RU2111134C1 - Method of and system for providing vigilance of vehicle driver - Google Patents

Method of and system for providing vigilance of vehicle driver Download PDF

Info

Publication number
RU2111134C1
RU2111134C1 RU97107068A RU97107068A RU2111134C1 RU 2111134 C1 RU2111134 C1 RU 2111134C1 RU 97107068 A RU97107068 A RU 97107068A RU 97107068 A RU97107068 A RU 97107068A RU 2111134 C1 RU2111134 C1 RU 2111134C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
driver
stimulus
command
speech
response
Prior art date
Application number
RU97107068A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU97107068A (en
Inventor
В.В. Дементиенко
В.М. Шахнарович
Original Assignee
Акционерное общество закрытого типа "Нейроком"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество закрытого типа "Нейроком" filed Critical Акционерное общество закрытого типа "Нейроком"
Priority to RU97107068A priority Critical patent/RU2111134C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2111134C1 publication Critical patent/RU2111134C1/en
Publication of RU97107068A publication Critical patent/RU97107068A/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical and transport engineering; keeping vehicle drivers and operators in different branches of industry in fit-for-work state. SUBSTANCE: in proposed method adequate reaction of driver on sense of stimulus under reduction of vigilance level is analyzed. For this purpose sound stimulus in form of at least one speech question (command) to driver is formed to make the driver effect actively realized operation. Speech answer of driver to question (command) and (or) carrying out of above indicated operation is recorded as reaction. Then content of question (command) and speech report or carried out operation are compared and their conformity is taken as criterion of watchfulness. System has processor-controlled stimulus and command forming units, and unit to analyze reaction of driver to speech stimuli, including recognition of speech, and stimulus and reaction analyzing unit. EFFECT: provision of operative control of functional condition of operator. 5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к средствам поддержания работоспособности водителей транспортных средств, а также операторов различных профессий и может быть использовано на рельсовом, дорожном, водном, воздушном транспорте, в различных отраслях промышленности для оперативного контроля соответствия функционального состояния требованиям профессиональной деятельности. The invention relates to means for maintaining the health of drivers of vehicles, as well as operators of various professions, and can be used on rail, road, water, air transport, in various industries for operational monitoring of the compliance of the functional state with the requirements of professional activity.

Определение уровня бодрствования человека, его внимания, характеризующего профессиональную активность, приобретает особое значение исходя из все более нарастающих требований к человеку как оператору, принимающему ответственные решения. Наиболее многочисленны водители транспортных средств (ТС), что требует разработки методов аппаратурного контроля с выделением недопустимого физического и/или психического состояния. Эти методы основаны на контроле за бодрствованием по частоте сердечных сокращений, мозговой и мышечной активности, а также других физиологических функций, и введением "обратной" связи. Обратная связь превращает эти устройства в поддерживающие работоспособность. К числу ранних изобретений такого рода относится система обеспечения работоспособности водителя с вмонтированными в руль датчиками усилия. При расслаблении мускулатуры, что свойственно процессу засыпания, руки водителя ослабевают. Это вызывает срабатывание системы автоматического пробуждения: в лицо водителя направляется струя душистого вещества (US 2199060, YOUNG, 340-279, 1940). The determination of a person’s wakefulness level, his attention, which characterizes professional activity, acquires special significance based on the increasingly growing requirements for a person as an operator making responsible decisions. The most numerous drivers of vehicles (TS), which requires the development of methods of hardware control with the allocation of an unacceptable physical and / or mental state. These methods are based on the monitoring of wakefulness by heart rate, brain and muscle activity, as well as other physiological functions, and the introduction of "feedback". Feedback makes these devices operational. Among the early inventions of this kind is a driver performance system with power sensors mounted in the steering wheel. When the muscles relax, which is characteristic of the process of falling asleep, the driver’s hands weaken. This triggers an automatic wake-up system: a stream of aromatic substance is directed into the driver's face (US 2199060, YOUNG, 340-279, 1940).

По типу взаимодействия с оператором различают "пассивные" и "активные" методы мониторинга. According to the type of interaction with the operator, “passive” and “active” monitoring methods are distinguished.

