ES3062684A1 - Sistema de identificacion y localizacion de senalizaciones de trafico - Google Patents

Abstract

Sistema de identificación y localización de señalizaciones de tráfico, que comprende un módulo (1) embarcado en un vehículo y provisto de una unidad (4) de captura de imágenes, un dispositivo (5) de posicionamiento global por satélite y una unidad (6) de control, configurada para accionar la unidad (4) de captura de imágenes y el dispositivo (5) de posicionamiento global por satélite y almacenar los datos obtenidos. El sistema comprende, además: una unidad (2) de identificación de señalizaciones de tráfico, configurada para identificar señalizaciones de tráfico presentes en las imágenes captadas por la unidad (4) y una unidad (3) de cálculo de la posición de señalizaciones de tráfico; configurada para calcular la posición geográfica de cada señalización de tráfico identificada.

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0003] SISTEMA DE IDENTIFICACIÓN Y LOCALIZACIÓN DE SEÑALIZACIONES DE TRÁFICO

[0005] Campo técnico

[0007] La presente invención pertenece al sector de la conservación e inventario de señalizaciones de tráfico y es de utilidad en la señalización, por ejemplo y sin carácter limitativo, en aplicaciones de tráfico rodado por carretera, tráfico ferroviario y tráfico de peatones.

[0009] Más en particular, la invención tiene por objeto un sistema de identificación y localización de señalizaciones de tráfico, capaz de identificar dichas señalizaciones de trafico de forma automática, así como la ubicación en la que se encuentran dichas señalizaciones.

[0011] Antecedentes de la invención

[0013] El inventariado preciso y continuo de señalizaciones de tráfico es clave para el correcto mantenimiento de la carretera, trazado ferroviario o vía de peatones correspondiente, en la que están instaladas dichas señalizaciones. A su vez, un mantenimiento adecuado es fundamental para garantizar la seguridad de los usuarios.

[0015] Hasta la fecha, el inventariado de señalizaciones de tráfico se realizaba habitualmente de forma manual, por ejemplo, mediante la grabación de vídeos, que son visualizados a posteriori por un operario en su puesto de trabajo para encontrar marcas reconocibles en la cartografía que pueda utilizar para ubicar de forma aproximada las señalizaciones de tráfico en un sistema de información geográfica (en inglés, Geographic Information System, GIS).

[0017] No obstante, las tareas de inventario y localización de señalizaciones de tráfico son muy tediosas, por lo que recientemente se han desarrollado sistemas destinados a su automatización. Así, por ejemplo, en la solicitud de patente estadounidense US7466841 se divulgan métodos para detectar y reconocer al menos una señalización de tráfico. Aunque los métodos aquí divulgados suponen un avance con respecto a la identificación manual, no son capaces de identificar las posiciones en las que se encuentran las señalizaciones de forma automática, ni la integración automática de los datos, por lo que en el sector todavía existe margen de mejora.

[0018] Por otro lado, en la actualidad, se conocen modelos comerciales de cámaras estereoscópicas, que son capaces de proporcionar la distancia desde la misma hasta cada uno de los pixeles de los objetos detectados en la escena. Además, también está disponible comercialmente toda una familia de dispositivos de posicionamiento global por satélite, por ejemplo, los llamados sistemas globales de navegación por satélite (en inglés, Global Satellite Navigation System, GNSS).

[0020] Sumario de la invención

[0022] Con el fin de dar solución a los problemas e inconvenientes anteriormente mencionados, un primer objeto de la presente invención se refiere a un sistema de identificación y localización de señalizaciones de tráfico que comprende un módulo destinado a embarcarse en un vehículo, estando provisto dicho módulo de:

[0024] -una unidad de captura de imágenes, configurada para capturar imágenes de una vía provista de señalizaciones de tráfico por la que circula el vehículo;

[0025] - un dispositivo de posicionamiento global por satélite, configurado para obtener la posición geográfica del vehículo cuando la unidad captura de imágenes está en funcionamiento; y

[0026] - una unidad de control, configurada para accionar la unidad de captura de imágenes y el dispositivo de posicionamiento global por satélite y para almacenar los datos obtenidos por los mismos;

[0028] caracterizado porque además comprende:

[0030] - una unidad de identificación de señalizaciones de tráfico, configurada para identificar señalizaciones de tráfico presentes en las imágenes captadas por la unidad de captura de imágenes; y

[0031] - una unidad de cálculo de la posición de señalizaciones de tráfico; configurada para calcular la posición geográfica de cada señalización de tráfico identificada, a partir de los datos de la posición geográfica del vehículo obtenidos por el dispositivo de posicionamiento global por satélite.

