비상에 따른 여러 상황 구현을 통해 소개자의 행동 변화를 관찰할 수 있도록 비상 상황의 가정에 따른 다양한 시나리오 구성을 위한 단계별 세부 요소 설정을 하는 구성을 포함할 수 있다.
본 발명은 실제 상황과 가장 유사한 실제 환경에 대한 효율적인 가상 환경 구현을 위해 상호작용한 물체의 리스트, 물체에 따른 가상 환경에서의 준비(누적 소요) 시간 및 실제 환경에서의 소요 시간, 선택한 목적지, 거쳐간 Node 사이의 이동 시간 및 실제 환경에서의 소요 시간 등의 시나리오의 단계적 진행에 따른 피험자별 실험 결과를 수집하여 출력 및 활용하는 구성을 포함할 수 있다.
본 발명은 충실한 재난에 따른 인지 및 의사결정 과정을 모사하기 위해 시나리오의 단계적 진행에 따라 피험자 및 실험자가 VR 시뮬레이션을 확인 및 조작하는 구성을 포함할 수 있다.
본 발명에서 적용하는 HITL(Human In The Loop)은 자동화된 컴퓨팅 작업에서 데이터 전처리, 하이퍼파라미터 조정, 분석 및 평가 등의 인간이 개입되어 최선의 선택이 이루어질 수 있도록 하는 것을 의미하는 것으로 그 개입 범위가 이로 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 가상 현실 기반 HITL 실험 장치는 도 1에서와 같이, 실외환경, 실내환경, 도로환경, 피험자환경, 가상행위자로 구분하여 시나리오 구현을 위한 가상 배경 환경을 구축하고, 구축한 가상환경내에서 피험자의 이동을 위한 주행, 보행 및 물체와의 상호작용 환경을 반영하여 피험자의 행동 관찰 및 데이터 추출을 수행하는 시뮬레이션 구현 처리부(100)와, 시뮬레이션 구현 처리부(100)에 의한 시나리오의 단계적 진행에 따라 피험자 및 실험자가 VR 시뮬레이션을 확인 및 조작하는 것을 지원하는 시뮬레이션 구현 지원부(200)를 포함할 수 있다.
여기서, 시뮬레이션 구현 처리부(100)는 비상상황의 가정에 따른 다양한 시나리오 구성을 위한 단계별 세부요소 설정을 하는 시나리오 데이터 입력부(10)와, 시나리오 데이터 입력부(10)를 통하여 입력된 시나리오 데이터를 이용하여 시나리오 구현을 위한 가상 배경환경을 구축하고, 구축된 가상환경을 배경으로 VR 시뮬레이션이 실행될 수 있도록 하는 VR 시뮬레이션 구현부(20)와, 피험자별 실험결과(행동데이터)를 수집하여 csv 파일 형태로 변환 및 출력하는 행동 데이터 처리부(30)를 포함한다.
그리고 시뮬레이션 구현 지원부(200)는 실험 시 VR을 피험자에게 시각화하는 HMD 및 실험전 데이터 입력시 VR 확인, 실험시 피험자의 시야를 실험자에게 시각화하는 모니터를 구비하는 VR 제공부(40)와, VR에서의 피험자가 주행 및 보행할 수 있도록 지원하는 행동 측정 조작부(50)와, 키보드 및 마우스를 통해 실험자가 VR 제어를 할 수 있도록 지원하는 VR 제어부(60)를 포함한다.
여기서, 행동 측정 조작부(50)는 컨트롤러 및 HMD 측정을 위한 센서, 물체와의 상호작용 및 피험자 위치 확인을 위한 컨트롤러, 주행 시 차량 이동에 대한 조작을 위한 드라이빙 휠을 포함한다.
본 발명에 따른 가상 현실 기반 HITL 실험 장치의 상세 구성을 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 가상 현실 기반 HITL 실험 장치의 상세 구성도이다.