К числу "пассивных" методов, позволяющих получить объективную информацию о психоэмоциональном состоянии человека в реальном времени, является регистрация текущего значения физиологического параметра. Так, в изобретении (SU 0938932 А, БЕЛОВ и др., A 61 B 5/05, 1982) предусмотрено снаряжение водителя наручным браслетом с электродами для регистрации значения относительного изменения электрической проводимости кожного покрова, а также налобным электростимулятором, управляемым по сигналу с упомянутого браслета. Для целей рельсового транспорта анализатор состояния машиниста автоматически управляет тормозами и сигнализацией (SU 938932 А, ЛЕНМЕТРОПОЛИТЕН, B 61 L 3/08, B 60 T 7/14, 1987). Детальный анализ сигналов фазической составляющей кожно-гальванической реакции (КГР) (RU 2025731 А1, БОНЧ-БРУЕВИЧ и др., G 09 B 9/00, 1994) позволяет повысить достоверность определения уровня бодрствования. Серийно выпускаемая для рельсового транспорта телемеханическая система контроля бодрствования машиниста (ТКСБМ) (изготовитель АОЗТ "НЕЙРОКОМ", Российская Федерация, М, 1996), использующая выделение фазической компоненты сигналов КГР, реализует биологическую обратную связь по управлению бодрствованием машиниста. Among the "passive" methods that allow obtaining objective information about the psychoemotional state of a person in real time, is the registration of the current value of the physiological parameter. So, in the invention (SU 0938932 A, BELOV et al., A 61 B 5/05, 1982), the driver is equipped with a wrist bracelet with electrodes to record the value of the relative change in the electrical conductivity of the skin, as well as with a head-mounted electric stimulator controlled by a signal from the aforementioned a bracelet. For the purposes of rail transport, the driver's condition analyzer automatically controls the brakes and the alarm (SU 938932 A, LENMETROPOLITEN, B 61 L 3/08, B 60 T 7/14, 1987). A detailed analysis of the signals of the phase component of the skin-galvanic reaction (GGR) (RU 2025731 A1, BONCH-Bruevich et al., G 09 B 9/00, 1994) allows to increase the reliability of determining the level of wakefulness. The telemechanical operator’s wakefulness control system (TKSBM) (manufactured by AOZT NEYROKOM, Russian Federation, M, 1996), which uses phase separation of the RAG signals, implements biological feedback for controlling the driver’s wakefulness, which is mass-produced for rail transport.

Самостоятельное направление получили "активные" методы контроля бдительности водителя (оператора), предусматривающие подачу стимула и определение реакции оператора. Исходя из времени реакции включается сигнализация или осуществляется принудительная остановка ТС. На локомотивах такое решение использует "рукоятка бдительности" (Нерсесян Л.С., Психологические аспекты повышения надежности управления движущимися объектами, изд. Промедэк, М., 1992, с. 125). По этому принципу построен монитор бдительности водителя (WO 96/16830 A1, WILLIAMS et. al, B 60 K 28/06, 1996), при этом время реакции сравнивается со стандартным с учетом суточного цикла активности и частных особенностей водителя и в этом смысле система интерактивна. Стимул подается в форме звукового сигнала. Реакция водителя регистрируется с помощью датчика; управляется вся система от процессора. Изобретение WO 96/16830 A1 может быть принято в качестве прототипа для патентуемой группы изобретений. The “active” methods for controlling the vigilance of the driver (operator), providing for the stimulus and determining the response of the operator, received an independent direction. Based on the reaction time, the alarm is turned on or the vehicle is forced to stop. On locomotives, such a solution uses the “vigilance handle” (LS Nersesyan, Psychological Aspects of Improving Reliability of Control of Moving Objects, ed. Promedek, M., 1992, p. 125). Based on this principle, a driver alertness monitor was built (WO 96/16830 A1, WILLIAMS et. Al, B 60 K 28/06, 1996), while the reaction time is compared with the standard one taking into account the daily activity cycle and particular characteristics of the driver and, in this sense, the system interactive. The stimulus is given in the form of an audio signal. The response of the driver is recorded using a sensor; the entire system is controlled by the processor. The invention WO 96/16830 A1 may be adopted as a prototype for a patentable group of inventions.

Задачей изобретения является разработка принципов и создание системы поддержания работоспособности водителя транспортного средства (оператора) в условиях монотонии, сочетающих в себе преимущества обоих типов описанных выше систем. The objective of the invention is to develop principles and create a system for maintaining the health of the driver of the vehicle (operator) in a monotonic environment, combining the advantages of both types of the systems described above.

Технический результат изобретения состоит в повышении достоверности определения текущего психофизиологического состояния водителя (оператора) и соответственно принятии адекватного ситуации решения по управлению транспортным средством. Дополнительный технический результат усматривается в том, что принудительный диалог водителя с системой оказывает активизирующее действие, препятствующее развитию психофизиологической релаксации и, тем более, засыпанию. The technical result of the invention consists in increasing the reliability of determining the current psychophysiological state of the driver (operator) and, accordingly, making an adequate situation for the decision to drive a vehicle. An additional technical result is seen in the fact that a forced dialogue between the driver and the system has an activating effect that impedes the development of psychophysiological relaxation and, especially, falling asleep.

Технический результат обеспечивается вследствие того, что в способе поддержания работоспособности водителя транспортного средства анализируют адекватность реакции водителя на смысловое содержание стимула в условиях снижения уровня бодрствования, для чего формируют звуковой стимул в виде по меньшей мере одного речевого вопроса (команды) водителю на активно-осознанное действие. В качестве реакции регистрируют речевое сообщение водителя в ответ на вопрос (команду) и (или) факт выполнения упомянутого действия. Далее сопоставляют содержание вопроса-команды и речевого сообщения или выполненного действия, и их соответствие принимают за критерий работоспособности. The technical result is ensured due to the fact that in the method of maintaining the driver’s health, the driver analyzes the adequacy of the driver’s response to the meaning of the stimulus in the face of a decrease in wakefulness, which creates a sound stimulus in the form of at least one speech question (command) to the driver for an actively conscious action . As a response, the driver’s voice message is recorded in response to a question (command) and (or) the fact that the above action is performed. Next, the contents of the question-command and the voice message or the performed action are compared, and their correspondence is taken as a performance criterion.

