Способ предотвращения столкновения транспортного средства с другим участником движения Российский патент 2021 года по МПК B60W30/08 B60W30/09 G08G1/16 H04W4/40 

[001] Область техники

[002] Изобретение относится к области транспортной безопасности, а именно к способам предотвращения столкновения транспортного средства (ТС) с другим участником движения (пешеходом или велосипедистом) с использованием информационной системы с двухсторонним режимом работы. Изобретение обеспечивает одновременное оперативное двухстороннее оповещение для пешеходов, велосипедистов в разрешенном диапазоне абонентских частот работы мобильной связи стандарта GSM, в соответствии с действующим законодательством для передатчиков мощностью менее 10 мВт, не требующих получения специальных разрешений в Федеральном государственном унитарном предприятии «Главный радиочастотный центр» (ФГУП «ГРЧЦ»), как водителей, так и пешеходов (велосипедистов) на пешеходном переходе или на проезжей части автодороги о наличии и фактическом приближении ТС, что позволяет обоим участникам дорожного движения вовремя принять безопасные действия и снизить вероятность наезда автомобилей на человека в любое время суток, независимо от погодных условий.

[003] Уровень техники

[004] В последние годы автомобильная промышленность вместе с такими организациями, как National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA), уделяют очень много внимания защите весьма уязвимых пользователей автомобильных дорог. Обнаружение пешехода и велосипедиста - одна из наиболее важных проблем, решение которой способствует создание эффективной системы его защиты. Многие исследователи склоняются к выводу, что визуальное распознавание пешеходов (велосипедистов) должно быть частью такой системы. Подход к обнаружению пешехода (велосипедиста) на дороге широко обсуждается (Куссоль М.Э., Садовая О.Г., Сычев А.С. Обзор алгоритмов и решений задачи оптического распознавания пешехода // Математичнi машини i системи. - 2005. №4. С.110-115).

[005] Известно устройство оповещения для нерегулируемого пешеходного перехода (патент РФ RU135829, 20.12.2013), содержащее, по меньшей мере, одно информационное табло, датчик движения, источник питания, блок управления указанным информационным табло с встроенным средством радиосвязи для взаимодействия с блоком управления аналогичного устройства, устанавливаемого на стороне проезжей части встречного направления движения.

[006] Недостаток данного устройства заключается в том, что отсутствует возможность одновременного двухстороннего оповещения водителя ТС и пешехода и что осветительное устройство не создает полной видимости пешеходного перехода и установлено не в границе пешеходного перехода. Поэтому пешеходный переход полностью не освещается, а как следствие - пешехода на нем не будет видно.

[007] Известно устройство освещения пешеходного перехода (патент РФ RU 101048, 10.01.2011), содержащее элементы сигнального освещения, датчик движения, источник питания, блок управления указанными элементами сигнального освещения, датчиком движения и средство для установки на нем указанных элементов сигнального освещения, датчика движения, блока управления.

[008] К недостатку данного устройства следует отнести отсутствие возможности одновременного двухстороннего оповещения и отсутствие освещения на подходе пешехода с тротуара.

[009] Известна система регулирования дорожного движения на нерегулируемом пешеходном переходе (патент RU №122514, 27.11.2012), содержащая лицевую и заднюю панель в виде пластин со светодиодной подсветкой и анимационным изображением пешехода и анимацией по контуру пластин, между которыми установлен светодиодный прожектор со светофильтром и защитным кожухом, а в нижней части анимация с изображением пешехода.

[010] Недостатком этой системы является отсутствие возможности одновременного двухстороннего оповещения.

[011] Известна система PCW (Pedestrian Collision Warning), которая входит в систему ADAS (advanced driver-assistance systems). Это система помощи водителю. В состав систем PCW и ADAS входят камеры, сенсоры, ультразвуковые датчики, радары и лазеры, используемые для фиксации данных об обстановке, в условиях которой происходит движение автомобиля, включая неподвижное или подвижное состояние самого автомобиля, расположение пешеходов, дорожных знаков, полосы движения, перекрестков, поворотов, а также такие явления, как езда в условиях плохой видимости или слабой освещенности. Набор определенных алгоритмов работы, которые в разной степени помогают водителю в быстром принятии решений для безопасного и легкого управления транспортным средством. Автомобили премиум-класса зачастую имеют встроенные средства системы PCW и ADAS в бортовых компьютерах. Например, камера обзора позволяет замечать препятствия и пешеходов, находящихся в так называемой слепой зоне, когда водитель не может видеть объекты при помощи обычного набора оптических элементов авто, а система предупреждения об опасном сближении помогает привлечь внимание водителя к возможной опасной ситуации. Система ADAS включает в себя блок PCW (Pedestrian Collision Warning) и систему предупреждения об опасном сближении с пешеходом. Наиболее активно патентует способы работы и системы помощи водителю корпорация Bosch, а также Toyota, Hyundai, Daimler, Continental, GM.

