Jak funguje senzor únavy řidiče? Zavřel oči a spadl do příkopu

Příčinou přibližně 25 % všech vážných dopravních nehod je únava řidiče a v důsledku toho usínání za volantem. Největší riziko usnutí je pozorováno v dlouhé výlety, zejména ve tmě a při monotónním stav vozovky. Praxe ukazuje, že po čtyřech hodinách nepřetržité jízdy se reakce řidiče sníží na polovinu a po osmi hodinách na šestkrát.

Systém sledování únavy sleduje fyzickou kondici řidiče a pokud zjistí určité odchylky, upozorní řidiče na nutnost zastavení a odpočinku. Podle způsobu hodnocení únavy řidiče se rozlišují tři typy systémů. První z nich jsou postaveny na sledování akcí řidiče, druhé - na sledování pohybu vozu a třetí - na sledování pohledu řidiče.

Mercedes-Benz instaluje systém do svých vozů od roku 2011 Asistent pozornosti, ve kterém bylo řízení činnosti řidiče založeno na mnoha faktorech: styl jízdy, chování za volantem, používání ovládacích prvků, povaha a dopravní podmínky atd..

Konstrukce systému Attention Assist kombinuje senzor na volantu, řídicí jednotku, výstražnou kontrolku a zvukový signál upozornění řidiče. Snímač na volantu zaznamenává dynamiku jednání řidiče otáčením volantu. Systém při své činnosti využívá i vstupní signály ze senzorů dalších systémů vozidla: řízení motoru, směrová stabilita, noční vidění, brzdový systém.

Řídicí jednotka zpracovává vstupní signály a určuje:

• styl jízdy ( analýza rychlosti, podélného a příčného zrychlení do 30 minut. po zahájení pohybu);
• jízdní podmínky ( analýza denní doby, trvání cesty);
• použití ovládacích prvků ( rozbor použití brzd, spínačů na sloupku řízení, tlačítek na ovládacím panelu);
• vzor otáčení volantu ( analýza rychlosti, zrychlení);
• stav povrchu vozovky ( analýza bočního zrychlení);
• povaha pohybu auta ( analýza podélného a příčného zrychlení).

V důsledku výpočtů jsou zjištěny odchylky v činnostech řidiče a trajektorii vozidla. Na displeji přístrojové desky se zobrazí varovná zpráva o nutnosti udělat si přestávku a zazní zvukový signál. Pokud řidič po signálech nezastaví a pokračuje v jízdě v ospalém stavu, systém signály opakuje v intervalu 15 minut. Systém se aktivuje při rychlosti 80 km/h.

Na rozdíl od systému Attention Assist systém Ovládání výstrahy řidiče, DAC od Volva zaznamenává pouze to, jak se auto na silnici pohybuje. Videokamera směřující dopředu zaznamenává polohu vozidla v jízdním pruhu. Odchylka od zadaných jízdních parametrů je systémem považována za počínající únavu řidiče. V závislosti na stavu řidiče systém implementuje dvě úrovně varování – „měkké“ a „tvrdé“. Úrovně se liší v hlasitosti a tónu zvukového signálu. Systém DAC pracuje ve spojení se systémem varování před opuštěním jízdního pruhu a vychází z jeho konstrukčních prvků. Systém se aktivuje při rychlosti 60 km/h.

Společnost implementuje sledování pohledu pro posouzení únavy řidiče General Motors. Jako základ se používá hotová technologie Vidět stroje, který se používá v letectví, železniční doprava, práce v kamenolomu, obchod nákladní doprava. Speciální jednotka řídí míru otevření očí a směr pohledu řidiče. Pokud řidič zaznamená nepozornost, únavu nebo ospalost, systém upozorní na nutnost zastavit.

Kromě sledování únavy řidiče lze systém využít k aktivaci jednotlivých funkcí vozidla pomocí nasměrovaného pohledu (pohled - zapnout). Pokud navíc řidič při změně jízdního pruhu nepoužije zpětné zrcátko, systém mu nutnost tohoto úkonu připomene.

