La Revista de la Universidad Carlos III de Madrid - Junio 2007

“Atención, reduzca su velocidad”. No es el nuevo lema de una campaña de tráfico, sino unarecomendación que pronuncia una voz un tanto metalizada que surge de los altavoces del coche.“Atención, ceda el paso”, advierte después, cuando la computadora de a bordo interpreta que nosaproximamos a una intersección con esta señal a una velocidad inadecuada. Tampoco es unapelícula de ciencia ficción, sino un proyecto hecho realidad en el seno del Laboratorio de SistemasInteligentes de la Universidad Carlos III de Madrid, donde han convertido un Renault Twingo enun coche inteligente capaz de identificar señales, líneas viales, peatones o incluso de advertir delas distracciones del conductor. Todo un espía tecnológico con un propósito en el foco de suscámaras: salvar vidas al volante.

• Un coche con sentidos

Este sistema de asistencia a la conducción se estádesarrollando desde hace cuatro años en el Departa-mento de Ingeniería de Sistemas y Automática de laUC3M bajo la supervisión de dos investigadores,Arturo de la Escalera y José María Armingol. Elloscoordinan un equipo de científicos dedicados aperfeccionar las prestaciones del IVVI (VehículoInteligente basado en Información Visual, por sussiglas en inglés), un coche real que se ha convertido

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en una plataforma de experimentación para profesoresy alumnos de la universidad para el desarrollo desistemas de ayuda a la conducción basados en elanálisis computacional de las imágenes que captanun conjunto de cámaras incorporadas al vehículo.Este sistema sensorial del vehículo está formado poruna cámara a colory una cámara estéreode blanco y negro,además del ocularenfocado al conduc-tor.

“Las cámaras envíanla información aunos ordenadores enred a bordo del co-che que analizan lasimágenes, y ademásse incorpora un GPSque indica por co-nexión inalámbricala velocidad a la que circula el vehículo”, explicaArturo de la Escalera.

Uno de los últimos avances presentados por estegrupo de investigadores ha sido un sistema de reco-nocimiento automático de líneas de carretera quepermite identificar el tipo de carril por el que estácirculando el vehículo. Este sistema inteligente sebasa en un algoritmo que analiza en tiempo real lasimágenes que captan las cámaras a bordo del IVVIy que clasifica las líneas de la calzada para distinguirlos límites de la vía y sus características, como susentido o el número de carriles. “Lo más novedoso– dice Arturo de la Escalera – es que no sólo detec-tamos los límites de la carretera y de los carriles,sino que además los clasificamos”.El sistema puede reconocer, por ejemplo, que a laderecha tenemos un carril de aceleración o que a laizquierda tenemos una línea continua que no sepuede cruzar y, por tanto, no se puede adelantar. Demomento han conseguido que el sistema distingalas líneas conti-nuas, discontinuasy las que corres-ponden a carrilesde aceleración,pero esperan am-pliar pronto estecatálogo.

• Inspector de carreteras

Este proyecto se centra en los sistemas de seguridadactiva, cuyo objetivo es dotar a los vehículos desistemas inteligentes que predigan y eviten accidentes.En este caso, el propósito de los investigadores de la

UC3M es desarrollarun sistema de alertaante el alejamientoinvoluntario del ca-rril.

“Buscamos conse-guir un sistema queanticipe el peligro yte avise de que llevasuna trazada que teconduce a salirte dela vía”, dice JoséMaría Armingol .“Esto supone dar unpaso más respecto a

lo que ya se encuentra en el mercado, que sonsistemas que te avisan cuando ya te has salido delcarril”, indica. Cuando hay líneas mal pintadas odefectuosas en la carretera el sistema no funcionacorrectamente, aunque los investigadores estántrabajando para solucionar este problema mediantela integración temporal de las medidas, que permitirádiscriminar las informaciones erróneas de lecturacausadas por los defectos en la pintura. “No obstante-señala Juan Manuel Collado, del equipo investigador-esta es otra de las utilidades de estos sistemas, quepueden funcionar como un inspector de las carre-teras, detectando fallos en la conservación de la víae indicando la posición de los mismos mediante suGPS”.

Otro módulo del IVVI integra un sistema de recono-cimiento de señales de tráfico que también puedeayudar a mejorar el estado de las carreteras. Esteinvento detecta las señales de peligro y prohibiciónde forma automática por su forma y color mediante

unos algoritmos debúsqueda. “Existeun amplio rangode aplicacionesuna vez diseñadoeste sistema como,por ejemplo, lainspección del es-tado de las señales

Los investigadores han desarrollado un conjunto de aplicaciones que transformanlas imágenes deformadas por la perspectiva que captan las cámaras en una especiede plano cenital. De esta forma, consiguen una recreación de la imagen que seobtendría si la cámara estuviera perpendicular a la carretera, y así resulta más fácilbuscar e interpretar las líneas de la carretera.

