Driver Monitoring System 101

사람은 대처하기 어려운 상황에 두려움을 느낍니다. 이런 두려움을 해소하기 위해 사람들은 주어진 상황을 분석하고 그것을 해결하고자 하는 욕구를 가지고 있습니다.

도로에서 보행자에게 운전자는 두려움의 대상입니다. 차 안에서 핸드폰을 하고 있는지, 건널목을 건너고 있을 때 운전자가 나를 주시하고 있는지 항상 주의해야만 합니다. 비단 보행자들뿐만이 아닙니다. 운전자는 스스로 졸음운전을 하는 것이 아닌지, 순간의 방심으로 사고를 일으키는 것이 아닌지를 항상 걱정하고 경계합니다.

안전의 중요성을 알고 있음에도 매년 교통사고의 70%가 졸음운전과 부주의 운전에 의해 발생합니다. 이는 각국 정부 관료들에게 풀기 어려운 문제로 매년 이를 해결하기 위한 정책을 쏟아내고 있으나 단순히 정책만으로는 해결이 불가능합니다. 물론 운전자에게 가하는 징벌적 조치도 결국 익숙해지기 마련입니다.

더욱 안정적인 대처를 위해서는 운전자의 상태를 지속해서 모니터링하여 사고를 일으킬 위험요소를 제거해야만 합니다. 이를 위해 Euro-NCAP은 2024년부터 생산되는 모든 차량에 Driver Monitoring System(DMS) 설치를 의무화하였고, U.S. National Transportation Safety Board (NTSB)는 Level 2+ 자율주행 차에 DMS 설치를 권장하였습니다.

DMS는 무엇인가요?

도로 위에서 운전자는 다양한 상황과 대면합니다. 저녁 식사를 푸짐하게 먹어 졸음이 쏟아 지는 상황, 회사나 집에서 중요한 전화가 걸려 오는 등 운전자의 주의를 방해하는 상황이 발생하였을 때 운전자들은 위험한 상황에 직면하게 됩니다. 이때 운전자의 상태를 감지하고 알려줌으로써 혹시 발생할 수 있는 사고를 미연에 방지하도록 도와주는 기술이 바로 DMS입니다.

DMS는 운전자가 주의를 기울이고 있는지, 도로를 주시하고 있는지 여부를 감지합니다. 이 기능은 운전 상태 모니터링, 인포테인먼트 시스템 사용 여부 감지 및 운전자의 시선과 졸음을 측정하기 위한 얼굴 추적 기능을 포함합니다. 이중 운전자의 상태는 주로 머리 움직임, 눈 깜박임, 시선 방향 및 하품을 통해 측정 됩니다.

운전자를 모니터링 하기 위한 방법은 여러가지가 있으나 최근까지 가장 일반적으로 사용하는 방법은 근적외선 카메라를 기반으로 운전자의 모든 움직임을 감지하고 이러한 요소들을 이용하여 운전자의 주의 산만함이나 졸음여부를 측정하는 방법입니다. 움직임이 많은 운전 상황에서 발생할 수 있는 오류를 최소화할 수 있으며, 에프터마켓에 적용하기에도 그렇게 비싸지 않다는 장점이 있습니다.

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DMS는 왜 필요한가요?

DMS는 이제 더 이상 생소한 기술이 아닙니다. 많은 단체가 기술적인 필요성을 인지하여 DMS의 탑재를 의무화하고 있으며, 자동차 제조업체나 소프트웨어 개발 업체들은 다양한 알고리즘의 DMS 기술을 선보이고 있습니다. 유럽, 중국과 미국 등 굵직한 자동차 시장을 보유하고 있는 나라들이 DMS의 탑재를 법규화하고 있습니다. 중국은 2019년 10,170대의 신규 자동차에 DMS를 탑재하였고 Euro-NCAP은 보행자 및 운전자의 안전을 위해 2025 Roadmap을 발표하였습니다.

비단 법규 때문에 DMS가 필요한 것은 아닙니다. 자동차 소프트웨어 시장의 확장으로 점차 보안과 안전에 대한 고객들의 요구사항이 다양해 지고 있습니다. DMS는 이런 요구사항을 모두 만족하게할 수 있는 핵심 기술로 점차 발전해 나가고 있습니다. 인공지능 기술의 발전으로 DMS 기술 개발이 가속화되었고, 딥러닝을 이용하여 수집된 데이터를 지속해서 학습함으로써 운전자 모니터링은 더욱 정확해졌습니다.

이에 DMS는 첨단 주행 보조 시스템 (Advanced Driving Assistance Systems, ADAS) 및 자율 주행 차량(Autonomous Vehicle, AV)의 필수 요구 사항이 되었습니다. 특히 자율주행 시스템에 있어서 DMS는 핵심과도 같은 역할을 합니다. SAE (Society of Automotive Engineers)는 Level 3 자동차의 자율성을 “조건부 자동화”로 정의하여 운전자가 자동차의 핸들에서 손을 뗄 수 있도록 허용하였지만, 차량 제어 기능이 운전자에게 다시 돌아 올 때를 대비하여 운전자가 수동 제어가 가능한 상태인지를 판단하고 만약 불가능하다면 안전하게 차량을 감속하고 정지할 수 있어야 합니다. 이에 DMS는 AV 플랫폼의 필수 구성 요소가 되었습니다.

DMS는 어떻게 동작하고 무엇을 할 수 있나요?

DMS는 근적외선 카메라를 기반으로 운전자의 상태 변화를 실시간으로 감지합니다. 감지된 운전자의 머리 움직임 추적, 시선 추적, 눈꺼풀 상태 분석, 눈 깜박인 시간, 눈을 뜨거나 감는 시간, 시선 방향 및 하품 등 운전자의 모든 움직임을 추적합니다. 수집된 데이터를 논리 계층으로 변환하여 운전자의 주의가 산만하거나 졸린 지, 도로를 주시하고 있는지, 또 눈을 감았는지 여부를 결정합니다. 졸음이나 산만함과 같은 위험이 감지되면 운전자와 안전 시스템에 경고합니다. 이 피드백을 통해 운전자와 차량은 미연에 사고를 방지하기 위한 조치를 할 수 있습니다.

DMS의 또 다른 이점은 차량의 특정 운전자를 인식한 다음 좌석 위치, 온도, 엔터테인먼트 등 운전자의 선호에 따라 차내 환경을 조정할 수 있다는 것입니다. 또한 운전자를 감지하여 데이터베이스에 등록된 운전자인지 여부를 확인할 수 있습니다. 만약 등록되지 않은 운전자가 차량을 조작하려 한다면 도난으로 간주하여 모든 시스템의 보안 등급을 상향하고 도난방지를 위해 시스템은 자동으로 경찰에 신고할 수 있습니다.

기술의 발전으로 과거에는 해결하지 못한 난제들을 쉽게 해결할 수 있게 되었습니다. 물론 기술을 맹신하는 것은 더 큰 문제를 일으킬 수 있습니다. 인간의 도덕적인 사고와 진보한 기술을 적절히 조합하여 새로운 패러다임을 만들고, 발생할 수 있는 문제점을 예측하여 사전에 대응할 수 있다면 인간은 그 어떤 시대보다 더 편리한 생활을 영위할 수 있을 것입니다.

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