ES1294990U - Detection and warning system to combat driver sleep (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
Detection and warning system to combat driver sleep (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) Download PDFInfo
- Publication number
- ES1294990U ES1294990U ES202200262U ES202200262U ES1294990U ES 1294990 U ES1294990 U ES 1294990U ES 202200262 U ES202200262 U ES 202200262U ES 202200262 U ES202200262 U ES 202200262U ES 1294990 U ES1294990 U ES 1294990U
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- warning
- detection
- module
- microchip
- signals
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 6
- 210000003128 head Anatomy 0.000 claims description 10
- 210000000883 ear external Anatomy 0.000 claims description 6
- 210000005069 ears Anatomy 0.000 claims description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 claims description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 2
- 230000034994 death Effects 0.000 description 2
- 231100000517 death Toxicity 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 101710096655 Probable acetoacetate decarboxylase 1 Proteins 0.000 description 1
- 101100460147 Sarcophaga bullata NEMS gene Proteins 0.000 description 1
- 208000032140 Sleepiness Diseases 0.000 description 1
- 206010041349 Somnolence Diseases 0.000 description 1
- 208000003443 Unconsciousness Diseases 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000037321 sleepiness Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Sistema de detección y aviso para combatir el sueño de los conductoresDetection and warning system to combat driver sleep
Sector de la técnicaTechnical sector
En dispositivos de seguridad para conductores de vehículos en general, trabajo con máquinas peligrosas, etc.In safety devices for vehicle drivers in general, work with dangerous machines, etc.
El objeto de la invención consiste en:The object of the invention consists of:
Utilizar un sistema sencillo y muy útil para detectar y avisar a los conductores cuando tienen somnolencia o se quedan dormidos.Use a simple and very useful system to detect and notify drivers when they are drowsy or fall asleep.
Utilizar un sistema que utiliza microacelerómetros, microgiróscopos o microsistemas inerciales, muy diminutos, precisos y económicos. También se pueden utilizar nanoacelerómetros y nanogiróscopos.Use a system that uses microaccelerometers, microgyroscopes or inertial microsystems, very tiny, precise and cheap. Nanoaccelerometers and nanogyroscopes can also be used.
Detectar tanto los ángulos de inclinación de la cabeza, como su desplazamiento lineal.Detect both the tilt angles of the head and its linear displacement.
Evitar accidentes e incluso muertes. En especial cuando son vehículos de transporte de pasajeros.Avoid accidents and even deaths. Especially when they are passenger transport vehicles.
Antecedentes de la invenciónBackground of the invention
Actualmente no existen sistemas de aviso, o detección y aviso de sueño, en conductores y en trabajos peligrosos en general. O los que hay son complejos y necesitan grandes o múltiples dispositivos, cámaras, etc. para detectar los efectos del sueño. Por lo cual hay momentos en que se pierde la consciencia y con ello el control de los vehículos. Con la presente invención se solucionan dichos problemas.Currently there are no warning systems, or detection and warning of sleep, in drivers and in dangerous jobs in general. Or the ones that exist are complex and need large or multiple devices, cameras, etc. to detect the effects of sleep. Therefore, there are times when consciousness is lost and with it control of the vehicles. With the present invention said problems are solved.
Explicación de la invenciónExplanation of the invention
Problema a resolver.Problem to solve.
Actualmente se producen muchos accidentes por causa del sueño de los conductores, con un alto grado de muertes en los mismos.Currently, many accidents occur due to the sleep of drivers, with a high degree of deaths in them.
