Система контроля усталости водителя

Работа по повышению уровня автомобильной безопасности не прекращается: ведущие мировые производители постоянно тестируют новые разработки, стремясь минимизировать риски для здоровья и жизни людей, находящихся в автомобиле.

Система контроля усталости водителя — одна из мер, положительно влияющих на безопасность. Специалисты Mercedes добились наибольших успехов в ее реализации.

Необходимость системы распознавания усталости

В случае экстренного торможения, во избежание дорожно-транспортного происшествия, одним из факторов своевременной остановки транспортного средства будет время срабатывания тормозного механизма. К другим аналогичным факторам относятся: скорость, с которой водитель будет реагировать на изменение ситуации, и время, необходимое для принятия решения и срабатывания соответствующего исполнительного механизма.

В результате исследования установлено, что постоянное вождение в течение 4 часов снижает скорость реакции автомобилиста на изменение дорожной обстановки в 2 раза, а в течение 8 часов — до 5-7 раз.

Система распознавания усталости водителя отслеживает определенные параметры физической подготовки человека, которые стабильны, когда человек хорошо отдохнул и бодрствует за рулем. В случае обнаружения механизмом отклонений от основных нормативов, установленных конфигурацией, различные виды сигналов и оповещений оповещают о необходимости остановки транспортного средства, делая паузу для отдыха.

Описание Система контроля усталости водителя Dunobil Insomnia

Даже самый ответственный и опытный водитель не застрахован от того, чтобы заснуть за рулем, и Dunobil Insomnia решает эту проблему гораздо эффективнее, чем кофе. Устройство постоянно анализирует состояние водителя и следит за тем, как часто он моргает, отводит взгляд и наклоняет голову. Если водитель начнет засыпать, устройство в течение 1-2 секунд подаст сигнал тревоги и тут же его разбудит.

Что такое система контроля усталости водителя

Основная идея разработчиков системы мониторинга усталости заключается в том, чтобы анализировать состояние водителя и параметры вождения на протяжении всей поездки. За основу берутся данные, собранные в первые 15 или 30 минут (в зависимости от модели) с момента запуска. Оцениваются скорость принятия решения, скорость реакции. На борту автомобиля установлены:

• видеокамеры;
• датчик маховика
• электроника, следящая за параметрами тормозной системы, двигателя, степенью устойчивости автомобиля во время движения.

Также на рынке представлены системы, работа которых направлена ​​на контроль не только водителя и транспортного средства, но и ситуации на дороге. При этом для обработки полученной информации устанавливаются 3 видеокамеры и блок управления. В результате фиксируется не только статус и реакции человека, но и соблюдение правил дорожного движения, отслеживаются дорожные знаки. При обнаружении усталости водителя подается звуковой и визуальный сигнал с рекомендацией приостановить поездку.

Важно! Контроль усталости оптимален, когда скорость автомобиля превышает 80 км/ч.

Назначение и функции

Основной целью системы контроля усталости является предотвращение несчастных случаев. Это делается путем наблюдения за водителем, выявления запоздалой реакции и постоянной рекомендации отдыха, если человек не прекращает движение. Основные функции:

1. Контроль движения транспорта: решение самостоятельно следит за дорогой, траекторией движения и разрешенными скоростями. Если водитель превышает ограничение скорости или покидает полосу движения, система подает звуковой сигнал, чтобы привлечь внимание человека. После этого появятся уведомления о необходимости отдыха.
2. Контроль водителя: сначала отслеживается нормальное состояние водителя, а затем отклонения. Реализация камерами позволяет следить за человеком, и в случае, если он закрывает глаза или падает с головы (сонные сигналы), выдаются предупредительные сигналы.

Основная сложность заключается в технической реализации и обучении методике определения реальной усталости от ложных показаний. Но даже такой способ реализации снизит влияние человеческого фактора на уровень аварийности.

Альтернативные варианты предполагают наблюдение за физическим состоянием водителя, когда специальное устройство считывает параметры тела, в том числе моргание, скорость опускания век, открывание глаз, положение головы, наклон тела и другие показатели.