Способ может характеризоваться тем, что снижение уровня бодрствования регистрируют по изменению физиологических параметров пульса или (и) кожногальванической реакции водителя, а также тем, что вопросы (команды) формируют в случайной последовательности. The method can be characterized by the fact that a decrease in the level of wakefulness is recorded by a change in the physiological parameters of the pulse or (and) the skin-galvanic reaction of the driver, as well as by the fact that questions (commands) are formed in a random sequence.

В качестве активно-осознанного действия, сформулированного в вопросе (команде), можно рекомендовать водителю воздействовать на вспомогательные средства управления транспортным средством, сообщать характеристики его функционирования и управления, обстановку на участке движения. As an actively conscious action formulated in the question (team), it is possible to recommend the driver to act on auxiliary means of driving the vehicle, to report the characteristics of its functioning and control, the situation on the traffic area.

Система для поддержания работоспособности водителя транспортного средства включает подключенные к процессору средства для подачи звуковых стимулов со звуковым преобразователем, средства для приема и анализа реакции водителя на звуковые стимулы с датчиками, средства сигнализации и дисплей. Дополнительно введены подключенные к процессору блок анализа соответствия (стимула и реакции с) подключенными к нему блоками ввода текущей информации и анализа реакции водителя на стимулы и команды, блок памяти предаварийных ситуаций, блок формирования стимулов и команд. Имеются блок предъявления стимулов и команд, соединенный с блоком зрительных стимулов и блок выработки решения, о неработоспособности водителя связанный с блоком управления транспортным средством. Средства для подачи звуковых стимулов выполнены в виде блока синтеза речевых стимулов, выход которого подключен к звуковому преобразователю. The system for maintaining the operability of a vehicle driver includes means connected to the processor for supplying sound stimuli with a sound transducer, means for receiving and analyzing a driver’s response to sound stimuli with sensors, alarm means and a display. In addition, a unit for analyzing correspondence (stimulus and reaction with) connected to it with blocks for inputting current information and analyzing a driver’s response to stimuli and commands, a memory block for emergency situations, a block for generating stimuli and commands, has been introduced. There is a block for presenting stimuli and commands connected to a block of visual stimuli and a block for developing a decision on driver inoperability associated with the vehicle control unit. Means for supplying sound stimuli are made in the form of a block of speech stimulus synthesis, the output of which is connected to a sound transducer.

Средства для приема и анализа реакции водителя на звуковые стимулы содержат микрофон, подключенный к блоку приема и распознавания речевой информации. Датчики отработки команд подключены ко входу блока приема исполнения команд, причем оба упомянутые блока подключены к блоку анализа реакции водителя на стимулы и команды. Means for receiving and analyzing a driver’s response to sound stimuli comprise a microphone connected to a block for receiving and recognizing speech information. The sensors for working out the commands are connected to the input of the block for receiving the execution of commands, both of which are connected to the block for analyzing the driver’s response to stimuli and commands.

Существо изобретения поясняется на чертеже, где приведена блок- схема системы для поддержания работоспособности водителя транспортного средства, реализующая патентуемый способ. The invention is illustrated in the drawing, which shows a block diagram of a system for maintaining the health of a driver of a vehicle that implements the patented method.

В основе изобретения лежат следующие предпосылки. Известно, что процессы бодрствования человека строго индивидуальны и подчиняются внешним и внутренним ритмам (Вейн А.М. Бодрствование и сон, М., Наука, 1970, с. 8-11). Монотонная деятельность, а именно такое состояние преобладает у операторов рассматриваемых процессов, вызывает снижение уровня бодрствования, а значит и оптимальной работоспособности (в частности, снижения адекватной и высокостабильной реакции системы на внешнее воздействие) (В.Г.Волков, В.М.Машкова. Методы и устройства для оценки функционального состояния и уровня работоспособности человека, М., Наука, 1993, с. 8). Предлагается в процесс контроля бодрствования ввести операции речевого диалога в режиме "вопрос-ответ" с последующим анализом адекватности ответа заданному вопросу. При неадекватности ответа делается вывод о снижении уровня бодрствования, что предлагается опровергнуть условным действием (воздействием на рукоятку бдительности) или речевым ответом. The basis of the invention are the following premises. It is known that the processes of human wakefulness are strictly individual and subject to external and internal rhythms (Wayne A.M. Wakefulness and sleep, M., Science, 1970, p. 8-11). Monotonous activity, namely such a state prevails among the operators of the processes under consideration, causes a decrease in the level of wakefulness, and hence optimal performance (in particular, a decrease in the adequate and highly stable reaction of the system to external influence) (V.G. Volkov, V.M. Mashkova. Methods and devices for assessing the functional state and level of human performance, M., Science, 1993, p. 8). It is proposed to enter into the wakefulness control process speech dialogue operations in the "question-answer" mode, followed by an analysis of the adequacy of the answer to the given question. If the response is inadequate, a conclusion is drawn about a decrease in the level of wakefulness, which is proposed to be refuted by a conditional action (action on the handle of vigilance) or a speech response.