El sistema de detección y aviso para combatir el sueño de los conductores de la invención, consiste en unos sensores microelectromecánicos: Acelerómetros y giróscopos o sistemas inerciales, los cuales formando parte de un microchip, y colocados en un lugar de la cabeza, gafas, etc., detectan los movimientos de la cabeza de una persona, conductor, etc., disponiendo de unos medios de aviso, para despertar al conductor o persona que cabecea, cuando es en estado de inconsciencia por causa del sueño. (En los casos en el que el conductor hace el movimiento consciente, por supuesto, no necesita tomar acción alguna). Pueden utilizarse acelerómetros y giróscopos del tipo MEMS (Sistemas microelectromecánicos), como el acelerómetro de tres ejes ADXL335. El giróscopo de dos ejes LPR 530 AL. cuya señal de salida no necesita amplificador externo. Mejor aún el Módulo: MPU60506DOF que aúna acelerómetro y giróscopo de tres ejes o el MPU9250. Pueden tener 6 ejes. Además de los capacitivos también pueden usarse acelerómetros: Piezoresistivos, Corriente de efecto túnel, Piezoeléctricos, Ópticos, Térmicos y Resonantes. Las dimensiones de los MEMS están entre un milímetro y un micrómetro. De ser necesario los NEMS abarcan desde un micrómetro a un nanómetro.The detection and warning system to combat sleepiness of drivers of the invention consists of microelectromechanical sensors: Accelerometers and gyroscopes or inertial systems, which are part of a microchip, and placed in a place on the head, glasses, etc. ., detect the movements of the head of a person, driver, etc., having warning means, to wake up the driver or person who nods, when he is in a state of unconsciousness due to sleep. (In cases where the driver makes the conscious move, of course, no action needs to be taken.) MEMS (Micro Electromechanical Systems) type accelerometers and gyroscopes can be used, such as the ADXL335 three-axis accelerometer. The LPR 530 AL two-axis gyroscope. whose output signal does not need an external amplifier. The Module is even better: MPU60506DOF that combines a three-axis accelerometer and gyroscope or the MPU9250. They can have 6 axes. In addition to capacitive accelerometers, accelerometers can also be used: Piezoresistive, Tunneling current, Piezoelectric, Optical, Thermal and Resonant. The dimensions of MEMS are between one millimeter and one micrometer. If necessary, NEMS range from a micrometer to a nanometer.
Internamente, el sensor MPU-9250 incorpora en un mismo integrado una IMU (Unidad de Medición Inercial), MPU-6500, que a su vez está formado por acelerómetro de 3DOF y un giroscopio de 3DOF, y un magnetómetro AK8963 de 3DOF fabricado por Asahi Kasei Microdevices Corporation. Por su parte, el MPU-9150 está formado por una IMU MPU-6050 y un magnetómetro AK8975.Internally, the MPU-9250 sensor incorporates an IMU (Inertial Measurement Unit), MPU-6500, which in turn is made up of a 3DOF accelerometer and a 3DOF gyroscope, and an AK8963 3DOF magnetometer manufactured by Asahi. Kasei Microdevices Corporation. For its part, the MPU-9150 is made up of an MPU-6050 IMU and an AK8975 magnetometer.
La comunicación puede realizarse tanto por bus SPI como por bus I2C, por lo que es sencillo obtener los datos medidos. La tensión de alimentación es de bajo voltaje entre 2.4 a 3.6V.The communication can be carried out both by SPI bus and by I2C bus, so it is easy to obtain the measured data. The supply voltage is low voltage between 2.4 to 3.6V.
Frecuentemente se encuentran integrados en módulos que incorporan la electrónica necesaria para conectarla de forma sencilla a un Arduino. En la mayoría de los módulos, esto incluye un regulador de voltaje que permite alimentar directamente a 5V.They are often integrated into modules that incorporate the necessary electronics to connect them easily to an Arduino. On most modules, this includes a voltage regulator that allows 5V to be fed directly.
Es un sensor consume 3.5mA, con todos los sensores y el DMP activados. Dispone de un sensor de temperatura embebido, un reloj de alta precisión e interrupciones programables. También puede conectarse con otros dispositivos I2C.It is a sensor consumes 3.5mA, with all sensors and the DMP activated. It has an embedded temperature sensor, a high-precision clock and programmable interrupts. It can also connect with other I2C devices.
Dispone de conversores analógicos digitales (ADC) de 16bits. El rango del acelerómetro puede ser ajustado a ±2g, ±4g, ±8g, y ±16g, el del giroscopio a ±250, ±500, ±1000, and ±200°/sec, y el del magnetómetro hasta ±4800pT.It has 16-bit analog digital converters (ADC). The accelerometer range can be adjusted to ±2g, ±4g, ±8g, and ±16g, the gyroscope range to ±250, ±500, ±1000, and ±200°/sec, and the magnetometer range up to ±4800pT.