본 발명에 따른 가상 현실 기반 HITL 실험 장치는 도 2에서와 같이, 시나리오 데이터 입력부(10)가 피험자의 비상 상황 인지를 위한 시각(환경)적, 사회적, 공식적 단서 정보를 입력하는 단서 정보 입력부(11)와, 소개 준비 시간 산출을 위한 물체 리스트 및 물체별 소요 시간을 관리하는 상호작용 물체 관리부(12)와, 경찰의 지시, 신호등 등의 차량 통제 전략 수립을 위한 교통 시스템 관리부(13)와, 비상 시 교통 시스템 준수 여부, 향하는 목적지 등의 관리를 위한 가상행위자 행동 관리부(14)와. 비상 시 집결지, 마을 외곽 등의 정보를 관리하는 목적지 노드 관리부(15)와, 피험자에게 제공하는 방사능 등의 위험 지역의 지도 정보를 관리하는 위험 지역 관리부(16)를 포함한다.
그리고 VR 시뮬레이션 구현부(20)는 실외환경, 실내환경, 도로환경, 피험자환경, 가상행위자로 구분하여 시나리오 구현을 위한 가상 배경 환경을 구축하는 가상 환경 구축부(21)와, 가상 환경 구축부(21)에서 구축한 가상환경내에서 피험자의 이동을 위한 주행, 보행 및 물체와의 상호작용 환경을 반영하여 VR 시뮬레이션이 실행될 수 있는 시나리오를 관리하는 시나리오 관리부(22)를 포함한다.
여기서, 가상 환경 구축부(21)는 시나리오 대상 지역의 GIS 데이터 기반 3D 마을 및 지형에 관한 실외환경, 일반적인 형태의 주택 내부에 관한 실내환경, 실제 도로 데이터를 참고한 Node 기반의 도로망에 관한 도로환경, 가상환경 내 피험자(피험자)의 이동을 위한 주행(실외), 보행(실내) 및 물체와의 상호작용 환경에 관한 피험자환경, Node 기반의 행동 알고리즘에 따라 움직이는 가상행위자(차량, 인간)를 구분하여 가상 배경 환경을 구축한다.
본 발명에 따른 가상 현실 기반 HITL 실험 장치 및 방법을 통한 VR 시뮬레이션의 목적은 소개 행동에 대한 피험자 개인의 의사 결정 과정을 분석하고자 하는 것이며 그 중에서도 비상 상황 인지, 행동 선택, 준비, 시작으로 이어지는 일련의 과정을 관찰하기 위한 것이다.
특히, VR 시뮬레이션상의 방사선 비상 상황과 관련된 여러 단서(환경적, 사회적, 공식적)를 통해 피험자는 상황을 인지하게 된다.
그리고 피험자의 의사 결정 과정과 소개 행동을 알아보기 위해 행동 형태(옥내 대피 혹은 즉시 소개), 소개준비시간, 목적지, 소개이동시간 등을 기록한다.
그리고 VR 시뮬레이션을 구축하기 위한 시나리오는 피험자 개인에 대해 설정해야 하는 반면 ETE 평가를 위한 시나리오는 대규모 주민 이동에 대한 복합적인 과정을 설명하기 때문에 VR 시뮬레이션에 대한 시나리오를 새롭게 구성한다.
도 3a 내지 도 3c는 실제 도로 데이터를 참고한 Node 기반의 도로망에 관한 도로환경 구축의 일 예를 나타낸 구성도이다.
도 3a는 Unity에 적용된 노드 및 도로의 일 예를 나타낸 것이고, 도 3b는 구축된 도로 환경의 일 예를 나타낸 것이고, 도 3c는 노드 기반의 도로망의 일 예를 나타낸 것이다.
그리고 행동 데이터 처리부(30)는 시나리오의 단계적 진행에 따라 피험자별 실험 결과 수집하는 데이터 수집부(31)와, 수집한 실험 결과를 csv 파일 형태로 변환하는 데이터 변환부(32)와, 소개 여부, 상호작용 물체, 소개 준비 시간에 관한 제 1 csv 파일, 선택/최종 목적지, 소개 이동 시간에 관한 제 2 csv 파일, Node 기반 이동 경로/시간에 관한 제 3 csv 파일을 출력하는 데이터 출력부(33)를 포함한다.
여기서, 데이터 수집부(31)에서 수집하는 피험자별 실험 결과 데이터는 상호작용한 물체의 리스트, 물체에 따른 가상 환경에서의 준비(누적 소요) 시간 및 실제 환경에서의 소요 시간, 선택한 목적지, 거쳐간 Node 사이의 이동 시간 및 실제 환경에서의 소요 시간에 관한 데이터를 포함할 수 있다.
