Устройство контроля уровня бодрствования водителя многоосного шасси

Изобретение относится к области медицины, а именно к диагностике психофизиологического состояния, и может быть использовано для контроля уровня бодрствования и предупреждения засыпания водителей транспортного средства, летчиков и т.п.операторов, связанных с повышенным риском. Предложено устройство контроля уровня бодрствования водителя многоосного шасси, включающее подсистему контроля видеоизображения положения глаз, состоящую из устройства получения изображения, устройства освещения лица, соединенных с входом устройства принятия решения, выход которого является выходом подсистемы видеоконтроля положения глаз, подсистемы контроля степени обжатия водителем рулевого колеса, состоящего из кольцевого датчика давления, выход которого является выходом подсистемы контроля степени обжатия рулевого колес. Дополнительно устройство содержит бортовую ПЭВМ, монитор для информирования старшего машины об уровне бодрствования водителя, устройство светового и звукового воздействия на водителя, причем выходы подсистем контроля видеоизображения положения глаз, контроля степени обжатия водителем рулевого колеса подключены к бортовой ПЭВМ, выход которой подключен к монитору старшего машины, с помощью которого он осуществляет дистанционный контроль уровня бодрствования по видеоизображению водителя и воздействует на него с применением светового и звукового устройств. Изобретение обеспечивает разработку устройства, повышающего достоверность обнаружения начальных признаков возникновения дремотного состояния и засыпания водителя на основе комплексной оценки данных двух подсистем, принимающих и обрабатывающих информацию о состоянии зрительного анализатора (данные видеоизображения лица и глаз) и двигательного анализатора (сила обжатия рулевого колеса и наклоны головы). 2 ил.

 

Изобретение относится к средствам диагностики психофизиологического состояния, и может быть использовано для контроля уровня бодрствования и предупреждения засыпания водителей транспортного средства, летчиков и т.п.операторов, связанных с повышенным риском.

Из уровня техники известны технические решения контроля бодрствования по регистрации времени реакции оператора на световые и звуковые раздражители (SU 215255 А, А61В 5/18, 1973 г.; SU 1438712 А, А61В 5/18, 1988 г.; RU 2153847 С2, А61В 5/16, 2000 г.).

Однако они недостаточно надежны и мало пригодны для предупреждения засыпания водителей.

Известны также технические решения контроля уровня бодрствования, в которых определяют момент, предшествующий наступлению сна (нижнюю ступень бодрствования), путем измерения биоэлектрических параметров оператора, в том числе электросопротивления кожи (SU 869756 А, А61В 5/18, 1981 г.; SU 459216 А, А61В 5/18, 1975 г.; SU 1681844 А, А61В 5/18, 1991 г.).

Указанные решения предусматривают размещение различных датчиков на голове и/или руках оператора, что затрудняет его реализацию, например, при управлении транспортного средства.

Наиболее близкими к техническому решению являются: техническое решение, реализующее способ предупреждения засыпания водителя транспортного средства, включающий получение изображения лица, обнаружение областей, предположительно содержащих глаза, обнаружение областей глаз, причем дополнительно осуществляют формирование эталона зрачка текущего водителя на основе общего для любого человека описания, периодическое освещение лица водителя инфракрасным светом, обнаружение области изображения, содержащей лицо, определение границ области движения зрачка, определение частоты и направлений движения глаз, определение частоты морганий, определение длительности периода времени, в течение которого глаза закрыты, сравнение параметров, характеризующих состояние водителя с эталонными для состояния засыпания и состояния сна, принятие решения о необходимости сигнализации о засыпании водителя (патент РФ N 2413632, МПК В60К, опубл. 10.03.2020 г.),

техническое решение, содержащее кольцевой датчик давления и систему пробуждения, расположенные на рулевом колесе, а также звуковые сигнализаторы, предохранительную систему безопасности и контроллер управления транспортным средством, причем кольцевой датчик давления размещен с возможностью взаимодействия с подушечками крайних фаланг пальцев руки водителя, при этом кольцевой датчик давления подключен к контроллеру управления транспортным средством с помощью электронной схемы, содержащей последовательно соединенные между собой блок защиты от помех, пороговое устройство, систему пробуждения и блок согласования сигналов (патент РФ N 2214931, МПК В60К, опубл. 27.10.2003 г.).

К недостатку данных технических решений можно отнести невысокую достоверность обнаружения признаков начального дремотного состояния водителя.

