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Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial RIAI
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Vol. 14. Núm. 2.
Páginas 152-162 (abril - junio 2017)
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Vol. 14. Núm. 2.
Páginas 152-162 (abril - junio 2017)
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Sistema de detección de señales de tráfico para la localización de intersecciones viales y frenado anticipado
Traffic sign detection system for locating road intersections and braking advance
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Gabriel Villalón-Sepúlveda, Miguel Torres-Torritia, Marco Flores-Calerob,
Autor para correspondencia
mjflores@espe.edu.ec

Autor para correspondencia.
a Departamento de Ingeniería Eléctrica, Pontificia Universidad Católica de Chile, Vicuña Mackenna 4860, Casilla 306, Correo 22, Santiago, Chile 782 - 0436r
b Departamento de Eléctrica y Electrónica, Universidad de las Fuerzas Armadas-ESPE, Av. Gral. Rumiñahui s/n, PBX 171-5-231B, Sangolquí, Pichincha, Ecuador
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Resumen

En este trabajo se presenta un sistema de detección de señales de tráfico aledañas a intersecciones viales y rotondas, y un análisis para conocer su capacidad de detección en función de la distancia. El método propuesto está basado en la segmentación por color sobre el espacio RGB-normalizado (ErEgEb) para la generación de regiones de interés (ROIs), la clasificación del tipo de señal usando los espacios YCbCr y ErEgEb para construir una plantilla estadística, donde para eliminar el fondo se ha propuesto una función de distribución de probabilidad que modeliza el color de los objetos de interés. El sistema está especializado en dos tipos de señales: disco Pare y triángulo invertido de Ceda el Paso. Luego se analiza su desempeño, al compararlo con el método de Viola & Jones, donde se verifica la capacidad de detección a diferentes distancias. Para distancias menores a 48 metros, el método propuesto ha logrado una tasa de detección del 87.5% en el caso de la señal de Ceda el Paso, y del 95.4% en el caso del disco Pare, mientras que para distancias inferiores a 30 metros la detección lograda es del 100%. Estos resultados son superiores a los reportados en la mayoría de la literatura existente, la cual a diferencia del presente trabajo no aborda la sensibilidad de los métodos propuestos ante la variación de la distancia a las señales de tráfico aún cuando esto es uno de los principales desafíos en la implementación de sistemas de asistencia al conductor aplicables al mundo real. Los experimentos han sido desarrollados sobre una base de datos de señales de tráfico, generadas a partir de imágenes tomadas en varias calles de la ciudad de Santiago, Región Metropolitana, Chile, usando un vehículo experimental diseñado para desarrollar sistemas inteligentes.

Palabras clave:
Intersección vial
accidentes
señales de tráfico
plantillas estadísticas
distancia
color
Chile
Abstract

This paper describes a system for traffic sign detection from surrounding traffic intersections and analysis for the ability of detection depending on the distance is presented. The method is based on segmentation by color on the RGB-normalized space (ErEgEb) for generating regions of interest (ROIs), the classification of the type of signal using YCbCr and ErEgEb spaces to build a statistical template, where to remove the background has proposed a probability distribution function that models the color of the objects of interest and its background. This system is specialized in Stop and Give way signs.

After that when compared to the Viola & Jones method where the detection capability is verified at different distances is then analyzed. For distances less than 48 meters, this method reaches a detection rate of 87.5%, in the case of Give way sign and 95.4% regarding the Stop sign, while for distances less than 30 meters the detection rate is 100%. These results are higher than those in the state of the art. Experiments have been developed over a traffic signs database, generated from images taken in several streets of the Santiago, Metropolitan Region, Chile, using an experimental vehicle designed to develop intelligent systems.