• Dubinin Alexandr Alexandrovič, bakalář, student
• Volžského polytechnického institutu
• Moiseev Jurij Igorevič, kandidát věd, vedoucí odd
• Volgogradská státní technická univerzita, Volžský polytechnický institut (pobočka)

• SIGNÁL
• ÚNAVA
• ŘIDIČ
• SYSTÉM DETEKCE ÚNAVY

Tento článek pojednává o systému pro určování únavy řidiče. Bylo navrženo řešení pro modernizaci zařízení, které může odstranit stávající problém.

• Vlastnosti použití tachografů v řídicím systému osobních vozidel
• Vývoj metod pro přizpůsobení pracovního procesu dieselového motoru provozu na stlačený plyn
• Možnost instalace turbodmychadla na motor osobního automobilu
• Vývoj systému přenosu dat pro poruchy sběrnice pomocí tachografu za účelem zkrácení doby opravy

Všichni dobře víme, že na silnici je hlavní postavou řidič provoz, porovnávám komponenty jako „silnice“ a „auto“, nehody jsou většinou způsobeny řidičem, konkrétně dvě třetiny všech dopravních nehod. Jedním z důvodů je psychofyziologický stav člověka za volantem. Samozřejmě zkušení řidiči znají každodenní triky, jak se rozveselit před dálkovou cestou i během cesty. Často ale všechny tyto techniky fungují nejdéle 4 hodiny, a pokud jedete v autě sami, třeba někde v jiném městě, kde musíte jet déle než 12 hodin. Vědět ze sebe, monotónní silnice, blikající stromy, to vše ovlivňuje pozornost a reakci řidiče. Stojí za zmínku, že usínání řidičů za volantem je příčinou 25 % autonehody. Vše samozřejmě nemůže sedět jen na řidiči a jeho stavu. Stav vozovky, závady motorové vozidlo, porucha semaforu. Ale přesto bych se chtěl vrátit k řidiči.

Po analýze trhu s automobily a technologiemi, které s nimi drží krok, existují speciální systémy pro zjišťování únavy řidiče. Systém sledování únavy řidiče monitoruje psychofyziologický a fyzický stav řidiče, pokud zadaný systém při analýze pohybu zjistí odchylku od normy, řídicí systém řidiče informuje řidiče, že potřebuje zastavit nebo si odpočinout. Existují tři hlavní systémy rozpoznávání únavy: systém pro zjišťování únavy řidiče, systém pro sledování biometrických parametrů těla a systém pro sledování exacerbací chronických onemocnění.

Jejich účelem je informovat řidiče o jeho únavě. Takových zařízení je mnoho a všechna fungují jinak. Existují SOUV zařízení, která když řidič vybočí z norem, informují ho zvukovými a světelnými signály, fyzickými, totiž po identifikaci nebezpečí začnou například vibrovat sedačky. Existují systémy, které opět, pokud řidič vybočí z norem, převezmou kontrolu nad vozem a fungují autonomně. Činnost systému detekce únavy řidiče je znázorněna na „Obr. 1".

Obrázek 1. Činnost systému detekce únavy řidiče

Většina zařízení v systému detekce únavy řidiče pracuje autonomně a není připojeno k BMU vozidla.

Tato zařízení se snadno připojují k vozu. Existují systémy, které jsou instalovány před řidičem, poskytují senzorické signály, monitorují stav osoby, polohu hlavy, oční víčka a zorničky a systémy videodohledu.

Existují SOUV, které mají kontakt přímo s člověkem samotným, a to náramek, který se nosí na ruce a kontroluje jeho stav pomocí tepové frekvence a tělesné teploty.

Zařízení s názvem Stopsleep., které monitoruje stav člověka pomocí senzorů, které čtou informace o vodivosti pokožky.

Všechna tato zařízení, pokud se řidič odchyluje od normy, jej na to upozorní, ale kromě signálů a světel zařízení neaplikuje žádné akce ve vztahu k vozu.

