ES2294775T3 - Procedimiento y sistema de deteccion de la presencia de un objeto molesto y modulo de activacion para este sistema. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento de detección de la presencia de un objeto molesto en un tramo de carretera, comprendiendo este procedimiento: a) una etapa de tratamiento de imágenes para detectar automáticamente la presencia del objeto molesto a partir de imágenes de dicho tramo, caracterizado porque el procedimiento comprende: b) una etapa (66) de recuento de los vehículos presentes simultáneamente en el tramo de carretera a partir de datos proporcionados por unos detectores de vehículos primero y segundo situados, respectivamente, en una entrada y en una salida de este tramo, y c) una etapa (74) de control de la activación de la etapa de tratamiento de imágenes, disparada automáticamente en función del recuento de la etapa b).
Description
Procedimiento y sistema de detección de la
presencia de un objeto molesto y módulo de activación para este
sistema.
\global\parskip0.950000\baselineskip
La presente invención se refiere a un
procedimiento y a un sistema de detección de la presencia de un
objeto molesto, y a un módulo de activación para este sistema.
El documento
EP-A-1 414 000 describe un
procedimiento de detección de atascos en un tramo de carretera.
Existen procedimientos de detección de presencia
de un objeto molesto en un tramo de carretera que comprenden una
etapa (a) de tratamiento de imágenes para detectar la presencia del
objeto molesto a partir de imágenes de dicho tramo.
La etapa de tratamiento de imágenes se realiza
de manera continua para poder detectar rápidamente la presencia de
este posible objeto molesto.
El objeto molesto puede ser un vehículo detenido
o un vehículo accidentado o incluso cualquier otro objeto presente
en la calzada del tramo de carretera.
El tratamiento de imágenes necesita una potencia
de cálculo importante y consume mucha energía. Este consumo
importante de energía es particularmente problemático cuando la
etapa de tratamiento de imágenes se realiza mediante una baliza de
tráfico rodado autónoma colocada en el borde del tramo de
carretera.
La invención pretende remediar este
inconveniente proponiendo un procedimiento que permite detectar la
presencia de un objeto molesto pero que consume menos energía o que
necesita una potencia de cálculo más reducida.
La invención tiene por tanto como objeto un
procedimiento de detección según la reivindicación 1.
La presencia de un objeto molesto en un tramo de
carretera se traduce en una variación del tráfico rodado y,
normalmente por un aumento del número de vehículos automóviles
simultáneamente presentes en ese tramo. En el procedimiento
anterior, el tratamiento de imágenes ya no está activado
permanentemente, sino únicamente cuando parece necesario,
determinándose el instante en el que el tratamiento de imágenes
parece necesario a partir del recuento de los vehículos
simultáneamente presentes en el tramo. Así, gracias al procedimiento
anterior, se limita el consumo de energía debido al tratamiento de
imágenes.
Los modos de realización de este procedimiento
de detección pueden comprender una o varias de las características
de las reivindicaciones dependientes.
Estos modos de realización del procedimiento de
detección presentan además las ventajas siguientes:
- -
- la activación automática de la etapa de captación de imágenes en función del número de vehículos automóviles simultáneamente presentes en el tramo de carretera permite también limitar el consumo de energía y disminuir la cantidad de información transmitida entre un módulo de captación de imágenes y un módulo de tratamiento de imágenes;
- -
- la activación del tratamiento de imágenes en respuesta al aumento del número de vehículos contabilizados permite detectar rápidamente un objeto molesto sin que el tratamiento de imágenes esté activo permanentemente;
- -
- la fijación del resultado y/o del umbral de activación predeterminado en función del número medio de vehículos automóviles simultáneamente presentes en el tramo de carretera aumenta la robustez del procedimiento de detección frente a variaciones de la intensidad del tráfico rodado;
- -
- la activación automática de la etapa de tratamiento de imágenes, cuando al menos uno de los detectores de vehículos está inoperativo permite detectar un objeto molesto aunque uno de los detectores no pueda utilizarse; y
- -
- la combinación de los resultados obtenidos a partir del tratamiento de imágenes y del recuento de los vehículos permite estimar de forma más fiable la probabilidad de que un objeto molesto esté presente en el tramo.
