RU2529944C1 - Устройство диагностики работоспособности водителя транспортного средства - Google Patents
Устройство диагностики работоспособности водителя транспортного средства Download PDFInfo
- Publication number
- RU2529944C1 RU2529944C1 RU2013111238/11A RU2013111238A RU2529944C1 RU 2529944 C1 RU2529944 C1 RU 2529944C1 RU 2013111238/11 A RU2013111238/11 A RU 2013111238/11A RU 2013111238 A RU2013111238 A RU 2013111238A RU 2529944 C1 RU2529944 C1 RU 2529944C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- driver
- vehicle
- microcontroller
- health
- performance capability
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Traffic Control Systems (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
- Auxiliary Drives, Propulsion Controls, And Safety Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к диагностическим измерениям биоэлектрических сигналов организма, а именно к устройствам диагностики работоспособности водителя транспортного средства. Устройство диагностики работоспособности водителя транспортного средства содержит рулевое колесо с электродами, видеокамеру, фильтр ночного видения и микроконтроллер. Электроды выполнены пластинчатыми. Микроконтроллер связан с системами управления транспортным средством, GPS передатчиком, системой экстренной остановки и кнопкой экстренной остановки. Микроконтроллер по заданному алгоритму обрабатывает амплитудные, фазовые и частотные характеристики ЭКГ, пульс и частоту морганий. Технический результат заключается в комплексной оценке состояния водителя и его работоспособности, в экстренной остановке транспортного средства без участия водителя, в передаче информации о местоположении, а также в предварительном диагнозе водителя. 3 ил.
Description
Изобретение относится к диагностическим измерениям биоэлектрических сигналов организма, в частности к диагностике изменения состояния здоровья и работоспособности водителя транспортного средства во время движения.
Известно устройство диагностики работоспособности водителя транспортного средства (см. патент US № 4572207, кл. A61B 5/04, 1986 г.), содержащее рулевое колесо с установленными на нем пластинчатыми электродами, блоком питания, связанным с преобразователем и информационным блоком.
Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет получить информацию об изменении состояния здоровья, работоспособности водителя, а также не анализирует электрокардиограмму водителя во время движения.
Известно также устройство диагностики работоспособности водителя транспортного средства (см. патент US № 3731672, кл. A61B 5/04, 1973 г.), содержащее рулевое колесо, с установленными на нем пластинчатыми электродами, связанным с преобразователем и информационным блоком, блок питания.
Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет обрабатывать по алгоритму полученный сигнал электрокардиограммы и сравнивать его с нормированным сигналом кардиограммы.
Кроме того, известное устройство не способно анализировать другие физические параметры организма водителя, которые способны определять самочувствие и состояние водителя, а именно, при нормальной электрокардиограмме у водителя в ходе длительной езде без отдыха может появиться усталостный фактор, характеризующийся замедленным морганием глаз, указывающий на дремотную стадию сна, который известное устройство не может отследить и проинформировать или воздействовать на водителя, так и нет возможности проинформировать другие службы, а также не может предпринять соответствующих действий в случае отсутствия реакции водителя, а именно, в случае предельного отклонения здоровья водителя дать команду на экстренную остановку транспортного средства без участия водителя.
Задачей предложенного решения является расширение эксплуатационных возможностей диагностических измерений.
Эта задача решается тем, что устройство диагностики работоспособности водителя транспортного средства, содержащее рулевое колесо с установленными на нем пластинчатыми электродами, связанно с преобразователем и информационным блоком, блоком питания, дополнительно снабжено видеокамерой, установленной на плоскости салонного зеркала заднего вида, фильтром ночного видения, микроконтроллером, с установленным алгоритмом обработки электрокардиограммы и подсчета количества морганий глаза, связанным с системами управления транспортным средством и GPS передатчиком местоположения и кнопкой экстренной остановки транспортного средства, установленной на рулевом колесе.
По сравнению с известным предложенное устройство диагностики работоспособности водителя транспортного средства позволяет обрабатывать и оценивать изменение по алгоритму полученный сигнал электрокардиограммы во время движения, определять частоту моргания глаза водителя, своевременное информирование водителя об экстренной ситуации или, в особых случаях, самостоятельно принимает решение об остановке транспортного средства без участия водителя, обеспечивая повышение безопасности водителя и других участников движения, расширение эксплуатационных возможностей диагностических измерений.
На фиг.1 изображена структурная схема устройства; на фиг.2 - алгоритм работы устройства; на фиг.3 - фрагмент электрокардиограммы с указанием контрольных точек.
