Разработка инновационного устройства бодрствования человека в условиях монотонной деятельности

Объект исследования: процесс оценки эффективности существующих устройств бодрствования человека в условиях монотонной деятельности.

Результаты, полученные лично автором: разработан новое устройство бодрствования человека в условиях монотонной деятельности.

Одной из основных угроз современности является дорожно-транспортный травматизм. Ежегодно в мире в результате дорожно-транспортных происшествий погибает более 1,2 миллиона человек, 20 - 50 миллионов получают травмы, а суммарные экономические потери превышают 500 млрд. долларов (по данным ООН). При этом более 80 процентов всех ДТП происходит по вине самих водителей

Исследования показывают, что у водителя, которые находятся за рулем без отдыха на протяжении четырех часов, время реакции ухудшается сразу на 50%, а при управлении машиной без перерыва шесть часов -- риск попадания в аварию удваивается. Общеизвестно, что человеческий фактор почти полностью определяет безопасность функционирования технических средств, представляющих потенциальную опасность. Одним из способов повышения безопасности дорожного движения и предотвращения аварийности может стать применение приборов, предотвращающих засыпание за рулем. Были проанализированы современные системы контроля бодрствования, начиная с простых устройств и заканчивая более сложными

Установлено, что самыми эффективными сегодня являются методы, основанные на принципе ЭКГ и КГР.

На основе проведённого анализа разработано устройство (прибор) контроля состояния водителей транспортных средств, которое предотвращает засыпание за рулем. Данное устройство бодрствования основано на получении изображения лица, обнаружение областей, предположительно содержащих глаза, обнаружении областей глаз.

Основные потребители предполагаются, прежде всего, водители транспортных средств, владельцы автопарков, а также службы эксплуатации объектов повышенной опасности, где работа оператора является рутинной, но ответственной. Прототипом предлагаемого изобретения является способ обнаружения закрытых глаз в системе предупреждения засыпания водителя (см. патент США №6,130,617), заключающийся в получении изображения лица с ПЗС-камеры, выделении пар областей, предположительно содержащих изображения глаз, обнаружении областей глаз и носа по наименьшему составленному ими равнобедренному треугольнику. Недостатком известного способа является отсутствие возможности анализа движений глаз, отсутствие измерения параметров движений и морганий.

Отличительной особенностью предполагаемого устройства является возможность применения в транспортном средстве любого типа, а также низкая вычислительная сложность и простота практической реализации.

Предполагаемое изобретение имеет малогабаритный оптико электронный датчик, расположенный на приборной панели или лобовом стекле напротив лица водителя. Датчик создаёт изображение лица, области глаз, и формирует эталона зрачка водителя. Во время движения автомобиля лицо водителя периодически освещается с помощью инфракрасного осветителя, расположенного аналогично датчику. При этом блок обработки информации данного устройства определяет и сравнивает параметры, характеризующие состояние водителя с эталонными показаниями для состояния засыпания и состояния сна. После чего автоматически принимается решение о необходимости сигнализации при засыпании водителя с помощью звуковых сигналов. В случае отсутствия реакции водителя включается аварийная сигнализация и ближний свет фар. Подготовлены материалы заявки для выдачи патента на предполагаемое изобретение.

В рамках данного исследования проведён предварительный анализ экономической эффективности за счёт повышения безопасности на дорогах. Внедрение прибора бодрствования за рулем для водителя уменьшит количество аварий на дорогах в результате засыпания водителя.

Для успешного внедрения устройства бодрствования необходимо, чтобы прибор соответствовал законодательству РФ, был одобрен ГИБДД, прошел испытания на пользователях и имел положительные результаты.

Согласно последним данным статистики в РФ насчитывается 55699737 шт. автомобилей, в Брянской области 312751 шт. Из них 6234990 шт. грузового транспорта (основной рынок сбыта). Это служит потенциалом для внедрения устройства бодрствования водителя.

Разработанный инновационный прибор может быть дополнением к уже имеющимся на транспортном средстве устройствам и системам, обеспечивающим и повышающим безопасность дорожного движения.

Материал поступил в редколлегию 24.02.2017

УДК 005.007

Д.Г. Шашков

Научный руководитель: доцент кафедры «Компьютерные технологии и системы», к.т.н., А.А.Тищенко

es.vav@yandex.ru