그리고 데이터 출력부(33)는 소개 여부에 관한 데이터를 출력하는 제 1 출력부(33a)와, 상호작용 물체에 관한 데이터를 출력하는 제 2 출력부(33d)와, 소개 준비 시간에 관한 데이터를 출력하는 제 3 출력부(33b)와, 선택/최종 목적지에 관한 데이터를 출력하는 제 4 출력부(33e)와, 소개 이동 시간에 관한 데이터를 출력하는 제 5 출력부(33c)와, Node 기반 이동 경로/시간에 관한 데이터를 출력하는 제 6 출력부(33f)를 포함한다.
본 발명에 따른 가상 현실 기반 HITL 실험 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 가상 현실 기반 HITL 실험 방법의 일 예를 나타낸 플로우 차트이다.
본 발명에 따른 가상 현실 기반 HITL 실험 방법은 크게, 비상상황의 가정에 따른 다양한 시나리오 구성을 위한 단계별 세부요소 설정을 하는 시나리오 데이터 입력 단계와, 시나리오 데이터 입력 단계를 통하여 입력된 시나리오 데이터를 이용하여 시나리오 구현을 위한 가상 배경환경을 구축하고, 구축된 가상환경을 배경으로 VR 시뮬레이션이 실행될 수 있도록 하는 VR 시뮬레이션 구현 단계와, 시뮬레이션 구현을 통한 피험자별 실험결과인 행동데이터를 수집하여 csv 파일 형태로 변환 및 출력하는 행동 데이터 처리 단계를 포함한다.
여기서, 시나리오 데이터 입력 단계는, 피험자의 비상 상황 인지를 위한 시각적, 사회적, 공식적 단서 정보를 입력하는 단서 정보 입력 단계와, 소개 준비 시간 산출을 위한 물체 리스트 및 물체별 소요 시간을 관리하는 상호작용 물체 관리 단계와, 경찰의 지시, 신호등 동작을 포함하는 차량 통제 전략 수립을 위한 교통 시스템 관리 단계와, 비상 시 교통 시스템 준수 여부, 향하는 목적지 관리를 위한 가상행위자 행동 관리 단계와, 비상 시 집결지, 마을 외곽 정보를 관리하는 목적지 노드 관리 단계와, 피험자에게 제공하는 위험 지역의 지도 정보를 관리하는 위험 지역 관리 단계를 포함할 수 있다.
일 예로, 방사선 비상 상황에 대한 환경적, 사회적, 공식적 단서는 표 1에서와 같이 정리될 수 있고, 이로 제한되지 않는다.
도 5a와 도 5b는 단서 정보의 일 예를 나타낸 구성도이다.
그리고 VR 시뮬레이션 구현 단계는, 실외환경, 실내환경, 도로환경, 피험자환경, 가상행위자로 구분하여 시나리오 구현을 위한 가상 배경 환경을 구축하는 가상 환경 구축 단계와, 가상 환경 구축 단계에서 구축한 가상환경내에서 피험자의 이동을 위한 주행, 보행 및 물체와의 상호작용 환경을 반영하여 VR 시뮬레이션이 실행될 수 있는 시나리오를 관리하는 시나리오 관리 단계를 포함할 수 있다.
그리고 행동 데이터 처리 단계는, 시나리오의 단계적 진행에 따라 피험자별 실험 결과 수집하는 데이터 수집 단계와, 수집한 실험 결과를 csv 파일 형태로 변환하는 데이터 변환 단계와, 소개 여부, 상호작용 물체, 소개 준비 시간에 관한 제 1 csv 파일, 선택/최종 목적지, 소개 이동 시간에 관한 제 2 csv 파일, Node 기반 이동 경로/시간에 관한 제 3 csv 파일을 출력하는 데이터 출력 단계를 포함할 수 있다.
표 2는 목적지 및 전체 시간에 관한 csv 파일의 예시이다.
표 3은 상호 작용 실내 물체 리스트 및 시간에 관한 csv 파일의 예시이다.
표 4는 이동 노드 및 시간에 관한 csv 파일의 예시이다.
