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Revisi�n de modelos algebraicos lineales de sistemas de conducci�n; y recomendaciones de seguridad

 

Review of linear algebraic models of conduction systems; and security recommendations

 

Revis�o de modelos alg�bricos lineares de sistemas de condu��o; e recomenda��es de seguran�a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Correspondencia: victor.toalombo@espoch.edu.ec

 

 

Ciencias T�cnicas y Aplicadas ���

Art�culo de Investigaci�n

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* Recibido: 23 de mayo de 2022 *Aceptado: 12 de junio de 2022 * Publicado: 8 de julio de 2022

 

1. Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Ecuador.
2. Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Ecuador.
3. Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Ecuador.

Resumen

El presente art�culo se basa en la evidencia del desarrollo de sistemas de ayuda a la conducci�n, ADAS (Advanced Driver Assistance Systems), que dado un lugar muy importante descenso en el n�mero de accidentes. Los fabricantes de autom�viles han desarrollado sistemas para facilitar la labor al conductor en circulaci�n a altas velocidades o de alguna manera avisar al conductor antes situaciones de peligro, bien mediante se�ales visuales o sonoras. Pero cada uno de estos sistemas presentan el inconveniente de la dependencia de la respuesta al est�mulo por parte del conductor o por parte de su entorno al medio.� El objetivo b�sico del trabajo ha consistido en la evidencia cient�fica y recomendaci�n seg�n an�lisis cr�tico de cada documento sistem�tico, tesis de grado y posgrado y art�culos cient�fico publicados, con cada una de sus adaptaciones, generando un diferente tipo de metodolog�a y resultados a nivel porcentual para realizar en si mejoras cient�ficas, y adaptaciones extras de sistemas de seguridad tanto a su sistema principal como para cada una de sus metodolog�as de adaptaci�n. Puede se�alarse que con un valor del 98% de las mediciones realizadas por parte de los estudios se�ala como mejor adaptaci�n la fusi�n sensorial en la que est� inmerso redes neuronales neuronal y visi�n artificial. La informaci�n ser� utilizada para avisar al conductor o para la actuaci�n autom�tica sobre el freno y la direcci�n del veh�culo, para evitar la colisi�n.

Palabras Clave: Asistencia; Conducci�n; Detecci�n; Conductor; Peatones; Sistemas.

 

Abstract

This article is based on the evidence of the development of driving assistance systems, ADAS (Advanced Driver Assistance Systems), which has given a very important decrease in the number of accidents. Automobile manufacturers have developed systems to facilitate the driver's work while driving at high speeds or in some way warn the driver before dangerous situations, either through visual or audible signals. But each of these systems have the drawback of the dependence of the response to the stimulus by the driver or by his environment to the environment. The basic objective of the work has been the scientific evidence and recommendation according to the critical analysis of each systematic document, undergraduate and postgraduate theses and published scientific articles, with each of their adaptations, generating a different type of methodology and results at a percentage level for carry out scientific improvements, and extra adaptations of security systems both to its main system and to each of its adaptation methodologies. It can be pointed out that with a value of 98% of the measurements made by the studies, the sensory fusion in which neural networks and artificial vision are immersed is indicated as the best adaptation. The information will be used to warn the driver or for automatic action on the brake and direction of the vehicle, to avoid a collision.

Keywords: Attendance; Driving; Detection; Driver; pedestrians; systems.

 

Resumo

Este artigo baseia-se na evid�ncia do desenvolvimento de sistemas de assist�ncia � condu��o, ADAS (Advanced Driver Assistance Systems), que permitiu uma diminui��o muito importante do n�mero de acidentes. Os fabricantes de autom�veis desenvolveram sistemas para facilitar o trabalho do motorista ao dirigir em alta velocidade ou de alguma forma alertar o motorista sobre situa��es perigosas, seja por meio de sinais visuais ou sonoros. Mas cada um desses sistemas tem a desvantagem da depend�ncia da resposta ao est�mulo do motorista ou de seu ambiente ao ambiente. O objetivo b�sico do trabalho tem sido a evid�ncia cient�fica e recomenda��o de acordo com a an�lise cr�tica de cada documento sistem�tico, teses de gradua��o e p�s-gradua��o e artigos cient�ficos publicados, com cada uma de suas adapta��es, gerando um tipo diferente de metodologia e resultados em n�vel percentual para realizar melhorias cient�ficas e adapta��es extras dos sistemas de seguran�a tanto ao seu sistema principal como a cada uma das suas metodologias de adapta��o. Pode-se apontar que com um valor de 98% das medidas feitas pelos estudos, a fus�o sensorial na qual as redes neurais e a vis�o artificial est�o imersas � indicada como a melhor adapta��o. As informa��es ser�o utilizadas para alertar o motorista ou para atua��o autom�tica no freio e dire��o do ve�culo, para evitar uma colis�o.

Palavras-chave: Comparecimento; Dirigindo; Detec��o; Condutor; pedestres; sistemas.

