Reconocimiento de señales de tráfico: Liberando el poder de la visión por computadora

Por Fouad Sabry

¿Qué es el reconocimiento de señales de tráfico?

El reconocimiento de señales de tráfico (TSR) es una tecnología mediante la cual un vehículo puede reconocer las señales de tráfico colocadas en la carretera, p. "límite de velocidad" o "niños" o "girar hacia adelante". Esto es parte de las funciones denominadas colectivamente ADAS. La tecnología está siendo desarrollada por una variedad de proveedores de automóviles. Utiliza técnicas de procesamiento de imágenes para detectar las señales de tráfico. Los métodos de detección generalmente se pueden dividir en métodos basados ​​en el color, basados ​​en la forma y basados ​​en el aprendizaje.

Cómo se beneficiará

(I) Información y validaciones sobre los siguientes temas:

Capítulo 1: Reconocimiento de señales de tráfico

Capítulo 2: Señales de tráfico

Capítulo 3: Sistema de transporte inteligente

Capítulo 4: Control electrónico de estabilidad

Capítulo 5: Sistema avanzado de asistencia al conductor

Capítulo 6: Sistema de advertencia de cambio de carril

Capítulo 7: Control de crucero adaptativo

Capítulo 8: Asistencia de velocidad inteligente

Capítulo 9: Sistema de monitorización del conductor

Capítulo 10: Sistema para evitar colisiones

(II) Responder a la Principales preguntas del público sobre el reconocimiento de señales de tráfico.

(III) Ejemplos del mundo real sobre el uso del reconocimiento de señales de tráfico en muchos campos.

Para quién es este libro

Profesionales, estudiantes de pregrado y posgrado, entusiastas, aficionados y aquellos que quieran ir más allá del conocimiento o información básica para cualquier tipo de Reconocimiento de Señales de Tráfico.

 

 

• Idioma: Español
• Editorial: Mil Millones De Conocimientos [Spanish]
• Fecha de lanzamiento: 4 may 2024

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Capítulo 1: Reconocimiento de señales de tráfico

El reconocimiento de señales de tráfico (TSR, por sus siglas en inglés) es una tecnología que permite a un automóvil reconocer señales de tráfico, como límite de velocidad o niños o dar la vuelta. Este es uno de los aspectos denominados conjuntamente como ADAS. Varios proveedores de automóviles están desarrollando actualmente la tecnología. Detecta señales de tráfico mediante técnicas de procesamiento de imágenes. Los enfoques de detección se pueden clasificar en términos generales como basados en el color, basados en la forma o basados en el aprendizaje.

La Convención de Viena sobre Señales de Tránsito es un pacto de 1968 que ha facilitado la normalización internacional de las señales de tráfico. Alrededor de 52 países, incluidos 31 de Europa, han firmado este acuerdo. La norma clasifica las señales de tráfico en siete grupos, representados por las letras de la A a la H. Esta estandarización ha sido la fuerza impulsora detrás del desarrollo global de los sistemas de reconocimiento de señales de tráfico.

El reconocimiento de señales de tráfico debutó en 2008 en el Vauxhall Insignia 2009 en forma de reconocimiento de señales de límite de velocidad.

Además, las tecnologías de segunda generación pueden identificar las restricciones de adelantamiento. Fue lanzado en 2008 en el Opel Insignia. No puede reconocer las señales de límite de la ciudad, que están relacionadas con los límites de velocidad en la mayoría de los países europeos, porque son demasiado similares a las señales de dirección.

A partir de mayo de 2022, se prevé que estos sistemas sean obligatorios en todos los vehículos recién vendidos en la UE.

Numerosos automóviles, camiones y camiones contemporáneos están equipados con cámaras orientadas hacia adelante que pueden evaluar las señales de tráfico. Los límites de velocidad son uno de los casos de uso fundamentales para un sistema de reconocimiento de señales de tráfico. La mayoría de los datos de GPS obtendrían información sobre la velocidad, pero también se pueden utilizar señales de tráfico de límite de velocidad adicionales para extraer información y mostrarla en el tablero del vehículo para alertar al conductor de la señal de tráfico. Se trata de una función avanzada de asistencia al conductor que se encuentra en la mayoría de los vehículos de lujo, principalmente en los automóviles europeos.

Los vehículos autónomos y los coches autónomos están impulsando el desarrollo de sistemas de reconocimiento de señales de tráfico basados en redes neuronales convolucionales. En estas circunstancias, el sistema de detección debe reconocer una serie de señales de tráfico, además de las limitaciones de velocidad. Aquí radica la importancia de la Convención de Viena sobre Señales de Tráfico. Utilizando técnicas de Deep Learning, una red neuronal convolucional puede ser entrenada para interpretar estas señales de tráfico predeterminadas y aprender.

El procesamiento de imágenes y la visión artificial son utilizados por la red neuronal para entrenar la red con varios resultados. La red neuronal entrenada es capaz de detectar nuevas señales de tráfico en tiempo real. Las empresas de automóviles autónomos, como Waymo y Uber, generan y subcontratan conjuntos de datos de señales de tráfico a empresas de mapas y navegación, como Tom Tom. Este objetivo es altamente efectivo y realizable en tiempo real debido a la aplicación de técnicas de visión por computadora y redes neuronales de vanguardia.