El MPU-9250 incorpora un procesador interno (DMP Digital Motion Processor) que ejecuta complejos algoritmos de MotionFusion para combinar las mediciones de los sensores internos, evitando tener que realizar los filtros de forma exterior. Es un IMU de nueva generación, que proporciona resultados superiores a otros IMUs como el MPU-6050. Al incorporar un magnetómetro, el MPU-9250 elimina la deriva (drift) que puede aparecer en otros IMUs al cabo de unas horas de uso.The MPU-9250 incorporates an internal processor (DMP Digital Motion Processor) that executes complex MotionFusion algorithms to combine the measurements of the internal sensors, avoiding having to carry out filters externally. It is a new generation IMU, which provides superior results to other IMUs such as the MPU-6050. By incorporating a magnetometer, the MPU-9250 eliminates the drift that can appear in other IMUs after a few hours of use.
Usaremos el MPU-9250 cuando necesitemos un IMU de características superiores.We will use the MPU-9250 when we need a higher specification IMU.
Los giróscopos detectan el ángulo de inclinación el cual se compara con una o más de referencia con lo cual se determina el grado de anormalidad producida. De igual modo los acelerómetros detectan el grado de aceleración, el cual se compara con una o más de referencia, lo cual se determina igualmente el grado de anormalidad producida. La comparación puede realizarse también con los cambios de aceleración o ángulo del vehículo, de modo que si son simultáneos indica no son por causa del sueño. La sensibilidad se ajusta con potenciómetros, que determinan los grados de aceleración e inclinación junto con el régimen de giro.The gyroscopes detect the angle of inclination which is compared with one or more of reference with which the degree of abnormality produced is determined. Similarly, accelerometers detect the degree of acceleration, which is compared with one or more references, which also determines the degree of abnormality produced. The comparison can also be made with changes in acceleration or angle of the vehicle, so that if they are simultaneous, it indicates that they are not due to sleep. Sensitivity is adjusted with potentiometers, which determine the degrees of throttle and lean along with the rate of turn.
Los medios de aviso pueden consistir en una luz, sonido o vibración, fijos o intermitentes. La señal se puede aplicar al procesador del vehículo para que de el aviso acústico.The warning means may consist of a fixed or intermittent light, sound or vibration. The signal can be applied to the vehicle's processor so that it gives the acoustic warning.
Por las pequeñas dimensiones del circuito, se pueden camuflar dentro y fuera de los oídos, sobre las patillas de las gafas y en algunos casos, sujeto debajo del pelo. También puede ir integrada en una de las patillas de las gafas, en la zona contigua a los oídos. Se pueden tomar las señales de giróscopos y acelerómetros del vehículo o añadir estos al mismo. El avisador acústico puede ir incluido en o junto al módulo detector o puede aplicarse directamente en el oído.Due to the small dimensions of the circuit, they can be camouflaged inside and outside the ears, on the temples of glasses and in some cases, attached under the hair. It can also be integrated into one of the temples of the glasses, in the area next to the ears. You can take the signals from the vehicle's gyroscopes and accelerometers or add these to it. the announcer acoustic can be included in or together with the detector module or can be applied directly to the ear.
Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings
Las figuras 1 a la 4 muestran vistas esquematizadas y laterales de un usuario con el módulo detector de sueño y aviso de la invención en la zona de la cabeza.Figures 1 to 4 show schematic and side views of a user with the sleep detector and warning module of the invention in the head area.
Las figuras 5 y 6 muestran vistas esquematizadas de una porción de acelerómetro microelectromecánico de tipo capacitivo en dos modos de actuación.Figures 5 and 6 show schematic views of a portion of the capacitive-type microelectromechanical accelerometer in two modes of action.
La figura 7 muestra una vista de un conjunto acelerómetro y giróscopo.Figure 7 shows a view of an accelerometer and gyroscope assembly.
La figura 8 muestra un diagrama de bloques del sistema detector y avisador de sueño.Figure 8 shows a block diagram of the sleep detector and warning system.
