ES2938894A1 - Metodo para medida de la intencion de paso en medios de control de acceso y programas de ordenador del mismo - Google Patents
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Abstract
Se propone un método y programas de ordenador para la medida de la intención de paso en medios de control de acceso. El método comprende recibir imágenes de una primera zona; calcular la intención de paso de acceso de un sujeto a una segunda zona; identificar una primera subzona de movimiento y una segunda subzona de espera en la primera zona; calcular la trayectoria orientada seguida por el sujeto en las dos subzonas identificadas mediante el cálculo de una posición y de unos ángulos de la cabeza del sujeto en relación con unas coordenadas espaciales de la primera zona; calcula la velocidad y la intensidad de foco de atención del sujeto hacia el medio de control de acceso en la subzona de movimiento, y la intensidad de foco de atención del sujeto hacia la zona de interés en la subzona de espera.
Description
DESCRIPCIÓN
MÉTODO PARA MEDIDA DE LA INTENCIÓN DE PASO EN MEDIOS DE CONTROL DE
ACCESO Y PROGRAMAS DE ORDENADOR DEL MISMO
Campo de la técnica
La presente invención concierne a un método, y programas informáticos, para la medida de la intención de paso en medios de control de acceso, tal y como un semáforo, un ascensor, un paso de peatones, una escalera mecánica, una puerta automática, un torno, y en general cualquier sistema/mecanismo que permita interrumpir el paso de personas/objetos.
Antecedentes de la invención
La optimización del tiempo de espera o de transporte de las personas y también de los vehículos se está convirtiendo en un elemento crucial en las ciudades modernas.
Los sistemas actuales de control de acceso interrumpen el acceso de los sujetos a vías o edificios, o el tráfico, sin tener en cuenta la necesidad real de cada acceso/vía. Básicamente, los sistemas actuales de control de acceso están basados en sistemas temporizados o sistemas que llevan incorporado un pulsador.
Por tanto, se requieren nuevos métodos de medida de intención de paso en medios de control de acceso. De este modo, la intención medida puede utilizarse para determinar la apertura (o cierre) del medio de control de acceso, mejorando así la eficiencia del mismo.
Exposición de la invención
A tal fin, ejemplos de realización de la presente invención aportan, de acuerdo a un primer aspecto, un método para la medida de la intención de paso en medios de control de acceso (por ejemplo, un paso de peatones, un semáforo, una puerta automática, unas escaleras mecánicas, etc.).
El método propuesto comprende recibir, por una unidad de procesamiento, una secuencia de imágenes obtenidas durante un determinado intervalo de tiempo por al menos una cámara 3D dispuesta en posición cenital y orientada hacía una primera zona (o zona de paso y de espera), en donde la secuencia de imágenes incluye uno o más sujetos y en donde la zona de paso y de espera incluye un medio de control de acceso; y calcular, por la unidad de
procesamiento, la intención de paso de acceso a una segunda zona (o zona de interés), de uno o más de dichos sujetos.
Particularmente, la intención de paso de acceso a la zona de interés se realiza mediante la ejecución de un algoritmo que identifica, usando la secuencia de imágenes, al menos dos subzonas dentro de la citada zona de paso y de espera, en donde dichas dos subzonas, que son al menos dos, comprenden una primera subzona de movimiento y una segunda subzona de espera; calcula una trayectoria orientada seguida por el/los sujeto(s) en las dos subzonas identificadas mediante el cálculo de una posición y de unos ángulos de la cabeza del/de los sujeto(s) en relación con unas coordenadas espaciales de la zona de paso y de espera; y calcula una velocidad y una intensidad de foco de atención del/de los sujeto(s) hacia el medio de control de acceso en la subzona de movimiento, y una intensidad de foco de atención del/de los sujeto(s) hacia la zona de interés en la subzona de espera.
Además, para cada uno de unos puntos de la trayectoria orientada previamente calculada, el algoritmo calcula un modelo de visión del ojo del/de los sujeto(s) con base en la determinación de una superficie ocupada por el medio de control de acceso mirado en la retina y durante el tiempo de observación, y en el cálculo de una distancia del/de los sujeto(s) al medio de control de acceso; calcula un parámetro relativo a una densidad de foco de atención del/de los sujeto(s) en el medio de control de acceso tomando en consideración el modelo de la visión del ojo calculado; transforma el parámetro relativo a la densidad de foco de atención a un sistema de referencia de la zona de interés, proporcionando un parámetro relativo a la densidad de foco de atención transformado; y calcula un parámetro relativo a un foco de atención visual de la trayectoria, sumando cada uno de los parámetros relativos a la densidad de foco de atención transformados.