Замечено, что изменение психофизиологического состояния отражается на речевом сигнале испытуемого, и это обстоятельство дает возможность объективизировать и повысить точность диагностики. Например, эмоциональное состояние или заторможенность человека в динамике диагностируется измерением изрезанности основного тона во времени (SU 793575 A, ГАЛУНОВ и др., A 61 B 5/16, 1981). Усталость и стресс для индивидуального оператора можно определить по энергетическим параметрам речевого сигнала (SU 1459655 A1, ЛИАП, A 61 B 5/16, 1989), другие характеристики по аритмии речевых сигналов (SU 1581279 A1, ВНИИМП, A 61 B 5/16, 1990). It is noted that a change in the psychophysiological state is reflected in the speech signal of the subject, and this fact makes it possible to objectify and improve the accuracy of diagnosis. For example, the emotional state or inhibition of a person in dynamics is diagnosed by measuring the roughness of the fundamental tone in time (SU 793575 A, GALUNOV et al., A 61 B 5/16, 1981). Fatigue and stress for an individual operator can be determined by the energy parameters of the speech signal (SU 1459655 A1, LIAP, A 61 B 5/16, 1989), other characteristics of the arrhythmia of speech signals (SU 1581279 A1, VNIIMP, A 61 B 5/16, 1990).

Известно также, что при переходе от бодрствования к дремотному состоянию, в частности при переутомлении вследствие монотонно действующих факторов, наблюдаются расстройства мышления, выражающиеся в том, что речь человека становится неадекватной ситуации. Она является менее разборчивой, мысли "путаются", становятся бессвязными, речевая информация искажается или речь вообще отсутствует. Известна также связь между речевой возбужденностью и изменением кожного сопротивления (EP 0660303 A1, AT&T Corp., G 10 L 9/16, 1995). Указанные выше физиологические особенности и являются главным критерием в патентуемом изобретении для принятия решения о снижении уровня бодрствования. Сами же средства для синтеза и распознавания речи известны в науке и технике, в частности, из уровня техники, и не являются предметом настоящего изобретения. It is also known that during the transition from wakefulness to a drowsy state, in particular during overwork due to monotonously acting factors, thinking disorders are observed, which are expressed in the fact that human speech becomes inadequate to the situation. It is less legible, thoughts get confused, become incoherent, speech information is distorted or speech is completely absent. A connection is also known between speech arousal and changes in skin resistance (EP 0660303 A1, AT&T Corp., G 10 L 9/16, 1995). The above physiological features are the main criterion in the patented invention for making decisions on reducing the level of wakefulness. The very means for the synthesis and recognition of speech are known in science and technology, in particular, from the prior art, and are not the subject of the present invention.

Реализация патентуемого способа рассмотрена на примере функционирования системы поддержания работоспособности водителя ТС, блок-схема которой показана на чертеже. The implementation of the patented method is considered on the example of the functioning of the system for maintaining the health of the driver of the vehicle, a block diagram of which is shown in the drawing.

Система содержит блок 1 ввода текущей информации, процессор 2, микрофон 3, подключенный к блоку 4 приема и распознавания речи. Система включает датчики 5 отработки команд по управлению ТС, подключенные к блоку 6 приема исполнения команд, звуковой преобразователь 7 (громкоговоритель, наушники), подключенный к блоку 8 синтеза речевых стимулов. Имеется блок 9 зрительных стимулов, подключенный к блоку 10 предъявления стимулов и команд. Блоки 8 и 10 связаны между собой и с блоком 11 формирования стимулов и команд, подключенным к процессору 2. Кроме того, блоки 8 и 10, а также 4 и 6 подключены к блоку 12 реакции водителя на стимул, связанному с блоком 13 анализа соответствия стимула и реакции также управляемому процессором 2. The system comprises a current information input unit 1, a processor 2, a microphone 3 connected to a speech reception and recognition unit 4. The system includes sensors 5 working out commands for controlling the vehicle, connected to the unit 6 for receiving the execution of commands, an audio transducer 7 (loudspeaker, headphones) connected to the unit 8 for the synthesis of speech stimuli. There is a block 9 of visual stimuli connected to the block 10 of the presentation of stimuli and commands. Blocks 8 and 10 are connected with each other and with the block 11 of the formation of stimuli and commands connected to the processor 2. In addition, blocks 8 and 10, as well as 4 and 6 are connected to the block 12 of the response of the driver to the stimulus associated with block 13 analysis of the correspondence of the stimulus and reactions also controlled by processor 2.

Система включает блоки 14 памяти предаварийных ситуаций и блок 15 выработки решения по управлению ТС, подключенные к органам 16 управления ТС. Блок 16 связан с блоком 17 включения сигнальных устройств и блоком 18 экстренного торможения. Для удобства оперативная информация от процессора 2 может быть выведена на дисплей 19. Процессор 2 по соответствующим шинам обеспечивает синхронизацию работы всех блоков, сбор и обработку поступающей информации и управление всей системой. The system includes blocks 14 of the memory of emergency situations and block 15 of the decision to manage the vehicle, connected to the bodies 16 of the vehicle control. Block 16 is connected with block 17 enable signaling devices and block 18 emergency braking. For convenience, operational information from the processor 2 can be displayed on the display 19. The processor 2 on the corresponding buses provides synchronization of all units, the collection and processing of incoming information and the management of the entire system.