Устройство диагностики работоспособности водителя транспортного средства содержит рулевое колесо 1 с установленными на нем пластинчатыми электродами 2, соединенными в цепь блока питания 3 с масштабирующим устройством 4, фильтром 5, аналогово-цифровым преобразователем (АЦП) 6, таймером-счетчиком 7 и микроконтроллером 8. На салонном зеркале 9 заднего вида установлена видеокамера 10 с повышенным углом обзора, соединенная в цепь с блоком питания 3 и фильтром 11 ночного видения, GPS передатчиком 12 местоположения транспортного средства, системой экстренной остановки 13 транспортного средства, индикатором 14, звуковым устройством 15 и кнопкой 16 экстренной остановки транспортного средства, установленной на рулевом колесе 1.
Устройство диагностики работоспособности водителя транспортного средства работает следующим образом.
Когда водитель в процессе движения обхватывает рулевое колесо транспортного средства, он касается ладонями пластинчатых электродов 2. Электрический потенциал, соответствующий работе сердца водителя, поступает на масштабирующее устройство 4, через фильтр 5, АЦП 6 для анализа на микроконтроллер 8.
Сигнал, регистрируемый пластинчатыми электродами 2, имеет уровень 1 мВ. Низкий уровень сигнала является недостаточным для его обработки. Сигнал усиливается масштабирующим устройством 4 в 1000 раз.
Фильтр 5 не пропускает помехи, наводимые на регистрируемый сигнал от штатных устройств автомобиля.
АЦП 6 преобразует аналоговый сигнал в цифровой и далее может быть использован бортовым микроконтроллерным устройством.
Полученный сигнал соответствует I стандартному отведению электрокардиограммы (см. фиг.3). Анализ полученного сигнала позволяет определить исходные параметры частоты сердечных сокращений (ЧСС), увеличение ЧСС (тахикардия), уменьшение ЧСС (брадикардия) и другие виды аритмий, а также ишемические смещения интервала ST. Результат анализа отображается на индикаторе 14 и информирует водителя о текущем изменении состояния здоровья. Если оно превышает уровень отклонения, устройство рекомендует либо снизить скорость движения, либо остановиться и отдохнуть. Если водитель не следует рекомендациям, устройство 13 отрабатывает алгоритм экстренной остановки транспортного средства с помощью систем управления и передает координаты местонахождения транспортного средства, а также предварительный диагноз в ближайшее медицинское учреждение.
Одновременно во время управления транспортным средством видеокамера 10 находит глаз водителя, передает сигнал на микроконтроллер 8, в соответствии с алгоритмом программа определяет закрыты глаза водителя или нет и рассчитывает частоту моргания. В случае, если частота моргания превышает 30 раз в минуту, то человек находится состоянии волнения, если менее 15, то это соответствует переходу в дремотную стадию сна (Частота моргания «Клиническая офтальмология. Систематизированный подход» Джек Дж. Кански 2009, с.38).
Для комплексной оценки изменения состояния водителя микроконтроллер 8 работает по алгоритму, который включает оценочный функционал C. Влияние каждого фактора на изменение состояния здоровья водителя определяется зависимостью:
где Pi - фактор;
Ki - весовой коэффициент фактора.
Об опасных отклонениях состояния здоровья водителя C>Cдоп,; C>Cкрит.; Cзасыпания, устройство информирует водителя, выводя необходимую информацию на индикатор 14, звуковое устройство 15 и систему экстренной остановки 13.
В случае, когда водитель чувствует ухудшение здоровья и понимает, что он не в состоянии безопасно управлять транспортным средством, а устройство диагностики состояния водителя не указывает на существенные изменения состояния здоровья, водитель воздействует на кнопку 16, после нажатия которой системы управления транспортным средством отрабатывают команду его экстренной остановки, а устройство диагностики проводит регистрацию всех параметров и передает полученные результаты в специализированное учреждение.
При необходимости переключить устройство в режим движения транспортного средства, необходимо повторно нажать на кнопку 16. Кнопка оснащена световой индикацией, информирующей водителя о включенном режиме работы.
Для обеспечения работы устройства при движении транспортного средства в темное время суток введен фильтр 11 ночного видения, который обеспечивает корректную работу видеокамеры 10 при слабом уровне освещенности в салоне или кабине.
Таймер-счетчик 7 необходим для привязки измерений к реальному времени и подсчета интервалов времен между морганиями глаза.
GPS передатчик 12 предназначен для определения и передачи координат местоположения транспортного средства в соответствующие службы после определения устройством отклонения состояния водителя выше заданного диапазона.
Индикатор 14 информирует водителя о текущем состоянии здоровья и режиме бодрствования (засыпает или перенапряжен).
