АВТОМОБИЛЬНЫЙ РЕГИСТРАТОР ДОРОЖНО-ТРАНСПОРТНЫХ ПРОИСШЕСТВИЙ

Предполагаемая полезная модель относится к информационно-измерительной технике и телеметрии. Предназначена для сбора и регистрации данных о движении транспортного средства, действиях и состоянии водителя, а также для информационной поддержки служб оперативного реагирования при оказании помощи пострадавшим в дорожно-транспортном происшествии, для мониторинга и контроля движения транспортного средства.
Известна система сбора и анализа данных о дорожно-транспортном происшествии (патент на изобретение RU №2222830, G07C 5/08, опубл. 27.01.2004 г.), содержащая блок измерителей параметров движения транспортного средства, входящий в состав бортового измерительного узла, аналого-цифровой преобразователь, регистр памяти и решающее устройство, навигационный блок, блок обработки данных бортовых измерений, блок формирования команд управления и последовательно соединенные блок преобразования формата данных, энергонезависимую память, блок считывания данных и блок беспроводной передачи данных, центр сбора и анализа информации о дорожно-транспортных происшествиях, содержащий последовательно соединенные приемник беспроводной связи, связанный по радиоэфиру с установленным на борту транспортного средства блоком беспроводной передачи данных, блок первичной обработки данных, блок вторичной обработки данных и блок поддержки принятия решений.
Существенными признаками, общими с существенными признаками заявляемой полезной модели, являются: блок измерителей параметров движения транспортного средства (в заявляемом устройстве блок датчиков инерциальной системы навигации), комплекс измерителей биометрических данных о физическом состоянии водителя и пассажиров (в заявляемом устройстве - блок датчиков физиологического состояния водителя), навигационный блок, блок энергонезависимой памяти, решающее устройство (в заявляемой полезной модели - микро ЭВМ), блок беспроводной передачи данных по стандарту GSM (в заявляемом устройстве - блок приемопередатчиков сотовой связи).
Причины, препятствующие достижению технического результата, заключаются в невозможности определения причин дорожно-транспортного происшествия из-за низкой точности и надежности определения координат и скорости транспортного средства, обусловленных отсутствием: средств, корректирующих сигналы спутниковых навигационных систем; средств, инерциальной навигации при пропадании сигналов спутников; отсутствие видеосредств для фиксации внешней обстановки; отсутствие автономного резервного источника питания; отсутствие часов астрономического времени; отсутствие в системе интерфейса связи - что не позволяет оперативно прочитать информацию о дорожно-транспортном происшествии.
Известно устройство для замера и фиксации параметров движения и состояния транспортного средства, а также фиксации окружающей обстановки, (патент на изобретение RU №2219584, G07C 5/08, опубл. 20.12.2003 г.), содержащее датчик состояния световой сигнализации, датчик состояния тормозной системы, аналого-цифровой преобразователь, блок управления, таймер и блок памяти, датчик скорости, блок съема визуальной информации, блок съема акустической информации, блок предварительной обработки сигналов датчиков, блок предварительной обработки аналоговых сигналов, блок предварительной обработки цифровой информации.
Существенными признаками, общими с существенными признаками заявляемой полезной модели, являются: датчики состояния узлов и систем транспортного средства (блок сопряжения с датчиками автомобиля), энергонезависимая память, блок управления (в заявляемом устройстве - микро ЭВМ).
Причины, препятствующие достижению технического результата, заключаются в невозможности определения причин дорожно-транспортного происшествия из-за отсутствия регистрации координат транспортного средства и определения состояния водителя. Также в устройстве отсутствуют часы астрономического времени и не решены вопросы синхронизации работы блоков в реальном масштабе времени.
