Интеллектуальная перчатка для водителя транспорта, препятствующая дремоте за рулем

Изобретение относится к устройствам предотвращения дремоты водителя транспорта по причине монотонии и может быть использовано как актуальное решение для повышения бдительности дорожного движения, а также как средство контроля работоспособности операторов опасных профессий. Проблема поддержания работоспособности водителя транспортного средства является чрезвычайно актуальной в связи с улучшением качества как самих средств, так и дорожного покрытия.

Описано большое число приспособлений, которые позволяют по косвенным признакам, например положению головы и тела, расслаблению рук, открытию/закрытию глаз, отклонениям в параметрах физиологических сигналов (ЭКГ, ЭЭГ), натяжению ремня, стилю руления и траектории движения, автоматическими подключать различные пробуждающие сигналы. К последним относятся, например, звуковые, вибрационные или световые воздействия, разбрызгивание жидкости на лицо и пр.

При этом диагностика может быть осуществлена как рутинными психофизиологическими средствами исследования (нательными электродами), так миниатюрными средствами, например, встроенными в офтальмологические линзы.

Многолетними исследованиями установлено, что одним из наиболее информативных критериев перехода в состояние потери работоспособности водителя — засыпания — является изменение кожно-гальванической реакции (КГР) электродермальной активности (ЭДА) (RU 2 107 460, НЕЙРОКОМ, 27.03.1998, US 6 167 299, Galchenkov et al., NEUROCOM, 26.12.2000, EP 925 758 B1, Galchenkov et al., NEUROCOM, 14.01.2004).

Система регистрации КГР содержит электроды со средствами их крепления, подключенные к входному устройству, средства для подавления импульсных помех, средства для выделения сигнала в полосе фазических составляющих электродермальной активности, средства для детектирования импульсов фазической составляющей, блок регистрации. Технические аспекты реализации устройства на транспорте, обеспечение устойчивой телеметрии и поддержание бодрствования без создания дополнительных неудобств водителю приведены в описаниях телеметрических систем контроля бодрствования водителя транспортного средства (RU 2 200 095, 09.08.2001, RU 2 251 156, 27.04.2005 — НЕЙРОКОМ). Так, система по патенту RU 2 251 156 включает телеметрический датчик, блоки приема, обработки сигнала и управления, блок индикации, включающий блок управления индикацией, к выходам которого подключены блок звуковой сигнализации и индикаторы уровня бодрствования.

Средство крепления блока телеметрического датчика на руке оператора выполнено в форме перчатки или ее части, а электроды установлены на внутренней поверхности перчатки с возможностью гальванической связи с кожным покровом руки. Большое число приспособлений относится именно к перчаткам, снабженным сигнализатором.

Так, описана перчатка (US 7 688 213, Power, 30.03.2010), которая содержат четыре датчика давления, связанные с контрольным устройством, причем сравнение сигналов проводится между одним из них и тремя другими, что, по мнению изобретателя, оказывается более информативным. В изобретении (US 6 172 610, Prus, 09.01.2001) сила сжатия руля определяется между перчаткой и рулевым колесом, причем перчатка имеет датчик кожного сопротивления (skin resistance) руки, по которому судят о степени сжатия руля. Кожное сопротивление, как отмечается, более достоверно для определения усилия сжатия руля, поскольку учитывает перспирацию и температуру руки под перчаткой.

Описана перчатка для водителя (СА 2 605 998, BELLEHUMEUR, 07.12.2006), использующая измерения электропроводности кожи водителя для выявления содержания алкоголя или наркотиков по величине пота и значению температуры и выработки сигнала для отключения зажигания автомобиля, однако это изобретение не оценивается с точки зрения управления монотонней. В изобретении (JP 60 139 539, OOSHIMA KENJI et al., 24.07.1985 — ближайший аналог) описана перчатка для предотвращения дремоты у водителя по ЭДА: один электрод размещен на большом пальце перчатки, другой — на запястье. Перчатка выполнена двухслойной: между слоями размещены проводники, связывающие электроды с микроконтроллером и сигнализатором.

Однако анализ показывает, что указанная перчатка недостаточно физиологична, а кроме того, не учитываются реальные условия (освещенность, шумовой фон при движении транспортного средства, его вибрации и т. п.), в которых происходит управление и снижающие надежность системы в целом.

