ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ повышения безопасности дорожного движения путем визуализации
дорожных знаков в салоне транспортного средства и устройство для его
осуществления
Изобретение относится к способам и устройствам для
отображения дорожной информации. По этим признакам классификация
изобретения по 6-й редакции МПК
соответствует индексу E01F9/00.
Кроме этого изобретение относится к области информационного
обеспечения водителей
транспортных средств и по этому признаку может быть отнесено к индексу B60K35/00. Кроме этого изобретение относится
к приборам для непосредственной индикации
и для осуществления записи или формирования сигнала, а точнее к способам
визуального представления информации о показаниях устройств транспортного
средства. По этим признакам классификация изобретения по 7-й редакции МПК и по этим признакам соответствует
индексам G01P1/07. Изобретение
может быть отнесено и к системам управления движением транспортных средств и
по этому признаку может быть отнесено к индексу G08G1/00
(6 ред. МПК).
Известны способы и устройства, предназначенные для повышения безопасности
движения путем предупреждения водителей и отображения дорожной ситуации с
помощью дорожных знаков и содержащие дорожные знаки, размещенные вдоль дороги. (Правила
движения Российской федерации. Основные положения по допуску транспортных
средств к эксплуатации. - Санкт-Петербург: 1997, с. 32-45.).
Известные системы управления широко используются в настоящее время, как
за рубежом, так и у нас в стране. Однако данные системы недостаточно надежны,
что обусловлено сложностью их визуального определения при плохих погодных
условиях (дождь, туман, град). В результате наблюдается значительный рост
дорожно-транспортных происшествий.
Другим неудобством таких систем является необходимость отвлечения внимания водителя на чтение и расшифровку смысла дорожных знаков.
Наиболее опасна ситуация в городах, где знаками обозначены пешеходные
переходы через оживленные улицы. Пешеход, уверенно выходит на дорогу, и водитель, двигаясь на скорости, концентрирует внимание
на нем, вследствие чего не замечает
знака. Это чрезвычайно опасная ситуация, и существующая система не решает эту
проблему.
Из-за несовершенства транспортных систем безопасности на дорогах сейчас
гибнет людей больше чем в локальных военных конфликтах.
Известны способы, когда с целью предупреждения опасных ситуаций на
дорогах, на транспортное средство устанавливают приемное устройство,
отображающее состояние дорожного знака. Таковым является широко известный
способ блокирования движения на железных дорогах, когда синхронно с изменением
состояния семафора в кабину локомотива посылается сигнал о состоянии пути. В
кабине имеется приемное устройство и индикатор состояния путей по ходу состава.
Такой способ позволяет добиться безопасности дорожного движения на железнодорожном
транспорте. Однако известный способ сообщает только о состоянии светофора и не
может сообщать другую дорожную информацию, которой много именно в автодорожном
сообщении. Например, кроме светофоров, в автомобильном движении используется
более сотни знаков и их комбинаций, часто указывается время действия или
расстояние их действия и т.п.
Известно устройство для выдачи команд об изменении движения транспорта по
патенту РФ №92012867, которое содержит выносной
пульт необходимого набора команд экскурсовода и индицирующее табло с заранее
сформированными знаками дорожного
движения и маневров, которое размещено на панели управления перед водителем
автобуса. Связь выносного пульта команд с индицирующим табло осуществляется
гибким электрическим кабелем. Индицирующее табло обеспечивает водителю
визуализацию команд экскурсовода без речевого сопровождения.
Аналоги изобретения описаны в
книге Васильева А.П. и др. Управление движением на автомобильных дорогах. - М.:
Транспорт, 1979, с.187-189., патентах SU 1600045 A3, 07.01.91. US 4129397 A1, 09.11.77. US 4790684 A1, 13.12.88. GB 2315794 A, 11.02.98. FR 2450906 A, 07.11.80. DE 4008416 A1, 19.09.91. DE 4413786 A1, 26.10.95.
Близким по технической сущности к заявляемому объекту является система
управления движением транспортных средств, включающая установленные на опасных
участках дороги радиопередающие устройства, состоящие собственно из
передатчика, сопряженного с магнитофонном, содержащим записанные на ленту
речевые предупредительные команды, а также размещенные на транспортных
средствах радиоприемники, оснащенные специальной электромагнитной индуктивной
петлей, включающей радиоприемник в режим работы при вхождении транспортного
средства в зону действия передатчика (Васильев А.П., Фримштейн М.К. Управление
движением на автомобильных дорогах. -М.: Транспорт, 1979 г. с. 187-189.