Keywords:
Distance
color
road intersection
accidents
traffic signs
statistics templates
Bibliografía
[Abramowitz and Stegun, 1972]
M. Abramowitz, I.A. Stegun.
Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables.
1st Edition, Dover, (1972),
[Baya et al., 2008]
Baya, H., Essa, A., Tuytelaarsb, T., Van Goola, L., June 2008. Speeded-Up Robust Features (SURF) 110 (3), 346–359.
[Carrasco, 2009]
Carrasco, J., 2009. Advanced driver assistance system based on computer vision using detection, recognition and tracking of road signs. Ph.D. Thesis, Laboratorio de Sistemas Inteligentes, Universidad Carlos III de Madrid.
[CONASET, 2014]
CONASET, 2014. Observatorio de datos de accidentes. URL https://estadconaset.mtt.gob.cl/
[Dalal, 2006]
Dalal, N., 2006. Finding people in images and videos. Ph.D. Thesis, Institut National Polytechnique de Grenoble.
[Fleyeh et al., 2013]
Fleyeh, H., Biswas, R., Davami, E., July 2013. Traffic sign detection based on adaboost color segmentation and svm classification. pp. 2005-2010.
[Flores, 2009]
Flores, M., 2009. Sistema avanzado de asistencia a la conducción mediante visión por computador para la detección de la somnolencia. Ph.D. Thesis, Laboratorio de Sistemas Inteligentes, Universidad Carlos III de Madrid.
[Flores et al., 2007]
M. Flores, M. Armingol, A. Escalera de la.
New probability models for face detection and tracking in color images.
IEEE International Symposium on Intelligent Signal Processing, WISP 2007, (Oct 2007), pp. 1-6
[Fraser, 2005]
B. Fraser.
Traffic accidents scar Latin America's roads.
, 366 (August-September 2005), pp. 703-704
[Greenhalgh and Mirmehdi, 2012]
J. Greenhalgh, M. Mirmehdi.
Real-time detection and recognition of road traffic signs.
IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 13 (December 2012), pp. 1498-1506
[Han et al., 2015]
Han, Y., Virupakshappa, K., Oruklu, E., 2015. Robust traffic sign recognition with feature extraction and k-NN classification methods. In: 2015 IEEE International Conference on Electro/Information Technology (EIT). pp. 484-488.
[Hastie et al., 2009]
T. Hastie, R. Tibshirani, J. Friedman.
The Elements of Statistical Learning.
2nd Edition, Springer, (2009),
[Horgan et al., 2015]
Horgan, J., Hughes, C., McDonald, J., Yogamani, S., 2015. Vision-Based Driver Assistance Systems: Survey, Taxonomy and Advances. In: IEEE 18th International Conference on Intelligent Transportation Systems (ITSC). pp. 2032-2039.
[Huang et al., 2014]
Huang, Z., Yu, Y., Gu, J., 2014. A Novel Method for Traffic Sign Recognition based on Extreme Learning Machine, 1451-1456.
[Jain and Li, 2005]
A.K. Jain, S.Z. Li.
Handbook of Face Recognition.
Springer-Verlag New York, Inc, (2005),
[Lau et al., 2015]
Lau, M.M., Lim, K.H., Gopalai, A.A., 2015. Malaysia Traffic Sign Recognitio on with Convolutional Neural Network, 1006-1010.
[Li et al., 2015]
H. Li, F. Sun, L. Liu, L. Wang.
A novel traffic sign detection method via color segmentation and robust shape matching.
Neurocomputing., 169 (May 2015), pp. 77-88
[Lillo et al., 2015]
J. Lillo, I. Mora, C. Figuera, J.L. Rojo.
Traffic sign segmentation and classification using statistical learning methods.
Neurocomputing, 1 (November 2015), pp. 286-299
[Mesriani Law Group, 2015]
Mesriani Law Group, 2015. Accidents caused by dangerous intersections. URL http://www.hg.org/article.asp?id=7652
[Mogelmose et al., 2012]
A. Mogelmose, M.M. Trivedi, T.B. Moeslund.
Vision-based traffic sign detection and analysis for intelligent driver assistance systems: Perspectives and survey.
IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 13 (December 2012), pp. 1484-1497
[National Highway Traffic Safety Administration, 2015]
National Highway Traffic Safety Administration, 2015. URL http://www.nhtsa.gov/
[Nguyen et al., 2014]
Nguyen, B.T., Shim, J., Kim, J.K., 1 2014. Fast traffic sign detection under challenging conditions. pp. 749-752.
[Nie et al., 2012]
Nie, Y., Chen, Q., Chen, T., Sun, Z., Dai, B., September 2012. Camera and lidar fusion for road intersection detection. pp. 273-276.
[Perez-Perez et al., 2013]
Perez-Perez, S.E., Gonzalez-Reyna, S.E., Ledesma-Orozco, S.E., Avina-Cervantes, J.G., 2013. Principal component analysis for speed limit Traffic Sign Recognition. In: 2013 IEEE International Autumn Meeting on Power Electronics and Computing (ROPEC). pp. 1-5.
[RAL, 2012]
RAL, 2012. Driver assistance system. Robotics and Automation Laboratory, School of Engineering, Pontificia Universidad Católica de Chile. URL http://ral.ing.puc.cl/datasets/intersection/index.htm
[Salti et al., 2015]
S. Salti, A. Petrelli, F. Tombari, N. Fioraio, L. DiStefano.
Traffic sign detection via interest region extraction.
Pattern Recognition, 48 (June 2015), pp. 1039-1049
[Viola and Jones, 2001a]
Viola, P., Jones, M., 2001a. Rapid object detection using a boosted cascade of simple features. In: Computer Vision and Pattern Recognition, 2001. CVPR 2001. Proceedings of the 2001 IEEE Computer Society Conference on. Vol. 1. pp. I–511–I–518 vol.1.
[Viola and Jones, 2001b]
Viola, P., Jones, M., 2001b. Robust real-time face detection. In: Computer Vision, 2001. ICCV 2001. Proceedings. Eighth IEEE International Conference on. Vol. 2. pp. 747-747.
[Viola et al., 2005]
P.A. Viola, M.J. Jones, D. S..
Detecting pedestrians using patterns of motion and appearance.
International Journal of Computer Vision, 63 (July 2005), pp. 153-161
[World Health Organization, 2015a]
World Health Organization WHO, 2015a. La oms y la fia aúnan esfuerzos para mejorar la seguridad vial. URL http://www.who.int/mediacentre/news/releases/2003/pr11/es/
[World Health Organization, 2015b]
World Health Organization WHO, 2015b. Lesiones causadas por el tránsito. URL http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs358/es/
[World Health Organization, 2015c]
World Health Organization WHO, 2015c. Road traffic injuries.
[Zaklouta and Stanciulescu, 2012]
F. Zaklouta, B. Stanciulescu.
Real-time traffic-sign recognition using tree classifiers.
IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 13 (December 2012), pp. 1507-1514
[Zaklouta and Stanciulescu, 2014]
F. Zaklouta, B. Stanciulescu.
Real-time traffic sign recognition in three stages.
Robotics and Autonomous Systems, 62 (2014), pp. 16-24
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