תיאור ותפעול מערכת ניטור עייפות הנהג
תוכן
עייפות היא אחד הגורמים השכיחים ביותר לתאונות דרכים - עד 25% מהנהגים מעורבים בתאונה במהלך נסיעה ארוכה. ככל שאדם נמצא בדרך ארוכה יותר, כך ערנותם יורדת. מחקרים הראו כי רק 4 שעות נסיעה מחצית את התגובה, ואחרי שמונה שעות, 6 פעמים. הגורם האנושי אמנם הבעיה, אך יצרני הרכב שואפים לשמור על הנסיעה והנוסעים. מערכת לניטור עייפות הנהג מפותחת במיוחד למטרה זו.
מהי מערכת ניטור עייפות הנהג
הפיתוח הופיע לראשונה בשוק מחברת ניסאן היפנית, אשר רשמה פטנט על הטכנולוגיה המהפכנית למכוניות בשנת 1977. אך מורכבות היישום הטכני באותה תקופה אילצה את היצרן להתמקד בפתרונות פשוטים יותר לשיפור בטיחות התחבורה. פתרונות העבודה הראשונים הופיעו 30 שנה מאוחר יותר, אך הם ממשיכים לשפר ולשפר את האופן שבו אנו מזהים עייפות נהגים.
מהות הפתרון הוא ניתוח מצבו של הנהג ואיכות הנהיגה. בתחילה המערכת קובעת את הפרמטרים בתחילת הטיול, מה שמאפשר להעריך את שלמות התגובה של האדם, ולאחר מכן היא מתחילה לעקוב אחר המהירות הנוספת של קבלת ההחלטות. אם הנהג נמצא עייף מאוד, מופיעה התראה עם המלצה לנוח. אינך יכול לכבות אותות שמע וויזואליים, אך הם מופיעים באופן אוטומטי בפרקי זמן מוגדרים.
המערכות מתחילות לעקוב אחר מצבו של הנהג בהתייחס למהירות הנהיגה. לדוגמה, פיתוח מרצדס בנץ מתחיל לעבוד במהירות של 80 קמ"ש בלבד.
קיים צורך מיוחד בפתרון בקרב נהגים בודדים. כאשר אדם נוסע עם נוסעים, הם יכולים לשמור עליו ערני על ידי דיבור ולעקוב אחר עייפות. נהיגה עצמית תורמת לנמנום ולתגובות איטיות יותר על הכביש.
מטרה ותפקודים
המטרה העיקרית של מערכת בקרת עייפות היא למנוע תאונות. זה נעשה על ידי תצפית על הנהג, איתור תגובה איטית והמלצה מתמדת על מנוחה אם האדם לא מפסיק לנסוע. פונקציות עיקריות:
- בקרת תנועה ברכב - הפתרון עוקב באופן עצמאי אחר הכביש, מסלול התנועה, המהירויות המותרות. אם הנהג עובר את המהירות המותרת או עוזב את הנתיב, המערכת מצפצפת כדי להגביר את תשומת הלב של האדם. לאחר מכן יופיעו התראות על הצורך במנוחה.
- בקרת נהג - תחילה פיקוח על מצבו הרגיל של הנהג, ואחריו חריגות. הטמעה במצלמות מאפשרת תצפית על האדם, ואותות אזהרה ניתנים במקרה של עצימת עיניים או צניחת ראש (סימני שינה).
האתגר העיקרי טמון ביישום ובאימון הטכני של הטכניקה לקביעת העייפות האמיתית מקריאות שווא. אך גם שיטת יישום זו תפחית את השפעתו של הגורם האנושי על רמת התאונות.
אפשרויות חלופיות כוללות מעקב אחר מצבו הגופני של הנהג, כאשר מכשיר מיוחד קורא פרמטרי גוף, כולל מצמוץ, תדירות הנמכת העפעפיים, רמת פתיחות העין, מיקום הראש, הטיה בגוף ואינדיקטורים אחרים.
תכונות עיצוב המערכת
האלמנטים המבניים של המערכת תלויים באופן יישום ובקרה של התנועה. פתרונות למעקב אחר נהגים ממוקדים באדם ובמה שקורה ברכב, בעוד שאפשרויות אחרות מתמקדות בביצועי המכונית ובמצב על הכביש. שקול כמה אפשרויות לתכונות עיצוב.
הפיתוח האוסטרלי של DAS, שנמצא בשלב הבדיקות, נועד לעקוב אחר תמרורים ולעמוד בתקנות המהירות והתעבורה. כדי לנתח את המצב בכביש, השתמש ב:
- שלוש מצלמות וידיאו - האחת קבועה על הכביש, השניים האחרים עוקבים אחר מצבו של הנהג;
- יחידת בקרה - מעבדת מידע אודות תמרורים ומנתחת התנהגות אנושית.
