[논문 리뷰] Agreeing to Cross: How Drivers and Pedestrians Communicate

Amir Rasouli, Iuliia Kotseruba외 1명|arXiv (Cornell University)|2017. 02. 12.

Traffic and Road Safety인용 수 19

한 줄 요약

이 논문은 도시, 근교 및 도심 주행 환경에서 촬영한 240시간의 영상에서 유래한 650개 이상의 보행자 횡단 샘플을 포함하는 JAAD 데이터셋을 소개한다. 이는 운전자와 보행자 간의 비언어적 의사소통을 분석한다. 비신호 횡단에서 90%의 경우 보행자가 횡단하기 전에 다가오는 차량을 응시하며, 횡단 행동은 도착까지의 시간(TTC), 운전자 반응(감속/정지), 횡단보도 구조에 의해 결정된다.

ABSTRACT

The contribution of this paper is twofold. The first is a novel dataset for studying behaviors of traffic participants while crossing. Our dataset contains more than 650 samples of pedestrian behaviors in various street configurations and weather conditions. These examples were selected from approx. 240 hours of driving in the city, suburban and urban roads. The second contribution is an analysis of our data from the point of view of joint attention. We identify what types of non-verbal communication cues road users use at the point of crossing, their responses, and under what circumstances the crossing event takes place. It was found that in more than 90% of the cases pedestrians gaze at the approaching cars prior to crossing in non-signalized crosswalks. The crossing action, however, depends on additional factors such as time to collision (TTC), explicit driver's reaction or structure of the crosswalk.

연구 동기 및 목표

• 횡단 이벤트 동안 운전자와 보행자 간의 실제 상호작용을 포괄적으로 촬영한 시각 데이터셋을 구축하기 위해.
• 비신호 환경에서의 횡단 과정에서 비언어적 의사소통, 특히 공동 주의의 역할을 조사하기 위해.
• 도착까지의 시간(TTC), 횡단보도 유형, 운전자 행동과 같은 맥락적 요인이 보행자 횡단 결정에 어떻게 영향을 미치는지 분석하기 위해.
• 보행자 시선, 제스처, 운전자 반응이 횡단 이벤트의 가능성과 시기적 요인에 미치는 영향을 정량화하기 위해.

제안 방법

• 도시, 근교, 도심 환경을 아우르는 다양한 지역에서 240시간의 주행 영상을 촬영하여 실제 도로 환경에서의 보행자 횡단 행동을 캡처하였다.
• 650개 이상의 횡단 이벤트를 상세한 행동 레이블로 주석 처리하였으며, 보행자 시선 방향, 머리 방향, 운전자 행동을 포함하였다.
• 횡단보도 유형을 세 가지 범주로 분류: 비지정, 제이자 횡단보도, 신호등 또는 정지 표지가 있는 신호등 유형.
• 도착까지의 시간(TTC)을 측정하여 횡단 결정에 미치는 영향을 평가하였다.
• TTC와 관련해 연령대(성인, 노인, 어린이) 간의 시선 지속 시간과 주의 패턴을 분석하였다.
• 보행자 의사소통 신호(시선, 제스처)와 운전자 반응(급속도 증가, 감속, 정지) 간의 상관관계를 분석하여 상호 이해 수준을 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 교통 신호가 없는 환경에서 보행자가 횡단 의도를 알리기 위해 사용하는 비언어적 의사소통 유형은 무엇인가?
• RQ2 도착까지의 시간(TTC)이 횡단 전 보행자의 주의 지속 시간에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 보행자의 시선이 실제 횡단 이전에 나타나는 조건은 언제이며, 언제는 유예 또는 양보가 따르는가?
• RQ4 횡단보도 유형(비지정, 제이자, 신호등 유형)과 운전자 행동(감속, 정지)이 횡단 가능성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 제스처와 머리 움직임이 횡단 이벤트 중 보행자와 운자 간 상호 이해에 어떤 역할을 하는가?

주요 결과

• 비신호 횡단의 90%에서 보행자는 횡단을 시작하기 전에 다가오는 차량을 응시하며, 이는 시선이 주요 의사소통 신호임을 시사한다.
• TTC가 중간 수준일 경우(성인 및 노인의 경우 7~8초), 보행자는 도착 차량을 더 오래 관찰하며, 매우 낮거나 매우 높은 TTC일 경우 시선 지속 시간이 급격히 감소한다.
• 노인 보행자는 평균적으로 성인보다 횡단 전 주의 단계에서 1초 더 오래 머물며, 더 조심스러운 행동을 보임을 나타낸다.
• TTC가 3초 이하일 경우, 차량이 너무 가까이 다가오기 때문에 두 차선 이상의 도로에서 횡단이 일어나는 비율은 18%에 불과하여 고위험 횡단은 피하는 경향이 있음을 시사한다.
• 운전자가 보행자의 시선에 반응해 감속하거나 정지할 경우 횡단 가능성이 가장 높으며, 특히 비지정 횡단보도에서는 이러한 인식 이후 70%의 횡단이 발생한다.
• 15%의 경우에서 보행자는 운전자의 행동을 확인하기 위해 명시적인 제스처(예: 고개 끄덕임, 손 흔들기)를 사용하며, 일반적으로 감사 또는 양보를 표현하기 위해 사용된다.