Advanced techniques for traffic monitoring using inductive sensors

Abstract

El objetivo principal de este proyecto es el desarrollo de técnicas avanzadas para gestión del tráfico de vehículos usando un Detector de Bucles Inductivos (ILDs). Para ello, en primer lugar se desarrolla e implementa un ILD que va a proporcionar huellas inductivas de los vehículos que transitan por una vía. Además de las funciones tradicionales de medida de aforamientos de tráfico, tales como densidad, ocupación y clasificación de vehículos, se pretende conseguir el reconocimiento de los mismos mediante el análisis de la señal de su huella. Basándose en la infraestructura existente en las carreteras para realizar los aforamientos de tráfico que usa fundamentalmente bucles inductivos, modificaciones de los equipos detectores van a permitir incluir además la función de re-identificación, para su uso en aplicaciones de control y supervisión de tráfico de vehículos. Por lo tanto, y aunque la tecnología de los detectores de bucles inductivos está totalmente extendida y en uso en este momento, se le añade una función de captura de las huellas inductivas del vehículo que permite aplicaciones adicionales de reconocimiento de los mismos para mejorar la clasificación, detección de velocidad con una sola espira, y re-identificación para aplicaciones de control y supervisión del tráfico rodado. Este trabajo presenta un sistema completo para clasificación de vehículos compuesto de un detector de bucles inductivos y los correspondientes algoritmos o.ff-line. El sistema detecta la presencia de vehículos mediante un desplazamiento en el periodo de oscilación del bucle de forma que las huellas de los vehículos detectados se registran mediante la duración de un número prefijado de pulsos de oscilación. En este trabajo nos centraremos en la cuestión, todavía no resuelta a día de hoy, de contar el número de vehículos (clasificándolos en tres tipos, coches, furgonetas y camiones) que circulan por una carretera. El método clásico para tal propósito consiste en la estimación de la longitud del vehículo usando las huellas inductivas obtenidas en dos bucles y, a continuación, las clasifica de acuerdo con un umbral preestablecido. Para la clasificación de los vehículos que circulan por una vía, presentamos un sistema bastante simple que usa esas huellas inductivas y la transformada discreta de Fourier (OFf, del inglés Discrete Fourier Transfonn). Para abordar el problema de clasificación en tres tipos de vehículos (como mencionábamos antes, coches, furgonetas y camiones) se propone un algoritmo heurístico basado en decisión por umbrales y en la magnitud del primer máximo espectral obtenido aplicando el análisis DFf a la huella inductiva del vehículo obtenida a partir de un único blucle. Además, el método aquí desarrollado puede aplicarse a huellas de vehículos capturadas con otros tipos de sensores. En este trabajo compararemos nuestro sistema con métodos de clasificación clásicos basados en la estimación de la longitud del vehículo obtenida a partir de dos bucles. Los resultados experimentales muestran que el criterio basado en la magnitud de la DFT exhibe un error de clasificación más bajo que el alcanzado con dichos métodos, con la enorme ventaja de la utilización de un único bucle. Por último, dado el elevado coste de estas pruebas en escenarios reales cada vez que una nueva técnica está siendo estudiada, hemos desarrollado un modelo avanzado del detector de bucles inductivos que claramente supera los modelos que se han usado tradicionalmente con unos resultados muy similares a los obtenidos directamente usando el prototipo de ILD que hemos desarrollado.