ВИДЕО КОНТРОЛЬ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ Российский патент 2016 года по МПК G08B23/00 

Изобретение относится к устройствам, которые исключают поездку водителя, находящегося в состоянии алкогольного или наркотического опьянения, а во время поездки обеспечивают контроль за пограничным или близким ко сну состоянием водителя, вызванным как усталостью, так и внезапным болезненным состоянием, а также при произошедшем дорожно-транспортном происшествии уведомляют о произошедшем событии систему безопасности на транспорте «Эра ГЛОНАСС».

Известно устройство под названием видеорегистратор, информация о котором размещена в Интернете (www.ssm-rostov.ru asv-rf03m-sd, опубл. 20.05.2009) /1/, которое обеспечивает видеозапись событий. Данное устройство имеет в своем составе камеру, которая производит видео запись на накопитель. Данное устройство производит только запись и не обеспечивает оперативного контроля происходящих событий, обеспечивая просмотр и последующий анализ сделанной ранее записи. Существенный недостаток данного устройства заключается в том, что событие и принятие решений по данному событию разнесено во времени.

Известно устройство под названием «Скрытый регистратор несанкционированного доступа на объект или его локальные зоны» (RU 104751, МПК G08B 13/00, опубл. 20.05.2011) /2/. Скрытый регистратор несанкционированного доступа на объект или его локальные зоны, содержащий корпус, микрофон, дисплей, клавиатуру, память, сенсор, акселерометр и процессор, который своими портами соединен соответственно с микрофоном, с дисплеем, с клавиатурой, с памятью, с сенсором и с акселерометром, а также с видеомодулем и модулем часов реального времени. При этом процессор функционирует по программе, обеспечивающей возможность обработки сигналов, поступающих с видеомодуля, с детекцией по ним наличия движения физических лиц и/или предметов в контролируемой зоне. Для автоматической активации режима регистрации данных с синхронной записью в память сигналов микрофона, видеоданных, получаемых с узла видеомодуля, даты и времени, считываемых с узла модуля часов реального времени, поддержки высокочувствительного режима работы узла видеомодуля для съемки в условиях с недостаточным освещением и функции высокоскоростной съемки для четкой фиксации динамичных объектов, формирования в памяти цифровых образов внешнего вида (лиц людей) и поддержки технологии распознавания лиц в кадре по сигналам, поступающим с узла видеомодуля.

К недостаткам устройства следует отнести следующее: ограниченные возможности интеллектуальной составляющей устройства, не позволяющие обеспечивать решение поставленных задач - программное обеспечение и имеющиеся технические средства позволяют фиксировать лицо водителя, но не обеспечивают принятие решения по полученным результатам.

Известно устройство METHOD AND SYSTEM FOR DETECTING THE OPEN OR CLOSED STATE OF THE EYES OF A FACE (WO 2010136376, МПК G06K 9/00, B60W 40/08, G08B 21/06, опубл. 2010-12-02) /3/. Метод обнаружения открытого или закрытого состояния, по крайней мере, одного глаза лица, включая сам процесс обнаружения глаза лица этой системой. Метод включает обнаружение вертикальных контуров глаза и определение открытого или закрытого состояния глаза на основе обнаруженных вертикальных контуров.

С этой целью устройство включает в себя средства для обнаружения глаз лица, которые способны выделять местоположение глаз на лице, а также средства для обнаружения пикселов вертикального контура глаз, которые выделяют вертикальный контур глаз и средства, которые способны определить состояние обнаруженного глаза - открыт он или закрыт.

Устройство нашло применение в фотографии, где оно обеспечивает фотографирование в те моменты, когда глаза снимаемого открыты. К недостаткам данного устройства следует отнести следующее - оно позволяет определять те моменты времени, когда глаза открыты, но не позволяет определить частоту мигания глаз и поэтому не может быть использовано при определении состояния водителя.

