MX2008010625A - Supervisor de incapacidad. - Google Patents

Abstract

Un método para supervisar la incapacidad de un sujeto que incluye los pasos de supervisar continuamente el movimiento de los ojo y párpado de cuando menos un ojo del sujeto; analizar los movimientos de ojo y párpado para obtener medidas de quietud ocular y la duración de un intervalo de no movimiento de ojo o párpado, y si la duración de la quietud ocular excede un valor predeterminado, proporcionar una alarma de incapacidad potencial y solicitar una respuesta dentro de un período predeterminado, y aplicar un procedimiento de emergencia si no se da respuesta dentro de un nivel predeterminado.

Description

SUPERVISOR DE INCAPACIDAD Esta invención se relaciona con supervisar falta de atención y particularmente incapacidad en conductores de vehículos u operarios de maquinaria Antecedentes de la Invención La detección de somnolencia es de importancia debido a que la somnolencia daña la capacidad de los operarios de una amplia gama de equipo incluyendo vehículos de motor, aviones, y botes así como equipo industrial. WO 03/039358 describió un supervisor de viveza que usó luz infrarroja para medir la amplitud y velocidad del párpado y los movimientos del ojo para derivar una medida de Somnolencia en una escala. Este supervisor buscaba-proporcionar un supervisor de viveza de tiempo real que pueda proporcionar una medida calibrada de la calidad de viveza del operario. Hay un interés reciente con el problema de distracción del conductor, no solamente somnolencia. Mediante distracción dan a entender desplazamiento del enfoque de la atención visual del conductor de la tarea de conducir, ya sea una tarea no visual (v.gr., hablando con otras personas en el vehículo, o el uso de teléfonos móviles) , o como una alternativa, tarea visual que reduce la seguridad de conducir temporalmente (leer un mapa o sistema de navegación, ajustar un reproductor de CD o el radio, etc) . De esta manera, la distracción del conductor está interesada con la atención que se enfoca inapropiadamente, en la dirección y duración, para conducción segura. El concepto de la incapacidad de un conductor parece ser aplicado principalmente en la industria de ferrocarriles. Se refiere a alguna condición médica u otra que hace que el conductor pierda conciencia, no justamente entrar en estados fácilmente reversibles de somnolencias, o distracción. Este ha sido un enfoque principal de interés en Australia después de un choque de trenes en el que el conductor murió de un ataque cardiaco, pero el tren se mantuvo caminando y se desrieló, matando pasajeros. Las condiciones médicas que están más probablemente involucradas en estos incidentes son muerte repentina (v.gr., ataque cardiaco o infarto), hipoglicemia en diabéticos, y ataques epilépticos. Existe un sistema actual de detección de vigilancia en trenes que involucra pulsar un botón o hacer algún ajuste a los controles del tren (cambio de velocidad, aplica frenos etc) una vez cada 90 segundos (aproximadamente) o una sirena que se hará sonar y los frenos aplicar para detener el tren. En embargo, los conductores solamente tienen que estar moderadamente alertas durante . alrededor de 1 segundo para pulsar el botón en cualquier momento durante el periodo de 90 segundos. Se podrian dormir fácilmente durante un minuto en ese tiempo, repetidamente, sin que esto se detecte por el sistema actual. La patente de EUA 6102870 usa un dato seguidor de ojo tales como fijaciones y salidas a estados inter- mentales del operario tales como exploración, lectura, búsqueda, pensamiento y una intención de seleccionar. Es un sistema para mejorar la capacidad de respuesta de software de computadora . La patente de EUA 6346887 utiliza un sistema de seguimiento de ojo basado en video que sigue la actividad del ojo y el diámetro de pupila y la posición para producir una señal que representa la actividad del ojo que se puede usar para calcular una viveza. Un objeto de esta invención es proporcionar un supervisor de alerta o viveza mejorado del tipo descrito en WO 03/039358 que puede tratar con la incapacidad. Breve Descripción de la Invención A este fin, la presente invención proporciona un sistema para supervisar la incapacidad que incluye a) medios para medir los movimientos de ojo y párpado b) medios de almacenamiento para registrar continuamente las mediciones c) un procesador de datos para analizar los movimientos del ojo y párpado para obtener medidas de quietud ocular y/o duración del cierre de párpado del ojo y medir la desviación desde un valor predeterminado de sujetos alertas d) un medio de alarma disparado por la medición que alcanza un valor predeterminado. En ocasiones los conductores aparentemente están viendo, recto hacia delante, con sus ojos completamente abiertos, pero en realidad tienen su atención enfocada en otra parte 8v.gr., con pensamientos intrusos de esfuerzo). Alternativamente, en el estado somnoliento, pueden tener sus ojos abiertos pero no viendo ni dándose cuenta de nada. Ninguna de estas situaciones sería detectada por una cama de video. Sin embargo, el sistema de detección infrarrojo descrito en WO 03/039358 puede medir niveles de somnolencia continuamente. La duración óptima de "distracción" que debe disparar una alarma es del orden de 2 a 5 segundos cuando un vehículo se está movimiento o una máquina está en operación. El sistema de detección infrarroja descrito en WO 03/039358 también puede medir períodos cuando no hay movimientos de ojo o párpado. La quietud ocular prolongada es un buen marcador de "incapacidad". La duración media de quietud ocular (DOQ) por minuto es el medio de los intervalos entre movimientos consecutivos de ojo y párpado de cualquier clase, incluyendo salidas, parpadeos, movimientos vestíbulo-oculares, etc. Períodos relativamente largos de quietud ocular son típicos del estado somnoliento para muchos sujetos. Esta invención está parcialmente basada en el análisis de la duración de dichos intervalos para conductores de camión en la carretera y conductores de tren que en realidad están conduciendo un tren. Los conductores usualmente hacen alguna clase de movimiento de ojo o párpado (salidas, parpadeos, movimientos vestíbulo-oculares, etc) varias veces por segundo. Los períodos quietos oculares de más de alrededor de 6 segundos son raros y se usan en esta invención como un percutor para alarma de "incapacidad potencial". Esto es de preferencia seguido por prueba específica adicional del conductor pidiéndolo que empuje un botón tan pronto como sea posible después e que se da la alarma. Esto superaría el problema ocasional de alarmas positivas falsas y de que los frenos se aplicaran inapropiadamente . Las alarmas ocasionadas por períodos prolongados -ocasionales de quietud ocular que no son ocasionados por incapacidad se niegan fácilmente por el operario proporcionando una respuesta apropiada a la alarma de incapacidad potencial. Cada alarma de incapacidad potencial disparada por quietud ocular requiere una respuesta del operario. Dicha acción por el operario indica que la alarga fue una falsa positiva y ocurriría enfoque nuevamente de la atención del operación en la tarea de conducción u operación de máquina, según sea el caso. Si el operario no responde a un procedimiento de emergencia se puede implementar. El procedimiento de emergencia variará de conformidad con el tipo de vehículo o máquina que se está operando y puede incluir frenado del vehículo y llevarlos hasta una detención y/o transmitir un reporte a un puesto de control central. De esta manera, en otro aspecto esta invención proporciona un método para controlar un vehículo o máquina en el que el operario es supervisado por a) supervisar continuamente uno o más de los movimientos del ojo y párpado incluyendo salidas y guiños en cuando menos un ojo del operario b) analizar los movimientos de ojo y párpado para obtener una medida de la quietud ocular y mediar la desviación de un valor predeterminado para sujetos alerta, c) proporcionar una alarma cuando la medida se desvia de una cantidad predeterminada que requiere una respuesta dentro de un periodo predeterminado d) aplicar un procedimiento de emergencia si no se da respuesta dentro del tiempo predeterminado. El movimiento del párpado y las salidas se pueden supervisar utilizando cualquier tecnología apropiada incluyendo tecnología de cámara de video o digital para identificar y medir lo movimientos apropiados del ojo. Sin embargo, el aparato y los algoritmos descritos en WO 03/039358 se prefieren. Descripción de los Dibujos La Figura 1 es un histograma de frecuencia que ilustra la frecuencia de varios períodos de quietud ocular en conductores de tren; La Figura 2 es un histograma de frecuencia que ilustra la frecuencia de diversos períodos de quietud ocular en conductores de coche; La Figura 3 es una gráfica de flujo de una modalidad de un supervisor de incapacidad de conformidad con esta invención.