Realización preferente de la invenciónPreferred embodiment of the invention
La figura 1 muestra un usuario con una forma de realización de la invención, consistente en un módulo de detección y aviso (1), colocado en la zona externa posterior o superior del oído externo. Se puede sujetar con un enganche en forma de C en los oídos externos, u orejas. La figura 2 muestra un usuario con una forma de realización, consistente en un módulo de detección y aviso (1a), colocado en la concha auricular (de forma similar a los audífonos).Figure 1 shows a user with an embodiment of the invention, consisting of a detection and warning module (1), placed in the posterior or superior external zone of the external ear. It can be fastened with a C-hook on the outer ears, or ears. Figure 2 shows a user with an embodiment, consisting of a detection and warning module (1a), placed in the ear shell (similar to hearing aids).
La figura 3 muestra un usuario con una forma de realización de la invención, consistente en un módulo de detección y aviso (1b), colocado en una patilla de la gafa.Figure 3 shows a user with an embodiment of the invention, consisting of a detection and warning module (1b), placed in a temple of the glasses.
La figura 4 muestra un usuario con una forma de realización, consistente en un módulo de detección y aviso (1c), colocado detrás del lóbulo de un oído, se sujeta al mismo mediante una pinza, sujeto al pelo o con un enganche en forma de C en los oídos externos.Figure 4 shows a user with an embodiment, consisting of a detection and warning module (1c), placed behind the lobe of one ear, attached to it by means of a clip, attached to the hair or with a hook in the form of an ear. C in the external ears.
La figura 5 muestra el acelerómetro capacitivo formado por la masa oscilante (sísmica), a la cual sujeta o está anclada en los puntos (6). Los flejes (5) le permiten oscilar a la placa (3) entre las placas fijas (4 y 4a). En condiciones normales son dos condensadores fijos y de igual capacidad.Figure 5 shows the capacitive accelerometer formed by the oscillating (seismic) mass, to which it is attached or anchored at points (6). The strips (5) allow the plate (3) to oscillate between the fixed plates (4 and 4a). Under normal conditions they are two fixed capacitors and of equal capacity.
La figura 6 muestra el acelerómetro capacitivo formado por la masa oscilante (sísmica), a la cual sujeta o anclada en los puntos (6), los flejes o muelles (5) le permiten oscilar y también a la placa (3) entre las placas fijas (4 y 4a). En la figura está desplazado oscilando y generando dos condensadores con capacidades variables entre la placa (3) y las (4 y 4a). Es decir que la aceleración ocasiona un movimiento en el sensor. El movimiento hace que se produzca el cambio de la capacidad de los condensadores. El cambio de la capacidad de los condenadores crea una señal o voltaje de salida variable.Figure 6 shows the capacitive accelerometer formed by the oscillating (seismic) mass, which is attached or anchored at the points (6), the straps or springs (5) allow it to oscillate and also the plate (3) between the plates. fixed (4 and 4a). In the figure it is moved oscillating and generating two capacitors with variable capacities between the plate (3) and (4 and 4a). That is to say that the acceleration causes a movement in the sensor. The movement causes the change in the capacity of the capacitors to occur. Changing the capacitance of the capacitors creates a variable output signal or voltage.
La figura 7 muestra el tamaño relativo de un acelerómetro y un giróscopo de 6 ejes.Figure 7 shows the relative size of an accelerometer and a 6-axis gyroscope.
La figura 8 muestra un microprocesador al que se le aplican señales de: Encendido y apagado, acelerómetros, giróscopos, sistema inercial, ajuste manual del grado de sensibilidad de los sensores, y mando o botón que se pulsa indicando se ha recibido el aviso, esto se puede permitir por una sola vez. Esto también se puede controlar mediante la voz. Las señales que envía el microprocesador son: Señales de audio, visuales, de un vibrador o de un zumbador. Figure 8 shows a microprocessor to which signals are applied: On and off, accelerometers, gyroscopes, inertial system, manual adjustment of the degree of sensitivity of the sensors, and command or button that is pressed indicating the warning has been received, this can be allowed only once. This can also be controlled by voice. The signals sent by the microprocessor are: Audio, visual, vibrator or buzzer signals.
