1. 수행배경

• 저희 팀은 최근 사회적으로 문제가 많은 '급발진 의심 사고'에 대한 문제 해결을 목적으로 아이디어를 고안하고 작품을 설계하였습니다.

• 최근 급발진 의심 사고의 문제가 쉽게 해결되기 힘든 이유 중 하나가, 대부분의 급발진 의심사고는 페달오인 사고로 발생하지만, 대부분 운전자들은 자신의 페달 오인을 인지하지 못하는 경우가 다수이며, 사고의 원인을 규명하는 과정이 매우 복잡하고 불확실한 이유가 있습니다.

• 또, 급발진 의심 사고가 도심에서 발생할 경우, 고속도로와 달리 체감속도가 매우 빠르고 사고 위험성이 매우 크기 때문에, 당황스러운 상황에서 운전자의 빠른 판단과 대처가 어려운 문제점이 있습니다. 특히 고령 운전자 혹은 초보 운전자 경우에는 매우 치명적인 상황이 발생할 가능성이 큽니다.

• 최근 발생하고 있는 급발진 의심사고의 대다수 가해자는 고령 운전자입니다. 그리고 연식이 오래된 차량에는 AEB와 같은 안전보조장치가 부족한 현실입니다. 이에 저희 팀은 페달 오인을 방지하고 급발진 상황에서 긴급 제동이 가능한, 매우 직관적이고 간단한 시스템을 구현하면, 많은 고령 운전자분들께 안전 보조수단으로서 도움이 되면서 다양한 차종에 현실적인 적용이 가능하다고 생각하고 아이디어를 고안했습니다.

2. 수행기간

• 수행기간 : 2024년 5월 말 ~ 2024년 9월 초 ( 약 4개월 )
  [ 5월 ] : 아이디어 고안 및 담당교수님 피드백( SW 사용 배제 결정 )
  [ 6월 ] : 페달 오인 방지를 위한 초음파-LED 시스템 구현
  [ 7월 ] : 페달 오인 및 기기결함 시, 빠른 제동을 위한 비상 브레이크 시스템 구현
  [ 8월 ] : 차량 모형(아두이노)과 엑셀, 브레이크 페달(로지텍 G29)과 통신 (파이썬과 아두이노 코드 사용)
  [ 9월 ] : 풀 브레이킹 시, 초음파 센서를 이용한 부저 소리 구현 & 실제 차량 적용 시험

3. 개발작품 설명

• 저희 시스템은 페달 오인을 방지하기 위한 부분과 긴급 제동을 위한 부분인, 총 두 가지 부분으로 나눠있습니다.

• 첫번째로, 페달 오인을 방지하기 위한 부분으로서, 저희는 브레이크와 액셀 페달 뒷부분에 초음파 센서를 달아서, 페달을 발로 누르면서 발생하는 위치 이동 값을 입력값으로 사용했습니다. 그리고 이 입력값을 사용하여, 페달 누름 정도를 LED 색깔로 표현했습니다. 그래서 운전자가 엑셀 페달을 입력하면 파란색 LED가 점등되고, 브레이크 페달을 입력하면 빨간색 LED가 점등되어, 운전자는 자신의 페달 입력 상태를 직관적이고 빠르게 판단할 수 있습니다. 또, 풀 브레이킹시에 부저에서 소리가 나게 설계하여, 자기가 풀 브레이킹 상태인지, 풀 셀링 상인지 청각적으로 빠르게 확인할 수 있도록 설계하였습니다. 이 시스템은 어떤 차종에도 단순 부착으로 구현할 수 있고, 제작 비용은 약 1만원으로 매우 경제적이고 현실적인 시스템이라 할 수 있습니다.

• 두번째로, 페달 오인 상황이든 급발진 상황이든, 긴급 제동을 하기 위한 비상 스위치 버튼을 설계하였습니다. 이는 급발진 상황에서 운전자가 대처해야 하는 가장 안전하고 확실한 메뉴얼인, '기어 N단 변속, EPB 작동, 브레이크 페달 작동'의 3가지 과정을 단순 스위치 입력으로 동시에 작동할 수 있도 설계했습니다. 이때, 차량의 소프트웨어를 사용하거나 간섭하면, 책임 규명 문제나 기기결함의 가능성을 만들 수 있기 때문에, 저희 팀은 소프트웨어 사용을 배제하고 물리적인 시스템을 구현했습니다.

• 비상 스위치를 누르면 리니어 액추에이터 2개와 서보모터 1개가 동시에 작동하여, 물리적으로 기어와 EPB와 브레이크 페달을 당기거나 밀어서, 자동으로 작동되게끔 도와줍니다.

[ 그림 1 : 작동 흐름도 ]

[ 그림 2 : 차량 모형(아두이노)과 엑셀 및 브레이크 페달(로지텍 G29) 통신 --- 페달 오인 상황 구현 목적 ]

4. 활용방안

• 저희 시스템에서 급발진 의심 상황이 발생하면, 운전자는 시각적인 정보와 청각적인 정보로 직관적으로 페달 오인 상황인지 기기결함 상황인지 빠르게 판단할 수 있습니다. (고령 운전자 혹은 초보 운전자의 안전 보조 역할)

• 단순 비상 스위치 입력을 통해, 기어 중립과 EPB 작동과 브레이크 페달 작동을 빠르게 동작시킬 수 있습니다. 특히, 브레이크 페달을 작동하는 리니어 액추에이터는 급제동의 위험을 방지하고자 속도를 저속으로 세팅하였고, 페달 뒤에서 동작하기 때문에 일상생활 운전 시, 아무런 간섭을 하지 않습니다. 또, 이 시스템은 모두 DC 12V로 작동하여, 시가잭으로 모든 구현이 가능하고, 제작 비용이 매우 저렴하기에 현실적인 상품화에 유리합니다.

• 저희 시스템은 차량의 소프트웨어에 개입을 하지 않습니다. 그래서 오래된 연식의 차량이나 다양한 제조사 차량에 적용하기 편하고, 무엇보다 소프트웨어 개입으로 인한 기기결함이나 책임규명 문제를 야기하지 않습니다. 또한 배터리를 별도로 사용하지 않기 때문에 화재의 위험성도 적습니다.