Señal de identificación de semáforos para visión computarizada.

Señal de identificación de semáforos de peatones, utilizando un dispositivo electrónico de guiado urbano con visión computarizada,

para personas ciegas o con deficiencia visual. La señal es cilíndrica o prismática, presenta marcas que contienen información codificada como la identificación del semáforo, e información que caracteriza el semáforo y el cruce. La señal puede ser reconocida en 360°, hay versiones para un menor ángulo de visión. La señal principal de identificación del semáforo puede tener señales de identificación secundarias. Para la visualización en condiciones adversas de iluminación o climatológicas, la señal, puede ser reflectante, fluorescente, fosforescente o iluminarse en los rangos visibles, infrarrojo o ultravioleta del espectro electromagnético.

Esta señal de identificación se puede utilizar para identificar otro tipo de elementos urbanos.

SEÑAL DE IDENTIFICACiÓN DE SEMÁFOROS PARA VISiÓN COMPUTERIZADA

Sector de la técnica La presente invención se encuentra comprendida dentro del sector destinado a la señalización y orientación urbana para personas ciegas o con deficiencia visual, interpretadas por visión computerizada.

Antecedentes de la invención

Existen semáforos que emiten señales sonoras para facilitar a los invidentes cruzar la calzada cuando el semáforo de peatones está en verde. Estos semáforos dan buenos resultados cuando los cruces son sencillos, cuando los cruces son en varias direcciones o con islas intermedias, los semáforos con señales sonoras confunden a los invidentes, pudiendo producirse atropellos.

Existen semáforos donde el peatón ciego mediante mandos a distancia, señales electromagnéticas u otros sistemas, activa las señales acústicas en función del estado del semáforo, como se muestra en las patentes GB2212960, CN2671547 ó JP8191854. Estos semáforos tienen el problema ya comentado para los sonoros.

Existen semáforos adaptados a las personas con deficiencias visuales los cuales modifican las formas de las luces, para facilitar la interpretación por personas con deficiencia visual, como se muestra en la patente CN201725434. Estos semáforos no ofrecen una solución a las personas ciegas para cruzar la calzada.

Existen semáforos con cámara y software de visión computerizada que detectan si hay peatones o vehículos en los cruces, estos semáforos facilitan la activación cuando llega un peatón, como se muestra en la patente CN101799987 ó ES2214953. Estos sistemas de visión computerizada no son capaces de reconocer a las personas ciegas o con deficiencia visual, para facilitarles el paso de la calzada con seguridad.

Existen guías enterradas en el suelo con cables magnéticos, hilos conductores o tags RFID, que indican a través de un sensor a las personas ciegas el camino que han de seguir y el estado del semáforo, como se expone en la' patente DE3711469, CN101239014 ó CN102218008. Estos sistemas de ayuda a los invidentes tienen un coste de instalación y mantenimiento muy altos. Limitan los movimientos de las personas invidentes a las zonas que tienen las guías y obligan a utilizar dispositivos de detección especiales que ha de adquirir el ciego.

Una de las principales razones por las que no se adaptan o instalan semáforos que garanticen el cruce de la calzada con seguridad es su coste adquisición, instalación y mantenimiento. Instalar semáforos para peatones ciegos o con deficiencia visual, que son utilizados puntualmente por estos peatones supone un coste que no se suele asumir, estos semáforos adaptados se limitan en algunas poblaciones exclusivamente al centro urbano o cruces con mucho tránsito de peatones.

Existen sistemas de guiado con dispositivos electrónicos específicos, teléfonos móviles, gafas con cámara o bastones para personas ciegas, que utilizan sistemas de posicionamiento GPS y bases de datos con mapas para la orientación en entornos urbanos y el trazado de rutas para ir de un lugar a otro. Como la patente JP2000325389, que expone unas gafas con cámara que ayuda con visión computerizada en el guiado de las personas. Estos dispositivos son de gran utilidad.

Existen marcas para facilitar el análisis de imágenes por visión computerizada, utilizadas para proporcionar información variada como enlaces web, precios, correos electrónicos, etc ... En los entornos de Realidad Aumentada también se utilizan marcas para posicionar objetos virtuales. Estas marcas suelen estar impresas en dos colores uno claro y otro oscuro, que tengan un alto contraste.

