Старший брат: что дают системы мониторинга усталости водителя?
«Старший Брат смотрит на тебя». Оруэлловскую антиутопию уже претворяют в жизнь многие автомобили с DMS — системами слежения за состоянием водителя Driver Monitoring System. Но если мой Volkswagen Tiguan делает это опосредованно, то Subaru Forester глядит на вас буквально, специальной камерой. Какая система лучше — и что нас ждет в будущем?
Первые серийные объективы с инфракрасными датчиками, которые смотрели водителям в лицо, появились на автомобилях марки Lexus в теперь уже далеком 2006 году. Причем, что любопытно, использовались они… системой автоторможения. Да-да, японцы тогда всерьез полагали, что коль водитель смотрит на дорогу, то автоматика должна лишь предупреждать об угрозе столкновения, а тормозить она обязана плавно! И только когда человек за рулем смотрит в сторону, можно применить экстренное замедление.
У шведов из Volvo к тому времени уже было четкое понимание, что отслеживать надо усталость водителя как таковую, поскольку снижение концентрации за рулем к середине 2000-х являлось причиной каждой пятой аварии. Напомню, это еще в доайфонную эпоху. Но вместо наблюдения за людьми в салоне шведы использовали информацию от камеры слежения за разметкой: если автомобиль достаточно часто начинал повиливать, значит, кондиции водителя далеки от оптимальных.
А настоящую революцию в определении состояния водителя в 2009 году совершил Mercedes-Benz. Для этого немцы решили использовать статистику сигналов датчика угла поворота руля. Просто, как все гениальное! Высочайшая точность и никаких дополнительных затрат в производстве — ведь датчик является неотъемлемой частью системы стабилизации. Неудивительно, что эту идею у мерседесовцев передрали партнеры из фирмы Bosch, затем предложив всем желающим. В течение пары лет мониторинг усталости на основе датчика поворота руля появился даже на самых недорогих автомобилях.
Собственно, на моем Тигуане именно такая система контроля усталости и стоит. Работает она как автомат Калашникова — безотказно. Когда я не выспался, система обычно через полтора-два часа показывает «чашку кофе». А вот в нормальном состоянии призыв взбодриться я получаю от машины только спустя четыре часа непрерывного движения — так срабатывает зашитый в систему таймер.
Призыв отдохнуть Tiguan высвечивает лишь на трассе
Критический временной интервал, похоже, взят фольксвагеновцами из норм для дальнобойщиков, запрещающих безостановочную езду дольше четырех часов. Но этот «тахограф» обмануть проще простого: на светофоре открываете дверь водителя — и счетчик обнуляется.
А поскольку на Тигуане отсчет времени запускается только на скорости 65 км/ч и выше, то на городских скоростях можно рулить как угодно — «чашки кофе» вы от Фольксвагена не дождетесь.
Тем временем идею с камерами активно дорабатывали — особенно такие монстры-поставщики, как Continental, Valeo и другие. Считается, что самый мощный стимул развитию «камерных» технологий в 2017 году дал комитет Euro NCAP, когда опубликовал свою очередную «дорожную карту», то бишь стратегический план изменения методик тестирования до 2025 года с упором на превентивную безопасность. Кстати, именно тогда, четыре года назад, в Apple представили iPhone X с технологией распознавания лица Face ID. Например, новый Mercedes-Benz S-класса W223 имеет аж несколько камер в салоне, которые пристально следят за углом поворота вашей головы, степенью ее наклона по горизонтали, положением век и направлением взгляда. Но у Subaru система попроще мерседесовской: камера здесь только одна и спрятана под козырьком верхнего дисплея в центре передней панели. Тем не менее в нее уже заложена технология Face ID. То есть Forester, коль вы ему разрешите запомнить вашу физиономию, сам будет автоматически подстраивать под вас кресло с электроприводом и зеркала. Удобно, когда вы используете машину попеременно, например с супругой.
