Причиною приблизно 25% усіх серйозних аварійна дорогах є втома водія і, як наслідок, засипання за кермом. Найбільший ризик засипання спостерігається в далеких поїздках, особливо у темний час доби та при монотонних дорожніх умовах. Практика показує, що через чотири години безперервного водіння реакція водія знижується вдвічі, через вісім годин – у шість разів.

Система контролю втоми стежить за фізичним станом водія та якщо фіксує певні відхилення, попереджає водія про необхідність зупинки та відпочинку. Залежно від способу оцінки втоми водія розрізняють три типи систем. Перші побудовані на контролі дій водія, другі – контролі руху автомобіля, треті – контролі погляду водія.

Mercedes-Benz з 2011 року встановлює на своїх автомобілях систему Attention Assist, в якій контроль дій водія ґрунтувався на багатьох факторах: манері їзди, поведінці за кермом, використання органів управління, характері та умовах руху та ін..

Конструкція системи Attention Assist поєднує датчик рульового колеса, блок керування, сигнальну лампута звуковий сигнал оповіщення водія. Датчик рульового колеса фіксує динаміку дій водія обертанням рульового колеса. У своїй роботі система використовує також вхідні сигнали датчиків інших систем автомобіля: управління двигуном, курсової стійкості, нічного бачення, гальмівної системи.

Блок управління обробляє вхідні сигнали та визначає:

• стиль водіння ( аналіз швидкості, поздовжнього та бокового прискорення протягом 30 хв. після початку руху);
• умови водіння ( аналіз часу доби, тривалості поїздки);
• використання органів управління ( аналіз використання гальма, підрульових перемикачів, кнопок на панелі керування);
• характер обертання рульового колеса ( аналіз швидкості, прискорення);
• стан дорожнього полотна ( аналіз бічного прискорення);
• характер руху автомобіля ( аналіз поздовжнього та бокового прискорення).

В результаті проведених обчислень встановлюються відхилення у діях водія та траєкторії руху автомобіля. На дисплеї панелі приладів виводиться сигнальний напис про необхідність зробити перерву та відбувається звуковий сигнал. Якщо після сигналів водій не зупиняється та продовжує рух у сонливому стані, система повторює сигнали з періодичністю 15 хвилин. Система активується на швидкості 80 км/год.

На відміну від системи Attention Assist, система Driver Alert Control, DACвід Volvo фіксує лише характер руху автомобіля дорогою. Спрямована відеокамера вперед фіксує положення автомобіля на смузі руху. Відхилення від заданих параметрів руху розглядається системою як настання втоми водія. Залежно від стану водія в системі реалізовано два рівні попередження - "м'який" та "жорсткий". Рівні відрізняються гучністю та тональністю звукового сигналу. Система DAC працює спільно з системою Lane Departure Warning та базується на її конструктивних елементах. Активація системи відбувається на швидкості 60 км/год.

Контроль погляду для оцінки втоми водія запроваджує компанія General Motors. За основу взято готову технологію Seeing Machines, яка застосовується в авіації, залізничний транспорт, кар'єрних роботах, комерційному вантажний транспорт. Спеціальний блок контролює ступінь відкриття очей та напрямок погляду водія. При розпізнаванні неуважності, втоми чи сонливості водія система попереджає необхідність зупинки.

Крім контролю втоми водія, система може бути використана для активації окремих функцій автомобіля за допомогою спрямованого погляду (поглянув - ввімкнув). Крім того, якщо при перебудові водій не користується дзеркалом заднього виду, система нагадає йому необхідність цієї дії.

За статистикою, однією з самих частих причин автомобільних аварійє втома водія. Дослідження показали, що вже через чотири години водіння швидкість реакції, як правило, знижується вдвічі, а вже вісім годин поїздки і зовсім демонструють дійсно катастрофічні результати - уповільнення реакції в шість разів. А оскільки кожен автомобільний виробникзавжди прагнув зробити свою продукцію максимально безпечною, після проведених досліджень почалися активні розробки спеціального датчика, що визначає рівень втоми водія.

Інноваторами у цій галузі можна вважати японську компанію Nissan, силами фахівців якої, вже у 1977 році була запатентована по-справжньому революційна автомобільна технологія. Однак, через активної роботив інших сферах, перша робоча системаподібного роду була реалізована лише за кілька років.

