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Final Degree Project: Traffic Infraction Supervisor (SMIT)

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Diseño e implementación de sistema de monitorización de infracciones de tráfico.

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Final Degree Project: Traffic Infraction Supervisor (SMIT)

  1. 1. 5º Ingeniería Informática 17 de Septiembre de 2008 SMIT Diseño e implementación de sistema de monitorización de infracciones de tráfico Iván Pretel García Eduardo Castillejo Gil
  2. 2. <ul><li>Descripción general </li></ul><ul><li>Objetivos </li></ul><ul><li>Motivaciones </li></ul><ul><li>Reconocimiento de señales. . . . 10 min </li></ul><ul><li>Dispositivo móvil. . . . . . . . . . . . . 5 min </li></ul><ul><li>Sistema experto. . . . . . . . . . . . . 10 min </li></ul><ul><li>Aplicaciones futuras </li></ul><ul><li>Conclusiones </li></ul>Contenido Proyecto fin de carrera: SMIT 5 min 5 min
  3. 3. <ul><li>Descripción general </li></ul><ul><li>Objetivos </li></ul><ul><li>Motivaciones </li></ul><ul><li>Reconocimiento de señales </li></ul><ul><li>Dispositivo móvil </li></ul><ul><li>Sistema experto </li></ul><ul><li>Aplicaciones futuras </li></ul><ul><li>Conclusiones </li></ul>Contenido Proyecto fin de carrera: SMIT
  4. 4. Proyecto fin de carrera: SMIT <ul><li>Participación de 3 subsistemas: </li></ul><ul><ul><li>Sistema de reconocimiento óptico de señales de tráfico </li></ul></ul><ul><ul><li>Aplicación móvil </li></ul></ul><ul><ul><li>Sistema experto </li></ul></ul>Descripción general (1/2)
  5. 5. Proyecto fin de carrera: SMIT <ul><li>Reconocimiento de señales de limitación de velocidad y almacenamiento de excesos </li></ul><ul><li>Tratamiento de esos excesos </li></ul><ul><ul><li>Alerta de intervención inmediata </li></ul></ul><ul><ul><li>Generación y almacenamiento de las sanciones </li></ul></ul>Descripción general (2/2)
  6. 6. Proyecto fin de carrera: SMIT
  7. 7. <ul><li>Descripción general </li></ul><ul><li>Objetivos </li></ul><ul><li>Motivaciones </li></ul><ul><li>Reconocimiento de señales </li></ul><ul><li>Dispositivo móvil </li></ul><ul><li>Sistema experto </li></ul><ul><li>Aplicaciones futuras </li></ul><ul><li>Conclusiones </li></ul>Contenido Proyecto fin de carrera: SMIT
  8. 8. Proyecto fin de carrera: SMIT <ul><li>Objetivo principal: reducir el número de víctimas en la carretera </li></ul><ul><ul><ul><li>Ajuste de la velocidad, reducción del número de accidentes </li></ul></ul></ul><ul><li>Vigilancia total </li></ul>Objetivos (1/2)
  9. 9. Proyecto fin de carrera: SMIT <ul><li>Reducción de costes (radares, controles de velocidad, etc) </li></ul><ul><li>Mayor automatización del proceso de sanción a infractores </li></ul><ul><li>Ayuda al proceso de gestión de tráfico </li></ul>Objetivos (2/2)
  10. 10. <ul><li>Descripción general </li></ul><ul><li>Objetivos </li></ul><ul><li>Motivaciones </li></ul><ul><li>Reconocimiento de señales </li></ul><ul><li>Dispositivo móvil </li></ul><ul><li>Sistema experto </li></ul><ul><li>Aplicaciones futuras </li></ul><ul><li>Conclusiones </li></ul>Contenido Proyecto fin de carrera: SMIT
  11. 11. Proyecto fin de carrera: SMIT <ul><li>Uso de nuevas tecnologías </li></ul><ul><li>Inteligencia artificial </li></ul><ul><li>Deseo de aprender </li></ul><ul><li>Resolver un problema real </li></ul><ul><li>Posibles aplicaciones reales </li></ul>Motivaciones
  12. 12. <ul><li>Descripción general </li></ul><ul><li>Objetivos </li></ul><ul><li>Motivaciones </li></ul><ul><li>Reconocimiento de señales </li></ul><ul><li>Dispositivo móvil </li></ul><ul><li>Sistema experto </li></ul><ul><li>Aplicaciones futuras </li></ul><ul><li>Conclusiones </li></ul>Contenido Proyecto fin de carrera: SMIT