Наиболее близким аналогом является «Устройство для регистрации информации о транспортном средстве» (патент РФ №2298832), содержащее микро ЭВМ, соединенную с блоком энергонезависимой памяти данных, три микромеханических датчика угловой скорости с взаимно ортогональными осями чувствительности и два микромеханических акселерометра с осями чувствительности, ориентированными соответственно в направлении продольной и поперечной осей транспортного средства, причем выходы датчиков и акселерометров подключены через блок аналого-цифровых преобразователей к входам микро ЭВМ, дополнительно в устройство введены третий акселерометр с осью чувствительности, ориентированной в направлении вертикальной оси транспортного средства, три датчика угловых ускорений с взаимно ортогональными осями чувствительности, ориентированными соответственно в направлении продольной, поперечной и вертикальной осей транспортного средства, и магнитный компас, соединенные через аналого-цифровые преобразователи с микро ЭВМ, а также приемник спутниковых навигационных сигналов, соединенный с микро ЭВМ через блок подключения цифровых устройств; устройство дополнительно снабжено приемопередатчиком с антенной, соединенным двусторонней связью с микро ЭВМ, а также блоком индикации и пультом управления, соединенными двусторонней связью с микро ЭВМ, резервным источником питания, соединенным с устройством управления питанием, блоком аналоговых датчиков, подключенным к микро ЭВМ через блок аналого-цифровых преобразователей, блоком цифровых датчиков, подключенным к микро ЭВМ через блок подключения цифровых устройств, причем блок аналоговых датчиков включает по меньшей мере один датчик из ряда датчик относительной линейной скорости, датчик приборной скорости, датчик скорости вращения колеса, датчик угла поворота рулевого колеса, датчик оборотов двигателя, датчик нагрузки на рулевом колесе, датчик относительного положения колеса и кузова транспортного средства, а блок цифровых датчиков включает по меньшей мере один датчик из ряда датчик времени развертывания подушки безопасности, датчик состояния системы подушек безопасности, датчик состояния системы круиз-контроля, датчик состояния системы автоматического торможения, датчик загрузки транспортного средства пассажирами, датчик состояния системы управления сцеплением с поверхностью дороги, датчик сигналов поворотов и включения света фар, датчик состояния системы стеклоочистителей, датчик нажатия на педаль тормоза, датчик положения педали акселератора, датчик состояния антиблокировочной системы торможения, датчик состояния системы автоматического переключения передач, датчик использования ремней безопасности.
Существенными признаками, общими с существенными признаками заявляемой полезной модели, являются: микро ЭВМ, блок энергонезависимой памяти данных, три микромеханических датчика угловой скорости с взаимно ортогональными осями чувствительности и три датчика угловых ускорений с взаимно ортогональными осями чувствительности (в заявляемом устройстве блок датчиков инерциальной системы навигации), два микромеханических акселерометра с осями чувствительности и третий акселерометр (в заявляемом устройстве датчик удара), приемник спутниковых навигационных сигналов (в заявляемом устройстве блок приема сигналов спутниковой системы навигации), приемопередатчик с антенной (в заявляемом устройстве блок приемо-передатчиков сотовой связи), резервный источник питания с устройством управления питанием (в заявляемом устройстве блок формирования напряжения питания с резервным источником питания), блок аналоговых датчиков и блок цифровых датчиков (в заявляемом устройстве блок сопряжения с датчиками автомобиля).
Причины, препятствующие достижению технического результата, заключаются в невозможности определения виновников и причин дорожно-транспортного происшествия из-за отсутствия датчиков и средств обработки биометрических данных о физиологическом состоянии водителя, отсутствия видеокамеры или видеорегистратора, не позволяющего зафиксировать окружающую обстановку перед и во время дорожно-транспортного происшествия, а также отсутствие часов астрономического времени для синхронизации работы всех блоков системы.
Задачей полезной модели является сокращение времени оповещения спасательных служб при дорожно-транспортном происшествии за счет введения блока усилителя голосовой связи, который передает голосовое сообщения по номеру 112, повышение достоверности определения причин и виновников дорожно-транспортного происшествия за счет введения блока приема сигналов от станции дифференциальных поправок с антенной, датчиков и средств обработки биометрических данных о физиологическом состоянии водителя, видеокамеры или видеорегистратора.