Оценка функционала С включает весовые коэффициенты каждого фактора. Значения K1, K2, …Kn определяются на основании статистической обработки персональных данных водителя, которые получают при обследовании водителя на тестовых режимах. Весовые коэффициенты отражают относительную весомость каждого фактора. Введение функционала C позволит комплексно оценить изменение состояния водителя. В процессе движения транспортного средства отслеживается влияние каждого фактора на состояние здоровья и алгоритмом организовывается переключение на анализ наиболее опасных факторов. После определение функционала C его значение сравнивается с Cдоп. В зависимости от его величины система либо продолжает дальше анализ сигналов, либо рекомендует водителю особый режим движения, либо выполняет аварийную остановку транспортного средства.
Устройство позволяет определить уровень физической активности водителя и отклонения состояния здоровья водителя от нормы. Использование в устройстве диагностики дополнительных факторов, влияющих на физиологическое и психоэмоциональное состояние водителя, позволит более точно определить изменение состояния водителя.
Таким образом, предложенное устройство диагностики работоспособности водителя транспортного средства обеспечивает комплексную оценку состояния водителя и его работоспособность. Алгоритм, кроме оценки изменения состояния показателей здоровья водителя, принимает решение об экстренной остановке транспортного средства без участия водителя и передачи информации о местонахождении транспортного средства и предварительном диагнозе здоровья водителя.
Claims (1)
- Устройство диагностики работоспособности водителя транспортного средства, содержащее рулевое колесо с установленными на нем пластинчатыми электродами, видеокамеру, установленную на плоскости салонного зеркала заднего вида и фильтр ночного видения, связанные с преобразователем и информационным блоком, микроконтроллером, GPS передатчиком местоположения, блоком питания, отличающееся тем, что микроконтроллер связан с пластинчатыми электродами через масштабирующее устройство, фильтр АЦП, с таймером-счетчиком, с видеокамерой, с тормозной системой и рулевым управлением транспортного средства и одновременно обрабатывает по заданному алгоритму амплитудные, фазовые и частотные характеристики ЭКГ, пульс и частоту моргания по оценочному функционалу состояния здоровья водителя
,
где- фактор;- весовой коэффициент фактора.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013111238/11A RU2529944C1 (ru) | 2013-03-12 | 2013-03-12 | Устройство диагностики работоспособности водителя транспортного средства |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013111238/11A RU2529944C1 (ru) | 2013-03-12 | 2013-03-12 | Устройство диагностики работоспособности водителя транспортного средства |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013111238A RU2013111238A (ru) | 2014-09-20 |
| RU2529944C1 true RU2529944C1 (ru) | 2014-10-10 |
Family
ID=51583508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013111238/11A RU2529944C1 (ru) | 2013-03-12 | 2013-03-12 | Устройство диагностики работоспособности водителя транспортного средства |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2529944C1 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2594456C1 (ru) * | 2015-03-10 | 2016-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "АВТЭКС" | Плавательное средство с информационным дисплеем |
| RU2682996C1 (ru) * | 2018-06-25 | 2019-03-25 | Общество с ограниченной ответственностью Производственное объединение "НЕЙРОКОМ-ЭЛЕКТРОНТРАНС" | Способ определения функционального состояния водителя автомобиля в рейсе по тремору рук |
| RU2719023C1 (ru) * | 2019-07-10 | 2020-04-16 | Общество с ограниченной ответственностью «Компоненты и технологии 3Д» | Способ регистрации электрокардиограммы водителя транспортного средства и устройство для его осуществления |
| DE202022100928U1 (de) | 2022-02-18 | 2022-03-22 | Kannadasan Balakrishnan | Intelligentes System zur Bewertung der Fahrerleistung und Sicherheitswarnung mit Filterung der Unfallneigung durch maschinelles Lernen |
| RU2780098C1 (ru) * | 2021-07-24 | 2022-09-19 | Евгений Александрович Мальцев | Внимательный водитель |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3731672A (en) * | 1971-10-04 | 1973-05-08 | Gen Motors Corp | Heart monitoring apparatus for a motor vehicle |