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Introducci�n

Debido al crecimiento de la poblaci�n mundial, y con ello el aumento de veh�culos motorizados, los mismos que se han hecho indispensables en el desarrollo de la vida cotidiana es muy necesario tomar en cuenta los accidentes de tr�nsito producidos en las carreteras, ya que� alrededor de 3500 personas fallecen a diario en las carreteras, decenas de millones de personas sufren heridas o discapacidades cada a�o.[1] En la v�a p�blica los usuarios m�s vulnerables son los ni�os, adultos mayores, peatones y ciclistas. [2],[3]. En vista a esta problem�tica y a la evoluci�n tecnol�gica de los sistemas de seguridad, aplicada al mundo automovil�stico como al desarrollo de la electr�nica y los microprocesadores,[4] se ha considerado el siguiente proyecto de revisi�n, para la interacci�n r�pida precisa de los sistemas del autom�vil para la acci�n necesaria ante alg�n peat�n.

Los sistemas autom�ticos de asistencia al conductor, desempe�an una funci�n muy importante dentro del �mbito de seguridad vehicular, es por ello que, por medio de sistemas electr�nicos de alerta y acci�n autom�tica para el reconocimiento de se�ales de peligro ante alg�n transe�nte, el mismo que pretende aportar a la seguridad tanto a sus ocupantes como a los peatones. [5]

Dicho proyecto ser� capaz de tomar decisiones en el veh�culo sin la actuaci�n activa del conductor, como los sistemas de frenado autom�tico, alarma o diferentes acciones frente a somnolencia o tipos bil�gicos sensoriales,� todos estos sistemas necesitan de la implementaci�n de sensores en los veh�culos; tales como: sensores de posici�n, de proximidad, c�maras o sensores l�ser entre otros.[3]

Como objetivo principal� es la revisi�n de los sistemas� de detecci�n de peatones mediante visi�n artificial, el mismo que posea la capacidad de detecci�n de su entorno, adaptaci�n y toma de decisiones bajo un dominio operacional dado, buscando que con cada avance en la tecnolog�a de automatizaci�n de veh�culos la interacci�n humana sea cada vez menor.[6]

Por otro lado, en la actualidad, los sistemas de asistencia a la conducci�n basados en visi�n artificial son muy empleados en el desarrollo de sistemas de seguridad pasiva, utilizando diversos algoritmos de reconocimiento de patrones. Los mismos act�an bajo� estas premisas el trabajo de investigaci�n desarrollado, en el cual describe la utilizaci�n de las t�cnicas de visi�n artificial mediante descriptores y clasificadores Haar Cascades pre- entrenados para el reconocimiento de patrones especificados en la investigaci�n como peatones y l�neas de cruce de carril, lo cual interact�a con el prototipo del sistema avanzado de asistencia al conductor con el objetivo de reducir la cantidad de accidentes de tr�nsito producidos por el factor humano. El prototipo construido dispone de una base de datos para la documentaci�n de las contravenciones cometidas y accionar alertas.[2]

 

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Metodolog�a

2.1. Dise�o: Se realiz� una revisi�n sistem�tica de documentos dedicados a los sistemas de asistencia a la condici�n, as� como de revisiones sistem�ticas y estudios cient�ficos.

2.2. Estrategia de b�squeda: Como primer paso, se llev� a cabo una b�squeda en Google Scholar sobre documentos, art�culos y tesis publicados por diferentes sociedades, asociaciones profesionales y profesionales independientes en el contexto internacional sobre m�todos sistemas de asistencia a la conducci�n para mitigar los accidentes en las carreteras, dicha b�squeda se la realiz� en el idioma espa�ol. Posteriormente, se realiz� una b�squeda de un informe mundial sobre prevenci�n de los traumatismos ocasionados por accidentes de tr�fico. Para la b�squeda de estudios originales se consult� la base de datos de la Organizaci�n Mundial de la Salud Ginebra. No se limit� por a�o de publicaci�n, aunque se limit� como lengua de los estudios al espa�ol. Adicional se analizaron las referencias bibliogr�ficas de los art�culos elegidos, con la finalidad de rescatar otros estudios aptos e incluibles para la revisi�n. Dichos art�culos fueron localizados a trav�s de Google Scholar.[7]

2.3. Criterios de inclusi�n y exclusi�n: En la b�squeda de informaci�n se incluy� todo tipo de documentos contribuidos por las diferentes sociedades y asociaciones profesionales como independientes que explicaban los sistemas inteligentes de transporte en los sistemas de asistencia a la conducci�n. Con respecto a las revisiones sistem�ticas y los estudios cient�ficos se aplic� como criterio de inclusi�n que los estudios realizados sobre visi�n artificial, fusi�n sensorial, Espectro Visible e Infrarrojo, y mediante radar en el que incorporaran conclusiones sobre la disminuci�n de accidentes para la realizaci�n de sistemas de asistencia a la conducci�n.[7],[8],[9],[10], [11]

2.4. Extracci�n de datos. Tras la b�squeda inicial se localizaron 55 estudios, aunque se excluyeron 30 que no fueron relevantes para el objetivo de esta revisi�n. Finalmente se seleccionaron 3 revisiones sistem�ticas, 22 tesis de grado y postgrado y 10 art�culos, en los cuales aparec�an m�todos y resultados de diversas sociedades profesionales. Para iniciar con la selecci�n, se verificaron los res�menes y de ser necesario los art�culos completos con el fin de decidir si la informaci�n que conten�an estaba o no relacionada con nuestro objetivo.[7]

