Разработка и исследование устройства для контроля за усталостью водителя

Распознавание движения - это большая задача компьютерной науки, которая имеет множество вариаций, в каждой из которых существует огромное количество подзадач и различных подходов к решению. Вариативность задачи зависит от контекста, в котором движение необходимо распознавать: от распознавания жеста, сделанного мышью, до управления телом и руками персонажами в играх на приставке. Касательно использования данного метода в автомобильной индустрии «распознавание движения» будет сводится к распознаванию положения головы водителя.

В современные автомобили существует возможность установки огромного количества датчиков, все сводится к комфортному использованию их автомобилистами. Поэтому либо установка, либо добавление нового устройства в современный автомобиль представляется возможным.

В своей работе я буду использовать комплект датчиков, которые могут позволить узнать различные свойства окружения, таких как положение головы водителя и т.п.

На данный момент, использование подобных датчиков не происходит, как и обработка и модуляция сигналов с данных датчиков.

Для определения какого-либо объекта в пространстве как правило используются три датчика это акселерометр, компас и гироскоп. Последние два позволяют определить ориентацию и наклон устройства в пространстве. В контексте задачи распознавания движения головы водителя гироскоп и компас играют лишь вспомогательную роль, обрабатывая данные с этих датчиков можно определить изменение углов наклона, но никак не детектировать перемещение. Изменение положения головы позволяет определить первый упомянутый датчик – акселерометр.

Как правило, способ использования данных акселерометра достаточно тривиален- снимаются показания датчика и подсчитывается отклонение вектора ускорения от начального положения.

На данный момент времени похожие исследования проводились лишь для использования в мобильных устройствах, моя же цель состоит в применении данных датчиков для автомобиля, рассмотреть возможные изменения положения головы водителя для определения его состояния усталости, также провести исследование, связанное с определением изменения сигнала в зависимости от различных движений головой водителем, провести фильтрацию сигнала и выявить, какие изменения сигнала с акселерометра указывают на определенные движения, и по этим данным возможно можно будет понять в каком состоянии находится водитель.

Сутью данного метода и устройства заключается в следующем: устройство должно содержать датчики, позволяющие определять пространственное положение этих датчиков, закрепленных на голове водителя, микроконтроллер и микропередатчик, также будет происходить постоянное накопление статистических характеристик положения головы, характерных колебаний, поворотов и их изменение во времени. Это позволит определить нормальные временные показатели для данного водителя, его особенности.

В процессе постоянного мониторинга, происходит сравнение текущей статистики с нормальными характеристиками. В случае недопустимых отклонений. вырабатывается сигналы предупреждения водителю, а также системе управления автомобилем.