Известно устройство Inattention determining apparatus (EP 2402201, В60K 28/00, опубл. 2012-01-04) /4/. В состав устройства включена камера, которая крепится на приборной панели транспортного средства, таким образом, чтобы захватывать изображение лица водителя. Камера может обеспечивать изображение лица водителя как в видимой, так и в инфракрасной области. Устройство обеспечивает систему определения направления взгляда водителя, которое обнаруживает направление взгляда и начинает отсчет времени, измеряемой от момента, когда направление взгляда отклоняется от предопределенного направления и становится временем невнимания. Устройство решает, что водитель невнимателен, если время невнимательности равно или больше, чем предопределенное (среднестатистическое) время. К недостаткам устройства относится то, что оно обеспечивает определение времени, когда водитель отвлекся от наблюдения за ситуацией на дороге и не обеспечивает определения усталости водителя.

Известно устройство DROWSINESS ASSESSMENT DEVICE AND PROGRAM (EP 2410501, G08B 21/06, опубл. 2012-01-25) /5/. Работа устройства основана на выделении области глаз водителя из изображения лица водителя, получаемого с камеры, закрепленной в кабине. Далее, устройство производит определение открытости глаза, для чего используется пороговое значение, в котором определяется его открытость, когда глаз полностью открыт на 100%, а когда закрыт как 0%, и являющийся, скажем, приблизительно 50%, когда в полуоткрытом, сонливом состоянии. Для этого компьютер оборудован центральным процессором, памятью RAM и ROM, снабженным программой для того, чтобы выполнить рутинную работу по обработке информации и вычислению порогового значения, в котором блок (извлечения области глаза) выделяет картинку глаза водителя, из изображения его лица; и блок (обнаружения открытости глаза), используя заданное закрытое глазное пороговое значение и заданное открытое глазное пороговое значение. Конфигурация может быть сделана такой, что расстояние разделения между верхним веком и нижним веком определяется как открытость глаза.

К недостаткам устройства относится следующее: поскольку уровень порога разных людей индивидуален, то необходимо обрабатывать большой объем информации, чтобы с достаточно большой долей вероятности можно было четко определить открытость или закрытость глаза.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению относится видеорегистратор состояний (RU 113047, МПК G08B 23/00, опубл. 27.01.2012) /6/, принимаемый за прототип. Видеорегистратор состояний, содержащий корпус, память, акселерометр и процессор, а также модуль часов реального времени, содержащий дополнительный низкочастотный разъем для подключения дополнительного аккумулятора, низкочастотный разъем для подключения бортового питания 12-24 В, первый стабилизатор на 4,3 В, второй стабилизатор питания на 3,3 В, обеспечивающий питанием сигнальный DSP процессор и процессор, внешние световой и звуковой раздражители в виде нескольких импульсных источников света и пьезоэлектрический излучатель, соединенный с устройством через порты входа/выхода RS-232 и фотодиод, определяющий наступление темного времени суток.

Недостатком устройства-прототипа является:

1. Невысокая точность определения исходного состояния водителя, объясняемая тем, что устройство инерционно, поскольку должно накопить определенное количество информации, после чего возможна стабильная работа устройства.

2. В случае алкогольного или наркотического опьянения, а также при наступлении пограничного или близкого ко сну состояния водителя, устройство не может информировать о потенциально опасном состоянии наблюдающие органы, такие как, например, российская система безопасности на транспорте «Эра ГЛОНАСС» /7/ или ее зарубежный аналог - система «eCall».

3. Помимо этого, устройство не может оперативно, в случае произошедшего с транспортным средством дорожно-транспортного происшествия, информировать о местоположении систему безопасности на транспорте «Эра ГЛОНАСС» или ее зарубежный аналог - систему «eCall».