  13. 13. Proyecto fin de carrera: SMIT
  14. 14. Proyecto fin de carrera: SMIT 80
  15. 15. Proyecto fin de carrera: SMIT Proceso de reconocimiento Captura Identificación de patrones Digitalización Reconocimiento 90
  16. 16. Proyecto fin de carrera: SMIT <ul><li>Mediante OpenCV </li></ul><ul><li>Se identifican círculos (cvHoughCircle) </li></ul><ul><li>Se crea una imagen de tamaño 30x30 </li></ul>Identificación de patrones (x,y) (x-R,y+R) R y x
  17. 17. Proyecto fin de carrera: SMIT <ul><li>Comparación de valores RGB </li></ul><ul><li>Límite de tolerancia </li></ul><ul><ul><ul><li>Media aritmética de 24 muestras = 171,24 </li></ul></ul></ul>Digitalización de muestras 150 200 235
  18. 18. Proyecto fin de carrera: SMIT <ul><li>Red Neuronal </li></ul><ul><ul><ul><li>Entradas: 30x30 = 900 entradas </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Salidas: 11 salidas </li></ul></ul></ul>Reconocimiento de límites (1/2) 0,564(10) 0,561(20) 0,984(30) 0,185(40) … 0,589(110) 0,345(120) 900 11
  19. 19. Proyecto fin de carrera: SMIT <ul><li>Entrenamiento con 22 imágenes </li></ul><ul><ul><ul><li>11 claras y 11 con ruido </li></ul></ul></ul><ul><li>Backpropagation </li></ul><ul><ul><ul><li>Ajusta los pesos de las neuronas proporcionando al algoritmo la entrada y la salida que queremos que retorne la red </li></ul></ul></ul><ul><li>Fichero de red </li></ul><ul><ul><ul><li>Se almacenan los pesos de las neuronas </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Se lee cuando se arranca el programa </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Así no entrena la red cada vez que se ejecuta el programa </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Permite una fácil actualización </li></ul></ul></ul>Reconocimiento de límites (2/2)
  20. 20. Proyecto fin de carrera: SMIT Demostración
  21. 21. <ul><li>Descripción general </li></ul><ul><li>Objetivos </li></ul><ul><li>Motivaciones </li></ul><ul><li>Reconocimiento de señales </li></ul><ul><li>Dispositivo móvil </li></ul><ul><li>Sistema experto </li></ul><ul><li>Aplicaciones futuras </li></ul><ul><li>Conclusiones </li></ul>Contenido Proyecto fin de carrera: SMIT
  22. 22. Proyecto fin de carrera: SMIT
  23. 23. Proyecto fin de carrera: SMIT <ul><li>Uso por parte de los agentes de tráfico </li></ul><ul><li>Consulta de información del vehículo y conductor </li></ul><ul><li>Consulta de excesos de velocidad registrados </li></ul><ul><li>Envío de excesos al sistema experto </li></ul><ul><li>Recepción de acciones a tomar y actualización del registro de infracciones del vehículo </li></ul>Características
  24. 24. Proyecto fin de carrera: SMIT <ul><li>Consulta de información del vehículo </li></ul><ul><li>Consulta de información del titular del vehículo </li></ul><ul><li>Consulta de excesos de velocidad registrados por el sistema de reconocimiento de señales </li></ul><ul><li>Envío de excesos al sistema experto </li></ul>Operaciones disponibles
  25. 25. Proyecto fin de carrera: SMIT <ul><li>Servicios web de vehículos: para obtener la información relativa al propio vehículo, su titular, los excesos registrados… </li></ul><ul><li>Servicio web de comparación de velocidades: para enviar los excesos transformados en infracciones al sistema experto y que éste procese las sanciones correspondientes </li></ul><ul><li>Base de datos SQLite… de forma indirecta </li></ul><ul><li>¡Plataforma .NET! </li></ul>Comunicación con…
  26. 26. Proyecto fin de carrera: SMIT Base de datos
  27. 27. Proyecto fin de carrera: SMIT <ul><li>.NET Framework </li></ul><ul><li>.NET Compact Framework </li></ul><ul><li>Servicios web </li></ul><ul><li>XML </li></ul><ul><li>SOAP </li></ul><ul><li>SQLite </li></ul><ul><li>Algoritmo de cifrado ARC-4 </li></ul>Tecnologías utilizadas