2.5. An�lisis de los datos. La informaci�n analizada se organiz� en dos subapartados: uno dedicado a la detecci�n mediante im�genes por distracci�n del conductor y otro dedicado a la detecci�n de obst�culos o im�genes externas. Del conjunto de estudios analizados se extrajo, para cada grupo de poblaci�n, informaci�n de diferentes variables. En los documentos de revisiones sistem�ticas sobre informes de accidentes las variables fueron: �ndice de mortalidad, heridas y discapacidades debido a accidentes automovil�sticos. De las tesis de grados y post-grado� se extrajo informaci�n sobre metodolog�a en sistemas inteligentes y aplicaci�n de f�rmulas estad�sticas y f�sicas para la colaboraci�n de los resultados. De los art�culos cient�ficos originales se tom� informaci�n sobre autor�a, revista en la que estaba publicado y a�o de publicaci�n, pa�s donde se efectu� el estudio, tipo de estudio, sujetos y origen, medida de resultado, y conclusiones.[7]

 

Desarrollo y discusi�n

3.1. Detecci�n de im�genes por distracci�n conductor: En esta tesis doctoral presenta un sistema para la detecci�n de la somnolencia del conductor, basado en an�lisis de los ojos, en el cual dictamina la capacidad de adaptarse a cualquier persona, trabajando en tiempo real, bajo condiciones de iluminaci�n y reales de conducci�n, generando en cada instante un �ndice de somnolencia que mide el estado de vigilia del conductor. [10]

De igual manera en otra tesis doctoral se ha desarrollado un sistema de aparcamiento autom�tico ante la detecci�n de somnolencia del conductor, el cual se ha realizado la implementaci�n de un robot tipo car-like, el cual es controlado por el usuario de manera inal�mbrica a lo largo de la pista. [12].� Lo mismo se desarrolla un sistema que detecta somnolencia en conductores, este sistema forma parte de los llamados sistemas avanzados de asistencia al conductor (S.A.A.C), el mismo que posee tres labores relevantes: detectar rostros, detectar ojos, y analizar el estado del conductor. [13].� De la misma forma en M�xico se realiz� esta tesis que presenta el desarrollo de un sistema de asistencia no intrusivo para la detecci�n de somnolencia en tiempo real, que alerta al usuario si es necesario, todo esto como m�todo de reducci�n en el n�mero de accidentes causados por somnolencia. El dispositivo desarrollado est� basado en el monitoreo de ritmo cardiaco debido a que el sistema nervioso aut�nomo afecta el latido del coraz�n de una persona con somnolencia, basando sus estudios en la metodolog�a seis sigma para el desarrollo de productos. [14] En otro pa�s de igual forma se presenta este estudio que plantea una t�cnica, basada en el procesado de im�genes monoculares, teniendo como objetivo principal la detecci�n, seguimiento y caracterizaci�n de la apertura de los ojos, que trabaja autom�ticamente con distintos usuarios y en situaciones de conducci�n real. A partir de esta informaci�n y de otras se�ales relativas a la conducci�n, se infiere la somnolencia del conductor. Las se�ales relativas al usuario se han conseguido de una extensa colecci�n de videos de la cara de diferentes conductores, en simulaci�n y en condiciones reales, en estado normal y de privaci�n de sue�o.[15]

En Ecuador se present� este estudio se ha creado un prototipo de un sistema de control del estado de somnolencia en conductores de veh�culos, el sistema aplica la visi�n por artificial o visi�n por computador y la oximetr�a de pulso, �l� se cre� utilizando C++ con OpenCV para la detecci�n de ojos abiertos o cerrados, distracci�n y orientaci�n, esto mediante t�cnicas de visi�n artificial, y se usa la oximetr�a de pulso que est� compuesto por un fotodiodo que detecta la cantidad de luz que incide un led rojo (660nm) y un led infrarrojo (940nm) al atravesar el tejido del dedo de la mano la cual posibilita calcular la oxigenaci�n de la sangre y el ritmo card�aco.[16]

En resumen, la mayor�a de las asociaciones y profesionales independientes recomiendan detecci�n de im�genes del rostro, o de ojos para procesarlos y realizar alguna acci�n como frenado autom�tico o reducci�n de velocidad a larga distancia, con el objetivo de evitar alg�n accidente en la carretera, de la misma forma se encuentran evidencias suficientes para hacer esta recomendaci�n (tabla 1).

 

Tabla 1. Metodolog�a sobre detecci�n de rostro en el conductor

 

3.2. Detecci�n de obst�culos o im�genes externas: Durante el estudio a trav�s de la conducci�n de un coche semiaut�nomo con nivel de automatizaci�n entre 2 y 3 muestra dos casos de estudio desarrollados a trav�s de aproximaci�n experimental sobre la capacidad de la infraestructura viaria urbana para acoger los sistemas semiaut�nomos de conducci�n en el que se registra en diversas configuraciones las anchuras de carril, tomando en cuenta si cumplen con el mantenimiento del control automatizado o la cesi�n de este al conductor.[6]

