Автоматизована система параметричного контролю стану водія (спить/не спить)

Реферат: Автоматизована система параметричного контролю стану водія містить встановлену на транспортний засіб відеокамеру, постійно спрямовану на водія, мікроконтролер, блок пам'яті. Додатково введено датчики температури, світла та датчики-акселерометри (аналіз стилю водіння) з'єднані з мікроконтролером, та драйвер управління магнітолою, драйвер ІЧсвітлодіода, драйвер звукової сирени, драйвер CAN-шини, карту флеш пам'яті, блок живлення, годинник реального часу, які безпосередньо з'єднані з мікроконтролером. UA 100384 U (54) АВТОМАТИЗОВАНА СИСТЕМА ПАРАМЕТРИЧНОГО КОНТРОЛЮ СТАНУ ВОДІЯ (СПИТЬ/НЕ СПИТЬ) UA 100384 U UA 100384 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до системи забезпечення безпеки водіння транспортних засобів, а саме до систем для запобігання засинання водія за кермом, зокрема для контролю стану та підтримки працездатності водія і призначена для контролю психофізичного стану водія. Корисна модель може отримати застосування на транспортних засобах для підвищення рівня безпеки керування транспортними засобами, оскільки є системою для попередження водія про небезпеку розвитку втоми і засипанні за кермом. Відома телеметрична система контролю активного стану водія [Патент Росії № 2282543, МПК В60К 28/06; Заявл. 18.02.2005; Опубл. 27.08.2006, Бюл. № 24], що містить зв'язані по радіоканалу приймач і два телеметричних датчика, а також блок обробки сигналів і управління, зв'язаних з блоком індикації. Кожен датчик має електроди для забезпечення електричного контакту з шкірою водія, які підключені до аналого-цифрового перетворювача, вихід якого підключений до передавача з антеною. Один з датчиків виконаний з можливістю установки на зап'ясті, а другий - на пальці руки водія. Передавачі обох телеметричних датчиків і приймач виконані з можливістю передачі і прийому індивідуальних сигналів від кожного із телеметричних датчиків. Блок обробки сигналів і управління виконаний з можливістю підсумовування сигналів від обох датчиків в режимі реального часу. Недоліком відомої системи є його низькі експлуатаційні якості, пов'язані з тим, що приєднання елементів датчика на тілі призводить до незручностей для людини, а також обмежені функціональні можливості. Відомий пристрій для попередження про небезпеку водія механічного транспортного засобу при втраті їм активності [див. патент Росії № 2111133, МПК В60К 28/06, дата публікації 1998.05.20], який містить датчик, який закріплюється на мочці вуха водія за допомогою причеплення й складається з мініатюрного джерела світла й фотоприймача, що розташовуються по обидві сторони мочки. Зміни насиченості крові в кровоносних посудинах мочки перетворяться в електричні сигнали. В електронному блоці за допомогою частотного компаратора виробляється оцінка частоти пульсу, а за допомогою лічильника відображається поточне значення частоти за значенням якої встановлюється втрата активності та здійснюється подача попереджувального сигналу. Недоліком такого пристрою є його низькі експлуатаційні якості, пов'язані з тим, що жорстке приєднання елементів датчика на тілі призводить до незручностей для людини. При тривалому носінні такого пристрою людина буде відчувати дискомфорт. Відома система контролю стану людини [див. патент Росії № 2197895, МПК А61В 5/18, дата публікації 2003.02.10], яка містить випромінювачі тест-сигналу, основний і додатковий приймачі тест-сигналу, блок обробки інформації, передавач сигналу тривоги й автономне джерело живлення. Ці елементи розміщені на поверхні або усередині офтальмічної контактної лінзи в її периферичній частині. Кількість випромінювачів і приймачів тест-сигналу вибрано однаково. Пристрій містить також приймач-передавач сигналу тривоги, розміщений поза оком контрольованої людини. Випромінювані тест-сигнали направляють, наприклад, уздовж внутрішньої поверхні очного віка, при цьому коли очне віко закрите, змінюється