Как показывает статистика, около четверти всех аварий происходят из-за переутомления водителя во время длительной поездки. Проведенные исследования дали не слишком утешительные результаты: после четырех часов непрерывной езды, реакции водителя замедляются вдвое, а через восемь – в шесть раз. Каждый автопроизводитель стремится сделать свои машины как можно более безопасными, отсюда впервые и появилась идея разработать датчик усталости водителя, который мог бы распознавать степень утомления и подавать сигнал о необходимости сделать остановку для отдыха.
Как появилась система контроля усталости водителя
Первой компанией, всерьез принявшейся за реализацию системы контроля усталости водителя, стала японская фирма Nissan. Свои изыскания она начала в 70-х годах прошлого века, а в 1977 году фирма запатентовала результаты работы своих инженеров. Временным препятствием для дальнейшей работы стал интерес к более простым, но не менее важным системам безопасности, а именно ABS, ESP и EBD. В результате первая система контроля усталости водителя, на автомобиле появилась почти тридцать с лишним лет спустя, когда работу прочих систем осталось только совершенствовать.
Первой фирмой, сумевшей на практике реализовать все инженерные изыскания, стала шведская компания Вольво. Ее система получила название Driver Alert Control. Она включает в себя видеокамеру, которая отслеживает положение автомобиля на дороге и его траекторию, и датчик, регистрирующий частоту движений руля. Когда машина начинает сильно отклоняться от нормальной траектории, система «предлагает» остановиться и отдохнуть.
Позже аналогичная система распознавания усталости была разработана компанией Мерседес. Немцы решили не использовать камеру, оставив лишь датчик рулевого колеса и датчик, регистрирующий силу и частоту нажатий на педали. В блок управления системы занесена информация о том, какие усредненные показатели должны быть, если за рулем находится бодрый и внимательный водитель. Если текущие значения значительно отличаются от эталонных, значит, водитель утомился. Недостаток системы заключается в том, что работает она по предустановкам, т.е. не учитывает особенности конкретного человека. В более поздних версиях систем анализируется также частота нажатий кнопок управления климатом и магнитолой, а также внешние условия – сила бокового ветра и качество дорожного полотна. Это позволило системе адаптироваться под конкретного водителя.
Аналогичные системы применяются на автомобилях Фольксваген и Skoda. На автомобили Skoda Octavia она устанавливается только в качестве опции, независимо от комплектации, в то время как Пассат имеет ее штатно, начиная с комплектации Comfortline.
Способы реализации системы
Существует два способа реализовать подобную функцию. В первом случае специальный датчик регистрирует только параметры движения автомобиля, а именно частоту и амплитуду подруливающих движений, нажатия на педали газа и тормоза. Приверженцами данного варианта являются европейские производители: Мерседес, Фольксваген, Skoda, Volvo.
Японские фирмы стремятся реализовать контроль усталости водителя несколько иначе. Они убеждены, что в первую очередь необходимо анализировать психоэмоциональное состояние. Поэтому основным звеном такой системы является видеокамера, задача которой следить за мимикой и жестами того, кто сидит за рулем. Работает она следующим образом. В первую очередь система распознавания усталости водителя реагирует на закрытые глаза. Если водитель закрывает глаза, система немедленно подает предупреждающий сигнал. Перед инженерами стоит задача «научить» ее отличать, когда водитель просто моргает, а когда засыпает. Помимо этого анализируется частота морганий, движения глаз, мимика, жесты, частота и глубина дыхания (по движениям грудной клетки).
Как работает система контроля усталости водителя
В целом, независимо от способа реализации, контроль усталости водителя работает следующим образом. Первое время блок управления собирает и анализирует всю информацию, поступающую от датчиков и видеокамер. В результате система определяет стиль езды водителя и внешние условия (время суток, состояние дороги, ветер). Эти данные становятся эталонными, в дальнейшем поступающая информация сравнивается с имеющейся, для своевременного распознавания усталости водителя.
Разным автомобилям на первоначальный сбор данных требуется разное время, например, Мерседес SLK делает это за полчаса, Фольксваген Пассат и Skoda Octavia ограничиваются 15 минутами.
Такой подход в значительной мере расширяет возможности системы распознавания, поскольку контроль усталости водителя осуществляется не по какому-то шаблону, а в качестве исходных данных берутся показатели конкретного человека, сидящего за рулем.
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.
Driver Alert Control предлагает уставшему водителю остановится и передохнуть выпив чашечку кофе
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.
Наиболее эффективные системы мониторинга состояния водителя являются Attention Assist, Driver Alert Control и Seeing Machines. Их цель вовремя обнаружить и сообщить об изменения в организме человека.
Содержание статьи:
Однообразная дорога или длительные поездки на автомобиле особенно ночью приводят к утомляемости водителя. Вследствие этого его реакция снижается, а утомляемость повышается. Это ведёт к тому, что организм не выдерживает нагрузку, и водитель попросту засыпает. Это приводит к многочисленным серьезным ДТП.
Для того, чтоб избежать подобных случаев, придумали системы, которые наблюдают и контролируют уровень усталости водителя. Сделать это можно с помощью 3 показателей. В первом случае наблюдаются действия водителя, затем движение автомобиля, и наконец взгляд водителя.
Attention Assist
Система Attention Assist осуществляет контроль, используя несколько параметров и элементов. Данную систему встраивают в автомобиль немецкой марки Mercedes-Benz. Система Attention Assist состоит их несколько датчиков, каждый их которых отвечает за особый показатель утомляемости. Это такие датчики, как например, рулевого колеса, двигателя или тормозной системы. Одним из главным является датчик блока управления.
Он проводит мониторинг физического состояния водителя за многими показателями. В первую очередь он контролирует манеру вождения, а именно скорость. Следующими показателями служат условия, в которых движется автомобиль. Здесь имеется ввиду, время длительности поездки и когда она происходит, в какое время суток.
Тормозная система и подрулевые переключатели относятся к управленческой системе, которая также контролируется системой. И наконец, осуществляется контроль за ускорением, а именно боковым и продольным.
Следя за нынешним состоянием, система сравнивает его с первоначальным. Если показатели сигнализируют о значительном отклонение от нормы, включается звуковой сигнал и на панели экрана выводиться сообщение «Attention Assist: Pause», предупреждающее остановиться водителя.
Сигнал оповещается каждые 15 минут в случае игнорирования предупреждения. Система приходит в действие на скорости от 80 км/ч. Анализ скорости, маневренности и снятие других параметров происходит через 30 минут после старта движения, так как чаще всего именно столько времени требуется для движения на дальние дистанции.
Driver Alert Control (DAC)
Следующая система контроля Driver Alert Control создана шведской автомобильной компанией Volvo. Здесь принцип построен на слежении за состоянием водителя через манеру движения автомобиля. Для этого в автомобиль Volvo встроена специальная видеокамера, которая следит за характером вождения на дороге. Происходит оценка траектории и её изменения с помощью датчика рулевого колеса и мониторинга дорожных полос. Вторая видеокамера следит за внешним состоянием водителя, а именно движением глаз.
Если фиксируется состояние переутомления, система оповещает водителя с помощью сигнала и сообщения «Driver Alert. Time for a break». Система начинает действовать на скорости от 60 км/ч.
Seeing Machines
Последняя система, контролирующая состояние водителя – Seeing Machine, внедренная в автомобиль британской марки Jaguar. Примечательно, что данная технология применяется не только в случае вождения автомобиля, а в других сферах. Построена система исключительно на мониторинге внешнего физического состояния водителя. Встроенная камера фиксирует положение глаз и их направление.
В случае отклонения показателя от нормы, система оповещает об усталости и вероятности уснуть за рулём с помощью сигнала и специального сообщения.
Совершенство данной технологии состоит в том, что она активизируется даже если водитель находится в солнцезащитных очках. Также эта система включает в себя дополнительные параметры. Например, системой фиксируется отсутствии внимания на зеркало заднего вида. В таком случае водителю приходит напоминание о данном действии.
Видео работы системы слежения за водителем:
Attention Assist и DAC – системы контроля усталости, выполняют функцию слежения за возможностью водителя физически управлять транспортным средством и при необходимости подает сигнал о прекращении движения для отдыха. Проверка осуществляется тремя видами контроля, которые зависят от следующих поведенческих факторов:
- Производится оценка поведения водителя.
- Контролируется движение автомобиля.
- Фиксируется взгляд водителя транспортного средства.
Компания Mercedes-Benz начиная с 2011 года выпускает свои автомобили с устройством Attention Assist, которое осуществляет наблюдение за поведением водителя автомобиля, руководствуясь следующими мотивациями: действием водителя во время езды, управлением рулем, способом управления машиной, и некоторые другие параметры. Схематически система состоит из датчика руля, контрольной лампочки и звукового предупреждения водителя. Датчик руля определяет изменение усилия, оказываемого на руль при его вращении. Кроме этого, система учитывает сигналы от других контрольных датчиков автомобиля: тормозной системы, устойчивости при движении, параметров двигателя и ограничения видимости.
Во время подачи сигналов на прибор управления обрабатываются и определяются следующие параметры:
- а) анализируется скорость и боковое ускорение автомобиля впродолжении 30 минут с начала движения (стиль вождения);
- б) условие, при котором происходит движение: длительность поездки и время суток;
- в) анализ управления некоторыми узлами автомобиля: тормозной системы, кнопок, находящихся на щитке управления, а также переключателями, расположенными под рулем;
- г) определяет силу воздействия на рулевое колесо;
- д) состояние дорожного покрытия и поведение автомобиля во время движения (ускорение боковое и продольное).
Итог определяется методом установки нарушений в действиях водителя и изменения направления движения автомобиля. На экран приборного щитка посылается сигнал в звуковом сопровождении о требовании остановиться для отдыха. В случае игнорирования предупреждения, когда водитель в сонном состоянии не прекращает движение, система продолжает сигнализировать через каждые 15 минут. Следует заметить, что контроль начинает осуществляться при скорости выше 80 км/час.
Контроль Driver Alert Control (или DAC) от Вольво отличается от контроля Attention Assist тем, что мониторит только лишь траекторию движения авто по дороге, а видеоконтроль, установленный в направлении пути следования автомобиля, определяет его нахождение на полосе дорожного покрытия. Если происходит уход от установленных границ, система реагирует на это как на признаки усталости водителя. Выдается два вида предупреждающих сигналов: «жесткий» и «мягкий», которые зависят от общего самочувствия водителя. Сигналы отличаются друг от друга тональностью и громкостью звука. Активация системы DAC, которая функционирует вместе с системными элементами Lane Departure Warning, начинается с момента, когда скорость движения автомобиля достигает 60 км/час.
Оценку утомляемости взгляда водителя дает контролирующая схема, которую устанавливает компания General Motors, и где базой является испытанная методика Seeing Machines, используемая как на грузовом транспорте, так и железнодорожном, а также при карьерных разработках. Специально встроенный блок производит контроль открытости глаз водителя и их сосредоточенности. Обнаружив признаки усталости, состояние близкого ко сну и потерю внимательности водителем, система дает команду о прекращении движения транспортного средства.
К тому же система слежения за усталостью может быть применена для управления некоторыми функциями автомобиля: направление взгляда может включать или отключать отдельные опции на щитке приборов. И даже если водитель забыл посмотреть в зеркало при совершении какого-либо маневра, система вовремя напомнит ему о выполнении этого действия.
Nissan Qashqai – заложник собственного успеха: важно удержать старых клиентов и, при этом, привлечь новых. А значит, вместо радикальных экспериментов идет плановая эволюция: дизайн, салон, вместимость, комфорт. Однако нужно предложить что-то особенное… В компании Nissan сделали ставку на технологии для большей безопасности и системы помощи водителю.
Первый Nissan Qashqai в 2007 году фактически создал класс «имени себя»: компактный кузов, легкость и небольшой расход топлива, высокая популярность версий с передним приводом, привлекательная цена – все это смотрелось очень заманчиво на фоне других кроссоверов, которые от поколения к поколению становились больше, сложнее, дороже. Новый Nissan Qashqai выполнен по старой формуле, но с новыми ингредиентами. Дизайн стал более динамичным, а интерьер – более современным, салон обеспечивает достаточный простор для 4-5 пассажиров, а багажник вместит их сумки. Добавьте к этому экономичный турбодизель (средний городской расход за время теста 6,2-6,3 л, минимум был 5,5 л), широкий выбор версий (2WD или 4WD, 3 мотора, механика или вариатор-«автомат»), известное имя – вот и готов новый хит продаж, что подтвердила победа в номинации «Соотношение цена/качество» нынешнего украинского Автомобиля года.
В салоне автомобиля взгляд сразу привлекает крупный 7-дюймовый сенсорный дисплей (навигация, мультимедиа, настройки, эко-отчет, камера заднего вида), который доступен начиная уже со средней комплектации…
…но, как показал опыт, наиболее интересные настройки спрятаны в меню небольшого 5-дюймового дисплея, который включен даже в базовую комплектацию.
И все хорошо, но как-то привычно… Похоже, так решили и в компании Nissan, результатом чего стал широчайший комплекс систем для помощи водителю и повышению безопасности езды. «Горячие головы» за рулем этими системами могут похвалиться перед друзьями да затем и отключить, а вот начинающий водитель за них скажет «спасибо».
Начнем с системы слежения за разметкой на дороге LDW (Lane Departure Warning), которая построена на основе камеры переднего обзора, установленной у основания салонного зеркала заднего вида. Данная система следит за разметкой на дороге и сигнализирует водителю (моргание индикатора и звуковой сигнал), если автомобиль выезжает за пределы своей полосы без включенных сигналов поворота.
Реакция системы LDW на пересечение линии разметки – звуковой сигнал и моргание индикатора.
Система хорошо распознает прерывистую и сплошную разметку, без проблем работает днем, ночью, вечером или в пасмурную погоду. Также для системы неважна скорость маневра: плавный выезд из своей полосы или быстрый рывок в сторону. Конечно, когда дорого укрыта снегом, то камера не сможет увидеть разметку; но когда этот снег разъезжен до состояния воды и мы фактически имеем мокрую дорогу с проплешинами снега – в таких случаях LDW работает без нареканий. При наполовину стертой разметке или на плохой дороге, где много трещин и сколов на разметке, система LDW функционирует уже с переменным успехом, примерно в соотношении 70/30: в большинстве случаев разметка распознается, но не всегда. При полностью стертой разметке система ожидаемо не работает: вполне логично, что камере просто не за что «зацепится».
Основой, на которой построены LDW и HBA, является камера переднего обзора в верхней части лобового стекла. Обратите внимание, что глазок камеры находится в зоне очистки «дворников», дабы дождь не влиял на работу этих систем.
Кстати, на этой камере завязана и функция автоматического переключения ближнего и дальнего света фар – это система HBA (High Beam Assist); обе системы идут в едином пакете комплектации LE+. Да и в целом для нового Nissan Qashqai характерна расширенная работа с различными камерами.
Так, здесь присутствует функция кругового обзора, когда автомобиль можно наблюдать при виде сверху и вокруг него прорисовывается изображение с 4-х камер, установленных по периметру: спереди (около эмблемы Nissan), сзади (ниша номерного знака), справа и слева (камеры в соответствующих боковых зеркалах). Есть отдельно вид с камеры заднего вида, когда линии-подсказки траектории движения поворачиваются вместе с рулем, есть несколько дополнительных режимов обзора: спереди, справа у двери. Но это уже известно: подобный «круговой обзор» впервые появился именно на моделях премиум-марки Infiniti и на Nissan-ах для японского рынка; мало того, «круговой обзор» под закат карьеры получил даже прошлый Nissan Qashqai. Здесь следовало также ожидать прогресса – и он есть! Это система MOD (Moving Object Detection), которая является надстройкой над «круговым обзором» и призвана контролировать наличие движущихся объектов в области видимости камеры. В случае, если включен «круговой обзор», автомобиль паркуется и кто-то проходит около него, данная система подает звуковой сигнал и подсвечивает желтой рамкой изображение с камеры, которая зафиксировала движение.
Камеры кругового обзора могут давать общую картинку вокруг автомобиля и дополнительную картинку в нужном секторе.
Система MOD явно помогает во время парковки в напряженных условиях: мало места для парковки, рядом проходят люди или проезжают другие авто, приходится постоянно смотреть то в зеркала, то на дисплей с картинкой от камер. Но, с другой стороны, эту систему могут заменить обычные датчики парковки: т.е. хорошо, что система MOD есть, она интересна и эффективна в работе; но можно найти более простое решение.
В случае обнаружения движущегося объекта (к примеру, сзади за автомобилем проходит человек) система MOD выделяет картинку с камеры желтой рамкой и подает звуковой сигнал
Наконец, отметим и контроль усталости водителя DAS (Driver Attention Support). Это мониторинг степени усталости водителя, когда электроника собирает ряд параметров и на их основании делает вывод о состоянии человека за рулем. Если систем DAS посчитает водителя уставшим – она подаст сигнал и посоветует «выпить чашечку кофе». Как правило, подобные системы обрабатывают сразу несколько источников информации, на основании которых и делают свой вывод: к примеру, частые непреднамеренные выезды из своей полосы (система LDW); медленные, а затем резкие реакции рулем или нажатие педалей газа/тормоза (когда притупляется реакция и затем приходится резко корректировать автомобиль); существуют подобные системы, которые наблюдают за лицом и мимикой водителя с помощью салонной камеры. Подобные системы хороши во время длительных монотонных загородных поездок, но в условиях теста и городских разъездов по-настоящему утомиться не получилось, да и обмануть DAS не удалось.
В случае, если водитель устанет, система DAS предложит ему «выпить кофе».
Словом, с подобной системой усталости водителя нужно экспериментировать еще и еще, причем на разных автомобилях, ведь сегодня подобные технологии встречаются все чаще и чаще. Равно как и многие другие наработки, описанные в этой статье: слежение за разметкой, круговой обзор, автоматическое переключении ближнего и дальнего света – все это не является эксклюзивом от нового Nissan Qashqai. Но здесь внимания заслуживает тот факт, что все описанные системы идут пакетом и стали доступны в столь популярном, востребованном, относительно доступном автомобиле: обычно подобные технологии встречаются поодиночке и в куда более дорогих автомобилях. Пусть эти системы будут не первым пунктом в предпочтениях покупателей нового Nissan Qashqai (вначале дизайн, простор, оснащение, цена), но уверен, что они станут и далеко последней галочкой в цельном образе «автомобиля-универсала для всех и для каждого».
