Sistem de avertizare a oboselii șoferului Ford. AutoTechno: Nissan Qashqai - urmărirea benzii și controlul oboselii șoferului

• Dubinin Alexandru Alexandrovici, burlac, student
• Institutul Politehnic Voljski
• Moiseev Yuri Igorevich, candidat la științe, șef de catedră
• Institutul Politehnic Voljski

• SEMNAL
• OBOSEALĂ
• CONDUCĂTOR AUTO
• SISTEM DE DETECTARE A FATIGULUI

Acest articol discută despre sistemul de detectare a oboselii șoferului. Se propune o soluție pentru modernizarea echipamentelor care poate elimina problema existentă.

• Caracteristici ale utilizării tahografelor în sistemul de control al vehiculelor de pasageri
• Dezvoltarea metodelor de adaptare a procesului de lucru al unui motor diesel pentru a lucra pe gaz comprimat
• Capacitatea de a instala un turbocompresor pe un motor de mașină
• Dezvoltarea unui sistem de transmisie de date despre defecțiuni ale autobuzului utilizând un tahograf pentru a reduce timpul de reparații

Știm cu toții bine că șoferul este figura principală în traficul rutier, compar componente precum „drum” și „mașină”, în mare parte accidentele apar din vina șoferului, și anume două treimi din toate accidentele auto. Unul dintre motive este starea psihofiziologică a persoanei care conduce. Desigur, șoferii experimentați știu trucurile zilnice despre cum să se înveselească înainte de a călători pe o distanță lungă și în timpul călătoriei lor. Dar, de multe ori, toate aceste tehnici lucrez nu mai mult de 4 ore, iar dacă conduci și tu singur, de exemplu, undeva în alt oraș, unde trebuie să fii la volan mai mult de 12 ore. Știind de la sine, un drum monoton, copaci fulgerători, toate acestea afectează atenția, reacția șoferului. Trebuie remarcat faptul că șoferii care adorm la volan sunt cauza a 25% din accidentele auto. Desigur, totul nu poate fi redus doar la șofer și doar la starea lui. Starea drumului, defecțiunile vehiculului, defecțiunile semaforului. Dar totuși, aș vrea să revin la starea șoferului.

După analiza pieței pentru mașini și tehnologii care țin pasul cu acestea, există sisteme speciale pentru determinarea oboselii șoferului. Sistemul de control al oboselii șoferului monitorizează starea sa psihofiziologică și fizică a șoferului, atunci când se detectează o abatere de la normă de către sistemul specificat la analizarea mișcării, SDC îl informează pe șofer că trebuie să se oprească sau să se odihnească. Există trei sisteme principale de recunoaștere a oboselii: un sistem de determinare a oboselii șoferului, un sistem de monitorizare a parametrilor biometrici ai corpului și un sistem de urmărire a exacerbărilor bolilor cronice.

Scopul lor este de a informa șoferul despre oboseala sa. Există multe astfel de dispozitive și toate funcționează în moduri diferite. Există dispozitive SOUV care, atunci când se abat de la standardele șoferului, îl informează cu semnale sonore și luminoase, fizice și anume, după identificarea unui pericol, de exemplu, scaunele încep să vibreze. Există sisteme care, din nou în caz de abatere de la standardele șoferului, preiau controlul mașinii și funcționează într-un mod autonom. Funcționarea sistemului de detectare a oboselii șoferului este prezentată în „fig. 1 ".

Figura 1. Funcționarea sistemului de detectare a oboselii șoferului

Majoritatea dispozitivelor sistemului de detectare a oboselii șoferului funcționează autonom și nu sunt conectate la BMU-ul vehiculului.

Aceste dispozitive sunt ușor conectate la mașină. Există sisteme care sunt instalate în fața șoferului, oferind semnale senzoriale, monitorizând starea unei persoane, poziția capului, pleoapele și pupilele și sisteme de supraveghere video.

Există SAU-uri care au contact direct cu persoana însăși, și anume, o brățară care este purtată pe braț și care controlează starea acesteia folosind ritmul cardiac și temperatura corpului.

