Способ тестирования реакции экстренного торможения водителя

Авторы патента:

Роженцов Валерий Витальевич (RU)

Лежнина Татьяна Александровна (RU)

Песошин Андрей Алексеевич (RU)

A61B5/18 - для водителей транспорта

Владельцы патента RU 2428113:

Роженцов Валерий Витальевич (RU)
Лежнина Татьяна Александровна (RU)
Песошин Андрей Алексеевич (RU)

Изобретение относится к медицине и предназначено для тестирования реакции экстренного торможения водителя. Испытуемому предъявляют на экране видеомонитора автотранспортное средство, которое движется с заданной скоростью по прямому пути, и препятствие, положение которого задается случайным образом на участке пути от R_min до R_max. Препятствие предъявляют в момент, когда автотранспортное средство достигнет точки, находящейся на расстоянии R от начала пути, которое вычисляется в зависимости от заданного времени t, необходимого для зрительномоторной реакции восприятия появившегося препятствия и нажатия педали тормоза. Испытуемый, обнаружив препятствие, выполняет экстренное торможение, нажимая педаль тормоза. После начала торможения испытуемому предъявляют равнозамедленное движение автотранспортного средства до его останова. О реакции экстренного торможения водителя судят по минимальному заданному времени t, при котором испытуемый при тестировании не допустил столкновений автотранспортного средства с препятствием. Способ позволяет протестировать индивидуальную реакцию экстренного торможения водителя за счет случайного изменения положения препятствия в процессе тестирования. 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к медицине и предназначено для тестирования реакции экстренного торможения водителя.

Одним из методов повышения надежности и эффективности профессиональной деятельности человека является диагностика и прогнозирование его функционального состояния. Простым и достаточно точным психофизиологическим показателем функционального состояния является реакция на движущийся объект [1]. В то же время реакция на движущийся объект является сложным пространственно-временным рефлексом и позволяет изучить умение предвидеть положение движущегося объекта на некоторое время вперед, то есть способность к экстраполяции [2].

Известен способ тестирования реакции человека на движущийся объект, при проведении которого на экране видеомонитора изображена окружность, на которой помещены курсор и метка, обозначающая «Стоп». Для перемещения курсора по окружности испытуемый нажимает щупом кнопку пульта. В момент предполагаемого совпадения курсора с меткой щуп убирается с кнопки. По количеству опережающих, отстающих и точных реакций судят о результатах тестирования [3].

Известен способ определения реакции экстренного торможения, когда испытуемый в такт со звуком метронома производит движения пальцем, которые прекращает сразу после остановки метронома. По количеству «лишних» движений, совершенных после остановки метронома, судят о характере тормозных процессов в коре головного мозга испытуемого [4].

Недостатком способов является невозможность тестирования реакции экстренного торможения водителя. При тестировании реакции человека на движущийся объект необходимо движущийся объект (курсор) остановить точно в положении метки. В результате тестирования наряду с точными реакциями наблюдаются как опережающие, так и запаздывающие. Для водителя транспортного средства запаздывающая реакция, которая наблюдается при тестировании реакции на движущийся объект, недопустима, так как равносильна столкновению транспортного средства с препятствием, до которого нужно остановиться. Тестирование реакции экстренного торможения с использованием метронома также не позволяет определить реакцию торможения водителя транспортного средства, так как задачей торможения является останов транспортного средства за некоторое расстояние до препятствия, не допуская столкновения с ним.

Ни один из известных способов не может быть принят в качестве прототипа к предлагаемому способу тестирования реакции экстренного торможения водителя.

Технический результат предлагаемого способа заключается в обеспечении возможности оценки времени реакции экстренного торможения водителя за счет случайного изменения положения препятствия.

Технический результат достигается тем, что на экране видеомонитора испытуемому предъявляют прямую горизонтальную линию, обозначающую путь движения автотранспорта, и автотранспортное средство, которое движется по пути с заданной скоростью; задают случайным образом положение препятствия на участке пути от R_min до R_max, где R_min - расстояние от начала пути до точки, ограничивающей начало заданного участка пути; R_max - расстояние от начала пути до точки, ограничивающей конец заданного участка пути; задают время t, необходимое для зрительномоторной реакции восприятия появившегося препятствия и нажатия педали тормоза, последовательно равное 0,2, 0,3, 0,4, 0,5 и 0,6 с; вычисляют расстояние R от начала пути до точки положения автотранспортного средства в момент предъявления препятствия по формуле:

где R_пр - расстояние от начала пути до точки положения предъявляемого препятствия, определяемое случайным образом на заданном участке пути, м; S_тп - длина тормозного пути при заданных скорости движения автотранспортного средства и состояния пути, м; V - заданная скорость движения автотранспортного средства, м/с; t - заданное время, с; при достижении автотранспортным средством точки, находящейся на расстоянии R от начала пути, предъявляют препятствие; испытуемый, обнаружив препятствие, выполняет экстренное торможение, нажимая педаль тормоза; после начала торможения испытуемому предъявляют равнозамедленное движение автотранспортного средства до его останова с ускорением, вычисляемым по формуле

где V - заданная скорость движения автотранспортного средства, м/с; S_тп - длина тормозного пути при заданных скорости движения автотранспортного средства и состояния пути, м; описанную процедуру повторяют заданное число раз для каждого значения t и подсчитывают число столкновений автотранспортного средства с препятствием при каждом значении t; время реакции экстренного торможения водителя принимают равным минимальному заданному времени t, при котором испытуемый при тестировании не допустил столкновений автотранспортного средства с препятствием.

На чертеже представлен путь движения и автотранспортное средство, предъявляемые испытуемому, где 1 - препятствие, предъявленное случайным образом в точке Б на заданном участке пути от R_min до R_max; R_min - расстояние от начала пути до точки, ограничивающей начало заданного участка пути; R_max - расстояние от начала пути до точки, ограничивающей конец заданного участка пути; 2 - автотранспортное средство, движущееся с заданной скоростью V по пути движения; R_пp - расстояние от начала пути до точки Б положения предъявленного препятствия; R - расстояние от начала пути до точки А положения автотранспортного средства в момент предъявления препятствия; S_тп - длина тормозного пути при заданных скорости движения автотранспортного средства и состояния пути.

Предлагаемый способ тестирования реакции экстренного торможения водителя осуществляется следующим образом.

Испытуемому на экране видеомонитора предъявляют прямую горизонтальную линию, обозначающую путь движения автотранспорта, и автотранспортное средство, которое движется по пути с заданной скоростью. На пути движения предъявляют препятствие, положение которого задают случайным образом в точке Б на участке пути от R_min до R_max, где R_min - расстояние от начала пути до точки, ограничивающей начало заданного участка пути; R_max - расстояние от начала пути до точки, ограничивающей конец заданного участка пути.

Задают время t, необходимое для зрительномоторной реакции восприятия появившегося препятствия и нажатия педали тормоза, последовательно равное 0,2, 0,3, 0,4, 0,5 и 0,6 с. Вычисляют расстояние R от начала пути до точки А положения автотранспортного средства в момент предъявления препятствия по формуле (1).

При достижении автотранспортным средством точки А предъявляют препятствие в точке Б. Испытуемый, обнаружив препятствие, выполняет экстренное торможение, нажимая педаль тормоза. После начала торможения испытуемому предъявляют равнозамедленное движение автотранспортного средства до его останова с ускорением, вычисляемым по формуле (2).

Описанную процедуру повторяют заданное число раз для каждого значения t и подсчитывают число столкновений автотранспортного средства с препятствием при каждом значении t. Время реакции экстренного торможения водителя принимают равным минимальному заданному времени t, при котором испытуемый при тестировании не допустил столкновений автотранспортного средства с препятствием.

Задавая различное время t, необходимое для зрительномоторной реакции восприятия появившегося препятствия и нажатия педали тормоза, t>t_cмp, t_cмp - расчетное время сенсомоторной реакции, равное 0,1 с [5], возможно оценить время реакции экстренного торможения водителя.

Таким образом, заявляемый способ тестирования реакции экстренного торможения водителя обладает новыми свойствами, обусловливающими получение положительного эффекта.

Пример 1

Испытуемому М., 20 лет, курсанту автошколы на экране видеомонитора персонального компьютера предъявляли прямую горизонтальную линию, обозначающую горизонтальный участок ровного асфальтированного шоссе, и легковой автомобиль ВАЗ-2109, который двигался по шоссе с заданной допустимой скоростью V, равной 80 км/час [6].

Компьютер задавал случайным образом положение препятствия на участке пути от R_min до R_max (чертеж, точка Б), где R_min - расстояние от начала пути до точки, ограничивающей начало заданного участка пути, равное 50% длины пути; R_max - расстояние от начала пути до точки, ограничивающей конец заданного участка пути, равное 90% длины пути. Далее компьютер вычислял по формуле (1) при t=0,2c расстояние R от начала пути до точки положения автотранспортного средства в момент предъявления препятствия (чертеж, точка А).

При достижении автотранспортным средством точки А компьютер предъявлял на экране видеомонитора препятствие в точке Б. Испытуемый, обнаружив препятствие, выполнял экстренное торможение, нажимая педаль тормоза, подключенную к порту USB компьютера. После начала торможения компьютер предъявлял на экране видеомонитора равнозамедленное движение автотранспортного средства до его останова с ускорением, вычисляемым по формуле (2).

Испытуемый в соответствии с рекомендациями [2] выполнил 13 экстренных торможений, первые три из которых при оценке времени реакции экстренного торможения не учитывались. В результате тестирования испытуемый М. допустил 5 столкновений с препятствием.

Аналогичным образом испытуемый М. выполнил тест по оценке реакции экстренного торможения при t, последовательно равном 0,3, 0,4, 0,5 и 0,6 с. Результаты тестирования представлены в таблице 1.

Таблица 1
Заданное время t, с	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6
Количество столкновений	5	1	0	0	0

Время реакции экстренного торможения испытуемого М., при котором он не допустил столкновений с препятствием, принимают равным 0,4 с.

Пример 2

Испытуемый Ю., 21 год, курсант автошколы, аналогично испытуемому М., выполнил тест по оценке времени реакции экстренного торможения при заданном времени t, последовательно равном 0,2, 0,3, 0,4, 0,5 и 0,6 с. Результаты тестирования представлены в таблице 2.

Таблица 2
Заданное время t, с	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6
Количество столкновений	10	6	3	1	0

Время реакции экстренного торможения испытуемого Ю., при котором он не допустил столкновений с препятствием, принимают равным 0,6 с.

Положительный эффект предлагаемого способа тестирования реакции экстренного торможения подтвержден результатами экспериментального исследования по группе из 10 испытуемых. Время реакции экстренного торможения испытуемых находится в пределах от 0,3 до 0,6 с.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет оценить время реакции экстренного торможения водителя за счет случайного изменения положения препятствия.

Источники информации

1. Сурнина О.Е., Лебедева Е.В. Половые и возрастные различия времени реакции на движущийся объект у детей и взрослых // Физиология человека. - 2001. - Т.27. - №4. - С.56-60.

2. Методы и портативная аппаратура для исследования индивидуально-психологических различий человека. / Н.М.Пейсахов, А.П.Кашин, Г.Г.Баранов, Р.Г.Вагапов; Под ред. В.М.Шадрина. - Казань: Изд-во Казанск. ун-та, 1976. - 238 с.

3. Маслова О.И., Горюнова А.В., Гурьева М.Б. и др. Применение тестовых компьютерных систем в диагностике когнитивных нарушений при синдроме дефицита внимания с гиперактивностью у детей школьного возраста // Медицинская техника. - 2005. - №1. - С.7-13.

4. Козлов В.А., Морозов А.Д., Лалаев В.И., Родионенко Л.И. Методика определения реакции экстренного торможения // Физиология человека. - 1981. - Т.7. - №1. - С.174-175.

5. Авторское свидетельство СССР 1320824, G07C 1/22. Устройство для контроля соревнований. / Б.Ф.Лаврентьев, В.В.Роженцов. - Опубл. 30.06.87, Бюл. №24.

6. Автомобили «Спутник» ВАЗ-2108, - 2109: Устройство и ремонт. / В.А.Вершигора, А.П.Игнатов, К.В.Новокшенов, К.Б.Пятков. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1992. - 240 с.

Способ тестирования реакции экстренного торможения водителя, заключающийся в том, что на экране видеомонитора испытуемому предъявляют прямую горизонтальную линию, обозначающую путь движения автотранспорта, и автотранспортное средство, которое движется по пути с заданной скоростью; задают случайным образом положение препятствия на участке пути от R_min до R_max; где R_min - расстояние от начала пути до точки, ограничивающей начало заданного участка пути; R_max - расстояние от начала пути до точки, ограничивающей конец заданного участка пути; задают время t, необходимое для зрительномоторной реакции восприятия появившегося препятствия и нажатия педали тормоза, последовательно равное 0,2, 0,3, 0,4, 0,5 и 0,6 с; вычисляют расстояние R от начала пути до точки положения автотранспортного средства в момент предъявления препятствия по формуле:
R=R_пр-S_тп-V·t,
где R_пp - расстояние от начала пути до точки положения предъявляемого препятствия, определяемое случайным образом на заданном участке пути, м; S_тп- длина тормозного пути при заданных скорости движения автотранспортного средства и состояния пути, м; V - заданная скорость движения автотранспортного средства, м/с; t - заданное время, с; при достижении автотранспортным средством точки, находящейся на расстоянии R от начала пути, предъявляют препятствие; испытуемый, обнаружив препятствие, выполняет экстренное торможение, нажимая педаль тормоза; после начала торможения испытуемому предъявляют равнозамедленное движение автотранспортного средства до его останова с ускорением, вычисляемым по формуле

где V - заданная скорость движения автотранспортного средства, м/с; S_тп - длина тормозного пути при заданных скорости движения автотранспортного средства и состояния пути, м; описанную процедуру повторяют заданное число раз для каждого значения t и подсчитывают число столкновений автотранспортного средства с препятствием при каждом значении t; время реакции экстренного торможения водителя принимают равным минимальному заданному времени t, при котором испытуемый при тестировании не допустил столкновений автотранспортного средства с препятствием.

Устройство для предотвращения сна // 2275857

Изобретение относится к электронным устройствам диагностики состояния человека, в частности к средствам предотвращения снижения тонуса человека и своевременной подачи сигнала на приведение человека в бодрствующее состояние.

Способ контроля профессиональной пригодности оператора // 2199272

Изобретение относится к области психофизиологических исследований и может быть применено при плановых профосмотрах операторов различных транспортных средств. .

Способ контроля состояния человека и устройство для его осуществления // 2197895

Изобретение относится к контролю состояния человека. .

Способ предупреждения засыпания оператора и устройство для предупреждения засыпания оператора // 2197177

Изобретение относится к области диагностики психофизиологического состояния и может быть использовано для контроля уровня бодрствования и предупреждения засыпания водителей транспортного средства, летчиков и т.п.

Способ определения профессиональной пригодности оператора к управлению движущимися и стационарными объектами // 2134062

Изобретение относится к медицине, а именно к психофизиологии, и может быть применено для определения профессиональной пригодности лиц к управлению движущимся транспортом.

Способ регистрации кожно-гальванических реакций и устройство для его осуществления // 2107460

Изобретение относится к области медицины и медицинской техники, в частности к способам и устройствам для диагностики состояния живого организма по электрической проводимости кожи, может быть использовано в экспериментальной и клинической медицине, а также в психофизиологии, педагогике и спортивной медицине.

Способ определения повышенной предрасположенности водителей к дорожно-транспортным происшествиям // 1806608

Устройство для контроля бодрствования водителя транспортного средства // 1681844

Изобретение относится к области транспорта , в частности к устройствам проверки бдительности оператора и для контроля состояния водителя транспортного средства. .

Устройство контроля бодрствования // 1438712

Изобретение относится к медицинской технике и обеспечивает повышение эффективности стимуляции человека-оператора за счет устранения хаотичного переключения его внимания, вызывающего дополнительное утомление , с помощью электроакустического преобразователя 5.

Способ и устройство для контроля рулевого управления прямого действия динамических систем // 2429144

Система определения способности прогноза торможения // 2471241

Изобретение относится к системам контроля и испытания тормозных систем и предназначено для определения способности прогноза торможения

Устройство для измерения в стационарных условиях времени зрительно-моторной реакции водителя транспортного средства на опасные дорожные ситуации // 2475186

Изобретение относится к психофизиологической медицине, медицинской и измерительной технике и может быть применено для определения профессиональной пригодности водителя к управлению транспортными средствами путем измерения в стационарных условиях времени зрительно-моторной реакции водителя на опасные дорожные ситуации

Способ определения степени индивидуальной зависимости водителя транспортного средства от геофизического воздействия внешней среды // 2477621

Устройство для измерения в реальных дорожных условиях времени зрительно-моторной реакции водителя транспортного средства на опасные дорожные ситуации // 2557874

Изобретение относится к медицинской и измерительной технике и может быть применено для определения профессиональной пригодности водителя к управлению транспортными средствами. Устройство включает в себя самодельный «светофор», состоящий из светодиодов красного, желтого и зеленого цветов с рассеивающими линзами для создания опасной дорожной ситуации включением красного сигнала, устанавливаемый или на переднем капоте, или лобовом стекле транспортного средства в удобном месте водителю для наблюдения. Центральный процессорный блок для измерения и математической статистической обработки экспериментальных данных и выдачи минимальной и максимальной величин зрительно-моторной реакции водителя транспортного средства на опасную дорожную ситуацию установлен или на панели приборов в кабине транспортного средства, или расположен в руках экспериментатора, сидящего или рядом с водителем, или на заднем сидении кабины. Датчик нажатия на педаль тормоза выполнен в виде насадки и прикреплен к педали тормоза скобой. Красный сигнал «светофора» и датчик нажатия на педаль тормоза подсоединены к центральному процессорному блоку. В результате повышается точность измерений. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Автономное устройство диагностирующее и профилактирующее засыпание у операторов связанных с повышенным риском (устройство михеева-блескина) // 2559928

Изобретение относится к медицинской технике, относящейся к устройствам, диагностирующим и профилактирующим засыпание у операторов, связанных с повышенным риском. Изобретение позволяет осуществлять выявление засыпания на ранней стадии и его профилактику. Сущность технического решения основана на следующей неизвестной ранее закономерности: при возникновении засыпания у человека возникает снижение микроциркуляции капилляров тканей в головном мозге, оптическая плотность тканей увеличивается по сравнению с исходной плотностью и величина поглощения излучаемой волны тканью организма возрастает в сравнении с исходной. Устройство содержит изолирующую от внешних воздействий измерительную камеру, содержащую излучатель, имеющий два светодиода, один из которых излучает волны видимого спектра излучения, а другой в инфракрасном спектре излучения; фотоприемник, соединенный с регистрирующим и усиливающим поступающие сигналы вычислительным блоком; усилитель принятого сигнала; компаратор сигналов; блок регистрации, сигнализации и управления, вырабатывающий сигналы управления; блок активации бодрого состояния оператора, управляющий исполнительными элементами и пробуждающий оператора звуковыми, световыми, тактильными и другими видами бодрящего воздействия, а также блок беспроводной передачи данных на расстояние в центр регистрации движения. 1 ил.

Способ определения текущего состояния глаз оператора при контроле бодрствования // 2563091

Изобретение относится к средствам оптического контроля состояния глаз человека-оператора. Способ состоит в том, что посредством группы одинаковых точечных источников света осуществляют подсветку оператора и посредством фокусируемой на оператора видеокамеры формируют последовательность кадров изображения в цифровой форме. В каждом N-м кадре изображения выделяют область поиска глаз оператора в форме имеющего геометрический центр удлиненного в горизонтальном направлении прямоугольника, осуществляют однопороговое сканирование области поиска, при этом выделяют участки изображения с интенсивностью, превышающей пороговое значение, характеризуемые как блики, и определяют их координаты, определяют соответствующее каждому N+1 кадру изображения положение адаптированного центра области поиска путем вычисления усредненных координат выявленных в упомянутой области поиска бликов, осуществляют распознавание бликов, обусловленных отражением излучения точечных источников света от глаз, путем проведения операций выделения одинакового для всех бликов фрагмента изображения, полностью перекрывающего каждый из бликов и имеющего форму плоской поверхностно-односвязанной области, определения суммарной интенсивности излучения в каждом упомянутом фрагменте изображения, определения значения максимальной интенсивности излучения в пределах каждого упомянутого фрагмента изображения, а также усредненного, по меньшей мере, по двум предпочтительно ортогональным направлениям параметра, характеризующего убывание интенсивности излучения в направлении к границе этого фрагмента изображения. В каждом фрагменте изображения измеряют распределение интенсивности, суммарную интенсивность, максимальное значение интенсивности излучения и ее среднеквадратическое отклонение в пределах контура, образованного по границе упомянутого фрагмента изображения и имеющего одинаковую ширину, в интервале 1Δ÷3Δ, где Δ - размер одного пикселя твердотельного формирователя видеосигнала видеокамеры. После чего определяют принадлежность рассматриваемого блика к блику от глаз, если значения каждого из перечисленных выше параметров для рассматриваемого блика не выходят за пределы установленного для каждого из них порогового значения, при этом состояние открытия одного глаза определяют при наличии в упомянутой области поиска единственного блика или бликов, расположенных относительно друг друга приблизительно на одинаковом расстоянии, состояние открытия обоих глаз - при наличии в упомянутой области поиска двух групп скоплений бликов, расположенных на расстоянии относительно друг друга, большем максимального расстояния между упомянутыми бликами в каждой группе, состояние закрытия обоих глаз - при отсутствии в упомянутой области поиска бликов от глаз оператора. Изобретение обеспечивает повышение достоверности определения состояния глаз оператора при одновременном обеспечении уменьшения поисковых временных затрат. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Приспособление для обнаружения биологических сигналов // 2592246

Изобретение относится к приспособлениям, используемым для оценки состояния человека с помощью снятия биологических сигналов с верхней части тела человека. Приспособление включает в себя элемент подушки для поддержания спины и элемент базовой подушки объединенные в одно целое при помощи мешкообразного элемента; элемент сенсорного приспособления, снимающего биологические сигналы со спины сидящего человека; элемент для поддержания таза/поясничной области, который амортизирует движения таза и уменьшает нагрузку на элемент подушки для поддержания спины. Приспособление позволяет получить точную информацию о состоянии человека, за счет расположения сенсорного приспособления позади элемента подушки для поддержания спины и исключения влияния дыхания и движений тела на снимаемые биологические сигналы. 9 з.п. ф-лы, 25 ил., 7 пр.

Устройство и способ отслеживания перемещения и ориентации устройства // 2618172

Изобретения относятся к медицинской технике, а именно к средствам отслеживания перемещения и ориентации. Устройство для отслеживания перемещения и ориентации субъекта содержит блок формирования изображений, удерживающее средство для удерживания блока формирования изображений, причем удерживающее средство содержит держатель для размещения блока формирования изображений на субъекте таким образом, что блок формирования изображений обращен от субъекта, устройство также содержит блок обработки для обнаружения перемещения и ориентации субъекта. Способ отслеживания перемещения и ориентации субъекта содержит этапы, на которых получают изображения с течением времени посредством блока формирования изображений, обнаруживают перемещение и ориентацию субъекта. Процессор для использования в устройстве выполнен с возможностью обнаружения перемещения и ориентации субъекта. Способ обработки для использования в устройстве содержит этап, на котором обнаруживают перемещение и ориентацию субъекта. Машиночитаемый носитель, на котором сохранена компьютерная программа для выполнения этапов способа. Изобретения позволяют наблюдать за дыханием субъекта, обеспечивая при этом высокую чувствительность. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.