2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как работает система контроля усталости водителя

Описание и принцип работы системы контроля усталости водителя

Одной из распространенных причин аварий на дорогах является усталость — до 25% водителей попадают в ДТП во время длительной поездки. Чем дольше человек находится в дороге, тем ниже падает бдительность. Согласно проведенным исследованиям, всего 4 часа вождения снижают реакцию в два раза, а после восьми часов — в 6 раз. Хотя проблема кроется в человеческом факторе, производители автомобилей стремятся обезопасить езду и пассажиров. Специально для этих целей разрабатывается система контроля усталости водителя.

  1. Что такое система контроля усталости водителя
  2. Назначение и функции
  3. Конструктивные особенности системы
  4. Принцип и логика работы
  5. Как называются подобные системы у разных автопроизводителей
  6. Преимущества и недостатки системы контроля усталости

Что такое система контроля усталости водителя

Разработка впервые появилась на рынке от японской компании Nissan, которая запатентовала революционную технологию для автомобилей в 1977 году. Но сложность технической реализации в то время заставила производителя сосредоточиться на более простых решениях для повышения безопасности транспорта. Первые рабочие решения появились спустя 30 лет, но их продолжают совершенствовать и улучшать способы распознавания усталости водителя.

Суть решения заключается в том, чтобы анализировать состояние водителя и качество вождения. Изначально система определяет параметры при старте поездки, что позволяет оценить полноту реакции человека, а после этого начинает отслеживать дальнейшую скорость принятия решений. Если обнаружено, что водитель сильно устал, появляется уведомление с рекомендацией отдыха. Отключить звуковые и визуальные сигналы нельзя, но они автоматически появляются через заданные промежутки времени.

Системы начинают контроль состояния водителя с привязкой к скорости движения. К примеру, разработка Mercedes-Benz начинает работать только от 80 км/ч.

Особая потребность в решении наблюдается у водителей одиночек. Когда человек едет с пассажирами, они могут поддерживать его бодрое состояние разговорами и отслеживать усталость. Самостоятельная езда способствует сонливости и замедлению реакции на дороге.

Способы реализации системы

Существует два способа реализовать подобную функцию. В первом случае специальный датчик регистрирует только параметры движения автомобиля, а именно частоту и амплитуду подруливающих движений, нажатия на педали газа и тормоза. Приверженцами данного варианта являются европейские производители: Мерседес, Фольксваген, Skoda, Volvo.

Японские фирмы стремятся реализовать контроль усталости водителя несколько иначе. Они убеждены, что в первую очередь необходимо анализировать психоэмоциональное состояние. Поэтому основным звеном такой системы является видеокамера, задача которой следить за мимикой и жестами того, кто сидит за рулем.

Работает она следующим образом. В первую очередь система распознавания усталости водителя реагирует на закрытые глаза. Если водитель закрывает глаза, система немедленно подает предупреждающий сигнал. Перед инженерами стоит задача «научить» ее отличать, когда водитель просто моргает, а когда засыпает. Помимо этого анализируется частота морганий, движения глаз, мимика, жесты, частота и глубина дыхания (по движениям грудной клетки).

Процесс работы системы контроля усталости водителя

Многих интересует, как устроена работа датчика усталости водителя. Он спроектирован довольно интересно и функционирует по определенному алгоритму: в первые минуты, когда только начинает работать, она собирает показатели с камер и других датчиков (скорость, боковое и продольное ускорение, состояние дорожного покрытия, климатические условия).

Все показатели суммируются, в следствии чего вырисовывается картина стиля вождения. Эти показатели, в итоге, являются основными. В последующем, если показатели превышают норму, устройство посылает сигнал водителю о необходимости остановки. Время первоначального сбора данных у каждого автомобиля разное. В целом данный процесс длится 15-30 минут.

Система анализирует различные параметры:

  • Манеру вождения – как ускоряется после первых 30-ти минут вождения, оценивается скорость в целом;
  • Условия вождения – время суток, сколько длится весь путь;
  • Эксплуатация механизмов автомобиля – как часто переключаются механизмы, находящиеся под рулем, педали и механизмы системы торможения;
  • Насколько интенсивно вращают руль – оценивается скорость, а также ускорение;
  • Состояние дороги – в каком состоянии находится дорожное покрытие;
  • Траекторию движения транспортного средства.
Читать еще:  Система ночного видения автомобиля: виды, устройство и принцип работы

На протяжении всей поездки проводятся расчеты различных показателей. Когда они превышают планку, устройство сигнализирует водителю, чтобы он понял, что пора сделать остановку. Система продолжает подавать сигналы раз в четверть часа, если водитель не среагировал в первый раз. Данный процесс запускает работу после разгона автомобиля до 80 км/ч.