En cuanto� a la detecci�n de peatones se est� convirtiendo en un foco de creciente inter�s dentro del �mbito automotriz, al permitir incrementar la seguridad vial de los elementos m�s vulnerables de la carretera, si se dotase de esta capacidad a los veh�culos, a trav�s de� sistemas de detecci�n de peatones basados en visi�n, pueden jugar un papel importante dentro del �mbito de seguridad vial en el cual el elemento fundamental es la c�mara embarcada en el veh�culo, ya que proporciona la informaci�n del entorno en base a la cual se decide si existe o no riesgo de colisi�n.[11] De igual forma un� proyecto se centra en desarrollar una metodolog�a para la evaluaci�n de los nuevos sistemas avanzados de asistencia a la conducci�n PRE-CRASH que incorporan los veh�culos basados en sistemas electr�nicos de detecci�n de veh�culos y peatones. Estos innovadores sistemas permiten mejorar la seguridad activa de los veh�culos anticip�ndose a cualquier posible riesgo de colisi�n y avisando al conductor en el caso que exista dicho riesgo.[17]. En Espa�a se present� este proyecto que trata de abordar el problema de la detecci�n autom�tica de peatones en un contexto automovil�stico utilizando diferentes sensores, los mismos cuentan con dos c�maras y un LRF (laser rangefinder o tel�metro l�ser). El sensor l�ser que se utilizar� es capaz de medir distancias en tiempo real. Combinando esta informaci�n de distancias con la informaci�n obtenida de las c�maras procesada usando t�cnicas de visi�n artificial, se espera poder establecer patrones de informaci�n sensorial correspondientes a los peatones y por tanto detectarlos.[18]. De igual manera este proyecto trata sobre la misma metodolog�a que tiene como fin el estudio de los distintos sistemas de detecci�n y seguimiento de peatones que existen actualmente y el dise�o de un sistema de detecci�n y seguimiento de la trayectoria de peatones en las v�as p�blicas, a partir de los datos proporcionados por un esc�ner l�ser y una c�mara de visi�n est�reo, para su posterior procesamiento y ejecuci�n de acciones tales como seguimiento y predicci�n de la trayectoria de los peatones y avisar al conductor de una posible colisi�n si fuera necesario.[19]. Sin recabar se presenta otro proyecto en Espa�a que se centra prioritariamente en proteger a los peatones de las v�as urbanas, pues son los mayores afectados en los accidentes producidos en este tipo de carreteras. El objetivo es dise�ar un algoritmo basado en la visi�n est�reo capaz de detectar a los usuarios de v�as urbanas complejas de forma r�pida y precisa de tal forma que el conductor tenga constancia en todo momento de los peatones que se encuentran delante de su veh�culo. [20].

Una de las acciones fundamentales para la seguridad del conductor, en el cual todos los sistemas de frenado actuales cuentan con circuitos independientes que permiten frenar con seguridad en caso de que alguno falle. Entre los mejores se encuentran los antibloqueo (ABS) que reducen la distancia de frenado manteniendo la capacidad de cambiar de direcci�n para evadir obst�culos, ya que no bloquean las ruedas. [4]. En el pa�s de Ecuador se desarroll� un trabajo se describe el an�lisis, desarrollo y creaci�n de un prototipo de sistema avanzado de asistencia al conductor empleando visi�n artificial en veh�culos de transporte p�blico para la prevenci�n de accidentes de tr�nsito en la ciudad de Ambato, para lo cual se analizaron las tecnolog�as empleadas en sistemas avanzados de asistencia al conductor (SAAC) vigentes en el mercado, como tambi�n se estudiaron los algoritmos aplicados con visi�n artificial en SAAC, basado en la utilizaci�n de software libre mediante la programaci�n en Open CV, Phyton y el apoyo de herramientas para el reconocimiento de patrones empleando t�cnicas de visi�n artificial, con el uso de dichos elementos se realiza el procesamiento necesario para la detecci�n de obst�culos definidos como peatones, l�neas de carril y la activaci�n de alertas visuales y sonoras en caso de que se presenten infracciones en el recorrido de los autobuses, para el reconocimiento de estos obst�culos se utiliza una c�mara propia de Raspberry pi.[2]

Proyectos importantes se han desarrollado en Ecuador en el cual el siguiente proyecto de investigaci�n se dise��, e implement� un sistema electr�nico de alerta autom�tica para el reconocimiento de se�ales de tr�nsito en tiempo real, denominado SERSETRA; cuya estructura cuenta con librer�as de visi�n artificial, las cuales son muy potentes en la interpretaci�n, detecci�n de objetos en tiempo real, el prototipo detecta y reconoce las se�ales de tr�nsito, ya sea del grupo de se�ales reglamentarias, preventivas o informativas. El objetivo de SERSETRA, es proporcionar mayor seguridad al momento de conducir un autom�vil, otorgando al conductor la ventaja de recibir una alerta audible ante la presencia de una se�al de tr�nsito. Adem�s de la advertencia sonora, el prototipo detalla la distancia a la que se encuentra el veh�culo con respecto a la se�al de tr�fico y el respectivo nombre de la se�al.[21]

 

Tabla 2. Metodolog�a sobre detecci�n de obst�culos y peatones

 

