Как работают автомобильные системы контроля усталости водителей и нужны ли они в машине

Во многом о ситуациях с дорожно-транспортными происшествиями и авариями может рассказать статистика. Из статистических данных следует, что примерно 25% аварий возникают именно из-за утомляемости водителей. Они устают от длительных поездок, в результате чего могут даже на мгновение уснуть, что ведёт к ДТП.

Исследования дают наглядно понять, что более 4 часов непрерывного вождения крайне сильно влияет на реакцию водителя. Уже через 4 часа концентрация падает в 2 раза, а через 8 часов реакция становится медленнее в 6 раз.

Чтобы как-то справиться с этой проблемой, автопроизводители начали устанавливать дополнительное оборудование. Помимо подушек безопасности, улучшенных каркасов и продуманной конструкции, также большую роль играет современная электроника.

В погоне за увеличением безопасности появились первые образца систем контроля усталости. Постепенно они развивались и совершенствовались. Нельзя сказать, что нынешние системы достигли своего максимума. Но уже сейчас они работают эффективно, снижая аварийность на дорогах.

История появления

Многим действительно интересно узнать об истории появления систем контроля усталости водителей. Ведь в своё время это стало настоящим открытием и новым шагом в повышении безопасности вождения транспортных средств.

О реализации подобной системы задумывались многие. Но вот до каких-то реальных действий дошли первыми представители японской компании Nissan.

Что самое интересное, первые попытки создать рабочую систему контроля за усталостью были совершены ещё в 70-х годах прошлого века. Значимым стал 1977 год, поскольку именно тогда японцы запатентовали свою разработку.

На какое-то время работы над проектом остановились, ему практически не уделяли внимание. Обусловлено это было активным развитием и внедрением также важных систем безопасности, которые сейчас всем хорошо известны под названиями EBD, ABS и ESP.

И лишь когда все прочие системы были разработаны и модернизированы, спустя 30 лет после начала создания системы контроля появилась первая рабочая версия на автомобиле.

Причём не Nissan стали первопроходцами в этой сфере. На свои машины системы контроля установили представители шведского автоконцерна Volvo. Разработка носила название DAC, что означает Driver Alert Control. Состояла систем из видеокамеры, которая следила за положение авто на дорожном полотне, а также отслеживала траекторию движения. Дополнительно использовался специальный датчик. Его задачей было регистрировать частоту движений рулевым колесом. Если водитель отклонялся от правильной траектории, система подавала сигнал с рекомендацией остановиться и немного отдохнуть, чтобы набраться сил.

Следующими в борьбу за лучшую систему контроля вступили немецкие инженеры компании Mercedes. Их разработка во многом напоминала проект шведской компании. Но от видеокамеры они отказались. Остался лишь непосредственно сам датчик слежения за рулём, а также поставили дополнительный контроллер для педалей.

В системе присутствовал блок управления. В нём содержались усреднённые параметры того, как должен вести себя водитель, будучи бодрым и сосредоточенным. Если фиксируемые датчиками значения отличались от заданных оптимальных, это означало, что водитель устал.

Но в устройстве был выявлен один существенный недостаток. Программа эталонных показателей была предустановленной. Её нельзя было подстроить под конкретного человека. На решение этой проблемы пришлось потратить некоторое время. Но систему удалось усовершенствовать за счёт установки дополнительных датчиков, которые контролировали частоту нажатий на клавиши аудиосистемы, климатического оборудования. Плюс блок управления следил за качеством дороги и боковым ветром. В итоге система стала лучше понимать действия водителей.

Нужна ли такая система

Поскольку статистика наглядно демонстрировала опасность длительного нахождения за рулём, автопроизводители начали разрабатывать всевозможные способы борьбы с этой проблемой. Ведь человека не заставить не садиться за руль, если ему нужно куда-то ехать.

Во многих ситуациях водителя спасал факт наличия пассажира рядом. Он отвлекал его разговорами, поддерживал в состоянии бодрости, то есть не давал уснуть, даже при сильной усталости.

Но намного проще узнать за рулём, когда ты в машине один. Есть много разных методов, направленных на борьбу со сном. Но даже крепкий кофе и громкая музыка далеко не всегда оказывают ожидаемый эффект.

Когда начали появляться устройства для распознавания усталости водителя, возникли споры относительно необходимости использования подобного оборудования. Одним считали, что система не нужна, и это лишь напрасная трата денег на лишние комплектующие при покупке автомобиля. Другие были уверены, что автоматика не распознаёт усталость должным образом, потому назвать её эффективной нельзя.

