Międzywydziałowy zespół badawczo-wdrożeniowy INWENTYKA
decyzja EPO 12.10.2006. Obowiązuje od 18.04.2007. Udzielony patent europejski, decyzja EPO 12.10.2006. Obowiązuje od 18.04.2007. Autorzy: Jan Orzechowski, Irena Gronowska, Marcin Trzciński, Antoni Latuszek, Włodzimierz Łukasik
Opracowanie i badanie prototypu "Urządzenia do wykrywania stanu obniżonej uwagi" (UWSOU) które przedstawione jest w opisie patentowym: " Device for detecting reduced vigilance condition" EP 04460032.8-2215 (WP/2/20030) w publikacji EP 1 501 051 A1
specjalna oprawa okularów W skład UWSOU wchodzi: nadajnik odbiornik mikroprocesor źródło zasilania specjalna oprawa okularów
Wykonawcy projektu Wydział Fizyki Wydział Mechatroniki Irena Gronowska Antoni Latuszek Przemysław Wacławik Jan Orzechowski - Włodzimierz Łukasik Jerzy Lasocki Marcin Trzciński Piotr Orzechowski Konsultanci naukowi prof dr inż Tadeusz Kryszczyński - Inst.Optyki Stosow. prof dr hab Zbigniew Zagórski - I Klin.Okulist.AM Lublin Konsultanci konstr.- technol. Jerzy Hejnik - konstrukcja i technologia opraw okularowych mgr inż. Wiesław Gallewicz - produkcja układów hybrydowych
Celem etapu pracy było wykonanie i badania prototypu urządzenia do wykrywania stanu obniżonej uwagi (UWSOU), przeznaczonego dla kierowców, strażaków, służb chemicznych, ratowników i pracowników wykonujących długotrwałą nużącą pracę w warunkach niebezpiecznych.
Według przyjętego algorytmu wdrażania wynalazku - w tym etapie przebadano szereg parametrów urządzenia niezbędnych do zaoferowania producentowi wyrobu niezawodnego, bezpiecznego w użytkowaniu i dostosowanego do prawdopodobnych wymagań rynku
Prace wykonane w etapie przed ofertą dla producenta: Badanie istniejącego modelu Projekt prototypu i jego realizacja Testowanie prototypu w warunkach dodatkowego oświetlenia Badanie przestrzennego rozkładu mocy wiązki świetlnej i jej biegu w urządzeniu do wykrywania stanu obniżonej uwagi Badanie pola widzenia przy użytkowaniu urządzenia UWSOU
Wszystkie badania w tym etapie uwzględniają wymagania wynikające z takich potrzeb jak: 1. Zastosowania ostrzegawcze i ratownicze 2. Zastosowania medyczne i okołomedyczne
ZASTOWANIA OSTRZEGAWCZE-urządzenie przeznaczone jest dla: kierowców - zwłaszcza pracujących na długich i monotonnych trasach (autobusy turystyczne !) strażaków narażonych na utratę przytomności w wyniku zadymienia służb chemicznych narażonych na kontakt z gazami i parami toksycznymi ratowników narażonych na wypadki pracowników wykonujących nużącą pracę w warunkach niebezpiecznych - dźwigi, suwnice i tp
ZASTOSOWANIA MEDYCZNE I OKOŁOMEDYCZNE - według opinii lekarzy - urządzenie może pełnić również funkcje diagnostyczne: w okulistyce w psychiatrii przy ocenie przez psychologa chwilowej kondycji psychofizycznej pracownika (np. pilotów).
Większość wypadków drogowych z tzw. ”niewyjaśnionych przyczyn” (również tych tragicznych - autokarowych !) była prawdopodobnie spowodowana zaśnięciem kierowcy. Oferowane przez nas urządzenie może w znacznym stopniu ograniczyć liczbę takich wypadków ! Wydaje się, że producent może się spodziewać wspomagania ze strony firm ubezpieczeniowych, policji, właścicieli przedsiębiorstw transportowych i tp.