Existen aplicaciones informáticas en fase investigación y desarrollo, que emplean la visión computerizada para el reconocimiento del estado de los semáforos, utilizando dispositivos electrónicos como teléfonos móviles y comunicando acústicamente el estado del semáforo a la persona ciega. El "Computer Vision and Pattern Recognition Group", la "University of California" y la "Universidad Rey Juan Carlos" están desarrollando aplicaciones para la detección del estado de semáforos, tanto para peatones como vehículos.

Los dispositivos que utilizan software de visión computerizada para la detección de semáforos e identificación de su estado, tiene ciertas limitaciones para el reconocimiento de los semáforos y su estado. Algunos de los problemas que dificultan el reconocimiento de semáforos con software de visión computerizada son:

-Para garantizar que el software reconoce correctamente el semáforo, se ha de mirar de frente o con una variación muy pequeña de ángulo; si la cámara lo ve de lado interpreta que es un semáforo para otra dirección y no lo identifica como el semáforo que se quiere utilizar para cruzar la calzada.

-En los cruces donde los semáforos están a una distancia superior a 20 metros, no se garantiza que el software detecte que está viendo un semáforo, si no lo reconoce como semáforo no puede por tanto identificar su estado.

-Los cruces donde se pueden ver más de un semáforo de frente, confunden al software de visión computerizada, porque puede interpretar un semáforo que no es el que el peatón quiere utilizar.

-En los cruces con isla intermedia, el software puede confundirse de semáforo, en los casos donde los dos semáforos no estén con en el mismo estado.

-En condiciones de visión adversas o baja iluminación, el software de visión computerizada, no puede reconocer los perfiles del semáforo y por consiguiente no lo puede reconocer como un semáforo.

-Existe una gran variedad de modelos de semáforos, el software de visión computerizada, puede tener grandes dificultades y un bajo rendimiento si ha de estar preparado para reconocer múltiples modelos de semáforo, sus especificaciones pueden ser muy variadas en cuanto a la dimensión, forma, colores de las luces, número de luces, la distribución de las luces, si tiene un contador de cuenta atrás, etc ...

-Los dispositivos de guiado electrónico, los lleva un peatón que puede estar parado o en movimiento, la captación de imágenes en movimiento, crea una distorsión y desenfoque en las imágenes, lo que dificulta el reconocimiento de los semáforos por software de visión computerizada.

-Cuando la cámara ya no detecta el semáforo, no puede saber la si la persona invidente está

siguiendo la ruta correcta.

-Los sistemas de posicionamiento global como el GPS, tienen un margen de error de entre 3 y 10 metros, esta desviación de la posición real en la mayoría de aplicaciones no es un problema. Con un dispositivo electrónico de guiado por visión computerizada, si la localización del semáforo se determina por GPS no hay garantías de que se esté identificando el semáforo correcto.

Todos estos problemas que se plantean en el reconocimiento de los semáforos de peatones y de su estado, pueden causar un grave accidente o la muerte a los peatones ciegos o con deficiencia visual.

No son conocidas soluciones técnicas como la descrita en la presente invención que solucionen estos problemas.

Objeto de la invención Dotar a los semáforos de peatones de una señal que los identifique, para mejorar su reconocimiento por visión computerizada con dispositivos electrónicos de guiado para personas ciegas o con deficiencia visual.

Descripción de la invención La presente invención ofrece soluciones a varios de los problemas que se plantean en el reconocimiento de semáforos de peatones por visión computerizada.

Se plantea una nueva señal que contiene la información que identifica a cada semáforo, y que dispone de medios para garantizar la eficacia de los dispositivos y sistemas de reconocimiento por visión computerizada.

Una gran ventaja que ofrece esta invención con respecto a otras es su bajo coste en la adaptación de los semáforos existentes o su inclusión en los nuevos semáforos. Estas señales no necesitan ningún mantenimiento periódico y su duración es igualo mayor a la vida útil del semáforo.

Los peatones, incluidos los ciegos o con deficiencia visual que se desplazan en entornos urbanos utilizan los semáforos de peatones o los pasos de peatones para cruzar la calzada de forma segura. Las personas ciegas o con deficiencia visual para ir de un punto a otro en un entorno urbano utilizan dispositivos electrónicos de guiado, implementados en dispositivos electrónicos específicos,...

