Geekly articles weekly

Sistem pendukung pengemudi berdasarkan pada pengukuran indikator psikofisiologis

Hari baik untuk semua! Kali ini saya ingin menyinggung topik yang menarik seperti perangkat pendukung driver, atau lebih tepatnya "manusia" - bagian psikofisiologis. Artikel ini akan menceritakan tentang perkembangan terbaru dari universitas terkemuka di dunia dan beberapa sistem yang sudah mulai dijual. Mari kita mulai.

Keandalan Pengemudi dan Psikofisiologi Mengemudi


Di bawah keandalan pengemudi mengacu pada kemampuan untuk secara tepat waktu dan akurat menerima dan memproses informasi tentang status kendaraan (TC), kondisi jalan, serta mengadopsi dan menerapkan solusi yang memadai untuk pengendalian kendaraan selama periode waktu tertentu dengan tingkat intensitas kerja yang dapat diterima dan risiko konflik, kecelakaan di jalan. dan situasi darurat (Shashina E.V., MADI).


Bus penumpang dari Krasnodar terguling karena sopir tidur, 10 orang terluka (02.00 10 Juli 2015, 894 km dari jalan raya M4 Don di Wilayah Rostov)

Empat komponen utama keandalan pengemudi dapat dibedakan:
- medis - tidak adanya penyakit, manifestasinya yang dapat menyebabkan hilangnya kendali atas mobil selama perpindahan;
- Psikofisiologis - seperangkat kualitas pribadi pengemudi (sifat-sifat sistem saraf, memori, waktu reaksi, kualitas perhatian, dll.), kekurangan yang dapat menyebabkan hilangnya waktu dalam kondisi kekurangan, misalnya, dalam situasi berbahaya, atau menyebabkan kesalahan dalam pengambilan keputusan atau untuk eksekusi mereka;
- profesional- Kehadiran pengalaman, seperangkat keterampilan mengemudi mobil, memungkinkan untuk menerapkan metode yang paling rasional untuk memastikan keselamatan dalam segala kondisi mengemudi, termasuk situasi berbahaya dan kritis;
- sosio-psikologis - seperangkat kualitas pribadi seseorang (tingkat budaya umum, kualitas tanggung jawab, disiplin, dll.) yang menentukan sifat perilaku di jalan, yang merupakan semacam lingkungan sosial.

Alasan yang mempengaruhi penurunan keandalan driver, dalam satu atau lain cara, terkait dengan komponen-komponennya. Misalnya, ketidakmampuan pengemudi untuk mengemudi dengan aman paling sering disebabkan oleh rendahnya kualitas psikofisiologis, penyakit, kelelahan yang berlebihan, stres, dll. Alasan keengganan pengemudi untuk mengemudi dengan aman adalah tingkat budaya dan kesadaran hukum yang rendah, agresivitas, tidak bertanggung jawab, dan kecenderungan untuk minum alkohol.
Berkendara yang aman tidak hanya membutuhkan reaksi refleks yang baik dari pengemudi, tetapi juga aktivitas mental yang rileks dengan konsentrasi perhatian yang baik. Tingkat stres, kelelahan, dan gangguan yang tidak dapat diterima pada jalan merusak produktivitas pengemudi dan dapat menyebabkan hilangnya konsentrasi sementara, kemampuan menilai risiko dan kehilangan mengemudi, sering kali mengarah pada kecelakaan. Para peneliti telah menentukan bahwa masalah yang mempengaruhi tingkat kematian dan kerugian ekonomi akibat kecelakaan lalu lintas dapat diselesaikan dengan cara mengembangkan dan menerapkan sistem pendukung pengemudi yang peka konteks. Sistem seperti ini dapat memprediksi terjadinya kecelakaan dan memperingatkan pengemudi tentang hal ini sebelumnya.
Banyak sistem pendukung mengemudi didasarkan pada pengukuran biosignal yang direkam dari pengemudi menggunakan berbagai sensor. Berdasarkan informasi yang diekstrak dari biosignal, para peneliti mengevaluasi emosi, tingkat stres, kelelahan, suasana hati, dan tertidur.

Studi laboratorium ilmiah dari universitas dunia


Dalam karya peneliti di Institut Teknologi Massachusetts (Massachusetts Institute of Technology)menjelaskan metode untuk mengumpulkan dan menganalisis data fisiologis secara real time saat mengemudi untuk menentukan tingkat stres pengemudi. Elektrokardiogram, elektromiogram, konduksi kulit, dan aktivitas pernapasan digunakan sebagai biosignal. Basis eksperimental termasuk 24 subjek, dari masing-masing sinyal di atas dicatat selama 50 menit. Tiga jenis kegiatan digunakan: istirahat dari mengemudi, mengemudi di jalan raya dan mengemudi di kota. Para peneliti mampu mencapai akurasi 97% dalam mengenali tingkat stres yang dihasilkan oleh analisis diskriminan linier. Dalam besarnya, stres dibagi menjadi tingkat tinggi, sedang dan rendah. Telah terbukti bahwa variabilitas detak jantung dan konduksi kulit paling berkorelasi dengan tingkat stres.


Semua sensor terhubung ke komputer. Perkembangan ini dianggap sebagai salah satu yang terkemuka di dunia dalam bidang psikofisiologi mengemudi.


Kurva biosignal dan tingkat stres yang diukur.

Pemantauan terus-menerus keadaan afektif pengemudi dalam waktu nyata selama mengemudi adalah tugas yang sulit, termasuk pengumpulan, pemrosesan awal, identifikasi tanda-tanda informatif dan klasifikasi informasi yang menunjukkan keadaan kelelahan. / sopir stres.
The University of Ioannina (Yunani Yunani) telah mengembangkan sistem telemetri untuk memantau keadaan emosional pengemudi mobil balap. Dasar dari sistem ini adalah pengumpulan data fisiologis (EKG, EMG , RAG, aktivitas pernapasan, gambar video wajah), yang ditransmisikan secara nirkabel ke sistem terpusat yang mengklasifikasikan dan menilai keadaan emosional pengemudi. Beberapa metode digunakan untuk mengimplementasikan classifier: classifier Bayesian yang naif, mesin vektor dukungan (SVM), jaringan inferensi fuzzy adaptif (ANFIS), pohon keputusan, dan lain-lain. Akibatnya, penulis mengusulkan pemecahan tingkat keadaan emosi dengan eksitasi - stres tinggi dan stres rendah, dan oleh valensi - euforia dan disforia.


Di stasiun pangkalan, keadaan emosional dikenali dan model 3D ekspresi wajah


dibangun. Sensor EMG dipasang di wajah, sensor pernapasan dengan sabuk di dada, EKG di dada, RAG di lengan

Untuk mempelajari keadaan kelelahan pengemudi, para ilmuwan Yunani menggunakan jaringan Bayesian yang dinamis dan statis. Sebagai faktor yang dianalisis, kami menggunakan kualitas tidur, kondisi kerja, kondisi lingkungan, ritme biologis, serta sinyal fisiologis - gerakan mata, gerakan kepala, dan ekspresi wajah.

Ilmuwan India (Institut Teknologi dan Sains Birla)melakukan pengukuran tingkat stres pengemudi, berdasarkan sinyal photoplethysmographic dan RGR. Berdasarkan parameter amplitudo-waktu dari sinyal awal dan pulsogram, penulis mengidentifikasi banyak kriteria yang menentukan tingkat stres. Dasar dari pekerjaan ini adalah metode statistik untuk menentukan tren tegangan yang terkait dengan memprediksi nilai sinyal berdasarkan studi tren sinyal. Sebagai contoh, dalam metode ini, suatu indikator dianalisis, dihitung sebagai perbedaan antara nilai aktual fungsi dan nilai yang diprediksi menggunakan rata-rata bergerak tertimbang secara eksponensial ( EWMA ) dari nilai sebelumnya.


Tampaknya mengendarai mobil dengan sensor seperti itu tidak mungkin!


Para peneliti menggunakan Biotrace + sebagai lingkungan perangkat lunak.

Ilmuwan Australia dari University of Technology Sydney telah mengevaluasi elektrokardiogram dan variabilitas detak jantung selama tes laboratorium simulasi mengemudi. Indikator integral yang diukur adalah keadaan kecemasan dan kelelahan.


Penelitian ini melibatkan 12 peserta. Untuk masing-masing, nilai-nilai kecemasan (kelelahan) dan kelelahan (waspada) dicatat. Distribusi langsung dan umpan balik jaringan saraf digunakan sebagai pengklasifikasi.

Indeks interaksi vagosimpatis (indikator keseimbangan LF / HF) yang dihitung berdasarkan spektrum irama jantung berfungsi sebagai pengidentifikasi untuk transisi dari keadaan mengantuk / lelah ke keadaan gelisah. Akibatnya, ternyata neraca menurun dengan meningkatnya kelelahan, sementara peningkatannya menunjukkan peningkatan tekanan mental dan kecemasan.

Semua sistem di atas adalah pengembangan laboratorium dan sejauh ini belum ada implementasi eksplisit mereka dalam bentuk aslinya dalam produksi dan penjualan. Tentu saja, ini terutama disebabkan oleh kompleksitas implementasi teknis sistem, sifat multi-parameter dari indikator yang diukur, kurangnya basis eksperimental dan tampaknya kurangnya situs start-up yang diperlukan untuk meluncurkan produk di pasar.
Namun, beberapa sistem yang disederhanakan dari kelas ini sudah mulai dijual.

Sistem pendukung driver yang tersedia secara komersial


StopSleep adalah perangkat pergelangan tangan berbentuk cincin yang membantu Anda tetap terjaga saat mengemudi. Pada dudukan perangkat ada 8 kontak pengukur yang bersentuhan dengan kulit di jari pengemudi. Sistem terus memantau kondisi pengemudi dengan mengubah konduktivitas kulit dan dalam situasi berbahaya memberikan sinyal peringatan dalam bentuk getaran dan suara keras.
Teknologi yang sama digunakan dalam pendeteksi kebohongan Polygraph. Memperingatkan pengemudi dengan sinyal suara dan getaran 2-5 menit sebelum tidur. Prinsip pengoperasian perangkat didasarkan pada pengukuran konduktivitas kulit pengemudi secara terus-menerus. Sebelum tidur, konduktivitas kulit berkurang secara dramatis. Perangkat langsung bereaksi dan mengeluarkan sinyal peringatan dalam bentuk suara dan getaran yang keras.


“Ring” tetap merupakan karet fleksibel dan tidak selalu kuat selama gerakan aktif, oleh karena itu penjepit penguat yang terbuat dari karet dikembangkan secara khusus untuk pengemudi truk berat (tidak diperlihatkan di sini)



Perlu dicatat bahwa kami baru saja membeli perangkat ini untuk penelitian laboratorium kami. Sayangnya, pengemudi tidur belum diuji, tetapi sistem bekerja dengan baik untuk insinyur tidur!) Ketika tertidur di lingkungan hidup, seperti yang diharapkan, semua sinyal bangun ini muncul.

Perusahaan Anti-Sleep Pilotmengusulkan perangkat yang menentukan kapan saatnya pengemudi untuk berhenti dan beristirahat. Anti-Sleep Pilot bekerja dengan membandingkan data yang tersimpan (waktu, siapa yang mengendarai mobil, berapa lama mobil itu di jalan tanpa berhenti). Dari waktu ke waktu, gadget mengeluarkan suara dan cahaya oranye untuk membangunkan pengemudi yang sedang tidur. Segera setelah sinyal suara atau cahaya, pengemudi harus menyentuh penutup sistem. Bergantung pada waktu reaksi, perangkat menentukan apakah pengemudi sadar atau perlu istirahat.




Anti Sleep Pilot meliputi:
-Accelerometer, yang mencatat akselerasi mobil, yang diperlukan untuk analisis mengemudi;
-jam presisi tinggi yang menentukan waktu mengemudi dan reaksi yang digunakan untuk menghitung tingkat kelelahan pengemudi;
- sensor cahaya yang secara otomatis mengadaptasi tampilan lampu latar agar sesuai dengan tingkat pencahayaan sekitar di mobil;
- Sensor suara, juga secara otomatis mengadaptasi sinyal suara dengan tingkat kebisingan di mobil;
-Sensor sensor, memberikan kemudahan interaksi saat mengemudi;
- Tombol on / off cerdas untuk menghemat baterai saat tidak digunakan.

Nah dan ini sudah berakhir, orang tidak bisa tidak menyebutkan perusahaan Neurocom - produsen sistem keamanan domestik terbesar untuk kendaraan. Saat ini, mereka memiliki seluruh lini perangkat, baik untuk pengenalan ke dalam sistem pendidikan dan pelatihan pengemudi, dan untuk digunakan dalam kendaraan nyata. Sebagai dasar pengukuran, Neurocom menggunakan gelang dengan elektroda yang diletakkan di atasnya untuk merekam reaksi kulit-galvanik.





Perusahaan ini cukup mapan di industri kereta api, di mana sistem kendali bangun pengemudi telemekanis (TSKBM) membantu mencegah pengemudi tertidur. Sebuah sistem untuk menjaga kesehatan pengemudi Vigiton telah dibuat untuk transportasi jalan . Namun, tertidur adalah tugas yang agak sangat khusus dalam menilai keadaan seluruh organisme. Sekarang sehubungan dengan tumbuh secara eksponensial dalam kondisi meningkatnya tekanan dan agresivitas lalu lintas, sistem sangat dibutuhkan untuk memperbaiki indikator integral dari kondisi tubuh. Indikasi tepat waktu dari mereka akan membantu secara signifikan mengurangi jumlah situasi konflik, kecelakaan lalu lintas jalan dan sebagai konsekuensi dari situasi darurat. Semoga perjalanan Anda semua menyenangkan!

Sumber bahan

Source: https://habr.com/ru/post/id381167/

More articles:


All Articles