Датчик усталости водителя фольксваген поло как работает

Способы мониторинга усталости водителя от отечественных разработчиков

В России это направление только начинает развиваться. В столице планируют к 2020 году блокировать возможность брать заказы тем водителям, которые отработали больше 8 часов, не прошли медицинский осмотр и не продлили ОСАГО. Задумываются о безопасности, прежде всего, городские власти и крупные службы такси. Они тестируют обмен данными о том, сколько времени зарегистрированные сразу в нескольких сервисах водители проводят на линии.

Яндекс еще в августе начал испытывать собственную систему мониторинга усталости на основе инфракрасной видеокамеры и специального программного обеспечения. Оборудование выделяет на лице водителя 68 точек и по ним отслеживает, как часто человек моргает, зевает или наклоняет голову. Если отмечается усталость, то следует звуковое предупреждение или отключение от заказов.

Как работают системы контроля?

Пока основным способом слежения остается фиксация времени нахождения машины на линии. Это делается с помощью тахографов, спутников или приложений для поиска заказов. Однако такие системы не дают стопроцентной гарантии того, что состояние человека удовлетворяет требованиям безопасного вождения. Для этого и появляется все более сложное оборудование, оценивающее мимику и действия находящегося за рулем человека.

Для борьбы с пьяным вождением используются встроенные алкозамки, не позволяющие завести машину без отрицательной пробы на пары спиртного в выдохе. Ставятся они обычно в качестве наказания для ранее привлекавшихся за такое нарушение водителей и работают в течение определенного срока. В России эта система тестировалась, была признана эффективной, но большого распространения не получила, однако в США, Новой Зеландии и Швеции активно используются.

Минусы обычных тахографов

Установка тахографов в целом дает только преимущества - на дорогах становится безопаснее, так как отслеживается количество отработанных водителем часов и скорость автомобиля. Но, как уже говорилось выше, состояние управляющего транспортным средством человека это оборудование не отслеживает. А человек вполне может выйти на линию с утра больным или сильно уставшим. Именно для этого ответственные таксомоторные компании внедряют новые системы контроля. Чаще всего это именно камеры, не дающие водителю уснуть или отвлечься.

Отслеживают время за рулем и мониторят усталость обычно только самые крупные и ответственные компании.

процент ДТП вследствие усталости водителей

Есть статистика, согласно которой из-за сонных водителей происходит около 10% ДТП . Проблема не выглядит столь очевидной только потому, что о ней мало говорят. Однако надо понимать, что пьяные водители совершают примерно столько же аварий. При этом алкоголь становится причиной ДТП чаще в городах, и значительная часть происшествий обходится только повреждением имущества. Аварии из-за усталости водителя практически всегда происходят за городом, где скорость движения выше, а значит и последствия тяжелее.

Что уже сделано в России для мониторинга состояния водителей?

По закону в нашей стране автобусы вместимостью более 8 пассажиров и грузовики грузоподъемностью более 3,5 т оснащаются тахографами. Эти требования соблюдаются неукоснительно, все остальное пока находится на стадии законопроектов и частных инициатив.
Увы, тахограф можно обмануть, в том числе, и электронный. В июне МАДИ предложил ставить на все автобусы и грузовики систему мониторинга, предотвращающую засыпание водителя. Она следит, прежде всего, за его пульсом, дыханием и положением головы. Если человек начнет засыпать, то на него предполагается воздействовать звуковыми, тактильными (вибромотор в сиденье) и зрительными сигналами.

Для такси никаких обязательных прописанных в законах требований о наличии систем слежения за водителем пока нет. Компании, пытающиеся устанавливать их по своей воле, преследуют разные цели: борются за безопасность клиентов, внедряют перспективные технологии с прицелом в будущее или повышают привлекательность собственных услуг.

Ситуация зарубежом

В большинстве стран ситуация с тахографами на коммерческих автобусах и грузовиках аналогична российской. Их установка выгодна не только для контроля за усталостью, но и для отслеживания маршрута или пробега. Если за этими моментами не следить, то водители начинают, например, сливать топливо.

Устройств, следящих за состоянием водителя, существует достаточно много. Например, отслеживаются манипуляции с рулевым колесом. Бодрствующий человек управляет автомобилем не так, как засыпающий. Для последнего характерны длительные перерывы в движении рулем с периодическими резкими поворотами.