도 4는 본 발명에 따른 가상 현실 기반 HITL 실험 방법의 구체적인 일 예를 나타낸 것으로, 시나리오 설정을 하여(S301), 진행 단계에 따른 데이터 입력 후 가상 환경 및 시나리오를 시뮬레이션한다.
일 예에서는 시나리오 배경이, 당일 오전에 지진이 발생하여 어머니가 학교로 대피한 상황이고, 타 지역에 거주하는 피험자가 어머니의 안부를 확인하기 위해 마을에 방문했음을 가정하고, 시나리오 시작 시점은 오후 8시경이다.
단계 0~3(S302)에서는 조작법에 대한 튜토리얼, 실내 연습(보행 및 상호작용)-실외 연습(주행)-학교 도착 시 실험 시작(Phase 0) 및, 지진 발생에 대한 정보 제공, 어머니와 함께 학교에서 가택으로 이동(Phase 1) 및, 가택 이동 중 연기가 발생하는 원전을 바라보는 군중들을 확인(Phase 2) 및, 가택 도착 시 비상 상황에 대한 정보 수신(뉴스, 재난문자, 사이렌, 지인들의 연락)(Phase 3)을 하는 과정이다.
단계 4(S303)에서는 물체와의 상호작용을 통해 행동 결정(Phase 4)을 하는 과정이다.
단계 4-1(S304)는 소개 결정, 즉시 문을 선택하거나 가방 준비 후 문을 선택 시 가택 외부로 이동하여 소개 시작(Phase 4-1)을 하는 과정이다.
단계 4-2(S305)는 옥내 대피, 물체와의 상호작용을 통한 누적 소요시간이 기준(6시간)을 지나면 VR 종료(Phase 4-2)하는 과정이다.
표 5는 단계 4-2에서의 소요 시간의 일 예를 나타낸 것이다.
단계 5(S306)는 목적지 선택 후 차량 주행을 통해 소개, 차량 탑승 시 선택한 목적지로의 경로 표출(내비게이션), 동시에 방사능 위험 지역을 확인 가능(태블릿), 목적지에 도착하거나 탈출 지점(exit node)에 도착할 경우 VR 종료(Phase 5) 과정을 나타낸 것이다.
본 발명에 따른 가상 현실 기반 HITL 실험 방법에서 각 단계별로 세부 시나리오의 일 예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
(Phase 0)
-가택에서 보행 및 상호작용 연습, 조작법에 대한 상세한 안내문 필요
-가택 출발, 페이드 아웃-카메라가 켜지며 안내문 '의자에 앉은 후, 휠의 버튼을 눌러주세요'-버튼 누를 경우, 페이드 인
-차량 탑승 시 정해진 내비게이션의 코스를 따라 주행 연습
-목적지(학교)에 도착하면 실험 시작
(Phase 1)
-페이드 아웃-음성으로 전달되는 뉴스 속보(지진이 발생하였으며 주민들이 학교로 대피했다는 내용)-페이드 인
-뒷좌석에는 어머니 탑승한 상태로 학교에서 출발하는 상황
-안내문 '학교로 대피한 어머니와 함께 집으로 이동하세요', 휠 버튼을 누르면 내비게이션에 가택으로의 경로 표시
(Phase 1 & 2)
본 발명이 일 예에서는 가택의 위치를 '기장파출소'의 위치(부산 기장군 장안읍 월내해안길 66)로 설정하고, 연기가 발생하는 원전을 바라보는 군중들을 배치한 것이다.
도 6a 내지 도 6g는 본 발명에 따른 가상 현실 기반 HITL 실험 과정의 일 예를 구성도이다.