Технический результат достигается тем, что известный автомобильный регистратор дорожно-транспортных происшествий дополнительно содержит блок приема сигналов от станции дифференциальных поправок с антенной, блок астрономического времени и временной синхронизации, видеорегистратор с памятью, блок датчиков физиологического состояния водителя, блок усилителя голосовой связи, стандартный интерфейс для связи с ЭВМ, индикатор отображения состояния авторегистратора, кнопки «Экстренного вызова» и «Дополнительные функции», при этом выходы микро ЭВМ подключены к входу видеорегистратора с памятью, выходы блока приема сигналов от станции дифференциальных поправок и блока датчиков физиологического состояния водителя подключены ко входам
микро ЭВМ, вход-выход блока астрономического времени и временной синхронизации подключен к выходу-входу микро ЭВМ соответственно, к выходам микро ЭВМ подключены, блок усилителя голосовой связи, индикатор отображения состояния авторегистратора, кнопки «Экстренного вызова» и «Дополнительные функции» подключены к входу микро ЭВМ, стандартный интерфейс связи с ЭВМ подключен к входу-выходу микро ЭВМ, причем к входу блока усилителя голосовой связи дополнительно подключен микрофон для голосовой связи водителя и оператора, а к выходу подключен динамик для вывода голоса оператора в салон транспортного средства.
Для достижения технического результата в автомобильный регистратор дорожно-транспортных происшествий, включающий микро ЭВМ, подключенные к ее входам блок сопряжения с датчиками автомобиля, датчик удара, блок приема сигналов спутниковой системы навигации, блок датчиков инерциальной навигации, блок формирования напряжения питания с резервным источником питания, подключенные к входам-выходам микро ЭВМ блок приемо-передатчиков сотовой связи и блок энергонезависимой памяти, введены блок приема сигналов от станции дифференциальных поправок с антенной, блок астрономического времени и временной синхронизации, видеорегистратор с памятью, блок датчиков физиологического состояния водителя, блок усилителя голосовой связи, стандартный интерфейс для связи с ЭВМ, индикатор отображения состояния авторегистратора, кнопки «Экстренного вызова» и «Дополнительные функции», при этом выходы микро ЭВМ подключены к входу видеорегистратора, с памятью, выходы блока приема сигналов от станции дифференциальных поправок и блока датчиков физиологического состояния водителя подключены ко входам микро ЭВМ, вход-выход блока астрономического времени и временной синхронизации подключен к выходу-входу микро ЭВМ соответственно, к выходам микро ЭВМ подключены блок усилителя голосовой связи, индикатор отображения
состояния авторегистратора, кнопки «Экстренного вызова» и «Дополнительные функции» подключены к входу миро ЭВМ, стандартный интерфейс связи с ЭВМ подключен к входу-выходу микро ЭВМ, причем к входу блока усилителя голосовой связи дополнительно подключен микрофон для голосовой связи водителя и оператора, а к выходу подключен динамик для вывода голоса оператора в салон транспортного средства.
На Фигуре изображено заявляемое устройство, где
1 - Блок сопряжения с датчиками автомобиля;
2 - Датчик удара;
3 - Блок приема сигналов спутниковой системы навигации;
4 - Блок датчиков инерциальной системы навигации;
5 - Блок приема сигналов от станции дифференциальных поправок с антенной;
6 - Блок датчиков физиологического состояния водителя;
7 - Блок формирования напряжения питания с резервным источником питания;
8 - Блок астрономического времени и временной синхронизации;
9 - Микро ЭВМ;
10 - Видеорегистратор с памятью;
11 - Блок приемо-передатчиков сотовой связи;
12 - Блок усилителя голосовой связи;
13 - Блок энергонезависимой памяти;
14 - стандартный интерфейс для связи с ЭВМ;
15 - Индикатор отображения состояния авторегистратора;
16 - Микрофон для голосовой связи водителя и оператора;
17 - Динамик для вывода голоса оператора в салон транспортного средства;
18 - Кнопки «Экстренного вызова» и «Дополнительные функции».
