Międzywydziałowy zespół badawczo-wdrożeniowy INWENTYKA

2. Międzywydziałowy zespółbadawczo-wdrożeniowyINWENTYKA

3. Udzielony patent europejski, • decyzja EPO 12.10.2006. Obowiązuje od 18.04.2007. • 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 04460032.8-2215 (WP/2/20030)w publikacji EP 1 501 051 A1

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

7. Irena Gronowska Antoni Latuszek Przemysław Wacławik Jan Orzechowski - Włodzimierz Łukasik Jerzy Lasocki Marcin Trzciński Piotr Orzechowski Wykonawcy projektu Wydział Fizyki Wydział Mechatroniki 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

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 uzyskaneparametry 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 !)

17. Dla oceny niezawodności algorytmu pracy urządzenia przeprowadzono symulację cyfrową wpływu zakłóceń wynikających z niestabilności położenia urządzenia względem gałki ocznej użytkownika

19. ... i sprawdzono wyniki analizycyfrowej przy pomocy modelu funkcjonalnego...

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

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

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

26. PERYMETRsrebrny medal, INNOWACJE, Gdańsk 2000

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

30. Testowanie modelu przy dodatkowym oświetleniu

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.

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

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

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 20 mA 15 mA 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