ES2304081A1 - Sistema de vision artificial para la activacion automatica de las luces de emergencia de un automovil en caso de posible accidente. - Google Patents
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Abstract
Sistema de Visión Artificial para la activación automática de las luces de emergencia de un automóvil en caso de posible accidente. El sistema objeto de invención tiene la finalidad de realizar la activación automática de las luces de emergencia de un automóvil en caso de que se haya detectado un posible accidente. Se trata de un sistema de seguridad activa. La detección de posibles accidentes se realiza por visión artificial. Para ello se efectúa la medida de la distancia y la velocidad relativa con respecto a los vehículos precedentes utilizando una cámara instalada en el interior del automóvil. La imagen recibida por la cámara es procesada por un sistema hardware a bordo del vehículo. Como resultado del procesamiento realizado se obtiene la distancia y la velocidad relativa existente entre el vehículo propio y el vehículo precedente. Si se detecta que la velocidad relativa entre ambos vehículos cambia bruscamente hasta alcanzar el riesgo de colisión se procede a realizar la activación automática de las luces de emergencia para avisar a otros conductores.
Description
Sistema de Visión Artificial para la activación
automática de las luces de emergencia de un automóvil en caso de
posible accidente.
La presente invención se enmarca en el sector de
los Sistemas Inteligentes de Transporte, y más concretamente, en el
área de los sistemas inteligentes de asistencia a la conducción.
Este tipo de sistemas emplean diversos sensores, tales como cámaras,
radar o infrarrojos, para realizar la detección de eventos o
situaciones que puedan constituir algún tipo de peligro para el
conductor. De esta manera, los sistemas de asistencia a la
conducción pueden emitir algún tipo de señal acústica o visual que
alerte al conductor de la situación en cuestión, o incluso realizar
alguna maniobra automática, tomando el control de los actuadores
del automóvil, tanto el acelerador y el freno como en ocasiones el
propio volante.
Los Sistemas Inteligentes de Transporte han
experimentado un desarrollo desorbitante en los últimos años,
fomentado por la gran inversión realizada desde los diversos
organismos involucrados en el sector. Así, tanto el Departamento de
Transportes de los Estados Unidos y Japón, como la Comisión Europea
a través de los diversos Programas Marco de Investigación, han
contribuido notablemente el empuje de este tipo de sistemas.
También se ha producido un creciente desarrollo desde el sector
privado, fundamentalmente sostenido por las grandes compañías de
fabricantes de automóviles, así como por el sector auxiliar
dedicado a la fabricación de componentes para automóviles.
Dentro de los Sistemas Inteligentes de
Transporte tienen una especial relevancia los Sistemas Inteligentes
de Asistencia a la Conducción. La misión fundamental de este tipo de
sistemas es precisamente la asistencia al conductor con el objetivo
de evitar accidentes, mitigar los efectos de los mismos, o
incrementar los márgenes de seguridad durante la conducción, entre
otros. Existen en la actualidad innumerables sistemas de asistencia
a la conducción funcionando en el mercado y vendiéndose como
componentes integrados en vehículos de serie, aunque en la mayor
parte de los casos se trate de vehículos de alta gama. En el
mercado hay algunos vehículos equipados con sistemas de detección de
obstáculos basados en radar y láser fundamentalmente. No obstante,
no existe en la actualidad ningún automóvil que incorpore un
componente que le permita realizar la activación automática de las
luces de emergencia en caso de que se detecte un posible accidente.
Esta característica hace que el sistema propuesto resulte
especialmente útil, va que en una situación extrema de posible
accidente el conductor no tiene tiempo de realizar la activación de
las luces de emergencia para poder avisar a otros conductores. Sin
duda, el sistema podría evitar algunos accidentes masivos en
autopistas y carreteras. Además, la invención propuesta está basada
en una microcámara que permitiría la fabricación masiva del mismo a
un coste muy bajo. Esta es la razón por la que muchos fabricantes de
automóviles estarían muy interesados en una invención de estas
características.
Hasta la fecha no se conoce la existencia de
ninguna patente cuyas características sean el objeto de la presente
invención.
