×
02.10.2019
219.017.d08d

СПОСОБ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ЗАСЫПАНИЯ ВОДИТЕЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области контроля состояния водителя и обеспечения безопасности управления транспортных средств. Способ предупреждения засыпания водителя транспортного средства, включающий формирование эталона зрачка водителя на основе общего для любого человека описания, периодическое освещение лица водителя инфракрасным светом, получение изображения лица, обнаружение областей глаз, 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, принятие решения о необходимости сигнализации о засыпании водителя, отличающееся тем, что осуществляется определение эталона и текущего состояния цвета склеры глаза и температуры круговой мышцы глаза водителя, сравнение текущих параметров с эталонными и учет при принятии решения о необходимости сигнализации о засыпании водителя. Достигается повышение безопасности дорожного движения посредством своевременного обнаружения состояния усталости, дремоты и факта засыпания водителя. 3 ил., 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области контроля состояния водителя и обеспечения безопасности управления транспортных средств и может быть использовано для предотвращения засыпания водителя транспортного средства посредством обнаружения признаков усталости и закрытия глаз по изображению его лица.

Известен способ оценки безопасного состояния операторов систем управления (Патент РФ 2432120, МПК А61В 10/00. Опубликовано 27.10.2011), заключающийся в контроле параметров перемещения глазного яблока водителя в процессе движения транспортного средства, сравнении полученных величин с данными оператора, находящегося в нормальном состоянии и определении мгновенного психофизического состояния оператора.

Недостатком указанного способа является недостаточная информативность о психофизическом состоянии оператора по причине того, что контроль осуществляется только по одному параметру - перемещение глазного яблока оператора (водителя), а также высокая вероятность ложного срабатывания указанной системы.

Известен способ опознавания по радужной оболочке глаза (Патент РФ 2331107, МПК G06K 9/00. Опубликовано 10.08.2008), заключающийся в получении изображения, по меньшей мере, одного глаза человека в инфракрасном спектре почти одновременно с получением изображения глаза в видимом спектре, определении наружной границы радужной оболочки и обрабатывании полученного изображения для определения идентификационных признаков на основе радужной оболочки, ограниченной наружной границей на глазе.

Недостаток способа заключается в сложности реализации (из-за ресурсоемкости способа) во встроенных вычислительных средствах операции анализа радужной оболочки. Другими недостатками является отсутствие возможности отслеживания движений глаз и невозможность обнаружения рассмотренным способом закрытых глаз, что принципиально необходимо для системы предупреждения дорожно-транспортного происшествия.

Наиболее близким к заявленному изобретению является способ предупреждения засыпания водителя транспортного средства, включающий формирование эталона зрачка текущего водителя на основе общего для любого человека описания, периодическое освещение лица водителя инфракрасным светом, получение изображения лица, обнаружение областей глаз, 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, принятие решения о необходимости сигнализации о засыпании водителя (Патент РФ №2413632, МПК В60K 28/02. Опубликовано 10.03.2011).

Недостатком данного способа является то, что его работоспособность основывается на сравнении параметров, которые характеризуют состояние конкретного водителя, находящегося непосредственно за управлением транспортного средства, с некими эталонными параметрами, характеризующими состояние засыпания и сна некого среднестатистического водителя, что может вносить неоднозначность и неточность в определении психофизиологического состояния водителя.

Задачей данного технического решения является разработка способа получения наиболее достоверной информации о физическом состоянии водителя, а также информирования и предупреждения его о состоянии усталости, дремоты и засыпания.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение безопасности дорожного движения посредством своевременного обнаружения состояния усталости, дремоты и факта засыпания водителя.

Технический результат достигается в способе предупреждения засыпания водителя транспортного средства, включающем формирование эталона зрачка водителя на основе общего для любого человека описания, периодическое освещение лица водителя инфракрасным светом, получение изображения лица, обнаружение областей глаз, 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, принятие решения о необходимости сигнализации о засыпании водителя, при этом осуществляется определение эталона и текущего состояния цвета склеры глаза и температуры круговой мышцы глаза водителя, сравнение текущих параметров с эталонными и учет при принятии решения о необходимости сигнализации о засыпании водителя.

