EA041273B1

EA041273B1 - Способ оценки вовлеченности водителя в управление транспортным средством

Info

Publication number: EA041273B1
Application number: EA202000176
Authority: EA
Inventors: Владимир Андреевич Дубовский; Владимир Владимирович Савченко
Filing date: 2020-05-13
Publication date: 2022-10-03

Description

Изобретение относится к транспортным средствам и может быть использовано для обеспечения безопасности функционирования дорожного транспорта.

Известен способ получения информации о водителе транспортного средства (1), заключающийся в том, что осуществляют мониторинг поведения водителя и состояния внешней среды с помощью видеокамер, установленных внутри и снаружи транспортного средства, определяют текущий стиль вождения водителя на основе информации о его поведении, состоянии внешней среды и полученных ранее данных о стиле его вождения, после чего анализируют текущий стиль вождения с использованием сети облачных технологий и дают характеристику водителю. Данный способ позволяет дать качественную характеристику водителю в категориях нормальное вождение, агрессивное вождение, невнимательное вождение, вождение в состоянии алкогольного опьянения и т.д., но не позволяет количественно оценить вовлеченность водителя в управление транспортным средством, что ограничивает функциональные возможности способа и снижает безопасность дорожного движения из-за отсутствия информации о вовлеченности водителя в управление транспортным средством.

Известен способ оценки навыков вождения водителя транспортного средства (2), заключающийся в том, что в реальном времени получают данные о состоянии транспортного средства в виде потока параметров, описывающих его текущее местоположение, направление, скорость и ускорение движения, состояние его систем и органов управления, полученные данные анализируют с целью выявления элементарных событий, которые происходят по ходу движения транспортного средства и сопровождаются характерными значениями определенных параметров состояния транспортного средства, например, таких событий, как достижение максимального и минимального значений ускорений вдоль продольной и поперечной осей транспортного средства или смена их знака, в хронологическом порядке формируют цепочку событий, последнюю сопоставляют с типовыми цепочками событий, из которых состоят основные маневры при вождении, например смена полосы движения, поворот, обгон и другие маневры, и формируют последовательность маневров, осуществляемых транспортным средством, после чего оценивают навыки водителя выполнять определенные маневры путем сравнения текущих их параметров с параметрами шаблонов маневров, находящихся в библиотеке маневров. Недостатком известного способа является невозможность получения количественной оценки вовлеченности водителя в управление транспортным средством, что ограничивает функциональные возможности способа и снижает безопасность дорожного движения из-за отсутствия информации о вовлеченности водителя в управление транспортным средством.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ оценки поведения водителя при управлении транспортным средством (3). Данный способ заключается в том, что предварительно устанавливают определенные требования к водителю (например, не пользоваться смартфоном, ездить только в определенное время суток, не превышать определенное значение скорости и т.д.), при управлении водителем транспортным средством осуществляют мониторинг состояния транспортного средства, состояния и действий водителя, полученные данные анализируют с целью идентификации нарушений водителем предустановленных требований, регистрируют нарушения и получают общую оценку поведения водителя путем суммирования за определенный интервал времени выявленных нарушений с учетом их весовых коэффициентов.

Приведенный способ позволяет контролировать поведение водителя при управлении им транспортным средством с целью выявления фактов таких нарушений, как превышение скорости сверх некоторого заданного значения, резкое ускорение и торможение, использование отвлекающих внимание устройств, неиспользование ремня безопасности, неиспользование сигнала поворота, чрезмерное использование звукового сигнала, чрезмерная продолжительность поездки, чрезмерно пройденное расстояние, вождение вне разрешенного времени суток и т.п. нарушений, а также оценить поведение водителя с точки зрения соблюдения им определенных предустановленных требований в течение определенного времени.

Недостатком данного способа является невозможность получения количественной оценки вовлеченности водителя в управление транспортным средством, что ограничивает функциональные возможности способа и снижает безопасность дорожного движения из-за отсутствия информации о вовлеченности водителя в управление транспортным средством.