Aktualnie uzyskane parametry techniczne prototypu : długość fali promieniowania = 850 nm średni prąd I < 1 mA przy napięciuU = 3.0 V częstotliwość próbkowania f = 10 Hz czas trwania impulsu T = 0,6 ms czas pracy z typowym i ogólnie dostępnym ogniwem CR2032 - 8 dni max.gęstość mocy na powierzchni gałki ocznej <60 mW/mm2 (10000 razy mniejsza od dopuszczalnej !)
niezawodności algorytmu pracy urządzenia przeprowadzono Dla oceny niezawodności algorytmu pracy urządzenia przeprowadzono symulację cyfrową wpływu zakłóceń wynikających z niestabilności położenia urządzenia względem gałki ocznej użytkownika
modelu funkcjonalnego... ... i sprawdzono wyniki analizy cyfrowej przy pomocy modelu funkcjonalnego...
konstrukcyjno-technologicznej i użytkowej urządzenia W wyniku analizy konstrukcyjno-technologicznej i użytkowej urządzenia wytypowano szereg paramertów wymagających sprawdzenia na etapie wykonania prototypu:
...czy kierowca nie będzie miał ograniczonego pola widzenia i zobaczy mijające i wyprzedzające go pojazdy ?
Badania przeprowadzono przy pomocy perymetru w odniesieniu do szerokości pola widzenia wymaganego dla małego samochodu (ostrzejsze wymagania !)
PERYMETR srebrny medal, INNOWACJE, Gdańsk 2000
Sprawdzono czy gradientowe przyciemnienie szkieł skutecznie ogranicza oślepianie przy jeździe nocą oraz czy boczne oświetlenie może zakłócać pracę urządzenia:
Testowanie modelu przy dodatkowym oświetleniu Źródło światła Reakcja Latarka z włóknem żarowym + Paląca się zapałka Latarka z diodami elektroluminescencyjnymi, biel Brak reakcji Pojedyncza dioda elektroluminescencyjna, zieleń Pojedyncza dioda elektroluminescencyjna niebieska
Wniosek: Światło o widmie zbliżonym do widma diody odbiorczej może spowodować zakłócenia pracy urządzenia. Z tego względu w prototypie urządzenia przewidziano montaż szkieł gradientowych i w niektórych wersjach również z filtrem IR.
Przeprowadzono obliczenia różnych wariantów soczewki walcowej asferycznej i wpływu jej kształtu na konieczność stosowania w produkcji liczby wariantów rozmiarowych urządzenia:
n=1,5 sf=2,0 LED:0,3mm Xf;35,40,45,50,55 mm
W prototypie postanowiono sprawdzić zastosowanie typowej diody wąskokątnej - której zasto- sowanie jest alternatywne:
Badanie diody wąskokątnej 3 mW/Sr Badanie widma Badanie przestrzennych rozkładów gęstości mocy
Badanie widma w funkcji prądu zasilania Przesunięcie w kierunku fal dłuższych przy wzroście prądu 10 mA 5 mA
Badanie przestrzennych rozkładów gęstości mocy P d – odległość od soczewki diody P – gęstość mocy świetlnej - średnica wiązki świetlnej
P = f(x), y = 0, z = d
P = f(z), x = 0, y = 0, P – jedn. względne
Średnica wiązki w odległości d x [m] y P [W/mm2] d < 1 mm 4044 ± 130 3184 ± 50 60 d = 10 mm 6872 ± 100 7458 ± 96 9 d = 40 mm 40 000 < 0.25
Kooperacją zainteresowane są obecnie firmy: "GALWES" - Wiesław Galewicz, 05-075 Wesoła, ul. Przechodnia 1 (zespoły elektroniczne), "OPTIMEX" - Jerzy Hejnik , 05-420 Józefów, ul. Lelewela 27 (oprawy okularowe)
Dalsze prace zespołu przewidują pomoc w pracach wdrożeniowych, opracowaniu konstrukcji i techno- logii dostosowanych do możliwoś- ci i wyposażenia technologicznego przyszłego producenta, badań rynku i innych wymaganych parametrów.