[0033] Según lo ya anticipado, el sistema de la invención al contar con una unidad de identificación de señalizaciones de tráfico y una unidad de cálculo de la posición no solo es capaz de identificar de forma automática las señalizaciones de tráfico (a las que también se denominará indistintamente señales de tráfico), sino también el proceso de localización señalizaciones de tráfico.

[0035] Breve descripción de los dibujos

[0037] Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

[0039] La Figura 1 es una vista esquemática de un sistema de identificación y localización de señalizaciones de tráfico, de acuerdo con una posible una realización de la presente invención.

[0041] Descripción detallada de la invención

[0043] En la Figura 1 se muestra una posible realización de un sistema de identificación y localización de señalizaciones de tráfico semáforo según la presente invención.

[0045] Dicho sistema comprende un módulo 1 que está destinado a embarcarse en un vehículo y comprende los siguientes elementos: una unidad 4 de captura de imágenes, un dispositivo 5 de posicionamiento global por satélite y una unidad 6 de control.

[0047] La unidad 4 de captura de imágenes, está configurada para capturar imágenes de una vía por la que circula el vehículo y cuyas señalizaciones de tráfico se pretenden precisamente identificar y localizar geográficamente. Dicha vía puede ser, por ejemplo y sin carácter limitativo: una vía de tráfico rodado (por ejemplo, una carretera), una vía ferroviaria y una vía de paso de peatones.

[0049] Preferiblemente, como sucede en la realización mostrada por la Fig.1, la unidad 4 de captura de imágenes comprende una cámara estereoscópica. Se prefiere el uso de este tipo de cámaras porque son capaces de proporcionar la distancia desde dicha cámara hasta cada uno de los pixeles de los objetos que aparecen en las imágenes capturadas.

[0050] El dispositivo 5 de posicionamiento global por satélite está configurado para obtener la posición geográfica del vehículo, por ejemplo, la posición geográfica expresada como longitud y latitud, cuando la unidad 4 de captura de imágenes está en funcionamiento. El dispositivo 5 de posicionamiento global por satélite comprende preferiblemente un sistema global de navegación por satélite (en inglés, Global Satellite Navigation System, GNSS), por ejemplo y sin carácter limitativo un sistema de posicionamiento global (en inglés, Global Psitioning System, GPS).

[0052] La unidad 6 de control está configurada para accionar la unidad 4 de captura de imágenes y el dispositivo 5 de posicionamiento global por satélite y para almacenar los datos obtenidos por los mismos.

[0054] Más en particular, en esta realización de la invención, la unidad 6 de control está configurada para accionar la unidad 4 de captura de imágenes y el dispositivo 5 de posicionamiento global por satélite de forma sincronizada, lo que permite obtener así una base común de tiempos para la integración de la información proporcionada por cada uno de estos dos elementos.

[0056] Además, la cámara estereoscópica de la unidad 4 de captura de imágenes produce como salida dos secuencias de vídeo, una por cada lente, la distancia hasta cada uno de los pixeles de los objetos detectados en las imágenes capturadas y las aceleraciones registradas por un conjunto de sensores inerciales, embebidos dicha cámara. Por su parte, el dispositivo 5 de posicionamiento global por satélite produce información de la posición geográfica, expresada como longitud y latitud, en la que se encuentra el vehículo.