La invención tiene también como objeto un
sistema de detección según la reivindicación 8.
Los modos de realización de este sistema de
detección pueden comprender una o varias de las características de
las reivindicaciones dependientes.
La invención tiene también como objeto una
unidad de activación apta para ponerse en práctica en el
procedimiento o el sistema de detección anterior.
\global\parskip1.000000\baselineskip
La invención se comprenderá mejor tras la
lectura de la descripción siguiente, dada únicamente a título de
ejemplo en referencia a los dibujos, en los que:
- la figura 1 es una ilustración esquemática de
un sistema de detección de un objeto molesto en un tramo de
carretera;
- la figura 2 es un organigrama de un
procedimiento de detección de un objeto molesto en un tramo de
carretera; y
- la figura 3 es otro modo de realización del
sistema de la figura 1.
La figura 1 representa un sistema 2 de detección
de la presencia de un objeto molesto en una carretera 4.
Para simplificar la figura 1, sólo se ilustran
dos tramos 6 y 8 sucesivos de la carretera 4. La descripción que
sigue del sistema 2 se hará únicamente respecto a estos dos tramos.
En el presente documento, los tramos 6 y 8 están divididos cada uno
en dos partes respectivamente 6' y 6'', y 8' y 8''.
El sistema 2 comprende una baliza de tráfico
rodado colocada a la entrada y a la salida de cada tramo de
carretera. En el presente documento, el sistema 2 comprende una
baliza 10 a la entrada del tramo 6, una baliza 11 común a la salida
del tramo 6 y a la entrada del tramo 8 y una baliza 12 a la salida
del tramo 8. Las balizas 10 a 12 son, por ejemplo, todas idénticas
y sólo la baliza 12 se describirá en detalle en el presente
documento.
La baliza 12 comprende un mástil 14 vertical en
el extremo superior del cual están fijados dos aparatos 16 y 18 de
toma de imágenes. El aparato 16 está dirigido hacia el tramo 8 para
tomar imágenes de la parte 8'' del tramo 8 mientras que el aparato
18 está dirigido hacia el tramo siguiente de la carretera 4.
La baliza 12 comprende también un detector 20 de
vehículos apto para detectar el paso de un vehículo próximo en la
carretera 4 para contar el número de vehículos que salen del tramo
8. Este detector se realiza, por ejemplo, con la ayuda de una
matriz de sensores acústicos 22. En la figura 1, sólo se representan
tres sensores 22 acústicos por cada detector.
Los aparatos 16 y 18 así como los diferentes
sensores 22 acústicos están conectados con un circuito 24 local de
tratamiento de datos. Por ejemplo, el circuito 24 está alojado en un
armario eléctrico dispuesto a los pies del mástil 14.
El circuito 24 comprende:
- -
- un módulo 26 de captación de las imágenes tomadas por los aparatos 16 y 18,
- -
- un módulo 28 de recuento adecuado para contar los vehículos detectados por el detector 20 durante un intervalo de tiempo \deltaT dado,
- -
- un módulo 30 convencional de tratamiento de las imágenes captadas por el módulo 26, adecuado para detectar automáticamente la presencia de un objeto molesto en el tramo 8 a partir del análisis de estas imágenes,
- -
- un módulo 32 de establecimiento de ruido ambiental a partir de las mediciones realizadas por los sensores 22, cuando ningún vehículo está presente en el tramo 8,
- -
- un módulo 34 de activación del módulo 30 de tratamiento en función del recuento establecido por el módulo 28 o de la información sobre el ruido ambiental establecida por el módulo 32.
El circuito 24 comprende también una memoria 36
en la que se graba un intervalo 38 predeterminado de funcionamiento
para los sensores 22 acústicos. El intervalo 38 define concretamente
un umbral máximo de potencia de ruido ambiental más allá del cual
el detector 20 no puede utilizarse para detectar el paso de un
vehículo.
El circuito 24 comprende también un módulo 40 de
radio adecuado para intercambiar informaciones mediante un enlace
de radio con las balizas de tráfico rodado colocadas aguas arriba y
aguas abajo a lo largo de la carretera 4. En el presente documento
sólo se representan los enlaces 41 y 42 de radio entre,
respectivamente, las balizas 10 y 11, y 11 y 12.