[012] Недостатками систем ADAS и PCW является их техническая сложность, что требует настройки и калибровки при помощи специализированных калибровочных рам и мишеней, а также систематического обслуживания, что значительно повышает стоимость ТС. При этом отсутствует возможность одновременного двухстороннего оповещения водителя ТС и пешехода (велосипедиста), что позволяет обоим участникам дорожного движения вовремя принять безопасные действия.

[013] Известен способ предотвращения столкновения ТС с пешеходом (патент США US9233659, 12.01.2016), в котором использована камера и процессор, устанавливаемые в автомобиле, для обнаружения изображения пешехода. На основе изменения масштаба изображения пешехода может быть определено, что ожидается столкновение транспортного средства и пешехода, что создает потенциальное предупреждение о столкновении. Валидация может включать в себя анализ оптического потока изображения пешехода, предсказание разметки полосы движения прямой дороги, расчет бокового движения пешехода, если пешеход пересекает полосу движения или бордюр и/или если транспортное средство меняет полосу движения.

[014] Недостатком указанного способа является отсутствие возможности одновременного двухстороннего оповещения как водителя ТС, так и пешехода (велосипедиста). Аналог также не позволяет подавлять сигнал предупреждения о столкновении или сигнал управления предотвращением столкновения, если пешеход находится на дальней стороне обочины или полосы движения, а пешеход не пересекает обочину или полосу движения, что значительно увеличивает риск столкновения ТС и пешехода, если пешеход внезапно изменит траекторию или скорость своего движения. Также способ не позволяет заранее определять наличие пешехода, который приближается к пешеходному переходу.

[015] Из уровня техники известен способ обеспечения безопасности движения, раскрытый в патенте РФ RU2469890, 20.12.2012. Способ предусматривает синхронизацию часов опорных передатчиков, измерение времени пробега радиосигнала от антенн трех или более опорных радиопередатчиков, находящихся на удалении от ТС и пешехода, до антенны радионавигационного устройства, находящегося на ТС или пешеходе, вычисление координат ТС и пешехода с помощью вычислительного устройства, передачу по радиоканалу информации о координатах ТС и пешеходов, их идентификационных номеров в информационный компьютерный центр и передачу участникам дорожного движения предупреждающих сигналов. Вдоль дорожного полотна в фиксированных точках с известными трехмерными координатами антенн устанавливают радиовышки с опорными передатчиками. Синхронизацию часов опорных радиопередатчиков с часами информационного компьютерного центра осуществляют по имеющейся между ними оптоволоконной линии связи.

[016] Недостатком указанного способа также является отсутствие возможности одновременного двухстороннего оповещения водителя и пешехода (велосипедиста), а также техническая сложность системы, включающей многочисленные опорные передатчики, навигационные системы, антенны для пешеходов, оптоволоконные линии, вычислительные центры.

[017] Известен способ повышения безопасности пешеходных переходов RU2495775, 20.10.2013. Согласно способу пешеход при приближении к переходу предупреждается о степени опасности на пешеходном переходе посредством мобильного электронного устройства, например мобильного телефона, которое на основе анализа информации о включенном сигнале светофора, о расстоянии до приближающихся транспортных средств, их скорости, интенсивности потока транспортных средств, о погодных условиях с расположенных на подъездах к пешеходному переходу датчиков и видеокамер формирует и выдает звуковые или иные сигналы, соответствующие уровню опасности, сигналы о разрешении или запрещении перехода. При этом аналогичные электронные устройства могут располагаться в транспортных средствах для предупреждения водителей о приближающихся пешеходах.