Способы реализации системы

Есть два способа реализации такой функции. В первом случае специальный датчик фиксирует только параметры движения автомобиля, а именно частоту и амплитуду движений руля, нажатия педалей акселератора и тормоза. Приверженцами этого варианта являются европейские производители: Mercedes, Volkswagen, Skoda, Volvo.

Японские компании пытаются внедрить мониторинг усталости водителей несколько по-другому. Они убеждены, что в первую очередь необходимо анализировать психоэмоциональное состояние. Поэтому основным звеном в такой системе является видеокамера, задача которой — следить за мимикой и жестами человека за рулем. Это работает следующим образом. В первую очередь система распознавания усталости водителя реагирует на закрытые глаза. Если водитель закрывает глаза, система немедленно подает предупредительный сигнал. Перед инженерами стоит задача «научить» его различать, когда водитель просто моргает, а когда засыпает. Кроме того, частота моргания, движений глаз, мимики, жестов,частота и глубина дыхания (по движениям грудной клетки).

Attention Assist: как работает

Для наблюдения за состоянием человека первостепенное значение имеют особенности его поведения за рулем. Как работает система контроля усталости водителя? Используя датчик угла поворота рулевого колеса, Attention Assist создает эталонный профиль в течение первых нескольких минут поездки, который затем сравнивается с текущим поведением вождения в зависимости от дорожной ситуации.

Исходя из этого, Attention Assist предупредит водителя при первых признаках усталости громким звуком и текстовым сообщением на экране, информируя его о необходимости остановиться и отдохнуть.

В настоящее время базовой опцией является Attention Assistant в классах Mercedes S и E. Анализ статистики и тесты неоднократно подтверждали снижение количества ДТП с участием автомобилей, в которых установлено устройство контроля состояния человека за рулем транспортное средство.

Конструктивные особенности системы

Элементы дизайна системы зависят от того, как реализуется и контролируется движение. Решения для отслеживания водителей фокусируются на человеке и на том, что происходит в салоне автомобиля, в то время как другие варианты фокусируются на характеристиках автомобиля и дорожных условиях. Рассмотрим различные варианты конструктивных особенностей.

Австралийская разработка DAS, находящаяся на стадии испытаний, предназначена для отслеживания дорожных знаков и соблюдения требований дорожного движения по ограничениям скорости и правилам дорожного движения. Для анализа ситуации на дороге используйте:

• три видеокамеры: одна закреплена на дороге, две другие следят за состоянием водителя;
• блок управления – обрабатывает информацию о сигналах светофора и анализирует поведение человека.

Система может предоставлять данные о движении автомобиля и скорости движения на определенных участках.

Другие системы оснащены датчиком на рулевом колесе, видеокамерами и электронными устройствами, которые могут контролировать параметры торможения, устойчивость движения, работу двигателя и многое другое. В случае усталости подается звуковой сигнал.

Необходимость или бесполезная опция

Для любого водителя безопасность на дороге всегда является приоритетом. Но и переплачивать при покупке автомобиля за функции, которые не принесут практической пользы, тоже не имеет смысла. Поэтому вопрос о том, нужна ли система контроля усталости или это просто очередной маркетинговый ход автопроизводителей, для многих остается спорным.

Объективно первые разработки не радовали водителей своей точностью, регулярно возникали ложные срабатывания (особенно если нужно объехать препятствие или ямы на дороге). Но современный уровень развития электроники позволил учесть проблемы, возникавшие ранее, и минимизировать погрешность при работе системы.

Для анализа ситуации подключается целый комплекс датчиков и видеокамер. Это позволяет сделать более точные выводы. Именно это позволяет системе работать действительно эффективно и приносить практическую пользу. С другой стороны, его использование не актуально, если водитель не совершает длительных поездок и мало времени проводит за рулем. Поэтому необходимость системы управления в каждом конкретном случае необходимо решать отдельно.

