Vetaif.ru

Авто журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как работает система контроля усталости водителя

Система распознавания усталости водителя, как она работает

Как показывает статистика, около четверти всех аварий происходят из-за переутомления водителя во время длительной поездки. Проведенные исследования дали не слишком утешительные результаты: после четырех часов непрерывной езды, реакции водителя замедляются вдвое, а через восемь – в шесть раз.

Каждый автопроизводитель стремится сделать свои машины как можно более безопасными, отсюда впервые и появилась идея разработать датчик усталости водителя, который мог бы распознавать степень утомления и подавать сигнал о необходимости сделать остановку для отдыха.

  1. Как появилась система контроля усталости водителя
  2. Способы реализации системы
  3. Как работает система контроля усталости водителя

Как появилась система контроля усталости водителя

Нисан — первая компания, начавшая проектировать данную систему. Работа по проектированию началась в начале 70-х годов, и только в 1977 году был представлен первый инженерный проект. Однако процесс самого производства был приостановлен по причине создания иных проектов, связанных с безопасностью водителя. По итогу система контроля усталости водителя вышла в свет только спустя 30 лет.

Вольво была первой фирмой, выпустившей в свет датчик контроля усталости. В нем были камера, фиксировавшая показатели езды транспортного средства, его траекторию движения, датчик частотности использования руля. Если показатели превышали допустимую норму, то датчик сигнализировал об этом, и человек должен был сделать остановку. Название у него было Driver Alert Control.

Фирма Мерседес выпустила свою систему контроля усталости. камера здесь не была предусмотрена. Она состояла только лишь из датчика частоты использования руля и датчика частоты использования педалей. Также были запрограммированы допустимые показатели отдохнувшего водителя. Когда по ходу движения показатели становились выше нормы, значит человек устал, и система сигнализировала о том, что пора остановиться. Но есть и недостатки: показатели были общие и не брали в расчет индивидуальные данные человека. Позже также были встроены датчики, которые учитывали частотность использования кондиционера, магнитолы и мощность порыва ветра.

Также точно такие же датчики встроены в автомобили Skoda и Фольксваген.

Назначение и функции

Главное предназначение системы контроля усталости заключается в предотвращении аварийных ситуаций. Это осуществляется с помощью наблюдения за водителем, определения замедленной реакции и постоянной рекомендации отдыха, если человек не останавливает движение. Основные функции:

  1. Контроль движения автомобиля — решение самостоятельно отслеживает дорогу, траекторию движения, допустимые скорости. Если водитель нарушает правила скоростного режима или покидает полосу, система подает звуковые сигналы, чтобы повысить внимание человека. После этого появятся уведомления о необходимости отдыха.
  2. Контроль водителя — изначально отслеживается нормальное состояние водителя, а затем отклонения. Реализация с помощью камер позволяет наблюдать за человеком, а в случае закрытия глаз или падения головы (признаки сна) подаются предупреждающие сигналы.

Анализ состояния водителя при помощи камеры

Основная сложность заключается в технической реализации и обучении техники определять реальную усталость от ложных показаний. Но даже такой способ реализации позволит снизить влияние человеческого фактора на уровень аварий.

Альтернативные варианты подразумевают контроль физического состояния водителя, когда специальное устройство считывает параметры тела, включая моргание, частота опускания век, уровень открытости глаз, положение головы, наклон тела и другие показатели.

Принцип действия

Как работает датчик усталости водителя: датчик поворотов рулевого колеса статистически оценивает интенсивность, периодичность поворотов колеса за прошедшие четыре часа от начала движения и в случае обнаружения статистической погрешности выше допустимого уровня передаёт сигнал на блок управления, который активирует элементы сигнализации об опасности.

В комплекс управления попадает большое количество сигналов, информирующих о разных параметрах:

  1. Манера вождения — разного типа ускорения за полчаса после начала движения, оценка скорости.
  2. Условия управления — продолжительность поездки, оценка времени суток.
  3. Эксплуатация исполнительных механизмов — оценка интенсивности использования переключателей под рулём, тормозной системы, устройств на щитке управления.
  4. Интенсивность поворотов рулевого колеса — оценка скорости и ускорения.
  5. Состояние дорожного покрытия — контроль режимов ускорения.
  6. Направление движения дорожно-транспортного средства — контроль различных видов ускорений.

Постоянно проводя комплексные расчёты по определённым алгоритмам, устройство обнаруживает отклонения в направлении движения транспортного средства и действиях человека. О чём сообщается на дисплее панели управления, сигнализируя звуком. Если водитель игнорирует сигналы, сонным продолжает управлять автомобилем, то с периодичностью четверть часа оповещение возобновляется. Активация системы безопасности происходит при достижении транспортным средством скорости в 80 км/час.