Введение новых блоков в устройство позволяет реализовать следующие функции:
- экстренного вызова спасательных служб при аварии - передача координат ТС в транспортную кампанию в реальном масштабе времени (трекер) и/или запись пути движения транспортного средства в долговременную память (логгер);
- запись в долговременную память данных о траектории движения транспортного средства, действиях и физиологическом состоянии водителя, а также внешней обстановки вокруг транспортного средства в циклическом режиме за несколько секунд до и после дорожно-транспортного происшествия;
- передача координат ТС в транспортную кампанию в реальном масштабе времени (трекер) и/или запись пути движения транспортного средства в долговременную память (логгер).
Рассматриваемый авторегистратор дорожно-транспортных происшествий работает следующим образом. Устройство устанавливают в кабине транспортного средства таким образом, чтобы оси чувствительности трех акселерометров блока датчиков инерциальной системы навигации 4 совпадали с продольной, поперечной и вертикальной осями транспортного средства соответственно. Перед началом эксплуатации с помощью ЭВМ в энергонезависимую память записываются VIN код транспортного средства, государственные регистрационные номера транспортного средства, данные о владельце транспортного средства и др. Авторегистратор включается подачей напряжения на блок формирования напряжения питания с резервным источником питания 7. Микро ЭВМ 9 должна запускать функцию самодиагностики при каждом включении зажигания.
По запущенной программе микро ЭВМ 9 производит опрос датчиков автомобиля через блок сопряжения с датчиками автомобиля 1, через датчик удара 2, через сигналы спутниковой системы навигации, принимаемые блоком приема сигналов спутниковой системы навигации 3, через блок инерциальной системы навигации 4, через блок приема сигналов от станции дифференциальных поправок 5, через блок датчиков физиологического состояния водителя 6. Регистрация параметров транспортного средства осуществляется непрерывно в блоке энергонезависимой памяти 13 в виде информационных кадров в соответствии с программой, заложенной в микро ЭВМ 9.
Микро ЭВМ 9 формирует и выдает сигналы управления видеорегистратором с памятью 10, блоком приемо-передатчиков сотовой связи 11, блоком усилителя голосовой связи 12, блоком астрономического времени и временной синхронизации 8, индикатором отображения состояния прибора 15. Кроме того, микро ЭВМ 9 осуществляет обмен данными с блоком астрономического времени и временной синхронизации 8, с интерфейсом стандартным для связи с ЭВМ 14, с блоком приемопередатчиков сотовой связи 11.
В блок энергонезависимой памяти 13 записываются следующие данные:
- параметры поведения водителя (включение тормоза, включения задней передачи, включения сигналов поворотов, угла поворота рулевого колеса и т.д.);
- параметры поведения транспортного средства (координаты, проекции ускорений по трем ортогональным осям, проекции угловых скоростей по трем осям, линейная скорость);
- биометрические данные о физиологическом состоянии водителя (пульс, положение головы, глаз и др.);
- точное астрономическое время.
Функция вызова экстренных служб при аварии. В случае возникновения аварийной ситуации, определяемой программой микро ЭВМ 9, т.е. когда величина результирующего ускорения датчика удара (трехосевого акселерометра) , где Ax, Ay, Az - ускорения по осям X, Y, Z, превысит нормированный уровень, формируется посылка пакета минимального набора данных в блок приемо-передатчиков сотовой связи 11, который передает пакет в виде SMS сообщения по номеру 112. Таким образом фиксируется факт дорожно-транспортного происшествия. Пакет минимального набора данных содержит следующие параметры: координаты транспортного средства при ударе, величину результирующего ускорения и др. Водитель может нажать на кнопку «экстренного вызова» или «дополнительные функции» 18 и послать сигнал прерывания в микро ЭВМ 9, которая включит микрофон для голосовой связи водителя и оператора 16, блок усилителя голосовой связи 12 и динамик для вывода голоса оператора в салон 17 для установления голосовой связи между оператором спасательной службы и водителем.
