Автоматизированная система непрерывного контроля бдительности машиниста поезда и способ непрерывного контроля бдительности машиниста поезда с помощью этой системы Российский патент 2024 года по МПК B60K28/06 G08B21/06 B60R99/00 G08C19/00 G10L15/22 

Описание патента на изобретение RU2814302C1

Группа изобретений относится к средствам контроля бдительности, касается автоматизированной системы непрерывного контроля бдительности машиниста поезда и способа непрерывного контроля бдительности машиниста поезда, осуществляемого с помощью этой системы, которая может быть использована на железнодорожном транспорте для непрерывного отслеживания функционального состояния человека в период выполнения рейса, сфокусированности его взгляда и способности адекватно реагировать на изменяющуюся путевую ситуацию.

Состояние сонливости нарушает способность операторов управлять самыми различными механизмами, включая транспортные средства всех видов: автомобильные, железнодорожные, воздушные и водные, а также промышленное оборудование, выявление такого состояния имеет большое значение. Проблему сонливости во время управления транспортным средством невозможно решить, научив водителей принимать меры для восстановления бдительности, когда они почувствуют сонливость. Сложность заключается в том, что многие люди не осознают, что они находятся в состоянии сонливости в этот момент, хотя после пробуждения могут понимать, что были сонными. Это значит, что человек не может прогнозировать, когда его уровень сонливости возрастет до уровня возникновения опасности, поскольку в сонном состоянии человек перестает осознавать текущий момент и непроизвольно теряет внимание.

Известен способ оценки безопасного состояния операторов систем управления (RU 2432120 С2, кл. А61В 10/00, опубл. 27.10.2011), включающий контроль параметров движения глазного яблока, и сравнение полученных величин с данными оператора, находящегося в нормальном состоянии, определяют мгновенное психофизическое состояние оператора, для чего определяют быстроизменяющиеся параметры движений глазного яблока оператора, в зоне их когнитивного изменения.

Недостатком известного способа является низкая информативность и недостаточное быстродействие: для целого ряда применений важно определить изменение состояния оператора за доли секунды. Кроме того, определенные процессы, происходящие в его организме, отражаются преимущественно на быстрых движениях глазного яблока и век. Также существенными ограничением способа являются: ношение оператором очков (особенно, противосолнечных), повороты головы, изменения позы, вибрация, связанная с особенностями транспортного средства и состоянием дорожного покрытия.

Известен способ непрерывного контроля психофизиологического состояния водителей, перевозящих опасные грузы и пассажиров по дорогам общего пользования, система, его реализующая, и блок обработки и управления, используемый в ней (RU 2662293 С2, кл. B60R 99/00, B60K 28/06, G10L 15/22, G08C 19/00, опубл. 25.07.2018), включающий сбор данных о состоянии водителя от датчиков электроэнцефалограммы и видеокамеры, сбор данных о характере движения транспортного средства, обработку и интерпретацию собранных данных, голосовой опрос водителя посредством формирования звукового сигнала в его адрес, содержащего вопрос на основе шаблонов вопросов, фиксацию и запись ответа, предоставленного водителем на полученный вопрос, с дальнейшим переводом речи в текст, одновременную фиксацию данных о времени, затраченном водителем на обдумывание вопроса и предоставление ответа, сопоставление полученного ответа с эталонным ответом из базы эталонных ответов, предварительно сформированной экспертами с применением семантической и онтологической разметки и словарей, классификацию состояния водителя в режиме реального времени на основании обработки данных о состоянии водителя и о характере движения транспортного средства и данных его голосового опроса путем сопоставления обработанных сигналов с автоматическим классификатором, содержащим все возможные комбинации параметров и их значений, характеризующих динамику изменений параметров, и интеллектуального отслеживания пороговых значений и динамики данных, активацию устройств, предназначенных для стимуляции деятельности водителя и вывода его из опасного состояния, в зависимости от результатов классификации, активацию бортовых приборов транспортного средства для предупреждения окружающих в случае невозврата водителя к нормальному психофизиологическому состоянию в течение заданного временного интервала.