Техническим результатом настоящего изобретения является разработка устройства, повышающего информативность и объективность обнаружения признаков начального дремотного состояния водителя с помощью дополнительного использования монитора старшим машины, что позволяет осуществлять ему контроль уровня бодрствования водителя, находящегося вне его поля зрения.

Технический результат достигается тем, что устройство контроля уровня бодрствования водителя, включающее подсистему контроля видеоизображения положения глаз, состоящую из устройства получения изображения, устройства освещения лица, соединенных с входом устройства принятия решения, выход которого является выходом подсистемы видеоконтроля положения глаз, подсистемы контроля степени обжатия водителем рулевого колеса, состоящего из кольцевого датчика давления, выход которого является выходом подсистемы контроля степени обжатия рулевого колеса, содержит бортовую ПЭВМ, монитор старшего машины, устройство светового и звукового воздействия на водителя, причем выходы подсистем контроля видеоизображения положения глаз, контроля степени обжатия водителем рулевого колеса подключены к бортовой ПЭВМ, выход которой подключен к монитору старшего машины, который дополнительно осуществляет контроль уровня бодрствования по данным видеоизображения водителя и с помощью светового и звукового устройств воздействует на него.

На фиг. 1 показано устройство в общем виде.

Устройство содержит подсистему контроля видеоизображения положения глаз 1, состоящую из устройства получения изображения 1.1, устройства освещения лица 1.2, устройства принятия решения 1.3, подсистему контроля степени обжатия водителем рулевого колеса 2, состоящую из кольцевого датчика давления 2.2, бортовую ПЭВМ 3, монитор 4, устройство светового 5 и звукового 6 воздействия на водителя 7, старшего машины 8.

На фиг. 2 показан общий алгоритм работы устройства. Устройство работает следующим образом.

Подсистема контроля видеоизображения положения глаз 1 при помощи устройства получения изображения 1.1 (например видеокамеры) и устройства освещения лица 1.2 контролирует показатели внешнего проявления засыпания водителя (снижение частоты моргания глаз, снижение частоты движения глаз (смены направления наблюдения) и двигательная фиксация взгляда в одном направлении, закрытие глаз на длительное время) и в случае выхода их за пределы допустимого устройство принятия решения 1.3 формирует сигнал тревоги, который поступает в бортовую ПЭВМ 3.

Подсистема контроля степени обжатия водителем рулевого колеса 2 контролирует степень давления на кольцевой датчик давления 2.2, закрепленный на рулевом колесе, подушечками крайних фаланг пальцев рук. В случае засыпания водителя его пальцы произвольно разжимаются, снижая воздействие на датчик и формируется сигнал тревоги, который поступает в бортовую ПЭВМ 3.

Поступившие сигналы от подсистем 1, 2 анализируются программным обеспечением устройства по алгоритму, приведенному на фиг. 2 и формируется команда на выдачу информации о наступлении дремотного состояния водителя на монитор 4 старшего машины 8. При получении информации о наступлении дремотного состояния водителя и подтверждении этого состояния по данным анализа видеоизображения на мониторе старшего машины последний принимает меры по воздействию на водителя 7 с использованием устройства светового 5 и звукового 6 сигнала воздействия.

Предлагаемое устройство отличается технической простотой и эффективностью при определении момента засыпания водителя транспортного средства.

Новизной предлагаемого устройство является повышение достоверности обнаружения начальных признаков дремотного состояния водителя и приведение его в рабочее состояние световой, звуковой сигнализацией и голосовым воздействием старшего машины.

Промышленная применимость патентуемого устройства подтверждается известностью из достигнутого уровня техники средств, используемого для его осуществления с обеспечением упомянутых технических результатов.

Устройство контроля уровня бодрствования водителя многоосного шасси, включающее подсистему контроля видеоизображения положения глаз, состоящую из устройства получения изображения, устройства освещения лица, соединенных с входом устройства принятия решения, выход которого является выходом подсистемы видеоконтроля положения глаз, подсистемы контроля степени обжатия водителем рулевого колеса, состоящего из кольцевого датчика давления, выход которого является выходом подсистемы контроля степени обжатия рулевого колеса, отличающееся тем, что дополнительно содержит бортовую ПЭВМ, монитор для информирования старшего машины об уровне бодрствования водителя, устройство светового и звукового воздействия на водителя, причем выходы подсистем контроля видеоизображения положения глаз, контроля степени обжатия водителем рулевого колеса подключены к бортовой ПЭВМ, выход которой подключен к монитору старшего машины, с помощью которого он осуществляет дистанционный контроль уровня бодрствования по видеоизображению водителя и воздействует на него с применением светового и звукового устройств.