Un dispozitiv numit Stopsleep. Monitorizează starea unei persoane folosind senzori care citesc informații despre conductanța pielii.

Toate aceste dispozitive, dacă șoferul se abate de la normă, îl informează despre acest lucru, dar, în afară de semnale și lumină, dispozitivul nu aplică nicio acțiune în legătură cu mașina.

În legătură cu această problemă, aș dori să fac modificări care ar afecta funcționarea dispozitivelor care nu au legătură cu BSU-ul vehiculului.

Luați în considerare exemplul unui tachogrof, Atol Drive 5.

Acest dispozitiv acceptă atât tehnologia cu fir, cât și cea fără fir pentru transmiterea datelor către modulele de procesare și control.

„TCA-02NK” produs de CJSC „Izmeritel-Avto”.

Sunt înregistrate încălcări și sunt afișate avertismente cu privire la diferite încălcări (limita de viteză, excesul timpului de muncă, timpul total de conducere pe zi, funcționarea cardurilor cu chip și multe altele). Imprimanta încorporată vă permite să imprimați toți parametrii pe hârtie termică, iar afișajul informațiilor va afișa aceleași informații pentru referință. „Drive 5” este produs de ATOL.

Un exemplu este prezentat în „fig. 2 "

Avantaje: prezența unui capac pe dispozitiv pentru înlocuirea rapidă a SKZI și a bateriei; vă permite să reduceți timpul de nefuncționare al echipamentului în timpul întreținerii; 10 culori și luminozitatea luminii de fundal care poate fi reglată de șofer; design optim al mecanismului de imprimare - imprimanta are cea mai mare viteză de imprimare printre dispozitivele de pe piață; suport pentru lucrul cu 2 cartele SIM; slot de expansiune, soluție universală pentru interfața cu alte dispozitive de la bord.

Scopul principal al tahografului este prevenirea accidentelor periculoase cauzate de șofer. Datorită unui astfel de dispozitiv, șoferul nu va depăși limita de viteză și nu va sta la volan într-o stare obosită.

Am decis că este necesar să îmbunătățim tahograful, și anume algoritmul de funcționare al acestuia. Luați în considerare algoritmul sistemului.

Să descriem modul în care funcționează modelul modern tahogrof, conectat împreună cu un senzor infraroșu care citește dimensiunea elevului șoferului. Principiul de funcționare este prezentat în Fig. 3

După pornirea contactului, unitatea de comandă electronică transmite tahogroful la verificarea sistemului. După verificarea sistemului și pornirea mișcării mașinii, se activează sistemul de detectare a oboselii, și anume senzorul cu infraroșu.

Atunci când senzorul detectează că șoferul s-a abătut de la normă, acesta trimite un semnal dispecerului că șoferul adoarme. După care dispecerul ia măsuri pentru a elimina această problemă.

Am analizat algoritmul tahogrofului standard și i-am făcut modificări, care ulterior sporesc siguranța pe șosea, șoferul însuși, pasagerii și participanții la tot traficul rutier.

Pe baza informațiilor pe care le-am colectat cu privire la SAWS, se poate observa că dezvoltarea în această industrie nu stă pe loc. Oamenii de știință și dezvoltatorii încearcă să protejeze șoferul cu diferite sisteme, dar să nu uităm că la urma urmei, o persoană conduce o mașină și siguranța pe drum depinde de el. Mi-aș dori ca fiecare șofer să fie responsabil pentru profesia sa și să înțeleagă clar că a sta la volan în mâini nu este doar viața lui, ci și viața pasagerilor.