Недостатком данного аналога является значительная вычислительная сложность, затрудняющая его реализацию во встроенных бортовых вычислительных средствах автомобиля, не обладающих достаточной вычислительной мощностью, увеличение времени получения сигнала о засыпании из-за относительно длительного процесса обнаружения глаз.

Известен способ предупреждения засыпания водителя транспортного средства (RU 2413632 С2, кл. B60K 28/02, опубл. 10.03.2011), включающий получение изображения лица, обнаружение областей, предположительно содержащих глаза, обнаружение областей глаз. Дополнительно осуществляют формирование эталона зрачка текущего водителя на основе общего для любого человека описания, периодическое освещение лица водителя инфракрасным светом, обнаружение области изображения, содержащей лицо, определение границ области движения зрачка, определение частоты и направлений движения глаз, определение частоты морганий, определение длительности периода времени, в течение которого глаза закрыты, сравнение параметров, характеризующих состояние водителя с эталонными для состояния засыпания и состояния сна, принятие решения о необходимости сигнализации о засыпании водителя.

Недостатком известного технического решения является низкая информативность и недостаточное быстродействие.

Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.

В задачу группы изобретений положено создание новой автоматизированной системы непрерывного контроля бдительности машиниста поезда и нового способа непрерывного контроля бдительности машиниста поезда с помощью этой системы.

Технический результат от использования заявленной группы изобретений заключается в повышении быстродействия получения сигнала машинистом поезда при потере бдительности.

Поставленная задача достигается тем, что автоматизированная система для непрерывного контроля бдительности машиниста, установленная в кабине машиниста поезда, содержит высокочастотную видеокамеру, компьютер, датчик спутникового мониторинга, блок приема и интерпретации сигналов, блок сигнализации при низком уровне бдительности, звуковую сигнализацию, хранилище накопленных данных, при этом в компьютере установлен блок приема и интерпретации сигналов, блок сигнализации при низком уровне бдительности, хранилище накопленных данных, звуковая сигнализация, блок приема и интерпретации сигналов содержит видеокарту и процессор компьютера, блок сигнализации при низком уровне бдительности содержит звуковую карту и динамики компьютера, высокочастотная видеокамера соединена с компьютером и с блоком приема и интерпретации сигналов, датчик спутникового мониторинга соединен с компьютером и с блоком приема и интерпретации сигналов, видеокарта, процессор, звуковая карта и хранилище накопленных данных соединены системной платой компьютера, динамик подключен через порт вывода к звуковой карте блока сигнализации при низком уровне бдительности, причем высокочастотная видеокамера установлена в кабине поезда напротив машиниста ниже его головы под углом 20-30°; высокочастотная камера соединена с компьютером посредством провода USB 3.0 в качестве высокочастотной видеокамеры используют камеру типа Web-камера Logitech Brio с обзором 65°, 78° или 90° без опции ночного видения, направленная внутрь кабины; в качестве компьютера используют компьютер, обладающий параметрами ноутбука типа ноутбук DELL G15 5510, конфигурация которого WVA, Intel Core i7 10870Н 2.2ГГц, 8ГБ, 512ГБ SSD, NVIDIA GeForce RTX 3050 для ноутбуков - 4096 Мб, Linux, G515-7128, но не ниже; компьютер связан с датчиком спутникового мониторинга посредством провода USB 2.0; в качестве датчика спутникового мониторинга используют приемник по типу GPS/ГЛОНАСС Globalsat BU-353 N5 (USB); в качестве звуковой сигнализации используют аудио-записи, размещенные в хранилище накопленных данных; хранилище накопленных данных представляет собой жесткий диск компьютера.

