SISTEMA DE VISIÓN PARA EL CONTROL DE OCUPACIÓN DE VEHÍCULOS EN UNA ESTACIÓN DE PEAJE.

La presente invención permite el control automático de ocupación de vehículos en una estación de peaje.

Dicho sistema automático comprende medios para la adquisición de imágenes de un vehículo a controlar, medios para el tratamiento de las imágenes adquiridas y la detección de caras dentro del vehículo y su conteo. Según el número de ocupantes validadas, se procede a aplicar un descuento en el peaje.

SISTEMA DE VISIÓN PARA EL CONTROL DE OCUPACIÓN DE

Campo técnico La presente invención se refiere a un sistema y procedimiento, basados en la visión, que permiten el control automático de ocupación de vehículos en una estación de peaje.

Antecedentes En los últimos años ha ido incrementándose la sensibilización por el ahorro energético, lo que ha llevado a potenciar el uso del transporte público, y en el campo del transporte privado, a fomentar el uso compartido del automóvil.

Sin embargo, en las autopistas de peaje, se ha podido comprobar que un 85 % de los vehículos están ocupados por una sola persona en las horas punta, lo cual supone una utilización ineficaz del transporte. Para mejorar este hecho, ya se han implantado varías políticas de fomento del uso compartido del coche, por ejemplo aplicando una diferenciácíón de tarifas, para bonificar el peaje a los vehículos con 3 o más personas, considerados como vehículos de alta ocupación, VAO. La aplicación de un descuento al peaje motiva a los usuarios de las vías públicas de compartir sus vehículos.

Esta comprobación en las vías manuales la puede llevar a cabo el mismo operador, pero en las vías automáticas hay que utilizar sistemas automáticos de verificación que permiten distinguir los ocupantes de los vehículos en todas las condiciones de iluminación. Los sistemas que hasta ahora han estado propuestos operan de dos formas muy distintas: unos se basan en sistemas de detección con sensores situados alrededor del vehículo, es decir sistemas externos, y otros con sistemas embarcados, es decir sistemas internos, que transmiten los datos recogidos en el interior del vehículo al paso por el peaje.

Los sistemas instalados en el interior del vehículo del estado de la técnica permiten detectar el número de ocupantes directamente mediante sensores internos, y transmitir esta información, ya sea por microondas o radio frecuencia, a su paso por cada estación de peaje. En algunos sistemas se diferencian las frecuencias ultrasónicas emitidas a partir del latido cardíaco de los ocupantes. Otros sistemas han propuesto una cámara que permite la detección y diferenciación de ojos, o de un lector de huellas dactilares. La desventaja de estos sistemas es que requieren un equipamiento interno instalado, que independientemente del coste que pueda representar, requiere una adaptación del vehículo de cada usuario, lo que supone un impedimento que no ha permitido ser aplicado. Además, los sistemas basados en un equipamiento interno de detección tampoco han conseguido niveles de fiabilidad suficientemente buenos.

Por lo tanto, se prefieren sistemas externos para determinar el número de ocupantes en un vehículo. Actualmente como sistema externo, se aplica la visión por ordenador a la detección externa de la figura humana, pero no se ha conseguido la fiabilidad necesaria para poder ser utilizado en la explotación de las autopistas de peaje. Además, estos sistemas del estado de la técnica presentan las dificultades derivadas de los efectos de los reflejos producidos por los vidrios, la falta de luz en el interior de los vehículos, las ocultaciones que se producen por la disposición de los asientos y apoyacabezas, o por el punto de vista de la cámara utilizada y también, las restricciones que supone el uso de parasol en los parabrisas, o de vidrios teñidos en la parte posterior.

Por ejemplo, existen sistemas externos para controlar el uso correcto de carriles para VAOs. Hay una cámara que está posicionada en el lado del carril para VAOs para controlar la ocupación de los vehículos. Sin embargo, su posición en un lado sólo evita que la cámara pueda captar todos los ocupantes dentro del vehículo dado que siempre existen ocultaciones por asientos o pasajeros con una única cámara.

Por ejemplo, existen sistemas externos que comprenden una cámara situada en una posición por encima de un carril de la carretera para controlar la ocupación captando una imagen frontal del vehículo Sin embargo, la cámara se debe montar en una posición suficientemente alta para que puedan pasar todo tipo de vehículos, también vehículos altos, como camiones o autobuses. Esto hace que la cámara tenga un ángulo de visión muy inclinado que no deja ver todo el interior del vehículo.