Lista de referinte

1. Sisteme de detectare a oboselii șoferului. Suslinnikov A. [Resursă electronică].
2. http://systemsauto.ru/active/drowsiness_detection_system.html
3. Un dispozitiv numit Stopsleep [Resursă electronică] .- http://savepearlharbor.com/ (data accesului 02/06/2017).
4. Tahograf: mărci și modele [Resursă electronică]. - URL: http: postebor.ru/taxografy/cifrovye-taxografy/taxograf-continental-vdo-dtco-3283/ (data accesului 6 februarie 2017).
5. Moiseev Yu.I., Popov A.V., Rybanov A.A., Surkaev A.L. // Îmbunătățirea siguranței rutiere prin introducerea unui sistem de auto-învățare pentru determinarea oboselii șoferului pe un vehicul // articol într-o revistă // Întreprindere de transport auto. - 2016 S. 5-8
6. Izustkin A.E., Poluektov M.V., Moiseev Yu.I. // Îmbunătățirea eficienței funcționării vehiculelor echipate cu tahografe // articol în colecția lucrărilor conferinței - 2016 P 171-172

Statisticile arată că aproximativ un sfert din toate accidentele au loc din cauza oboselii șoferului în timpul unei călătorii lungi. Studiile efectuate nu au dat rezultate foarte reconfortante: după patru ore de condus continuu, reacțiile șoferului încetinesc la jumătate și după opt - șase ori. Fiecare producător de automobile se străduiește să-și facă mașinile cât mai sigure posibil, de unde prima idee de a dezvolta un senzor de oboseală a șoferului care să poată detecta gradul de oboseală și să semnaleze necesitatea de a opri repausul.

Cum a apărut sistemul de monitorizare a oboselii șoferului?

Prima companie care a implementat serios un sistem de monitorizare a oboselii șoferului a fost firma japoneză Nissan. Ea și-a început cercetarea în anii '70 ai secolului trecut, iar în 1977 compania a brevetat rezultatele muncii inginerilor săi. Interesul pentru sistemele de siguranță mai simple, dar nu mai puțin importante, și anume ABS, ESP și EBD, au devenit un obstacol temporar pentru a continua activitatea. Drept urmare, primul sistem de control al oboselii șoferului a apărut pe mașină aproape treizeci de ani mai târziu, când lucrul altor sisteme nu trebuia decât îmbunătățit.

Prima companie care a reușit să implementeze toate anchetele de inginerie în practică a fost compania suedeză Volvo. Sistemul său a fost denumit Driver Alert Control. Include o cameră video care monitorizează poziția vehiculului pe drum și traiectoria acestuia și un senzor care înregistrează frecvența mișcărilor de direcție. Când mașina începe să devieze puternic de la traiectoria normală, sistemul „sugerează” să se oprească și să se odihnească.

Mai târziu, un sistem similar de recunoaștere a oboselii a fost dezvoltat de Mercedes. Germanii au decis să nu folosească camera, lăsând doar un senzor de volan și un senzor care înregistrează puterea și frecvența pedalării. Unitatea de control al sistemului conține informații despre indicatorii medii care ar trebui să fie dacă un șofer vesel și atent se află la volan. Dacă valorile actuale diferă semnificativ de valorile de referință, atunci șoferul este obosit. Dezavantajul sistemului este că funcționează conform presetărilor, adică nu ia în considerare caracteristicile unei anumite persoane. În versiunile ulterioare ale sistemelor, se analizează, de asemenea, frecvența apăsării butoanelor pentru controlul climatizării și a magnetofonului, precum și condițiile externe - puterea vântului lateral și calitatea suprafeței drumului. Acest lucru a permis sistemului să se adapteze la driverul specific.

Sisteme similare sunt utilizate pe vehiculele Volkswagen și Skoda. Pe autovehiculele Skoda Octavia, este instalat doar ca opțiune, indiferent de configurație, în timp ce Passat îl are ca standard, începând cu configurația Comfortline.

Metode de implementare a sistemului

Există două moduri de a implementa această funcție. În primul caz, un senzor special înregistrează doar parametrii mișcării vehiculului, și anume frecvența și amplitudinea mișcărilor de direcție, apăsând pedala de gaz și frână. Adepții acestei opțiuni sunt producătorii europeni: Mercedes, Volkswagen, Skoda, Volvo.

