Транспортное средство, оснащенное системой оценки состояния водителя

Полезная модель относится области транспорта, в частности к аспектам безопасности транспортных средств, а именно к транспортному средству, оснащенному системой оценки состояния водителя.
На сегодняшний день многие транспортные средства оснащены различными системами оценки состояния, в первую очередь связанные с определение концентрации алкоголя в выдыхаемом возрасте, а также связанные с контролем бодрствования водителя в дороге.
Так, известно устройство определения концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе для блокировки движения транспортного средства (патент RU123165, опубл. 20.12.2012). Данное устройство содержит узел анализа выдыхаемой воздушной пробы (ВВП) и оценки концентрации алкоголя в ней, содержащий воздуховод, в котором установлен датчик паров алкоголя, датчик давления, первый усилитель, первый датчик температуры, коммутатор аналоговых сигналов, два аналого-цифровых преобразователя, преобразователь «ток-напряжение», устройство забора воздушной пробы (УЗВП), блок управления и обработки измерений, блок ввода информации оператором, блок отображения информации, первый блок хранения информации и первый блок связи с компьютером. Также данное устройство оснащено узлом блокировки движения транспортного средства, содержащим блок управления информацией о результатах анализа ВВП.
Известно транспортное средство и способ его автономного управления (патент RU2644998, опубл. 15.02.2018). Такоетранспортное средство с системой автоматического управления, функционирующей в режимах настройки, активного вождения, безопасной остановки и реагирования на чрезвычайную ситуацию. В режиме активного вождения транспортное средство автоматически двигается по маршруту, заданному в режиме настройки. Система обнаружения водителя обнаруживает присутствие водителя на водительском сиденье и контролирует его физиологическое состояние. Режим активного вождения не запускается до тех пор, пока на водительском сиденье не будет обнаружен водитель и его физиологическое состояние не совпадет с заранее заданным нормальным состоянием. В режиме активного вождения производится отсчет времени, в течение которого не обнаружено присутствия водителя. В случае превышения первого порогового значения времени водителю направляют сообщение о том, что режим активного вождения может быть завершен. При превышении второго порогового значения времени завершают режим активного вождения и запускают режим безопасной остановки. В режиме активного вождения полученную информацию о физиологическом состоянии водителя сравнивают с заранее заданным критическим состоянием и в случае совпадения данных значений завершают режим активного вождения с последующим запуском режима реагирования на чрезвычайную ситуацию.
Известно устройство для обнаружения опасного состояния у водителя в транспортном средстве (патент RU2606656, опубл. 10.01.2017). При обнаружении опасного состояния у водителя в транспортном средстве с помощью интерфейса распознавания голоса принимают от водителя первый звуковой сигнал, представляющий собой одно слово, когда водитель не находится в опасном состоянии. На основании первого звукового сигнала определяют с помощью устройства сопряжения транспортного средства первое общее время, затрачиваемое на произнесение одного слова. С помощью электронных средств в течение заранее заданного периода времени предлагают водителю произнести одно слово, чтобы определить состояние водителя. В течение заранее заданного периода времени принимают второй звуковой сигнал от водителя, представляющий собой одно слово. С помощью устройства сопряжения транспортного средства на основании второго звукового сигнала определяют второе общее время, затраченное на произнесение. Сравнивают первое общее время со вторым общим временем, чтобы определить, находится ли водитель в опасном состоянии. Предложены также устройства обнаружения опасного состояния водителя. Достигается определение опасного состояния водителя.
Известна система блокировки зажигания автомобилей с трансдермальным датчиком алкоголя (заявка US2006237252, опубл. 26.01.2006). Данная система включает в себя анализатор дыхания, датчик трансдермального алкоголя, сконфигурированный для ношения водителем транспортного средства, и контроллер, оперативно связанный с анализатором дыхания, датчиком трансдермального алкоголя и системой зажигания транспортного средства. Датчик трансдермального алкоголя предназначен для ношения водителем транспортного средства и предназначен для обнаружения алкоголя через кожу оператора транспортного средства.
Известна система блокировки для измерения трезвости потенциального оператора моторизованного устройства (заявка US2007144812, опубл. 28.06.2007), которая соединена с пусковым механизмом упомянутого моторизованного устройства. Система блокировки включает в себя телефонную трубку, управляемую микропроцессором, базовый блок и фотографическое устройство. Фотографическое устройство облегчает процесс идентификации человека, проходящего тест, делая по крайней мере два последовательных снимка, один до и один во время теста, что делает возможным просмотр материалов контролирующим лицом или учреждением. Кроме того, повторные испытания методом качения используются в случае, если моторизованному устройству разрешено включиться и работать, а также для повторной проверки содержания алкоголя в крови человека, работающего с указанным устройством, и подтверждения его личности во время указанного испытания с помощью указанного фотографического устройства.