Задачами предлагаемого изобретения является повышение безопасности дорожного движения и расширение функциональных возможностей известного способа путем осуществления количественной оценки вовлеченности водителя в управление транспортным средством.

Решение задачи достигается в способе оценки вовлеченности водителя в управление транспортным средством, заключающемся в том, что при управлении водителем транспортным средством осуществляют мониторинг состояния транспортного средства и внешней среды, психофизиологического состояния и действий водителя, регистрируют значимые для безопасности дорожного движения события, которые происходят по ходу движения транспортного средства, и разделяют их в зависимости от степени актуальности в текущий момент времени, как минимум, на два класса, при этом к первому классу относят события, свидетельствующие об опасном психофизиологическом состоянии или поведении водителя, ко второму классу относят события, свидетельствующие о потенциально опасной дорожной обстановке и/или несоблюдении водителем правил дорожного движения, в реальном времени сообщают о зарегист

- 1 041273 рированных событиях водителю и анализируют его ответные действия с целью оценки вовлеченности водителя в управление транспортным средством, при этом в случае если информация в сообщении касается события первого класса, предлагают водителю подтвердить факт восприятия им данной информации и регистрируют интервалы времени t₁ и t₂ от возникновения события до подтверждения водителем факта его восприятия и до окончания данного события соответственно, а в случае если информация в сообщении касается события второго класса, то регистрируют интервал времени t₃ от возникновения события до его окончания, присваивают событиям первого и второго классов определенные значения весовых коэффициентов k1 и k₂ соответственно и в реальном времени с нарастающим итогом определяют показатель E вовлеченности водителя в управление транспортным средством в соответствии с выражением п т

Е — a , х = к^^(t_u + t_2i) + к₂^1_3}·, i=l j=\ где a - константа (0<a<1), n и m - количество событий первого и второго классов соответственно, после чего текущее значение показателя E предъявляют водителю, а по завершении поездки итоговое значение показателя E в качестве оценки вовлеченности водителя в управление транспортным средством сохраняют в базе данных.

Отличительными признаками заявляемого способа являются: регистрируют значимые для безопасности дорожного движения события, которые происходят по ходу движения транспортного средства, и разделяют их в зависимости от степени актуальности в текущий момент времени, как минимум, на два класса, при этом к первому классу относят события, свидетельствующие об опасном психофизиологическом состоянии или поведении водителя, ко второму классу относят события, свидетельствующие о потенциально опасной дорожной обстановке и/или несоблюдении водителем правил дорожного движения, в реальном времени сообщают о зарегистрированных событиях водителю и анализируют его ответные действия с целью оценки вовлеченности водителя в управление транспортным средством, при этом в случае если информация в сообщении касается события первого класса, предлагают водителю подтвердить факт восприятия им данной информации и регистрируют интервалы времени t₁ и t₂ от возникновения события до подтверждения водителем факта его восприятия и до окончания данного события соответственно, а в случае если информация в сообщении касается события второго класса, то регистрируют интервал времени t₃ от возникновения события до его окончания, присваивают событиям первого и второго классов определенные значения весовых коэффициентов k1 и k2 соответственно и в реальном времени с нарастающим итогом определяют показатель E вовлеченности водителя в управление транспортным средством в соответствии с выражением: п т

Е = а, х = к_}^ (ή, + t_2i) + k₂/₃у, «=1 7=1 где a - константа (0<a<1), n и m - количество событий первого и второго классов соответственно, после чего текущее значение показателя E предъявляют водителю, а по завершении поездки итоговое значение показателя E в качестве оценки вовлеченности водителя в управление транспортным средством сохраняют в базе данных.

Совокупность указанных отличительных признаков позволяет:

(1) в реальном времени количественно оценивать текущую вовлеченность водителя в управление транспортным средством, что позволяет повысить безопасность функционирования транспортных систем путем использования полученной оценки при переключениях между автоматизированным и ручным режимами управления высокоавтоматизированными транспортными средствами, (2) в реальном времени предъявлять водителю текущую оценку его вовлеченности в управление транспортным средством, что позволяет повысить его внимание к процессу управления для обеспечения безопасности, (3) получить обобщенную количественную оценку вовлеченности водителя в управление транспортным средством за определенный период времени и/или на определенном участке дороги, что позволяет контролировать надежность водителя с точки зрения обеспечения безопасности дорожного движения.