Поставленная задача достигается также тем, что способ непрерывного контроля бдительности машиниста осуществляют с помощью автоматизированной системы, содержащей видеокамеру, соединенную с компьютером, связанным с датчиком спутникового мониторинга, в котором установлен блок приема и интерпретации сигнала с видеокамеры, блок сигнализации при низком уровне бдительности, хранилище накопленных данных, звуковая сигнализация, причем видеокамера установлена в кабине поезда напротив машиниста ниже его головы под углом 20-30°, срабатывание автоматизированной системы осуществляется при потере высокочастотной видеокамерой лица машиниста в течение 4-7 с, или в течение 1-2 с при выполнении одного из двух условий потери бдительности в момент X, когда максимальное значение доли времени в окне 30 секунд, когда глаз закрыт верхним веком более чем на 80%, в периоде 2 больше чем 90% значений в периоде 1, и при этом максимальное значение в периоде 2 минимум в 10 раз больше чем среднее значение в периоде 1, и при этом среднее значение в периоде 2 больше чем 0, а максимальное значение в периоде 1 больше чем 0,1, либо когда в периоде 2 встречается пять и более случаев, когда при моргании глаз закрыт более, чем на 1 секунду, при этом для срабатывания автоматизированной системы используются ключевые метрики, такие как количество эпизодов закрытия глаза на 1 и более секунд в 30-секундном окне с шагом 1 секунда «М_1», доля времени в окне 30 секунд, когда глаз закрыт более, чем на 80% «ДВ_80», при срабатывании автоматизированной системы машинисту подается звуковой сигнал посредством звуковой сигнализации; в качестве высокочастотной видеокамеры используют камеру типа Web-камера Logitech Brio с обзором 65°, 78° или 90° без опции ночного видения, направленная внутрь кабины; в качестве компьютера используют компьютер, обладающий параметрами ноутбука типа ноутбук DELL G15 5510, конфигурация которого WVA, Intel Core i7 10870Н 2.2ГГц, 8ГБ, 512ГБ SSD, NVIDIA GeForce RTX 3050 для ноутбуков - 4096 Мб, Linux, G515-7128, но не ниже; в качестве датчика спутникового мониторинга используют приемник по типу GPS/ГЛОНАСС Globalsat BU-353 N5 (USB); в качестве звуковой сигнализации используют аудио-записи, размещенные в хранилище накопленных данных; хранилище накопленных данных представляет собой жесткий диск компьютера.

На фиг. 1 представлена функциональная схема автоматизированной системы непрерывного контроля бдительности машиниста поезда.

На фиг. 2 представлена схема расположения машиниста и элементов кабины поезда, с которыми машинист взаимодействует. На фиг. 2А представлен угол в градусах, который соответствует видимости бокового окна поезда относительно головы машиниста. Треугольником обозначено место расположения камеры. На фиг. 2Б представлено расположение элементов кабины машиниста (вид сбоку). На фиг. 2В представлены углы в градусах, которые соответствуют видимости крайних боковых элементов кабины, с которыми машинист взаимодействует в процессе управления поездом.

На фиг. 3 представлена временная шкала срабатывания системы, на которой: период 1=Х при значениях от (Х-60) до (Х-30); период 2=Х при значениях (X-30) до X, где X - время срабатывания системы, с.

На фиг. 4, фиг. 5 представлены графики, иллюстрирующие примеры срабатывания автоматизированной системы непрерывного контроля бдительности машиниста поезда 1 и 2, где: сплошная линия - значения измеряемого показателя (ДВ_80, М_1) в течение работы системы (1400 с); точки - моменты X, когда произошло срабатывание автоматизированной системы непрерывного контроля бдительности машиниста поезда.

Автоматизированная система контроля бдительности машиниста на фиг. 1 содержит:

1 - высокочастотную видеокамеру,

2 - компьютер,

3 - датчик спутникового мониторинга,

4 - блок приема и интерпретации сигналов,

5 - блок сигнализации при низком уровне бдительности,

6 - звуковую сигнализацию,

7 - хранилище накопленных данных.

Высокочастотная камера 1 соединена с компьютером 2, например, посредством провода USB 3.0.

Высокочастотная видеокамера 1 установлена в кабине поезда напротив машиниста ниже его головы под углом 20-30°.