  28. 28. Proyecto fin de carrera: SMIT Demostración
  29. 29. <ul><li>Descripción general </li></ul><ul><li>Objetivos </li></ul><ul><li>Motivaciones </li></ul><ul><li>Reconocimiento de señales </li></ul><ul><li>Dispositivo móvil </li></ul><ul><li>Sistema experto </li></ul><ul><li>Aplicaciones futuras </li></ul><ul><li>Conclusiones </li></ul>Contenido Proyecto fin de carrera: SMIT
  30. 30. Proyecto fin de carrera: SMIT
  31. 31. Proyecto fin de carrera: SMIT
  32. 32. Proyecto fin de carrera: SMIT
  33. 33. Proyecto fin de carrera: SMIT <ul><li>Tipo de problema: clasificación </li></ul><ul><li>El entorno </li></ul><ul><ul><ul><li>Infracción cometida </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>El conductor que la realiza </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Su vehículo </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Infracciones anteriores cometidas </li></ul></ul></ul><ul><li>Fuente de información </li></ul><ul><ul><ul><li>Boletín Oficial de las Cortes Generales del 6 de julio de 2005 </li></ul></ul></ul>Análisis
  34. 34. Proyecto fin de carrera: SMIT <ul><li>En teoría : Encaminamiento hacia atrás </li></ul><ul><ul><li>Datos recogidos al principio y disponibles siempre </li></ul></ul><ul><ul><li>Número de posibles respuestas finito y reducido </li></ul></ul><ul><li>En la práctica : Encaminamiento hacia delante </li></ul><ul><ul><li>Drools de JBoss es un motor de reglas que solo admite encaminamiento hacia delante </li></ul></ul>Diseño y desarrollo: Mecanismo de Inferencia
  35. 35. Proyecto fin de carrera: SMIT Diseño y desarrollo: Árbol de decisión
  36. 36. Proyecto fin de carrera: SMIT <ul><li>Formato estructurado </li></ul><ul><li>Nombre significativo </li></ul>rule &quot;COMPROBAR_GRAVEDAD_MUYGRAVE&quot; when multa : Multa (gravedad==tiposGravedad.MUY_GRAVE ) and decisionLog : DecisionLog(tarea==&quot;COMPROBAR_GRAVEDAD&quot;) then decisionLog.setTarea(&quot;COMPROBAR_PUNTOS_MUY GRAVE&quot;); decisionLog.setHitoRS(&quot;MuyGrave&quot;); update(decisionLog); end Regla intermedia Diseño y desarrollo: Reglas (1/2)
  37. 37. Proyecto fin de carrera: SMIT rule &quot;COMPROBAR_EDAD_LEVE_MR_MAYOR&quot; when conductor : Conductor( edad >= 18 ) and decisionLog : DecisionLog (tarea == &quot;COMPROBAR_EDAD_LEVE_MR&quot;) then decisionLog.setTarea (&quot; OK_COMPROBAR_EDAD_LEVE_MR_MAYOR &quot;); decisionLog.setPorcentaje_Plus(100); retract(decisionLog); end Regla de decisión final Diseño y desarrollo: Reglas (2/2)
  38. 38. Proyecto fin de carrera: SMIT <ul><li>Aporta consistencia lógica </li></ul><ul><li>Detecta errores </li></ul><ul><ul><ul><li>Inconsistencia lógica </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Mala estructuración del conocimiento </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Mala ordenación del conocimiento </li></ul></ul></ul>Evaluación: Red de Inferencia (1/2)
  39. 39. Proyecto fin de carrera: SMIT Evaluación: Red de Inferencia (2/2)
  40. 40. Proyecto fin de carrera: SMIT <ul><li>Garantiza una respuesta </li></ul><ul><li>Hitos definidos </li></ul><ul><ul><ul><li>PuntosAgotados y PuntosNoAgotados </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Leve, Grave y MuyGrave </li></ul></ul></ul>rule &quot;COMPROBAR_PUNTOS_MUYGRAVE_AGOTADOS&quot; when conductor : Conductor( puntos <= 0 ) and decisionLog : DecisionLog (tarea == &quot;COMPROBAR_PUNTOS_MUYGRAVE&quot;) then decisionLog.setTarea (&quot;COMPROBAR_REINCIDENCIA_MUYGRAVE_AGOTADOS&quot;); decisionLog.setHitoRS(&quot;PuntosAgotados&quot;);   update(decisionLog); end Regla con hito Evaluación: Red de Seguridad