El sistema desarrollado para la activación
automática de las luces de emergencia de un automóvil mediante la
detección de posibles accidentes usando visión artificial se
compone de varios elementos hardware y software, tal y como se
aprecia en la figura 1. En dicha figura se puede observar: (1) una
microcámara digital Firewire IEEE1394, con su óptica asociada,
instalada en el interior del vehículo: (2) procesador hardware que
se divide en tres partes. Por una parte, existe una interfaz de
entrada (3) encargada de realizar la adquisición de la imagen
proporcionada por la cámara digital. El módulo principal está
compuesto por el procesador de imágenes (4). De otra parte, existe
un sistema de actuación (5) que se comunica con el módulo de
control del vehículo a través del bus CAN del mismo: (6) un sistema
de control del bus CAN del automóvil, que viene instalado de serie
en la práctica totalidad de vehículos comerciales, y que realiza la
activación automática de las (7) luces de emergencia del
automóvil.
A continuación se desarrollan las funciones de
cada uno de los elementos que componen el sistema propuesto.
Se trata de una cámara digital Firewire de
pequeñas dimensiones con salida en formato IEEE1394. La cámara debe
proporcionar imágenes en blanco y negro con una resolución de
640x480 píxeles, de forma que se puedan detectar con claridad los
vehículos que circulan delante del vehículo propio.
El núcleo de esta sistema es una FPGA. En este
dispositivo se realizan todas las funciones necesarias para
controlar el proceso de captura de imágenes y almacenamiento en
memoria, preprocesamiento y análisis de imágenes y por último,
activación, si procede, de las luces de emergencia del automóvil.
Todo el proceso está regulado por el software implementado en la
FPGA. En líneas generales se realizan las siguientes funciones:
- -
- Envío de órdenes para captura y almacenamiento de imágenes.
- -
- Ejecución de los algoritmos para el preprocesado de la imagen.
- -
- Algoritmos para la detección de los vehículos más cercanos circulando por el mismo carril que el vehículo propio, así como para el seguimiento de sus trayectorias.
- -
- Algoritmos para realizar el cálculo de la distancia y velocidad relativa entre el vehículo detectado y el vehículo propio.
- -
- Activación, si procede, de las luces de emergencia del automóvil.
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Desde el punto de vista funcional, el procesador
se descompone en los siguientes elementos:
Su función es realizar la adquisición de la
imagen digital proporcionada por la cámara Firewire, y almacenar la
imagen en memoria del procesador.
Implementa a nivel hardware las ecuaciones
necesarias para realizar en tiempo real la detección de los
vehículos más cercanos circulando en el mismo carril que el vehículo
propio. También efectúa el cálculo de la distancia y velocidad
relativa con respecto a los vehículos detectados, así como el
cálculo de la posibilidad de que se produzca un accidente.
Este módulo realiza la comunicación con el
sistema de control del bus CAN del automóvil. A través del mismo se
emiten los comandos que permiten efectuar el control de las luces
de emergencia del vehículo, con el objetivo de avisar al resto de
conductores.
Se trata de un módulo basado en una centralita
programable. Esta centralita viene instalada en todos los vehículos
de serie, y está preparada para poder recibir comandos en un
formato preestablecido y actuar sobre los diversos elementos del
vehículo. En este caso, el sistema de control del bus CAN actuaría
de forma automática las luces de emergencia del automóvil.
La figura 1 muestra un esquema general de la
invención en la que se puede observar sus elementos constituyentes:
(1) una cámara digital Firewire IEEE 1394 que captura imágenes en
blanco y negro con su óptica asociada: (2) un procesador hardware
que contiene tres elementos funcionales, tal y como se describe a
continuación: (3) interfaz de entrada para adquirir las imágenes
proporcionadas por la cámara y almacenarlas en memoria del
procesador: (4) procesador de imágenes para realizar la medida de la
distancia y velocidad relativa con respecto al vehículo precedente
en el mismo carril, así como la posibilidad de un accidente
inminente: (5) sistema de actuación que envía el resultado del
procesado al (6) sistema de control del bus CAN del vehículo, para
que éste active automáticamente las (7) luces de emergencia del
mismo, de forma que se pueda avisar a otros conductores con
suficiente antelación como para poder evitar accidentes en
cadena.
La figura 2 muestra el algoritmo que permite
realizar el sistema completo. A partir de la posición de los
vehículos en la imagen se realiza el cálculo de la distancia y
velocidad relativa a los mismos, así como de la posibilidad de que
el vehículo precedente haya producido un frenazo brusco que pudiera
causar un accidente. Si el cambio de la velocidad relativa entre
ambos vehículos es muy brusco hasta el punto de que se pueda
producir un accidente de forma inminente, el sistema activa
automáticamente las luces de emergencia de forma que los
conductores de los vehículos que circulan por detrás tengan
suficiente tiempo para reaccionar y frenar de forma dosificada.