Настоящее изобретение направлено на преодоление указанных недостатков ближайшего аналога, а именно повышение физиологичной активности, учета большего числа факторов, определяющих безопасность системы «человек — транспорт», а также информативности при противодействии опасности.

Патентуемая интеллектуальная перчатка для водителя транспорта, препятствующая дремоте за рулем, содержит размещенные в корпусе микроконтроллер, связанные с ним орган управления, звуковой сигнализатор и аккумуляторную батарею источника питания, оболочку перчатки из тканого материала с тыльной и пальцевой и ладонной стенками, датчик электродермальной активности, содержащий электроды, установленные на внутренней поверхности пальцевой и ладонной стенки оболочки с возможностью гальванической связи с кожным покровом руки водителя и подключенные к сигнальным входам микроконтроллера, управляющий выход которого подключен к звуковому сигнализатору.

Интеллектуальная перчатка дополнительно содержит связанные с микроконтроллером датчик освещенности, микрофон шумовой обстановки, трех координатный акселерометр, сигнальный RGB-светодиод, USB-порт для подключения к зарядному устройству или персональному компьютеру. Звуковой сигнализатор содержит генератор звуковой информации с динамиком, блок памяти, тактильный вибрационный сигнализатор.

Орган управления включает кнопку подтверждения бдительности, сенсорный регулятор индивидуальной чувствительности, сенсорный регулятор громкости звуковой информации динамика. Тактильный вибрационный сигнализатор выполнен в виде вибрационного мотора и прикреплен к внутренней поверхности пальцевой и ладонной стенки оболочки с возможностью контакта с боковой поверхностью основной фаланги второго пальца со стороны первого межпальцевого промежутка.

Кнопка подтверждения бдительности прикреплена на той же боковой поверхности со стороны средней фаланги второго пальца дистальные вибрационного сигнализатора с возможностью нажатия кнопки первым пальцем той же руки. Устройство может характеризоваться тем, что внешняя оболочка перчатки дублирована профилированной накладкой из неэластичного антифрикционного материала таким образом, что накладка охватывает ладонную часть пальцевой и ладонной стенки, первый между пальцевой промежуток со стороны оболочки для второго пальца и тыльную пястную часть стенки. При этом мотор, кнопка и электрические соединительные проводники размещены между оболочкой и накладкой, а корпус прикреплен к накладке.

Устройство может характеризоваться и тем, что корпус выполнен в форме диска, одним основанием прикрепленным к тыльной стенке оболочки. При этом на другом его основании размещены сенсорные регуляторы индивидуальной чувствительности и громкости звуковой информации, установленные с возможностью управления другой рукой, сигнальный RGB-светодиод, датчик освещенности и микрофон.

В полости диска размещены микроконтроллер, акселерометр, аккумуляторная батарея источника питания, генератор звуковой информации и динамик. При этом разъем USB-порта размещен на боковой поверхности корпуса. Устройство может характеризоваться также тем, что электроды выполнены из тканого электропроводного волокна и размещены на внутренней поверхности пальцевой и ладонной стенки оболочки в зоне покрытия проксимальных фаланг третьего и четвертого пальцев, имеют форму двух протяженных полосок, размещенных с зазором параллельно одна другой по длине каждой оболочки.

Устройство может характеризоваться также и тем, что тканый материал представляет собой эластичный паропроницаемый материал.

А кроме того, тем, что накладка из неэластичного антифрикционного материала представляет собой искусственную кожу. Устройство может характеризоваться, кроме того, тем, что микроконтроллер выполнен с возможностью регистрации сигналов КГР, подавления импульсных помех, выделения сигнала в полосе фазических составляющих электродермальной активности и детектирования импульсов фазических составляющих.

А также тем, что комплект включает интеллектуальную перчатку и одну оболочку перчатки или две интеллектуальных перчатки на каждую из рук. Устройство может характеризоваться тем, что генератор звуковой информации представляет цифровой аудио-проигрыватель по типу mp3-плеера. Технический результат настоящего изобретения состоит в повышении надежности и интеллектуальных свойств системы за счет одновременного учета как психофизиологического состояния водителя, так и его моторики его действий (подруливания) при управлении транспортом, а также оперативного учета внешних факторов, в которых находится водитель.

информативный интеллектуальный сигнализатор Приложение.