Новейшая Австралийская разработка в стадии тестирования — система контроля усталости водителя DAS — позволяет поддерживать безопасность дорожного движения транспортными средствами благодаря жёстким требованиям по соблюдению предписанных дорожными знаками ограничений. Такой прибор способен читать установленные знаки, также следить за выполнением предписанных ними норм. Такое средство способно предоставить полиции детальные сведения о том, где транспортное средство было, какова была его скорость движения на определённых участках дорог.

Комплекс DAS оборудуется тремя видеокамерами, одна из которых смотрит вперёд, а остальные фокусируются на положении головы водителя. В записывающем устройстве компьютера фиксируется дорожная обстановка и положение головы, а интеллектуальное устройство, выделяя нужное, понимает назначение дорожных знаков.

Если транспортное средство приближается слишком быстро к дорожным знакам, например, ограничения скорости, система сигналом оповещает об этом водителя. В случае игнорирования предупреждения нарушение вносится в память компьютера. Такой же механизм предупреждения и фиксации нарушений предусмотрен и для остальных групп дорожных знаков.

Читать еще:  Горит лампочка подушки безопасности причины

Система контроля усталости водителя DAS — новейший прибор безопасности Вольво на рынке. Устройство оснащается видеосъёмкой, задача которой контролировать ровность бега транспортного средства относительно дорожной разметки. При обнаружении периодических отклонений от траектории движения и виляний, органами оповещения производится предупредительный сигнал. Для водителя это может символизировать своеобразную красную черту, за которую не стоит переходить, а нужно сделать остановку на отдых. Для подробного ознакомления с такой системой производителем предусмотрена инструкция по эксплуатации, написанная более чем на 400 страницах.

Если статья оказалась полезной, напишите нам.

Производители, внедряющие разработку в свои авто

Комплекс Driver Attention System (DAS) использует инфракрасную видеокамеру, которая сканирует лицо человека за рулем, регистрируя частоту моргания, направление его взгляда.

Вся информация обрабатывается компьютером в режиме реального времени. При определении критичной усталости устройство предупреждает водителя об опасности с помощью вибрации сидения, специального звукового сигнала.

Если автомобилист на это не реагирует, то система обеспечивает плавную остановку машины с включением аварийной сигнализации. Последние функции находятся в стадии разработки.

Лидеры мировой автомобильной промышленности разрабатывают собственные системы контроля безопасности, которые отслеживают состояние водителя:

  1. Attention Assist от Mercedes-Benz, Driver Alert Control от Volvo сосредотачивают внимание на контроле дорожной обстановки, траектории движения на скорости от 60 км/час.
  2. Система Emergency Assist от компании Volkswagen обеспечивает обширную помощь водителю во время движения вплоть до остановки транспортного средства при засыпании, потере сознания.
  3. Seeing Machines от General Motors контролируют сосредоточенность на дороге, уровень открытости глаз водителя.

Что такое СКУВ

Суть СКУВ сводится к тому, что бортовая электроника анализирует состояние водителя и качество управления автотранспортом. Первые версии данной системы оценивали эти параметры только на старте, после чего отслеживали скорость, с какой автомобилист принимает решения. В случае, если СКУВ распознает усталость, в салоне машины возникают звуковые и визуальные сигналы, которые невозможно отключить. При этом характер работы таких систем напрямую зависит от заводских установок. В частности, в некоторых моделях марки Mercedes-Benz СКУВ начинает отслеживать реакцию водителя только на скорости, превышающей 80 км/ч.

Данная система в современных автомобилях выполняет 2 основные функции:

  • контролирует состояние водителя. Изначально встроенная электроника определяет нормальное состояние. После этого она начинает отслеживать любые отклонения, могущие привести к аварии. Контроль осуществляется с помощью встроенной камеры. Она следит за положением глаз (открыты или закрыты) и головы. В случае если возникают признаки сна, в салоне раздается соответствующий звуковой сигнал;
  • контролирует траекторию движения машины. Изменение направления, резкий набор скорости и другие действия, нехарактерные для водителя, могут свидетельствовать о том, что он засыпает. Поэтому СКУВ следит за этими параметрами, подавая при необходимости сигналы автомобилисту о том, что тот устал.