Задача, решаемая настоящим изобретением, заключается в точном определении состояния приступающего к работе, и в случае определения состояния алкогольного или наркотического опьянения автоматически формируется сообщение как о состоянии водителя, так и о местонахождении транспортного средства. Эта информация в реальном времени передается по каналам сотовых операторов, в систему безопасности на транспорте «Эра ГЛОНАСС» или «eCall». Помимо этого, если во время движения транспортного средства устройство определит, что водитель находится в пограничном или близком ко сну состоянии, которое может быть вызвано как утомлением, так и внезапным болезненным состоянием, то устройство автоматически формирует тревожное сообщение, передаваемое по каналам системы безопасности на транспорте «Эра ГЛОНАСС» или «eCall». В случае произошедшего дорожно-транспортного происшествия (столкновения) информация о силе удара, полученная от акселерометра, обрабатывается в одноплатной микроЭВМ и, в случае превышения «допустимого» уровня удара, формируется и передается сообщение с кодом 112. В свою очередь система безопасности на транспорте «Эра ГЛОНАСС» или «eCall» передает эту информацию на ближайший полицейский пункт ДПС. Одновременно формируется и передается контролирующий звуковой запрос о состоянии участников произошедшего дорожно-транспортного происшествия.

Это происходит, в зависимости от ситуации, по нескольким алгоритмам. Но во всех случаях общим является введение в постоянную память устройства информации, содержащую электронное фото как водителя, так и лиц, разрешенных для управления транспортным средством. На транспортном средстве в кабине устанавливается USB видеокамера устройства таким образом, чтобы обеспечивать обзор лица водителя. Полученный с USB видеокамеры сигнал поступает в одноплатную микроЭВМ, в которой полученный сигнал обрабатывается в соответствии с заложенным программным обеспечением и, при совпадении определенных (реперных) точек на цифровом фото и лице, сидящего перед камерой, подтверждается аутентичность водителя фотографии. Если водитель находится в состоянии алкогольного или наркотического опьянения, то он не сможет пройти данную процедуру, поскольку она (процедура) занимает порядка 10 секунд, во время которых требуется неподвижно смотреть в видеокамеру. По факту непрохождения процедуры формируется тревожное сообщение, которое по каналам системы безопасности на транспорте «Эра ГЛОНАСС» передается на ближайший патрульный автомобиль полиции с указанием местоположения и регистрационного номера данного транспортного средства.