Недостатком известной системы является сложность ее конструкции, что
обусловлено необходимостью использования специальных радиопередающих устройств,
сопряженных с устройством памяти голоса, в качестве которого используется
магнитофон, содержащий записанные на ленту предупредительные речевые команды, а
также размещенное на транспортном средстве устройство озвучивания голоса.
Сложность системы обусловлена еще и тем, что для нормального его
функционирования необходимы специальные оборудованные посты и соответствующий
обслуживающий персонал. Кроме того, функциональные возможности известной
системы крайне ограничены, что обусловлено возможностью передавать по
радиоканалу всего лишь восемь команд, касающихся только погодных условий,
поскольку другая информация, касающаяся предупредительных дорожных знаков, а их
более 250, может быть воспринята не только транспортными средствами, движущимися
по контролируемому участку дороги в нужном направлении, но всеми и другими
транспортными средствами, находящихся в радиусе действия передатчика или
движущихся в другом направлении.
ПРОТОТИП.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является
система управления движением транспортных средств по патенту РФ № 2139573. Она
содержит размещенные на опасных участках дороги дорожные знаки, а также
устройство памяти голоса и размещенное на транспортном средстве устройство
озвучивания. Система отличается тем, что дорожные знаки расположены на дорожном
полотне в виде кода, например кода Морзе, а устройство памяти голоса размещено
на транспортном средстве и подключено своим выходом к входу устройства
озвучивания. На транспортном средстве размещен дополнительно датчик для
считывания информации с полотна дороги, выход которого через декодер подключен
к входу устройства памяти голоса.
Недостатком такого решения является необходимость установки новых знаков под дорожным полотном, что весьма трудоемко и дорого. Требуется продублировать новыми устройствами все знаки на всех дорогах, что вряд ли осуществимо. При этом дорогостоящие устройства дешифрования сигнала сможет приобрести небольшое число водителей с высокими доходами, тогда как основные потребители информации о дорожных знаках водители с небольшим уровнем доходов. Ради небольшого числа водителей устанавливать на всех дорогах дублирующие знаки вряд ли целесообразно, так как это сопряжено с колоссальными расходами.
Целью изобретения является повышения безопасности дорожного движения
путем надежной визуализации дорожных знаков в салоне транспортного средства.
Сущность
способа
Заявляемый способ повышения безопасности дорожного движения отличается тем, что стандартные дорожные знаки и сигналы светофора обнаруживают с помощью видеокамер, снабженных системой автоматического распознавания знаков и сигналов светофора.
Существующие видеокамеры имеют высокую разрешающую способность и могут работать в оптическом или инфракрасном диапазоне, а их чувствительность в условиях плохой видимости может многократно превосходить человеческое зрение. Применение видеокамер, снабженных автоматической системой распознавания дорожных знаков позволяет значительно надежнее, чем водитель, занятый управлением транспортного средства, обнаружить знак и распознать его значение. Они могут эффективно работать в любую погоду и в условиях ограниченной видимости. Они не устают и практически не ошибаются. Стилизованные изображения знаков облегчают построение систем их распознавания по видеоизображениям. Стремительное снижение цен на видеокамеры и уменьшение их габаритов позволяют создавать дешевые и надежные системы безопасности с их использованием.
Для информирования водителя значение знака отображают с помощью видеоустройств и (или) на дисплее и (или) проецируют их на лобовое стекло автомобиля, так чтобы он был виден водителю в удобном для него положении, например в поле его зрения. Водителю не надо поворачивать голову и отводить взгляд от дороги, не требуется напрягать память и отвлекаться, чтобы прочитать знак и правильно понять его значение. Это позволяет снизить напряжение зрительной системы, интеллектуальную и эмоциональную нагрузку водителя.
Другое отличие способа состоит в том, что для удобства водителя предусмотрено несколько режимов отображения информации о знаке. Ее отображают или однократно, или с момента обнаружения до момента выхода знака из зоны видимости, или с момента обнаружения до момента подтверждения водителем полученной информации о знаке. Режимы поступления сообщений по разным знакам устанавливают исходя из требований безопасности движения, или выбираются водителем.
Сущность устройства
Устройство для осуществления способа отличается тем, что содержит не менее одной видеокамеры, причем видеокамеры размещены на транспортном средстве с возможностью обзора мест расположения знаков и светофоров на дороге.
Видеокамеры соединены с блоком распознавания знаков и с блоком информирования водителя, содержащего визуализирующее устройство.
Визуализирующее устройство соединено с блоком выбора видео и аудио сообщений, который в свою очередь соединен с блоком памяти дорожных знаков и с блоком выбора режима информирования о знаке (он же пульт управления), соединенным с видеоустройством дисплейного и (или) проекторного типа и (или) с аудиоустройством.
Устройство отличается тем, что содержит блок протоколирования процесса движения, который в свою очередь соединен с датчиками транспортного средства.
Устройство отличается тем, что содержит устройство подсветки дорожных
знаков, работающее в оптическом или инфракрасном диапазоне.
Описание фигур графических изображений
На Фиг.1 показан общий вид и схема устройства
На Фиг.1 показаны элементы дороги - верхний дорожный знак 1, боковой дорожный знак 3 и заявляемое устройство, содержащее, верхнюю видеокамеру 2, боковую видеокамеру 4, блок распознавания 5, блок выбора сообщений 6, блок памяти 7, блок управления 8, дисплей 9, видеопроектор 10, аудиоустройство 11, блок протоколирования 12, салон автомобиля 13, блок информирования водителя.
Заявляемый способ осуществляется, а заявляемое устройство работает следующим образом. На транспортном средстве устанавливают одну или две видеокамеры 2 и 4, работающие в оптическом или инфракрасном диапазоне. Для более надежной работы устройства в условиях плохой видимости на транспортном средстве может устанавливаться инфракрасный прожектор для дополнительной подсветки дорожных знаков. При движении транспортного средства видеокамеры 2 и 4 сканируют верхнюю и боковую часть дороги, где обычно размещаются дорожные знаки 1 и 3 и светофоры.
Изображение, получаемое с помощью видеокамер 2 и 4, обрабатывается в блоке распознавания 5, и, если знаки дорожного движения отсутствуют, то устройство работает в режиме молчания. При попадании в поле зрения видеокамер 2 и 4 дорожных знаков или светофора, блок распознавания 5 выдает соответствующий кодовый сигнал о нем в блок информирования водителя 14. В блоке 14 размещенном в салоне автомобиля 13, сигнал от блока распознавания поступает в блок выбора сообщений 6, который выбирает файл изображения знака и файл звукового сообщения, соответствующие распознанному знаку, из блока памяти 7. Из блока управления 8 блок 6 получает информацию об установленном режиме выдачи сообщений и направляет информацию, прочитанную из выбранных файлов сообщений, на дисплей 9, видеопроектор 10 и аудиоустройство 11. Дисплей и видеопроектор могут отображать один или несколько знаков в течение времени их действия. Одновременно в блоке протоколирования 12 запоминаются сигнал о знаке, время его поступления и сигналы от датчиков автомобиля. Это могут быть сигналы от спидометра, тормоза, газа и т.п.
Режимы информирования по каждому знаку или по группам знаков водитель может устанавливать или по своему усмотрению, или, исходя из требований безопасности движения, как было описано выше. Для этого используется панель блока управления 8.
Заявляемый способ и устройство позволяют повысить безопасность дорожного движения путем надежной визуализации дорожных знаков без реконструкции существующей системы дорожных знаков. Оно снижает зрительную и мыслительную нагрузку на водителя, которому не требуется отвлекаться на наблюдение, чтение и расшифровку дорожных знаков при движении, и позволяет сосредоточиться только на управлении автомобилем.
Применение блока протоколирования позволяет облегчить доказывание
действий водителя в случае дорожно-транспортных происшествий. Предлагаемое решение
позволяет использовать его не только для управления автомобилем, но и для управления железнодорожным, речным
транспортом и при маневрировании воздушных судов в аэропортах. Конечным
техническим результатом изобретения является повышение безопасности движения,
снижение утомляемости водителей, снижение числе дорожно-транспортных
происшествий, повышение комфортности движения и престижности транспортного
средства.