Блок 1 ввода текущей информации имеет группу входов, подключенную к соответствующим регистраторам параметров ТС. Для устройств с электротягой это могут быть: скоростемер, манометры, вольтметры. Для автодорожных ТС это: спидометр, тахометр, различные измерители - температуры двигателя, наполнения бензобака, давления масла, давления воздуха в тормозах, шинах. Кроме того, имеется группа входов, регистрирующая физиологические параметры водителя: кожногальваническую реакцию, а также, например, пульс, оксигенацию и пр. в зависимости от конкретного вида ТС. The current information input unit 1 has a group of inputs connected to the corresponding vehicle parameter recorders. For devices with electric traction, this can be: a speedometer, manometers, voltmeters. For road vehicles, these are: speedometer, tachometer, various gauges - engine temperature, gas tank filling, oil pressure, air pressure in brakes, tires. In addition, there is a group of inputs that records the physiological parameters of the driver: a skin-galvanic reaction, as well as, for example, pulse, oxygenation, etc., depending on the specific type of vehicle.

Предусмотрена группа входов внешних параметров дорожной обстановки, для водителей локомотивов, это, например, репетитор сигналов светофоров. Для водителей автотранспорта, например, расстояние до препятствия или помехи движению, местоположение (координаты места нахождения), информация от знаков дорожного движения, телевизионное изображение заднего и кругового обзора (средства описаны - ж. "Автомобильная промышленность", 1996, N 9, с. 29-30), свет фар встречного ТС, метеоусловия. A group of inputs of external parameters of the road situation is provided, for locomotive drivers, for example, a tutor of traffic signals. For drivers of vehicles, for example, the distance to an obstacle or traffic obstruction, location (location coordinates), information from traffic signs, a television image of the rear and all-round visibility (the means are described - J. "Automotive Industry", 1996, N 9, p. 29-30), headlights of an oncoming vehicle, weather conditions.

В блок 14 памяти предаварийных ситуаций введена сложившаяся к настоящему времени категорийность (по длительности) состояний водителя:
а. быстроразвивающаяся (смерть, потеря сознания);
б. средняя скорость развития (переход ко сну, отключение внимания, т.н. сужение функции внимания);
в. медленная (состояние глубокой усталости, нарастание продромальных симптомов болезненных состояний).
In block 14 of the memory of emergency situations, the current categorization (duration) of driver states is introduced:
a. rapidly developing (death, loss of consciousness);
b. average speed of development (going to sleep, turning off attention, the so-called narrowing of the attention function);
in. slow (a state of deep fatigue, an increase in prodromal symptoms of painful conditions).

Каждая упомянутая категория имеет соответственно и свои объективные параметры, сопоставляя которые с текущими значениями возможно сделать прогноз ближайших последствий и мероприятий по их предотвращению. Each category mentioned has its own objective parameters, respectively, by comparing with current values it is possible to forecast the immediate consequences and measures to prevent them.

При проведении интеллектуальной обработки информации с блоков 1 и 14 процессор 2, в соответствии с программой, формирует стимулы и команды в блоке 11, которые поступают на блок 8 синтеза речевых стимулов и блок 10 предъявления зрительных стимулов и команд. When conducting intelligent processing of information from blocks 1 and 14, processor 2, in accordance with the program, generates stimuli and commands in block 11, which are sent to block 8 of the synthesis of speech stimuli and block 10 of presentation of visual stimuli and commands.

В том случае, если имеет место ситуация а, действие системы наипростейшее: посредством процессора 2 и блока 15 выработки решения выдается прямая команда блоку 16 на включение экстренного торможения для железнодорожных ТС или каких-либо действий для немедленного прекращения движения для других ТС (блок 18) и на включение аварийной сигнализации (17). In the event that situation a occurs, the action of the system is the simplest: through the processor 2 and the decision-making block 15, a direct command is issued to block 16 to turn on emergency braking for railway vehicles or to take any action to immediately stop traffic for other vehicles (block 18) and to turn on the alarm (17).

Патентуемые способ и система предназначены преимущественно для работы в ситуациях б и особенно в, как наиболее часто ведущих к авариям. Рассмотрим подробно реализацию способа в этих условиях. Patented method and system are designed primarily for work in situations b and especially c, as the most often leading to accidents. Consider in detail the implementation of the method in these conditions.

Сначала проводится определение текущего состояния водителя, параметров ТС, внешних параметров, проводится их сопоставление с параметрами в блоке 14 и осуществляется прогноз на ближайший период времени (например, на следующую минуту). First, the driver’s current state, vehicle parameters, external parameters are determined, they are compared with the parameters in block 14, and a forecast is made for the nearest time period (for example, for the next minute).