El prop�sito es la determinaci�n de una interfaz del conductor que faculte transmitir la informaci�n de manera clara y eficaz, con especial empe�o en conjuntos de individuos con alg�n tipo de capacidad limitada, incluyendo a personas denominadas como adultos mayores, indagando, adem�s que posea un dise�o accesible y utilizable para todos los usuarios. El dise�o de esta interfaz resulta complejo como salida de los sistemas ADAS para que sean verdaderamente eficiente. El procedimiento de priorizaci�n tambi�n se ha tomado en cuenta, debido a que la interfaz se debe adaptarse a diferentes modelos de usuarios, con diferentes caracter�sticas. Aquello envuelve que las prioridades Cambiar�n en funci�n del tipo de conductor, debido a que sus tipolog�as determinar�n que informaci�n resulta m�s importante para cada uno de ellos. Tambi�n se verifican las primordiales t�cnicas y recomendaciones usadas para el dise�o. En lo concerniente a la presentaci�n de informaci�n toma en cuenta que no se deben ubicar demasiados objetos en la pantalla, y los ya existentes deben estar muy bien distribuidos. Cada uno de los elementos visuales influye en el conductor no s�lo por s� mismo, sino tambi�n por su mezcla con el resto de los elementos. Elementos de dise�o de pantalla y su percepci�n visual - An�lisis de Color: Es probablemente el elemento de la interfaz que con m�s frecuencia es mal utilizado. El color comunica informaci�n, como, por ejemplo, reforzar mensajes de error. El color debe atraer la atenci�n, pero no cansar despu�s de un tiempo visualiz�ndolo. An�lisis de Audio: El sonido debe utilizarse para avisar, no cuando no a�ade nada nuevo. Debe considerarse cu�ndo es m�s adecuado que la informaci�n visual, identificar el sonido adecuado y la personalizaci�n (volumen y desactivaci�n). En referencia a la usabilidad y accesibilidad de la interfaz para los usuarios se debe conocer el tipo de conductor e identificar las caracter�sticas que los distinguen resulta esencial para poder efectuar un sistema usable y accesible. Para las tareas se debe conocer la manera en la cual el conductor las tareas que debe hacer y las influencias que se presentan en el entorno. La participaci�n resulta de suma importancia contar con los usuarios en todo momento, para as� facilitar la evaluaci�n del dise�o final. En el uso equitativo se procura conseguir la mayor igualdad entre todos los conductores que vayan a utilizar la aplicaci�n. Las caracter�sticas funcionales como la flexibilidad para la utilizaci�n para evitar errores y facilitar modalidades de uso. La flexibilidad hace alusi�n a la adaptaci�n de la herramienta en las situaciones que rodean al conductor y al uso adecuado de la aplicaci�n. Para el uso sencillo e intuitivo del dise�o de la aplicaci�n debe ser senillo de manejar, indiferente de la experiencia que posea el usuario con la misma, debido a que una aplicaci�n intuitiva merma el proceso de aprendizaje de esta. El principio de la informaci�n perceptible hace referencia a que la aplicaci�n debe ser eficiente al momento de comunicar la informaci�n necesaria para el conductor, subsanando las condiciones ambientales o las capacidades sensoriales, desde el dise�o de otras interfaces de usuario, se han implementado las siguientes normas como> accesibilidad la cual no debe usarse el color como �nica fuente de informaci�n, tambi�n se debe evitar presentar componentes que parpadeen o destellen con una frecuencia entre 2 y 50 Hz, la interfaz de usuario debe ser adaptable a la configuraci�n de contraste como el color, tama�o y sobre todo atributos de visualizaci�n que haya precisado el usuario, por otra parte debe establecerse al menos un modo de presentaci�n de informaci�n visual que sea comprensible sin estar en manos del sonido, y por �ultimo deben proporcionarse mezclas de colores que hayan sido dise�adas tomando en cuenta las necesidades de las personas con deficiencias visuales En las revisiones sistem�ticas de estudios cient�ficos se analiza los comportamientos de los conductores a nivel psicol�gico y biol�gico en el que recomiendan acciones de tipo personalidad y f�sica: tales como trabajar en horas establecidas y mitigar los problemas en aspectos sociales, econ�micos, familiares, etc. [22],[1],[23]

Con respecto a los estudios originales y art�culos cient�ficos publicados, se encontr� un sistema avanzado de asistencia a la conducci�n (SAAC) dise�ado para detectar autom�ticamente la somnolencia y la distracci�n del conductor mediante visi�n artificial. Este sistema tiene como objetivo principal localizar el rostro y los ojos del conductor para analizarlos a trav�s del tiempo y generar un �ndice de somnolencia y uno de distracci�n. [24]. De igual forma en otro proyecto como objetivo b�sico del trabajo ha consistido en la detecci�n autom�tica, mediante t�cnicas de radar y redes neuronales, de cuerpos que se encuentren delante de un veh�culo, tanto veh�culos como peatones, para aumentar la seguridad.[25]. En IEEE Latin American se desarrollo este proyecto que trata sobre un nuevo clasificador para discriminar entre la persona y el fondo, bajo parcial oclusi�n. Para construir el clasificador, el HOG (Histograma de gradientes orientados) junto con el SVM (Support Vector Machine) e IL (Logic Inference) algoritmos.[26]. En Espa�a se realizo un proyecto para la detecci�n de peatones se divide en dos algoritmos principales que hacen uso de informaci�n visual en el dominio visible y en el infrarrojo lejano, para poder hacer fren-te a las distintas iluminaciones del entorno. En el algoritmo basado en luz visible, los obst�culos que sobresalen del suelo son detectados mediante t�cnica de v-disparity, y posteriormente clasificados.[27]

En el caso de limitaci�n sensorial que existen en la asistencia a la conducci�n proyectos cuyo objetivo es proteger a los peatones puede deberse a que detectar peatones con un sistema artificial es una tarea muy complicada, en el que los sensores de distancias, como el radar o el l�ser, tienen la ventaja de ofrecer medidas de distancias directas. Entre sus desventajas destacan su baja resoluci�n y la tendencia a interferir con otros sensores pr�ximos, esto como desventaja de los sistemas. [28]

 

Tabla 3. Metodolog�a sobre detecci�n del rostro en el conductor

 

Tabla 4. Metodolog�a sobre detecci�n de obst�culos y peatones

 

Resultados

Una vez analizado la metodolog�a de cada una de la tesis, art�culos cient�ficos y documentos sistem�ticos se realizo un promedio de resultados para cada detecci�n de im�genes tanto para el conductor como para detecci�n de obst�culos que pueden ser peatones o autom�viles en s�; se lleg� a los resultados de sistema porcentual expresada en la tabla 5.