В компьютере 2 установлен блок приема и интерпретации сигнала 4, блок сигнализации при низком уровне бдительности 5, звуковая сигнализация 6, хранилище данных 7.

Блок приема и интерпретации сигнала 4 содержит видеокарту и процессор компьютера 2.

Блок сигнализации при низком уровне бдительности 5 содержит звуковую карту и динамики компьютера 2.

В качестве звуковой сигнализации 6 используют, например, аудиозаписи, размещенные в хранилище накопленных данных 7.

Хранилище накопленных данных 7 представляет собой, например, жесткий диск компьютера 2.

Компьютер 2 связан с датчиком спутникового мониторинга 3, например, посредством провода USB 2.0. Через CDC-порт информация с датчика спутникового мониторинга 3 поступает в процессор компьютера 2 блока приема и интерпретации сигналов 4.

Видеокарта, процессор, звуковая карта и хранилище накопленных данных 7 соединены системной платой компьютера 2. Динамик подключен через порт вывода к звуковой карте блока сигнализации при низком уровне бдительности 5.

В качестве видеокамеры 1 используют, например, камеру типа Web-камера Logitech Brio с обзором 65°, 78° или 90° без опции ночного видения, направленную внутрь кабины.

В качестве компьютера 2 используют, например, компьютер, обладающий параметрами ноутбука типа ноутбук DELL G15 5510, конфигурация которого WVA, Intel Core i7 10870Н 2.2ГГц, 8ГБ, 512ГБ SSD, NVIDIA GeForce RTX 3050 для ноутбуков - 4096 Мб, Linux, G515-7128, но не ниже.

В качестве датчика спутникового мониторинга 3 используют, например, приемник, обладающий параметрами типа приемник GPS/ГЛОНАСС Globalsat BU-353 N5 (USB).

Предусмотренное изобретением взаимодействие средств реализуется в известных процессах различного назначения в области транспорта. В процессе изготовления автоматизированной транспортной системы может быть использовано типовое, стандартное промышленное оборудование, материалы и комплектующие изделия.

Работа автоматизированной системы контроля бдительности машиниста поезда обеспечивается с помощью программного обеспечения, реализованного на языке Python, установленного на компьютере 2, содержащего базу данных, включающую фото машинистов, аудио-записей звуковых сигналов, ключевых метрик потери бдительности машинистом, размещенную в хранилище данных 7.

Предлагаемый способ непрерывного контроля бдительности машиниста с помощью предлагаемой автоматизированной системы осуществляют следующим образом.

Высокочастотную видеокамеру 1, компьютер 2 с блоком приема и интерпретации сигналов 4, с блоком сигнализации при низком уровне бдительности 5, с хранилищем данных 6 и звуковой сигнализация 7, и датчик спутникового мониторинга 3 устанавливают в кабине машиниста поезда.

Машинист может поворачивать лицо внутри кабины в сторону приборов, с которыми он может взаимодействовать (фиг. 2). Учитывая эту информацию, высокочастотную видеокамеру располагают в кабине поезда напротив машиниста под углом 20-30° ниже его головы. При таком расположении высокочастотной видеокамеры 1 период времени, когда лицо машиниста не попадает в объектив высокочастотной видеокамеры 1 минимален.

Положение поезда в текущий момент времени определяют с помощью датчика спутникового мониторинга 3. Если скорость поезда, определяемая по датчику спутникового мониторинга 3, больше нуля, то соответствующая информация в виде сигнала поступает в блок приема и интерпретации сигналов 4, который в свою очередь, передает сигнал на высокочастотную камеру 1. После этого происходит запись лица машиниста поезда высокочастотной видеокамерой 1 и обработка видео в блоке приема и интерпретации сигналов 4. Если скорость поезда, определяемая по датчику спутникового мониторинга 3, равна нулю в течение 1-5 минут, то система переходит в режим ожидания, если более - выключается. Если период ожидания машиниста составляет 1-5 минут, то система переходит в режим ожидания. Если более - выключается. Идентификация машиниста в автоматизированной системе непрерывного контроля бдительности машиниста поезда осуществляется по Face ID. При этом изначально составляют базу фото машинистов, которые будут принимать участие в поездках. Фото машинистов хранятся на жестком диске компьютера 2.