Психофизиологическое состояние может быть оценено по параметрам фазической составляющей КГР с использованием, например, упомянутого выше прибора ТКСБМ или ему подобного. Критерием снижения работоспособности является увеличение длительности интервала между импульсами фазической составляющей КГР по отношению к норме. The psychophysiological state can be assessed by the parameters of the phase component of the RAG using, for example, the above-mentioned TCSM device or the like. A criterion for a decrease in working capacity is an increase in the duration of the interval between pulses of the phase component of the RGR in relation to the norm.

К параметрам ТС могут быть отнесены показатели скорости, давления, напряжения, электрической мощности (для устройств с электротягой). Для автодорожных ТС это также информация со спидометра, тахометра, о температуре двигателя, наполнении бензобака, давлении масла, давлений воздуха в тормозах, шинах. Внешними параметрами являются показатели дорожной обстановки, сигналы светофоров, метеоусловия и пр., т.е. те показатели, которые могут быть определены аппаратным путем. The parameters of the vehicle can be attributed indicators of speed, pressure, voltage, electric power (for devices with electric traction). For road vehicles, this is also information from a speedometer, tachometer, engine temperature, gas tank filling, oil pressure, air pressures in brakes, tires. External parameters are indicators of the traffic situation, traffic signals, weather conditions, etc., i.e. those indicators that can be determined by hardware.

В случае неблагоприятного прогноза процессор 2 инициирует блок 11 формирования стимулов и команд. Этот блок 11, в зависимости от конкретной ситуации ("тяжести" прогноза) посредством блока 8 синтеза речевых стимулов и звукового преобразователя 7, вступает в речевое общение с водителем. Задаются некоторая команда или один или несколько заранее сформулированных вопросов, связанных с процессом вождения или состоянием водителя. Причем выбор этих вопросов в каждом цикле "вопрос - ответ" осуществляется случайным образом для исключения привыкания. In the case of an unfavorable forecast, the processor 2 initiates a block 11 of the formation of stimuli and commands. This block 11, depending on the specific situation (the "severity" of the forecast) through the block 8 of the synthesis of speech stimuli and sound transducer 7, enters into voice communication with the driver. A team or one or more pre-formulated questions related to the driving process or the driver’s condition are asked. Moreover, the selection of these questions in each "question-answer" cycle is carried out randomly to eliminate addiction.

Существо способа не изменяется, если вопрос формулируется не речевым путем, а посредством блока 10 предъявления стимулов и команд. Это может быть, как световая информация на табло, или информация в другом виде, например, мнемоническом, формирующая запрос о техническом состоянии средств ("тифон", "пантограф" и пр.). The essence of the method does not change if the question is not formulated by speech, but through block 10 of the presentation of incentives and commands. This can be, like light information on the scoreboard, or information in another form, for example, mnemonic, forming a request for the technical condition of the means ("typhon", "pantograph", etc.).

Ответ водителя путем действия поступает непосредственно в блок 6, а в речевой форме преобразуется микрофоном 3 в электрический сигнал, который обрабатывается в блоке 4 приема и распознавания речевой информации. В том случае, если речевой стимул требует принятия мер по управлению ТС и водитель осуществляет такие операции по исполнению команд посредством датчиков 5, сигналы обрабатываются в блоке 6 приема исполнения команд управления ТС. Далее информация обрабатывается блоком 12, в котором определяется реакция водителя на стимул. The response of the driver through the action goes directly to block 6, and in speech form is converted by the microphone 3 into an electrical signal, which is processed in the block 4 for receiving and recognizing speech information. In the event that the speech stimulus requires taking measures to control the vehicle and the driver performs such operations to execute commands by means of sensors 5, the signals are processed in block 6 for receiving the execution of vehicle control commands. Further, the information is processed by block 12, which determines the response of the driver to the stimulus.

Посредством сопоставления информации о реакции водителя, о текущей обстановке с блока 1, а также с блока 14, блок 13 делает заключение о соответствии понятия "бодрствование" в том случае, если смысловое содержание вопроса и ответа соответствуют, что при прочих равных условиях свидетельствует о работоспособности водителя. В этом случае диалог прекращается. By comparing the information about the driver’s reaction, about the current situation from block 1, as well as from block 14, block 13 draws a conclusion about the correspondence of the concept of “wakefulness” if the semantic content of the question and answer correspond, which, all other things being equal, indicates operability the driver. In this case, the dialogue is terminated.

Если же смысловой анализ в блоке 13 дает отрицательный результат, с учетом текущей обстановки и информации с блока 14 памяти предаварийных ситуаций процессор 2 делает заключение о невозможности дальнейшей работы водителя или дает команду на включение аварийной системы. If the semantic analysis in block 13 gives a negative result, taking into account the current situation and the information from the pre-emergency memory block 14, the processor 2 makes a conclusion about the impossibility of further driver work or gives a command to turn on the emergency system.

Существует много различных вариантов выполнения системы в зависимости от умения и профессиональных знаний, а также используемой элементной базы и технических средств. Поэтому приведенная блок-схема не должна служить ограничением при реализации изобретения. There are many different options for implementing the system, depending on skill and professional knowledge, as well as the used elemental base and technical means. Therefore, the above block diagram should not be a limitation upon the implementation of the invention.

