ИНФОРМАЦИОННЫЙ МОДУЛЬ СИСТЕМЫ БЛОКИРОВКИ ЗАЖИГАНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к области автомобилестроения и устройствам организации безопасного движения транспортных средств (далее – «ТС»), а именно к информационным модулям для устройств, блокирующих движение автомобиля лицами, находящимися в алкогольном опьянении, и может быть использована в системах блокировки зажигания ТС (алкозамки) для получения изображения водителя и передачи для последующего анализа встроенным в ТС вычислительным блоком (нейробоксом), вывода необходимой информации и инструкций на дисплее водителю, освещения лица водителя в инфракрасном диапазоне в темное время суток, а также определения корректности выдоха водителя в алкотестер и отсутствия его передачи на пассажирское кресло. Дополнительно возможно использовать устройство в пропускном оборудовании на предприятиях и в организациях (турникеты, шлагбаумы и т.п.).
В настоящее время в значительном спектре областей техники широкое применение нашло использование облачной видеоаналитики: запись видео с камер, передающаяся по системам беспроводного соединения, анализируется и хранится в «облачном», виртуальном пространстве. Однако объем информации, подлежащей аналитике, неуклонно растет, и его передача в облачное пространство становится все более затруднительной, поскольку для «тяжелых» видео требуется высокая пропускная способность каналов передачи, что зачастую либо невозможно, либо очень дорого. В этой связи актуальным является направление снижения нагрузки на каналы связи и устройства хранения видеоархивов, т.е. разработка устройств, на борту которых происходят сложные вычисления и развертывание нейронных сетей, включающих встроенный или подключаемый модуль получения видеопотока и вывода пользовательской информации.
Известен алкозамок, включающий блок управления и подключённый к нему ручной модуль (Сайт компании Drägerwerk AG & Co. KGaA, https://www.draeger.com/ru_ru/Applications/Products/Alcohol-Ignition-Interlock/Interlock-7000). Ручной модуль представляет собой алкотестер и содержит мундштук и дисплей, по сути являющийся информационным модулем. Блок управления соединен с системой зажигания ТС и содержит GPRS-модуль (для отправки данных по сотовой сети ответственным лицам), модуль передачи данных (ИК-интерфейс или Bluetooth). Блок управления соединен с системой зажигания и отдает сигнал на разрешение движения ТС или на блокировку зажигания. Ручной блок устанавливается на торпеде переде водителем. Система может быть снабжена камерой с ИК-подсветкой, подключаемой к блоку управления.
Недостатком известного устройства является то, что устройством не производится определение личности водителя и контроль выдоха именно водителем, что не позволяет решать вопрос о возможности предоставления доступа к управлению нетрезвому водителю и, следовательно, обуславливает малую эффективность такого устройства. Кроме того, к недостаткам описанного решения относится то, что анализ состояния водителя осуществляется только по уровню паров алкоголя, без учета психофизиологического состояния водителя (например, состояние наркотического опьянения или засыпание водителя, о чем свидетельствует положение головы, частое или редкое моргание глазами и т.д.), а измеренные показания не могут быть проверены в режиме реального времени контролирующими лицами (только по результатам анализа архивных данных), что также снижает эффективность такого устройства.
Известна система блокировки и разрешения движения ТС на основе диагностики физического состояния водителя (патент RU2548642, опубл. 20.04.2015). Система включает блок забора воздушной пробы воздуха, выдыхаемого водителем, блок определения координат местонахождения ТС, блок текстового голосового речевого сообщения, блок беспроводной передачи данных (мобильная телефонная связь) и удаленный блок анализа и принятий решений, снабженный программным обеспечением. Перед началом эксплуатации ТС у водителя забирают выдыхаемую воздушную пробу, которая через воздуховод (мундштук алкотестера) поступает в установленные в мобильный телефон измерительные датчики. Мобильный телефон может находиться непосредственно у водителя или у лица, производящего обследование водителя. Измеренные датчиками аналитические сигналы преобразуются в соответствии с их градуировочными характеристиками в значения концентраций алкоголя и поступают по мобильной телефонной связи в удаленный блок анализа и принятия решений, снабженный программным обеспечением, в который также передаются координаты местонахождения ТС. Удаленный блок анализа и принятий решений сравнивает полученные значения концентраций с предельно допустимыми значениями, соответствующими физическому состоянию водителя, позволяющему управление ТС, и посылает сигнал о разрешении запуска двигателя или отказе запуска.
Недостатком известного технического решения является его низкая эффективность. Это обусловлено тем, что процесс диагностики может быть фальсифицирован, т.е. выдох может быть осуществлён лицом, не являющимся водителем к допускаемому ТС: выдох производится в сенсорные элементы мобильного телефона, который может быть передан водителем третьим лицам. Таким образом, система не может обеспечить осуществление независимого идентификации личности водителя и контроля выдоха.