Склера представляет собой плотную непрозрачную часть наружной оболочки глазного яблока и состоит из несколько слоев. Наружный слой пронизан массой кровеносных сосудов, которые обеспечивают его качественное кровоснабжение, то есть эписклеральный слой отличается более интенсивным кровоснабжением, чем внутренние отделы (Склера глаза: строение, функции, заболевания и лечение [электронный ресурс] // Zrenimed. Режим доступа: https://www.zrenimed.com/stroenie-glaza/sclera (дата обращения 30.07.2018). Поэтому, по причине усталости, дремоты, засыпания водителя, а также при его неблагоприятном психофизиологическом состоянии, происходит изменение цвета (покраснение) склеры глаз. Определение цвета склеры глаз (определение изменения длины волны) в предлагаемом способе осуществляется посредством оптического миниспектрометра и сопоставляется с данными, полученными ранее в процессе наблюдения за водителем, и с эталонными, полученными в процессе его предварительной диагностики.

При длительных нагрузках, перенапряжениях, дремоте и засыпании у водителя возникает синдром усталых глаз (астенопия), который, в частности, сопровождается повышением температуры глаз и мышц (Синдром усталых глаз (астенопения) [электронный ресурс] // R-optics. Режим доступа: http://r-optics.ru/information/sindrom_ustalyh_glaz_astenopiya-293 (дата обращения 30.07.2018). Таким образом, при усталости, дремоте и засыпании водителя повышается температура круговой мышцы глаза, определение температуры которой осуществляется посредством оптического пирометра, работающего в отслеживающем, автономном режиме.

В определении состояния усталости, дремоты и засыпания водителя важную роль играет состояние и положение его зрачков, в частности, скорость перемещения, что характеризует быстроту реагирования на изменяющуюся ситуацию. В данном состоянии зрачки перестают активно перемещаться, вплоть до кратковременной остановки, а сам процесс отслеживания изменяющейся ситуации становится вялотекущим. Использование устройства типа, трайб треккера (Eye Tribe Tracker), позволяет определять координаты, диаметр и скорости перемещения зрачков водителя относительно заданного поля, а также определять отсчет момента времени и продолжительность перемещения века водителя. Необходимость применения трайб треккера (или аналогичного устройства) в данном способе заключается в определении и отслеживании положения и координат выбранных (конкретных) точек склеры и круговой мышцы глаза, соответственно, в которых производится определение цвета (длины волны оптического диапазона) склеры глаза и температура круговой мышцы глаза.

Таким образом, изменение температуры круговой мышцы глаза посредством оптического пирометра и цвета (длины волны) склеры посредством оптического мини-спектрометра диагностируется однозначным образом, тем самым качественно повышается точность и достоверность получаемой информации о психофизиологическом состоянии водителя. Полученные данные посредством встроенного штатного USB - порта поступают в мини-компьютер (Mini PC Stick), обладающий оперативной связью с мобильным телефоном или другим подобным устройством, и далее сравниваются с предварительно полученными данными о состоянии конкретного водителя непосредственно перед выездом на линию, а также, полученные ранее при предварительном тестировании. Кроме того, имеется возможность посредством GPS использовать тахографическое устройство, в базе данных которого располагается необходимая информация о конкретном водителе, и отслеживающее хронологию скорости движения, режима труда и отдыха водителя.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, на которой представлена блок-схема алгоритма работоспособности способа, фиг. 2, на которой показан график зависимости температуры круговой мышцы глаз от времени, измеряемой в конкретно выбранной точке (1 - правый глаз, 2 - левый глаз) и фиг. 3, на которой показана зависимость изменения цвета склеры глаз от времени (R- составляющая красного цвета спектра в шкале от 0-255, 1 - правый глаз, 2 - левый глаз).

После подключения и инициализации комплекса приборов и устройств, интегрированных в единую информационно-измерительную систему, осуществляются операции, представленные в таблице 1.

Способ осуществляется следующим образом. В начальный момент времени посредством инфракрасных датчиков определяется область лица человека и место нахождения зрачков. Производится определение координаты двух зрачков человека с точностью α≈0,5÷1 град отклонения. Осуществляется определение координат заданных точек на склере и на круговой мышце глаза. Для каждого конкретного водителя, находящегося в обычном, нормальном рабочем состоянии, непосредственно перед выездом на линию, регистрируется температура мышцы и цвет склеры глаз в выбранных (фиксированных точках. В дальнейшем процедура определения температуры круговой мышцы глаз и цвет склеры осуществляется через определенный временной интервал, причем его длительность уменьшается в процессе диагностирования. На начальном этапе время определения данных параметров составляет каждые ≈20 мин, в дальнейшем, по мере увеличения длительности нахождения водителя за рулем и его усталости время сокращается до ≈30 с.