Другие устройства отслеживают наклон головы. Если человек начинает дремать, голова у него падает вперед, и система подает громкий звуковой сигнал.

Существуют аппараты “Антисон”, измеряющие изменение кожно-гальванической реакции. Выглядят они обычно как браслеты или кольца для двух пальцев. Перед тем, как человек начнет засыпать, электрическое сопротивление его кожи меняется, что показывает снижение реакции.

В США дальнобойщики часто ставят на панели аппарат с периодически загорающейся лампочкой. Она отключается нажатием кнопки. Интервалы включения неравномерные, и если водитель начинает медлить с выключением, то подается тревожный сигнал.

В каких автомобилях есть системы слежения за водителями

Системы контроля бывают разные по сложности использующихся устройств и оцениваемым показателям. Например, в автомобилях Mercedes стал привычным помощник, отслеживающий манеру езды. В первые 20 минут поездки он собирает информацию о стиле вождения, и в дальнейшем при его изменении выдает предупреждения и предлагает отдохнуть. Погодные условия и изменение качества дорожного полотна тоже учитываются, что минимизирует число ложных срабатываний. Такая функция присутствует в большинстве новых авто Mercedes.

Hyundai при выпуске модели Genesis еще в 2015 году ставил в салоне датчики углекислого газа. Его избыток говорит о том, что человек испытывает повышенную сонливость. При срабатывании датчика автоматически приоткрываются вентиляционные отверстия.

Если говорить о системах со слежением за водителем с использованием видеокамер, то они действительно устанавливаются только в дорогих авто. Причем эта опция остается для покупателей спорной - не все согласны платить за то, что будет фиксировать их нарушения. Однако прогресс движется и в этом направлении. Компания Volvo, к примеру, планирует ставить в салоне следящие за поведением водителя камеры в рамках своей программы Vision 2020. Это неплохой рекламный ход для тех, кто ставит безопасность превыше всего. Программа Vision 2020 гласит, что с этого года в автомобилях марки никто не погибнет и не получит тяжелых травм в результате ДТП.

Самый доступный автомобиль, оснащенный этой системой

Простые устройства вроде алкозамка или датчика СО2 в салоне могут стоять, в том числе, и в относительно недорогих авто вроде того же Hyundai Genesis. Умные помощники распространены в машинах классом выше - большинство моделей Mercedes или Volvo. Системы слежения с видеокамерами пока остаются редкостью, так как не все готовы переплачивать за такую опцию, а законодательных требований о ее наличии нет.

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.

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.

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.

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.

Конструктивные особенности системы

Элементы конструкции системы зависят от способа реализации и контроля движения. Решения для слежения за водителем сконцентрированы на человеке и происходящем в салоне транспорта, а остальные варианты — на показателях авто и обстановке на дороге. Рассмотрим несколько вариантов конструктивных особенностей.

Австралийская разработка DAS, которая находится на стадии тестирования, предназначена для слежения за дорожными знаками и соблюдения транспортом требований скоростного режима и норм движения. Чтобы анализировать ситуацию на дороге, используют:

• три видеокамеры — одна фиксируется на дороге, две остальные отслеживают состояние водителя;
• блок управления — обрабатывает информацию о дорожных знаках и анализирует поведение человека.

Система может предоставить данные о передвижении автомобиля и скорости езды на определенных участках.

Другие системы оснащаются датчиком руля, видеокамерами, а также электроникой, которая может отслеживать параметры тормозной системы, устойчивости при движении, показателях двигателя и многое другое. В случае усталости подается звуковой сигнал.

Принцип и логика работы

Принцип работы всех систем сводится к тому, чтобы определить уставшего водителя и предотвратить ДТП. Для этого производители используют различные конструкции и логику работы. Если говорить о решении Attention Assist от Mercedes-Benz, то выделяются следующие особенности:

• контроль движения транспортного средства;
• оценка поведения водителя;
• фиксация взгляда и отслеживание состояния глаз.

После начала движения система анализирует и считывает нормальные параметры управления автомобилем в течение 30 минут. Затем происходит слежение за водителем, включая силу воздействия на рулевое колесо, использование переключателей в салоне автомобиля, траектория поездки. Полноценный контроль усталости осуществляется при скорости от 80 км/час.