Известно устройство детектирования паров алкоголя в выдыхаемом водителем воздухе, вмонтированное в салонное зеркало заднего вида автомобиля (заявка US2012236136A1, опубл. 20.09.2012). Устройство включает сенсорный элемент, определяющий уровень паров алкоголя, модуль оповещения, представляющий собой информационный дисплей на зеркале автомобиля, и модуль управления, установленный на борту ТС. Элемент оповещения снабжен звуковым модулем для генерации звукового сигнала в соответствии с обнаруженным уровнем паров алкоголя. Устройство снабжено также датчиком изображения водителя. Модуль управления выполнен с возможностью блокировки зажигания ТС в случае детектирования недопустимых значений паров алкоголя или опасных состояний водителя и содержит процессор, способный обрабатывать изображения водителя (для обнаружения, например, расширения глаз водителя, положения и движения головы водителя и т.д.) и анализировать уровень паров алкоголя.
Однако известное техническое решение также, как и описанные выше аналоги, не может идентифицировать личность водителя, а именно определить (проконтролировать), что выдох на сенсорный элемент осуществляется непосредственно водителем, а не посторонними лицами (например, пассажиром) или с помощью каких-либо предметов (например, продувание посредством воздушного шара). Таким образом, устройство не может обеспечить осуществление независимой идентификации личности водителя и контроля выдоха, что снижает его эффективность. К недостаткам также можно отнести то, что реализация устройства в виде зеркала, устанавливаемого вместо штатного салонного зеркала, или его вмонтирование в штатное зеркало, является финансово затратным, а процессор не может обработать видео высокого качества, что затрудняет определение реального состояния водителя, повышает риск ложных срабатываний и, соответственно, обуславливает низкую эффективность устройства в целом.
Суммируя недостатки известных описанных устройств, применяемых в области оценки алкогольного опьянения водителя, можно выделить основную проблему, заключающуюся в невозможности реализации непредвзятого (независимого) контроля процесса выдоха, а, следовательно, высокой вероятности фальсификации выдоха (выдоха посторонним человеком или с помощью каких-либо предметов) и «обмана» системы блокировки зажигания ТС путем подмены водителя после осуществления выдоха (например, в процессе сеанса поездки) и, соответственно, низкой эффективности таких устройств в целом. Кроме того, все известные устройства в общем виде представляют собой модуль блокировки зажигания ТС и подключаемый алкотестер; при таком исполнении пользователь (водитель) не может быть получить необходимую информацию для работы с системой (например, необходимость осуществления каких-либо действий, результаты проверки и т.д.). Таким образом, в уровне техники отсутствуют устройства, являющиеся инструментом к модулю блокировки зажигания ТС.
Технической проблемой является создание устройства, обеспечивающего строгие условия осуществления процесса выдоха воздуха и вождения водителем с целью дальнейшего использования измеренных параметров в системе блокировки зажигания ТС.
Технический результат заключается в сужении области нахождения водителя в пространстве ТС при осуществлении выдоха и в процессе вождения при одновременной видеофиксации лица водителя как единственного пользователя ТС на сеанс поездки.
Технический результат достигается за счет информационного модуля системы блокировки зажигания автомобиля, включающего корпус, камеру с ИК-подсветкой, датчик освещенности, а также ИК-приемник сигнала алкотестера.
В частных вариантах реализации устройства конус эффективного излучения ИК-приемник сигнала алкотестера составляет от 5° до 35°, а что угол обзора камеры составляет от 50° до 150°.
Конструктивные особенности исполнения заявленного устройства позволяют создать строгие условия осуществления процесса выдоха воздуха и вождения водителем. Так разрешенная область нахождения водителя в процессе выдоха и вождения ограничена направлением объектива камеры и углом приема ИК-сигнала ИК-приемником сигнала алкотестера. Позиционирование камеры и ИК-приемника осуществляется исходя из места расположения в салоне ТС для обеспечения наиболее оптимального размещения водителя. При этом камера обеспечивает также получение видео водителя контроля корректности выдоха в алкотестер, идентификации личности водителя, мониторинг водителя (выдох лично водителем, а не посторонним предметом и в пределах видимости камеры, контроль отсутствия подмены водителя во время сеанса поездки). Частные варианты реализации дополнительно способствуют достижению заявленного технического результата, т.е. позволяют подобрать параметры угла обзора камеры и угла конуса, являющиеся наиболее оптимальными в требуемых условиях.
Заявленная полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид информационного блока (аксонометрическая проекция), на фиг. 2 – вид на устройство сзади, на фиг. 3 – устройство, установленное на зеркале заднего вида.
Заявленный информационный модуль устройства блокировки зажигания ТС предназначен для получения изображения водителя, последующей аналитики этого изображения и вывода водителю всей необходимой информации.