En el caso particular de la baliza 12, el módulo
40 de radio también es apto para establecer un enlace 44 de radio
con una red 46 de transmisión de información, para poder comunicarse
con una plataforma 48 de supervisión del tráfico rodado en la
carretera 4.
La red 46 es, por ejemplo, una red
telefónica.
La plataforma 48 es un servidor informático o un
conjunto de servidores informáticos aptos para gestionar el tráfico
en una red de carreteras que comprende concretamente la carretera
4.
En la figura 1, los detectores de vehículos de
las balizas 10 y 11 llevan respectivamente las referencias 50 y
52.
El funcionamiento del sistema 2 va a describirse
ahora respecto al procedimiento de la figura 2 en el caso
particular de las balizas 11 y 12 y del tramo 8.
Durante el funcionamiento del sistema 2, los
detectores de vehículos funcionan de manera permanente, durante una
etapa 60, para detectar el paso de un vehículo cerca de una de las
balizas 10 a 12. Normalmente, el paso de un vehículo cerca de uno
de los detectores se detecta midiendo con la ayuda de los sensores
22 la potencia de la onda sonora generada por este vehículo. Por
ejemplo, la potencia de la onda sonora medida se compara con un
umbral y si se sobrepasa este umbral entonces se detecta un
vehículo. Además, a partir del sentido de desplazamiento de la onda
sonora, cada detector determina el sentido de desplazamiento del
vehículo detectado para distinguir los vehículos entrantes o los
vehículos salientes del tramo, si la carretera 4 es de doble
sentido.
Durante un intervalo de tiempo \deltaT
predeterminado, el módulo 28 de cada baliza cuenta, durante una
etapa 62, el número de vehículos que pasan durante este intervalo
\deltaT cerca de esta baliza a partir de los datos proporcionados
por el detector 20.
Al final del intervalo de tiempo \deltaT, el
número de vehículos entrantes en el tramo 8 contados por la baliza
11 se transmite, durante una etapa 64, a la baliza 12 mediante el
enlace 42 de radio.
El módulo 28 de la baliza 12 cuenta entonces,
durante una etapa 66, los vehículos presentes simultáneamente en el
tramo 8. Con este fin, la baliza 12 utiliza, por ejemplo, la
relación siguiente:
(1)S(t)=S(t-1)
+ N_{11}(t) -
N_{12}(t)
en la
que:
- S(t) es el número de vehículos
simultáneamente presentes en el tramo 8 durante el intervalo de
tiempo \deltaT actual,
- S(t-1) representa el
número de vehículos simultáneamente presentes en el tramo 8 durante
el intervalo de tiempo \deltaT anterior,
- N_{11}(t) es el número de vehículos
entrantes en el tramo 8 contados por la baliza 11 durante el
intervalo de tiempo \deltaT actual, y
- N_{12}(t) es el número de vehículos
salientes del tramo 8 contados por la baliza 12 durante el intervalo
de tiempo \deltaT actual.
A continuación, la baliza 12 calcula, durante
una etapa 68, un umbral de incidente S_{i} en función de una
media S_{m} del número de vehículos presentes simultáneamente en
el tramo 8 calculada en varios intervalos de tiempo \deltaT
anteriores. Por ejemplo, el umbral S_{i} es igual a al menos dos
veces la media S_{m} y como mínimo igual a 1.
A continuación, durante una etapa 70, la baliza
12 calcula un resultado representativo del aumento del número de
vehículos en el tramo 8. Este resultado es en el presente documento
una probabilidad P_{i} de que un objeto molesto esté presente
efectivamente en el tramo 8. La probabilidad P_{i} se establece en
función de los datos proporcionados por los detectores 20 y 52 y de
manera más precisa en función del número de vehículos contados
durante la etapa 66. Por ejemplo, esta probabilidad P_{i} se
calcula con la ayuda de la relación siguiente:
- Si S(t) < S_{m} entonces P_{i}=0
- (2)
- \quad
- Si S_{i}>S(t) \geq S_{m} entonces P_{i}=(S(t)-S_{m})/(S_{i}-S_{m})
- \quad
- Si S(t) \geq S_{i} entonces P_{i}=1
Durante una etapa 72, esta probabilidad P_{i}
se compara con un umbral S_{a} de activación del tratamiento de
imágenes. Por ejemplo, S_{a} es igual a 0,5. Si la probabilidad
P_{i} es inferior al umbral S_{a}, entonces el procedimiento
regresa a la etapa 60 y el módulo 30 de tratamiento de imágenes no
se activa o se desactiva.
