Опис і принцип роботи системи контролю втоми водія

Однією з поширених причин аварій на дорогах є втома - до 25% водіїв потрапляють в ДТП під час тривалої поїздки. Чим довше людина перебуває в дорозі, тим нижче падає пильність. Відповідно до проведених досліджень, всього 4 години водіння знижують реакцію в два рази, а після восьми годин - в 6 разів. Хоча проблема криється в людському факторі, виробники автомобілів прагнуть убезпечити їзду і пасажирів. Спеціально для цих цілей розробляється система контролю втоми водія.

Що таке система контролю втоми водія

Розробка вперше з'явилася на ринку від японської компанії Nissan, яка запатентувала революційну технологію для автомобілів в 1977 році. Але складність технічної реалізації в той час змусила виробника зосередитися на більш простих рішеннях для підвищення безпеки транспорту. Перші робочі рішення з'явилися через 30 років, але їх продовжують удосконалювати і покращувати способи розпізнавання втоми водія.

Суть рішення полягає в тому, щоб аналізувати стан водія і якість водіння. Спочатку система визначає параметри при старті поїздки, що дозволяє оцінити повноту реакції людини, а після цього починає відстежувати подальшу швидкість прийняття рішень. Якщо виявлено, що водій сильно втомився, з'являється повідомлення з рекомендацією відпочинку. Відключити звукові та візуальні сигнали не можна, але вони автоматично з'являються через задані проміжки часу.

Системи починають контроль стану водія з прив'язкою до швидкості руху. Наприклад, розробка Mercedes-Benz починає працювати тільки від 80 км / год.

Особлива потреба в рішенні спостерігається у водіїв одинаків. Коли людина їде з пасажирами, вони можуть підтримувати його бадьорий стан розмовами і відстежувати втому. Самостійна їзда сприяє сонливості і уповільнення реакції на дорозі.

Призначення і функції

Головне призначення системи контролю втоми полягає в запобіганні аварійних ситуацій. Це здійснюється за допомогою спостереження за водієм, визначення сповільненій реакції і постійної рекомендації відпочинку, якщо людина не зупиняє рух. Основні функції:

1. Контроль руху автомобіля - рішення самостійно відстежує дорогу, траєкторію руху, допустимі швидкості. Якщо водій порушує правила швидкісного режиму або залишає смугу, система подає звуковий сигнал, щоб підвищити увагу людини. Після цього з'являться повідомлення про необхідність відпочинку.
2. Контроль водія - спочатку відстежується нормальний стан водія, а потім відхилення. Реалізація за допомогою камер дозволяє спостерігати за людиною, а в разі закриття очей або падіння голови (ознаки сну) подаються попереджувальні сигнали.

Основна складність полягає в технічній реалізації та навчанні техніки визначати реальну втому від неправдивих свідчень. Але навіть такий спосіб реалізації дозволить знизити вплив людського фактора на рівень аварій.

Альтернативні варіанти мають на увазі контроль фізичного стану водія, коли спеціальний пристрій зчитує параметри тіла, включаючи моргання, частота опускання століття, рівень відкритості очей, положення голови, нахил тіла і інші показники.

Конструктивні особливості системи

Елементи конструкції системи залежать від способу реалізації і контролю руху. Рішення для стеження за водієм сконцентровані на людину і те, що відбувається в салоні транспорту, а інші варіанти - на показниках авто і обстановці на дорозі. Розглянемо кілька варіантів конструктивних особливостей.

Австралійська розробка DAS, яка знаходиться на стадії тестування, призначена для спостереження за дорожніми знаками і дотримання транспортом вимог швидкісного режиму і норм руху. Щоб аналізувати ситуацію на дорозі, використовують:

• три відеокамери - одна фіксується на дорозі, дві інші відстежують стан водія;
• блок управління - обробляє інформацію про дорожні знаки і аналізує поведінку людини.

Система може надати дані про пересування автомобіля і швидкості їзди на певних ділянках.

Інші системи оснащуються датчиком керма, відеокамерами, а також електронікою, яка може відстежувати параметри гальмівної системи, стійкості при русі, показниках двигуна і багато іншого. У разі втоми подається звуковий сигнал.

Принцип і логіка роботи

Принцип роботи всіх систем зводиться до того, щоб визначити втомленого водія і запобігти ДТП. Для цього виробники використовують різні конструкції і логіку роботи. Якщо говорити про рішення Attention Assist від Mercedes-Benz, то виділяються наступні особливості:

• контроль руху транспортного засобу;
• оцінка поведінки водія;
• фіксація погляду і відстеження стану очей.

Після початку руху система аналізує і зчитує нормальні параметри керування автомобілем протягом 30 хвилин. Потім відбувається стеження за водієм, включаючи силу впливу на рульове колесо, використання перемикачів в салоні автомобіля, траєкторія поїздки. Повноцінний контроль втоми здійснюється при швидкості від 80 км / год.

Attention Assist бере до уваги такі фактори, як стан дороги і умови поїздки, включаючи час доби і тривалість їзди.

Додатковий контроль застосовується до руху автомобіля і якості управління рульовим колесом. Система зчитує такі параметри, як:

• манера водіння, яка визначається при початковому русі;
• час доби, тривалість і швидкість руху;
• ефективність використання підрульових перемикачів, гальм, додаткових пристроїв управління, сили обертання керма;
• відповідність швидкості максимально допустимої на ділянці;
• стан дорожнього покриття, траєкторії руху.

Якщо алгоритм знаходить відхилення від нормальних параметрів, система задіє звукове повідомлення для підвищення пильності водія і рекомендує тимчасово зупинити поїздку з метою відпочинку.

Існує ряд особливостей у систем, які в якості основного або додаткового фактора аналізують стан водія. Логіка реалізації заснована на використанні відеокамер, які запам'ятовують параметри бадьорого людини, а потім виконують моніторинг при тривалих поїздках. За допомогою камер, спрямованих на водія, отримують наступну інформацію:

• закриття очей, причому система розрізняє моргання і сонливість;
• частота і глибина дихання;
• напруга лицьових м'язів;
• рівень відкритості очей;
• нахил і сильні відхилення в положенні голови;
• наявність і частота позіхання.

З огляду на дорожні умови, зміни в управлінні транспортом і параметри водія, з'являється можливість запобігати аваріям. Система автоматично інформує людини про необхідність відпочинку і подає екстрені сигнали для збільшення пильності.

Як називаються подібні системи у різних автовиробників

Оскільки більшість виробників автомобілів піклується про безпеку транспорту, вони розробляють власні системи контролю. Назва рішень у різних компаній:

• Допомога уваги від Mercedes-Benz;
• Driver Alert Control від Volvo - здійснює відеоконтроль за дорогою і траєкторією руху на швидкості від 60 км / год;
• Seeing Machines від General Motors аналізує стан відкритості очей і зосередженої на дорозі.

Якщо говорити про Volkswagen, Mercedes і Skoda - виробники використовують схожі системи контролю. Відмінності спостерігаються у японських компаній, які відстежують стан водія за допомогою камер всередині салону.

Переваги та недоліки системи контролю втоми

Безпека руху на дорогах є головним питанням, над яким працюють виробника авто. Система контролю втоми забезпечує водіїв низку переваг:

• зниження кількості ДТП;
• стеження як за водієм, так і за дорогою;
• збільшення пильності водія за допомогою звукових сигналів;
• рекомендації для відпочинку при сильної втоми.

З недоліків систем необхідно виділити складність технічної реалізації і розробки програм, які будуть правильно відслідковувати стан водія.