Los ángulos de la cabeza comprenden un ángulo de inclinación, un ángulo de giro horizontal y un ángulo de alabeo.
En un ejemplo de realización, la superficie ocupada por el medio de control de acceso en la retina se determina con base en el cálculo de un ángulo sólido relativo al medio de control de acceso mirado.
En un ejemplo de realización, el parámetro relativo a la densidad de foco de atención es proporcional al ángulo sólido e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.
En un ejemplo de realización, el parámetro relativo a la densidad de foco de atención se calcula, además, tomando en consideración una función coseno de un ángulo normal a la superficie donde reside el medio de control de acceso.
Otras realizaciones de la invención que se desvelan en el presente documento incluyen también productos de programas de ordenador, o informáticos, para realizar las etapas y operaciones del método propuesto en el primer aspecto de la invención. Más particularmente, un producto de programa de ordenador es una realización que tiene un medio legible por ordenador que incluye instrucciones de programa informático codificadas en el mismo que cuando se ejecutan en al menos un procesador de un sistema informático producen al procesador realizar las operaciones indicadas en el presente documento como realizaciones de la invención.
Breve descripción de los dibujos
Las anteriores y otras características y ventajas se comprenderán más plenamente a partir de la siguiente descripción detallada de unos ejemplos de realización, meramente ilustrativa y no limitativa, con referencia a los dibujos que la acompañan, en los que:
La Fig. 1 muestra, esquemáticamente, una zona de paso/acceso para implementación de la presente invención, según un ejemplo de realización.
La Fig. 2 es un diagrama de flujo que ilustra un método para medir la intención de paso en medios de control de acceso, según un ejemplo de realización de la presente invención.
Descripción detallada de la invención y de unos ejemplos de realización
La presente invención proporciona un método, y programas informáticos, para medir la intención de paso en medios de control de acceso. La invención utiliza por una parte la detección de los sujetos/transeúntes junto con su foco de atención y su trayectoria para determinar la intención que tienen para cruzar la calle, acceder a un recinto o a un edificio, etc.
En la Fig. 1 se ilustra un ejemplo de una zona de paso y de espera 100 controlada por un medio de control (o controlador) de acceso 103. Particularmente, la zona de paso y de espera 100 se divide en una subzona de movimiento 101 y una subzona de espera 102. Asimismo, en la figura se ilustra la zona objetivo, o de interés, 110, localizada después del medio de control de acceso 103. Indicar que, aunque no se ilustra en la figura, por simplicidad de la
misma, hay una o más cámaras 3D orientada(s) en posición cenital y orientada(s) hacia la zona de paso y de espera 100.
En el presente documento, la intención se define como el objetivo que se persigue con una determinada acción o comportamiento. En particular, la presente invención mide la acción o comportamiento mediante el análisis de movimiento del sujeto y mide lo que el sujeto piensa o se propone a través de la medición de la intensidad del foco de atención.
La intención de un sujeto se mide a partir de la magnitud de la intensidad del foco de atención (DFOA) que dicho sujeto tiene en el objetivo matizada por el movimiento que dicho sujeto realiza hacia el objetivo. La intención de un colectivo será la suma de las intenciones de cada individuo.
donde la intención se calcula como la suma de una función f, para cada punto de la trayectoria del sujeto t, teniendo en cuenta la fijación en el objetivo DFOA, la velocidad al objetivo y la posición respecto al objetivo. Esta función es variable y depende de cada caso particular.
En algunos ejemplos de realización, la velocidad se determina a partir del centroide de la cabeza del sujeto. El cálculo se realiza a partir de la diferencia entre la posición (x,y) en t y la posición (x, y) en t-1, siendo t el índice de las muestras de imagen obtenidas, que determinarán la base de tiempo. La componente de velocidad es el producto escalar
((¿'/ — %t i ) ? (yt Vi i ) ) • D con p vector unitario de dirección desde la posición de la cabeza actual al objetivo. Por otro lado, la posición se determina como la posición del centroide de la cabeza de la persona.
