Федеральное управление безопасности дорожного движения РФ, подсчитало, что от 2 до 23% всех дорожно-транспортных происшествий, могут быть связаны с усталостью водителя. Ежегодно в России регистрируется около 100 000 дорожно-транспортных происшествий и 71 000 травм, связанных с сонливостью водителя, из которых более 1300 заканчиваются летальным исходом. Кроме того, около 16 000 других смертельных случаев, были вызваны несоблюдением правил дорожного движения, что является одним из косвенных последствий утомленности.
Эти тревожные статистические данные указывают на необходимость разработки и внедрения систем, способных отслеживать и анализировать характеристики лица или состояния тела водителя, выдавая предупреждающий сигнал при самых ранних возможных признаках сонливости, с целью предотвращения вероятного возникновения аварии.
Система контроля, как один из главных способов борьбы с ДТП: задачи интеллектуальной системы мониторинга водителя
По мере того, как технологии самостоятельного вождения трансформируют автомобильную промышленность, например, службу такси, рейсовые перевозки, улучшенные функции безопасности становятся решающими и обязательным фактором для производителей автомобилей (чтобы оставаться конкурентоспособными). Это связано с тем фактом, что транспорт, наряду со строительством, производством и коммунальными услугами является критически важной отраслью безопасности, в которой последствиями сбоя или неисправности обычно являются травмы и длительный ущерб или даже гибель людей.
Эти отрасли подвержены более высокому риску инцидентов и травм, связанных с усталостью, чем любая иная отрасль в целом. Система распознавания усталости водителя играет ключевую роль в снижении числа инцидентов в критически важных для поддержания безопасности.
Принцип работы системы контроля усталости
С целью улучшения систем мониторинга водителя, с помощью модуля обнаружения усталости, инженеры различных стран, благодаря многочисленным исследованиям, разработали специальный алгоритм компьютерного зрения, который оценивает сонливость водителя, на основе ряда образующих факторов. Ныне, контроль усталости водителя является одним из основных способов борьбы с ДТП, работая превентивным методом.
За последние несколько лет было изучено и внедрено множество различных подходов к системам, решающим проблему усталости водителя. Более ранние устройства, как правило, были довольно навязчивыми, требуя физического контакта для измерения характеристик усталости во время вождения. Эти функции включали вариабельность сердечного ритма, анализ сигналов мозга, а также физиологическое состояние водителя.
Другие системы изучали связь сонливости водителя с рулевым управлением и движением транспортного средства, а в некоторых системах, также, использовались средства отслеживания полосы движения.
Однако, в настоящее время, основное внимание уделяется автономным ненавязчивым системам, которые работают в фоновом режиме, никоим образом не отвлекая водителя, имея возможность обнаруживать и отслеживать движения головы и глаз, с помощью одной или нескольких камер, установленных на приборной панели автомобиля.
С развитием технологии слежения за состоянием водителя, был выведен алгоритм обнаружения усталости. Перед определением лица и черт лица, захваченный кадр, предварительно, обрабатывается, чтобы нормализовать освещение и уменьшить шум изображения. Первым шагом является преобразование RGB (цветного) изображения в серое, чтобы иметь возможность анализировать значения интенсивности отдельных пикселей. Затем выполняется выравнивание гистограммы для увеличения контрастности изображения и максимального уменьшения влияния различных условий освещения, затем уменьшается эффект шума.
Функция интервала закрытия глаз вычисляет продолжительность между последовательными «сеансами» закрытых глаз и частотой закрытия. Было также обнаружено, что эта особенность значительно коррелирует с усталостью.
Регулирование усталости приборной панелью
Слежение за состоянием водителя не ограничивается на считывании его лица. Дополнительный мониторинг обязателен к применению в части движения автомобиля и качества управления рулевым колесом. Система занимается считыванием таких параметров, как:
- тип вождения, который определяется при изначально заданном движении;
- время суток;
- скорость движения ТС;
- частота использования подрулевых переключателей, тормозной системы, дополнительных устройств управления;
- сила вращения руля;
- соответствие скорости автобуса/машины максимально допустимой на участке дороги;
- состояние дороги;
- траектория движения.
Если система распознавания усталости водителя находит отклонения от нормальных параметров, то происходит воспроизведение звуковых уведомлений, для повышения бдительности водителя. Часто система рекомендует временно остановить поездку.
Плюсы и минусы в использовании системы слежения:
|
Плюсы |
Минусы |
| Снижение вероятности ДТП |
Возможная дороговизна |
| Повышенный контроль за состоянием сна и отдыха | Сложность технической реализации хоть и ушла в прошлое, но не покинула систему полностью |
| Снижение вероятности получения штрафа на основе нарушений на фоне усталости и пониженной бдительности | Возможность компьютерного сбоя, который может привести к аварии |
| Отсутствие потенциально опасных поездок |
|
Выгода использования
Человек, выбирая любую из вещей, хочет получить выгоду. Какая же она будет здесь? Внедрение систем слежения за состоянием физическим человека позволяют не только обезопасить здоровье, но и сэкономить. Потенциальное снижение аварий или столкновений прямо пропорционально влияет на кошелек владельца. Различные штрафы также станут редкостью, ведь постоянное поддержание нормального состояния водителя повысит не только бдительность, а с отсутствием усталости придет и ответственность.
С другой стороны, сэкономить можно благодаря превентивному способу работы. Сев за руль, водитель сразу начинает подвергаться обработке, что в крайнем случае может закончится слишком частыми напоминаниями, а также блокировкой управления. Отсутствие таких опасных и бесцельных поездок (которые могут завершиться аварией) – основной способ предотвращения, на который и направлена общая система слежения.
Представленная реализация системы мониторинга усталости водителя в режиме реального времени, развивается семимильными шагами. В процессе разработки таких систем используются ряды методов, включающие выравнивание гистограммы и медианную фильтрацию, для предварительной обработки изображения, слежение за дорогой, типом вождения, а также многие другие.
Использование системы обнаружения лица, глаз и рта в последовательных кадрах вместе с сопоставлением шаблонов коэффициентов корреляции для определения состояний объектов – вот основной принцип работы слежения благодаря установленным камерам. Принятый подход к компьютерному зрению оказался очень успешным в классификации внешнего вида водителя, достигнув средней скорости распознавания 95,2%. Полученные результаты дополнительно демонстрируют целесообразность развертывания неинтрузивных систем мониторинга усталости для коммерческих применений.