El sistema de visión artificial para la
activación automática de las luces de emergencia en caso de posible
accidente consta de una (1) microcámara digital que se ubica en el
interior del vehículo a la altura del espejo retrovisor trasero,
pero por delante de éste, de forma que puede percibir la totalidad
de la escena que contiene la carretera y los diversos vehículos que
circulan por la misma, sin causar por ello una disminución de la
visibilidad del conductor. La cámara debe proporcionar imágenes en
blanco v negro con una resolución de 640x480 píxeles. Dicha imagen
es capturada por un (2) sistema procesador. El sistema procesador
se basa en una tarjeta electrónica cuyo elemento fundamental es una
FPGA. Las características principales de esta tarjeta electrónica
son las siguientes: interfaz de entrada compatible con el estándar
IEEE 1394, memoria RAM de al menos 64 Mbytes para almacenamiento y
procesamiento de imágenes; módulo de comunicaciones compatible con
el bus CAN del automóvil, capaz de enviar y recibir mensajes en el
formato estándar para dicho tipo de bus.
Todo el sistema electrónico necesita una tensión
de alimentación de 12 v de continua, que puede ser obtenida de la
propia batería del automóvil o de una batería auxiliar instalada
para tal efecto.
Debido a las condiciones en las que debe
funcionar el sistema (en el interior de un automóvil en marcha),
todo el sistema debe ser resistente a vibraciones y presentar un
buen aislamiento térmico y mecánico, así como superar las
pertinentes normas de interferencia electromagnética.
Claims (4)
1. Sistema de visión artificial para la
activación automática de las luces de emergencia de un automóvil en
caso de posible accidente caracterizado porque está
constituido por la asociación funcional de una cámara digital (1)
que debe situarse en el interior de un vehículo, orientada hacia el
sentido de avance del mismo, de tal forma que se perciba toda la
carretera y los vehículos circulando por la misma; (2) un procesador
basado en una tarjeta electrónica que se divide en los tres
siguientes módulos: (3) interfaz de entrada; (4) procesador de
imágenes; (5) sistema de actuación sobre el bus CAN del automóvil,
que permite enviar el resultado del procesado; (6) sistema de
control del bus CAN del vehículo, que actúa de forma automática
sobre las (7) luces de emergencia del mismo.
2. Sistema de visión artificial según la
reivindicación [1] caracterizado por estar basado en un
procesador de imágenes (4) implementado sobre un dispositivo
programable de tipo FPGA (Field Programable Gate Array). Este
dispositivo permite la programación en hardware del software de
procesamiento y análisis de imágenes.
3. Sistema de visión artificial según la
reivindicación [1] caracterizado por ser capaz de detectar
posibles colisiones con vehículos de diferentes modelos y tamaños,
incluyendo camiones, mediante el uso de un algoritmo de
clasificación de vehículos basado en SVM (Support Vector Machines).
El algoritmo de clasificación está implementado sobre el procesador
de imágenes (4).
4. Sistema de visión artificial según la
reivindicación [1] caracterizado porque interactúa con el bus
CAN del automóvil (6) a través del sistema de control del propio
bus CAN (5) para realizar la activación automática de las luces de
emergencia (7) del mismo.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| ES200600081A ES2304081B1 (es) | 2006-01-13 | 2006-01-13 | Sistema de vision artificial para la activacion automatica de las luces de emergencia de un automovil en caso de posible accidente. |
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| ES200600081A ES2304081B1 (es) | 2006-01-13 | 2006-01-13 | Sistema de vision artificial para la activacion automatica de las luces de emergencia de un automovil en caso de posible accidente. |
Publications (2)
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| ES2304081A1 true ES2304081A1 (es) | 2008-09-01 |
| ES2304081B1 ES2304081B1 (es) | 2009-07-23 |
Family
ID=39708027
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| ES200600081A Active ES2304081B1 (es) | 2006-01-13 | 2006-01-13 | Sistema de vision artificial para la activacion automatica de las luces de emergencia de un automovil en caso de posible accidente. |
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| Country | Link |
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| ES (1) | ES2304081B1 (es) |
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-
2006
- 2006-01-13 ES ES200600081A patent/ES2304081B1/es active Active
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| Recuperado de World Patent Index en Epoque Database & KR 20030003826 A (KIM YUN HO) 14.01.2003, resumen; figuras * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2304081B1 (es) | 2009-07-23 |
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