Otros sistemas usan sensores de infrarrojo para detectar fuentes de radiación infrarroja dentro del vehículo. Sin embargo, los vidrios de los vehículos hoy en día contienen habitualmente elementos que reflejan los infrarrojos para evitar el calentamiento del vehículo. Esto significa, que los sensores de infrarrojo suponen una barrera para los infrarrojos que no permite la determinación segura y fiable del número de ocupantes.

Por lo tanto, sería deseable proporcionar un sistema y procedimiento para el control de ocupación de los vehículos en las estaciones de peaje que permita detectar el número de ocupantes con fiabilidad alta y en tiempo real. Este sistema y procedimiento está orientado a eliminar tanto los efectos de los reflejos en los parabrisas que complican la detección de ocupantes dentro del vehículo como las ocultaciones que pueden dar como resultado un número ficticio de ocupantes menor que el número real.

Resumen de la invención

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento que permita detectar de manera segura y fiable el número de ocupantes en un vehículo y aplicar, si la ocupación cumple con los requisitos mínimos, un descuento a la tarifa de peaje. Dicho procedimiento comprende las etapas de adquirir al menos dos imágenes de un vehículo con al menos dos cámaras, eliminar los efectos de los reflejos en los parabrisas y determinar el número de ocupantes en el vehículo.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un programa de ordenador que contenga instrucciones para llevar a cabo las etapas de los procedimientos descritos, y reproduzca los efectos de los distintos medios que forman parte del sistema descrito.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un medio legible por ordenador que contenga instrucciones para llevar a cabo las etapas de los procedimientos descritos, y reproduzca los efectos de los distintos medios que forman parte del sistema descrito.

Con el sistema, procedimiento, y dispositivo de la presente invención se obtiene un nivel muy alto de fiabilidad basándose en el análisis de al menos dos imágenes obtenidas por al menos dos cámaras instaladas en una estación de peaje. Se consigue la detección segura de todos los ocupantes del vehículo, obviando las ocultaciones y los efectos de los reflejos en los parabrisas, operando en todas las condiciones de iluminación y en todo tipo de vehículo.

Dibujos La FIG. 1 ilustra un sistema para el control de ocupación de vehículos del estado de la técnica.

La FIG. 3 ilustra un interfaz de control para un sistema de control de ocupación de vehículos a modo de ejemplo.

Las FIGs. 4A-4D ilustran diagramas de flujo describiendo etapas individuales del procedimiento según la invención.

Descripción detallada de la invención El sistema y procedimiento según la presente invención permiten determinar, de forma automática, si un vehículo transporta un número mínimo de pasajeros, para poder aplicar descuentos a vehículos considerados de alta ocupación 0/AO) , para fomentar así el uso colectivo del transporto privado.

Para poder efectuar descuentos a los vehículos que tengan un mínimo número de pasajeros, considerados de alta ocupación, en las vías automáticas de una estación de peaje, se ha desarrollado un sistema automático de verificación del número de ocupantes del vehículo. Entre los problemas del estado de la técnica que se ha resuelto, están:

) Las condiciones variables de iluminación...

1. Sistema automático para el control de ocupación de vehículos en una estación de peaje que comprende medios para adquirir imágenes; medios para eliminar los efectos de los reflejos en el parabrisas; y medios para determinar el número de ocupantes en el vehículo; en el que los medios para adquirir imágenes comprenden al menos dos

cámaras, en el cual cada cámara adquiere por lo menos una imagen.

2. Sistema según la reivindicación 1, en el que las cámaras tienen una posición lateral respecto al vehículo a controlar, y hay por lo menos una cámara en cada lado de la vía por la cual circula el vehículo.

3. Sistema según la reivindicación 2, en el que dichos medios para adquirir imágenes incluyen cámaras emparejadas, por ejemplo, de dos, cuatro u ocho cámaras, y dichas cámaras emparejadas están al menos a dos niveles diferentes de altura.

4. Sistema según la reivindicación 2, que comprende además un sistema de iluminación, un control automático o programable del tiempo de exposición, medios para la gestión de datos, medios para el almacenamiento de datos y al menos un interfaz de control.

5. Sistema según la reivindicación 2, en el que los medios para adquirir imágenes adquieren múltiples imágenes que representan más de 50 imágenes en secuencia.

