인지 부하 경감을 위한 자율주행 자동차의 헤드업 디스플레이 인터페이스 구성 연구

Abstract

자율주행 차량은 상황에 따라서 제어권을 사람에게 이양하고, 차량은 이미지, 음성 또는 진동 등의 다양한 인터페이스를 통해 운전자에게 정보를 전달한다. 이 중, 시각 정보는 중앙 정보 디스플레이(CID), 계기판을 통해 전달해왔으나 최근, 운전자의 시야에 정보를 표시하여 시각적 인지 및 판단에 유리한 헤드업 디스플레이(Head-up Display)가 증가하는 추세이며, 향후 자율주행 차량에서도 주요한 디스플레이로 활용될 것으로 예상된다. 이에 본 연구는 관련 문헌 연구 조사 및 제조사의 사례 조사 등을 통해 수집된 HDD(Head-down Display)의 인터페이스 구성 요소를 분석하고, 자율주행 HMI 원칙 및 HUD의 특성을 고려한 그래픽 요소의 다양한 조합을 통해 인지 부하를 경감할 수 있는 HUD 인터페이스 디자인을 구성하였다. 설문 조사를 통해 해당 인터페이스에 대한 평가 및 선호도를 조사한 결과, 자율주행 상태 정보를 아이콘과 텍스트의 조합을 통해 전달하는 것이 가장 인지성이 높았으며, 그래픽 요소들로 보면, 심볼 형태에 있어서는 차량 핸들 메타포가 가장 적합하고, 특정 행동을 요구하는 경우 정적인 아이콘보다는 모션과 같이 동작을 직접적으로 묘사하는 동적인 형태가 인지하기 쉬운 것으로 나타났다. 레이아웃에 있어서는 기존 주행 보조 정보들과 마찬가지로 화면의 중앙에 위치하며, 크게 표시되는 것이 주의에 용이했으며, 색상은 현재 상태를 이해하고 상태의 변화를 감지하는데 있어서 주요한 요소이지만, 위급 상황에서는 점멸하는 형태와 같이 다이나믹한 형태가 더 주의에 용이한 것으로 드러났다. 본 연구에서는 HUD에 자율주행 시스템 정보를 제공하여 자율주행 상태 및 경고 상황에 대해 지속적으로 상황 인지를 안정적으로 가져갈 수 있는 인터페이스 디자인을 제안하였다. 운전자에게 있어 주행상황에서 가장 자연스러운 시야에 위치한 HUD를 활용하여 운전자들이 이해하기 쉽고, 안전하게 사용할 수 있는 인터페이스 디자인의 방향을 제시하고자 한다.

Self-driving cars transfer control to human depending on the situation, and for this purpose, the vehicle delivers information to the driver through various interfaces such as image, voice or vibration. Visual information has been communicated via the Central Information Display (CID) or the Instrument Cluster (Cluster), but recently, Head-up Display (HUD), the information is shown on the driver's view of the road, which is more favorable for visual recognition and judgment, and is expected to be used as a major display in self-driving cars in the future. This study analyzed the interface components of HDD(Head-down Display)s collected through the relevant literature research and the manufacturers case studies, and constructed an HUD interface design to reduce cognitive loads through various combinations of graphic elements that take into account the self-driving HMI principle and HUD characteristics. A survey of the assessment and preference of the interface in question showed that it was most cognitive to transmit self-driving status information through a combination of icons and text, and that graphic elements showed that vehicle handle metaphors are most suitable for symbolic forms and that dynamic forms, such as motion, are more likely to be perceived than static icons if specific actions are required. As with the existing driving assistance information, the layout is located in the center of the screen, the larger size is easy to watch. The color is a key factor in understanding the current state and detecting changes in the state, but the dynamic form, such as the flashing form, has been found to be easier to pay attention to in emergency situations. In this study, I proposed an interface design that provides information on self-driving systems to HUD so that it can reliably take a sense of the situation for self-driving states and warning situations. For the driver, it aims to provide the direction of interface design, which is easy to understand and safe to use, by utilizing HUD, which is located in the most natural field of view in a driving situation.