Японская инфракрасная камера смотрит вам в глаза из-под центрального козырька
Не спать! Как контролировать усталость водителя
Как правило, современные автомобили оснащены системой контроля усталости. Они используются для того, чтоб проводить анализ взаимодействия водителя на руль и педали. В случае, если система обнаружит признаки утомления, то высветит на приборной панели изображение чашки с кофе и подаст звуковой сигнал. Как сегодня работают системы контроля усталости водителя, поделился Александр Сапов, CEO международного сервиса по бронированию трансферов GetTransfer.com.
В России это направление только начинает развиваться. В столице планируют к 2020 году блокировать возможность брать заказы тем водителям, которые отработали больше 8 часов, не прошли медицинский осмотр и не продлили ОСАГО.
Задумываются о безопасности, прежде всего, городские власти и крупные службы такси. Они тестируют обмен данными о том, сколько времени зарегистрированные сразу в нескольких сервисах водители проводят на линии.
Яндекс еще в августе начал испытывать собственную систему мониторинга усталости на основе инфракрасной видеокамеры и специального программного обеспечения. Оборудование выделяет на лице водителя 68 точек и по ним отслеживает, как часто человек моргает, зевает или наклоняет голову. Если отмечается усталость, то следует звуковое предупреждение или отключение от заказов.
Пока основным способом слежения остается фиксация времени нахождения машины на линии. Это делается с помощью тахографов, спутников или приложений для поиска заказов.
Однако такие системы не дают стопроцентной гарантии того, что состояние человека удовлетворяет требованиям безопасного вождения. Для этого и появляется все более сложное оборудование, оценивающее мимику и действия находящегося за рулем человека.
Для борьбы с пьяным вождением используются встроенные алкозамки, не позволяющие завести машину без отрицательной пробы на пары спиртного в выдохе. Ставятся они обычно в качестве наказания для ранее привлекавшихся за такое нарушение водителей и работают в течение определенного срока. В России эта система тестировалась, была признана эффективной, но большого распространения не получила, однако в США, Новой Зеландии и Швеции активно используются.
Есть статистика, согласно которой из-за сонных водителей происходит около 10% ДТП. Проблема не выглядит столь очевидной только потому, что о ней мало говорят. Однако надо понимать, что пьяные водители совершают примерно столько же аварий. При этом алкоголь становится причиной ДТП чаще в городах, и значительная часть происшествий обходится только повреждением имущества. Аварии из-за усталости водителя практически всегда происходят за городом, где скорость движения выше, а значит и последствия тяжелее.
По закону в нашей стране автобусы вместимостью более 8 пассажиров и грузовики грузоподъемностью более 3,5 т оснащаются тахографами. Эти требования соблюдаются неукоснительно, все остальное пока находится на стадии законопроектов и частных инициатив.
Увы, тахограф можно обмануть, в том числе, и электронный. В июне МАДИ предложил ставить на все автобусы и грузовики систему мониторинга, предотвращающую засыпание водителя. Она следит, прежде всего, за его пульсом, дыханием и положением головы. Если человек начнет засыпать, то на него предполагается воздействовать звуковыми, тактильными (вибромотор в сиденье) и зрительными сигналами.
Для такси никаких обязательных прописанных в законах требований о наличии систем слежения за водителем пока нет. Компании, пытающиеся устанавливать их по своей воле, преследуют разные цели: борются за безопасность клиентов, внедряют перспективные технологии с прицелом в будущее или повышают привлекательность собственных услуг.
В большинстве стран ситуация с тахографами на коммерческих автобусах и грузовиках аналогична российской. Их установка выгодна не только для контроля за усталостью, но и для отслеживания маршрута или пробега. Если за этими моментами не следить, то водители начинают, например, сливать топливо.
Устройств, следящих за состоянием водителя, существует достаточно много. Например, отслеживаются манипуляции с рулевым колесом. Бодрствующий человек управляет автомобилем не так, как засыпающий. Для последнего характерны длительные перерывы в движении рулем с периодическими резкими поворотами.
Другие устройства отслеживают наклон головы. Если человек начинает дремать, голова у него падает вперед, и система подает громкий звуковой сигнал.