En el caso contrario, el módulo 34 controla la
activación, durante una etapa 74, del aparato 16 y los módulos 26 y
30 de la baliza 12.
En paralelo, durante una etapa 76, la unidad 34
de activación controla también la activación de los módulos 26 y 30
de la baliza así como del aparato de toma de imágenes de la baliza
11 dirigido hacia la parte 8' del tramo 8.
Durante una etapa 78, los aparatos de toma de
imágenes activados toman imágenes a intervalos regulares del tramo
8. Estas imágenes se captan mediante los módulos 26 de captación de
imágenes y se transmiten a los módulos 30 de tratamiento
respectivos de las balizas 11 y 12. Durante una etapa 80, los
módulos 30 de tratamiento de las balizas 11 y 12 determinan a
partir del análisis de las imágenes captadas, una probabilidad
P_{v} de que un objeto molesto esté presente en el tramo 8.
Una vez determinada esta probabilidad P_{v},
la baliza 11 transmite, durante una etapa 82, la probabilidad
P_{v} que ha determinado a la baliza 12 mediante el enlace 42 de
radio.
Durante una etapa 84, la baliza 12 combina las
probabilidades P_{v} determinadas por las balizas 11 y 12 y la
probabilidad P_{i} establecida por la baliza 12, para establecer
un estimador E_{i} de incidentes. Por ejemplo, el estimador
E_{i} se calcula con la ayuda de la relación siguiente:
(3)E_{i}=P_{v11}+P_{v12}+P_{i}
en la
que:
- P_{v11} es la probabilidad P_{v} de
presencia de un objeto molesto determinada por la baliza 11,
- P_{v12} es la probabilidad P_{v} de
presencia de un objeto molesto determinada por la baliza 12, y
- P_{i} es la probabilidad de incidente
establecida por la baliza 12 a partir de los datos proporcionados
por los detectores 20 y 52.
El estimador E_{i} se compara, durante una
etapa 86, con un umbral predeterminado S_{b} de alarma. Si el
estimador E_{i} es inferior al umbral S_{b}, entonces el
procedimiento regresa a la etapa 62.
En el caso contrario, es decir si existe una
probabilidad grande de que un objeto molesto esté presente en el
tramo 8, entonces la baliza 12 transmite, durante una etapa 90, una
alarma en la plataforma 48 mediante el enlace 44 y de la red 46 y a
continuación regresa a la etapa 62.
La plataforma 48 recibe esta alarma y actúa en
consecuencia durante una etapa 92. Por ejemplo, la plataforma 48
controla automáticamente la visualización en un panel de
señalización luminoso de un mensaje que indica que un objeto
molesto se encuentra en el tramo 8.
En paralelo a las etapas 60 a 90, los sensores
22 de la baliza 12 se utilizan también, durante una etapa 100, para
medir la potencia de ruido ambiental cuando ningún vehículo está
presente cerca de la baliza. La potencia así medida se compara
entonces, durante una etapa 102, con el intervalo 38 de
funcionamiento. Si la potencia de ruido ambiental medida está
comprendida dentro del intervalo de funcionamiento, entonces el
procedimiento regresa a la etapa 100.
En el caso contrario, el sistema 2 pasa a un
modo de funcionamiento degradado. Por ejemplo, si el ruido ambiental
cerca de la baliza 12 es demasiado elevado, la unidad 34 controla
automáticamente y sistemáticamente la activación, durante una etapa
104, del aparato 16, del módulo 26 y del módulo 30 de la baliza 12
así como del aparato y de los módulos correspondientes en la baliza
11, para poder detectar rápidamente la presencia de un objeto
molesto en el tramo 8, mediante tratamiento de imágenes. Así, en
este modo de funcionamiento degradado, el tratamiento de imágenes
se utiliza para paliar el hecho de que el detector 20 no puede
utilizarse o está inoperativo.