V souvislosti s tímto problémem bych rád provedl změny, které by ovlivnily činnost zařízení, která nejsou spojena s řídící jednotkou vozidla.

Podívejme se na příklad tachografu, Atol Drive 5.

Toto zařízení podporuje drátovou i bezdrátovou technologii pro přenos dat do zpracovatelských a řídicích modulů.

"TCA-02NK" vyrábí Izmeritel-Avto CJSC.

Porušení se zaznamenává a zobrazují se upozornění na různá porušení ( rychlostní režim, nadměrná pracovní doba, celková doba jízdy za den, provoz čipových karet a mnoho dalšího). Vestavěná tiskárna umožňuje tisk všech parametrů na termopapír a na informačním displeji se zobrazí stejné informace pro vaši referenci. "Drive 5" z produkce ATOL.

Příklad je uveden na „Obr. 2"

Obrázek 2. Tachograf Atol „DRIVA 5“

Výhody: přítomnost krytu na zařízení pro rychlá výměna CIPF a baterie; umožňuje minimalizovat prostoje zařízení během údržby; 10 barev a jas podsvícení, které může nastavit řidič; optimální design tiskového mechanismu – tiskárna má nejvyšší rychlost tisku mezi zařízeními na trhu; podpora práce se 2 SIM kartami; rozšiřující slot, univerzální řešení pro spárování s dalšími palubními zařízeními.

Hlavním účelem tachografu je předcházet nebezpečným nehodám způsobeným řidičem. Díky tomuto zařízení řidič nepřekročí povolenou rychlost a nesedne za volant unavený.

Rozhodli jsme se, že potřebujeme zlepšit tachograf, konkrétně algoritmus jeho provozu. Podívejme se na systémový algoritmus.

Pojďme si popsat, jak funguje modernizovaný model tachografu spojený s infračerveným senzorem, který snímá velikost zornice řidiče. Princip fungování je znázorněn na obr. 3

Obrázek 3. Algoritmus provozu tachografu.

Po zapnutí zapalování elektronická jednotka předá řízení tachografu, aby začala kontrola systému. Po kontrole systému a rozjezdu vozu se zapne systém detekce únavy, konkrétně infračervený senzor.

Když senzor zjistí, že se řidič odchýlil od normy, vyšle dispečerovi signál, že řidič usíná. Poté dispečer přijme opatření k odstranění tohoto problému.

Analyzovali jsme provozní algoritmus standardního tachografu a provedli v něm změny, které následně zvýšily bezpečnost na silnici pro řidiče, cestující i účastníky veškerého silničního provozu.

Na základě informací, které jsem shromáždil na VCS, lze konstatovat, že vývoj v tomto odvětví nestojí na místě. Vědečtí vývojáři se snaží řidiče chránit různými systémy, ale nezapomínejme, že přece jen člověk řídí auto a bezpečnost na silnici závisí na něm. Přál bych si, aby každý řidič bral své povolání vážně a jasně pochopil, že když usedne za volant, je v jeho rukou nejen jeho život, ale i životy jeho cestujících.

Bibliografie

1. Systémy detekce únavy řidiče. Suslinnikov A. [Elektronický zdroj].
2. http://systemsauto.ru/active/drowsiness_detection_system.html
3. Zařízení s názvem Stopsleep [Elektronický zdroj] – http://savepearlharbor.com/ (datum přístupu 6. 2. 2017).
4. Tachograf: značky a modely [Elektronický zdroj]. – URL: http:postebor.ru/taxografy/cifrovye-taxografy/taxograf-continental-vdo-dtco-3283/ (datum přístupu 6. 2. 2017).
5. Moiseev Yu.I., Popov A.V., Rybanov A.A., Surkaev A.L. // Zvýšení bezpečnosti silničního provozu zavedením samoučícího se systému pro zjišťování únavy řidiče na vozidle // článek v časopise // Podnik motorové dopravy. – 2016 s. 5-8
6. Izustkin A.E., Poluektov M.V., Moiseev Yu.I. // Zvyšování efektivity provozu vozidel vybavených tachografy // se objevuje ve sborníku z konference - 2016 P 171-172

Všichni řidiči vozidel vědí, že ne vždy je možné usednout za volant zcela odpočatý, vyspalý a plně funkční.