Основная сложность, с которой приходится сталкиваться инженерами, заключается в том, чтобы обучить бортовую электронику распознавать, что является намеренным действием водителя, а что — следствием усталости. В более продвинутых системах контроля реализованы функции слежения за:

  • положением тела;
  • интенсивностью, с которой моргают глаза;
  • уровнем открытия глаз;
  • положением головы и другими параметрами.

Расширение числа параметров, которые считывает СКУВ, повышает эффективность системы. Но даже в этом случае нередко возникают ложные сигналы.

Контроль сонливости водителя, кресла с учётом женской анатомии: что нового в автомобильных технологиях безопасности?

В 1959 году компания Volvo стала оснащать свои автомобили трёхточечным ремнём безопасности, а затем поделилась этой технологией со всеми производителями. Спустя десятилетие появились подушки безопасности, которые после тестов внедрили в серийные автомобили. От ремней до контроля поведения водителя, от пассивной до активной безопасности: какие технологии создали в последнее время и какие из них считаются одними из эффективных, рассказываем в этом материале.

Active safety и ADAS

Автомобили оснащаются электроникой, датчиками, сенсорами, радарами, которые позволяют чувствовать себя на дороге чуть более спокойными. Одна из них — технология active safety — это различные стабилизационные системы, которые берут на себя управление автомобилем в критических ситуациях.

ADAS (Advanced driver-assistance systems) включает ряд функций, таких как адаптивный круиз-контроль, стабилизационные системы, автоматическое экстренное торможение, обнаружение слепых зон, предупреждение о столкновении, предупреждение о перекрёстном движении и система удержания полосы. Автомобили могут определить, покинули ли вы свою полосу движения, упустили ли из виду пешехода или животное на дороге, помогут с парковкой в неудобных ситуациях.

Эксперты считают, что автомобили, оснащённые ADAS, снизили количество аварий и спасли жизни. Согласно исследованию LexisNexis Risk Solutions, владельцы автомобилей с системой ADAS на 27% реже обращались по поводу телесных повреждений и на 19% реже обращались по поводу повреждения имущества.

Возможное снижение количества несчастных случаев по мере роста внедрения ADAS.

Данные страхового института дорожной безопасности (IIHS) и производителей CCC Information Services, показывают, что автомобили, оснащённые ADAS, сокращают количество аварий на 20-50%. Институт прогнозирует резкое снижение аварийности в ближайшие 30 лет благодаря ADAS.

Automatic Emergency Braking

Одним из самых популярных и эффективных ADAS-решений для владельцев машин является автоматическое экстренное торможение (Automatic Emergency Braking). Американский страховой институт дорожной безопасности (IIHS) считает, что системы AEB предотвратят 28000 аварий к 2025 году.

Читать еще:  Одиночный стук при трогании и торможении

Эта система использует датчики и камеры для обнаружения потенциального лобового столкновения и измерения расстояния до любого транспортного средства, а затем автоматически включает тормоза. Сокращая время реакции человека на торможение, система AEB может снизить вероятность аварии или, по крайней мере, уменьшить тяжесть удара.

В некоторых автомобилях используются радары, установленные на передней решётке, бампере или вентиляционных отверстиях. Другие полагаются на камеры, которые обычно устанавливаются внутри лобового стекла за зоной зеркал заднего вида. Некоторые используют и то, и другое. Независимо от метода обнаружения, программное обеспечение постоянно рассчитывает вероятность аварии на основе данных датчиков.

20 автопроизводителей согласились включить в свои автомобили автоматическое экстренное торможение как стандартную опцию к 2022 году. По данным страхового института дорожной безопасности, некоторые компании выполнили обещание, хоть и не идеально. Среди них Audi, Mercedes-Benz, Volvo and Tesla, а также BMW, Hyundai, Mazda, Subaru, Toyota and Volkswagen. Некоммерческая организация Consumer Reports считает, что внедрение технологий для спасения жизней должно быть не добровольным, а обязательным. Они призывают внести в федеральный закон США необходимость оснащения уже созданными технологиями всех новых моделей автомобилей, поступающих на рынок. Компания указывает, что автопроизводители должны сменить вектор и перестать продавать safety technologies как очередную дорогостоящую надстройку, как люк на крыше или модные стереосистемы.

Какие ещё есть системы и приложения?