Существуют аппараты “Антисон”, измеряющие изменение кожно-гальванической реакции. Выглядят они обычно как браслеты или кольца для двух пальцев. Перед тем, как человек начнет засыпать, электрическое сопротивление его кожи меняется, что показывает снижение реакции.
В США дальнобойщики часто ставят на панели аппарат с периодически загорающейся лампочкой. Она отключается нажатием кнопки. Интервалы включения неравномерные, и если водитель начинает медлить с выключением, то подается тревожный сигнал.
Системы контроля бывают разные по сложности использующихся устройств и оцениваемым показателям. Например, в автомобилях Mercedes стал привычным помощник, отслеживающий манеру езды. В первые 20 минут поездки он собирает информацию о стиле вождения, и в дальнейшем при его изменении выдает предупреждения и предлагает отдохнуть. Погодные условия и изменение качества дорожного полотна тоже учитываются, что минимизирует число ложных срабатываний. Такая функция присутствует в большинстве новых авто Mercedes.
Hyundai при выпуске модели Genesis еще в 2015 году ставил в салоне датчики углекислого газа. Его избыток говорит о том, что человек испытывает повышенную сонливость. При срабатывании датчика автоматически приоткрываются вентиляционные отверстия.
Описание и принцип работы системы контроля усталости водителя
Одной из распространенных причин аварий на дорогах является усталость — до 25% водителей попадают в ДТП во время длительной поездки. Чем дольше человек находится в дороге, тем ниже падает бдительность. Согласно проведенным исследованиям, всего 4 часа вождения снижают реакцию в два раза, а после восьми часов — в 6 раз. Хотя проблема кроется в человеческом факторе, производители автомобилей стремятся обезопасить езду и пассажиров. Специально для этих целей разрабатывается система контроля усталости водителя.
Что такое система контроля усталости водителя
Разработка впервые появилась на рынке от японской компании Nissan, которая запатентовала революционную технологию для автомобилей в 1977 году. Но сложность технической реализации в то время заставила производителя сосредоточиться на более простых решениях для повышения безопасности транспорта. Первые рабочие решения появились спустя 30 лет, но их продолжают совершенствовать и улучшать способы распознавания усталости водителя.
Суть решения заключается в том, чтобы анализировать состояние водителя и качество вождения. Изначально система определяет параметры при старте поездки, что позволяет оценить полноту реакции человека, а после этого начинает отслеживать дальнейшую скорость принятия решений. Если обнаружено, что водитель сильно устал, появляется уведомление с рекомендацией отдыха. Отключить звуковые и визуальные сигналы нельзя, но они автоматически появляются через заданные промежутки времени.
Системы начинают контроль состояния водителя с привязкой к скорости движения. К примеру, разработка Mercedes-Benz начинает работать только от 80 км/ч.
Особая потребность в решении наблюдается у водителей одиночек. Когда человек едет с пассажирами, они могут поддерживать его бодрое состояние разговорами и отслеживать усталость. Самостоятельная езда способствует сонливости и замедлению реакции на дороге.
Назначение и функции
Главное предназначение системы контроля усталости заключается в предотвращении аварийных ситуаций. Это осуществляется с помощью наблюдения за водителем, определения замедленной реакции и постоянной рекомендации отдыха, если человек не останавливает движение. Основные функции:
Основная сложность заключается в технической реализации и обучении техники определять реальную усталость от ложных показаний. Но даже такой способ реализации позволит снизить влияние человеческого фактора на уровень аварий.
Альтернативные варианты подразумевают контроль физического состояния водителя, когда специальное устройство считывает параметры тела, включая моргание, частота опускания век, уровень открытости глаз, положение головы, наклон тела и другие показатели.
Конструктивные особенности системы
Элементы конструкции системы зависят от способа реализации и контроля движения. Решения для слежения за водителем сконцентрированы на человеке и происходящем в салоне транспорта, а остальные варианты — на показателях авто и обстановке на дороге. Рассмотрим несколько вариантов конструктивных особенностей.