Указанный технический результат достигается за счет того, что видеорегистратор состояний, содержащий корпус, память, акселерометр, низкочастотный разъем для подключения бортового питания 12-24 В, источника питания напряжения 4,3 В, второй стабилизатор питания на 3,3 В, внешние световой и звуковой раздражители в виде нескольких импульсных источников света и пьезоэлектрический излучатель, каждый из которых соединен с устройством через свои порты ввода/вывода и фотодиод, определяющий момент включения инфракрасного светодиода, согласно изобретению в устройство вводится приемник спутниковой навигации ГЛОНАСС/GPS/GALILEO, ГЛОНАСС/GPS/GALILEO антенна, разъем для подключения ГЛОНАСС/GPS/GALILEO антенны, порт ввода-вывода стандартного интерфейса UART для обмена данными, USB видеокамера, одноплатная микроЭВМ, GSM/GPRS модем, SIM карта, а также разъем и антенна GSM, что обеспечит работу устройства в глобальной системе мобильной связи GSM с использованием технологии пакетной передачи данных GPRS. Это позволит устройству осуществить мониторинг транспортного средства - информировать о его местонахождении систему безопасности на транспорте «Эра ГЛОНАСС» или «eCall». Также устройство снабжено USB входами, обеспечивающими как ввод видеоинформации, так и обмен информацией с внешними устройствами, через которые осуществляется ввод электронного фото. Помимо этого устройство снабжено тревожной кнопкой и микшером, для подключения гарнитуры, обеспечивающей адаптацию к требованиям системы безопасности на транспорте «Эра ГЛОНАСС» и слотом для ввода карты водителя. При этом, выход разъема входного напряжения бортового питания 12-24 В подключен ко входу источника питания напряжения 4,3 В, а выход источника питания 4,3 В объединен в общую шину, к которой подключены входы питания стабилизатора напряжения 3,3 В, фотодиода, акселерометра, портов USB ввода 1 и 2, порты ввода/вывода, одноплатной микроЭВМ, модема GSM, слота карты водителя, микшера, тревожной кнопки и памяти. Одноплатная микроЭВМ связана с памятью, а также соединена с портами ввода/вывода, с выходами акселерометра, фотодиода, слота карты водителя, с микшером и тревожной кнопкой, через USB вход подается информация от USB видеокамеры, а через второй USB вход осуществляется связь с внешними устройствами. Также одноплатная микроЭВМ подключена к порту ввода-вывода стандартного интерфейса UART, соединенного с модемом GSM/GPRS, а через него и через разъем GSM и с антенной GSM, со вторым портом ввода-вывода стандартного интерфейса UART нагруженного на модуль приемника спутниковой навигации ГЛОНАСС/GPS/GALILEO. Выход питания блока стабилизатора напряжения 3.3 В соединен со входом питания приемника спутниковой навигации ГЛОНАСС/GPS/GALILEO и через разъем подключения ГЛОНАСС/GPS/GALILEO антенны подает питание на антенну ГЛОНАСС/GPS/GALILEO.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство видеоконтроля функционального состояния содержит блок питания 4,3 В 1, соединенный входом питания с выходом разъема подключения бортового питания 12-24 В 2, а выходом к входу питания одноплатной микроЭВМ 8, которая подключена к акселерометру 24, к USB первому входу 3, к USB второму входу 6, к фотодиоду 7, к слоту карты водителя 5, к выходу памяти 13, к выходу микшера и тревожной кнопки 9. Одноплатная микроЭВМ 8 соединена с портом ввода-вывода стандартного интерфейса UART 10 GSM/GPRS модема 15, который через разъем GSM 17 соединен с антенной GSM 16, GSM/GPRS модем 15 подключен к SIM-карте 12, которая необходима для аутентификации устройства в GSM сети. Одноплатная микроЭВМ 8 соединена с портом ввода-вывода стандартного интерфейса UART 11 приемника спутниковой навигации 14, который через разъем подключения ГЛОНАСС/GPS/GALILEO антенны 19 соединен с ГЛОНАСС/GPS/GALILEO антенной 20. Источник питания напряжения 4,3 В 1 нагружен на питающие входы устройств 3, 5, 6, 7, 9, 13, 15, 18, 21, 22, 23, 24. Стабилизатор напряжения 18 подает напряжение питания через разъем ГЛОНАСС/GPS/GALILEO 19 на антенну ГЛОНАСС/GPS/GALILEO 20, которая передает на приемник ГЛОНАСС/GPS/GALILEO 14 сигналы с видимых спутников группировки ГЛОНАСС/GPS/GALILEO. Приемник ГЛОНАСС/GPS/GALILEO 14, по данным из стандартного протокола NMEA, производит вычисление географических координат объекта и передает информацию о местоположении, скорости и времени, через порт ввода-вывода стандартного интерфейса UART 11 на одноплатную микроЭВМ 8, в которой происходит накопление информации и синхронизация со временем UTC. С акселерометра 24 на одноплатную микроЭВМ 8 приходит информация, в которой преобразуется в виде пройденного пути, скорости и, по сути, является дублирующей информацией, получаемой с приемника ГЛОНАСС/GPS/GALILEO 14 спутниковой навигации. Через порт ввода-вывода стандартного интерфейса UART 10, обработанный в одноплатной микроЭВМ 8 навигационный сигнал, подается на модем GSM/GPRS 15, откуда, через разъем GSM 17, попадает на антенну GSM 16. Антенна GSM 16 передает сигналы в GSM сеть, при этом SIM-карта 12 определяет оператора GSM сети. Навигационный сигнал, сформированный по данным от спутниковой группировки ГЛОНАСС/GPS/GALILEO, передается по каналам системы безопасности на транспорте «Эра ГЛОНАСС» или «eCall» в следующих случаях:

A) при невозможности идентификации личности водителя, вызванной алкогольным или наркотическим опьянением или отсутствием его электронного фото в разрешенной базе данных;

Б) при наступлении пограничного или близкого ко сну состоянии водителя;

B) при получении одноплатной микроЭВМ сигнала от акселерометра, превышающего критический, «допустимый» уровень удара при дорожно-транспортном происшествии (ДТП).