Firmele japoneze caută să implementeze controlul oboselii șoferului într-un mod ușor diferit. Sunt convinși că, în primul rând, este necesar să se analizeze starea psiho-emoțională. Prin urmare, legătura principală a unui astfel de sistem este o cameră video, a cărei sarcină este de a monitoriza expresiile faciale și gesturile persoanei care stă la volan. Funcționează după cum urmează. Sistemul de recunoaștere a oboselii șoferului reacționează în primul rând la ochii închiși. Dacă șoferul închide ochii, sistemul emite imediat un semnal de avertizare. Inginerii se confruntă cu sarcina de a-l „învăța” să o distingă atunci când șoferul doar clipește și când adoarme. În plus, se analizează frecvența clipirii, mișcările ochilor, expresiile feței, gesturile, frecvența și profunzimea respirației (în funcție de mișcările pieptului).

Cum funcționează monitorizarea oboselii șoferului

În general, indiferent de metoda de implementare, controlul oboselii șoferului funcționează după cum urmează. La început, unitatea de control colectează și analizează toate informațiile provenite de la senzori și camere video. Ca urmare, sistemul determină stilul de conducere al șoferului și condițiile externe (ora din zi, condițiile de drum, vântul). Aceste date devin o referință, în viitor, informațiile primite sunt comparate cu cele disponibile, pentru recunoașterea în timp util a oboselii șoferului.

Diferite mașini necesită timpi diferiți pentru colectarea inițială a datelor, de exemplu, Mercedes SLK o face într-o jumătate de oră, Volkswagen Passat și Skoda Octavia sunt limitate la 15 minute.

Această abordare extinde în mare măsură capacitățile sistemului de recunoaștere, deoarece oboseala șoferului nu este monitorizată conform unui șablon, dar indicatorii unei anumite persoane care stă la volan sunt luate ca date inițiale.

Potrivit companiilor de asigurări germane, un sfert din accidentele de pe autostrăzile germane sunt cauzate de șoferii care adorm în timp ce conduceau. Statisticile interne dau o cifră apropiată. Cel mai adesea, șoferul adoarme în timpul unei mișcări lungi și monotone pe un drum de țară.

Studiile au arătat că patru ore de conducere reduc timpul de reacție al șoferului la jumătate; după opt ore de conducere, timpul de reacție scade de șase ori. Există multe sfaturi pentru a face față somnolenței. Opriri periodice și exerciții, conversație cu un coleg de călătorie etc.

Din experiența mea personală:

• soția mea, așezată pe bancheta din spate, îmi urmărește ochii în oglinda retrovizoare. Metoda nu este de încredere, ea însăși poate adormi.

Sistemul de control al oboselii șoferului monitorizează starea șoferului și, dacă este necesar, îi cere să se oprească și să se odihnească.

Sistemul cere să se odihnească!

Există două tipuri de sisteme de control:

• aceasta este observarea acțiunilor șoferului;
• sau analiza comportamentului mașinii pe șosea.

La primele etape de proiectare a sistemelor, parametrul principal a fost observarea ochilor șoferului - frecvența de clipire a fost controlată și în caz de pericol conducătorului i s-a dat un semnal. Metoda s-a dovedit a fi ineficientă, deoarece șoferii au reacționat târziu la semnal (agitare de direcție).

Numele sistemului de monitorizare a oboselii șoferului:

• Control alertă șofer,
• Asistență pentru atenție.

Cum funcționează monitorizarea modernă a oboselii șoferului

Sistemele moderne iau în considerare mai mulți parametri. Se evaluează stilul de conducere, frecvența impacturilor asupra comenzilor și comportamentul mașinii pe șosea.

Sistemul te urmărește!

Sistemul include o unitate de comandă electronică, un senzor de poziție a volanului, dispozitive de semnalizare sonoră și luminoasă. În activitatea sa, unitatea de control folosește informații din alte sisteme de securitate: controlul motorului, viziune nocturnă etc.

Sistemul de control al oboselii pornește atunci când vehiculul atinge o viteză de aproximativ 80 km / h și funcționează conform următorului algoritm. Unitatea de control, după ce a primit informațiile inițiale în prima jumătate de oră a mișcării mașinii la o viteză constantă, determină modul de conducere a mașinii de către șofer: viteza, accelerația longitudinală și laterală a mașinii, viteza și accelerația la rotirea volanului, frecvența acțiunilor asupra comenzilor mașinii.