Объективности ради, отметим, что первые прототипы действительно не отличались высокой точностью анализа данных, поскольку на тот момент у автопроизводителей не было таких технических возможностей, которые есть сейчас. Со временем оборудование значительно усовершенствовали, его сделали адаптированным под конкретных водителей. То есть электроника научилась считывать информацию о внешних факторах и поведении самого человека за рулём. Это минимизировало количество ложных срабатываний, когда водитель просто объезжал препятствие или вынужденно выезжал на обочину из-за плохого состояния дорог.

Нужна ли в автомобиле подобная система или нет, каждый водитель решает сам. Но постепенно подобное оборудование становится элементом базовой комплектации. То есть нет необходимости доплачивать за систему контроля как за опцию.

Подобный подход является абсолютно справедливым и правильным. Речь идёт о безопасности и стремлении снизить аварийность, вызванную усталостью и засыпанием водителей за рулём. И потому она должна входить в базовый набор оборудования. А уже разные опции для комфорта можно предлагать за доплату.

Нынешние устройства распознавания работают намного эффективнее первых прототипов. Они анализируют информацию с целого ряда датчиков, что позволяет вовремя дать сигнал водителю, разбудить и не допустить опасную ситуацию. Потому можно с уверенностью говорить о необходимости такой системы в каждом автомобиле.

Способы реализации контроля

Именно утомляемость водителя является главной причиной потери концентрации за рулём, что ведёт к соответствующим негативным последствиям. При утомлении человек даже может не замечать, как от сильной усталости он постепенно погружается в сон. Его движения становятся вялыми, концентрация водителя снижается в несколько раз. Именно тут на помощь приходит система контроля типа DAS.

DAS является новейшей разработкой австралийских специалистов. Но пока находится на стадии тестирования. Можно с уверенностью говорить о том, что при успешном завершении испытаний эту систему ждёт перспективное будущее.

Суть разработки в том, что автомобиль следит за дорожными знаками, считывает их значения, и сопоставляет с действиями водителя. Также система автоматически может отправлять данные в полицию, сообщать о положении транспортного средства, его скорости и прочих нюансах.

Большой спрос наблюдается на системы контроля усталости водителей Dunobil Insomnia. Это внешнее устройство, которое можно подключить практически к любому автомобилю. Вариант для тех, у кого система слежения не заложена в комплектации транспортного средства.

Все современные системы контроля утомляемости, которые активно применяются на серийных автомобилях, условно можно поделить на 2 большие группы, в зависимости от способа осуществляемого контроля:

• Контроль движения автомобиля. Эти системы следят за поведением самого транспортного средства. При каких-то отклонениях от траектории, в случае превышения скорости или покидания полосы движения блок управления подаёт сигналы, чтобы разбудить водителя или привлечь его внимание. Подобные системы используются на автомобилях компаний Volkswagen, Ford, Mercedes и Volvo;
• Контроль действий водителя. Здесь оборудование концентрируется на параметрах самого человека, который управляет транспортным средством. Такой принцип работы реализован в системах автомобилей Kia, Nissan и Toyota.

Учитывая имеющуюся разницу между двумя реализованными принципами контроля, каждая из систем базируется на определённых параметрах.

Если говорить о контроле за автомобилем в качестве показателей усталости, то здесь анализируются следующие параметры:

• скорость машины;
• стиль управления;
• характер маневрирования;
• частота и длительность ускорения и снижения скорости;
• время суток;
• периодичность применения систем торможения и подрулевых переключателей;
• сила хвата за рулевое колесо;
• длительность поездки;
• использование кнопок приборной панели.

В зависимости от конкретной системы того или иного автопроизводителя, список контролируемых параметров может пополняться. Все они передаются на блок управления, он анализирует, сопоставляет с оптимальными данными, и по необходимости подаёт водителю сигнал.

В случае со вторым способом реализации контроля используются параметры самого автомобилиста. То есть здесь основой выступают физиологические аспекты человека, его поведение, движения рук и лицевых мышц. Реализовано это с помощью небольших видеокамер, которых может быть несколько в салоне с разных сторон.

Камеры считывают информацию, анализируют её, учитывают признаки усталости, и также активируются, когда человек находится в уставшем состоянии. За основу берутся следующие показатели:

• частота биения сердца;
• периодичность и продолжительность опускания век;
• моргание;
• напряжения в лицевых мышцах;
• уровень раскрытия глаз;
• наклон головы;
• положение головы и шеи;
• периодичность появления зевков.

Внутренний процессор системы контроля обрабатывает все эти параметры, что позволяет ему определить текущую степень усталости. То есть система может решить, насколько безопасно дальше продолжать движение, либо нужно обязательно остановиться.

Вне зависимости от способа контроля, все системы при подозрении на усталость издают звуковые сигналы. Они направлены на привлечение внимания водителя. Если водитель действительно начинает дремать, подобный сигнал должен его разбудить.

