25 November, 2020 Revista Digital sobre Patentes, Marcas y Propiedad Intelectual

Diseñan dispositivo para conducción segura de tractocamiones

Por Amelia Gutiérrez Solís

Colima, Colima.  (Agencia Informativa Conacyt).- Investigadores de la Universidad de Colima (Ucol) y de la Universidad Rey Juan Carlos, de Madrid, España, desarrollan el proyecto de investigación Diagnóstico de distracción de conductores en tractocamiones de carga.

El profesor investigador de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (FIME) de la Ucol, Andrés Gerardo Fuentes Covarrubias, doctor en tecnologías de la información y sistemas informáticos por la Universidad Rey Juan Carlos, señaló que el tema de seguridad vial en Colima, sobre todo en carreteras, es crítico, por lo que diseñan un instrumento que permita conocer si los conductores de transporte de carga están distraídos.

La investigación, que surgió como su tesis doctoral en 2010, en España, aborda la conducta de los choferes que los sitúa en una posición de riesgo, causada por la distracción o por la somnolencia, ya que en un momento dado la conducción es durante la noche.

El objetivo es dotar a los tractocamiones de carga y autobuses de un dispositivo que permita la conducción segura e identifique distracciones de manejo de alto riesgo por parte de los choferes y que permita la intervención, mediante una alarma, ante su ocurrencia.

Análisis de tres variables

Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿Cómo se lleva a cabo este análisis?

Andrés Gerardo Fuentes Covarrubias (AGFC): Inicialmente exploramos solamente una variable, en este caso la posición de las manos en el volante y diseñamos un videosensor para detectar si las dos manos estaban en el volante.

Dr-Andrés-Gerardo-Fuentes-Covarrubias-3.jpgDr. Andrés Gerardo Fuentes Covarrubias.Actualmente estamos explorando otras variables, estamos abordando el problema mediante la técnica denominada fusión de datos que se utiliza en la sensórica, sobre todo si los sensores son de diversa tecnología, si no son homogéneos para el intercambio de información.

Nosotros identificamos tres variables a detectar para tener un diagnóstico más exacto acerca del estado mental que guarda el conductor, a diferencia de solamente explorar la posición de las manos y si las dos manos se encuentran junto al volante. Estamos pensando en conocer el estado mental correspondiente al electroencefalograma del conductor, específicamente para saber si está prestando atención o si se encuentra en una posición de relajación mental, que pudiéramos inferir si está dormido o cerca del sueño. Esa es una de las variables que se introducirá en el nuevo sistema.

De esta manera se exploraría un sensor de tipo visual por medio de una videocámara y sus rutinas de control respectivo y aparte un sensor de electroencefalografía.

Por otra parte, dentro del estado del arte, hemos identificado que los niveles de oximetría, que es el procedimiento para medir la concentración del oxígeno en la sangre, también pueden inferir un posible estado de somnolencia.

aComo los tres sensores son de diversa tecnología, la técnica de fusión de datos permite construir un sistema que sea robusto y que, a la vez, tenga una sola salida, sumando las salidas de los tres sensores.

AIC: ¿Ya está patentando este sistema?

AGFC: Estamos por registrar la primera parte de la patente, exclusivamente en lo relacionado al videosensor, tanto el método como el aparato que detecte el estado del conductor, es decir, si se encuentra en una situación de riesgo en la conducción o no.

También estamos en registro de la base de datos de imágenes porque creemos que es bueno extender la información a la comunidad científica que estudia el fenómeno. Para muchos investigadores es complicado tener muestras de imágenes en tiempo real, así que si tenemos una base de datos sin tratar, ayudará a otros estudiosos del tema para que puedan llevar a cabo las pruebas de sus algoritmos.

AIC: ¿En qué consiste el método?

AGFC: El método se refiere específicamente al algoritmo que detecta si un conductor está en situación de riesgo mientras maneja por la posición de las manos frente al volante. Prácticamente lo que estamos protegiendo del método son los resultados que ya obtuvimos de manera experimental.

Cabe señalar que la patente es una extensión de la que ya se otorgó en España por parte del primer equipo de investigación, en el que participé mientras estudiaba el doctorado en tecnologías de información y sistemas informáticos en la Universidad Rey Juan Carlos, en Madrid.

Dispositivo-para-conducción-segura-de-tractocamiones.jpgEn España se patentó el método inicial y el aparato inicial, pero en esa ocasión se trabajó con una cámara de video comercial. Mientras que en esta investigación la diferencia de la extensión de patente versa sobre el método porque en la primera patente se trabajó con una cámara de tipo monocular y ahora estamos usando una cámara de tipo estereoscópica.

Este método de detección utiliza una técnica bioinspirada en forma tal que los algoritmos muestran en qué posición se encuentra el conductor frente al volante y si su postura significa una posición de riesgo; la manera de modelar el volante y la sintetización de la elipse que forma su contorno es necesaria porque los vehículos, según las marcas, tienen diferente geometría del volante y su posición central es distinta frente al tablero. Por lo tanto, como el videosensor trabaja en tiempo real, su funcionamiento debe ser de tipo adaptativo a la forma y contorno del volante y, obviamente, a la anatomía del conductor.

El método examina todas esas variables para ser completamente autónomo en cuanto a su configuración y a su trabajo en tiempo real.

AIC: ¿Cómo funciona el aparato?

AGFC: El aparato está compuesto por tres elementos, el primero de ellos es el videosensor que se diseñó en la FIME, específicamente la cámara estereoscópica, la circuitería y el software, que se conoce como firmware, el cual básicamente funciona en un System-on-Chip (SoC).

Respecto a la encefalografía, estamos trabajando en nuestro diseño propio, pero las pruebas las estamos realizando con una diadema comercial que fabrica NeuroSky.

Dispositivo para conducción segura

El doctor Andrés Gerardo Fuentes Covarrubias escribió el resultado de su investigación en el artículo científico Videosensor for the Detection of Unsafe Driving Behavior in the Proximity of Black Spots, el cual fue aceptado para su publicación por la revista internacional Sensors, indexada en el Journal Citation Reports, en su número 14, en octubre de 2014.

Dispositivo para conducción segura

El doctor Andrés Gerardo Fuentes Covarrubias escribió el resultado de su investigación en el artículo científico Videosensor for the Detection of Unsafe Driving Behavior in the Proximity of Black Spots, el cual fue aceptado para su publicación por la revista internacional Sensors, indexada en el Journal Citation Reports, en su número 14, en octubre de 2014.

En lo que se refiere a oximetría, la última versión utiliza un sensor infrarrojo de montaje superficial inalámbrico porque las normas internacionales recomiendan que los dispositivos de seguridad para los conductores traten de ser lo menos invasivos posibles, con el fin de no provocar molestias.

AIC: ¿Cuáles son los avances de la investigación?

AGFC: Ya se tiene una base de datos y estamos afinando el método con la base de datos de imágenes para la parte del videosensor, la nueva versión. Y para lo experimental, respecto a oximetría y encefalografía, intervenimos los dos investigadores de la Ucol, el doctor en tecnologías de información y sistemas informáticos Ricardo Fuentes Covarrubias y su servidor.

En esta investigación asumimos que tener a un conductor sensorizado nos permite conocer el estado de salud que este guarda y el comportamiento que tiene ante el volante para evitar accidentes viales provocados por conductas de manejo de alto riesgo.

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