(Phase 3)
-가택 도착 시 비상 상황에 대한 정보 수신(뉴스: 음성+화면, 재난 문자 등)
-스마트폰을 통해 재난 문자 수신 시 컨트롤러 진동, 이후 지인들의 카톡('지금 마을을 떠난다' 등의 내용) 수신
-창 밖으로 원전+연기를 확인할 수 있으며 외부로부터 사이렌 소리 들려 옴
-스마트폰 확인 후 안내문 '집에 있는 물체와 상호작용이 가능합니다'
안내문 '각 물체와의 상호작용 시 소요 시간을 확인할 수 있습니다. 실제 상황에서 의사결정과 준비에 얼마나 시간이 소요될지 생각해주세요'
안내문 '소요 시간은 누적되며 6시간이 지나면 집에 계속 머무르는 것으로 판단됩니다'
안내문 '물체를 향해 트리거를 꾹 당기면 상호작용을 시작합니다'
안내문 '중간에 상호작용을 멈추시려면 버튼을 누르세요'
(Phase 4)
상호작용 결과에 따라 단계 진행
(Phase 4-1) 소개 결정 : 문을 선택하여 가택 외부로 이동하여 소개 시작(Phase 5)
(Phase 4-2) 옥내 대피 : 소요 시간이 누적되어 6시간이 지나면 VR 종료
표 6은 상호작용 물체리스트의 일 예를 나타낸 것이다.
시간 비율 : 실제 소요 시간에 따른 VR에서의 소요 시간,
최대 시간 : 물체와 상호작용이 가능한 최대 시간을 의미하여 '챙기기'의 경우, 가방 용량(작은 배낭, 큰 배낭, 여행용 캐리어)에 따라 최대 시간(5분, 10분, 20분)을 다르게 적용한다.
데이터 추출(csv 형식)은, 상호작용한 물체 리스트, 물체에 따른 소요 시간(VR) 및 실제 소요 시간, 총 준비 시간(VR에서의 누적 소요 시간) 및 실제 소요 시간 항목을 포함한다.
도 7a와 도 7b는 본 발명의 세부 시나리오 목적지 선택에 따른 안내 화면 및 이동 과정의 화면의 일 예를 나타낸 구성도이다.
(Phase 5)
-차량 탑승 전 목적지에 대한 안내문(참고 4)을 통해 목적지 선택
-페이드 아웃-카메라가 켜지며 안내문 '의자에 앉은 후, 휠의 버튼을 눌러주세요'-버튼 누를 경우, 페이드 인
-차량 탑승 시 선택한 목적지로의 경로 표출(내비게이션), 동시에 방사능 위험 지역을 확인 가능(태블릿)
-목적지 선택에 따라 내비게이션에는 최단 경로를 표시하며 해당 경로는 방사능 위험지역을 통과하도록 설정
-목적지에 도착하거나 탈출 지점(exit node)에 도착할 경우 VR 종료
여기서, Node의 경우, 실제 지도 데이터를 기반으로 약 100개 선정하고, 데이터 추출(csv 형식)은 선택한 목적지, Node 기반 이동 경로, Node 간 이동 시간 및 실제 소요 시간 항목을 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 가상 현실 기반 HITL 실험 장치 및 방법은 실외환경, 실내환경, 도로환경, 피험자환경, 가상행위자로 구분하여 시나리오 구현을 위한 가상 배경 환경을 구축하고, 구축된 가상환경을 배경으로 VR 시뮬레이션이 실행될 수 있는 시나리오를 설정하여 방사선 비상시 소개자의 사실적인 행동 관찰이 가능하도록 한 것이다.
본 발명은 비상 상황의 가정에 따른 다양한 시나리오 구성을 위한 단계별 세부 요소 설정으로 방사선 비상시 소개자에 대한 행위자 기반의 모델 개발을 위한 사실적인 데이터 수집이 가능하도록 한 것이다.