La intención de un colectivo es la suma de las intenciones de cada miembro del colectivo c
Por otro lado, la intención acumulada será la magnitud/parámetro que se utilizará para determinar/establecer la apertura (o cierre) del medio de acceso 103 (puerta automática, escalera mecánica, semáforo, etc.). La intención acumulada usará una particularización de la expresión genérica introducida anteriormente:
Ic = £ c E t DFOA(Objetivo) x (CPos (T, Objetivo) + KV(O bje t ivo ) ) i
donde C y K son constantes de ajuste, V(Objetivo) es una función dependiente de la velocidad del cuerpo hacia el objetivo y Pos(T,Objetivo) es una función dependiente de la posición relativa entre el sujeto en cada punto de la trayectoria T y el objetivo.
En un ejemplo de realización, el DFOA en un punto determinado P se define de la siguiente manera:
donde:
K es una constante de normalización,
Fángulo, se calcula como:
d la distancia desde el ojo al punto P, y
9n es el ángulo con la normal a la superficie donde reside el punto P.
Se puede calcular la DFOA (P) en cualquier punto P perteneciente a una superficie o a un objeto. La función DFOA (P) valdrá cero en puntos de objetos ocultos para el sujeto y en los puntos que el sujeto no ha mirado durante el tiempo de análisis.
Con referencia ahora a la Fig. 2, en la misma se muestra un ejemplo de realización particular del método propuesto. Según este ejemplo de realización, un sistema (o dispositivo) de computación, que incluye una memoria y uno o más procesadores o unidades de procesamiento, recibe una secuencia de imágenes de la zona de paso y de espera 100. La secuencia de imágenes puede incluir uno o varios sujetos (se considerará uno por simplicidad de las explicaciones).
Seguidamente, el dispositivo de computación calcula la intención de paso de acceso del sujeto a la zona de interés 110. Para ello, el dispositivo de computación implementa un algoritmo que, en primer lugar, identifica, en todas o algunas de las imágenes de la secuencia de imágenes, la subzona de movimiento 101 y la subzona de espera 102. Luego, el algoritmo calcula la trayectoria orientada seguida por el sujeto en las dos subzonas identificadas 101, 102. Particularmente, lo anterior se realiza calculando la posición y los ángulos de la cabeza
(inclinación, giro horizontal y alabeo) del sujeto en relación con unas coordenadas espaciales de la zona de paso y de espera 100. Una vez calculada la trayectoria orientada, el algoritmo calcula, para la subzona de movimiento, la velocidad y el DFOA del sujeto hacia el medio de control de acceso 103, y para la subzona de espera 102, el DFOA hacia la zona de interés 110.
Finalmente, para cada uno de unos puntos de la trayectoria orientada calculada:
i. se calcula un modelo de visión del ojo del sujeto mediante la determinación de la superficie ocupada por el medio de control de acceso 103 mirado en la retina y durante el tiempo de observación, y en el cálculo de la distancia del sujeto al medio de control de acceso 103;
ii. se calcula un parámetro relativo al DFOA en el medio de control de acceso 103 tomando en consideración el modelo de la visión del ojo previamente calculado; iii. se transforma el parámetro relativo al DFOA a un sistema de referencia de la zona de interés 110, proporcionando un parámetro relativo al DFOA transformado; y iv. se calcula un parámetro relativo a un foco de atención visual de la trayectoria, sumando cada uno de los parámetros relativos al DFOA transformados.
La invención propuesta puede implementarse en hardware, software, firmware o cualquier combinación de los mismos. Si se implementa en software, las funciones pueden almacenarse en o codificarse como una o más instrucciones o código en un medio legible por ordenador.