По информации, которой располагает заявитель, группа изобретений является новой и по приведенному описанию промышленно применимой. Представляется, что изобретение удовлетворяет условию изобретательского уровня, так как основано на знаниях, установленных изобретателями. Эти знания сводятся, во-первых, к самой постановке задачи поддержания работоспособности водителя ТС по критерию смыслового соответствия "вопрос - ответ", во-вторых, к одновременной активизации бодрствования водителя посредством речевой стимуляции в диалоговом режиме, что является весьма полезным. According to the information available to the applicant, the group of inventions is new and according to the description is industrially applicable. It seems that the invention satisfies the condition of inventive step, as it is based on the knowledge established by the inventors. This knowledge boils down, firstly, to the statement of the problem of maintaining the driver’s health of the vehicle according to the criterion of semantic correspondence “question-answer”, and secondly, to the simultaneous activation of driver’s wakefulness through speech stimulation in a dialogue mode, which is very useful.

Claims (5)

1. Способ поддержания работоспособности водителя транспортного средства, включающий генерацию звукового стимула, регистрацию реакции водителя на стимул, сопоставление параметров упомянутой реакции с установленными критериями и формирование сигнала активизации при несоответствии критериям работоспособности, отличающийся тем, что анализируют адекватность реакции водителя на смысловое содержания стимула в условиях снижения уровня бодрствования, для чего формируют звуковой стимул в виде по меньшей мере одного речевого вопроса (команды) водителю на активно-осознанное действие, в качестве реакции регистрируют речевое сообщение водителя в ответ на вопрос (команду) и (или) факт выполнения упомянутого действия, сопоставляют содержания вопроса (команды) и речевого сообщения или выполненного действия и их соответствие принимают за критерий работоспособности. 1. A method of maintaining the driver’s health of a vehicle, including generating a sound stimulus, registering a driver’s response to a stimulus, comparing the parameters of the said reaction with established criteria and generating an activation signal if the performance criteria do not meet, characterized in that they analyze the adequacy of the driver’s response to the meaning of the stimulus in conditions reduce the level of wakefulness, for which form a sound stimulus in the form of at least one speech question (command (s) the driver responds to an actively-conscious action, in response to the driver’s voice message in response to a question (command) and (or) the fact that the said action was performed, the contents of the question (command) and the voice message or performed action are compared and their correspondence is taken as a criterion health. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что снижение уровня бодрствования регистрируют по изменению физиологических параметров пульса или (и) кожно-гальванической реакции водителя. 2. The method according to claim 1, characterized in that the decrease in the level of wakefulness is recorded by a change in the physiological parameters of the pulse or (and) the skin-galvanic reaction of the driver. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что вопросы (команды) формируют в случайной последовательности. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the questions (teams) are formed in random order. 4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что в качестве активно-осознанного действия, сформулированного в вопросе (команде), рекомендуются водителю воздействовать на вспомогательные средства управления транспортным средством и (или) сообщить обстановку на участке движения. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that as an actively-conscious action formulated in the question (team), it is recommended that the driver act on the auxiliary means of driving the vehicle and (or) report the situation on the traffic area. 5. Система для поддержания работоспособности водителя транспортного средства, включающая подключенные к процессору средства для подачи звуковых стимулов со звуковым преобразователем, средства для приема и анализа реакции водителя на звуковые стимулы с датчиками, средства сигнализации и дисплей, отличающаяся тем, что дополнительно введены подключенные к процессору блок анализа соответствия стимула и реакции с подключенными к нему блоками ввода текущей информации и анализа реакции водителя на стимулы и команды, блок памяти предаварийных ситуаций, блок формирования стимулов и команд, а также блок предъявления стимулов и команд, соединенный с блоком зрительных стимулов, и блок выработки решения о неработоспособности водителя, связанный с блоком управления транспортным средством, при этом средства для подачи звуковых стимулов выполнены в виде блока синтеза речевых стимулов, выход которого подключен к звуковому преобразователю, средства для приема и анализа реакции водителя на звуковые стимулы содержат микрофон, подключенный к блоку приема и распознавания речевой информации, датчики отработки команд подключены к входу блока приема исполнения команд, причем оба упомянутых блока подключены к блоку анализа реакции водителя на стимулы и команды. 5. A system for maintaining the operability of a vehicle driver, including means for supplying sound stimuli with a sound transducer connected to the processor, means for receiving and analyzing the driver's response to sound stimuli with sensors, signaling means and a display, characterized in that additionally connected to the processor are introduced a unit for analyzing the correspondence of a stimulus and a reaction with blocks for inputting current information and an analysis of a driver’s response to stimuli and commands connected to it, a pre-emergency memory unit situations, the stimulus and command generation unit, as well as the stimulus and command presentation unit connected to the visual stimulus unit, and the driver inoperability decision unit associated with the vehicle control unit, while the means for supplying sound stimuli are made in the form of a synthesis unit speech stimuli, the output of which is connected to the sound transducer, means for receiving and analyzing the driver’s response to sound stimuli contain a microphone connected to the block for receiving and recognizing speech information rations, command processing sensors are connected to the input of the command execution reception unit, both of which are connected to the driver response analysis unit to stimuli and commands.
RU97107068A 1997-05-05 1997-05-05 Method of and system for providing vigilance of vehicle driver RU2111134C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97107068A RU2111134C1 (en) 1997-05-05 1997-05-05 Method of and system for providing vigilance of vehicle driver