Недостатком вышеприведенных технических решений является их высокая сложность исполнения и относительно низкое удобство для водителя. Это обусловлено громоздкостью и сложностью прохождения процедуры оценки состояния для водителей. Также к одному из минусов данных систем следует отнести низкую эффективность оценки состояния водителя в ночной время (кроме сложной и неудобной для водителя системы с трансдермальным датчиком по заявке US2006237252), обусловленное отсутствием возможности корректной съемки в темноте без создания излишеного дискомфорта водителю за счет дополнительной подсветки.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является транспортное средство, оснащенное системой оценки состояния с алкотестером для блокировки зажигания (патент US7934577, опубл. 03.05.2011), которая включает в себя портативное устройство, содержащее топливный элемент, миниатюрное самокалибрующееся устройство для проверки, что позволяет избежать необходимости проведения калибровочных испытаний в течение 30, 60 и 90 дней. Изобретение также относится к различным усовершенствованиям вмешательства или обхода, которые можно использовать отдельно или в сочетании с улучшением самокалибровки, включая камеры для записи водителя, дающего образец дыхания, и для проверки местоположения водителя в транспортном средстве. В частности, в патенте описано использование в таких системах камер с инфракрасной подсветкой. Данное техническое решение принято за прототип.
Недостатком прототипа можно назвать относительно низкое удобство для водителя и невозможность для оценки состояния водителя в дороге. Это обусловлено выполнением элементов в одном корпусе и предназначением для оценки состояния до запуска двигателя. Несмотря на возможность оценки состояния в темное время суток за счет применения инфракрасной подсветки, что является преимуществом системы перед аналогичными, её функциональные возможности недостаточны для комплексной оценки состояния и повышения безопасности движения.
Технической проблемой является необходимость разработки транспортного средства, оснащенного системой оценки состояния водителя и лишенного вышеописанных недостатков.
Техническим результатом является повышение безопасности движения.
Технический результат достигается тем, что в транспортном средстве, оснащенном системой оценки состояния водителя, включающей модуль управления системы с элементами беспроводной связи, связанный с бортовой системой питания и бортовым компьютером транспортного средства, который связан с двигателем транспортного средства, при этом система также включает камеру с инфракрасной подсветкой и алкотестер, согласно полезной модели модуль управления системы, камера с инфракрасной подсветкой и дисплеем, а также алкотестер расположены в разных отдельных модулях, каждый из которых оснащен элементами беспроводной связи, при этом камера с инфракрасной подсветкой и дисплеем интегрирована в один модуль с салонным зеркалом транспортного средства, кроме того, камера расположена выше зеркала с возможностью изменения положения относительно зеркала в двух плоскостях, а дисплей встроен в зеркало.
В наиболее предпочтительном варианте реализации полезной модели в качестве элементов беспроводной связи используются модули Bluetooth или WIFI-модули.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена блок-схема устройства, на фиг. 2 представлен модуль салонного зеркала в сборе, на фиг. 3 и фиг. 4 представлен модуль салонного зеркала с разнесением частей в пространстве, на фиг. 5 представленный альтернативный вариант модуля салонного зеркала, на фиг. 6 представлен шарнирный узел альтернативного варианта модуля салонного зеркала с разнесением частей в пространстве, а на фиг. 7 представлена блок-схема альтернативного варианта реализации устройства.
Транспортное средство 1, оснащенное системой оценки состояния водителя, включает модуль управления 2 системы с элементами беспроводной связи, связанный с бортовой системой питания 3 и бортовым компьютером 4 транспортного средства 1, который связан с двигателем транспортного средства 1. Также транспортное средство содержит модуль салонного зеркала 5 и модуль алкотестера 6. В некоторых вариантах реализации модуль салонного зеркала 5 и модуль алкотестера 6 могут соединены одной из сборочных операций и представлять собой один модуль (как это показано на фиг. 5), такая система является наиболее компактной и удобной.