המערכת יכולה לספק נתונים על תנועת הרכב ומהירות הנהיגה באזורים מסוימים.
מערכות אחרות מצוידות בחיישן היגוי, מצלמות וידיאו, כמו גם אלקטרוניקה שיכולה לפקח על הפרמטרים של מערכת הבלימה, על יציבות הנהיגה, על ביצועי המנוע ועוד ועוד. אות נשמע במקרה של עייפות.
עקרון והיגיון בעבודה
עקרון הפעולה של כל המערכות מסתכם בזיהוי נהג עייף ומניעת תאונות. לשם כך, יצרנים משתמשים בעיצובים שונים והיגיון בעבודה. אם אנו מדברים על פתרון ה- Attention Assist ממרצדס בנץ, המאפיינים הבאים בולטים:
- בקרת תנועת רכב;
- הערכת התנהגות הנהג;
- קיבוע מבט ומעקב אחר עיניים.
לאחר תחילת התנועה המערכת מנתחת וקוראת את פרמטרי הנהיגה הרגילים למשך 30 דקות. לאחר מכן עוקבים אחר הנהג, כולל כוח הפעולה על ההגה, השימוש במתגים ברכב, מסלול הנסיעה. בקרת עייפות מלאה מתבצעת במהירות של 80 קמ"ש.
Assist Attention לוקח בחשבון גורמים כמו תנאי כביש ונהיגה, כולל שעת היום ומשך הנסיעה.
בקרה נוספת מוחלת על תנועת הרכב ואיכות ההיגוי. המערכת קוראת פרמטרים כגון:
- סגנון נהיגה, שנקבע במהלך התנועה הראשונית;
- זמן היום, משך ומהירות התנועה;
- יעילות השימוש במתגי עמוד ההגה, בלמים, מכשירי בקרה נוספים, כוח היגוי;
- עמידה במהירות המקסימלית המותרת באתר;
- מצב פני הכביש, מסלול התנועה.
אם האלגוריתם מזהה חריגות מהפרמטרים הרגילים, המערכת מפעילה התראה קולית כדי להגביר את הערנות של הנהג וממליצה להפסיק זמנית את הנסיעה כדי לנוח.
קיימות מספר תכונות במערכות המנתחות את מצבו של הנהג כגורם ראשוני או נוסף. לוגיקת היישום מבוססת על שימוש במצלמות וידיאו המשננות את הפרמטרים של אדם נמרץ, ואז עוקבות אחריהם במהלך נסיעות ארוכות. בעזרת מצלמות המכוונות לנהג מתקבל המידע הבא:
- עצימת עיניים, והמערכת מבדילה בין מצמוץ ונמנום;
- קצב נשימה ועומק;
- מתח שרירי הפנים;
- רמת פתיחות העין;
- הטיה וסטיות חזקות במצב הראש;
- את נוכחות הפיהוק ותדירותו.
בהתחשב בתנאי הדרך, בשינויים בטיפול ברכב ובפרמטרים של הנהג, ניתן למנוע תאונות. המערכת מיידעת את האדם באופן אוטומטי על הצורך במנוחה ונותנת אותות חירום להגברת הערנות.
מה שמות מערכות כאלה עבור יצרני רכב שונים
מכיוון שרוב יצרני הרכב מודאגים מבטיחות הרכב, הם מפתחים מערכות בקרה משלהם. שמות פתרונות לחברות שונות:
- עוזר לתשומת לב מרצדס בנץ;
- בקרת התראות נהגים מוולוו - עוקבת אחר הכביש והמסלול במהירות של 60 קמ"ש;
- ראיית מכונות מג'נרל מוטורס מנתחת את מצב פתיחות העין והתמקדות בכביש.
אם מדברים על פולקסווגן, מרצדס וסקודה, היצרנים משתמשים במערכות בקרה דומות. הבדלים נצפים בחברות יפניות המפקחות על מצבו של הנהג באמצעות מצלמות בתוך תא הנוסעים.
יתרונות וחסרונות של מערכת בקרת עייפות
בטיחות התנועה בכבישים היא הנושא העיקרי שעליו עובד יצרן הרכב. בקרת עייפות מספקת לנהגים מספר יתרונות:
- ירידה במספר התאונות;
- מעקב אחר הנהג והכביש;
- הגברת ערנות הנהג באמצעות אותות קול;
- המלצות למנוחה במקרה של עייפות קשה.
מבין חסרונות המערכות, יש צורך להדגיש את מורכבות היישום והפיתוח הטכני של תוכניות אשר יפקחו כראוי על מצב הנהג.