1. Sistema de identificación de semáforos para personas ciegas o con visión reducida caracterizado por disponer de una señal (1) preferentemente cilíndrica (1') o prismática (1") con al menos 4 marcas (5) que cubren 3600 (2) con respecto al eje (3) vertical de las luces del semáforo de peatones (4) . Cada marca (5) tiene un marco (6) de reconocimiento para visión computerizada e información codifica (7) para ser interpretada con un dispositivo de guiado electrónico (8) por visión computerizada, cada marca contiene la información de la identificación del semáforo y la identificación específica de las condiciones de entorno. Cada marca también puede contener información del modelo del semáforo, el modelo de la señal, la geolocalización del semáforo, la orientació~ del semáforo, posición en la que está la marca con respecto a las luces, la altura de la señal con respecto al suelo, la anchura de la zona de paso, el ancho de la calzada, nº de luces del semáforo, distribución de la luces del semáforo, forma de las luces del semáforo, la duración del semáforo en sus diferentes estados, dirección de circulación de los vehículos, estado del semáforo, los límites de la zona de paso, si la zona de paso es con doble semáforo, si la zona de paso tiene una isla central e información adicional; la señal y la marca tienen una dimensión definida para cada modelo y tiene al menos una línea vertical

(12) y al menos una línea horizontal (13) con las que se determina su orientación con respecto al suelo; la señal dispone de medios convencionales de sujeción como abrazaderas o bridas, y es solidaria al semáforo o tiene un mástil independiente.

2. Sistema de identificación de semáforos para personas ciegas o con vísión reducida de acuerdo a la reivindicación 1, caracterizado por disponer de 1 a 4 marcas (5) que cubren un rango entre 1 a 3590 con respecto al eje vertical de las luces del ~emáforo de peatones.

3. Sistema de identificación de semáforos para personas ciegas o con visión reducida de acuerdo a la reivindicación 2, caracterizado por que tiene una marca (14) relacionada con las luces (16) del semáforo de peatones y tiene la información de la identificación del semáforo (17) en cada una de las luces del semáforo de peatones, la identificación del semáforo es visible cuando se activan las luces.

4. Sistema de identificación de semáforos para personas ciegas o con visión reducida de acuerdo a la reivindicación 1, caracterizado por que dispone al menos de una señal secundaria (19) que tiene su propio mástil (20) o dispone de un anclaje sobre una estructura existen con medios convencionales como tornillos, abrazaderas, pegado o sujeción magnética. Las marcas (21) de la s.eñal secundaria contiene información de la identificación del semáforo con el que se relaciona. Cada marca de la señal secundaria también puede contener información de la marca (1) del semáforo de peatones, la distancia y orientación con respecto al semáforo, el modelo de la señal secundaria, la localización de la señal secundaria, la altura de la señal secundaria con respecto al suelo, la distancia y posición de la zona de paso.

5. Sistema de identificación de semáforos para personas ciegas o con visión reducida de acuerdo a la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que la zona clara (22) de la marca tiene características reflectantes o fluorescentes o fosforescentes, utilizando pinturas o recubrimientos convencionales con estas propiedades.

6. Sistema de identificación de semáforos para personas ciegas o con visión reducida de acuerdo a la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por el contraste entre la zona clara y oscura de la marca se tiene en los rangos de radiación electromagnética del infrarrojo o el ultravioleta, utilizado pinturas y recubrimientos que reflejan estos rangos de radiación.

7. Sistema de identificación de semáforos para personas ciegas o con visión reducida de acuerdo a la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que la señal (23) está realizada con un material que permite el paso de la fuente de luz (24) que ilumina la zona clara

(22) de la marca. La fuente de luz tiene una conexión (25) al circuito electrónico (26) del semáforo que activa la luz de paso o tiene al menos un foto-sensor electrónico

(27) que detecta el encendido de la luz de paso, para activar o desactivar la fuente de luz de la señal. La fuente de luz puede emitir color blanco o los mismos colores que la señal de peatones.

8. Sistema de identificación de semáforos para personas ciegas o con visión reducida de acuerdo a la reivindicación 7, caracterizado por que la señal tiene una fuente de luz

(24) que emite en el rango de la radiación electromagnética infrarrojo o ultravioleta.

9. Sistema de identificación de semáforos para personas ciegas o con visión reducida de acuerdo a la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que la señal en su marca tiene un

identificador para otro tipo de objetos que formen parte del entorno urbano como señales de tráfico, pasos de peatones, zonas seguras de paso, paradas de transporte público.