Модуль салонного зеркала 5 включает корпус 7 с элементом крепления (не показан на чертежах) к транспортному средству 1. Предпочтительно элемент крепления корпуса к транспортному средству 1 представляет собой кронштейн с вакуумной присоской, обеспечивающий возможность изменения положения корпуса по отношению к поверхности, к которой он прикреплен, в двух плоскостях. В корпусе 7 закреплено зеркальное стекло 8. Внутри зеркального стекла 8 выполнено окно для дисплея 9. Также дисплей 9 может быть расположен за зеркальным стеклом 8 (аналогично прототипу). Внутри корпуса расположен модуль управления 10, с которым связан дисплей 9. В верхней части корпуса 7 расположен шарнирный узел, включающий часть 11, неподвижно закрепленную на корпусе 7 (на его верхней части) и часть 12 неподвижно закрепленную на отдельном корпусе 13 камеры 14. В отдельном корпусе расположена камера 14 с инфракрасной подсветкой (не показана на чертежах), динамик 15 и микрофон 16. Шарнирный узел выполнен таким образом, чтобы корпус 13 камеры 14 мог изменять положение относительно корпуса 7 в двух плоскостях, предпочтительно в вертикальной и горизонтальной. В наиболее предпочтительном варианте исполнения полезной модели шарнирный узел оснащен по меньшей мере двумя электроприводами (не показаны на чертеже), связанными с модулем управления 10. Модуль управления 10 представляет собой ЭВМ, выполняющую основные функции модуля салонного зеркала, а именно вывод сообщений на дисплей 9 и в динамик 15, обработка входных аудиоданных с микрофона 16 и видеоданных с камеры 14, регулировка инфракрасной подсветки камеры 14. В предпочтительном варианте шарнирный узел оснащен по меньшей мере двумя электроприводами, связанными с модулем управления 10. Также модуль управления 10 может быть оснащен различными процессорами для аналитики видео- и аудиопотоков, а также модулями беспроводной связи (например Bluetooth). Также в некоторых вариантах реализации к корпусу 13 может быть прикреплен компактный алкотестер с модулем беспроводной связи (не показан на чертежах). В наиболее предпочтительном варианте реализации полезной модели использовано зеркал с дисплеем vdr-2u (SWAT, Китай), а корпус 7 выполнен из полиуретанового пластика. Все компоненты полезной модели предпочтительно устанавливаются в транспортное средство сборочными операциями на заводе-изготовителе.
Модуль алкотестера 6 включает корпус, закрепленный внутри салона траспортного средства 1, и алкотестер. Алкотестер соединен с бортовым компьютером 3 через провод, однако возможен вариант оснащения алкотестера модулем беспроводной связи для наибольшей мобильности и эргономичности полезной модели.
Также предпочтительный вариант реализации подразумевает, что в шарнирном узле нижняя часть 11 неподвижно соединена с корпусом 7 и содержит круглую полость с круглым пазом внизу, в который вставлен круглый ответный элемент верхней части 12 с нижним бортом, при этом диаметр круглого элемента соответствует диаметру круглой полости, а диаметр паза соответствует диаметру борта. Такое простое и прочное соединение обеспечивает вращение камеры 13 в горизонтальной плоскости. Также в предпочтительном варианте на круглом элементе верхней части 12 расположено два шарнира, связанные с камерой 13 и обеспечивающие её вращение в вертикальной плоскости. Вышеуказанные элементы соединены плотно и предусматривают возможность вращения только с приложением физического усилия, при этом элементы остаются неподвижными в процессе стандартной эксплуатации транспортного средства (с учетом вибраций и т.д.).
Заявляемая полезная модель работает следующим образом.
При включении бортового компьютера 3 транспортного средства 1 модуль управления 2 включает модули салонного зеркала 5 и модули алкотестера 6. При этом модуль управления 2 получает питания от бортовой системы питания 3. Модуль управления 10 включает дисплей 9 и выводит сообщение о необходимости поворота корпуса 13 камеры 14 таким образом, чтобы было отчетливо видно лицо водителя. При наличии электроприводов в шарнирном узле корпус 13 камеры 14 поворачивается автоматически. Также возможно дублирование сообщений в аудиоформате за счет динамика 15. В некоторых вариантах реализации системы для оценки состояния водителя предусмотрен анализ речи водителя, который осуществляется за счет микрофона 16 и соответствующего программного обеспечения в модуле управления 10 или в модуле управления 2. При необходимости модуль управления 10 может включать и регулировать инфракрасную подсветку камеры 14. Также модуль управления 10 отправляет на дисплей 9 (может дублироваться аудиосообщением через динамик 15) сообщения о необходимости проверки с помощью алкотестера 6. После прохождения всех проверок модуль управления 2 отправляет соответствующий сигнал на бортовой компьютер 3 транспортного средства 1 и двигатель транспортного средства 1 запускается. При движении возможны повторные проверки с анализом аудио и/или видеопотоков. В предпочтительном варианте изначально происходит идентификация водителя и только после осуществляется оценка его состояния.
Заявляемая полезная модель успешно опробована на нескольких транспортных средствах и обеспечивает повышение удобства эксплуатации транспортного средства, оснащенного системой оценки состояния водителя, при одновременном повышении эффективности работы такой системы.