коефіцієнт переломлення зовнішнього шару поширення тест-сигналу, наприклад хвилеводу, що приводить до загасання тест-сигналу. Недоліком такого пристрою є його низькі експлуатаційні якості, пов'язані з тим, що розміщення елементів датчика на тілі ока призводить до незручностей для людини. При тривалому носінні такого пристрою людина буде відчувати дискомфорт. Найбільш близьким аналогом за технічною суттю і результатом, що досягається являється пристрій для запобігання сну водія за кермом [див. патент Росії № 2413633, МПК В60К 28/06, дата публікації 2011.03.10] який містить встановлену на транспортний засіб (ТЗ) відеокамеру, постійно спрямовану на водія ТЗ, мікроконтролер, блок пам'яті і систему попередження водія ТЗ про небезпеку розвитку втоми і засипання за кермом. Недоліком такого пристрою є висока ймовірність помилкового спрацювання, а, відповідно, не достатня кількість параметрів, оцінюючих стан водія. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення автоматизованої системи контролю та забезпечення розширення функціональних можливостей. Поставлена задача вирішується тим, що в автоматизовану систему параметричного контролю стану водія, яка містить встановлену на транспортний засіб відеокамеру, постійно спрямовану на водія, мікроконтролер, блок пам'яті, згідно з корисною моделлю, введено датчики температури, світла та датчики-акселерометри (аналіз стилю водіння) з'єднані з мікроконтролером, а також містить драйвер управління магнітолою, драйвер ІЧ-світлодіода, драйвер звукової сирени, драйвер CAN-шини, карту флеш пам'яті, блок живлення, годинник реального часу, які безпосередньо з'єднані з мікроконтролером. 1 UA 100384 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Система забезпечує виявлення і сигналізацію водію про необхідність відпочинку, а при неможливості останнього - стимулювати подальшу роботу водія шляхом зміни мікроклімату, акустичного навантаження. У роботі системи основним і головним є своєчасне визначення стану водія. Для цього використовується декілька різних методів: контроль за станом повік, частотою моргання, діаметром зіниці, швидкість реакції на зовнішні подразники і стиль водіння. Внаслідок використання зазначеної сукупності ознак забезпечується принципово нові функціональні можливості, а саме забезпечується контроль і аналіз додаткових параметрів водія, таких як, швидкість реакції на зовнішні подразники і стиль водіння. Це є важливою особливістю системи, тому що дозволяє достовірно оцінювати стан водія і підтримувати його при фізіологічному погіршенні. В зв'язку з викладеним, сфера використання запропонованої системи є досить широкою. Це є суттєвою перевагою такої системи тому, що до неї практично не існувало надійних та компактних систем для сигналізації про погіршення фізіологічного стану водія та підтримки його бадьорості. Суть корисної моделі, що заявлено, ілюструється прикладом виконання, зображеним на кресленні, на якому зображено структурну схему системи. Автоматизована система параметричного контрою стану водія містить корпус, в якому розміщені всі елементи: мікроконтролер 1, датчики-акселерометри 2 (датчики аналізу стилю водіння), драйвер управління магнітолою 3, драйвер ІЧ-світлодіода, розміщений на відеокамері 4, драйвер звукової сирени 5, датчики температури 6, датчики освітлення 7, відеокамера 8, блок пам'яті 9, інтерфейс USB 10, карта флеш пам'яті 11, блок живлення 12, годинник реального часу 13, драйвер CAN-шини 14, з'єднані з мікроконтролером 1. Технічний результат досягається наступним чином: Мікроконтролер 1 виконує функції контролю і управління системою, приймає інформацію з датчиків: температури 6, освітлення 7, акселерометрів 2, відеокамери 8, обробляє її у відповідності із заданим алгоритмом і видає команди на виконавчі пристрої. Драйвер CAN-шини 14 використовуємо для узгодження роботи мікроконтролера 1 з протоколом CAN-шини 14, а також для забезпечення отримання інформації (відомостей) про