Descripción Detallada de la Invención El aparato de supervisión de ojo usado en esta invención es de la misma clase que el descrito en la solicitud de patente anterior del inventor WO 03/039358. WO 03/039358 describió lentes con transductores (IR-LEDs y fototransistores) en ambos ojos. La razón de esto fue que la coordinación binocular cambiaba con la somnolencia que hece esencial registrar de ambos ojos. Sin embargo, basado en investigación adicional por el inventor, parece que la medición de coordinación binocular se hace más imprecisa a medida que progresa la somnolencia. De esta manera, cuando la medición de coordinación binocular no se requiere, los registros de un ojo son insuficientes para todos los otros parámetros. Se prefiere ahora colocar dos emisores infrarrojos y cuando menos un detector de foto transistor colocado en el miembro de cuadro inferior debajo de un ojo. Durante el ajuste del dispositivo a un individuo, el emisor que proporciona la mejor señal se selecciona para ese individual Actualmente, métodos de cámara de video para supervisar somnolencia tienen problemas tanto prácticos como teóricos. Algunos de los últimos se pueden superar en el futuro si el régimen de cuadro de cámaras se puede aumentar en aproximadamente 500 Hz, lo que puede permitir que se midan velocidades y AVRs. En este momento, la emisión y detección infrarroja es la tecnología preferida. La Figura 1 es un histograma de frecuencia de 59,310 intervalos sin movimiento de ojo o párpado en dos conductores de tren durante 4 horas . La Figura 2 es un histograma de frecuencia de 141,278 intervalos sin movimiento de ojo o párpado en siete conductores de coche durante 6 horas. Como se puede ver de los resultados de investigación ilustrados en las figuras 1 y 2, un período quieto ocular de 4 o 5 segundos o mayor es suficientemente raro que una alarma que requiere una respuesta del operario no sería demasiado frecuencia para ser irritante o molesta. El tiempo apropiado se puede determinar conduciendo una investigación preliminar de una muestra de conductores u operarios para cada tipo de vehículo o máquina. La figura 3 es un diagrama de flujo de la operación de un supervisor de incapacidad de conformidad con esta invención diseñado para uso en trenes. El primer paso en un procedimiento cíclico es comprobar si el marco de lentes que lleva los emisores y detectores se está usando. Si no se están usando y la velocidad del tren está por encima de una velocidad mínima previamente ajustada (tal como . en la estación de clasificación) se proporciona una alarma para avisar al conductor de tren que se ponga los lentes. Si no se recibe respuesta se proporciona la alarma de freno y entonces si no se da respuesta el sistema de frenado del tren se acciona automáticamente . Cuando un periodo de quietud ocular mayor del periodo predeterminado se detecta, se proporciona una alarma que requiere que el conductor de tren presione un botón y esta respuesta regresa al detector al ciclo de detección normal . Si no se da respuesta dentro de un periodo predeterminado apropiado (alrededor de 2 segundos) se acciona el sistema de frenado de trenes. Si no se detecta periodo de quietud ocular mayor del máximo predeterminado, no se da a alarma. Los periodos de quietud ocular y el tiempo requerido para una respuesta se pueden determinar seleccionando valores que proporcionarán menos alargas sin aumentar el riesgo de un accidente. De la descripción anterior se puede ver que la presente invención proporciona una medida única de incapacidad y un predictor confiable de la capacidad de una persona para operar maquinaria o vehículos. Aquellos expertos en el ramo observarán que los beneficios de esta invención se pueden lograr mediante modalidades del aparato y metodología distintos a aquellos descritos sin abandonar las enseñanzas de núcleo de esta invención.