Tabla 5. Resultados en porcentaje de metodolog�as sobre detecci�n de obst�culos y peatones

 

Metodolog�a	Resultados		Conclusiones
	Detecci�n de im�genes al conductor	Detecci�n de obst�culos y peatones�
�Visi�n Artificial/ Visi�n por computadora	96.50%	85%	Los resultados se obtuvieron a partir de un promedio en cada uno de los proyectos, y se obtuvo que en la detecci�n de fatiga o somnolencia del conductor es probable mitigar o eliminar un accidente en a carretera que la detecci�n de obst�culos, debido a muchas interferencias f�sicas (d�a, noche).
An�lisis y sistemas SERSESTRA		70%	3000 muestras positivas y 4000 muestras negativas, dando como resultado que no es factible este tipo de sistema debido a la complejidad de detecci�n en entornos de se�ales y privaciones de actos de los peatones
Fusi�n sensorial	99%	98%	Se puede exhibir que este tipo de metodolog�a es la que mejores resultados se obtuvo, debido a que contiene la combinaci�n de c�maras y sensores anal�gicos, dando como resultado una mejor respuesta del sistemas y m�s precisi�n para la acci�n.
HOG y SVM		96%	Es un m�todo muy factible, pero limitante para detecci�n de entornos
Inteligencia Artificial con mapeo de rutas		90%	Resultado esperado en mapeo de rutas mediante GPS pero su respuesta no es tiempo real, tiene retrasos en el sistema, con una adaptaci�n de mejora podr�a mejor su respuesta
Sistema antibloqueo de Frenos ABS, por tac�metro o control de velocidad		98%	Este sistema se limita al control d velocidad para la protecci�n pasiva, es decir solo para las personas dentro del veh�culo, no es aconsejable para el tema de estudio
Fusi�n sensorial, visi�n artificial, sensor de ritmo cardiaco y ox�metro	98%		Resultado esperado debido a la fusi�n de sensores, para la detecci�n de �nimo del conductor, ambiente y percepci�n del conductor.
Ssitemas de deteccion por radar		85%	En las comunicaciones mediante radar se observa un porcentaje alto, pero con algunas desventajas debido a distorsiones y recolecci�n e datos err�neos

 

Discusi�n

Como recomendaciones explicitas se puede obtener la conclusi�n que para la asistencia a la conducci�n mediante m�todos inteligentes existen recomendaciones tanto restrictivas como laxas sobre la inserci�n de metodolog�as inteligentes en la asistencia a la conducci�n. Las asociaciones profesionales con intereses en la asistencia suelen ser m�s pr�cticas y con mejores resultados en la interpretaci�n y detenci�n tanto de obst�culos como de �nimo del conductor. En la actualidad hay un gran auge de algoritmos o programas de asistencia a la conducci�n mediante plataformas de programaci�n (Arduino, RaspBerry, microchips,etc), en concreto, en pa�ses como Espa�a,� existe gran entusiasmo respecto a estos proyectos, especialmente en los referidos a la detecci�n de obst�culos y carriles para la acci�n predeterminada. Se trata adem�s de uno de los pa�ses que albergan gran n�mero de accidentes automovil�sticos seg�n la Organizaci�n Mundial de la Salud Ginebra la misma que seg�n documentos sistem�ticos se realizan recomendaciones estrictamente sobre el conductor y sus niveles de �nimos, sociol�gicos, familiares y econ�micos. Sin embargo, los argumentos de las sociedades profesionales est�n basados en intereses corporativos m�s que en la evidencia cient�fica.[7],[29],[30]

Aunque las bases de datos consultadas albergan un volumen importante de informaci�n sobre resultados positivos, probablemente exista informaci�n cient�fica sobre el tema objeto de estudio que no haya sido identificada en ellas. Por otra parte, la b�squeda manual realizada para identificar parte de los documentos incluidos ha permitido establecer un promedio estad�stico para el an�lisis de los resultados seg�n su importancia. [7]

Los accidentes automovil�sticos aumentan debido a niveles sociol�gicos, econ�micos y familiares de los conductores, provocando en muchas veces perdidas de la raz�n. En un estudio llevado a cabo en la Organizaci�n Mundial de la Salud Ginebra dio como resultado que 3500 personas fallecen a diario en las carreteras, decenas de millones de personas sufren heridas o discapacidades cada a�o. Cabe recalcar que a�n no hay datos de alguna organizaci�n ver�dica sobre los resultados comprobados en accidentes automovil�sticos con la adaptaci�n de alguno d estos proyectos, por lo que es muy factible realizar m�s eventos y muestras de cada resultado y obtener un promedio estad�stico real y fehaciente. [7]