Высокочастотная видеокамера 1 детектирует лицо машиниста, а блок приема и интерпретации сигналов 4 высчитывает положение верхних век машиниста в каждом кадре и фиксирует начало эпизода потери бдительности машиниста по параметрам движения его век.

Система срабатывает в двух случаях.

Во-первых, если лицо машиниста полностью отсутствует в объективе высокочастотной видеокамеры 1 в течение 4-7 с (такой период времени дается машинисту на выполнение действий, связанных с управлением поездом и предполагающих направление взгляда не на дорогу), то соответствующая информация в виде сигнала подается от высокочастотной видеокамеры 1 на блок приема и интерпретации сигнала 4, который в свою очередь, подает сигнал на блок сигнализации при низком уровне бдительности 5. При этом срабатывает звуковая сигнализация 6 и подается звуковой сигнал, например: «Внимание! Посмотрите на дорогу!»

Во-вторых, срабатывание автоматизированной системы происходит в течение 1-2 с, если выполняется хотя бы одно из двух условий, свидетельствующих о потере машинистом бдительности:

1. Система срабатывает в момент времени X (фиг. 3, 4), если максимальное значение доли времени в окне 30 секунд, когда глаз закрыт более чем на 80%, в периоде 2 больше (период 2=X при значениях от (Х-30) до X), чем 90% значений в периоде 1 (период 1=X при значениях от (Х-60) до (Х-30)), и при этом максимальное значение в периоде 2 минимум в 10 раз больше чем среднее значение в периоде 1, и при этом среднее значение в периоде 2 больше чем 0, а максимальное значение в периоде 1 больше чем 0,1.

2. Система срабатывает в момент X (фиг. 5), если в периоде 2 встречается пять и более случаев, когда при моргании глаз закрыт более чем на 1 секунду.

При этом блок приема и интерпретации сигналов 4 высчитывает следующие ключевые метрики:

- количество эпизодов закрытия глаза на 1 и более секунд в 30-секундном окне с шагом 1 секунда «М_1»;

- доля времени в окне 30 секунд, когда глаз закрыт более, чем на 80% «ДВ_80».

Все данные метрик вычисляются в режиме реального времени и обрабатываются системой с помощью программного обеспечения. Файлы с рассчитанными метриками сохраняются в хранилище накопленных данных 7.

В случае если данные метрик соответствуют правилам срабатывания автоматизированной системы, то программное обеспечение также инициирует работу блока приема и интерпретации сигналов 4, который в свою очередь, подает сигнал на блок сигнализации при низком уровне бдительности 5. Блок сигнализации при низком уровне бдительности 5 запускает звуковую сигнализацию 6. При этом подается звуковой сигнал, например, «Внимание! Сосредоточьтесь на управлении поездом!»

Автоматизированная система не предоставляет неудобств для машиниста поезда и не предусматривает использования носимых элементов.

Использование одной видеокамеры и ее установка в кабине напротив машиниста ниже его головы под углом 20-30°, а также использование высокоточных алгоритмов определения движений век с помощью автоматизированной системы, отслеживание которых производится непрерывно, обеспечивает повышение быстродействия получения сигнала машинистом поезда при потере бдительности.

Ниже представлены примеры конкретного осуществления изобретения.

Пример 1

Высокочастотную видеокамеру Web-камера Logitech Brio с обзором 65°, без опции ночного видения, установили в кабине поезда напротив машиниста ниже его головы под углом 20°.

Измеряли частоту и продолжительность морганий верхних век машиниста поезда в течение 1400 с.

Автоматизированная система срабатывала в момент 1284 с, когда среднее значение доли времени в окне 30 секунд, когда глаз закрыт более чем на 80%, в период 1224-1254 с было 0.006, а максимальное значение доли времени в окне 30 секунд, когда глаз закрыт более, чем на 80%, в период 1254-1284 с было 0.144 (фиг. 4).