Слотом для карты водителя может воспользоваться полицейский при эвакуации транспортного средства, при этом он также подвергается процедуре определения состояния, и помимо этого его фото (фрейм) передается по каналам системы безопасности на транспорте «Эра ГЛОНАСС» или «eCall», как фото потенциального угонщика. Применяемая в устройстве система определения состояния выполняет еще и дополнительную функцию системы безопасности, не позволяющей управлять транспортным средством лицу, не внесенному в электронную базу разрешенных лиц для управления данным транспортным средством.

Изобретение относится к системам обеспечения безопасности дорожного движения. Технический результат: автоматическое формирование и передача тревожного сообщения о состоянии водителя и местонахождении транспортного средства. Одноплатная микроЭВМ 8, получая видеоинформацию от USB видеокамеры 4, сравнивает полученный сигнал с электронным фото лиц, разрешенных для управления транспортным средством, внесенных в память устройства 13. В случае невозможности идентификации личности водителя, как в случае вызванной алкогольным или наркотическим опьянением, также и при отсутствии его электронного фото в разрешенной базе данных - в одноплатной микроЭВМ 8 формируется тревожное сообщение, которое через модем GSM/GPRS 15, информирует об этом систему безопасности на транспорте «Эра ГЛОНАСС» или «eCall». 1 ил.

Устройство видеоконтроля функционального состояния водителя, состоящее из блока питания 4,3 В, входного разъема бортового питания 12-24 В, второго стабилизатора питания на 3,3 В, памяти для приема и сохранения данных, внешние световой и звуковой раздражители в виде нескольких импульсных источников света и пьезоэлектрический излучатель, соединенный с устройством через порты входа/выхода RS-232, акселерометр и фотодиод, определяющий наступление темного времени суток, отличающееся тем, что в него введены приемник спутниковой навигации ГЛОНАСС/GPS/GALILEO, ГЛОНАСС/GPS/GALILEO антенна, разъем для подключения ГЛОНАСС/GPS/GALILEO антенны, порт ввода-вывода стандартного интерфейса UART для обмена данными, USB видеокамера, одноплатная микроЭВМ, GSM/GPRS модем, SIM-карта, а также разъем и антенна GSM, также устройство снабжено USB входами, помимо этого устройство снабжено тревожной кнопкой и микшером, для подключения гарнитуры, при этом выход разъема входного напряжения питания соединен с входом блока питания 4,3 В, выход питания которого подключен к входам питания блока стабилизатора напряжения 3,3 В, входам питания USB входа 1 и входа 2, одноплатной микроЭВМ, фотодиода, памяти, портов ввода/вывода RS-232, модема GSM/GPRS, акселерометра, слота карты водителя, микшера и тревожной кнопки, одноплатная микроЭВМ связана с памятью, а также соединена с портами ввода/вывода RS-232, с выходами акселерометра, фотодиода, слота карты водителя, с микшером и тревожной кнопкой, через USB вход подается информация от USB видеокамеры, а через второй USB вход осуществляется связь с внешними устройствами, также одноплатная микроЭВМ подключена к порту ввода-вывода стандартного интерфейса UART, соединенного с модемом GSM/GPRS, а через него и через разъем GSM и с антенной GSM, со вторым портом ввода-вывода стандартного интерфейса UART нагруженного на модуль приемника спутниковой навигации ГЛОНАСС/GPS/GALILEO, а выход питания блока стабилизатора напряжения 3.3 В соединен со входом питания приемника спутниковой навигации ГЛОНАСС/GPS/GALILEO и через разъем подключения ГЛОНАСС/GPS/GALILEO антенны подает питание на антенну ГЛОНАСС/GPS/GALILEO.