Параллельно на дисплее появляются графические сигналы о необходимости остановить транспортное средство и отдохнуть. Интересно и то, что система контроля усталости обычно включается при движении на скорости более 60 километров в час.

Хотя современная электроника сделала большой шаг вперёд, определённые проблемы с этими контролёрами усталости остаются актуальными. Даже лучшие разработки иногда характеризуются ложным срабатыванием. Чтобы сигналы не донимали водителя, систему можно временно отключить.

Но если вы планируете длительную поездку, рекомендуется обязательно предварительно выспаться. И даже когда удалось хорошо поспать, систему контроля лучше держать в активном состоянии, и не отключать её. Это позволит избежать неприятных ситуаций, сохранить своё здоровье и даже жизнь.

Принцип работы

Хотя существуют разные способы реализации систем распознавания усталости водителей, их принцип работы во многом похож.

Сначала оборудование собирает информацию о водителе, которая поступает на блок управления системой. Данные собираются со всех датчиков и видеокамер, чтобы собрать полную картину происходящего внутри и снаружи транспортного средства. Задачей системы в первое время после начала эксплуатации автомобиля является определение стиля вождения, внешних условий и прочих факторов. Это уже зависит от конкретной системы и перечня используемых датчиков.

Изначально собранная информация становится эталонной. То есть от неё система будет в дальнейшем отталкиваться, контролируя состояние водителя. Эталонные параметры сравниваются с текущими, что даёт возможность своевременно зафиксировать факт усталости и подать сигнал водителю.

На сбор информации требуется разное время, в зависимости от систем. Некоторые собирают её за 30 минут, другим достаточно проанализировать и 15 минут управления транспортным средством.

Этот подход оказался крайне эффективным, если сравнивать с первыми прототипами реализованных систем контроля. Собирая первичную информацию, блок управления адаптируется под конкретного водителя. Это возможность персонализировать оборудование, то есть подстроить нет под общепринятые усреднённые параметры, а отталкиваться от характерных особенностей поведения за рулём конкретного человека.

Далее система работает в непрерывном режиме при определённой скорости движения. Датчики и камеры постоянно передают информацию на блок управления, тот её анализирует и сопоставляет с заданными первичными значениями.

Если наблюдается отклонение в движении транспортного средства, водитель начинает часто зевать, закрывать глаза или нарушать скоростной режим, блок управления подаёт сигнал на исполнительное устройство. В итоге человек слышит предупреждающий звук и графические изображения на дисплее.

Когда водитель никак не реагирует на сигналы, продолжая своё движение, сигналы повторяются. Причём зачастую их периодичность становится чаще, что всё же заставляет в итоге водителя принять соответствующие меры.

Несколько иначе реализована система DAS. Она следит за дорожными знаками и разметкой. Для многих стран, включая Россию, подобный принцип работы нельзя назвать эффективным и актуальным. Это скорее вариант для европейских стран, США и той же Австралии, где всегда чётко устанавливаются дорожные знаки, присутствует полноценная дорожная разметка.

Учитывая эти особенности системы DAS, оптимальным вариантом для отечественных автомобилистов будет именно оборудование, которое следит за поведением транспортного средства или физиологическим состоянием самого водителя, находящегося за рулём.

Каждый тип системы имеет свои неоспоримые преимущества, приносит огромную пользу и действительно снижает аварийность на дорогах.

Но проблемы всё равно остаются. И многие из них обусловлены не так несовершенством систем контроля усталости, как неправильными действиями самих водителей. Часто автомобилисты просто отключают датчики, они игнорируют предупреждающие сигналы, вопреки рекомендациям садятся уставшими за руль. Как бороться с этим, пока никто из автопроизводителей не знает.

Тут могут помочь разве что системы, которые анализируют состояние водителя ещё до начала движения. Определив, что он уставший, либо находится в состоянии алкогольного опьянения, блок управления просто блокирует зажигание, не позволяет запустить двигатель и начать движение. Но и перспективы подобных систем под большим сомнением.

Если в вашей машине в комплектации уже предусмотрена специальная система для контроля за степенью усталости, это прекрасное дополнение ко всем остальным решениям, направленным на повышение безопасности движения. А наиболее ответственные водители, которые переживают за себя и своих пассажиров при длительных поездках, в настоящее время могут приобрести подключаемые устройства такого же типа.

Они устанавливаются по принципу видеорегистраторов, подключаются к бортовой электросети через прикуриватель, и следят за состоянием водителя, его поведением и физиологическими параметрами. Работают не хуже, чем уже встроенные системы. Да и цена на них вполне адекватная. То же устройство Dunobil Insomnia обойдётся примерно в 7 тысяч рублей.

Не так много за безопасность и помощь во время вождения, когда больше некому разбудить водителя, предупредить об опасности и предостеречь от дорожно-транспортного происшествия.