В процессе движения транспортного средства автоматически производится корректировка положения мини-спектрометра и оптического пирометра посредством механического устройства и трайб треккера, позволяющих отслеживать координаты заданных точек на склере и на круговой мышце глаза во временном интервале 2-10 с.

По разности координат, диаметра и скорости перемещения зрачков, определения изменения температуры посредством оптического пирометра и цвета склеры глаз посредством оптического спектрометра настоящего и предыдущего состояния, анализируется динамика изменения физического состояния водителя, делается вывод о состоянии усталости, наличии дремоты и факта засыпания, а также о психофизиологическом состоянии конкретного водителя. При недопустимых значениях, полученных при сравнении данных, вырабатывается тревожный сигнал, подаваемый на какое-либо, в частности, звуковое устройство. В результате действия сигнала, водитель просыпается.

Частота измерения координат, диаметра и скорости перемещения зрачка составляет 20 мс-1. Данные сохраняются в оперативной памяти миникомпьютера (Mini PC Stick). Устройство трайб треккера рассчитано на подключение к порту USB 3.0 компьютера, работающего под управлением ОС Windows, и поддерживает частоты опроса 40 и 60 Гц. Его точность заявлена на уровне 0,5°, а пространственное разрешение - 0,1°. Задержка не превышает 20 мс (при частоте дискретизации 60 Гц). Предусмотрена калибровка по 5, 9 и 12 точкам. Пользователь может находиться на расстоянии от 45 до 75 см от треккера. Лучи инфракрасных ламп направлены на глаза человека и образовывают на поверхности роговицы блики. По ним фокусируются камеры, которые отслеживают движение взгляда.

Пример.

Состоятельность предлагаемого способа предупреждения засыпания водителя транспортного средства подтверждается результатами экспериментальных исследований, проведенных на смоделированной лабораторной установке по определению изменения температуры круговой мышцы и цвета склеры глаз.

Выбирались испытуемые в количестве пяти человек, которые на протяжении трех часов располагались за монитором ПК, где производилась компьютерная симуляция автогонок, и каждый испытуемый активно участвовал в процессе управления болидом. Таким образом, создавались условия моделирования процесса вождения автотранспортного средства при длительных временных нагрузках внимания и сосредоточенности. В процессе испытания проводились измерения изменения температуры круговой мышцы глаза посредством оптического пирометра, (в частности, на базе серии Кельвин). Определение цвета склеры глаз может осуществляться посредством оптического мини-спектрометра (в частности, на базе мини-спектрометра с волоконным входом FSD10). Кроме того, применение цифровой камеры высокого разрешения также позволяет достаточно точно определить изменение цвета склеры глаз, если использовать шкалу аддитивной цветовой модели RGB.

Из графиков, приведенных на фиг. 2, следует, что температура круговой мышцы глаз, измеряемая в конкретно выбранной точке, неуклонно повышается в зависимости от продолжительности тестирования, достигая некоторого значения. При этом следует отметить, что при дальнейшем проведении тестирования испытуемого начинают вносить свой вклад процессы саморегуляции температуры.

Из графиков, приведенных на фиг. 3, следует, что с увеличением продолжительности тестирования и повышения степени усталости происходит смещение цвета склеры в сторону более красных оттенков.

Таким образом, способ предупреждения засыпания водителя транспортного средства, включающий формирование эталона зрачка конкретного водителя, эталона состояния цвета склеры глаза и температуры круговой мышцы глаза, а также определение границ области движения зрачка, частоты морганий и направлений движения глаз, определение длительности времени, в течение которого глаза закрыты и определение текущего состояния цвета склеры глаза и температуры круговой мышцы глаза водителя, сравнение параметров, характеризующих состояние водителя с эталонными значениями, принятие решения о необходимости сигнализации о засыпании водителя, позволяет повысить безопасность дорожного движения посредством своевременного и более точного обнаружения состояния усталости, дремоты и факта засыпания водителя.