[0058] En esta realización de la invención, compatible con las restantes realizaciones de la misma, la unidad 6 de control comprende una unidad de 8 almacenamiento configurada para almacenar toda la información obtenida por la unidad 4 de captura de imágenes y el dispositivo 5 de posicionamiento global por satélite. En la realización mostrada en la Figura 1, la unidad de 8 almacenamiento es una tarjeta de memoria.

[0060] El sistema de identificación y localización de señalizaciones de tráfico según la presente invención comprende, además una unidad 2 de identificación de señalizaciones de tráfico, y una unidad 3 de cálculo de la posición de señalizaciones de tráfico.

[0061] La unidad 2 de identificación de señalizaciones de tráfico y la unidad 3 de cálculo de la posición de señalizaciones pueden ser, tanto unidades físicas (hardware), como unidades que comprenden una combinación de hardware e instrucciones lógicas (software).

[0063] Como su nombre sugiere, la unidad 2 de identificación de señalizaciones de tráfico, está configurada para identificar señalizaciones de tráfico presentes en las imágenes captadas por la unidad 4 de captura de imágenes. Para ello, en una realización de la invención, la unidad 2 de identificación de señalizaciones de tráfico comprende preferiblemente un primer microprocesador y una primera memoria acoplada al microprocesador. Además, dicha primera memoria contiene instrucciones almacenadas que, al ser ejecutadas por el primer microprocesador, provocan que dicho microprocesador identifique las señalizaciones de tráfico presentes en las imágenes captadas por la unidad 4 de captura de imágenes.

[0065] Más preferiblemente, el primer procesador de la unidad 2 de identificación de señalizaciones de tráfico está configurado para emplear un primer modelo de predicción basado en aprendizaje automático (en inglés Machine Learning, ML) entrenado con datos históricos. El primer modelo de predicción basado en aprendizaje automático empleado puede comprender, por ejemplo y sin carácter limitativo, una red neuronal desarrollada particularmente para esta tarea, es decir para identificar las señalizaciones de tráfico presentes en las imágenes captadas por la unidad (4) de captura de imágenes. Por ejemplo, se puede usar una red neuronal ResNet-pre-entrenada en Image-Net como se describe por K. He et al. En el documento "Deep Residual Learning For Image Recognition", 2016 IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (2016) aunque se pueden usar otras redes neuronales diseñadas para llevar a cabo el reconocimiento de objetos.

[0067] La unidad 3 de cálculo de la posición de señalizaciones de tráfico está configurada para calcular la posición geográfica de cada señalización de tráfico identificada, a partir de los datos de la posición geográfica del vehículo obtenidos por el dispositivo 5 de posicionamiento global por satélite y emplea además, en el caso en el que la unidad 4 de captura de imágenes comprende una cámara estereoscópica, la distancia hasta cada uno de los pixeles de los objetos detectados en las imágenes capturadas y las aceleraciones registradas por un conjunto de sensores inerciales, proporcionados por dicha cámara.

[0069] La unidad 3 de cálculo de la posición de señalizaciones de tráfico comprende preferiblemente un segundo microprocesador y una segunda memoria acoplada al segundo microprocesador. Además, dicha segunda memoria contiene instrucciones almacenadas que, al ser ejecutadas por el segundo microprocesador, provocan que dicho microprocesador calcule la posición geográfica de cada señalización de tráfico identificada, a partir de los datos de la posición geográfica del vehículo obtenidos por el dispositivo 5 de posicionamiento global por satélite, las distancias hasta cada uno de los pixeles de los objetos detectados en las imágenes capturadas por el dispositivo 4, el ángulo de apuntamiento de dicho dispositivo 4 y las aceleraciones registradas por un conjunto de sensores inerciales, embebidos en dicha cámara estereoscópica.

[0071] En una realización preferida de la invención, tal y como se muestra en la Figura 1, la unidad 2 de identificación de señalizaciones de tráfico y la unidad 3 de cálculo de la posición de señalizaciones están alojadas en un servidor externo 7.