Přitom to chápe skoro každý, kdo zažil přepracování unavenýřidič nemůže adekvátně reagovat a činit správná rozhodnutí. Unavený a bolestivý stav lze přirovnat ke stavu řidiče, který požil alkoholické nápoje, a o bezpečnosti silničního provozu v tomto případě není třeba hovořit.

Pilot letadla, dispečer nebo osoba obsluhující jaderný reaktor nikdy nesmí pracovat bez lékařského vyšetření, zatímco mnozí z nás zapomínají, že do této kategorie patří i řidič automobilu, který ovládá zdroj zvýšeného nebezpečí. ostatní.

Podle odstavce 2.7 dopravního řádu „Řidič má zákaz řízení vozidlo v nemocném nebo unaveném stavu."

Pokud je řidič ve stavu únava výrazně se snižuje úroveň bezpečnosti provozu – únava negativně ovlivňuje téměř všechny základní funkce lidského vnímání a také některé psychofyziologické vlastnosti.

V první řadě trpí zrakový vjem: unavený řidič hůře vidí vzdálené nebo malé předměty na vozovce, nedokáže přesně určit vzdálenost ke konkrétnímu předmětu ani odhadnout rychlost ostatních účastníků silničního provozu. Ale nejen kvalita vnímání se zhoršuje - únava má nejvíce negativní vliv na jeho organizaci: unavený člověk pomaleji přepíná pozornost z jednoho předmětu na druhý. Řidič, který řídí vozidlo ve stavu únava, soustředí pozornost déle než obvykle na jednotlivé předměty, se kterými se setkává, a pomaleji reaguje na náhlé změny situace na silnici.

ÚnavaMůže to také negativně ovlivnit paměť člověka - mnoho řidičů si všimlo, že na konci dlouhé cesty tráví mnohem více času nejen detekcí signálu, ale také jeho vyhodnocením, tedy zpracováním přijatých informací. Ve fázi únavačlověk obvykle vykazuje dva typy nežádoucích reakcí – jak nadměrně pomalé, tak nadměrně rychlé.

Obvykle únava rozvíjí se při dlouhých cestách za volantem a projevuje se již po 4-5 hodinách jízdy. Za dalších pár hodin únava začíná být zřetelně cítit a řidiči, kteří sedí za volantem déle než 9 hodin, si udržují svůj fyzický tonus výhradně z vlastní vůle.

Li výkon Pokud řidič prudce spadne (stává se to většinou při dlouhých, mnohahodinových cestách za volantem), výrazně se zvyšuje riziko dopravní nehody.

Řidič, který se cítí ospalý, to může nějakou dobu překonat a řídit auto celkem spolehlivě, ale musí vědět, že k usnutí může dojít náhle a tento okamžik si nemusí všimnout, což velmi vážně ohrožuje bezpečnost silničního provozu. Pokud se tedy během jízdy cítíte ospalí, neměli byste s tím během jízdy bojovat. Musíte se zastavit a na krátkou dobu spát nebo dělat gymnastická cvičení. Teprve po uvolnění ospalosti můžete pokračovat v cestě.

Charakteristickým znakem blížící se únavy může být výskyt zdánlivě bezvýznamných chybných akcí: nepřítomná pozornost, touha narovnat se, změnit držení těla. Pokud zaznamenáte takové známky únavy, musíte se okamžitě zastavit. První známky únavy, které se objeví po několika hodinách za volantem, nejsou pro řidiče nebezpečné a lze je snadno odstranit krátkým odpočinkem. Bylo prokázáno, že při stejné době odpočinku je několik krátkých přestávek mnohem účinnějších než jedna dlouhá přestávka.

„Rizikovou skupinou“ mezi řidiči jsou zpravidla řidiči osobní, meziměstské a mezinárodní dopravy a také řidiči těžkých vozidel.