  41. 41. Proyecto fin de carrera: SMIT <ul><li>Errores detectados </li></ul><ul><ul><ul><li>Conocimiento lógicamente inconsistente </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Conocimiento incorrecto </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Conocimiento incompleto </li></ul></ul></ul><ul><li>Sistema 100% fiable </li></ul><ul><ul><ul><li>Confección de una base de datos de prueba </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Confección de tres documentos XML con todos los posibles casos </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Se han probado el 100% de las respuestas posibles </li></ul></ul></ul>Pruebas
  42. 42. Proyecto fin de carrera: SMIT Demostración Cliente del WS Servicio Web
  43. 43. <ul><li>Descripción general </li></ul><ul><li>Objetivos </li></ul><ul><li>Motivaciones </li></ul><ul><li>Reconocimiento de señales </li></ul><ul><li>Dispositivo móvil </li></ul><ul><li>Sistema experto </li></ul><ul><li>Aplicaciones futuras </li></ul><ul><li>Conclusiones </li></ul>Contenido Proyecto fin de carrera: SMIT
  44. 44. Proyecto fin de carrera: SMIT <ul><li>Mejoras de diseño. Sistema más distribuido </li></ul><ul><li>No restricción a señales de limitación de velocidad </li></ul><ul><li>Visión artificial. Manejo del vehículo por parte del sistema </li></ul><ul><li>Registro y gestión de datos para Inspección Técnica de Vehículos </li></ul><ul><li>Apertura de garajes, levantamiento de barreras, peajes, etc, vía Wi-Fi </li></ul>Aplicaciones futuras
  45. 45. <ul><li>Descripción general </li></ul><ul><li>Objetivos </li></ul><ul><li>Motivaciones </li></ul><ul><li>Reconocimiento de señales </li></ul><ul><li>Dispositivo móvil </li></ul><ul><li>Sistema experto </li></ul><ul><li>Aplicaciones futuras </li></ul><ul><li>Conclusiones </li></ul>Contenido Proyecto fin de carrera: SMIT
  46. 46. Proyecto fin de carrera: SMIT <ul><li>Objetivos alcanzados </li></ul><ul><ul><ul><li>Investigación de tecnologías relacionadas con las comunicaciones y con la inteligencia artificial </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>SOAP </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>XML </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>Servicios Web </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>Sistemas de conocimiento basados en reglas </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>Redes neuronales… </li></ul></ul></ul></ul></ul>Conclusiones (1/4)
  47. 47. Proyecto fin de carrera: SMIT <ul><li>Documentación de las mismas </li></ul><ul><ul><ul><li>Investigación en tecnologías y desarrollo del proyecto. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Especificación de requisitos del sistema y del diseño. </li></ul></ul></ul><ul><li>Desarrollo de aplicaciones basada en las anteriores tecnologías. </li></ul>Conclusiones (2/4)
  48. 48. Proyecto fin de carrera: SMIT <ul><li>Consideraciones </li></ul><ul><ul><ul><li>Problemas y retrasos </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Investigación dentro del campo de la inteligencia artificial </li></ul></ul></ul>Conclusiones (3/4)
  49. 49. Proyecto fin de carrera: SMIT <ul><li>Grado de cumplimiento de objetivos </li></ul><ul><ul><ul><li>Sistema capaz de monitorizar, registrar y gestionar los excesos y las sanciones </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Reconocimiento óptico de señales </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Tratamiento de excesos mediante reglas </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Aplicación móvil ligera </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Investigación de tecnologías </li></ul></ul></ul>Conclusiones (4/4)
  50. 50. Proyecto fin de carrera: SMIT Fin <ul><li>Cuestiones, dudas,… </li></ul>

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