| EP0919422B1 (en) * | 1997-11-26 | 2004-02-18 | Giancarlo Benassati | Combined propulsion unit and steering control for vehicles |
| JP2006193057A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-07-27 | Nagano Kogaku Kenkyusho:Kk | 車両監視ユニットおよびルームミラー装置 |
| RU2413633C1 (ru) * | 2010-01-19 | 2011-03-10 | Виталий Евгеньевич Пилкин | Устройство для предотвращения сна водителя за рулем |
| RU2435681C1 (ru) * | 2010-11-01 | 2011-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ТОЧНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА" | Устройство для контроля состояния водителя |
-
2013
- 2013-03-12 RU RU2013111238/11A patent/RU2529944C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3731672A (en) * | 1971-10-04 | 1973-05-08 | Gen Motors Corp | Heart monitoring apparatus for a motor vehicle |
| EP0919422B1 (en) * | 1997-11-26 | 2004-02-18 | Giancarlo Benassati | Combined propulsion unit and steering control for vehicles |
| JP2006193057A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-07-27 | Nagano Kogaku Kenkyusho:Kk | 車両監視ユニットおよびルームミラー装置 |
| RU2413633C1 (ru) * | 2010-01-19 | 2011-03-10 | Виталий Евгеньевич Пилкин | Устройство для предотвращения сна водителя за рулем |
| RU2435681C1 (ru) * | 2010-11-01 | 2011-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ТОЧНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА" | Устройство для контроля состояния водителя |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2594456C1 (ru) * | 2015-03-10 | 2016-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "АВТЭКС" | Плавательное средство с информационным дисплеем |
| RU2682996C1 (ru) * | 2018-06-25 | 2019-03-25 | Общество с ограниченной ответственностью Производственное объединение "НЕЙРОКОМ-ЭЛЕКТРОНТРАНС" | Способ определения функционального состояния водителя автомобиля в рейсе по тремору рук |
| RU2719023C1 (ru) * | 2019-07-10 | 2020-04-16 | Общество с ограниченной ответственностью «Компоненты и технологии 3Д» | Способ регистрации электрокардиограммы водителя транспортного средства и устройство для его осуществления |
| RU2780098C1 (ru) * | 2021-07-24 | 2022-09-19 | Евгений Александрович Мальцев | Внимательный водитель |
| DE202022100928U1 (de) | 2022-02-18 | 2022-03-22 | Kannadasan Balakrishnan | Intelligentes System zur Bewertung der Fahrerleistung und Sicherheitswarnung mit Filterung der Unfallneigung durch maschinelles Lernen |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013111238A (ru) | 2014-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zheng et al. | V2iFi: In-vehicle vital sign monitoring via compact RF sensing | |
| DE102012002037B4 (de) | Vorrichtung zur Durchführung von Fahrerzustandsanalysen | |
| US10034631B1 (en) | Vehicle seating system with seat occupant vital sign monitoring | |
| JP5167156B2 (ja) | 生体状態評価装置、生体状態評価システム、プログラム、及び記録媒体 | |
| Collet et al. | Associating vehicles automation with drivers functional state assessment systems: A challenge for road safety in the future | |
| KR20170036428A (ko) | 웨어러블 디바이스를 이용한 운전자 모니터링 방법 및 장치 | |
| JP5007975B2 (ja) | 居眠り検知装置 | |
| WO2022215398A1 (ja) | 情報提供システム、情報提供制御装置および情報提供方法 | |
| US7639146B2 (en) | Blink monitor for detecting blink occurrence in a living subject | |
| Eilebrecht et al. | The relevance of HRV parameters for driver workload detection in real world driving | |
| CN207940895U (zh) | 安全驾驶系统 | |
| CN106963348A (zh) | 基于行驶环境的用于车辆座椅的生物信号测量系统 | |
| RU2529944C1 (ru) | Устройство диагностики работоспособности водителя транспортного средства | |
| KR20130064473A (ko) | 생체 신호 송신 장치, 자동차 제어 장치, 이를 이용한 자동차 자동 제어 시스템 및 그 방법 | |
| KR20180111142A (ko) | 뇌졸중 모니터링 시스템 | |
| EP2962638B1 (en) | Dozing prevention method | |
| Ma et al. | Design and application of mental fatigue detection system using non-contact ECG and BCG measurement | |
| CN110477888A (zh) | 车载人体多参数监测终端 | |
| DE112015007085B4 (de) | Verbesserter touchscreen-betrieb | |
| JP2022552392A (ja) | 融合センサ測定値を判定する方法及び融合センサ測定値を用いる車両安全システム | |
| Hsu et al. | Real-Time Driving Monitor System: Combined Cloud Database with GPS | |
| Peruzzini et al. | Toward the Definition of a Technological Set-up for Drivers' Health Status Monitoring | |
| Chang et al. | Implementation of a novel intelligent drowsiness detection warning system | |
| US12144654B2 (en) | Method of determining fused sensor measurement and vehicle safety system using the fused sensor measurement | |
| RU2741932C1 (ru) | Устройство контроля уровня бодрствования водителя многоосного шасси |