Dacă în timp stilul de conducere și traiectoria acestuia se schimbă, pe monitorul mașinii apare o inscripție care cere o oprire pentru a se odihni și alarma sonoră este activată.

Video:

Această opțiune nu este rea pentru mașini, am avut-o de câteva ori, am început să conduc o mașină, din fericire m-am prins la timp.

Aproximativ 25% din toate accidentele rutiere grave sunt cauzate de oboseala șoferului și, în consecință, de adormirea în timpul conducerii. Riscul de a adormi este cel mai mare în călătoriile lungi, mai ales noaptea și în condiții de drum monotone. Practica arată că, după patru ore de condus continuu, răspunsul șoferului este redus la jumătate, după opt ore - de șase ori.

Sistemul de control al oboselii monitorizează starea fizică a șoferului și, dacă detectează anumite abateri, îl avertizează pe șofer despre necesitatea opririi și odihnei. Există trei tipuri de sisteme în funcție de modul în care este evaluată oboseala șoferului. Primele se bazează pe controlul acțiunilor șoferului, al doilea - controlul mișcării mașinii, al treilea - controlul privirii șoferului.

Mercedes-Benz instalează sistemul pe vehiculele sale din 2011 Asistență pentru atenție, în care controlul acțiunilor șoferului s-a bazat pe mai mulți factori: stilul de conducere, comportamentul de conducere, utilizarea comenzilor, natura și condițiile de conducere etc..

Asistența pentru atenție este concepută pentru a integra senzorul volanului, unitatea de control, lumina de avertizare și claxonul de avertizare al șoferului. Senzorul volanului detectează dinamica acțiunilor șoferului prin rotirea volanului. În activitatea sa, sistemul folosește și semnale de intrare de la senzori ai altor sisteme ale vehiculului: controlul motorului, stabilitate direcțională, viziune nocturnă, sistem de frânare.

Unitatea de control procesează semnalele de intrare și determină:

• stil de conducere ( analiza vitezei, accelerației longitudinale și laterale timp de 30 de minute. după începerea mișcării);
• condiții de conducere ( analiza timpului zilei, durata călătoriei);
• folosind comenzile ( analiza utilizării frânei, comutatoarele coloanei de direcție, butoanele de pe panoul de comandă);
• natura rotației volanului ( analiza vitezei, accelerației);
• starea drumului ( analiza accelerării laterale);
• natura mișcării mașinii ( analiza accelerației longitudinale și laterale).

Ca urmare a calculelor efectuate, se stabilesc abateri în acțiunile șoferului și traiectoria vehiculului. Pe afișajul tabloului de bord, este afișat un semnal despre necesitatea de a face o pauză și se face un semnal sonor. Dacă, după semnale, șoferul nu se oprește și continuă să conducă în stare de somnolență, sistemul repetă semnalele la fiecare 15 minute. Sistemul este activat la o viteză de 80 km / h.

Spre deosebire de sistemul Attention Assist, sistemul Control alertă șofer, DAC de la Volvo înregistrează doar caracterul mișcării vehiculului pe șosea. O cameră video orientată spre înainte înregistrează poziția vehiculului pe bandă. O abatere de la parametrii de mișcare setați este considerată de sistem ca debutul oboselii șoferului. În funcție de starea șoferului, sistemul implementează două niveluri de avertizare - „moale” și „dur”. Nivelurile diferă în ceea ce privește volumul și tonul semnalului audio. Sistemul DAC funcționează împreună cu sistemul de avertizare de plecare a benzii și se bazează pe elementele sale structurale. Sistemul este activat la o viteză de 60 km / h.

General Motors implementează monitorizarea privirii pentru a evalua oboseala șoferului. Tehnologia gata preparată este luată ca bază Mașini de văzutcare este utilizat în aviație, transport feroviar, cariere, transport comercial de marfă. Un bloc special controlează gradul de deschidere a ochilor și direcția privirii șoferului. Dacă șoferul detectează neatenție, oboseală sau somnolență, sistemul avertizează asupra necesității de a opri.