Суть предложенного способа заключается в следующем.

При управлении водителем транспортным средством осуществляют мониторинг состояния транспортного средства (например, скорости и ускорения, положения относительно дорожной разметки и других транспортных средств, состояния узлов и агрегатов), внешней среды (например, состояния дороги, наличия на дороге пешеходов и велосипедистов, состояния светофоров, метеоусловий, наличия определенных знаков дорожного движения), психофизиологического состояния водителя (например, частоты сердечных сокращений, параметров электродермальной активности, показателей сонливости и усталости) и действий водителя (например, включения и выключения указателей поворота, своевременного торможения, действий, не связанных с управлением транспортным средством). По ходу движения транс

- 2 041273 портного средства регистрируют значимые для безопасности дорожного движения события (например, высокую степень релаксации водителя, отвлеченность его внимания от дорожно-транспортной ситуации, съезд с полосы движения без включения указателя поворота, превышение скорости, указанной на дорожном знаке, несоблюдение безопасной дистанции до впереди идущего транспортного средства, появление на дороге пешеходов) и разделяют их в зависимости от степени актуальности в текущий момент времени, как минимум, на два класса. При этом к первому классу относят события, свидетельствующие об опасном психофизиологическом состоянии или поведении водителя (например, высокая степень релаксации или эмоционального возбуждения водителя, отвлеченность его внимания от дорожнотранспортной ситуации), а ко второму классу относят события, свидетельствующие о потенциально опасной дорожной обстановке и/или несоблюдении водителем правил дорожного движения (например, появление на дороге пешеходов, съезд с полосы движения без включения указателя поворота, превышение скорости, указанной на дорожном знаке, несоблюдение безопасной дистанции до впереди идущего транспортного средства). О зарегистрированных событиях информируют водителя посредством соответствующих визуальных и/или звуковых сообщений, после чего анализируют ответные действия водителя с целью оценки его вовлеченности в управление транспортным средством.

Если информация в сообщении касается события первого класса, предлагают водителю подтвердить факт восприятия им данной информации и регистрируют интервал времени t₁ от возникновения события до подтверждения водителем факта его восприятия и интервал времени t₂ от возникновения события до его окончания. Если информация в сообщении касается события второго класса, то регистрируют интервал времени t₃ от возникновения события до его окончания.

По ходу движения транспортного средства в реальном времени с нарастающим итогом определяют показатель E вовлеченности водителя в управление транспортным средством в соответствии с выражением:

п т

Е — а , х = к_} + t_2i) + к₂ t₃ j, /=1 J=l где a - константа (0<a<1), n и m - количество событий первого и второго класса соответственно, k1 и k₂ - весовые коэффициенты событий первого и второго классов соответственно.

Текущее значение показателя E в реальном времени предъявляют, например, посредством дисплея, водителю, а по завершении поездки итоговое значение показателя E в качестве оценки вовлеченности водителя в управление транспортным средством сохраняют в базе данных.

Предлагаемый способ может быть реализован с помощью известных систем контроля параметров движения транспортного средства, систем технического зрения для распознавания объектов внешней среды и определения их положения относительно управляемого водителем транспортного средства, систем контроля психофизиологического состояния водителя (например, на основе регистрации и анализа параметров его электродермальной активности) и систем контроля действий водителя (например, на основе использования видеокамер).