Помимо экстренного торможения существуют технологии, помогающие наблюдать за происходящим внутри и снаружи. Среди них:

Адаптивное освещение

Ограниченная видимость может затруднить движение в ночное время, особенно по извилистым дорогам. Адаптивные фары улучшают ночное видение за счёт регулировки направления в зависимости от дороги впереди. AFS (Adaptive Front-Lighting System) использует датчики для измерения действий рулевого управления, затем система регулирует наклон и поворот фар, чтобы лучше видеть, куда вы собираетесь. Поэтому, когда водитель поворачивает, у него будет больше шансов понять, куда он направляется, вместо того, чтобы освещать обочину дороги. Кроме того, такая система позволяет избегать попадания прямых лучей на встречные автомобили.

Камера в салоне

К примеру, проект Honda CabinWatch, где используют камеру, чтобы помочь водителям минивэнов внимательно следить за детьми на заднем сиденье. Другие компании и сервисы экспериментируют с программным обеспечением для распознавания лица, чтобы разблокировать автомобиль или определить, когда водитель устаёт или отвлекается. К примеру, так делает Яндекс.Такси с их камерой Yandex Signal Q1, которая анализирует 68 точек на лице человека с помощью технологий компьютерного зрения и нейросети. Она фиксирует различные параметры, например, частоту и длительность моргания.

Мониторинг сонливости

У Jaguar разработана система контроля степени усталости водителя (Driver Condition Monitor), которая определяет признаки сонливости и предупреждает об этом. Она анализирует широкий ряд показателей: отклик системы электроусилителя руля, нажатие на педали газа и тормоза и общее поведение во время управления автомобилем. Алгоритмы изучают полученные данные, чтобы определить момент, когда водитель устаёт. Распознав признаки сонливости, система предлагает остановиться и отдохнуть.

Проекционный дисплей

Heads Up Display позволяет не спускать глаз с дороги, проецируя важную информацию на лобовое стекло автомобиля. Во время движения водитель видит скорость транспорта и GPS-навигацию на приборной панели. Такие дисплеи, например, есть у BMW.

Что может быть не так?

Все автомобильные технологии помогают, если их действительно использовать. Исследования показывают, что водители намеренно отключают функции, которые могут помочь избежать аварий. Некоторые родители опасаются, что новые решения мешают подросткам освоить основы. Они переживают, что различные сигналы, гудки и яркие огни сами по себе могут отвлекать.

Ещё один момент — стоимость обслуживания автомобилей с ADAS. Ремонт датчиков, сенсоров, радаров дорог, и иногда только производитель может им заняться.

Пассивная безопасность

Помимо ремней и подушек, к пассивной безопасности можно отнести зоны деформации, поглощающие энергию столкновения. Для введения этих технологий были организованы краш-тесты, которые проводились на телах умерших людей, животных, живых испытателях и манекенах. Помимо самих автопроизводителей, краш-тесты проводят такие ассоциации, как европейская Euro NCAP, Национальное управление безопасностью движения на трассах США (NHTSA) и страховой институт дорожной безопасности IIHS, и похожие ассоциации в Германии, Австралии, Китае и Японии. В разных странах они отвечают за рейтинг безопасности и вывод на рынок новых моделей автомобилей. Тесты проводятся с помощью манекенов и компьютерного моделирования.

Женские манекены

Как раз о манекенах мы и упомянем. В 2019 году статья Guardian «Смертельная правда о мире, построенном для мужчин — из жилетов к автомобильным авариям» вызвала бурное обсуждение. Оказалось, что когда женщина попадает в ДТП, у неё на 47% больше шансов получить серьёзные травмы и на 71% больше шансов получить травмы средней степени тяжести. А всё потому, что в экспериментах никогда должным образом не использовали женский манекен. Он существует, но его тестируют чаще на месте пассажира, а не водителя. И это просто уменьшенная версия мужского манекена, которая не учитывает размеры и состояние грудной клетки, шейного отдела, вес, рост и возможность быть беременной.

Читать еще:  Уплотнитель капота своими руками

Что изменилось за это время?

Шведские исследования показали, что современные сиденья слишком прочные, чтобы защитить женщин от хлыстовых травм: они выбрасывают женщин вперёд быстрее, чем мужчин. Закономерно, что в авангарде решений находится компания Volvo. Они создали инициативу EVA и согласно накопленным данным подготовили систему защиты от хлыстовой травмы WHIPS. Она сочетает прочный подголовник с продуманной конструкцией сиденья для защиты головы и позвоночника. По мнению Volvo, сейчас отсутствует разница в риске травмы между мужчинами и женщинами. Помимо этого, есть инновация SIPS (система защиты от боковых ударов) — которая вместе с подушкой безопасности при боковом ударе снижает риск серьезных травм грудной клетки более чем на 50% для всех пассажиров. И не последнее решение от шведов — они разработали первый в мире манекен среднего размера для краш-тестов для беременных. Это компьютерная модель, которая позволяет изучить, как движется пассажир, и как ремень безопасности и подушка безопасности влияют, среди прочего, на женщину и плод.