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97107068A RU2111134C1 (en) 1997-05-05 1997-05-05 Method of and system for providing vigilance of vehicle driver

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2111134C1 true RU2111134C1 (en) 1998-05-20
RU97107068A RU97107068A (en) 1998-09-10

Family

ID=20192511

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97107068A RU2111134C1 (en) 1997-05-05 1997-05-05 Method of and system for providing vigilance of vehicle driver

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2111134C1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6236968B1 (en) 1998-05-14 2001-05-22 International Business Machines Corporation Sleep prevention dialog based car system
RU2469750C1 (en) * 2011-04-07 2012-12-20 Николай Валерьевич Ворошилов Method of urgent maintenance of vehicle driver's, operator's working capacity based on biological feedback
RU2511506C2 (en) * 2012-05-21 2014-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "АВП Технология" ООО "АВП Технология" Method of train engineman efficiency control
RU2561657C2 (en) * 2011-04-20 2015-08-27 Сканиа Св Аб Vehicle with safety maintenance system, including driver fatigue prediction
EA025041B1 (en) * 2014-02-25 2016-11-30 Товарищество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Исследовательский Институт Транспорта И Коммуникаций" Road traffic safety assurance method
RU2648541C1 (en) * 2016-12-12 2018-03-26 Сергей Васильевич Бродягин Device for preventing the driver of the vehicle from falling asleep during movement
RU2704647C1 (en) * 2018-05-14 2019-10-30 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Car crew serviceability monitoring system for special cargoes transportation
RU2801289C1 (en) * 2022-12-30 2023-08-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method of monitoring the state of the driver when driving

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Международная *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6236968B1 (en) 1998-05-14 2001-05-22 International Business Machines Corporation Sleep prevention dialog based car system
RU2469750C1 (en) * 2011-04-07 2012-12-20 Николай Валерьевич Ворошилов Method of urgent maintenance of vehicle driver's, operator's working capacity based on biological feedback
RU2561657C2 (en) * 2011-04-20 2015-08-27 Сканиа Св Аб Vehicle with safety maintenance system, including driver fatigue prediction
RU2511506C2 (en) * 2012-05-21 2014-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "АВП Технология" ООО "АВП Технология" Method of train engineman efficiency control
EA025041B1 (en) * 2014-02-25 2016-11-30 Товарищество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Исследовательский Институт Транспорта И Коммуникаций" Road traffic safety assurance method
RU2648541C1 (en) * 2016-12-12 2018-03-26 Сергей Васильевич Бродягин Device for preventing the driver of the vehicle from falling asleep during movement
RU2704647C1 (en) * 2018-05-14 2019-10-30 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Car crew serviceability monitoring system for special cargoes transportation
RU2801289C1 (en) * 2022-12-30 2023-08-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method of monitoring the state of the driver when driving

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Němcová et al. Multimodal features for detection of driver stress and fatigue
US10867218B2 (en) Biometric sensor fusion to classify vehicle passenger state
US6575902B1 (en) Vigilance monitoring system
Lanatà et al. How the autonomic nervous system and driving style change with incremental stressing conditions during simulated driving
Lin et al. Estimating driving performance based on EEG spectrum analysis
Begum Intelligent driver monitoring systems based on physiological sensor signals: A review
KR102143343B1 (en) Attention/fatigue/drowsiness monitoring system based on autonomic nervous system signal reflecting brain activity
US20200241525A1 (en) Computer-based apparatus system for assessing, predicting, correcting, recovering, and reducing risk arising from an operator?s deficient situation awareness
Lawoyin et al. Detection methods for a low-cost accelerometer-based approach for driver drowsiness detection
Ayoub et al. Real-time trust prediction in conditionally automated driving using physiological measures
Zero et al. Towards real-time monitoring of fear in driving sessions
Arefnezhad et al. Driver drowsiness classification using data fusion of vehicle-based measures and ECG signals
RU2111134C1 (en) Method of and system for providing vigilance of vehicle driver
Manikandan et al. Automobile drivers distraction avoiding system using galvanic skin responses
Nasri et al. A Review of Driver Drowsiness Detection Systems: Techniques, Advantages and Limitations
DE102019208979A1 (en) Control device for use in a motor vehicle
DE102019208970A1 (en) Control device for use in a motor vehicle
Asirvadam et al. Fractal dimension and power spectrum of electroencephalography signals of sleep inertia state
Stork et al. Various approaches to driver fatigue detection: A review
Awais et al. A simulator based study to evaluate driver drowsiness using electroencephalogram
Yoshimoto et al. Building a sensor network to measure drivers' emotions
Fujita et al. Driver drowsiness detection using a gyroscope attached to a seatbelt
Zhang et al. EEG-based assessment in novice and experienced drivers' braking behaviour during simulated driving
DE102019208992A1 (en) Control device for use in a motor vehicle
Hsu et al. Real-Time Driving Monitor System: Combined Cloud Database with GPS

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130506