[논문 리뷰] Personal space of autonomous car's passengers sitting in the driver's seat

Éléonore Ferrier-Barbut, Dominique Vaufreydaz외 3명|arXiv (Cornell University)|2018. 05. 09.

Virtual Reality Applications and Impacts참고 문헌 25인용 수 12

한 줄 요약

이 연구는 가상현실을 사용하여 자율주행차 주변의 개인적 거리 공간을 조사하여, 충돌 위험과 무관하게 침입 시 불편감을 유발하는 0.2m의 편안함 영역이 차량 주변에 존재함을 밝혀냈다. 이 영역은 차량이 운행 중일 때 주로 존재하며, 승객의 신체 연장선으로 간주될 수 있음을 시사하며, 횡방향 위치나 보행자 수의 영향을 받지 않는다.

ABSTRACT

This article deals with the specific context of an autonomous car navigating in an urban center within a shared space between pedestrians and cars. The driver delegates the control to the autonomous system while remaining seated in the driver's seat. The proposed study aims at giving a first insight into the definition of human perception of space applied to vehicles by testing the existence of a personal space around the car.It aims at measuring proxemic information about the driver's comfort zone in such conditions.Proxemics, or human perception of space, has been largely explored when applied to humans or to robots, leading to the concept of personal space, but poorly when applied to vehicles. In this article, we highlight the existence and the characteristics of a zone of comfort around the car which is not correlated to the risk of a collision between the car and other road users. Our experiment includes 19 volunteers using a virtual reality headset to look at 30 scenarios filmed in 360{\ extdegree} from the point of view of a passenger sitting in the driver's seat of an autonomous car.They were asked to say "stop" when they felt discomfort visualizing the scenarios.As said, the scenarios voluntarily avoid collision effect as we do not want to measure fear but discomfort.The scenarios involve one or three pedestrians walking past the car at different distances from the wings of the car, relative to the direction of motion of the car, on both sides. The car is either static or moving straight forward at different speeds.The results indicate the existence of a comfort zone around the car in which intrusion causes discomfort.The size of the comfort zone is sensitive neither to the side of the car where the pedestrian passes nor to the number of pedestrians. In contrast, the feeling of discomfort is relative to the car's motion (static or moving).Another outcome from this study is an illustration of the usage of first person 360{\ extdegree} video and a virtual reality headset to evaluate feelings of a passenger within an autonomous car.

연구 동기 및 목표

• 자율주행차 주변에 개인적 거리 공간이 존재하는지, 개인의 인간적 거리감을 초월하여 존재하는지 조사하기 위해
• 공동 도시 환경에서 이 편안함 영역의 치수와 특성 측정하기 위해
• 이 영역이 차량의 운동 상태, 보행자 수, 횡방향 위치에 의해 영향을 받는지 확인하기 위해
• 360도 VR 영상을 활용하여 자율주행차 상황에서의 승객 불편감 평가 방법의 유효성 평가하기 위해
• 차량의 물리적 형태가 승객의 신체 스키마에 어떻게 통합되는지 탐구하기 위해

제안 방법

• 자율주행차의 운전석에서 촬영한 30개의 실제 도시 환경 시나리오를 360도 헤드셋을 착용한 19명의 참가자에게 시뮬레이션한 가상현실 실험을 실시함.
• 시나리오는 보행자가 차량 주변에서 다양한 횡방향 및 종방향 거리로 0m/s(정지 상태) 및 7.5/15km/h 속도로 지나가는 상황을 포함함.
• 참가자는 시각적 불편감을 느낄 때 '정지' 버튼을 눌러 자신의 인식된 편안함 영역에 침입된 것으로 간주함.
• 실제 승객 경험을 현실적으로 재현하기 위해 1인칭 시점의 360도 영상을 사용함.
• 거리, 속도, 보행자 구성에 따른 불편감 임계점 식별을 위해 응답을 분석함.
• 충돌 위험을 제어하기 위해 즉각적인 충돌이 발생하는 시나리오는 회피하고, 오직 불편감 인식에 집중함.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 충돌 위험과 무관하게 침입 시 불편감을 유발하는 편안함 영역이 자율주행차 주변에 존재하는가?
• RQ2 차량의 운동 상태(정지 대비 운행)가 이 편안함 영역의 크기와 민감도에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 이 편안함 영역은 차량의 좌우 측면에서 대칭적인가, 아니면 측면에 따라 다르게 나타나는가?
• RQ4 지나가는 보행자 수가 불편감의 임계점에 영향을 미치는가?
• RQ5 차량의 외관이 승객의 개인적 거리 인식에 얼마나 깊이 통합되는가?

주요 결과

• 자율주행차 주변에 약 0.2m의 유의미한 편안함 영역이 존재하며, 이 영역 내에서 보행자가 침입할 경우 불편감이 유발됨.
• 이 편안함 영역의 크기는 보행자 수나 횡방향 위치(좌측 또는 우측)에 의해 유의미하게 영향을 받지 않음.
• 차량의 운동 상태(정지 대비 운행)는 강한 영향을 미침: 차량이 운행 중일수록 불편감이 더 자주 발생하며, 특히 7.5km/h에서 15km/h보다 더 민감함.
• 성별에 따른 유의미한 차이가 발견되지 않았지만, 여성은 1.2m 거리에서 약간 더 민감할 가능성이 있는 경향을 보였으며, 통계적으로 확정되지는 않음.
• 결과는 차량이 승객의 신체 스키마에 통합되어 있으며, 개인적 거리감이 차량의 물리적 경계까지 확장됨을 지지함.
• 360도 VR 영상의 사용은 승객 불편감 평가에 효과적이며 중립적인 방법으로 입증되었으며, 연구 간 일관성 있는 결과를 보여 향후 연구에 유효성 있음을 시사함.