стан і управлінні даних агрегатів автомобіля. Акселерометри 2 аналізують наступні параметри: якість поверхні дорожнього покриття. (гравій, шосе), рискання автомобіля (вліво, вправо), прискорення-гальмування - реакція на педаль гальма і газу. Відеокамера 8 розташована на дзеркалі заднього виду в салоні автомобіля і призначена для розпізнавання можливого засипання через аналіз очей водія (закриття повік, тривала відсутність моргання). Датчики світла 7 вимірюють інтенсивність засліплення водія від фар зустрічного автомобіля; 14 світлодіод використовують у разі відсутності зовнішньої освітленості ми можемо самі емітувати її, але щоб водія не засліплювати використовуємо ІЧ-підсвічування для аналізу реакції зіниці водія на світловий подразник. Датчики температури 6 використовуються для забезпечення більш економічної і комфортної роботи системи клімат-контролю для підтримки бадьорого стану водія. Драйвер звукової сирени 5 використовується у разі відсутності реакції водія на зовнішню і внутрішню освітленість, зовнішні подразники і призначена для того, щоб розбудити водія. Заявлена система має новий склад елементів, та нову організацію взаємозв'язків між ними, тобто містить нову сукупність ознак, які забезпечують нові технічні властивості системи. Технічний результат, як наслідок цих властивостей - розширення функціональних можливостей системи, а саме визначення граничного стану. Система працює таким чином. При включенні живлення система проводить самотестування елементів системи, а саме: карта флеш пам'яті 11, мікроконтролера 1, блоку пам'яті 9, датчиків температури 6, акселерометрів 2. Кожен з пристроїв системи робить тестування за певним алгоритмом. Flashкарта 11 перевіряє відповідність контрольної суми, мікроконтролер 1 вирішує контрольну задачу (заздалегідь відома задача з відомим результатом), зовнішня оперативна пам'ять 9 тестується за допомогою алгоритму "квадрат", різниця між показаннями датчиків температури не повинна бути занадто великою (порядку ±10 °C), показання відносних прискорень акселерометрів 2 відповідають реальним. При виявленні помилки одного з пристроїв визначається її ступінь критичності. Наприклад, відмова одного датчика температури 6 або акселерометра 2 - не є критичним, тому система відображає несправні пристрої та продовжує подальшу роботу. Невідповідність контрольної 2 UA 100384 U 5 10 суми Flash-карти 11 - критична помилка, при критичній помилці відбувається індикація несправного пристрою і завершення роботи. При позитивному тестуванні обладнання - визначаються індивідуальні характеристики. Після чого, запускається три потоки: дані від акселерометрів 2, дані від відеокамери 8 і реакція на зміну гучності магнітоли 3, які перевіряють реакцію і стан водія з результуючою звітністю по кожному з них. Всі результати отриманих даних надходять до мікроконтролера 1, який за встановленим алгоритмом приймає відповідне рішення. За результатами отриманих даних мікроконтролер 1 може прийняти рішення: включення звукової сирени 5; зниження температури в салоні автомобіля; "ОК" - всі отримані результати в допустимих нормах. Включення звукової сирени 5 відбувається тільки при відсутності реакції зіниці на зовнішню освітленість, інші результати не важливі. Таким чином, заявлена система має ширші функціональні можливості. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Автоматизована система параметричного контролю стану водія, що містить встановлену на транспортний засіб відеокамеру, постійно спрямовану на водія, мікроконтролер, блок пам'яті, яка відрізняється тим, що введено датчики температури, світла та датчики-акселерометри (аналіз стилю водіння) з'єднані з мікроконтролером, а також містить драйвер управління магнітолою, драйвер ІЧ-світлодіода, драйвер звукової сирени, драйвер CAN-шини, карту флеш пам'яті, блок живлення, годинник реального часу, які безпосередньо з'єднані з мікроконтролером. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3