Управление автомобилем требует предельной концентрации как на дорогу, так и на сам процесс вождения, иначе одно неверное движение может стоить жизни всем пассажирам.

Так как все больше учащаются случаи аварий из-за утомляемости водителей, была придумана система контроля усталости водителя. Данная система – это идеальный помощник в автомобиле, который может сохранить жизнь. Но даже если эта система установлена, важно помнить: нельзя садиться за руль, когда чувствуются сонливость и усталость, иначе будут страшные последствия.

Как устроена система контроля усталости

Для наиболее полного контроля за состоянием человека за рулем недостаточно одного лишь визуального наблюдения, осуществляемого при помощи анализа изображения с видеокамеры. Система контроля усталости водителя использует анализ множества данных:

  • стиль управления;
  • условия движения – время суток, длительность непрерывной езды;
  • анализ использования переключателей, кнопок управления на панели/руле, использования тормоза;
  • характер движения рулем, состояние дорожного покрытия;
  • оптические данные от видеокамер.

Разными производителями авто могут вноситься собственные корректировки в систему контроля усталости – могут отличаться алгоритмы обработки данных, скорость, при которой активируется система, видеокамеры могут отсутствовать. В некоторых авто используется и технология Seeing Machines, применяемая в авиации, и грузопассажирских перевозках. Она позволяет анализировать степень открытия глаз и направление взгляда. Такой датчик усталости, кроме основного предназначения, часто используется для управления некоторыми функциями, активировать которые можно простым взглядом.

Похожие материалы

  • Разработка методов адаптации рабочего процесса дизельного двигателя для работы на сжатом газе
  • Возможность установки турбонаддува на двигатель легкового автомобиля
  • Разработка системы передачи данных о неисправностях автобуса с помощью тахографа с целью сокращения времени ремонта
  • Газодизель, его основные показатели
  • Предпочтительные схемы перевода дизельного двигателя на метан для наземно-транспортных средств определенного назначения

В современном мире вопрос о безопасности дорожного движения является одним из главных. Связано это из-за большого количества аварий, происходящих каждый год, в 40% из-за засыпания водителей за рулем. Вследствие этого крупнейшие автопроизводители стали разрабатывать и внедрять на автомобили устройства контроля состояния водителя. Внедрение таких устройств поможет снизить риск засыпания водителя во время движения и сделать поездки более безопасными.

Устройства контроля состояния водителя делятся на:

  1. контроль состояния по манере вождения водителя
  2. контроль состояния по биометрическим параметрам
  3. контроль состояния с помощью видеокамеры

К первой группе относятся системы: Attention Assist, Driver Alert Control (DAC), Emergency Assist.

Представленные системы определяют усталость водителей по манере вождения автомобилем: способом управления рулем, управление автомобиля, а также действиями водителя во время движения и некоторыми другими параметрами. Схематически системы контроля усталости состоят из датчика руля, звукового оповещения, предупреждающего водителя и контрольного индикатора

Систему контроля Attention Assist [1] на Мерседесах ставят с 2011 года, начинает работать она когда скорость автомобиля достигла 80 км/ч. В течении первых 30 минут определяет стиль вождения, анализирует силу воздействия на руль, условие, при котором происходит движение, анализирует управление кнопками на рулевом колесе и педали тормоза.

При изменении траектории движения автомобиля (выезд за полосу дорожного покрытия), система выдает предупреждение об остановке на дисплей со звуковым сопровождением, в случае игнорирования водителем предупреждения и дальнейшего отклонения от полосы движения, система начинает оповещать об этом каждые 15 минут.