Existen numerosos algoritmos para reconocer las señales de tráfico. Los más comunes son los que se basan en la forma del letrero. Las formas típicas de los letreros, como hexágonos, círculos y rectángulos, se utilizan para clasificar los distintos tipos de letreros. Otros algoritmos importantes de reconocimiento de caracteres incluyen características similares a las de Haar, código Freeman Chain, detección de AdaBoost y enfoques para redes neuronales de aprendizaje profundo. Las características similares a las de Haar se pueden utilizar para generar clasificadores en cascada que posteriormente se pueden utilizar para identificar los caracteres del letrero.

Es posible incorporar el aprendizaje profundo en la detección de señales de tráfico. La aproximación poligonal de curvas digitales utilizando el algoritmo de Ramer-Douglas-Peucker se puede utilizar para determinar la forma de los letreros, mientras que se han utilizado enfoques como Support Vector Machines y Byte-MCT con el clasificador AdaBoost para detectar señales de tráfico.

La información puede ser pertinente para la asistencia de velocidad inteligente.

Los automóviles Audi con tales sistemas se fabrican en ocasiones, BMW, Citroën, Ford, Honda, Infiniti, Jaguar, Jeep, Land Rover, Lexus, Mercedes, Nissan, Opel, Peugeot, Porsche, Renault, Toyota, las marcas Volkswagen y Volvo.

Por ejemplo:

Audi: A8 Audi

Los modelos de BMW incluyen el BMW Serie 7, el BMW Serie 5 Gran Turismo y el BMW Serie 5.

Mercedes-Benz Clase E y Mercedes-Benz Clase S

Opel Insignia y Opel Corsa

Saab 9-5

Volkswagen Phaeton

Lexus GS, Lexus LS y Lexus RX 2022+

{Fin del capítulo 1}

Capítulo 2: Señal de tráfico

Las señales de tráfico o señales de tráfico son señales construidas a lo largo o por encima de las carreteras para proporcionar a los conductores direcciones o información. Los primeros letreros eran simplemente de madera o piedra. Más tarde, se introdujeron signos con brazos directivos, como los postes de los dedos en el Reino Unido y sus equivalentes de madera en Sajonia.

Desde la década de 1930, a medida que los volúmenes de tráfico han aumentado, numerosas naciones han adoptado señales pictóricas o han simplificado y estandarizado sus señales para abordar los obstáculos lingüísticos y mejorar la seguridad vial. Estos signos gráficos sustituyen las palabras por símbolos (a menudo siluetas) y suelen basarse en normas internacionales. Estos signos se originaron en Europa y han sido adoptados en diversos grados por la mayoría de las naciones.

Las convenciones a nivel internacional, como la Convención de Viena sobre Señales de Tráfico, han contribuido a un grado de estandarización en los sistemas de señales de tráfico de muchas naciones. Los países también han seguido (hasta cierto punto) unilateralmente a otras naciones para minimizar la confusión.

Las señales de tráfico se pueden clasificar en varias categorías. En el anexo 1 de la Convención de Viena sobre Señalización y Señalización Vial de 1968, que contaba con 52 signatarios al 30 de junio de 2004, se definen ocho categorías de señales:

A. Dispositivos de señalización de peligro

Indicadores prioritarios

C. Señales prohibitivas o restringidas

Señalización obligatoria

E. Indicación reglamentaria específica

F. Información, instalaciones y servicios

G. Direccional, direccional o indicativo

Ventanas adicionales

Los letreros en los Estados Unidos, Canadá, Irlanda, Australia y Nueva Zelanda se clasifican en las siguientes categorías:

Señales reglamentarias

Señales de advertencia

Señales de guía

Rótulos con los nombres de las calles

Señales de señalización de ruta

Señales de autopista

Señales de autopistas

Carteles de bienvenida

Carteles informativos

Señalización de intereses recreativos y culturales

Señales para el manejo de emergencias (defensa civil)

Señales que indican el control temporal del tráfico (zona de construcción o de obra)

Letreros escolares

Señales para ferrocarriles y trenes ligeros

Señales para bicicletas

Las categorías, la ubicación y los criterios gráficos de las señales de tráfico y las marcas en el pavimento en los Estados Unidos están legalmente regulados en el Manual de Dispositivos Uniformes de Control de Tráfico de la Administración Federal de Carreteras.

La distinción entre señales direccionales anticipadas, señales direccionales de intercambio y señales de seguridad es algo informal entre las señales direccionales. A una distancia determinada del intercambio, las señales direccionales proporcionan información para cada dirección. Un puñado de países no proporcionan información sobre el camino a seguir (las llamadas señales de paso), simplemente instrucciones a la izquierda y a la derecha. Las señales de orientación anticipadas permiten a los automovilistas tomar medidas de seguridad para la salida (p. ej., cambiar de carril, verificar si esta es la salida correcta, reducir la velocidad). Los conductores se perderían las salidas sin ellos, por lo que a menudo solo se colocan en autopistas y autopistas. Si bien cada país tiene su propio método, la primera señal de aproximación para una salida interestatal generalmente se coloca al menos a 1 kilómetro (0,6 millas) del intercambio real. Por lo general, una o dos señales de dirección anticipada adicionales seguirán a