Автоматизированная система срабатывала в момент 666 с, когда в периоде 636-666 с детектировано 6 случаев, когда при моргании глаз закрыт более, чем на 1 секунду. Автоматизированная система срабатывала в момент 812 с, когда в периоде 788-812 с детектировано 10 случаев, когда при моргании глаз закрыт более, чем на 1 секунду (фиг. 5).

Пример 2

Высокочастотную видеокамеру Web-камера Logitech Brio с обзором 90°, без опции ночного видения, установили в кабине поезда напротив машиниста ниже его головы под углом 30°.

Измеряли частоту и продолжительность морганий верхних век машиниста поезда в течение 1400 с.

Автоматизированная система срабатывала в момент 793 с, когда среднее значение доли времени в окне 30 секунд, когда глаз закрыт более, чем на 80%, в период 733-763 с было 0.009, а максимальное значение доли времени в окне 30 секунд, когда глаз закрыт более, чем на 80%, в период 763-793 с было 0.101. Автоматизированная система срабатывала в момент 890 с, когда среднее значение доли времени в окне 30 секунд, когда глаз закрыт более, чем на 80%, в период 830-860 с было 0.009, а максимальное значение доли времени в окне 30 секунд, когда глаз закрыт более, чем на 80%, в период 860-890 с было 0.145. Автоматизированная система срабатывала в момент 1098 с, когда среднее значение доли времени в окне 30 секунд, когда глаз закрыт более чем на 80%, в период 1038-1068 с было 0.014, а максимальное значение доли времени в окне 30 секунд, когда глаз закрыт более, чем на 80%, в период 1068-1098 с было 0.182 (фиг. 4).

Автоматизированная система срабатывала в момент 753 с, когда в периоде 723-753 с детектировано 12 случаев, когда при моргании глаз закрыт более, чем на 1 секунду. Автоматизированная система срабатывала в момент 1003 с, когда в периоде 983-1003 с детектировано 7 случаев, когда при моргании глаз закрыт более, чем на 1 секунду. Автоматизированная система срабатывала в момент 1307 с, когда в периоде 1007-1307 с детектировано 10 случаев, когда при моргании глаз закрыт более, чем на 1 секунду (фиг. 5).