Новая линейка манекенов для краш-тестов под названием THOR доступна давно, но ещё не была официально принята системами оценки безопасности NHTSA или IIHS. По форме они больше соответствуют мужскому и женскому телу и имеют на 100 датчиков больше для сбора данных, чем семейство Hybrid III — стандартных манекенов. Женская версия имеет тазовую кость и грудь женской формы.

Астрид Линдер, директор по исследованиям безопасности дорожного движения Шведского национального исследовательского института дорог и транспорта, сотрудничала с европейскими учёными, чтобы разработать EvaRID, первую женскую виртуальную модель манекена, предназначенную для проведения краш-тестов низкой степени тяжести при ударе сзади. Виртуальное моделирование не всегда даёт такие конкретные результаты, как физические тесты, но оно обеспечивает гораздо большую гибкость при моделировании автомобильных аварий с различными типами телосложения.

Джессика Джермакян из IIHS, которая стал соавтором нового исследования риска травм для мужчин и женщин, обнаружила, что, хотя улучшения в области безопасности сделали автомобили безопаснее для всех, женщины по-прежнему «значительно» чаще получают травмы нижних конечностей, например, ноги и ступни.

Что нас ждёт?

Появляется всё больше решений для более безопасного вождения или сокращения ДТП. Из последних новостей: в Кембридже разработали голографический дисплей для автомобиля. Голограммы появляются в поле зрения водителя в соответствии с их фактическим положением, создавая дополненную реальность — по мнению авторов, это может быть менее отвлекающим решением, чем проекционный дисплей.

Никакого алкоголя

Ожидается внедрение технологии, предотвращающей вождение водителями с опьянением Driver Alcohol Detection System for Safety (DADSS) — это единственная технология, разрабатываемая для измерения или количественного определения точной концентрации алкоголя в крови. Это решение не позволит водителю, находящемуся в подвыпившем состоянии, завести двигатель автомобиля и управлять им в нетрезвом виде.

География авторынка

Решения будут зависеть и от географии авторынка. Так, Volvo запланирована современные технологии предупреждения о скользкой дороге и аварийной остановке для Северной Америки.

Кибербезопасность

Из-за увеличения количества программного обеспечения в автомобиле игроки рынка автомобилестроения должны обратить внимание на кибербезопасность. Она становится новой гранью качества для транспорта. В скором времени планируется ввод обновленных стандартов и регуляций, касающихся обновления программного обеспечения автомобиля по беспроводным сетям.

Как работает система контроля усталости водителя

В целом, независимо от способа реализации, контроль усталости водителя работает следующим образом. Первое время блок управления собирает и анализирует всю информацию, поступающую от датчиков и видеокамер. В результате система определяет стиль езды водителя и внешние условия (время суток, состояние дороги, ветер). Эти данные становятся эталонными, в дальнейшем поступающая информация сравнивается с имеющейся, для своевременного распознавания усталости водителя.

Разным автомобилям на первоначальный сбор данных требуется разное время, например, Мерседес SLK делает это за полчаса, Фольксваген Пассат и Skoda Octavia ограничиваются 15 минутами.

Такой подход в значительной мере расширяет возможности системы распознавания, поскольку контроль усталости водителя осуществляется не по какому-то шаблону, а в качестве исходных данных берутся показатели конкретного человека, сидящего за рулем.

Что еще стоит почитать


Как работает ручной тормоз


Принцип работы иммобилайзера


Антипробуксовочная система ESP


Система ABS
Оцените статью

Добавить комментарий Отменить ответ

Назначение и функции

Главное предназначение системы контроля усталости заключается в предотвращении аварийных ситуаций. Это осуществляется с помощью наблюдения за водителем, определения замедленной реакции и постоянной рекомендации отдыха, если человек не останавливает движение. Основные функции:

  1. Контроль движения автомобиля — решение самостоятельно отслеживает дорогу, траекторию движения, допустимые скорости. Если водитель нарушает правила скоростного режима или покидает полосу, система подает звуковые сигналы, чтобы повысить внимание человека. После этого появятся уведомления о необходимости отдыха.
  2. Контроль водителя — изначально отслеживается нормальное состояние водителя, а затем отклонения. Реализация с помощью камер позволяет наблюдать за человеком, а в случае закрытия глаз или падения головы (признаки сна) подаются предупреждающие сигналы.
голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector