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.

Одним из факторов аварийности на дорогах является переутомление водителя. Статистические данные говорят о том, что порядка 25% ДТП происходит именно по причине чрезмерной утомленности водителя. Усталость является крайне опасным состоянием - накапливается она медленно, ослабляя внимание постепенно, незаметно для самого человека. Достаточно провести за баранкой около четырех часов, чтобы скорость реакции снизилась на половину, а уже через восемь часов управления ТС замедление реакции фиксируется в шесть раз.

Естественно, что редкий водитель может самостоятельно и адекватно оценивать свое состояние, и продолжая движение, рискует попасть в ДТП. Проблема переутомления настолько серьезна, что большинство ведущих автопроизводителей уделяют этому вопросу огромное внимание, разрабатывая различные системы контроля за состоянием водителя. Первый прототип системы контроля усталости появился более 30-ти лет назад, но лишь в последнее время автопроизводители стали широко оснащать ими свои авто.

Как устроена система контроля усталости

Для наиболее полного контроля за состоянием человека за рулем недостаточно одного лишь визуального наблюдения, осуществляемого при помощи анализа изображения с видеокамеры. Система контроля усталости водителя использует анализ множества данных:

• стиль управления;
• условия движения - время суток, длительность непрерывной езды;
• анализ использования переключателей, кнопок управления на панели/руле, использования тормоза;
• характер движения рулем, состояние дорожного покрытия;
• оптические данные от видеокамер.

Разными производителями авто могут вноситься собственные корректировки в систему контроля усталости - могут отличаться алгоритмы обработки данных, скорость, при которой активируется система, видеокамеры могут отсутствовать. В некоторых авто используется и технология Seeing Machines, применяемая в авиации, и грузопассажирских перевозках. Она позволяет анализировать степень открытия глаз и направление взгляда. Такой датчик усталости, кроме основного предназначения, часто используется для управления некоторыми функциями, активировать которые можно простым взглядом.

Основные принципы работы датчика усталости

Датчик усталости активируется на скорости 60 или 80 км/ч - все зависит от марки автомобиля. Во избежание ложных срабатываний, при котором подается достаточно громкий звуковой сигнал, система постоянно анализирует показания массы датчиков, поступающих от основных систем автомобиля. Время, за которое собирается необходимая информация также различна - от 15 до 30 минут, в зависимости от автопроизводителя.

Важно, что работа датчика осуществляется не по заранее запрограммированному шаблону, а по индивидуальным параметрам конкретного водителя. Именно поэтому датчику усталости требуется до получаса для сбора информации о водителе. В отличии от европейских производителей, японские автоконцерны строят работу датчика усталости по-другому принципу. По их мнению, первоначально следует определять психоэмоциональное состояние.

Поэтому в японских авто основным элементом системы контроля выступает видеокамера. В ее задачу входит контроль мимики и движений человека, и в первую очередь датчик усталости обращает внимание на закрытые глаза автовладельца, подавая звуковой сигнал. Во избежание ложных срабатываний, анализу подлежат и другие данные - частота моргания, глубина дыхания, определяемая по движениям грудной клетки, мимика и движения самих глаз.

Так ли необходим автомобилю датчик усталости водителя

Конечно, при движении исключительно на небольшие расстояния в городской черте, датчик усталости не является столь необходимым. Но в условиях загородных магистралей, при длительных поездках на высоких скоростях, даже небольшое ослабление внимания вследствие переутомления, может закончиться фатально. Современные системы контроля становятся все более совершенными.

Для более адекватной оценки текущего состояния, датчик усталости первоначально собирает информацию о манере управления, поэтому анализирует всегда лишь конкретного водителя, не используя шаблонов. К примеру, помимо анализа взгляда, происходит попутная оценка степени усилия, при сжимании рулевого колеса. При ослаблении хвата, датчик может подать предупреждающий сигнал, расценив это как проявление утомления.

Система контроля состояния является логичным дополнением к системам активной и пассивной безопасности, которая может оказаться полезной и в условиях города. К примеру, поездка после бессонной ночи может закончится аварией, даже если она непродолжительная. Предупреждающий сигнал датчика усталости позволит уставшему водителю более адекватно оценивать свое состояние, что в итоге может сохранить здоровье и сам автомобиль. Немного о том, как работает такая система - на видео:

По статистике, до трети происшествий на дорогах происходят из-за небрежности водителей, вызванной физической истощённостью или засыпанием за рулём. К наибольшей группе риска относятся те автомобилисты, которые профессионально занимаются грузовыми и пассажирскими перевозками на большие расстояния, длительное время непрерывно . Способствуют засыпанию за рулём монотонная дорожная разметка и тёмное время суток.

Необходимость системы распознавания усталости

При , для избегания дорожно-транспортного происшествия, время срабатывания тормозного механизма будет одним из факторов своевременной остановки транспорта. К другим подобным факторам можно причислить: скорость, с которой водитель отреагирует на изменившуюся обстановку, и время, которое ему понадобится для принятия решения и приведения в действие соответствующего исполнительного механизма.

В результате проведённых исследований было установлено, что постоянное управление транспортом на протяжении 4 часов понижает скорость реагирования автомобилиста на изменение дорожной обстановки в 2 раза, а в течение 8 часов - до 5–7 раз.

Система распознавания усталости водителя следит за определёнными параметрами физической формы человека, которые стабильны, когда за рулём человек выспавшийся и бодрый. В случае когда механизм замечает отклонения от базовых нормативов, заложенных настройками, то различными типами сигналов и оповещений уведомляет о необходимости , сделав паузу на отдых.

Способы осуществления контроля

Контроль усталости водителя может осуществляться несколькими методиками. В основу прибора безопасности заложены три способа определить усталость управляющего транспортным средством человека:

1. Способ, базирующийся на оценке траектории движения транспорта.
2. Способ, базирующийся на оценке действий водителя дорожно-транспортного средства.
3. Способ, базирующийся на оценке траектории движения головы человека за рулём.

Существующие на сегодня , а также раннего обнаружения признаков усталости водителя транспортного средства функционируют, опираясь на несколько нюансов: стиль езды, манера поведения за рулём, применение механизмов управления, условия и обстановка движения. Конструктивно такие устройства могут объединять устройство управления, контроллер руля, световой и звуковой сигналы предупреждения.

Принцип действия

Как работает датчик усталости водителя: датчик поворотов рулевого колеса статистически оценивает интенсивность, периодичность поворотов колеса за прошедшие четыре часа от начала движения и в случае обнаружения статистической погрешности выше допустимого уровня передаёт сигнал на блок управления, который активирует элементы сигнализации об опасности.

В комплекс управления попадает большое количество сигналов, информирующих о разных параметрах:

1. Манера вождения - разного типа ускорения за полчаса после начала движения, оценка скорости.
2. Условия управления - продолжительность поездки, оценка времени суток.
3. Эксплуатация исполнительных механизмов - оценка интенсивности использования переключателей под рулём, тормозной системы, устройств на щитке управления.
4. Интенсивность поворотов рулевого колеса - оценка скорости и ускорения.
5. Состояние дорожного покрытия - контроль режимов ускорения.
6. Направление движения дорожно-транспортного средства - контроль различных видов ускорений.

Постоянно проводя комплексные расчёты по определённым алгоритмам, устройство обнаруживает отклонения в направлении движения транспортного средства и действиях человека. О чём сообщается на дисплее панели управления, сигнализируя звуком. Если водитель игнорирует сигналы, сонным продолжает управлять автомобилем, то с периодичностью четверть часа оповещение возобновляется. Активация системы безопасности происходит при достижении транспортным средством скорости в 80 км/час.

Новейшая Австралийская разработка в стадии тестирования - система контроля усталости водителя DAS - позволяет поддерживать безопасность дорожного движения транспортными средствами благодаря жёстким требованиям по соблюдению предписанных ограничений. Такой прибор способен читать установленные знаки, также следить за выполнением предписанных ними норм. Такое средство способно предоставить полиции детальные сведения о том, где транспортное средство было, какова была его скорость движения на определённых участках дорог.

Комплекс DAS оборудуется тремя видеокамерами, одна из которых смотрит вперёд, а остальные фокусируются на положении головы водителя. В записывающем устройстве компьютера фиксируется дорожная обстановка и положение головы, а интеллектуальное устройство, выделяя нужное, понимает назначение дорожных знаков.

Если транспортное средство приближается слишком быстро к дорожным знакам, например, ограничения скорости, система сигналом оповещает об этом водителя. В случае игнорирования предупреждения нарушение вносится в память компьютера. Такой же механизм предупреждения и фиксации нарушений предусмотрен и для остальных групп дорожных знаков.

Система контроля усталости водителя DAS - новейший прибор безопасности Вольво на рынке. Устройство оснащается видеосъёмкой, задача которой контролировать ровность бега транспортного средства относительно дорожной разметки. При обнаружении периодических отклонений от траектории движения и виляний, органами оповещения производится предупредительный сигнал. Для водителя это может символизировать своеобразную красную черту, за которую не стоит переходить, а нужно сделать остановку на отдых. Для подробного ознакомления с такой системой производителем предусмотрена инструкция по эксплуатации, написанная более чем на 400 страницах.

Если статья оказалась полезной, напишите нам.

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».

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:

1. Производится оценка поведения водителя.
2. Контролируется движение автомобиля.
3. 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.