Похожие патенты RU2814302C1

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ЗА УПРАВЛЕНИЕМ ПОЕЗДА И БДИТЕЛЬНОСТЬЮ МАШИНИСТА 2012
  • Елагин Александр Юрьевич
  • Гринфельд Игорь Наумович
  • Кисельгоф Геннадий Карпович
  • Коровин Александр Сергеевич
  • Миронов Владимир Сергеевич
  • Розенберг Ефим Наумович
  • Шухина Елена Евгеньевна
RU2497704C2
УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ЗА УПРАВЛЕНИЕМ ПОЕЗДА И БДИТЕЛЬНОСТЬЮ МАШИНИСТА 2011
  • Батраев Владимир Владимирович
  • Висков Владимир Владимирович
  • Гурьянов Александр Владимирович
  • Киселева Светлана Владимировна
  • Кисельгоф Геннадий Карпович
  • Красовицкий Дмитрий Михайлович
  • Миронов Владимир Сергеевич
  • Розенберг Ефим Наумович
  • Шухина Елена Евгеньевна
RU2499713C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВНИМАНИЯ ОПЕРАТОРА В СИСТЕМАХ "ЧЕЛОВЕК-ТЕХНИКА" 2015
  • Изнак Андрей Федорович
  • Чаянов Никита Васильевич
  • Изнак Екатерина Вячеславовна
RU2571891C1
Способ непрерывного контроля психофизиологического состояния водителей, перевозящих опасные грузы и пассажиров по дорогам общего пользования, система, его реализующая, и блок обработки и управления, используемый в ней 2015
  • Акмаров Константин Александрович
  • Банькин Артем Андреевич
  • Билев Александр Николаевич
  • Долгих Александра Георгиевна
  • Моисеев Роман Олегович
  • Нечаев Денис Сергеевич
  • Урсков Артем Валерьевич
RU2662293C2
УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ЗА УПРАВЛЕНИЕМ ПОЕЗДА И БДИТЕЛЬНОСТЬЮ МАШИНИСТА 2009
  • Якунин Владимир Иванович
  • Воротилкин Алексей Валерьевич
  • Тони Олег Вильямсович
  • Розенберг Ефим Наумович
  • Розенберг Игорь Наумович
  • Шухина Елена Евгеньевна
  • Кисельгоф Геннадий Карпович
  • Казиев Гурам Дмитриевич
RU2423269C1
Способ определения опасных состояний на дорогах общего пользования на основе мониторинга ситуации в кабине транспортного средства 2018
  • Лашков Игорь Борисович
  • Кашевник Алексей Михайлович
  • Смирнов Александр Викторович
RU2703341C1
Устройство контроля за управлением поезда и бдительностью машиниста 2019
  • Батраев Владимир Петрович
  • Гринфельд Игорь Наумович
  • Дубчак Ирина Александровна
  • Красовицкий Дмитрий Михайлович
  • Мурин Сергей Анатольевич
  • Микеладзе Александр Константинович
  • Розенберг Ефим Наумович
  • Шухина Елена Евгеньевна
RU2718621C1
ИЗМЕРЕНИЕ БДИТЕЛЬНОСТИ 2006
  • Джонс Мюррей
RU2423070C2
Устройство контроля за управлением локомотивом и бдительностью машиниста 2021
  • Долгий Александр Игоревич
  • Лысиков Михаил Григорьевич
  • Озеров Алексей Валерьевич
  • Ольшанский Алексей Михайлович
  • Попов Павел Александрович
  • Розенберг Ефим Наумович
RU2766936C1
УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ЗА УПРАВЛЕНИЕМ ЛОКОМОТИВОМ И БДИТЕЛЬНОСТЬЮ МАШИНИСТА 2003
  • Елагин А.Ю.
  • Зорин В.И.
  • Киселева С.В.
  • Кисельгоф Г.К.
  • Кравец И.М.
  • Маршов С.В.
  • Розенберг Е.Н.
  • Филатова В.Н.
  • Чернов С.В.
  • Шухина Е.Е.
RU2262459C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 814 302 C1

Реферат патента 2024 года Автоматизированная система непрерывного контроля бдительности машиниста поезда и способ непрерывного контроля бдительности машиниста поезда с помощью этой системы

Группа изобретений относится к средствам контроля бдительности машиниста поезда. В способе определяют местоположение и скорость поезда в текущий момент времени; осуществляют запись лица машиниста, непрерывно отслеживают положение верхних век машиниста в каждом кадре, фиксируют потерю бдительности машиниста по заданным параметрам движения верхних век, инициируют звуковую сигнализацию при фиксации снижения уровня бдительности; фиксация потери бдительности осуществляется при отсутствии в кадре лица машиниста в течение 4-7 секунд, или в течение 1-2 секунд при выполнении одного из двух условий потери бдительности в момент Х, когда максимальное значение доли времени в окне 30 секунд, когда глаз закрыт верхним веком более чем на 80%, в периоде 2 больше чем 90% значений в периоде 1, и при этом максимальное значение в периоде 2 минимум в 10 раз больше, чем среднее значение в периоде 1, и при этом среднее значение в периоде 2 больше чем 0, а максимальное значение в периоде 1 больше чем 0,1, при этом период 1=Х при значениях от (Х-60) секунд до (Х-30), период 2=Х при значениях от (Х-30) до Х, где Х – время срабатывания автоматизированной системы, либо когда в периоде 2 встречаются пять и более случаев, когда при моргании глаз закрыт более чем на 1 секунду. Достигается повышение быстродействия получения сигнала машинистом поезда при потере бдительности. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Формула изобретения RU 2 814 302 C1