Modo de una posible forma de funcionamiento:Mode of a possible way of operation:
Para ángulos de desplazamiento de la cabeza ADC 1°- 5°... Aviso intermitente.For head displacement angles ADC 1°- 5°... Intermittent warning.
Para ángulos de desplazamiento de la cabeza ADC >5°... Aviso continuo.For head displacement angles ADC >5°... Continuous warning.
Si el desplazamiento de la cabeza (DC) es (acelerado o lineal) 1-2 cm... Aviso intermitente. Si el desplazamiento de la cabeza (DC) es (acelerado o lineal) >2 cm... Aviso continuo. La figura 7 muestra el tamaño relativo de un acelerómetro-giróscopo de 6 ejes con un dedo. If the displacement of the head (DC) is (accelerated or linear) 1-2 cm... Intermittent warning. If head displacement (DC) is (accelerated or linear) >2 cm... Continuous warning. Figure 7 shows the relative size of a 6-axis accelerometer-gyroscope with a finger.
Claims (13)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES202200262U ES1294990Y (en) | 2022-08-08 | 2022-08-08 | Detection and warning system to combat driver sleepiness |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES202200262U ES1294990Y (en) | 2022-08-08 | 2022-08-08 | Detection and warning system to combat driver sleepiness |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES1294990U true ES1294990U (en) | 2022-10-14 |
| ES1294990Y ES1294990Y (en) | 2023-01-04 |
Family
ID=83558382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES202200262U Active ES1294990Y (en) | 2022-08-08 | 2022-08-08 | Detection and warning system to combat driver sleepiness |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES1294990Y (en) |
-
2022
- 2022-08-08 ES ES202200262U patent/ES1294990Y/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES1294990Y (en) | 2023-01-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4845345B2 (en) | Electronic pedometer | |
| CN105628024B (en) | Single positioning navigator based on Multi-sensor Fusion and positioning navigation method | |
| US20030002705A1 (en) | Earpiece with an inertial sensor | |
| US20190293674A1 (en) | Sensor Unit, Vehicle Positioning Device, And Vehicle | |
| US7401495B2 (en) | Activity monitoring | |
| CN109990772B (en) | Physical quantity sensor, composite sensor, electronic device, and moving object | |
| WO2013113947A1 (en) | Method and system for inferring the behaviour or state of the driver of a vehicle, use method and computer program for carrying out said method | |
| US7437931B2 (en) | Medical application for no-motion sensor | |
| JP4612928B2 (en) | Body motion sensing device | |
| WO2005119387A3 (en) | Systems and methods for estimating position, attitude, and/or heading of a vehicle | |
| CN105996990A (en) | Fatigue driving early warning bracelet integrating heart rate and driving action and early warning method | |
| CN109422232A (en) | MEMS device, electronic equipment and moving body | |
| Tiwari et al. | IOT based driver drowsiness detection and health Monitoring System | |
| JP2002328134A (en) | Attitude state and orientation detection device | |
| Ahuja et al. | Pilotear: Enabling in-ear inertial navigation | |
| ES1294990U (en) | Detection and warning system to combat driver sleep (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) | |
| US9726493B2 (en) | Shock-robust integrated multi-axis MEMS gyroscope | |
| CN115665609A (en) | A vehicle safety driving early warning method, system and earphone terminal | |
| KR101901601B1 (en) | Alarm control method of the alarm device having a motioon sensor | |
| KR102048260B1 (en) | Smart sleeping bag | |
| US11373503B2 (en) | System and method of automatically alerting a user to remain awake | |
| KR101798528B1 (en) | Vehicle operating system using wearable equipment | |
| KR102724934B1 (en) | Apparatus for measuring biosignal of pet | |
| KR20230120714A (en) | Smart pendant | |
| KR101693709B1 (en) | Head Support System |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CA1K | Utility model application published |
Ref document number: 1294990 Country of ref document: ES Kind code of ref document: U Effective date: 20221014 |
|
| FG1K | Utility model granted |
Ref document number: 1294990 Country of ref document: ES Kind code of ref document: Y Effective date: 20221229 |