Attention Assist принимает во внимание такие факторы, как состояние дороги и условия поездки, включая время суток и длительность езды.

Дополнительный контроль применяется к движению автомобиля и качеству управления рулевым колесом. Система считывает такие параметры, как:

• манера вождения, которая определяется при изначальном движении;
• время суток, продолжительность и скорость движения;
• эффективность использования подрулевых переключателей, тормозов, дополнительных устройств управления, силы вращения руля;
• соответствие скорости максимально допустимой на участке;
• состояние дорожного покрытия, траектории движения.

Если алгоритм находит отклонения от нормальных параметров, система задействует звуковое уведомление для повышения бдительности водителя и рекомендует временно остановить поездку с целью отдыха.

Существует ряд особенностей у систем, которые в качестве основного или дополнительного фактора анализируют состояние водителя. Логика реализации основана на использовании видеокамер, которые запоминают параметры бодрого человека, а затем выполняют мониторинг при длительных поездках. С помощью камер, направленных на водителя, получают следующую информацию:

• закрытие глаз, причем система различает моргание и сонливость;
• частота и глубина дыхания;
• напряжение лицевых мышц;
• уровень открытости глаз;
• наклон и сильные отклонения в положении головы;
• наличие и частота зевания.

Учитывая дорожные условия, изменения в управлении транспортом и параметры водителя, появляется возможность предотвращать аварии. Система автоматически информирует человека о необходимости отдыха и подает экстренные сигналы для увеличения бдительности.

Как называются подобные системы у разных автопроизводителей

Поскольку большинство производителей автомобилей заботится о безопасности транспорта, они разрабатывают собственные системы контроля. Название решений у разных компаний:

• Attention Assist от Mercedes-Benz;
• Driver Alert Control от Volvo — осуществляет видеоконтроль за дорогой и траекторией движения на скорости от 60 км/ч;
• Seeing Machines от General Motors анализирует состояние открытости глаз и сосредоточенной на дороге.

Если говорить о Volkswagen, Mercedes и Skoda — производители используют схожие системы контроля. Отличия наблюдаются у японских компаний, которые отслеживают состояние водителя с помощью камер внутри салона.

Преимущества и недостатки системы контроля усталости

Безопасность движения на дорогах является главным вопросом, над которым работают производителя авто. Система контроля усталости обеспечивает водителей рядом преимуществ:

• снижение количества ДТП;
• слежение как за водителем, так и за дорогой;
• увеличение бдительности водителя с помощью звуковых сигналов;
• рекомендации для отдыха при сильной усталости.

Из недостатков систем необходимо выделить сложность технической реализации и разработки программ, которые будут правильно отслеживать состояние водителя.

По статистике, одной из самых частых причин автомобильных аварий является усталость водителя. Исследования показали, что уже через четыре часа вождения, скорость реакции, как правило, снижается в два раза, а уже восемь часов поездки и вовсе демонстрируют действительно катастрофические результаты – замедление реакции в шесть раз. А так как каждый автомобильный производитель всегда стремился сделать свою продукцию максимально безопасной, после проведённых исследований, начались активные разработки специального датчика, определяющего уровень усталости водителя.

Инноваторами в этой области можно считать японскую компанию Nissan, силами специалистов которой, уже в 1977 году была запатентована по-настоящему революционная автомобильная технология. Однако, из-за активной работы в других сферах, первая рабочая система подобного рода была реализована только через несколько лет.

По факту же первыми использовали новую технологию на практике шведские Volvo, устанавливая систему, получившую название Driver Alert Control, в которую входила камера, остлеживающая поведение машины на дороге, а также сам датчик, замеряющий частоту и манеру движений рулевого колеса. Система выдавала определённые сигналы, когда показатели движений руля через чур отклонялись от нормы.

Позже к двум автомобильным гигантам присоединилась и компания Mercedes. Система претерпела некоторые изменения: было решено убрать видеокамеру и добавив датчик, реагировавший на частоту и силу нажатия на педаль. Кроме того, система дополнилась показателями, обозначавшими определённые нормы. Датчики срабатывали, давая сигнал об остановке, когда эти показатели предельно отклонялись от нормальных. Но такая система не могла подойти под каждого водителя. Позже она была несколько изменена. Были также установлены датчики для определения ветра сбоку, и для оценки качества дорожных покрытий. Также добавились датчики для определения нажатий кнопок магнитолы и климат контроля.