1. Способ непрерывного контроля бдительности машиниста, характеризующийся тем, что определяют местоположение и скорость поезда в текущий момент времени; осуществляют запись лица машиниста, непрерывно отслеживают положение верхних век машиниста в каждом кадре, фиксируют потерю бдительности машиниста по заданным параметрам движения верхних век, инициируют звуковую сигнализацию при фиксации снижения уровня бдительности; фиксация потери бдительности осуществляется при отсутствии в кадре лица машиниста в течение 4-7 секунд, или в течение 1-2 секунд при выполнении одного из двух условий потери бдительности в момент Х, когда максимальное значение доли времени в окне 30 секунд, когда глаз закрыт верхним веком более чем на 80%, в периоде 2 больше чем 90% значений в периоде 1, и при этом максимальное значение в периоде 2 минимум в 10 раз больше, чем среднее значение в периоде 1, и при этом среднее значение в периоде 2 больше чем 0, а максимальное значение в периоде 1 больше чем 0,1, при этом период 1=Х при значениях от (Х-60) секунд до (Х-30), период 2=Х при значениях от (Х-30) до Х, где Х – время срабатывания автоматизированной системы, либо когда в периоде 2 встречаются пять и более случаев, когда при моргании глаз закрыт более чем на 1 секунду.

2. Автоматизированная система для непрерывного контроля бдительности машиниста, реализующая этапы способа по п. 1, характеризующаяся тем, что установлена в кабине машиниста поезда и содержит высокоскоростную видеокамеру, датчик спутникового мониторинга, компьютер, включающий соединенные системной платой видеокарту, процессор, звуковую карту и хранилище накопленных данных, динамик, подключенный через порт вывода к звуковой карте компьютера, высокоскоростная видеокамера установлена в кабине поезда напротив машиниста ниже его головы под углом 20-30°, при этом компьютер выполнен с возможностью определения с помощью датчика спутникового мониторинга местоположения и скорости поезда в текущий момент времени; приема и обработки сигнала с высокоскоростной видеокамеры; определения положения верхних век машиниста в каждом кадре и фиксации начала эпизода потери бдительности машиниста по заданным параметрам движения его век; инициации звуковой сигнализации при снижении уровня бдительности посредством вывода сигнала на динамик.

3. Автоматизированная система по п. 1, отличающаяся тем, что высокоскоростная видеокамера соединена с компьютером посредством провода USB 3.0.

4. Автоматизированная система по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве высокоскоростной видеокамеры используют Web-камеру с обзором 65°, 78° или 90° без опции ночного видения, направленную внутрь кабины.

5. Автоматизированная система по п. 1, отличающаяся тем, что компьютер связан с датчиком спутникового мониторинга посредством провода USB 2.0.

6. Автоматизированная система по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве звуковой сигнализации используют аудиозаписи, размещенные в хранилище накопленных данных.

7. Автоматизированная система по п. 1, отличающаяся тем, что хранилище накопленных данных представляет собой жесткий диск компьютера.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2024 года RU2814302C1

CN 101639894 B, 20.03.2010 реферат
CN 102622600 A, 01.08.2012 реферат
CN 105764735 A, 13.07.2016 реферат
CN 103356163 A, 23.10.2013 реферат
CN 109389806 A, 08.11.2018 реферат, фиг
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
CN 105788176 A, 20.07.2016 реферат
US 2022118985 A1, 21.04.2022 реферат, фиг
Кипятильник для воды 1921
  • Богач Б.И.
SU5A1
Lin, Zhui et al
"Efficient Train Driver Drowsiness Detection on Machine Vision

RU 2 814 302 C1

Авторы

Демарева Валерия Алексеевна

Голубин Роман Викторович

Демарев Андрей Борисович

Жукова Марина Вадимовна

Зайцева Ирина Олеговна

Зуева Карина Игоревна

Назаров Николай Алексеевич

Осокин Владимир Александрович

Охримчук Яна Андреевна

Селезнева Екатерина Игоревна

Тихомирова Екатерина Александровна

Даты

2024-02-28Публикация

2023-04-04Подача