За фактом першими використовували нову технологіюна практиці шведські Volvo, встановлюючи систему, що отримала назву Driver Alert Control, до якої входила камера, що стежить за поведінкою машини на дорозі, а також сам датчик, що замірює частоту і манеру рухів рульового колеса. Система видавала певні сигнали, коли показники рухів керма занадто відхилялися від норми.

Driver Alert Control пропонує втомленому водієві зупиниться і перепочити випивши чашку кави

Пізніше до двох автомобільним гігантамприєдналася і компанія Mercedes. Система зазнала деяких змін: було вирішено прибрати відеокамеру і додавши датчик, що реагував на частоту та силу натискання на педаль. Крім того, система доповнилася показниками, що означали певні норми. Датчики спрацьовували, даючи сигнал про зупинку, коли ці показники відхилялися від нормальних. Але така система не могла підійти до кожного водія. Пізніше вона була дещо змінена. Були також встановлені датчики для визначення вітру збоку та для оцінки якості дорожніх покриттів. Також додалися датчики для визначення натискань кнопок магнітоли та клімат контролю.

Подібні системи також використовуються на машинах Skoda та Volkswagen.

На сьогодні найпоширенішими є два види реалізації системи. Перший випадок передбачає вимірювання датчиком поведінки на дорозі, куди входять такі характеристики, як сила натискання на педалі гальма та газу, а також амплітуда рухів кермового колеса. Саме цей вид системи використовують Volkswagen, Mersedes, Volvo та Skoda.

Якщо говорити про японський сегмент ринку, то тут використовується дещо інший спосіб. Саме тому найбільше уваги приділяється психоемоційним показникам самого водія транспортного засобу. Для контролю тут використовується відеокамера, яка призначена для стеження за мімікою обличчя та жестами водія. Перш за все, система налаштовується на реагування при закритті очей, відповідаючи попереджувальним сигналом. Аналізується і те, наскільки часто моргає водій, наскільки глибоко і розмірено дихає, розпізнаючи при цьому, коли людина просто моргає за кермом, а коли заплющує очі.

Загалом система в обох випадках працює приблизно однаково.

Для початку блок управління займається збором та аналізом отриманої інформації, що надходить із самих камер і датчиків. Такий підхід покликаний значною мірою розширити можливості системи для розпізнавання умов. Після цього аналізується і визначається певна манера водіння кожного водія, щоб згодом підлаштувати систему під індивідуальні параметри. Таким чином, отримані дані згодом стають встановленою нормою у системі.

Надалі інформація, що надходить, буде порівнюватися з певними заздалегідь значеннями норм.

Тимчасові показники початкового виміру кожної марки суто індивідуальні. Зазвичай, вся процедура займає від 15 до 30 хвилин.

У разі відхилення від нормальних показників система дає попереджувальний звуковий сигнал водію, сповіщаючи про необхідність зупинки.

Як працює система контролю втоми

Створення сучасних транспортних засобів супроводжується використанням функцій, вкладених у комфортність їх використання. Автоконцернами розроблені, впроваджуються Attention Assist та DAC – пристрої, що контролюють ступінь втоми особи, яка сидить за кермом. Вони спостерігають за рівнем фізичних зусиль для керування агрегатом, сигналізують про необхідність зупинки відпочинку. І оскільки працює система контролю втома водія у різних виробниківавтомобілів.

Основні параметри організації перевірки втоми водія

Процес має потрійний рівень, що залежить від створених умов.

Перевіряється безпека руху автомобіля, погляд органів зору водія. Автобудівельний концерн Mercedes-Benz останнюсемирічку, анонсуючи різноманітні моделі, оснащує їх установкою Attention Assist, здатною стежити за поведінкою особи, яка управляє транспортним засобом. Фіксуються операції з водінню, застосуванню кермової бублика, аналізуються звички керування авто, інші специфічні параметри, що характеризують особу рульового руху.

General Motors, використовуючи алгоритми Seeing Machines, запровадила її на вантажну техніку, колісні транспортні засоби рейковим коліям, використовує на розроблених гірничих підприємствах, які займаються видобутком копалин відкритим способом. Вмонтований спеціальний блок контролює стан відкритості очей водія, їхню зосередженість на русі, контроль за станом дорожнього покриття.

Система контролю втоми водія Шкода Кодіак наприклад використовує показники датчика водійської бублика, реєстратора частоти використання педалей. Застосовуються усереднені показники бадьорого, уважного водія. Відмінність фактичних результатів від занесених як зразок вказує на стомлюваність.