Устройство включает корпус 1 с дисплеем 2. Корпус может быть выполнен любой формы, например, прямоугольной в плане (или любой другой формы в зависимости от требуемого дизайна) и необходимого размера (например, базовые габариты Ш×В×Г, мм: 113×46×25). Дисплей 2 представляет собой LCD дисплей разрешением 320х240 пикселей и размером около 55×40 мм. На дисплее выводится информация пользователю (водителю) о ходе прохождения проверок, требуемых действиях и результатов работы системы.
На лицевой поверхности корпуса 1 установлена видеокамера 3, выполненная с возможностью функционирования в дневном и ночном режиме и воспринимающая инфракрасный (ИК) спектр. Вокруг объектива камеры 3 расположены ИК светодиоды 4, включающиеся автоматически в темное время суток и освещая рассеянным светом лицо водителя, обеспечивая тем самым улучшения работы алгоритмов технического зрения.
Камера имеет угол обзора 50° до 150°, который определяется исходя из габаритов салона ТС, места установки в салоне ТС, а также антропометрических характеристиках водителя.
Корпус 1 имеет средства крепления 5 устройства, которые могут быть выполнены, например, в виде поворотного шарнира (фиг. 2), защелок или креплений-присосок (на фиг. не показано), с помощью которого устройство может быть установлено на зеркало заднего вида, торпеду, стекло и т.д.
На лицевой поверхности корпуса 1 расположен датчик освещенности 5, предпочтительно под объективом видеокамеры 3, предназначенный для автоматического включения ИК-подсветки.
На корпусе 1 расположен также ИК-приемник 6, предназначенный для приема сигнала с алкотестера. ИК-приемник 6 соединен с платой с микроконтроллером внутри устройства и может считывать и декодировать сигналы, поступающие с ИК-светодиода алкотестера, когда последний направлен в сторону устройства. Предназначен для выполнения контроля использования алкотестера при выдохе в него водителем, а не посторонним человеком.
ИК-приемник имеет конус эффективного излучения ИК-приемник сигнала алкотестера от 5° до 35°, который определяется исходя из габаритов салона ТС, места установки в салоне ТС, а также антропометрических характеристиках водителя.
Корпус 1 снабжен светодиодным индикатором 7, предназначенный для уведомления водителя, что алкотестер направлен на устройство, и оно его корректно воспринимает.
Информационный модуль снабжен пьезодинамиком 8, предназначенным для воспроизведения звукового сигнала для привлечения внимания водителя (например, при отвлечении от дороги или при засыпании).
Устройство снабжено модулем видеоаналитики (на фигуре не показан), расположенным внутри корпуса 1 и предназначенным для анализа видео с камеры 3 в режиме реального времени и сохраненного видео. Под анализом подразумевают обнаружение заранее заданных событий, слежения, распознавания и прогнозирования различных ситуаций на основе обработанной информации. Модуль видеоаналитики представляет собой программно-аппаратный блок, аппаратная часть которой реализована в виде платы с процессором.
Программная часть модуля видеоаналитики представляет собой программное обеспечение.
Установленные в заявленном устройстве элементы (видеокамер 3, датчик освещенности 5, ИК-приемник 6, световой индикатор 7, пьезодинамик 8) выполнены с возможностью работы в широком температурном диапазоне, т.е. применимы для использования внутри салона автомобиля в различные климатические периоды.
Информационный модуль дополнительно может быть снабжен блок передачи данных для беспроводного обмена данными (GSM/WiFi/Bluetooth), а также блоком GPS/ГЛОНАСС с антенной для определения геопозиции устройства.
Заявленное устройство обуславливает уход от концепции встраивания в зеркало заднего вида (в салонное зеркало) информационных модулей с дисплеем, поскольку модуль имеет иные способы размещения внутри транспортного средства, в частности с использованием штатного зеркала, что определяет экономическую целесообразность его использования. Это позволяет использовать его в различных транспортных средствах (в легковом или грузовом автотранспорте), не ограничивая обзор водителю и обеспечивая воспроизведение необходимых алгоритмов технического зрения.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
В зависимости от требований безопасности (минимальное перекрытие обзора водителя) устройство может быть установлено на зеркале заднего вида автомобиля (фиг. 3), на торпеде перед или в стороне от водителя, на стекле (лобовом или боковом). Путем вращения поворотного шарнира настраивают необходимое положение устройства таким образом, чтобы видеокамера фиксировала водителя. Водитель выдыхает в мундштук портативного газоанализатора (алкотестер), направляет ИК-передатчик газоанализатора в сторону информационного устройства, которое посредством своего ИК-передатчика считывает сигнал об измеренном уровне паров алкоголя. При этом видеокамера производит видеофиксацию водителя; при наличии сумерек она включаются светодиоды. Данные об уровне паров алкоголя и видео с камеры анализируются модулем аналитики, в котором принимается решение о разрешении запуска двигателя или отказе запуска.
Таким образом, заявленная полезная модель обеспечивает создание информационного модуля, обеспечивающего строгие условия осуществления процесса выдоха воздуха и вождения водителем с целью дальнейшего использования измеренных параметров в системе блокировки зажигания ТС.