Австралийская разработка DAS, которая находится на стадии тестирования, предназначена для слежения за дорожными знаками и соблюдения транспортом требований скоростного режима и норм движения. Чтобы анализировать ситуацию на дороге, используют:
Система может предоставить данные о передвижении автомобиля и скорости езды на определенных участках.
Другие системы оснащаются датчиком руля, видеокамерами, а также электроникой, которая может отслеживать параметры тормозной системы, устойчивости при движении, показателях двигателя и многое другое. В случае усталости подается звуковой сигнал.
Принцип и логика работы
Принцип работы всех систем сводится к тому, чтобы определить уставшего водителя и предотвратить ДТП. Для этого производители используют различные конструкции и логику работы. Если говорить о решении Attention Assist от Mercedes-Benz, то выделяются следующие особенности:
После начала движения система анализирует и считывает нормальные параметры управления автомобилем в течение 30 минут. Затем происходит слежение за водителем, включая силу воздействия на рулевое колесо, использование переключателей в салоне автомобиля, траектория поездки. Полноценный контроль усталости осуществляется при скорости от 80 км/час.
Attention Assist принимает во внимание такие факторы, как состояние дороги и условия поездки, включая время суток и длительность езды.
Дополнительный контроль применяется к движению автомобиля и качеству управления рулевым колесом. Система считывает такие параметры, как:
Если алгоритм находит отклонения от нормальных параметров, система задействует звуковое уведомление для повышения бдительности водителя и рекомендует временно остановить поездку с целью отдыха.
Существует ряд особенностей у систем, которые в качестве основного или дополнительного фактора анализируют состояние водителя. Логика реализации основана на использовании видеокамер, которые запоминают параметры бодрого человека, а затем выполняют мониторинг при длительных поездках. С помощью камер, направленных на водителя, получают следующую информацию:
Учитывая дорожные условия, изменения в управлении транспортом и параметры водителя, появляется возможность предотвращать аварии. Система автоматически информирует человека о необходимости отдыха и подает экстренные сигналы для увеличения бдительности.
Как называются подобные системы у разных автопроизводителей
Поскольку большинство производителей автомобилей заботится о безопасности транспорта, они разрабатывают собственные системы контроля. Название решений у разных компаний:
Если говорить о Volkswagen, Mercedes и Skoda — производители используют схожие системы контроля. Отличия наблюдаются у японских компаний, которые отслеживают состояние водителя с помощью камер внутри салона.
Преимущества и недостатки системы контроля усталости
Безопасность движения на дорогах является главным вопросом, над которым работают производителя авто. Система контроля усталости обеспечивает водителей рядом преимуществ:
Из недостатков систем необходимо выделить сложность технической реализации и разработки программ, которые будут правильно отслеживать состояние водителя.
avtoexperts.ru
По статистике, одной из самых частых причин автомобильных аварий является усталость водителя. Исследования показали, что уже через четыре часа вождения, скорость реакции, как правило, снижается в два раза, а уже восемь часов поездки и вовсе демонстрируют действительно катастрофические результаты – замедление реакции в шесть раз. А так как каждый автомобильный производитель всегда стремился сделать свою продукцию максимально безопасной, после проведённых исследований, начались активные разработки специального датчика, определяющего уровень усталости водителя.
Инноваторами в этой области можно считать японскую компанию Nissan, силами специалистов которой, уже в 1977 году была запатентована по-настоящему революционная автомобильная технология. Однако, из-за активной работы в других сферах, первая рабочая система подобного рода была реализована только через несколько лет.
По факту же первыми использовали новую технологию на практике шведские Volvo, устанавливая систему, получившую название Driver Alert Control, в которую входила камера, остлеживающая поведение машины на дороге, а также сам датчик, замеряющий частоту и манеру движений рулевого колеса. Система выдавала определённые сигналы, когда показатели движений руля через чур отклонялись от нормы.