Lo que se ha descrito anteriormente en el caso
particular del tramo 8 y de las balizas 11 y 12 se aplica a todos
los pares de balizas colocadas a la entrada y a la salida de un
tramo de carretera.
Así, en el sistema 2, dado que el tratamiento de
imágenes se activa únicamente cuando la probabilidad de que haya un
objeto molesto en un tramo es alta, esto limita el consumo de
energía de cada una de las balizas, lo que aumenta su autonomía.
La figura 3 representa un sistema 110 de
detección de un objeto molesto en el tramo de carretera 4. En la
figura 3, los elementos ya descritos en relación a la figura 1
llevan las mismas referencias numéricas. En este caso, sólo se
representan tres balizas 112, 113 y 114 colocadas respectivamente en
el emplazamiento de las balizas 10, 11 y 12 de la figura 1. Las
balizas 112 a 114 son idénticas y sólo se describirá la baliza 114
en detalle. La baliza 114 es idéntica a la baliza 12 con la
excepción de que carece del módulo 30 de tratamiento de
imágenes.
En el sistema 110, el tratamiento de imágenes se
efectúa en la plataforma 48. Con este fin, la plataforma 48
comprende un módulo 118 de tratamiento de imágenes común al conjunto
de balizas de tráfico rodado del sistema 110. El módulo 118, al
igual que el módulo 30, es apto para establecer una probabilidad
P_{v} de que un objeto molesto esté presente en un tramo a partir
de imágenes captadas por los aparatos de toma de imágenes de las
balizas 112 a 114. La plataforma 48 es apta en este caso para
disparar una alarma si la probabilidad P_{v} combinada o no con
la probabilidad P_{i} supera un umbral predeterminado y para
actuar en consecuencia.
El funcionamiento del sistema 110 se deduce del
funcionamiento del sistema 2. La principal diferencia reside en el
hecho de que las imágenes captadas por el módulo 26 se transmiten
únicamente al módulo 118 cuando la probabilidad P_{i} establecida
por una baliza es superior al umbral S_{a}. Así, en este modo de
realización, la unidad 34 de activación permite limitar el ancho de
banda requerido para transmitir imágenes de una baliza a la
plataforma 48. La presencia del módulo 34 de activación permite
también limitar la potencia de cálculo necesaria para ejecutar el
tratamiento de imágenes, ya que es muy poco probable que el módulo
118 tenga que tratar en paralelo las imágenes captadas por el
conjunto de las balizas de tráfico de carretera del sistema 110.
Son posibles numerosos otros modos de
realización del sistema 2 y 110. Por ejemplo, los sensores acústicos
pueden remplazarse por radares de microondas, ultrasonidos,
sensores magnéticos u otros sensores aptos para detectar el paso de
un vehículo en un punto dado de una carretera.
Cada baliza puede comprender un único aparato de
toma de imágenes o, al contrario, más de dos aparatos de toma de
imágenes.
En el presente documento, el cálculo de la
probabilidad P_{i} se realiza de manera local mediante las
balizas. Como variante, este cálculo puede desviarse a la
plataforma 48, lo que requiere que los números S(t)
establecidos por cada una de las balizas se transmitan en tiempo
real a la plataforma 48.
Como variante, la captación de las imágenes se
activa permanentemente y sólo se activa el módulo de tratamiento
cuando es necesario mediante el módulo 34.
Preferiblemente, el módulo de recuento establece
a partir de los datos proporcionados por el detector 20 un número
medio de vehículos contabilizados acompañado de una desviación
estándar para esta media.
Como variante, el umbral de activación S_{a}
es en función de la media S_{m}.
Claims (10)
1. Un procedimiento de detección de la presencia
de un objeto molesto en un tramo de carretera, comprendiendo este
procedimiento:
a) una etapa de tratamiento de imágenes para
detectar automáticamente la presencia del objeto molesto a partir
de imágenes de dicho tramo,
caracterizado porque el procedimiento
comprende:
b) una etapa (66) de recuento de los vehículos
presentes simultáneamente en el tramo de carretera a partir de
datos proporcionados por unos detectores de vehículos primero y
segundo situados, respectivamente, en una entrada y en una salida
de este tramo, y
c) una etapa (74) de control de la activación de
la etapa de tratamiento de imágenes, disparada automáticamente en
función del recuento de la etapa b).