Adem�s, cuando no se realiza los suficientes sistemas de seguridad para cada uno de proyectos puede provocar mayor nivel de accidentes, debido a que cada adaptaci�n manipula los sistemas de los automotores, tal como los frenos ABS, los sistemas de iluminaci�n y el�ctricos, por lo que debe existir una restricci�n para los niveles de seguridad tanto activa como pasiva para la adaptaci�n de los mismos al entorno social automotriz. No se puede pensar que los procesos y adaptaciones pueden ser 100% seguras y confiables, hay que tener en cuenta que estos proyectos se dirigen a automotores con ning�n da�o mec�nico, el�ctrico o electr�nico, ya que de lo contrario las consecuencias de la prevenci�n tambi�n pueden ser perjudiciales, puesto que ninguna que no existir� seguridad medular o principal por lo que es necesario ser cautos a la hora de recomendar en la marca de autom�vil. Los continuos procesos de investigaci�n dan lugar a que se produzcan modificaciones en los en lo algoritmos y mejorarlos, esto es una buena opci�n y ventaja antes de producirlo al mercado recurrente. Por ejemplo, en un proyecto de Toyota company se adapt� la detecci�n de obst�culos dando como resultado la disminuci�n de velocidad, dando buenos resultados, pero una vez realizado muchos m�todos de prueba y error, aunque en nuestro pa�s a�n no llegan dichos automotores con esa tecnolog�a. Otro de los aspectos importantes a la hora de realizar el test utilizado, los test deben no deben ser simples, al contrario, deben ser complejos, seguros y precisos. Tambi�n se sugiere que los test utilizados sean r�pidos, muy coordinados y se puedan realizar f�cilmente por los distintos profesionales de la investigaci�n e ingenier�a, siendo necesario realizar un estudio exhaustivo antes y despu�s d e las pruebas para la facilidad de comprensi�n intervenci�n de mejoras. Hay mucha menos informaci�n sobre los test de accidentes automovil�sticos despu�s de la adaptaci�n de alguna organizaci�n mundial o regional, debido a que en la poblaci�n no existe cooperaci�n y no se han encontrado estudios comparativos entre cada uno de los proyectos. [7]

En conclusi�n, la adaptaci�n de proyectos con Fusi�n sensorial es la mejor adaptaci�n para evitar un accidente automovil�stico, con un porcentaje de validez del 98% en cuanto a test interno. Cabe recalcar que no existe evidencia por alguna organizaci�n territorial o mundial que permita recomendar una adaptaci�n 100% al medio, pero si como temas de investigaci�n y an�lisis de mejora. El que no exista suficiente evidencia no quiere decir que el que las adaptaciones al medio no tengan valor, sino que este valor no se ha identificado y cuantificado de manera adecuada, al igual que tampoco se han encontrado mucho desfase entra datos positivos y negativos al momento de realizar los respectivos test durante el turn on de cada proyecto. Como se ha se�alado previamente, la adaptaci�n se debe siempre regir a la marca, modelo y situaci�n mec�nica del automotor, sobre todo en autos de uso p�blico. Ser�a recomendable, adem�s, que las diferentes asociaciones se centrasen en realizar recomendaciones basadas en una base a organizaciones estad�sticas de accidentes y no simplemente en base cient�fica. Tambi�n ser�a necesario identificar el personal especializado m�s apropiado para realizar estos test m�s apropiada con los que se consigan obtener mejores resultados.[7]

 

Conclusiones

En conclusi�n, la adaptaci�n de proyectos con Fusi�n sensorial es la mejor adaptaci�n para evitar un accidente automovil�stico, con un porcentaje de validez del 98% en cuanto a test interno. Cabe recalcar que no existe evidencia por alguna organizaci�n territorial o mundial que permita recomendar una adaptaci�n 100% al medio, pero si como temas de investigaci�n y an�lisis de mejora.

Sistema antibloqueo de Frenos ABS, por tac�metro o control de velocidad es una buena opci�n, pero tiene limitaciones al momento de alguna falla electr�nica en la recolecci�n de datos a trav�s del tac�metro, lo que es aconsejable un buen sistema de seguridad para controlar tanto la adaptaci�n con el sistema principal de autom�vil.

En las comunicaciones mediante radar se observa un porcentaje alto, pero con algunas desventajas debido a distorsiones y recolecci�n de datos err�neos, al momento de cambios f�sicos al medio, pero en conclusi�n es una buena adaptaci�n al rango cient�fico.

Resultado esperado en mapeo de rutas mediante GPS pero su respuesta no es tiempo real 100%, tiene retrasos en el sistema, con una adaptaci�n de mejora podr�a mejor su respuesta.�

An�lisis y sistemas SERSESTRA se obtuvo 3000 muestras positivas y 4000 muestras negativas, dando como resultado que no es factible este tipo de sistema debido a la complejidad de detecci�n en entornos de se�ales y privaciones de actos de los peatones.