Функция авторегистратора дорожно-транспортного происшествия. При включении ключа зажигания бортовое питание автомобиля подается на блок формирования напряжения питания с резервным источником питания 7. Происходит запуск микро ЭВМ 9 программы сброса и установки даты и астрономического времени в видеорегистраторе с памятью 10 от блока астрономического времени и временной синхронизации 8, а также его включение в режиме записи. Далее по программе микро ЭВМ 9 производит опрос следующих компонентов устройства: датчиков автомобиля (включение тормоза, задней передачи, сигналов поворота, угла поворота рулевого колеса, скорости) через блок сопряжения с датчиками автомобиля 1, датчика удара 2, блока приема сигналов спутниковой системы навигации 3, блока датчиков инерциальной системы навигации 4, блока приема сигналов от станции дифференциальных поправок 5, блока датчиков физиологического состояния водителя 6. Затем микро ЭВМ 9 производит расчет координат, скорости транспортного средства и формирует пакет данных (параметров) для записи в бок энергонезависимой памяти 13. Запись пакетов данных в блок энергонезависимой памяти 13 осуществляется с частотой, задаваемой программой в циклическом режиме, когда время цикла или количество записываемых пакетов N ограничено, т.е. N+1 пакет записывается в памяти на место 1. Таким образом, в памяти будут всегда хранится последние пакеты данных. В случае дорожно-транспортного происшествия, когда величины ускорений Ax, Ay, Az превысят установленную программой норму, т.е. микро ЭВМ 9 зафиксирует факт дорожно-транспортного происшествия, начнет формировать М пакетов данных и записывать их в другую область блока энергонезависимой памяти 13. Следовательно, в блоке энергонезависимой памяти 13 будут храниться данные о состоянии транспортного средства и водителя до и после аварии. Если после аварии авторегистратор дорожно-транспортного происшествия будет в работоспособном состоянии, то заинтересованные службы (дорожно-постовая служба, страховые и транспортные компании) могут сосчитать пакеты данных из блока энергонезависимой памяти 13 через интерфейс стандартный для связи с ЭВМ 14 в персональную ЭВМ. Эти данные и видеофайлы видеорегистратора, хранящиеся в собственной памяти видеорегистратора, необходимы для воспроизведения объективной картины дорожно-транспортного происшествия.
Функция трекера и/или логгера. Этот режим похож на режим авторегистратора дорожно-транспортного происшествия, только информация о траектории движения транспортного средства (координаты, скорость и ускорения) и состоянии водителя и транспортного средства будет записываться не только в блок энергонезависимой памяти 13 (функция логгера), но и, используя блок приемо-передатчиков сотовой связи 11, будет передаваться на сервер транспортной компании, где на мониторе персонального компьютера можно отследить траекторию движения транспортного средства и действия водителя при перевозке пассажиров или грузов.
Показатели смертности при авариях говорят о том, что время реагирования на дорожные происшествия велико, помощь запаздывает, и большая часть людей погибает до прибытия экстренных оперативных служб. Поэтому требуется применение мобильных устройств сотовой связи, которые в случае аварии в автоматическом режиме передают сигнал «SOS» по номеру 112 службам экстренного реагирования с указанием точных координат и тяжести аварии.
Использование таких устройств совместно со спутниковой навигацией позволяет решать задачи контроля за передвижением транспорта.
Таким образом, полезная модель выполняет следующие функции:
- обрабатывает приходящие со спутниковых систем сигналы, корректирует их с учетом информации, получаемой от подсистемы автономной инерциальной навигации и от сети станций дифференциальных поправок;
- принимает, обрабатывает и записывает сигналы, приходящие от датчиков транспортного средства, а также информацию от аудио и видео устройств (видеокамер);
- отслеживает параметры движения транспортного средства, фиксирует факт аварии и классифицирует ее тяжесть;
- передает в службу спасения сообщения о координатах дорожно-транспортного происшествия и тяжести аварии, используя сотовую связь;
- отслеживает физиологическое состояние водителя и в случае отклонения биометрических показателей от нормы информирует об этом водителя;
- передает в диспетчерские службы транспортных компаний через систему сотовой связи параметры движения транспортного средства (координаты и скорость) для мониторинга и контроля за передвижением транспорта с важными или опасными грузами, т.е. реализует функцию трекера;
- передает данные по запросу дорожно-постовой службы через стандартный интерфейс в зашифрованном коде.