Опції, що застосовуються, можна використовувати для керування окремими функціями переміщуваного апарату. Спрямованість очей дозволяє маніпулювати окремими показниками панелі управління. Забудькуватість поглянути в дзеркало при обгоні, повороті виправить вбудована система нагадування про необхідність цієї дії.

За статистикою, до третини подій на дорогах трапляються недбалість водіїв, викликана фізичною виснаженістю або засипанням за кермом. До найбільшої групи ризику належать автомобілісти, які професійно займаються вантажними і пасажирськими перевезеннямивеликі відстані, тривалий час безперервно . Сприяють засипанню за кермом монотонна дорожня розмітка та темний часдіб.

Необхідність системи розпізнавання втоми

При уникненні дорожньо-транспортної пригоди, час спрацювання гальмівного механізмубуде одним із факторів своєчасної зупинки транспорту. До інших подібних факторів можна віднести: швидкість, з якою водій відреагує на обстановку, що змінилася, і час, який йому знадобиться для прийняття рішення і приведення в дію відповідного виконавчого механізму.

В результаті проведених досліджень було встановлено, що постійне управліннятранспортом протягом 4 годин знижує швидкість реагування автомобіліста зміну дорожньої обстановки вдвічі, а протягом 8 годин - до 5–7 раз.

Система розпізнавання втоми водія стежить за певними параметрами фізичної форми людини, які стабільні, коли за кермом людина виспалася і бадьора. Якщо механізм помічає відхилення від базових нормативів, закладених налаштуваннями, то різними типамисигналів та оповіщень повідомляє про необхідність , зробивши паузу на відпочинок.

Способи здійснення контролю

Контроль втоми водія може здійснюватися кількома методиками. В основу приладу безпеки закладено три способи визначити втому керуючого транспортним засобом людини:

1. Спосіб, що базується на оцінці траєкторії руху транспорту.
2. Спосіб, що базується на оцінці дій водія дорожньо-транспортного засобу.
3. Спосіб, що базується на оцінці траєкторії руху голови людини за кермом.

Існуючі на сьогоднішній день, а також раннього виявлення ознак втоми водія транспортного засобу функціонують, спираючись на кілька нюансів: стиль їзди, манера поведінки за кермом, застосування механізмів керування, умови та обстановка руху. Конструктивно такі пристрої можуть об'єднувати пристрій керування, контролер керма, світловий та звуковий сигналипопередження.

Принцип дії

Як працює датчик втоми водія: датчик поворотів рульового колеса статистично оцінює інтенсивність, періодичність поворотів колеса за чотири години від початку руху і в разі виявлення статистичної похибки вище допустимого рівняпередає сигнал на блок керування, який активує елементи сигналізації про небезпеку.

До комплексу управління потрапляє велика кількість сигналів, що інформують про різні параметри:

1. Манера водіння - різного типуприскорення за півгодини після початку руху; оцінка швидкості.
2. Умови управління – тривалість поїздки, оцінка часу доби.
3. Експлуатація виконавчих механізмів- Оцінка інтенсивності використання перемикачів під кермом, гальмівної системи, пристрої на щитку управління.
4. Інтенсивність поворотів кермового колеса - оцінка швидкості та прискорення.
5. Стан дорожнього покриття – контроль режимів прискорення.
6. Напрямок руху дорожньо-транспортного засобу - контроль різних видівприскорень.

Постійно проводячи комплексні розрахунки за певними алгоритмами, пристрій виявляє відхилення у напрямку руху транспортного засобу та діях людини. Про що повідомляється на екрані панелі управління, сигналізуючи звуком. Якщо водій ігнорує сигнали, сонним продовжує керувати автомобілем, з періодичністю чверть години оповіщення відновлюється. Активація системи безпеки відбувається при досягненні транспортним засобом швидкості 80 км/год.

Найновіша Австралійська розробка в стадії тестування – система контролю втоми водія DAS – дозволяє підтримувати безпеку дорожнього рухутранспортними засобами завдяки жорстким вимогам щодо дотримання визначених обмежень. Такий прилад здатний читати встановлені знаки, також стежити виконанням запропонованих ними норм. Такий засіб здатний надати поліції детальні відомості про те, де транспортний засіб був, якою була його швидкість руху на певних ділянках доріг.

Комплекс DAS обладнаний трьома відеокамерами, одна з яких дивиться вперед, а решта фокусується на положенні голови водія. У пристрої, що записує комп'ютер, фіксується дорожня обстановка і положення голови, а інтелектуальний пристрій, виділяючи необхідне, розуміє призначення дорожніх знаків.