이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
10. 시나리오 데이터 입력부 20. VR 시뮬레이션 구현부
30. 행동 데이터 처리부 40. VR 제공부
50. 행동 측정 조작부 60. VR 제어부
30. 행동 데이터 처리부 40. VR 제공부
50. 행동 측정 조작부 60. VR 제어부
Claims (14)
- 실외환경, 실내환경, 도로환경, 피험자환경, 가상행위자로 구분하여 시나리오 구현을 위한 가상 배경 환경을 구축하고, 구축한 가상환경내에서 피험자의 이동을 위한 주행, 보행 및 물체와의 상호작용 환경을 반영하여 피험자의 행동 관찰 및 데이터 추출을 수행하는 시뮬레이션 구현 처리부;
시뮬레이션 구현 처리부에 의한 시나리오의 단계적 진행에 따라 피험자 및 실험자가 VR 시뮬레이션을 확인 및 조작하는 것을 지원하는 시뮬레이션 구현 지원부;를 포함하고,
상기 시뮬레이션 구현 처리부는 비상상황의 가정에 따른 시나리오 구성을 위한 단계별 세부요소 설정을 위하여,
피험자의 비상 상황 인지를 위한 시각적, 사회적, 공식적 단서 정보를 입력하는 단서 정보 입력부와, 소개 준비 시간 산출을 위한 물체 리스트 및 물체별 소요 시간을 관리하는 상호작용 물체 관리부와, 경찰의 지시, 신호등 동작을 포함하는 차량 통제 전략 수립을 위한 교통 시스템 관리부와, 비상 시 교통 시스템 준수 여부, 향하는 목적지 관리를 위한 가상행위자 행동 관리부와, 비상 시 집결지, 마을 외곽 정보를 관리하는 목적지 노드 관리부와, 피험자에게 제공하는 위험 지역의 지도 정보를 관리하는 위험 지역 관리부를 포함하는 시나리오 데이터 입력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 현실 기반 HITL 실험 장치. - 제 1 항에 있어서, 시뮬레이션 구현 처리부는,
시나리오 데이터 입력부를 통하여 입력된 시나리오 데이터를 이용하여 시나리오 구현을 위한 가상 배경환경을 구축하고, 구축된 가상환경을 배경으로 VR 시뮬레이션이 실행될 수 있도록 하는 VR 시뮬레이션 구현부와,
피험자별 실험결과인 행동데이터를 수집하여 csv 파일 형태로 변환 및 출력하는 행동 데이터 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 현실 기반 HITL 실험 장치. - 삭제
- 제 2 항에 있어서, VR 시뮬레이션 구현부는,
실외환경, 실내환경, 도로환경, 피험자환경, 가상행위자로 구분하여 시나리오 구현을 위한 가상 배경 환경을 구축하는 가상 환경 구축부와,
가상 환경 구축부에서 구축한 가상환경내에서 피험자의 이동을 위한 주행, 보행 및 물체와의 상호작용 환경을 반영하여 VR 시뮬레이션이 실행될 수 있는 시나리오를 관리하는 시나리오 관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 현실 기반 HITL 실험 장치. - 제 4 항에 있어서, 가상 환경 구축부는,
시나리오 대상 지역의 GIS 데이터 기반 3D 마을 및 지형에 관한 실외환경과, 주택 내부에 관한 실내환경과, 실제 도로 데이터를 참고한 Node 기반의 도로망에 관한 도로환경과, 가상환경 내 피험자의 이동을 위한 주행, 보행 및 물체와의 상호작용 환경에 관한 피험자환경과, Node 기반의 행동 알고리즘에 따라 움직이는 차량 및 인간을 포함하는 가상행위자를 구분하여 가상 배경 환경을 구축하는 것을 특징으로 하는 가상 현실 기반 HITL 실험 장치. - 제 2 항에 있어서, 행동 데이터 처리부는,
시나리오의 단계적 진행에 따라 피험자별 실험 결과 수집하는 데이터 수집부와,
수집한 실험 결과를 csv 파일 형태로 변환하는 데이터 변환부와,
소개 여부, 상호작용 물체, 소개 준비 시간에 관한 제 1 csv 파일, 선택/최종 목적지, 소개 이동 시간에 관한 제 2 csv 파일, Node 기반 이동 경로/시간에 관한 제 3 csv 파일을 출력하는 데이터 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 현실 기반 HITL 실험 장치. - 제 6 항에 있어서, 데이터 수집부에서 수집하는 피험자별 실험 결과 데이터는,
상호작용한 물체의 리스트, 물체에 따른 가상 환경에서의 준비 누적 소요 시간 및 실제 환경에서의 소요 시간과,