Подобные системы также используются на машинах Skoda и Volkswagen.

На сегодня самыми распространённым и являются два вида реализации системы. Первый случай предполагает измерение датчиком поведения на дороге, куда входят такие характеристики, как сила нажатия на педали тормоза и газа, а также амплитуда движений рулевого колеса. Именно этот вид системы используют Volkswagen, Mersedes, Volvo и Skoda.

Если говорить о японском сегменте рынка, то здесь используется несколько иной способ. Именно поэтому больше всего внимания уделяется психоэмоциональн ым показателям самого водителя транспортного средства. Для контроля здесь используется видеокамера, которая предназначена для слежения за мимикой лица и жестами водителя. Прежде всего, система настраивается на реагирование при закрытии глаз, отвечая предупредительны м сигналом. Анализируется и то, насколько часто моргает водитель, насколько глубоко и размеренно он дышит, распознавая при этом, когда человек просто моргает за рулём, а когда закрывает глаза.

В целом система в обоих случаях работает примерно одинаково.

Для начала блок управления занимается сбором и анализом полученной информации, поступающей с самих камер и датчиков. Такой подход призван в значительной мере расширить возможности системы для распознавания имеющихся условий. После этого, анализируется и определяется некая манера вождения каждого водителя, чтобы в последствие подстроить систему под индивидуальные параметры. Таким образом, полученные данные со временем становятся установленной нормой в системе.

В дальнейшем, поступающая информация будет сравниваться с определёнными заранее значениями норм.

Временные показатели первоначального измерения для каждой марки сугубо индивидуальны. Обычно вся процедура занимает от 15 до 30 минут.

При отклонении от нормальных показателей система дает предупреждающий звуковой сигнал водителю, оповещая о необходимости остановки.

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.

Как появилась система контроля усталости водителя

Первой компанией, всерьез принявшейся за реализацию системы контроля усталости водителя, стала японская фирма Nissan. Свои изыскания она начала в 70-х годах прошлого века, а в 1977 году фирма запатентовала результаты работы своих инженеров. Временным препятствием для дальнейшей работы стал интерес к более простым, но не менее важным системам безопасности, а именно ABS, ESP и EBD. В результате первая система контроля усталости водителя, на автомобиле появилась почти тридцать с лишним лет спустя, когда работу прочих систем осталось только совершенствовать.

Первой фирмой, сумевшей на практике реализовать все инженерные изыскания, стала шведская компания Вольво. Ее система получила название Driver Alert Control. Она включает в себя видеокамеру, которая отслеживает положение автомобиля на дороге и его траекторию, и датчик, регистрирующий частоту движений руля. Когда машина начинает сильно отклоняться от нормальной траектории, система «предлагает» остановиться и отдохнуть.

Позже аналогичная система распознавания усталости была разработана компанией Мерседес. Немцы решили не использовать камеру, оставив лишь датчик рулевого колеса и датчик, регистрирующий силу и частоту нажатий на педали. В блок управления системы занесена информация о том, какие усредненные показатели должны быть, если за рулем находится бодрый и внимательный водитель.

Если текущие значения значительно отличаются от эталонных, значит, водитель утомился. Недостаток системы заключается в том, что работает она по предустановкам, т.е. не учитывает особенности конкретного человека. В более поздних версиях систем анализируется также частота нажатий кнопок управления климатом и магнитолой, а также внешние условия – сила бокового ветра и качество дорожного полотна. Это позволило системе адаптироваться под конкретного водителя.

Аналогичные системы применяются на автомобилях Фольксваген и Skoda. На автомобили Skoda Octavia она устанавливается только в качестве опции, независимо от комплектации, в то время как Пассат имеет ее штатно, начиная с комплектации Comfortline.

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).

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.

Читайте также:

  
• Замена стеклоподъемника дэу джентра
  
• Замена щеток стартера рено симбол
  
• После замены свечей загорелся чек киа
  
• Где находится датчик коленвала на мерседес мл 350
  
• Замена свечей зажигания форд фокус 3 видео