Рисунок 1. Алгоритм работы системы Attention Assist

Система Driver Alert Control (DAC) [2], которой пользуется Шведская автомобильная компания Volvo, отличается от Attention Assist тем, что следит за траекторией движения по трассе и с помощью видеоконтроля определяет его нахождение в полосе дорожного полотна. Активируется система DAC, которая работает совместно с элементами системы Lane Departure Warning (система предупреждения выезда из полосы), когда скорость автомобиля достигла 60 км/час.

Читать еще:  Ваз 2106 белый цвет

Система Emergency Assist, устанавливается на машины автомобильной компании Volkswagen. Emergency Assist является обширной системой помощи движению по полосе. В случае засыпания водителя или потери сознания во время движения, система принимает управление на себя и останавливает транспортное средство, а также предупреждает других участников движения об опасной ситуации.

Ко второй группе относятся системы: Mind Sense, Vigiton, SmartCap Portable.

Данные системы определяют усталость водителя по биометрическим параметрам.

Система Mind Sense определяет усталость по активности мозга. По многочисленным медицинским исследованиям установлено, что мозг человека генерирует несколько мозговых импульсов различной частоты. Замер импульсов с помощью датчиков, расположенных на рулевом управлении, происходит постоянно.

Рисунок 2. Алгоритм работы системы Mind Sense

Система Vigiton [3] определяет физиологическое состояние водителя через электродермальное сопротивление кожи с помощью двух контактных элементов: перстня и браслета. Которые одеваются перед поездкой. С помощью них можно определить трезвость водителя, температуру тела и сердцебиение. Система оповещает водителя о состоянии, предваряющего засыпанию и подает предупредительные сигналы.

К третьей группе относятся устройства: MR688GPK, Seeing Machines, DAS(Driver Attention System).

Данные устройства наблюдают за лицом водителя, определяя открытость век и частоту моргания глаз.

Системы Seeing Machines, DAS(Driver Attention System) работают в инфракрасном диапазоне, регистрирует частоту моргания глаз водителя и направление его взгляда. Поступающая в компьютер информация обрабатывается и по определенному алгоритму делается вывод о степени усталости человека за рулем. При обнаружении закрытых глаз больше определенного времени, делается предупреждение с помощью вибрации рулевого колеса или сидения. В случае дальнейшего игнорирования водителем предупреждения, начинает звучать звуковой сигнал.

Главная цель всех представленных систем и устройств заключается в предотвращении засыпания водителей за рулем при движении по дороге, а также предвидение ухудшения их состояния, а вследствие этого предотвращение опасных ситуаций на дороге.

Мы решили усовершенствовать работу систем контроля усталости водителей, совместив систему Mind Sense и устройство DAS(Driver Attention System). Чтобы определять состояние не только по биометрическим параметрам, но и по видеонаблюдению.

Совместный алгоритм работы систем изображен на рисунке 3.

Рисунок 3. Модернизированный алгоритм работы систем.

Данная модернизация поможет лучше контролировать состояние водителя во время поездки.

В данном направлении ведется активная разработка систем контроля усталости, которые помогут сделать движение еще более безопасным не только для водителя, но и для всех участников движения. Но конечно же лучше не испытывать себя на прочность при утомлении за рулем, а лучше остановиться и отдохнуть, даже если на автомобиле стоит система контроля усталости, которая не даст Вам уснуть.

Из чего состоит СКУВ

Конструкция данной системы определяется способами ее реализации и технологическими возможностями производителя. Но суть в каждом случае одинакова: все СКУВ контролируют состояние водителя и характер передвижения автомобиля. В качестве примера, показывающего конструктивные особенности данной системы, можно рассмотреть разработку австралийской компании. Она ввела в состав DAS три видеокамеры (две следят за водителем, одна — за ситуацией на дороге) и электронику, которая собирает полученные данные и принимает соответствующее решение. Австралийская разработка примечательна тем, что оборудование, из которого состоит СКУВ, также отслеживает дорожные знаки, характер перемещения попутного транспорта и расстояние до него.

Другие разновидности DAS способны контролировать:

  • работу тормозной системы автомобиля;
  • устойчивость машины;
  • характер работы двигателя и другие параметры.

То есть в зависимости от того, какие виды параметров отслеживает система контроля усталости, определяется ее конструкция и меняется число задействованных датчиков, камер и другого оборудования.

Согласно данным статистики ДТП, одной из частых причин аварий является физическое состояние водителей. Особенно это касается происшествий с большим количеством жертв. В последнее время участились случаи автомобильных дорожных происшествий.