Якщо транспортний засіб наближається надто швидко до дорожнім знакам, наприклад, обмеження швидкості, система сигналом повідомляє про це водія. У разі ігнорування попередження порушення вноситься на згадку про комп'ютер. Такий самий механізм попередження і фіксації порушень передбачено й інших груп дорожніх знаків.

Система контролю втоми водія DAS - новий приладбезпеки Вольво на ринку. Пристрій оснащується відеозйомкою, завдання якої контролювати рівність бігу транспортного засобу щодо дорожньої розмітки. При виявленні періодичних відхилень від траєкторії руху та вилянь органами оповіщення проводиться попереджувальний сигнал. Для водія це може символізувати своєрідну червону межу, за яку не варто переходити, а потрібно зробити зупинку на відпочинок. Для детального ознайомлення з такою системою виробником передбачено інструкцію з експлуатації, написану більш ніж на 400 сторінках.

Якщо стаття виявилася корисною, напишіть нам.

Attention Assist та DAC – системи контролю втоми, виконують функцію стеження за можливістю водія фізично керувати транспортним засобом та за необхідності подає сигнал про припинення руху для відпочинку. Перевірка здійснюється трьома видами контролю, які залежать від таких факторів поведінки:

1. Проводиться оцінка поведінки водія.
2. Контролюється рух автомобіля.
3. Фіксується погляд водія транспортного засобу.

Компанія Mercedes-Benz починаючи з 2011 року випускає свої автомобілі з пристроєм Attention Assist, який здійснює спостереження за поведінкою водія автомобіля, керуючись такими мотиваціями: дією водія під час їзди, керуванням, способом керування машиною та деякі інші параметри. Схематично система складається з датчика керма, контрольної лампочки та звукового попередження водія. Датчик керма визначає зміну зусилля, що чиниться на кермо при його обертанні. Крім цього, система враховує сигнали від інших контрольних датчиків автомобіля: гальмівної системи, стійкості під час руху, параметрів двигуна та обмеження видимості.

Під час подачі сигналів на прилад керування обробляються та визначаються такі параметри:

• а) аналізується швидкість та бічне прискорення автомобіля протягом 30 хвилин з початку руху (стиль водіння);
• б) умова, за якої відбувається рух: тривалість поїздки та час доби;
• в) аналіз керування деякими вузлами автомобіля: гальмівної системи, кнопок, що знаходяться на щитку керування, а також перемикачами, розташованими під кермом;
• г) визначає силу на рульове колесо;
• д) стан дорожнього покриття та поведінка автомобіля під час руху (прискорення бічне та поздовжнє).

Підсумок визначається методом встановлення порушень у діях водія та зміни напрямку руху автомобіля. На екран приладового щитканадсилається сигнал у звуковому супроводі про вимогу зупинитися для відпочинку. У разі ігнорування попередження, коли водій у сонному стані не припиняє рух, система продовжує сигналізувати через кожні 15 хвилин. Слід зауважити, що контроль починає здійснюватися за швидкості вище 80 км/год.

Контроль Driver Alert Control (або DAC) від Вольво відрізняється від контролю Attention Assist тим, що моніторить лише траєкторію руху авто по дорозі, а відеоконтроль, встановлений у напрямку шляху руху автомобіля, визначає його знаходження на смузі дорожнього покриття. Якщо відбувається ухилення від встановлених кордонів, система реагує на це як на ознаки втоми водія. Видається два види попереджувальних сигналів: "жорсткий" та "м'який", які залежать від загального самопочуття водія. Сигнали відрізняються один від одного тональністю та гучністю звуку. Активація системи DAC, яка функціонує разом із системними елементами Lane Departure Warningпочинається з моменту, коли швидкість руху автомобіля досягає 60 км/год.

Оцінку стомлюваності погляду водія дає контролююча схема, яку встановлює компанія General Motors, і де базою є випробувана методика Seeing Machines, яка використовується як на вантажному, так і залізничному транспорті, а також при кар'єрних розробках. Спеціально вбудований блок здійснює контроль відкритості очей водія та їх зосередженості. Виявивши ознаки втоми, стан близького до сну та втрату уважності водієм, система дає команду про припинення руху транспортного засобу.

До того ж, система стеження за втомою може бути застосована для керування деякими функціями автомобіля: напрямок погляду може включати або відключати окремі опції на щитку приладів. І навіть якщо водій забув подивитись у дзеркало при здійсненні будь-якого маневру, система вчасно нагадає йому про виконання цієї дії.