2. El procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque comprende:
- una etapa de captación de imágenes destinadas
a ser tratadas durante la etapa de tratamiento de imágenes, y
- una etapa (76) de control de la activación de
la etapa de captación de imágenes, disparada automáticamente en
función del recuento de la etapa b).
3. El procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
procedimiento comprende:
- una etapa (70) de cálculo de un resultado
representativo de un aumento del número de vehículos contados,
siendo este resultado en función del número de vehículos contados
durante la etapa b), y
- una etapa (72) de comparación del resultado
con un umbral de activación predeterminado para disparar
automáticamente al menos una de las etapas de control si se
traspasa este umbral.
4. El procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque comprende una etapa (68) de cálculo del
resultado y/o del umbral de activación predeterminado en función del
número medio de vehículos automóviles presentes simultáneamente en
este tramo en intervalos de tiempo anteriores.
5. El procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende
una etapa (104) de control de la activación de la etapa de
tratamiento de imágenes si uno de los detectores de vehículos
colocado a la entrada o a la salida del tramo se vuelve
inoperativo.
6. El procedimiento según la reivindicación 5
para detectores de vehículos que comprende cada uno al menos un
sensor acústico para detectar el paso de un vehículo automóvil a
partir de la onda sonora generada por este vehículo automóvil,
estando este o cada sensor destinado para trabajar dentro de un
intervalo predeterminado de potencias de ruido ambiental,
caracterizado porque el procedimiento comprende:
- una etapa (100) de medición del ruido
ambiental con la ayuda de estos sensores acústicos, y
- una etapa (102) de comparación del ruido
ambiental medido con el intervalo predeterminado de potencias de
ruido ambiental para determinar si el detector está inoperativo.
7. El procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
procedimiento comprende una etapa (90) de generación de una señal
de alarma que indica la presencia de un objeto molesto en el tramo
de carretera, y porque esta etapa de generación se dispara
automáticamente en función, a la vez, de los resultados obtenidos
durante la etapa de tratamiento de imágenes y durante la etapa de
recuento.
8. Un sistema de detección de la presencia de un
objeto molesto en un tramo de carretera, en el que el sistema
comprende:
- un módulo (30) de tratamiento de imágenes apto
para detectar automáticamente la presencia del objeto molesto a
partir de imágenes de dicho tramo,
caracterizado porque el sistema
comprende:
- -
- al menos unos detectores (20, 50, 52) primero y segundo de vehículos automóviles situados respectivamente en una entrada y en una salida de este tramo,
- -
- un módulo (28) de recuento de vehículos automóviles presentes simultáneamente en ese tramo a partir de los datos proporcionados por los detectores primero y segundo, y
- -
- un módulo (34) de activación del módulo de tratamiento adecuado para disparar automáticamente la activación del módulo de tratamiento en función del recuento establecido por el módulo de recuento.
9. El sistema según la reivindicación 8,
caracterizado porque el sistema comprende un módulo (26) de
captación de las imágenes destinadas a ser tratadas por el módulo
de tratamiento de imágenes, y porque el módulo (34) de activación
es apto también para disparar automáticamente la activación del
módulo de captación en función del recuento establecido por el
módulo de recuento.
10. El sistema según la reivindicación 8 ó 9,
caracterizado porque:
- los detectores de vehículos automóviles
comprenden cada uno al menos un sensor (22) acústico para detectar
el paso de un vehículo automóvil a partir de la onda sonora generada
por este vehículo, estando este o cada sensor destinado para
trabajar dentro de un intervalo predeterminado de potencias de ruido
ambiental,
- el sistema comprende un módulo (32) de
establecimiento de la potencia de ruido ambiental, y
- el módulo de activación es apto para activar
automáticamente el módulo de tratamiento de imágenes si la potencia
de ruido ambiental establecida es incompatible con el intervalo
predeterminado de potencias de ruido ambiental.
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