În plus față de monitorizarea oboselii șoferului, sistemul poate fi utilizat pentru a activa anumite funcții ale vehiculului folosind o privire direcțională (privirea). În plus, dacă șoferul nu folosește oglinda retrovizoare la schimbarea benzii, sistemul îi va reaminti necesitatea acestei acțiuni.

Attention Assist și DAC sunt sisteme de control al oboselii care monitorizează capacitatea șoferului de a controla fizic vehiculul și, dacă este necesar, oferă un semnal pentru a opri conducerea pentru odihnă. Verificarea este efectuată de trei tipuri de control, care depind de următorii factori comportamentali:

1. Se evaluează comportamentul șoferului.
2. Mișcarea vehiculului este monitorizată.
3. Privirea șoferului vehiculului este fixă.

Din 2011, Mercedes-Benz își produce mașinile cu dispozitivul Attention Assist, care monitorizează comportamentul șoferului mașinii, ghidat de următoarele motivații: acțiunea șoferului în timpul conducerii, direcția, modul de control al mașinii și alți parametri. Sistemul constă schematic dintr-un senzor de direcție, un bec de avertizare și un avertisment sonor al conducătorului auto. Senzorul de direcție detectează schimbarea forței de direcție pe măsură ce se rotește. În plus, sistemul ia în considerare semnalele de la alți senzori de control al vehiculului: sistemul de frânare, stabilitatea la volan, parametrii motorului și limitarea vizibilității.

Când semnalele sunt trimise către dispozitivul de control, se procesează și se determină următorii parametri:

• a) viteza vehiculului și accelerația laterală sunt analizate timp de 30 de minute de la începutul mișcării (stilul de conducere);
• b) starea în care se produce mișcarea: durata călătoriei și ora din zi;
• c) analiza controlului unor componente ale mașinii: sistemul de frânare, butoanele amplasate pe panoul de comandă, precum și întrerupătoarele situate sub volan;
• d) determină forța de influență asupra volanului;
• e) starea suprafeței drumului și comportamentul vehiculului în timpul conducerii (accelerație laterală și longitudinală).

Rezultatul este determinat de metoda de a stabili încălcări în acțiunile șoferului și de a schimba direcția vehiculului. Un semnal este trimis pe ecranul tabloului de bord, însoțit de sunet, pentru a cere oprirea pentru odihnă. Dacă avertismentul este ignorat, atunci când șoferul într-o stare de somn nu se oprește din mers, sistemul continuă să semnalizeze la fiecare 15 minute. Trebuie remarcat faptul că controlul începe să se efectueze la o viteză de peste 80 km / h.

Controlul Driver Alert Control (sau DAC) de la Volvo diferă de controlul Attention Assist prin faptul că monitorizează doar traiectoria mașinii pe drum, iar controlul video instalat în direcția căii mașinii determină locația sa pe suprafața drumului. Dacă există o abatere de la limitele stabilite, sistemul reacționează la aceasta ca semne de oboseală a conducătorului auto. Există două tipuri de semnale de avertizare: „hard” și „soft”, care depind de bunăstarea generală a șoferului. Semnalele diferă între ele prin ton și volum de sunet. Activarea sistemului DAC, care funcționează împreună cu elementele sistemului de avertizare de plecare a benzii, începe din momentul în care viteza vehiculului atinge 60 km / h.

Evaluarea oboselii șoferului este asigurată de o schemă de control stabilită de General Motors, bazată pe tehnica dovedită a Mașinilor de văzut utilizate atât în \u200b\u200btransportul de marfă, cât și pe cel feroviar și în carieră. O unitate special încorporată controlează deschiderea și concentrarea ochilor șoferului. La detectarea semnelor de oboseală, a stării de somn aproape și a pierderii vigilenței de către șofer, sistemul dă o comandă pentru a opri mișcarea vehiculului.

În plus, sistemul de urmărire a oboselii poate fi utilizat pentru a controla unele dintre funcțiile mașinii: direcția privirii poate activa sau dezactiva opțiunile individuale de pe tabloul de bord. Și chiar dacă șoferul a uitat să se uite în oglindă în timp ce efectua orice manevră, sistemul îi va aminti cu promptitudine performanța acestei acțiuni.