Принцип действия

Как работает датчик усталости водителя: Датчик поворота руля статистически оценивает интенсивность, частоту пробуксовок колес за последние четыре часа с начала движения и при обнаружении статистической ошибки выше допустимого уровня подает сигнал к блоку управления, который активирует элементы сигнализации опасности.

В комплекс управления поступает большое количество сигналов, информирующих о различных параметрах:

1. Стиль вождения: различные виды ускорения в течение получаса после начала движения, оценка скорости.
2. Условия контроля — продолжительность поездки, оценка времени суток.
3. Работа актуатора: оценка интенсивности использования переключателей под рулем, тормозной системы, приборов на панели управления.
4. Интенсивность поворотов руля: оценка скорости и ускорения.
5. Состояние дорожного покрытия: контроль режимов разгона.
6. Направление движения дорожного транспортного средства — контроль различных видов ускорений.

Постоянно выполняя сложные расчеты по определенным алгоритмам, устройство выявляет отклонения в направлении движения автомобиля и действия человека. О чем сообщается на экране пульта управления, сигнализируя звуком. Если водитель игнорирует сигналы, Sleepy продолжает вести машину, то с периодичностью в четверть часа оповещение возобновляется. Активация охранной системы происходит при достижении автомобилем скорости 80 км/ч.

Последняя австралийская разработка, система мониторинга усталости водителя (DAS), помогает обеспечивать безопасность транспортных средств на дороге благодаря строгому соблюдению дорожных знаков. Такое устройство может считывать установленные знаки, а также следить за выполнением прописанных ими норм. Такой инструмент может предоставить полиции подробную информацию о том, где находился автомобиль, какова его скорость на определенных участках дороги.

Комплекс DAS оснащен тремя видеокамерами, одна из которых смотрит вперед, а остальные фокусируются на положении головы водителя. Компьютерное записывающее устройство записывает дорожную ситуацию и положение головы, а смарт-устройство, выделяя правильное, понимает назначение дорожных знаков.

Если автомобиль слишком быстро приближается к дорожным знакам, таким как ограничения скорости, система предупредит водителя. При игнорировании предупреждения нарушение заносится в память компьютера. Такой же механизм предотвращения и исправления нарушений предусмотрен и для других групп дорожных знаков.

Система мониторинга усталости водителя DAS — новейшее устройство безопасности Volvo на рынке. Устройство оснащено видеофиксацией, задачей которой является контроль ровности пробега автомобиля относительно дорожной разметки. При обнаружении периодических отклонений от траектории движения и колебаний органы извещения выдают предупредительный сигнал. Для водителя это может символизировать некую красную черту, которую он не должен пересекать, а должен остановиться для отдыха. Для детального ознакомления с такой системой производитель предоставляет инструкцию по эксплуатации, написанную на более чем 400 страницах.

Как называются подобные системы у разных автопроизводителей

Поскольку большинство автопроизводителей заботятся о безопасности транспортных средств, они разрабатывают собственные системы контроля. Название решений разных компаний:

• Помощник по уходу за «Мерседес-Бенц;
• Driver Alert Control от Volvo — осуществляет видеомониторинг дороги и траектории движения на скорости 60 км/ч;
• Компания General Motors Seeing Machines оценивает состояние открытости и сосредоточенности на дороге.

Если говорить о Фольксвагене, Мерседесе и Шкоде, то производители используют схожие системы управления. Отличия наблюдаются у японских компаний, следящих за состоянием водителя с помощью камер внутри салона.

Преимущества и недостатки системы контроля усталости

Безопасность дорожного движения – главный вопрос, над которым работают производители автомобилей. Система мониторинга усталости предоставляет водителям ряд преимуществ:

• снижение количества аварий;
• отслеживание как водителя, так и дороги;
• повысить бдительность водителя с помощью звуковых сигналов;
• рекомендации для отдыха при сильном утомлении.

Среди недостатков систем необходимо выделить сложность технической реализации и разработки программ, которые будут корректно отслеживать состояние контроллера.