Позже к двум автомобильным гигантам присоединилась и компания Mercedes. Система претерпела некоторые изменения: было решено убрать видеокамеру и добавив датчик, реагировавший на частоту и силу нажатия на педаль. Кроме того, система дополнилась показателями, обозначавшими определённые нормы. Датчики срабатывали, давая сигнал об остановке, когда эти показатели предельно отклонялись от нормальных. Но такая система не могла подойти под каждого водителя. Позже она была несколько изменена. Были также установлены датчики для определения ветра сбоку, и для оценки качества дорожных покрытий. Также добавились датчики для определения нажатий кнопок магнитолы и климат контроля.
Подобные системы также используются на машинах Skoda и Volkswagen.
На сегодня самыми распространённым и являются два вида реализации системы. Первый случай предполагает измерение датчиком поведения на дороге, куда входят такие характеристики, как сила нажатия на педали тормоза и газа, а также амплитуда движений рулевого колеса. Именно этот вид системы используют Volkswagen, Mersedes, Volvo и Skoda.
Если говорить о японском сегменте рынка, то здесь используется несколько иной способ. Именно поэтому больше всего внимания уделяется психоэмоциональн ым показателям самого водителя транспортного средства. Для контроля здесь используется видеокамера, которая предназначена для слежения за мимикой лица и жестами водителя. Прежде всего, система настраивается на реагирование при закрытии глаз, отвечая предупредительны м сигналом. Анализируется и то, насколько часто моргает водитель, насколько глубоко и размеренно он дышит, распознавая при этом, когда человек просто моргает за рулём, а когда закрывает глаза.
В целом система в обоих случаях работает примерно одинаково.
Для начала блок управления занимается сбором и анализом полученной информации, поступающей с самих камер и датчиков. Такой подход призван в значительной мере расширить возможности системы для распознавания имеющихся условий. После этого, анализируется и определяется некая манера вождения каждого водителя, чтобы в последствие подстроить систему под индивидуальные параметры. Таким образом, полученные данные со временем становятся установленной нормой в системе.
В дальнейшем, поступающая информация будет сравниваться с определёнными заранее значениями норм.
Временные показатели первоначального измерения для каждой марки сугубо индивидуальны. Обычно вся процедура занимает от 15 до 30 минут.
При отклонении от нормальных показателей система дает предупреждающий звуковой сигнал водителю, оповещая о необходимости остановки.
Система распознавания усталости
Распознавание усталости MKE (Müdigkeitserkennung) — одна из вспомогательных систем и электронных помощников, которые давно перестали быть прерогативой автомобилей высшего класса, предупреждающая водителя о наступлении усталости и притуплении внимания.
Вот недавно «блямкнула» и показала следующее на экране, потом пропала, через некоторое время опять — «блямк». думаю может кофейню проехал-))
Время было позднее, был уставшим, но в трезвом уме. И она понимает-)
Принцип действия
Распознавание усталости происходит на основе анализа воздействий водителя на рулевое колесо.Когда система распознаёт, что водитель начинает засыпать, она подаёт звуковой сигнал, а также выводит текстовое сообщение на многофункциональном дисплее в комбинации приборов, призывающее водителя остановиться и хотя бы недолго отдохнуть.
Неужели настолько все глубоко анализируется?
Все оттуда же с SSP516
Помимо характера воздействий на рулевое управление, учитываются и данные о дорожной ситуации (скорость, нажатие на педаль акселератора, указатель поворота, время суток, продолжительность поездки и т. п.), а также об использовании водителем органов управления различных систем (климатической установки, телефона, и т. п.). Эти данные по шине CAN передаются в межсетевой интерфейс и анализируются в нём. Используемые системой датчики являются частью ESP, программное обеспечение системы установлено в межсетевом интерфейсе Gateway
Управление и индикация
Включение и выключение производится с головного устройства Infotainment выбором пункта меню «Ассистенты — распознавание усталости АКТИВН.». Функция доступна при скорости выше 65 км/ч. Системе требуется примерно 15 минут с момента активации, чтобы набрать достаточную «статистику» поведения водителя, на основании которой она сможет распознавать наступление у него усталости в ходе дальнейшей поездки.