Claims (7)

1. REIVINDICACIONES 1. - Un sistema para supervisar la incapacidad de un operario de máquina o vehículo, que incluye a) medios para medir uno o más de los movimientos del ojo y párpado incluyendo salidos y guiños en cuando menos un ojo del operario b) medios de almacenamiento para registrar continuamente las mediciones c) un procesador de datos para analizar los movimientos de ojo y párpado para obtener una medida de la quietud ocular y/o duración de cierre del párpado d) un medio de alarma de incapacidad potencial disparado por la medición que alcanza un valor predeterminado .
2. 2. - Un sistema de supervisión de incapacidad de conformidad con la reivindicación 1, al que el medio para medir el movimiento de párpado es una cámara digital o de video.
3. 3. - Un sistema de supervisión de incapacidad de conformidad con la reivindicación 1, en donde el medio para medir el movimiento del párpado comprende cuando menos un emisor infrarrojo montado en un marco de lentes y cuando menos un detector de infrarrojo también montado en el marco de lente.
4. 4. - Un sistema de supervisión de incapacidad de conformidad con la reivindicación 1, 2, o 3 que incluye un medio de accionamiento para responder a la alarma de incapacidad potencial.
5. 5. - Un sistema de supervisión de incapacidad de conformidad con la reivindicación 4, que incluye medios para activar un procedimiento de emergencia si no es respondida la alarma de incapacidad potencial.
6. 6. - Un sistema de supervisión de incapacidad de conformidad con la reivindicación 5, para uso en trenes, en los que el procedimiento emergencia activa el sistema de frenado de vehículo.
7. 7. - Un método para supervisar la incapacidad de' un sujeto que incluye los pasos de a) supervisar continuamente uno o más de los movimientos de ojos y párpados incluyendo salidas y guiños en cuando menos un ojo del operario b) ' analizar los movimientos de ojo y párpado para obtener una medida del período de quietud ocular c) proporcionar una alarma de incapacidad potencial cuando la medición alcanza un valor predeterminado cuya alarma requiere una respuesta dentro de período predeterminado aplicar un procedimiento de emergencia si no se respuesta dentro de un intervalo predeterminado.