 

Agradecimientos

Agradezco a la Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, por permitirme formar parte de este proceso acad�mico, as� mismo a los organizadores de la SECTEI 2021 que contribuyen al crecimiento cient�fico de los participantes y de la Instituci�n. �

 

Referencias

1. Organizaci�n Mundial de la Salud, �Informe Mundial Sobre Prevenci�n De Los Traumatismos Causados Por El Tr�nsito,� World Heal. Organ., pp. 52�53, 2004, doi: 10.1016/S1131-3587(07)75236-6.
2. G. M. P. A and F. W. S. L, �Sistema Avanzado de Asistencia al Conductor Empleando Visi�n Artificial en Veh�culos de Transporte P�blico,� 2019.
3. D. M. Gonz�lez, �� Desarrollo de Interfaz para Visualizaci�n de Algoritmos de Asistencia a la Conducci�n ,�� 2018.
1. Sergio and S. R�bano, �Detecci�n de Veh�culos en Entornos Viarios �ndice General,� p. 103, 2015.
4. F. E. Sailema and M. A. Jurado, �Reconocimiento De Se�ales De Tr�nsito Reglamentarias ,� pp. 1�9.
5. E. Tecnica, S. D. E. Ingenieros, and C. Y. Puertos, �Sistemas de conducci�n semiaut�noma en v�as urbanas,� 2018.
6. E. M. L. And�jar, C. �lvarez-Dardet, and D. Gil-Gonz�lez, �Evidencia cient�fica y recomendaciones sobre cribado de agudeza visual. Revisi�n bibliogr�fica,� Rev. Esp. Salud Publica, vol. 86, no. 6, pp. 575�588, 2012.
7. J. �lvarez P�rez, �Aplicaci�n para seguridad vial en veh�culo inteligente,� 2013.
8. T. F. De Grado, �� Aplicaci�n Android para Seguimiento de Peatones en Entornos Viarios � Viarios J�ssica Cecibel Arrobo Sarango,� 2016.
9. M. J. Flores Calero, �Sistema avanzado de asistencia a la conducci�n mediante visi�n por computador para la detecci�n de la somnolencia,� p. 219, 2009.
10. C. Hilario, �Detecci�n de Peatones en el Espectro Visible e Infrarrojo para un Sistema Avanzado de Asistencia a la Conducci�n,� Tesis Dr., pp. 1�245, 2008.
11. M. Edy Susanto, �済無No Title No Title,� J. Chem. Inf. Model., vol. 53, no. 9, pp. 1689�1699, 2019, doi: 10.1017/CBO9781107415324.004.
12. E. I. Gutierrez Ruiz and R. T. Velasquez Vasquez, �Ca At C Ic As Ca,� p. 128, 2019.
13. �No Title复杂产品数字样机多性能耦合分析与仿真的若干关键技术研究 及其应用.�

9. Garc�a Daza, �Detecci�n de fatiga en conductores mediante fusi�n de sistemas ADAS,� Univ. Alcala, Esc. Politec. Super., p. 130, 2011.

14. W. L. L�pez Romero, �SISTEMA DE CONTROL DEL ESTADO DE SOMNOLENCIA EN CONDUCTORES DE VEH�CULOS Trabajo,� Univ. T�cnica Ambato, p. 122, 2016.

9. Para et al., �Projecte fi de carrera,� 2012.

15. �Autor : Almudena Dom�nguez Fern�ndez,� 2011.
16. Jorge Guerra del Castillo Fernando, �Detecci�n y seguimiento de peatones mediante fusi�n sensorial.�
17. N. M. Cruz, �INGENIER�A INDUSTRIAL Autora : Natalia Mor�n Cruz,� 2013.
1. Villarroel and J. Ortiz, �Universidad T�cnica De Ambato,� Repo.Uta.Edu.Ec, vol. 593, no. 03, p. 130, 2011.
18. L. I. Herr, �Trabajo de Fin de Grado SaferAuto Sistema de asistencia a la conducci �,� 2019.
19. F. J. Alonso, J. E. Naranjo, J. G. Zato, M. Ariza, and F. Aparicio, �Integraci�n de diferentes sistemas ADAS en un interfaz de usuario adaptado a las caracter�sticas del conductor.�
20. M. J. Flores, J. M. Armingol M, and A. de la Escalera, �Sistema avanzado de asistencia a la conducci�n para la detecci�n de la somnolencia,� RIAI - Rev. Iberoam. Autom. e Inform. Ind., vol. 8, no. 3, pp. 216�228, 2011, doi: 10.1016/j.riai.2011.06.009.
21. F. V. Monasterio, G. D. I. De Control, U. De Cantabria, G. D. I. De Control, U. De Cantabria, and L. A. Renter�a, �DETECCI�N E IDENTIFICACI�N DE PEATONES Y VEH�CULOS MEDIANTE RADAR PARA AYUDA A LA CONDUCCI�N,� pp. 5�7, 2018.
22. M. J. Flores Calero, M. Aldas, J. Lazaro, A. Gardel, N. Onofa, and B. Quinga, �Pedestrian detection under partial occlusion by using logic inference, HOG and SVM,� IEEE Lat. Am. Trans., vol. 17, no. 9, pp. 1552�1559, 2019, doi: 10.1109/TLA.2019.8931190.
23. D. Olmeda, B. Musleh, and L. D. S. Inteligentes, �Detecci� on de Peatones para Sistemas de Asistencia a la Conducci� on,� pp. 985�990, 2012.
24. C. Hilario, J. M. Collado, J. M. Armingol, and A. de la Escalera, �Detecci�n de peatones para veh�culos inteligentes basada en modelos de contornos activos y visi�n est�reo,� no. November 2014.
25. M. Vel�squez and J. Andr�s, �Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=30400711,� 2005.
26. R. D. E. L. Estado, J. Luis, and C. Al�ez, �UTILIZANDO T�CNICAS DE VISI�N POR COMPUTADOR �,� 2018.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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