В качестве примера рассмотрен процесс оценки вовлеченности в управление транспортным средством двух водителей на одном и том же участке дороги в первой половине дня. При прохождении данного участка дороги первым водителем были зарегистрированы событие первого класса (высокая степень релаксации) и событие второго класса (высокая степень релаксации), а при прохождении этого же участка дороги вторым водителем было зарегистрировано три события второго класса (превышение скорости, опасное фронтальное сближение и съезд с полосы движения). Результаты измерения интервалов времени t1, t₂ и t₃ приведены в таблице._____________________________________________________________

Сообщения водителю о событиях	1-й водитель	2-й водитель
й (с)	/2 (С)	Й(с)	й (с)	й (с)	6(c)
Превышение скорости, указанной на знаке (2 класс)	—	—	1,64	—	—	2,47
Опасное фронтальное сближение (2 класс)	—	—	—	—	—	1,94
Высокая степень релаксации (1 класс)	1,75	5,02	—	—	—	—
Съезд с полосы движения без включения указателей поворота (2 класс)	—	—	—	—	—	1,68

Для событий первого и второго класса были приняты следующие значения их весовых коэффициентов: k1=0,7 и k₂=0,5 соответственно. На основании приведенных данных при a=0,9 значения показателей E вовлеченности в управление транспортным средством на заданном участке дороги для первого и второго водителя составили 0,55 и 0,67 соответственно. Полученные данные свидетельствуют о более высоком уровне вовлеченности второго водителя в управление транспортным средством на заданном

- 3 041273 участке дороги по сравнению с первым водителем, что позволяет утверждать о его более высокой надежности с точки зрения обеспечения безопасности дорожного движения.

В случае если водитель демонстрирует низкое значение показателя Е вовлеченности в управление транспортным средством несколько раз подряд, что свидетельствует о низком уровне его профессиональных качеств, принимают решение о необходимости повышения квалификации данного водителя.

Таким образом, предлагаемый способ позволит повысить безопасность дорожного движения и расширить функциональные возможности известного способа путем осуществления количественной оценки вовлеченности водителя в управление транспортным средством.

Источники информации.

1. US 2018/0046870 А1, МПК: G06K 9/00, 2018 г.

2. US 2005/0131597 А1, МПК: G06F 19/00, 2005 г.

3. US 9067565 В2, МПК: G07C 5/00, 2015 г.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Реализуемый с помощью компьютера способ оценки вовлеченности водителя в управление транспортным средством, заключающийся в том, что при управлении водителем транспортным средством с использованием систем контроля параметров движения транспортного средства, систем технического зрения для распознавания объектов внешней среды и определения их положения относительно управляемого водителем транспортного средства, систем контроля психофизиологического состояния водителя и систем контроля действий водителя на основе видеокамер осуществляют мониторинг состояния транспортного средства и внешней среды, психофизиологического состояния и действий водителя, с использованием систем помощи водителю регистрируют значимые для безопасности дорожного движения события, которые происходят по ходу движения транспортного средства, и с использованием системного блока компьютера разделяют их в зависимости от степени актуальности в текущий момент времени как минимум на два класса, при этом к первому классу относят события, свидетельствующие об опасном психофизиологическом состоянии или поведении водителя, ко второму классу относят события, свидетельствующие о потенциально опасной дорожной обстановке и/или несоблюдении водителем правил дорожного движения, в реальном времени посредством соответствующих визуальных и/или звуковых сигналов сообщают о зарегистрированных событиях водителю и с использованием системного блока компьютера анализируют его ответные действия с целью оценки вовлеченности водителя в управление транспортным средством, при этом в случае если информация в сообщении касается события первого класса, предлагают водителю подтвердить факт восприятия им данной информации и регистрируют интервалы времени Ц и t₂ от возникновения события до подтверждения водителем факта его восприятия и до окончания данного события соответственно, а в случае если информация в сообщении касается события второго класса, то регистрируют интервал времени t₃ от возникновения события до его окончания, присваивают событиям первого и второго классов определенные значения весовых коэффициентов ki и к₂ соответственно и в реальном времени с нарастающим итогом определяют показатель Е вовлеченности водителя в управление транспортным средством в соответствии с выражением п т

Е ~ а , х — (t_}i + G,) + ^2У,6,> ’ <=1 у=1 где а - константа (0<а<1), пит- количество событий первого и второго классов соответственно, после чего текущее значение показателя Е предъявляют водителю, а по завершении поездки итоговое значение показателя Е в качестве оценки вовлеченности водителя в управление транспортным средством сохраняют в базе данных.