Claims (13)

1. REIVINDICACIONES

1. Sistema de identificación y localización de señalizaciones de tráfico, que comprende un módulo (1) destinado a embarcarse en un vehículo, estando provisto dicho módulo de:

- una unidad (4) de captura de imágenes, configurada para capturar imágenes de una vía provista de señalizaciones de tráfico por la que circula el vehículo;

- un dispositivo (5) de posicionamiento global por satélite, configurado para obtener la posición geográfica del vehículo cuando la unidad (4) de captura de imágenes está en funcionamiento; y

- una unidad (6) de control, configurada para accionar la unidad (4) de captura de imágenes y el dispositivo (5) de posicionamiento global por satélite y para almacenar los datos obtenidos por los mismos;

caracterizado porque además, comprende:

- una unidad (2) de identificación de señalizaciones de tráfico, configurada para identificar señalizaciones de tráfico presentes en las imágenes captadas por la unidad (4) de captura de imágenes; y

- una unidad (3) de cálculo de la posición de señalizaciones de tráfico; configurada para calcular la posición geográfica de cada señalización de tráfico identificada, a partir de los datos de la posición geográfica del vehículo obtenidos por el dispositivo (5) de posicionamiento global por satélite.

2. Sistema según la reivindicación 1, en el que la unidad (4) de captura de imágenes comprende una cámara estereoscópica.

3. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo (5) de posicionamiento global por satélite comprende un sistema global de navegación por satélite.

4. Sistema según la reivindicación 3, en el que el dispositivo (5) de posicionamiento global por satélite comprenden un sistema de posicionamiento global.

5. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la unidad (6) de control está configurada para accionar la unidad (4) de captura de imágenes y el dispositivo (5) de posicionamiento global por satélite de forma sincronizada.

6. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la unidad (6) de control comprende una unidad (8) de almacenamiento configurada para almacenar toda la información obtenida por la unidad (4) de captura de imágenes y el dispositivo (5) de posicionamiento global.

7. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la unidad (2) de identificación de señalizaciones de tráfico y la unidad (3) de cálculo de la posición de señalizaciones están alojadas en un servidor externo (7).

8. Sistema según la reivindicación 2, en el que la unidad (3) de cálculo de la posición de señalizaciones de tráfico está configurada para calcular la posición geográfica de cada señalización de tráfico identificada, a partir de los datos de la posición geográfica del vehículo obtenidos por el dispositivo (5) de posicionamiento global por satélite empleando, además, las distancias hasta cada uno de los pixeles de los objetos detectados en las imágenes capturadas por el dispositivo (4), el ángulo de apuntamiento de dicho dispositivo (4) y las aceleraciones registradas por un conjunto de sensores inerciales, embebidos en la cámara estereoscópica..

9. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que unidad (2) de identificación de señalizaciones de tráfico comprende un primer microprocesador y una primera memoria acoplada al microprocesador; conteniendo la primera memoria instrucciones almacenadas que, al ser ejecutadas por el primer microprocesador, provocan que dicho microprocesador identifique las señalizaciones de tráfico presentes en las imágenes captadas por la unidad (4) de captura de imágenes.

10. Sistema según la reivindicación 9, en el que el primer procesador de la unidad (2) de identificación de señalizaciones de tráfico está configurado para emplear un primer modelo de predicción basado en aprendizaje automático, entrenado con datos históricos.

11. Sistema según la reivindicación 10, en el que el primer modelo de predicción basado en aprendizaje automático comprende una red neuronal desarrollada para identificar las

señalizaciones de tráfico presentes en las imágenes captadas por la unidad (4) de captura de imágenes.

12. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la unidad (3) de cálculo de la posición de señalizaciones de tráfico comprende un segundo microprocesador y una segunda memoria acoplada al microprocesador, conteniendo dicha segunda memoria instrucciones almacenadas que, al ser ejecutadas por el segundo microprocesador, provocan que dicho microprocesador calcule la posición geográfica de cada señalización de tráfico identificada, al menos, a partir de los datos de la posición geográfica del vehículo obtenidos por el dispositivo (5) de posicionamiento global por satélite.

13. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la unidad 2 de identificación de señalizaciones de tráfico y la unidad 3 de cálculo de la posición de señalizaciones están alojadas en un servidor externo (7).