[018] Недостатком указанного способа является отсутствие возможности одновременного двухстороннего оповещения участников движения, недостаточная точность информирования, а также техническая сложность реализации системы, связанная с наличием датчиков, видеокамер. Следует также отметить, что указанный аналог не раскрывает, каким образом пешеходы оповещаются о сигнале светофора или приближающемся ТС.

[019] Известен способ привлечения внимания водителя ТС, раскрытый в заявке США US 2018365993 А1, опубликованной 20.12.2018. Этот способ содержит этапы, на которых: воспроизводят на устройстве пользовательского интерфейса в головном ТС графическое представление по меньшей мере одного целевого ТС; принимают пользовательский ввод, представляющий выбор по меньшей мере одного целевого ТС; и передают предупреждающий сигнал от головного ТС выбранному по меньшей мере одному целевому ТС в ответ на прием пользовательского ввода.

[020] Недостатком указанного способа является то, что во время движения ТС водитель головного ТС должен обеспечить пользовательский ввод на устройстве пользовательского интерфейса, выбрав тем самым по меньшей мере одно целевое ТС для передачи ему предупреждающего сигнала. Это неизбежно отвлечет водителя головного ТС от управления ТС, что может привести к возникновению аварийной ситуации на дороге.

[021] Наиболее близким аналогом является способ интерактивного управления дорожным движением, показанный в заявке Германии DE 10334203 А1, опубликованной 10.03.2005. Согласно этому способу, по крайней мере, двое участников дорожного движения информируются о текущем положении друг друга при помощи находящихся у них электронных устройств посредством двухсторонней радиосвязи с целью предотвращения дорожно-транспортного происшествия. Однако известный из DE 10334203 А1 способ может быть эффективен преимущественно в том случае, когда в качестве обоих участников дорожного движения выступают автотранспортные средства, как показано на фиг.1 DE 10334203 А1. В случае, когда одним из участников дорожного движения является, например, пешеход, такой способ становится неудобным, малоэффективным и даже опасным, поскольку при активации электронных устройств участников дорожного движения будет возникать множество ложных срабатываний, как у устройства, находящегося в салоне автотранспортного средства, так и у устройства пешехода. Частые радиосигналы, исходящие от электронных устройств пешеходов, находящихся заведомо в безопасной зоне (по бокам либо позади автотранспортного средства), поступающие в салон автотранспортного средства в виде тревожных сигналов, будут непременно отвлекать водителя от управления автотранспортным средством, что может привести к дорожно-транспортному происшествию.

[022] Раскрытие сущности изобретения

[023] Основной технической проблемой, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение безопасности дорожного движения за счет своевременного двухстороннего информирования участников движения о возможном столкновении в разрешенном диапазоне абонентских частот работы мобильной связи стандарта GSM 850-1900 МГц.

[024] Технический результат изобретения заключается в обеспечении одновременного информирования участников движения посредством дуплексной связи «пешеход-водитель-пешеход» при любых погодных условиях, в повышении точности и надежности работы системы и исключении ложного срабатывания в разрешенном диапазоне абонентских частот работы мобильной связи стандарта GSM 850-1900 МГц, не требующих получения специальных разрешений в ФГУП «ГРЧЦ», а также упрощении реализации способа, исключающего наличие дорогостоящих устройств для предотвращения столкновения участников дорожного движения.

[025] Указанный технический результат достигается при осуществлении способа предотвращения столкновения транспортного средства с пешеходом, характеризующегося тем, что: при нахождении пешехода на проезжей части дороги подают радиосигналы электронным мобильным устройством связи пешехода; принимают упомянутые радиосигналы узконаправленной приемо-передающей антенной электронного устройства транспортного средства от электронного мобильного устройства связи пешехода, который находится в зоне приема узконаправленной антенны перед транспортным средством; передают полученные радиосигналы в блок обработки информации электронного устройства транспортного средства с подачей тревожного сигнала водителю транспортного средства; передают электронным устройством транспортного средства обратные радиосигналы на электронное мобильное устройство связи пешехода, который находится перед транспортным средством, с подачей тревожного сигнала пешеходу о приближении транспортного средства; инициируют подачу тревожных сигналов, когда расстояние между пешеходом и транспортным средством составит 200-250 метров.