El medio legible por ordenador incluye medio de almacenamiento informático. El medio de almacenamiento puede ser cualquier medio disponible que pueda accederse mediante un ordenador. A modo de ejemplo, y no de limitación, tal medio legible por ordenador puede comprender RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM u otro almacenamiento de disco óptico, almacenamiento de disco magnético o de estado sólido, u otros dispositivos de almacenamiento magnético, o cualquier otro medio que pueda usarse para llevar o almacenar código de programa deseado en la forma de instrucciones o estructuras de datos y que pueda accederse mediante un ordenador. Disco (disk) y disco (disc), como se usan en el presente documento, incluyen discos compactos (CD), láser disc, disco óptico, disco versátil digital (DVD), disco flexible y disco de Blu-ray donde los discos (disks) reproducen normalmente datos de forma magnética, mientras que los discos (discs) reproducen datos de forma óptica con láseres. Deberían incluirse también combinaciones de los anteriores dentro del alcance de medio legible por ordenador. Cualquier procesador y el medio de almacenamiento pueden residir en un ASIC. El ASIC puede residir en un terminal de usuario. Como alternativa, el
procesador y el medio de almacenamiento pueden residir como componentes discretos en un terminal de usuario.
Como se usa en el presente documento, los productos de programa de ordenador que comprenden medios legibles por ordenador incluyen todas las formas de medio legible por ordenador excepto, hasta el punto que ese medio se considere que no son señales de propagación transitorias no establecidas.
El alcance de la presente invención está definido en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (7)
1. Método para medida de la intención de paso en medios de control de acceso, el método comprende:
recibir, por una unidad de procesamiento, una secuencia de imágenes obtenidas durante un determinado intervalo de tiempo por al menos una cámara 3D dispuesta en posición cenital y orientada hacía una primera zona, de paso y de espera (100), en donde la secuencia de imágenes incluye al menos un primer sujeto y en donde la zona de paso y de espera (100) comprende un medio de control de acceso (103); y
calcular, por la unidad de procesamiento, una intención de paso de acceso del primer sujeto, que es al menos uno, a una segunda zona, de interés (110), mediante la implementación de un algoritmo que realiza las siguientes etapas:
- identifica, en la secuencia de imágenes, al menos dos subzonas dentro de la citada zona de paso y de espera (100), en donde dichas dos subzonas, que son al menos dos, comprenden una primera subzona de movimiento (101) y una segunda subzona de espera (102);
- calcula una trayectoria orientada seguida por el primer sujeto en las dos subzonas identificadas (101, 102) mediante el cálculo de una posición y de unos ángulos de la cabeza del primer sujeto en relación con unas coordenadas espaciales de la zona de paso y de espera (100);
- calcula una velocidad y una intensidad de foco de atención del primer sujeto hacia el medio de control de acceso (103) en la subzona de movimiento (101), y una intensidad de foco de atención del primer sujeto hacia la zona de interés (110) en la subzona de espera (102); y
- para cada uno de unos puntos de la trayectoria orientada calculada:
- calcula un modelo de visión del ojo del primer sujeto con base en la determinación de una superficie ocupada por el medio de control de acceso (103) mirado en la retina y durante el tiempo de observación, y en el cálculo de una distancia del primer sujeto al medio de control de acceso (103);
- calcula un parámetro relativo a una densidad de foco de atención del primer sujeto en el medio de control de acceso (103) tomando en consideración el modelo de la visión del ojo calculado;
- transforma el parámetro relativo a la densidad de foco de atención a un sistema de referencia de la zona de interés (110), proporcionando un parámetro relativo a la densidad de foco de atención transformado; y
- calcula un parámetro relativo a un foco de atención visual de la trayectoria, sumando cada uno de los parámetros relativos a la densidad de foco de atención transformados.
2. Método según la reivindicación 1, en donde la superficie ocupada por el medio de control de acceso (103) en la retina se determina con base en el cálculo de un ángulo sólido relativo al medio de control de acceso (103) mirado.
3. Método según la reivindicación 2, en donde el parámetro relativo a la densidad de foco de atención es proporcional al ángulo sólido e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.
4. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el parámetro relativo a la densidad de foco de atención se calcula, además, tomando en consideración una función coseno de un ángulo normal a la superficie donde reside el medio de control de acceso (103).
5. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde los ángulos de la cabeza comprenden un ángulo de inclinación, un ángulo de giro horizontal y un ángulo de alabeo de la cabeza.
6. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el medio de control de acceso (103) incluye un semáforo, un ascensor, un paso de peatones, una escalera mecánica, una puerta automática o un torno.
7. Producto de programa de ordenador que incluye instrucciones de código que cuando se ejecutan por un sistema de computación implementan un método para medida de intención en medios de control de acceso y paso de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.
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