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Sistema de control de movimiento de vagones ferroviarios no tripulados basado en reconocimiento de imágenes

Autores: Tseng, Yuan-Wei; Hung, Tsung-Wui; Pan, Chung-Long; Wu, Rong-Ching

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2019

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Acceso abierto

Artículo científico
2019

Sistema de control de movimiento de vagones ferroviarios no tripulados basado en reconocimiento de imágenes


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería de Sistemas

Palabras clave

Construir sistema de piloto automático
Vagones de ferrocarril no tripulados
Tecnología de visión por computadora
Señales predefinidas
Sistema de control de movimiento
Reconocimiento de imagen

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 22

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El objetivo principal de este trabajo es construir un sistema de piloto automático para trenes sin conductor basado en tecnología de visión por computadora en un entorno luminoso fijo. Cuatro señales gráficas predefinidas de diferentes colores y formas sirven como comandos de movimiento de aceleración, desaceleración, reversa y parada para el sistema de control de movimiento de los trenes basado en reconocimiento de imágenes. Los clasificadores fuertes de las señales predefinidas fueron entrenados en base al entrenamiento de características tipo Haar y AdaBoosting de la Biblioteca de Visión por Computadora de Código Abierto (OpenCV). Se han realizado integraciones completas del sistema como hardware, controladores de dispositivos, protocolos, un programa de aplicación en Python y una interfaz hombre-máquina. Los objetivos de esta investigación incluyen: (1) Verificar la viabilidad de las señales gráficas predefinidas como comandos de un sistema de control de movimiento de trenes con visión por computadora a través de experimentos; (2) Proporcionar soluciones confiables para el control de movimiento de trenes sin conductor, basado en reconocimiento de imágenes a un costo asequible. Los resultados del experimento verifican exitosamente la metodología propuesta y el sistema integrado. En el programa principal, cada señal predefinida debe ser detectada al menos tres veces en imágenes consecutivas dentro de 0.2 s antes de que el sistema confirme la detección. Esta característica de filtro digital puede filtrar detecciones falsas y hacer que la tasa de detecciones correctas se acerque al 100%. Después de detectar una señal predefinida, se observó que el sistema podía generar nuevos comandos de movimiento para conducir los trenes en un plazo de 0.3 s. Por lo tanto, tanto el rendimiento en tiempo real como la precisión del sistema son buenos. Dado que los dispositivos de detección y control del sistema propuesto consisten únicamente en computadora, cámara y señales predefinidas, tanto los costos de implementación como de mantenimiento son muy bajos. Además, el sistema propuesto es inmune a interferencias electromagnéticas, por lo que es ideal para integrarse en sistemas populares de Control de Trenes Basado en Comunicación por Radio (CBTC) en ferrocarriles para mejorar la seguridad de las operaciones.

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