Способ предупреждения засыпания водителя транспортного средства, включающий формирование эталона зрачка водителя на основе общего для любого человека описания, периодическое освещение лица водителя инфракрасным светом, получение изображения лица, обнаружение областей глаз, 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, принятие решения о необходимости сигнализации о засыпании водителя, отличающееся тем, что осуществляется определение эталона и текущего состояния цвета склеры глаза и температуры круговой мышцы глаза водителя, сравнение текущих параметров с эталонными и учет при принятии решения о необходимости сигнализации о засыпании водителя.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 362 items.
13.01.2017
№217.015.8863

Туннель для автодорог, железных дорог и метрополитенов

Изобретение относится к горному и подземному строительству, в частности к конструкциям туннелей для автодорог, железных дорог и метрополитенов. Туннель для автодорог, железных дорог и метрополитенов с защитной обделкой, имеющий поперечное сечение в виде фигуры постоянной ширины. Поперечное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602533
Дата охранного документа: 20.11.2016
13.01.2017
№217.015.9187

Производные 2-(адамант-2-ил)этиламина, обладающие потенциальной противовирусной активностью

Изобретение относится к новым адамантансодержащим аминам нижеуказанной общей формулы, конкретно к 2-(адамант-2-ил)пентан-1-амину и 2-(адамант-2-ил)фенилэтил-1-амину, Новые соединения проявляют антивирусную активность. В общей формуле R=СН, СН. 1 табл., 2 пр.
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605698
Дата охранного документа: 27.12.2016
25.08.2017
№217.015.a63b

Продольная галерея-потерна бетонной плотины

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к конструкциям продольных галерей-потерн бетонных плотин. Продольная галерея-потерна 5 бетонной плотины 1 выполнена в поперечном сечении в виде треугольника Рело. Причем один из углов треугольника Рело направлен в верхнюю...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608066
Дата охранного документа: 12.01.2017
25.08.2017
№217.015.a9ef

Грунтовая плотина, возводимая на слабых основаниях в районах с повышенной сейсмичностью

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при возведении грунтовых сооружений на слабых основаниях в районах с повышенной сейсмичностью. Грунтовая плотина, возводимая на слабых основаниях в районах с повышенной сейсмичностью, включает криволинейную с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611805
Дата охранного документа: 01.03.2017
25.08.2017
№217.015.aa09

Напорный туннель округлой формы для гидроэлектростанций

Изобретение относится к гидротехническому строительству и предназначено для напорных туннелей гидроэлектростанций с обделкой. Напорный туннель округлой формы для гидроэлектростанций включает выработку 3 с углами и со сводом во вмещающей туннель породе и бетонную обделку 2 с расположенными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611718
Дата охранного документа: 28.02.2017
25.08.2017
№217.015.aa6f

Дренажная труба

Изобретение относится к мелиорации, а именно к дренажным трубам. Дренажная труба с перфорационными отверстиями 3 в поперечном сечении выполнена в виде треугольника Рело и имеет донную часть 1 и боковые части 2. Один из углов 4 треугольника Рело расположен в верхней сводной части трубы....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611803
Дата охранного документа: 01.03.2017
25.08.2017
№217.015.aa9d

Кротодренажное устройство

Изобретение относится к гидромелиоративной технике и используется при создании кротодрен. Устройство включает вертикальный нож, горизонтальный нож с симметрично расположенными относительно вертикального ножа открылками с прикрепленными к каждому из них дренером с поперечным сечением в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611787
Дата охранного документа: 01.03.2017
25.08.2017
№217.015.aaa0

Рабочий орган кротодренажной машины

Изобретение относится к гидромелиоративной технике и используется при создании кротодрен. Рабочий орган кротодренажной машины включает вертикальный нож 1 с двумя Г-образными крыльями 2 и дренеры 4, прикрепленные к Г-образным крыльям 2 вертикального ножа 1 посредством расположенных сзади него...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611800
Дата охранного документа: 01.03.2017
25.08.2017
№217.015.aae8

Осушительная дренажная труба

Изобретение относится к мелиорации и может быть использовано для устройства дренажа. Осушительная дренажная труба выполнена с расположенной в ее нижней части лотковой частью и верхней части - водоприемной частью с перфорационными отверстиями. В поперечном сечении осушительная дренажная труба...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611717
Дата охранного документа: 28.02.2017
25.08.2017
№217.015.ab95