Vážení řidiči! Únava nebo bolest za volantem může způsobit vážnou nehodu. Neměli byste spěchat, abyste se vrátili domů a odpočinuli si, protože takové akce mohou vést k nenapravitelným následkům. Nejlepší řešení v takové situaci bude na cestě krátký odpočinek!

Oddělení propagandy Státní inspekce bezpečnosti provozu.

Podle statistik jeden z nejvíce běžné důvody autonehoda je únava řidiče. Studie ukázaly, že již po čtyřech hodinách jízdy se reakční rychlost zpravidla sníží na polovinu a již osm hodin jízdy vykazuje skutečně katastrofální výsledky - šestinásobné zpomalení reakce. A protože všichni výrobce automobilů se vždy snažila, aby její produkty byly co nejbezpečnější, po výzkumu začal aktivní vývoj speciálního senzoru, který určuje míru únavy řidiče.

O inovátorech v této oblasti lze uvažovat japonská společnost Nissan, jehož specialisté si již v roce 1977 patentovali skutečně revoluční automobilové technologie. Díky aktivní práci v jiných oblastech byl však první pracovní systém tohoto druhu realizován až o několik let později.

Ve skutečnosti byla švédská Volva první, kdo použil novou technologii v praxi, nainstaloval systém nazvaný Driver Alert Control, který zahrnoval kameru sledující chování vozu na silnici a také samotný senzor, který měřil frekvenci a způsob jízdy. pohybů volantu. Systém vydal určité signály, když se pohyby volantu příliš odchylovaly od normálu.

Driver Alert Control zve unaveného řidiče, aby zastavil a dal si pauzu u šálku kávy

Později se oba automobiloví giganti spojili Společnost Mercedes. Systém prošel některými změnami: bylo rozhodnuto odstranit videokameru a přidat senzor, který reagoval na frekvenci a sílu sešlápnutí pedálu. Systém byl navíc doplněn o ukazatele označující určité standardy. Senzory se spustily a daly signál k zastavení, když se tyto indikátory extrémně odchýlily od normálu. Takový systém ale nemohl sedět každému řidiči. Později se to mírně změnilo. Instalovány byly také senzory pro detekci bočního větru a pro posouzení kvality povrchu vozovky. Byly také přidány senzory pro detekci stisknutí přepínače a ovládání klimatizace.

Podobné systémy se používají i v vozy Škoda a Volkswagen.

Dnes jsou nejběžnější dva typy implementace systému. V prvním případě jde o senzor měřící chování na vozovce, který zahrnuje takové charakteristiky, jako je síla sešlápnutí brzdového a plynového pedálu a také amplituda pohybů volantu. Tento typ systému používají Volkswagen, Mercedes, Volvo a Škoda.

Pokud mluvíme o segmentu japonského trhu, zde se používá trochu jiná metoda. Proto je největší pozornost věnována psycho-emocionálním ukazatelům samotného řidiče vozidla. Ke sledování zde slouží videokamera, která je určena ke sledování mimiky a gest řidiče. Nejprve je systém nakonfigurován tak, aby reagoval na zavřené oči a reagoval varovným signálem. Analyzuje také, jak často řidič mrká, jak zhluboka a odměřeně dýchá, přičemž rozpoznává, kdy člověk za jízdy prostě mrkne a kdy zavře oči.

Obecně platí, že systém funguje v obou případech přibližně stejně.

Řídicí jednotka nejprve shromažďuje a analyzuje informace získané ze samotných kamer a senzorů. Tento přístup má výrazně rozšířit možnosti systému rozpoznávat stávající podmínky. Poté je u každého řidiče analyzován a stanoven určitý styl jízdy, aby se systém následně přizpůsobil jednotlivým parametrům. Získaná data se tak nakonec stanou zavedenou normou v systému.

V budoucnu budou příchozí informace porovnávány s předem stanovenými normovými hodnotami.

Časové ukazatele prvotního měření pro každou značku jsou čistě individuální. Obvykle celý postup trvá od 15 do 30 minut.