선택한 목적지, 거쳐간 Node 사이의 이동 시간 및 실제 환경에서의 소요 시간에 관한 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 현실 기반 HITL 실험 장치. - 제 6 항에 있어서, 데이터 출력부는,
소개 여부에 관한 데이터를 출력하는 제 1 출력부와,
상호작용 물체에 관한 데이터를 출력하는 제 2 출력부와,
소개 준비 시간에 관한 데이터를 출력하는 제 3 출력부와,
선택/최종 목적지에 관한 데이터를 출력하는 제 4 출력부와,
소개 이동 시간에 관한 데이터를 출력하는 제 5 출력부와,
Node 기반 이동 경로/시간에 관한 데이터를 출력하는 제 6 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 현실 기반 HITL 실험 장치. - 제 1 항에 있어서, 시뮬레이션 구현 지원부는,
실험 시 VR을 피험자에게 시각화하는 HMD 및 실험전 데이터 입력시 VR 확인, 실험시 피험자의 시야를 실험자에게 시각화하는 모니터를 구비하는 VR 제공부와,
VR에서의 피험자가 주행 및 보행할 수 있도록 지원하는 행동 측정 조작부와,
키보드 및 마우스를 통해 실험자가 VR 제어를 할 수 있도록 지원하는 VR 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 현실 기반 HITL 실험 장치. - 제 9 항에 있어서, 행동 측정 조작부는,
컨트롤러 및 HMD 측정을 위한 센서, 물체와의 상호작용 및 피험자 위치 확인을 위한 컨트롤러, 주행 시 차량 이동에 대한 조작을 위한 드라이빙 휠을 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 현실 기반 HITL 실험 장치. - 비상상황의 가정에 따른 시나리오 구성을 위한 단계별 세부요소 설정을 위하여, 피험자의 비상 상황 인지를 위한 시각적, 사회적, 공식적 단서 정보를 입력하는 단서 정보 입력 단계와, 소개 준비 시간 산출을 위한 물체 리스트 및 물체별 소요 시간을 관리하는 상호작용 물체 관리 단계와,경찰의 지시, 신호등 동작을 포함하는 차량 통제 전략 수립을 위한 교통 시스템 관리 단계와,비상 시 교통 시스템 준수 여부, 향하는 목적지 관리를 위한 가상행위자 행동 관리 단계와,비상 시 집결지, 마을 외곽 정보를 관리하는 목적지 노드 관리 단계와,피험자에게 제공하는 위험 지역의 지도 정보를 관리하는 위험 지역 관리 단계를 포함하는 시나리오 데이터 입력 단계;
시나리오 데이터 입력 단계를 통하여 입력된 시나리오 데이터를 이용하여 시나리오 구현을 위한 가상 배경환경을 구축하고, 구축된 가상환경을 배경으로 VR 시뮬레이션이 실행될 수 있도록 하는 VR 시뮬레이션 구현 단계;
시뮬레이션 구현을 통한 피험자별 실험결과인 행동데이터를 수집하여 csv 파일 형태로 변환 및 출력하는 행동 데이터 처리 단계를 포함하고,
실제 도로 데이터를 참고한 노드 기반의 도로망을 기반으로 구축한 가상환경내에서 피험자의 이동을 위한 주행, 보행 및 물체와의 상호작용 환경을 반영하여 피험자의 행동 관찰 및 데이터 추출을 수행하는 것을 특징으로 하는 가상 현실 기반 HITL 실험 방법. - 삭제
- 제 11 항에 있어서, VR 시뮬레이션 구현 단계는,
실외환경, 실내환경, 도로환경, 피험자환경, 가상행위자로 구분하여 시나리오 구현을 위한 가상 배경 환경을 구축하는 가상 환경 구축 단계와,
가상 환경 구축 단계에서 구축한 가상환경내에서 피험자의 이동을 위한 주행, 보행 및 물체와의 상호작용 환경을 반영하여 VR 시뮬레이션이 실행될 수 있는 시나리오를 관리하는 시나리오 관리 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 현실 기반 HITL 실험 방법. - 제 11 항에 있어서, 행동 데이터 처리 단계는,
시나리오의 단계적 진행에 따라 피험자별 실험 결과 수집하는 데이터 수집 단계와,
수집한 실험 결과를 csv 파일 형태로 변환하는 데이터 변환 단계와,
소개 여부, 상호작용 물체, 소개 준비 시간에 관한 제 1 csv 파일, 선택/최종 목적지, 소개 이동 시간에 관한 제 2 csv 파일, Node 기반 이동 경로/시간에 관한 제 3 csv 파일을 출력하는 데이터 출력 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 현실 기반 HITL 실험 방법.
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