Międzywydziałowy zespół badawczo-wdrożeniowy INWENTYKA

Prezentacja na temat: "Międzywydziałowy zespół badawczo-wdrożeniowy INWENTYKA"— Zapis prezentacji:

1

2 Międzywydziałowy zespół badawczo-wdrożeniowy INWENTYKA

3 decyzja EPO 12.10.2006. Obowiązuje od 18.04.2007.
Udzielony patent europejski, decyzja EPO Obowiązuje od Autorzy: Jan Orzechowski, Irena Gronowska, Marcin Trzciński, Antoni Latuszek, Włodzimierz Łukasik

4 Opracowanie i badanie prototypu "Urządzenia do wykrywania stanu obniżonej uwagi" (UWSOU) które przedstawione jest w opisie patentowym: " Device for detecting reduced vigilance condition" EP (WP/2/20030) w publikacji EP A1

5

6 specjalna oprawa okularów
W skład UWSOU wchodzi: nadajnik odbiornik mikroprocesor źródło zasilania specjalna oprawa okularów

7 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

8 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.

9 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

10

11 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

12 Wszystkie badania w tym etapie uwzględniają wymagania wynikające z takich potrzeb jak:
1. Zastosowania ostrzegawcze i ratownicze 2. Zastosowania medyczne i okołomedyczne

13 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

14 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).

15 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.

16 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 CR dni max.gęstość mocy na powierzchni gałki ocznej <60 mW/mm2 (10000 razy mniejsza od dopuszczalnej !)

17 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

18

19 modelu funkcjonalnego...
... i sprawdzono wyniki analizy cyfrowej przy pomocy modelu funkcjonalnego...

20

21 konstrukcyjno-technologicznej i użytkowej urządzenia
W wyniku analizy konstrukcyjno-technologicznej i użytkowej urządzenia wytypowano szereg paramertów wymagających sprawdzenia na etapie wykonania prototypu:

22

23 ...czy kierowca nie będzie
miał ograniczonego pola widzenia i zobaczy mijające i wyprzedzające go pojazdy ?

24

25 Badania przeprowadzono przy
pomocy perymetru w odniesieniu do szerokości pola widzenia wymaganego dla małego samochodu (ostrzejsze wymagania !)

26 PERYMETR srebrny medal, INNOWACJE, Gdańsk 2000

27

28 Sprawdzono czy gradientowe
przyciemnienie szkieł skutecznie ogranicza oślepianie przy jeździe nocą oraz czy boczne oświetlenie może zakłócać pracę urządzenia:

29

30 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

31 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.

32

33

34 Przeprowadzono obliczenia
różnych wariantów soczewki walcowej asferycznej i wpływu jej kształtu na konieczność stosowania w produkcji liczby wariantów rozmiarowych urządzenia:

35

36

37 n=1,5 sf=2,0 LED:0,3mm Xf;35,40,45,50,55 mm

38

39

40

41

42

43

44

45 W prototypie postanowiono
sprawdzić zastosowanie typowej diody wąskokątnej - której zasto- sowanie jest alternatywne:

46 Badanie diody wąskokątnej 3 mW/Sr
Badanie widma Badanie przestrzennych rozkładów gęstości mocy

47 Badanie widma w funkcji prądu zasilania
Przesunięcie w kierunku fal dłuższych przy wzroście prądu 10 mA 5 mA

48 Badanie przestrzennych rozkładów gęstości mocy P
d – odległość od soczewki diody P – gęstość mocy świetlnej  - średnica wiązki świetlnej

49 P = f(x), y = 0, z = d

50

51 P = f(z), x = 0, y = 0, P – jedn. względne

52 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  < 0.25

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65 Kooperacją zainteresowane są obecnie firmy:
"GALWES" - Wiesław Galewicz, Wesoła, ul. Przechodnia 1 (zespoły elektroniczne), "OPTIMEX" - Jerzy Hejnik , Józefów, ul. Lelewela 27 (oprawy okularowe)

66 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.