Diseño de un sistema de semaforización inteligente para controlar flujo vehicular a partir de procesamiento de imágenes

Abstract

El presente trabajo de grado se llevó a cabo con el objetivo de diseñar un sistema de semaforización inteligente para controlar el flujo vehicular a partir del procesamiento de imágenes. Para comenzar con el diseño del sistema se procedió a realizar una identificación del tráfico vehicular de la zona en momentos de congestión, descongestión y flujo normal, esto mediante experiencia del grupo de trabajo sobre el lugar. Posterior a este análisis, se procede a investigar anteriores proyectos enfocados en la misma problemática para conocer sobre alternativas, falencias y soluciones que hayan propuesto los autores. Una vez definida la forma de análisis de las imágenes recolectadas en la vía, se estudian las posibles formas de interpretar la información para dar con un método capaz de interpretar las variables de entrada (tráfico), procesar la información y entregar salidas (tiempos) que se ajusten a la situación que se está presentando; este método fue la lógica difusa. Una vez establecidas estas herramientas se procedió con la elección y compra de sensores exteriores del semáforo para medición de condiciones climáticas del día, se calibraron e incluyeron al sistema. Con todas las partes integradas, se comenzó con las pruebas para corroborar la lectura, interpretación y entrega de datos desde la toma de fotografías hasta las salidas que da el sistema hacia las luces LED del semáforo. Finalmente, contando con todos estos componentes, se comienza con el diseño y las pruebas del sistema adicional de toda la estructura, el back up de energía, donde se construye el sistema relé – transistor que mantiene la energía circulando en casos de fallas eléctricas. En cuanto a las pruebas del sistema se destaca la importancia de: primero, el procesamiento de imágenes para lograr establecer tiempos dinámicos en las intersecciones viales y segundo, la gran ventaja de contar con un sistema pequeño pero muy efectivo para evitar caos vehicular y daños de componentes por bajones de electricidad como lo es el Back up de energía

The following thesis was carried out with the aim of designing an intelligent traffic light system to control traffic flow using image processing. First of all, an identification of vehicular traffic in the area was implemented on a busy road to check for traffic conditions like normal vehicular flow, and traffic jams caused by congestion on the road, usually during peak hours. That information was acquired by the group member’s experience. Secondly, keeping in mind the earlier data interpretation obtained. Previously focused projects were reached out and examined to look for different alternatives, shortcomings and solutions their authors had proposed. Thirdly, once the images have been collected, analyzed and the road defined. Possible ways of reading the information are studied in order to discover a method capable of interpreting the input variables (traffic), processing the information and delivering outputs (times) that are adjusted to the situation that is being presented; this method is fuzzy logic. Finally, once tools were established, the next step was to proceed to choose and buy external sensors that fit best for traffic lights to measure daily weather conditions, they were calibrated and included in the system. All parts integrated, the tests began to corroborate the reading, interpretation and data delivery from the photographs taken to the outputs given by the system to the traffic light’s LED lights. Last but not least, with all these components in mind. The entire system structure gets designed and tested, as well as energy back-up, where the relay-transistor system is built keeping the energy circulating in cases of electrical failure. In regards to system testing, it’s key to highlight the importance of image processing to establish dynamic times in road intersections and the great advantage of having a small but quite an effective and productive structure to avoid heavy traffic and damage of components due to power outages such as the energy back up.