[026] Осуществление способа, охарактеризованного указанной совокупностью существенных признаков, обеспечит одновременное двухстороннее информирование участников дорожного движения - водителей транспортных средств и пешеходов, находящихся на проезжей части дороги перед транспортным средством, посредством дуплексной связи «пешеход-водитель-пешеход», исключит возникновение ложных срабатываний как электронных устройств пешеходов, так и электронных устройств транспортных средств, что повысит безопасность дорожного движения.

[027] Кроме того, для достижения технического результата предусмотрены частные варианты реализации способа, согласно которым:

[028] - радиосигналы, полученные от электронного мобильного устройства связи пешехода, передают также в систему помощи водителю с обеспечением автоматического снижения скорости транспортного средства;

[029] - тревожные сигналы передают в виде звуковых и/или речевых и/или световых сигналов;

[030] - автоматически изменяют интенсивность тревожных сигналов в зависимости от взаимного расположения пешехода и транспортного средства.

[031] Краткое описание чертежей

[032] Изобретение поясняется чертежами, где:

[033] На фигуре 1 показана принципиальная схема системы для реализации заявленного способа.

[034] На фигурах 2, 3 показаны схемы обнаружения пешехода при его сближении с ТС.

[035] На фигуре 4 показаны смартфон и электронный брелок с двухсторонней связью.

[036] Осуществление изобретения

[037] Изобретение реализуется посредством системы предотвращения столкновения, которая включает электронное устройство 1 транспортного средства и электронное устройство 2 другого участника движения (пешехода или велосипедиста), работающих в разрешенном диапазоне абонентских частот мобильной связи стандарта GSM с выходной мощностью менее 10 мВт.

[038] Устройство 2 включает приемо-передающую антенну 3, связанный с ней блок 4 приема-передачи радиосигналов, блок 5 звукового воспроизведения, дисплей 6, а также блок 7 обработки информации, связанный с блоком 4 приема-передачи, блоком 5 звукового воспроизведения и дисплеем 6.

[039] Электронное устройство 2 другого участника движения (пешехода или велосипедиста) может представлять собой, в частности, носимое пешеходом или велосипедистом портативное устройство: мобильный телефон (смартфон), электронный браслет, смарт-часы, электронный брелок с двухсторонней обратной связью или другое устройство, в конструкцию которых интегрированы приемник, принимающий информацию о приближении транспортного средства, и передатчик обратных сигналов для обозначения своего присутствия на перекрестке или автодороге на электронное устройство ТС. Электронное устройство 2 другого участника движения также может представлять собой электронный ошейник для домашних животных с односторонней связью, работающий в режиме только передачи сигналов на электронное устройство ТС.

[040] Электронное устройство 1 транспортного средства включает узконаправленную приемо-передающую антенну 8, связанный с ней блок 9 приема-передачи радиосигналов с выходной мощностью менее 10 мВт, дисплей 10, блок 11 воспроизведения звука, блок 12 памяти, систему 13 помощи водителю, а также блок 14 обработки информации, связанный с блоками 9, 11, 12, системой 13 и дисплеем 10. Узконаправленная приемо-передающая антенна 8 выполнена с охватом угла 120° перед капотным пространством ТС. При этом антенна имеет блокирующий экран 15, предотвращающий боковой и задний прием радиосигналов от других участников движения.

[041] Электронное устройство 1 транспортного средства может представлять собой, например, видеорегистратор или электронное зеркало заднего вида, соединенные с радиоприемником или мультимедийной системой транспортного средства посредством беспроводной или проводной связи.

[042] Работа устройств 1, 2 предпочтительно осуществляется в разрешенном диапазоне абонентских частот работы мобильной связи стандарта GSM 850, 868, 900, 1800 и 1900 МГц с выходной мощностью менее 10 мВт, не требующем получения специальных разрешений в ФГУП «ГРЧЦ», что повышает помехоустойчивость и увеличивает качество приема-передачи сигнала. При этом на устройства 1 и 2 может быть установлено специализированное программное приложение для управления двухсторонней связью устройств.

[043] Способ по изобретению реализуется следующим образом.

[044] При нахождении пешехода или велосипедиста на пешеходном переходе или движении по проезжей части дороги с включенным электронным устройством 2 указанное устройство посылает цифровой радиосигнал для обозначения своего присутствия, который излучается антенной 3. Если пешеход или велосипедист располагается перед движущимся ТС, узконаправленная приемо-передающая антенна 8 устройства 1 ТС, находящегося в кабине у водителя, принимает сигнал и через блок 9 приема-передачи передает данные в блок 14 обработки информации. Указанный блок 14 дает команду на подачу звукового (речевого) предупреждения (оповещения) в блок 11 воспроизведения звука или речи, а также светового предупреждения на дисплей 10, что может выражаться в повышении яркости дисплея или его мигании.