Теплозащитный материал

Изобретение относится к теплозащитным материалам на основе этиленпропилендиеновых каучуков, которые могут использоваться в авиа- и ракетостроении. Теплозащитный материал на основе этиленпропилендиенового каучука содержит серу, оксид цинка, стеарин, технический углерод,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612304
Дата охранного документа: 06.03.2017
Showing 1-10 of 16 items.
20.05.2013
№216.012.410e

Катодное устройство алюминиевого электролизера с рельефной подиной

Изобретение относится к конструкции катодного устройства электролизера в электролизерах Содерберга или электролизерах с обожженными анодами. Катодное устройство алюминиевого электролизера с рельефной подиной содержит футерованный катодный кожух и подину, выполненную из подовых блоков большей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482224
Дата охранного документа: 20.05.2013
27.02.2014
№216.012.a5ba

Способ предотвращения распространения лесного пожара

Изобретение относится к способам тушения лесных низовых пожаров. Способ предотвращения распространения лесного пожара заключается в том, что на кромку пожара либо на напочвенные горючие материалы предварительно воздействуют воздушной ударной волной, образованной путем электрического взрыва...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508141
Дата охранного документа: 27.02.2014
10.08.2014
№216.012.e819

Способ диагностики недостаточности сфинктера одди

Изобретение относится к медицине, в частности к гастроэнтерологии, и касается диагностики недостаточности сфинктера Одди. Для этого после внутривенного введения гепатотропного радиофармпрепарата, меченного Tc, исследуют его кинетику в организме в течение 90 минут. Регистрируют время...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525210
Дата охранного документа: 10.08.2014
20.10.2014
№216.012.ff3f

Способ измельчения изношенных автомобильных шин

Изобретение относится к технологии переработки изношенных автомобильных шин и может быть использовано на соответствующем производстве. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности разрушающего воздействия ударной волны электрического взрыва проводника, формирование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531199
Дата охранного документа: 20.10.2014
10.04.2015
№216.013.3d96

Способ диагностики тяжести острого панкреатита

Изобретение относится к медицине, а именно - к диагностике. Способ включает регистрацию колебания кожной температуры ногтевой фаланги ладонной поверхности указательного пальца. Регистрацию проводят непрерывно, в течение 10 минут. Регистрацию осуществляют с помощью термодатчика, с частотой не...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547254
Дата охранного документа: 10.04.2015
20.08.2015
№216.013.6fca

Установка получения топливного газа для технологических печей

Изобретение описывает установку для получения топливного газа из низкопотенциальных углеводородных газов нефте- и газопереработки и отдувочного ВСГ процесса риформинга, которая включает абсорбционную колонну для очистки углеводородных газов, с подведенной к ней линией подачи водного раствора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560188
Дата охранного документа: 20.08.2015
25.08.2017
№217.015.bbd3

Способ нанесения покрытий на твердые сплавы

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано для нанесения износостойких покрытий на режущий инструмент. Способ включает нанесение покрытия на поверхность пластины из твердого сплава в камере установки PVD, при этом на поверхность пластины наносят защитный слой из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002615941
Дата охранного документа: 11.04.2017
10.05.2018
№218.016.3b63

Способ получения генераторного газа и газогенератор обращенного процесса газификации для его осуществления

Группа изобретений относится к области горения и газификации твердых топлив и предназначена для получения генераторного газа, в том числе силового или синтетического газа, в области когенерации электрической и тепловой энергии или полигенерации с дополнительным производством СЖТ, метанола и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647309
Дата охранного документа: 15.03.2018
09.08.2018
№218.016.7979

Устройство грануляции шлака

Изобретение относится к устройствам грануляции шлака, в частности доменных шлаков на металлургических заводах, с целью получения шлаковой пемзы с заданными свойствами и размерами, в качестве заполнителя в строительстве. Устройство грануляции шлака, включающее приемник для ввода шлака, подающий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002663169
Дата охранного документа: 01.08.2018
09.06.2019
№219.017.7b33

Способ обжига подины алюминиевого электролизера

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому производству алюминия, и может быть использовано при обжиге подины алюминиевого электролизера, выполненной из углеродистых блоков. В способе обжига подины устанавливают теплоизоляционное укрытие, выполненное из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002370572
Дата охранного документа: 20.10.2009
+ добавить свой РИД