Читать еще:  Система курсовой устойчивости ESC: устройство и принцип работы

Часть причин этого кроется в физическом состоянии водителей. Плохим оно может быть из-за сильной усталости, недосыпа, плохого самочувствия, из-за определенной болезни, от лекарственного препарата влияющего на внимательность и сосредоточенность.

Не зря для профессиональных водителей существуют жесткие временные интервалы на работу, которые контролируются и должны соблюдаться.

Для обеспечения безопасности в дороге и контроля состояния водителя есть активные системы контроля. Такая система не помешает и в служебном, и в личном семейном автомобиле, особенно в дальней дороге!

Системы контроля усталости — что это?

Свое решение предложила компания Dunobil, выпустив систему Dunobil Insomnia.

При её создании учитывался имеющийся опыт, его применили и адаптировали под максимально простую и быструю установку. В отличие от решений конкурентов, основной корпус устройства Dunobil достаточно просто зафиксировать на лобовое стекло и подать питание.

По форме Dunobil Insomnia напоминает обычный видеорегистратор, отличия заключаются только в ориентации объектива — основная рабочая сторона направлена в сторону водителя. Ведется постоянный мониторинг поведения водителя, частоты моргания, положения головы. Весь этот комплекс данных анализируется и при выявлении сна или усталости выводится уведомление, восстанавливающее внимание водителя.

Массовое распространение таких активных систем безопасности заметно снизить уровень аварийности! Обеспечьте свою безопасность — начать же можно уже сейчас с себя и близких!

Система активной безопасности автомобиля от компании Dunobil — Insomnia может стать отличнейшим помощником для любого автомобилиста. Оптимальная цена сделала новый прибор контроля доступным для всех!

Следующие преимущества убедят в необходимости купить новинку:

  • При разработке активной системы контроля водителя учитывался опыт аналогичных приборов, благодаря которому создателям Dunobil Insomnia удалось предложить автолюбителю адаптированный под современные машины миниатюрный аппарат.
  • Установка не отнимет много времени — для монтажа необходимо лишь зафиксировать основной блок на лобовом стекле (обзор при этом практически не загораживается!).
  • Внешне, активная система безопасности автомобиля очень похожа на обычный видеорегистратор с одним отличием — камера «смотрит» не на дорогу, а на лицо человека, сидящего за рулем.
  • Устройство ориентировано таким образом, чтобы вести непрерывный мониторинг состояния и поведения водителя. Учитывается даже частота моргания и положение головы.
  • После анализа полученной информации, в случае определения усталости, засыпания, производится оповещение в режиме «real time», направленное на возобновление внимания управляющего автомашиной.
  • Повышенная надежность конструкции обеспечивается упрощением системы в целом и качественной профессиональной сборки детекторов в едином корпусе. Устройство способно выдерживать как высокие температурф (до +60°C), так и довольно сильный мороз (до -20°C), а значит, этот еще один помощник в дороге справится со своей задачей на все 100%!
  • Гарантируется корректная работа вне зависимости от времени суток или наличия очков на переносице «подопечного».

Система активной безопасности автомобиля нужна не только вам — это отличный подарок, который точно оценит по достоинству любой водитель!

Технические характеристики:

  • Технология: распознавания лица и частоты моргания
  • Функционал: оповещение об усталости в реальном времени
  • Время реакции 1

2 секунды после закрытия глаз или опускании зрачков

  • Угол обзора 60°
  • Параметры установки 45-65 cm (±5cм) от лица
  • USB
  • Входящее напряжение DC 12V/24V
  • Исходящее напряжение 5V, 1.5A
  • Минимально допустимое напряжение 4.75V, 240mA
  • Максимально допустимое напряжение 5.25V,500mA
  • Диапазон температур -20°C

    Почему важно обслуживаться у официальных
    дилеров Toyota

    Высокий уровень профессионального мастерства механиков, прошедших подготовку на базе ООО «Тойота Мотор».

    Гарантия подлинности запасных частей (отсутствие контрафакта). Гарантированный подбор деталей именно для вашего автомобиля.

    Вы сможете продать свой автомобиль по более высокой цене на вторичном рынке.

    голоса
    Рейтинг статьи
  • Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector