سیستم‌های خواب به خواب نرفتن در جاده

به گزارش پایگاه خبری«عصرخودرو» به نقل از صمت، ایران از لحاظ تلفات جاده‌ای رتبه نخست جهان را دارد و سالانه حدود 30هزار نفر در این حوادث، جان خود را از دست می‌دهند. گفتنی است این موضوع محدود به کشور ما نبوده و در سراسر جهان معضل تصادفات جاده‌ای وجود دارد. برطبق آخرین تحقیقات انجام شده توسط مرکز تحقیقات خواب Loughborough انگلیس، خستگی راننده یکی از عوامل اصلی تصادفات جاده‌ای منجر به مرگ یا آسیب‌های جدی در انگلیس است. در این زمینه، شرکت‌های بزرگی همانند فورد و ولوو، دست به کار طراحی سیستم‌هایی برای تشخیص خواب‌آلودگی راننده شده‌اند.

تئوری آزمون
سیستم‌های شناسایی خواب‌آلودگی با شبیه‌سازی رانندگی، از قابلیت شناسایی خواب‌آلودگی راننده و هشدار دادن به راننده خواب‌آلود برخوردارند. شبیه‌ساز مورد بحث، از یک دوربین دیجیتال با یک پردازشگر سیگنال (DSP) تشکیل شده است. این سیستم، درصد نزدیک شدن پلک‌ها به یکدیگر را اندازه گرفته و با مقایسه آن با زمان استاندارد، در صورت وجود اختلاف برای این عامل، از طریق بازخوردی که در سیستم تعریف شده، سیستم هشدار دهنده را فعال می‌کند. سیستم هشدار ممکن است به صورت یکی از روش‌های صوتی، لرزش صندلی یا غربیلک فرمان عمل کند.البته سیستم‌های دیگری نیز برای تشخیص خواب‌آلودگی رانندگان طراحی شده‌اند که عبارتند از حسگرهای تعیین محل سر راننده، سیستم شناسایی خیرگی چشم راننده، اندازه‌گیری سیگنال‌های مغزی (EEG)، اندازه‌گیری «امپدانس» سطح پوست و در نهایت تصویربرداری از سطح جاده است.

روش آزمون
«Copilot» سیستمی مبتنی بر ویدئواست که برای ثبت تعداد دفعات افت‌های آهسته پلک به کار می‌رود. این سیستم، از تجهیزات روشنایی برای شناسایی چشمان راننده استفاده می‌کند و با استفاده از دوربین، دو تصویر متوالی از راننده می‌گیرد.بر این اساس با استفاده از یک منبع روشنایی مادون قرمز 850 نانومتری تهیه می‌شود که پرتویی متمایز از مردمک چشم راننده (اثر چشم قرمز) ایجاد می‌کند. همچنین از یک منبع روشنایی مادون قرمز 950 نانومتری برداشته می‌شود که تصویری با مردمک تیره را ایجاد می‌کند. این دو تصویر، به استثنای روشنی مردمک، با یکدیگر یکسان هستند که با محاسبه اختلاف این دو تصویر، چشمان روشن را تشخیص می‌دهد. با اعمال حد بر روشنایی (پیکسل) تصویر، چشمان راننده در این تصویر شناسایی می‌شود.در اصل، تصویر چشم روشن و چشم تیره یکسان هستند به استثنای مردمک‌های درخشان در تصویر چشم روشن. تصویر متفاوت، تمامی مشخصه‌های تصویری به استثنای مردمک‌های روشن را حذف کرده است.«Copilot» برای نصب روی داشبورد و سمت راست فرمان، طراحی شده است. این سیستم مجهز به پایه‌ای چرخان با 2 درجه آزادی است تا تنظیم سیستم به‌وسیله راننده را امکان‌پذیر کند و نمای جلویی دستگاه، مشابه ترکیب آینه عقب ساخته شده است. به راننده آموخته می‌شود که جهت دستگاه خود را همانند آینه عقب تنظیم کند. زمانی که راننده تصویر خود را در صفحه دستگاه می‌بیند، دستگاه تنظیم است. میدان دید، به حدی باز است که حرکات مهم سر را دربرمی‌گیرد. در فاصله 30 سانتیمتری دوربین، یک تصویر چهارگوش به اندازه 30 سانتی‌متر به‌دست می‌آید. این اندازه اجازه می‌دهد تصویر 42 سانتیمتری نمای سر را در حالی منتقل کند که حداقل یک چشم در میدان دید باقی می‌ماند.

خواب و تصادفات
از آنجا که کسب اطلاعات در زمینه حالات فیزیولژیکی راننده خواب‌آلود، الزام اولیه این آزمایش بود، این واقعیت که درصد بالایی از افراد یک یا چند رویداد خواب بیشتری را نشان می‌دادند، برای ما به منزله تایید مثبت طراحی آزمایش بود.

الگوی انتخاب
برای انجام آزمایش، جمعی متشکل از 60 مرد سالم در بین 22 تا 28 سال سن، از میان 220 متقاضی انتخاب شدند. به این افراد توصیه می‌شد هرگونه غیرواقعی بودن شبیه‌سازی را نادیده گرفته و برطبق مقررات ترافیکی جاده (محدودیت‌های سرعت و مانند آن) رانندگی کنند. به این افراد چیزی درباره طول یا مسافت آزمایش در دست انجام گفته نشد. اهداف و مقاصد آزمایش نظیر خواب‌آلودگی، تشخیص و مانند آن به افراد گفته نشد و سئوالات مربوط به این موضوعات به‌طور مودبانه بی‌پاسخ می‌ماندند. افراد باید این مسیرها را در شبیه‌ساز می‌پیمودند تا بتوان در ادامه تحقیقات از نتایج حاصل سود برد.خط مبنا: مسیری 4 کیلومتری، بدون هیچ‌گونه مه، پیچ و خم و ترافیک.استرس: 120 کیلومتر مسیر مه‌آلود (با 50 متر وضوح میدان دید) و پیچ‌های ناگهانی و ترافیک کم.کنترل و تست: مسیری 10 کیلومتری با پیچ و خم‌های زیاد و سراشیبی در محیط واقعی خیابان (با ترافیک و عابران) و کمی مه‌آلود.

رویدادهای خواب
رویدادهای خواب، موقعیت‌هایی هستند که در آنها راننده چشمانش را در مدتی بیش از یک ثانیه، بسته نگه می‌دارد. در سرعت 50 کیلومتر در ساعت، خودرو مسافتی حدود 15 متر را در مدت یک ثانیه طی می‌کند. صدها رویداد از این دست، بین 69 درصد از افراد ثبت شد که طولانی‌ترین رویداد، در مسافتی حدود 120 متر، به مدت 8 ثانیه بود. تعداد افزایش رویدادهای خواب، بر حسب طول زمان رانندگی در منطقه مه‌آلود و استرس بدون محرک، به حداکثر 60 تا 110 کیلومتر می‌رسد. نیل به این حد، از چند طریق قابل‌توجیه است. نخست اینکه 9 نفر خوابشان برد و تصادفات شدیدی را موجب شدند. به این افراد اجازه داده نمی‌شد آزمایش را کامل کنند، بنابراین هیچ سهمی در کل آمارهای به‌دست آمده نداشتند. همچنین برخی رانندگان، خوابشان می‌برد و به مرحله ایجاد تصادف، بسیار نزدیک می‌شدند، اما موفق شدند خودرو خود را کنترل کرده و آزمایش را با هوشیاری خاصی ادامه دهند.

تصادفات ناشی از خواب
حدود 45 درصد از سوانح شدید، نتیجه بدون واسطه و منحصربه‌فرد خواب‌آلودگی راننده است. هر راننده‌ای که چندین ثانیه را با چشمان بسته رانندگی می‌کرد، یا با انبوهی از خودروهای در حال حرکت تصادف کرد یا با عابر در حال گذر از خیابان برخورد داشت. درصورتی که رانندگی در منطقه کنترل شده، در هیچ یک از آزمایش‌ها مشکلی ایجاد نکرد. از این‌رو می‌توان نتیجه گرفت که تصادف ناشی از خواب آلودگی و استرس، در منطقه استرس‌زا رخ می‌دهد.

تحلیل نتایج
برای تشخیص اتوماتیک افت پلک، بسته نرم‌افزاری اختصاصی موسوم به ALISA (تصویر یادگیری انطباقی و تحلیل سیگنال) برای تصاویر IR دوربین به کار رفت. همچنین تصویر متوالی از چهره راننده در کنار تصاویر عادی‌سازی شده به‌وسیله ALISA به کار برده شد. اندازه نقاط سیاه همزمان با تغییر اندازه نقاط مورد کنترل چشم تغییر می‌کند. زمانی که پلک کاملاً بسته می‌شود، نقطه سیاه نیز ناپدید می‌شود. تعیین حد طول زمان4، پلک‌زدن عادی را از شروع خواب متمایز می‌کند.خواب آلودگی بیشتر، به مرور زمان افزایش می‌یابد. بر این اساس این نرم‌افزار، به ما قدرت تحلیل نتایج به‌دست آمده از آزمایش شبیه‌ساز Copilot را می‌دهد.

نتیجه‌گیری
در انگلیس افزون بر 25درصد از تصادفات و به‌طور خاص حدود 60درصد تصادفات جاده‌ای، ناشی از خستگی راننده در هنگام رانندگی است. در ایران، شرایط متفاوت از انگلیس بوده، اما درصدی از تصادفات جاده‌ای، ناشی از خواب‌آلودگی و خستگی رانندگان بوده است.در این زمینه، انجام عکس‌العمل بسیار ضروری به نظر می‌آید. از طرفی با توجه به تحقیقات انجام شده، سیستم یادشده از قابلیت مناسبی در شناسایی و اعلام اخطار به راننده خواب‌آلوده برخوردار است.سیستم‌های مشابه این سیستم، در خودروهای روز دنیا به شکل تجاری نیز درآمده است؛ به‌طور مثال در خودروی فورد و سیتروئن C4. از این‌رو پیش‌بینی می‌شود استفاده از این سیستم در 10 سال آینده، رشد بسیار چشمگیری داشته باشد. همچنین، با ترکیب این فناوری با سیستم GPS می‌توان نتایج بسیار مطلوب‌تری را درباره ایمنی سرنشینان وسایل نقلیه پیش‌بینی کرد.با این حال عوامل متعددی در بروز حوادث رانندگی موثر و دخیل هستند که خواب‌آلودگی؛ آن هم در جاده‌ها شایع‌ترین‌آنها است. در این بین استفاده از فناوری‌های نوین در صنایع خودروسازی می‌تواند به میزان قابل‌توجهی از بروز حوادث رانندگی بکاهد.