La detección de señales se realiza por su forma (triangular, en caso de las señales de peligro;redonda, en las de prohibición) y color (rojo), y se procede a su clasificación mediante unprocedimiento de comparación que el sistema tiene en una base de datos.

Licenciado en Ciencias Físicas por la Universidad Autónomay Becario FPI en la UC3M, estudia y perfecciona el Sistema deReconocimiento de Señales de Tráfico. “Somos de los pocos,por no decir los únicos en el mundo, que estamos desarro-llando un detector de señales de tráfico de peligro y prohibi-ción que tiene en cuenta la velocidad a la que estamoscirculando para avisar al conductor en caso necesario”, afirma.

Ingeniero en Matemáticas por la Escuela Politécnica Nacionalde Ecuador y Profesor Ayudante de la UC3M, desarrolla elSistema de Control del Conductor. Su objetivo es evaluar elnivel de atención del conductor y detectar posibles estados desomnolencia. “Pronto instalaremos una cámara de infrarrojospara identificar rasgos de cansancio en los ojos del conductoren cualquier condición, tanto de día como de noche”, comenta.

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Ingeniero Industrial por la UC3M y Profesor Ayudante en laUniversidad, se encarga de investigar el Sistema de Alerta anteel Alejamiento Involuntario del Carril. “Lo más complicado esconseguir refinar los algoritmos que hacen funcionar elsistema y que permiten detectar y clasificar los carriles dela carretera”, afirma. Su objetivo es conseguir que el cochesepa en cada momento por qué tipo de vía está circulando.

Ingeniera Informática por la Universidad de Deusto y ProfesoraAyudante en la UC3M, desarrolla el Sistema de Detección dePeatones. “Tratamos de buscar obstáculos y clasificarlos comopeatones en base a su simetría y movimientos”, explica. Enuna estancia reciente en el prestigioso VisLab de la Universidadde Parma ha investigado el uso de las cámaras de infrarrojopara este cometido, y pronto se instalarán en el IVVI.

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de tráfico de forma automática, atendiendo al color,forma, posición y tamaño de la señal”, apunta JuanPablo Carrasco, que trabaja en el desarrollo delprototipo. El objetivo es mejorar su fiabilidad almáximo, para que esa información pueda ayudar alconductor a estar prevenido ante posibles peligrosque puedan aparecer.

• Objetivo: evitar atropellos

Para perfeccionar aún más esta especie de copilotoelectrónico, el IVVI incorpora otro ingenio que tratade proteger a los elementos más débiles de los quecirculan por las calles y carreteras: los peatones. Elaparato no sólo detecta a los peatones, sino queanaliza su actividad y movimiento para determinaraquellos con los que pueda existir un conflicto. Elreto: evitar atropellos. Para ello, el sistema analizalas imágenes que captan sus cámaras para detectarobstáculos, clasificarlos como objetos de riesgo(peatones) en cajitas e intentar averiguar después suestado (caminando, estáticos, corriendo, etc.), porejemplo, por la posición de sus piernas. “A partir deesos datos, se podría inferir el nivel de riesgo quesuponen para la trayectoria de nuestro vehículopara que, en caso de peligro, el sistema nos avisaríaa través de los altavoces del coche”, explica CristinaHilario, del equipo de investigación. “Lo importantees detectar a todos los peatones y ahora estamos apunto de incorporar al vehículo un juego de cámarasinfrarrojas con las que podremos mejorar susprestaciones”.

Además de vigilar la carretera, dentro de este proyectotambién se está desarrollando un módulo que prestamás atención al entorno interior del vehículo, y enparticular, al estado del conductor. Su objetivo essupervisar y vigilar su grado de atención para detectar,por ejemplo, si se está durmiendo. “Esto lo hacemosmidiendo la velocidad de parpadeo de los ojos, sugrado de apertura o la dirección de la mirada -afirma el investigador Marco Javier Flores -, aunqueno descartamos intentar registrar otro tipo degestos, como el balanceo de la cabeza o el númerode bostezos”. Sí, de bostezos. Y es que cada detallees importante si hablamos de salvar vidas.

El Sistema de Detección de Peatones analiza las imágenes captadas en eldominio visible para clasificar determinados obstáculos como peatones ylos señaliza en cajas pequeñas

El objetivo es perfilar y analizar a los peatones para conseguir determinarla posición de sus piernas

El Sistema de Control del Conductor detecta el rostro (caja roja), los ojos(cajas azules) y analiza el grado de apertura de los mismos para determinarposibles estados de somnolencia.

Los investigadores ya trabajan para incorporar al IVVI cámaras que permitanhacer esto mismo en el dominio infrarrojo

Por Francisco Javier AlonsoOficina de Información Científica

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