Pokud dojde k odchylce od normálních hodnot, systém vydá řidiči varovný zvuk a upozorní řidiče na nutnost zastavit.

Systémy sledování únavy DAC a Attention Assist sledují fyzický stav řidiče a v případě potřeby signalizují, že je čas, aby řidič zastavil a odpočinul si. Tato kontrola se provádí pomocí tří možností ovládání:

Attention Assist a DAC jsou systémy pro sledování únavy, které monitorují schopnost řidiče fyzicky ovládat vozidlo a v případě potřeby signalizují zastavení jízdy a odpočinek. Kontrola se provádí třemi typy kontroly, které závisí na následujících faktorech chování:
1. Posuzuje se chování řidiče;
2. Pohled řidiče je upřený;
3. Pohyb vozidla je řízen.

Mercedes-Benz vyrábí od roku 2011 zařízení Attention Assist, které sleduje chování řidiče. Toto zařízení se řídí následujícími motivacemi: způsob řízení vozu, volant, jednání řidiče za jízdy a některé další parametry.
Schematicky se systém sledování únavy skládá ze snímače řízení, varovného indikátoru a zvukového varování, které upozorňuje řidiče.

Snímač namontovaný na volantu sleduje změnu síly, která působí na volant při jeho otáčení. Systém také bere v úvahu informace získané z jiných řídicích senzorů: jízdní stabilitu, brzdový systém, omezení viditelnosti a parametry motoru.
Signály přijaté zařízením jsou zpracovávány a určují následující parametry:
A) do půl hodiny od začátku pohybu se analyzuje rychlost a boční zrychlení vozu (styl jízdy);
b) podmínka, za které k pohybu dochází (zde se bere v úvahu jak denní doba, tak doba trvání cesty);
PROTI) je analyzováno ovládání následujících komponent: tlačítka umístěná na volantu a spínače pod ním a brzdový systém;
G) analyzuje se síla působící na volant;
d) stav povrchu vozovky a chování vozu při jízdě (příčné a podélné zrychlení).
Analýzou všech těchto parametrů systém detekuje přestupky v jednání řidiče a změny směru jízdy vozidla. Poté je na obrazovku umístěnou na přístrojové desce odeslán zvukový signál, aby řidič zastavil, aby si odpočinul. Pokud ospalý řidič ignoruje signál a pokračuje v jízdě, systém mu to bude každých 15 minut připomínat. Je třeba také připomenout, že monitorování stavu řidiče začíná fungovat při rychlostech nad 80 km/h.

Driver Alert Control (neboli DAC) od Volva se liší od Attention Assist tím, že sleduje pouze trajektorii pohybu po dálnici a videoovládání, které sleduje směr dráhy vozidla, určuje jeho polohu v jízdním pruhu. Pokud se vůz náhle začne vzdalovat od stanovených hranic, systém na to zareaguje, jako by byl řidič unavený, a vydá dva varovné signály: „měkký“ a „tvrdý“. Oba tyto signály závisí na celkové pohodě ovladače a liší se od sebe hlasitostí a tónem. Systém DAC, pracující ve spojení s prvky systému varování před opuštěním jízdního pruhu, se aktivuje, když rychlost vozidla dosáhne 60 km/h.

Speciální vestavná jednotka, kterou instaluje General Motors, kde základem je již osvědčená metoda Seeing Machines, která vyhodnocuje stav pohledu řidiče, je instalována nejen na automobily, ale i na železniční dopravu. Úkolem jednotky je sledovat otevřenost očí řidiče a jeho soustředění, a pokud jsou zjištěny známky únavy nebo ztráty pozornosti a stav blízký spánku, systém okamžitě vydá povel k zastavení vozidla.
Systém sledování únavy řidiče může také ovládat další funkce vozidla, například směr pohledu může povolit nebo zakázat určité možnosti zapnutí přístrojová deska. Nebo při provádění jakéhokoli manévru upozorněte řidiče, že se zapomněl podívat do zrcátka.