[045] При опасном сближении ТС с другим участником движения (пешеходом или велосипедистом) система 13 помощи водителю подает команду на тормозную систему для экстренного торможения или снижения скорости ТС. Блок 12 памяти сохраняет в масштабе времени полученные сигналы.

[046] Одновременно с этим блок 9 приема-передачи устройства 1 ТС инициирует подачу обратного радиосигнала с помощью антенны 8, который принимается антенной 3 устройства 2 другого участника движения, передается в блок 4 приема-передачи и далее в блок 7 обработки информации, который инициирует подачу звукового (речевого) предупреждения с помощью блока 5 (динамика или гарнитуры устройства), а также светового предупреждения на дисплее 6, обеспечивая яркое свечение или мигание. Кроме того, может быть включен режим кратковременной вибрации устройства 2, что особенно актуально для слабовидящих и слепых пешеходов.

[047] Индикация опасного сближения водителя с другим участником движения (пешеходом или велосипедистом) инициализируется на расстоянии 200-250 метров от ТС. Указанный диапазон расстояния между пешеходом (велосипедистом) и ТС обусловлен длиной остановочного пути, который проходит ТС при движении со скоростью 60 км/ч в наиболее тяжелых погодных условиях. Увеличение же верхнего предела расстояния (250 м) между пешеходом (велосипедистом) и ТС будет нецелесообразным и, более того, потенциально опасным, поскольку в этом случае увеличится число необоснованных (ложных) срабатываний электронных устройств пешеходов (велосипедистов) и транспортных средств, находящихся на заведомо безопасном расстоянии друг от друга. Это, в первую очередь, будет отвлекать водителя от управления транспортным средством и негативно повлияет на безопасность дорожного движения.

В целях предотвращения столкновения транспортного средства с пешеходом при нахождении пешехода на проезжей части дороги подают радиосигналы электронным мобильным устройством связи пешехода. Упомянутые радиосигналы принимают узконаправленной приемо-передающей антенной электронного устройства транспортного средства от электронного мобильного устройства связи пешехода. Передают полученные радиосигналы в блок обработки информации электронного устройства транспортного средства с подачей тревожного сигнала водителю транспортного средства. На электронное мобильное устройство связи пешехода передают обратные радиосигналы с подачей тревожного сигнала пешеходу о приближении транспортного средства. Инициируют подачу тревожных сигналов, когда расстояние между пешеходом и транспортным средством составляет 200-250 метров. Технический результат – обеспечение одновременного информирования участников движения посредством дуплексной связи «пешеход-водитель-пешеход» в разрешенном диапазоне абонентских частот работы мобильной связи стандарта GSM при любых погодных условиях, повышение точности работы системы и исключение ложного срабатывания. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ предотвращения столкновения транспортного средства с пешеходом, характеризующийся тем, что:

при нахождении пешехода на проезжей части дороги подают радиосигналы электронным мобильным устройством связи пешехода;

принимают упомянутые радиосигналы узконаправленной приемо-передающей антенной электронного устройства транспортного средства от электронного мобильного устройства связи пешехода, который находится в зоне приема узконаправленной антенны перед транспортным средством;

передают полученные радиосигналы в блок обработки информации электронного устройства транспортного средства с подачей тревожного сигнала водителю транспортного средства;

передают электронным устройством транспортного средства обратные радиосигналы на электронное мобильное устройство связи пешехода, который находится перед транспортным средством, с подачей тревожного сигнала пешеходу о приближении транспортного средства;

инициируют подачу тревожных сигналов, когда расстояние между пешеходом и транспортным средством составит 200-250 метров.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что радиосигналы, полученные от электронного мобильного устройства связи пешехода, передают также в систему помощи водителю с обеспечением автоматического снижения скорости транспортного средства.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что тревожные сигналы передают в виде звуковых, и/или речевых, и/или световых сигналов.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что автоматически изменяют интенсивность тревожных сигналов в зависимости от взаимного расположения пешехода и транспортного средства.