6. Sistema según la reivindicación 2, en el que los medios para eliminar los efectos de los reflejos en el parabrisas incluyen medios para el tratamiento iterativo de imágenes, y comprende

medios para detectar contornos en cada imagen; medios para identificar el parabrisas en cada imagen a partir de los contornos detectados; y medios para determinar la luminosidad en el interior del vehículo.

7. Sistema según la reivindicación 6, en el que los medios para determinar la luminosidad comprende medios para generar una máscara alrededor del parabrisas identificado; medios para generar un histograma de luminosidad en base al área de la máscara; medios para determinar los valores que representan el entorno exterior y los valores que representan el interior del vehículo en base a un umbral determinado; y

medios para llevar a cabo un proceso de ajuste de la ganancia en el que se excluyen los efectos de los reflejos en el parabrisas.

8. Sistema según la reivindicación 7, en el que los medios para llevar a cabo un proceso de ajuste de la ganancia comprende medios para enfocar la zona en el histograma que pertenece a la

luminosidad del interior del vehículo; y medios para ensanchar dicha zona enfocada.

9. Sistema según la reivindicación 2, en el que los medios para determinar el número de ocupantes comprende medios para detectar elementos faciales en cada imagen; medios para evaluar la fiabilidad del reconocimiento facial en base a al

10. Sistema según la reivindicación 10, en el que el al menos un umbral de fiabilidad es superior a un valor predeterminado.

11. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los medios para adquirir imágenes adquieren imágenes cuando el vehículo está parado en la estación de peaje.

12. Sistema según la reivindicación 11, en el que los medios para adquirir imágenes adquieren imágenes además durante la aproximación del vehículo a la estación de peaje.

13. Procedimiento para el control de ocupación de vehículos en una estación de peaje, que comprende las etapas de

adquirir al menos dos imágenes de un vehículo con al menos dos cámaras, una imagen por cámara; eliminar los efectos de los reflejos en el parabrisas; y determinar el número de ocupantes en el vehículo.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que las cámaras tienen una posición lateral respecto al vehículo a controlar, y hay por lo menos una cámara en cada lado de la vía por la cual circula el vehículo.

15. Procedimiento según la reivindicación 14, en el que las cámaras son cámaras emparejadas, por ejemplo, dos, cuatro u ocho cámaras, y dichas cámaras emparejadas están al menos a dos niveles diferentes de altura.

17. Procedimiento según la reivindicación 14, en el que la etapa de adquirir al menos dos imágenes incluye adquirir múltiples imágenes que representan más de 50 imágenes en secuencia.

18. Procedimiento según la reivindicación 14, en el que la etapa de eliminar los efectos de los reflejos en el parabrisas incluye un tratamiento iterativo de imágenes, y comprende detectar contornos en cada imagen; identificar el parabrisas en cada imagen a partir de los contornos

detectados; y ajustar la luminosidad de adquisición a la del interior del vehículo.

19. Procedimiento según la reivindicación 18, en el que la etapa de determinar la luminosidad comprende generar una máscara alrededor del parabrisas identificado; generar un histograma de luminosidad en base al área de la máscara; determinar los valores que representan el entorno exterior y los valores

que representan el interior del vehículo en base a un umbral determinado; y llevar a cabo un proceso de ajuste de la ganancia en el que se excluyen los efectos de los reflejos en el parabrisas.

20. Procedimiento según la reivindicación 19, en el que la etapa de llevar a cabo un proceso de ajuste de la ganancia comprende enfocar la zona en el histograma que pertenece a la luminosidad del

interior del vehículo; y ensanchar dicha zona enfocada.

21. Procedimiento según la reivindicación 14, en el que la etapa de determinar el número de ocupantes comprende detectar elementos faciales en cada imagen; evaluar la fiabilidad del reconocimiento facial en base a al menos un

localizar y contar las caras de los ocupantes del vehículo en cada imagen.

22. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el

que la etapa de adquirir imágenes se lleva a cabo cuando el vehículo está parado en la estación de peaje.

23. Procedimiento según la reivindicación 22, en el que la etapa de adquirir

imágenes se lleva a cabo además durante la aproximación del vehículo 10 a la estación de peaje.

24. Medio legible por ordenador que comprende instrucciones, que una vez son ejecutadas por un ordenador, llevan a cabo el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 13 al 23.