Prototipo de un sistema de semaforización inteligente para la optimización del tráfico vehicular empleando inteligencia artificial
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Date
2024-08
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e Industrial. Carrera de Telecomunicaciones
Abstract
This research project develops a prototype of an intelligent traffic light system to
optimize vehicular traffic using an artificial intelligence model. The methodology is
divided into four stages.
In the first stage, vehicle flow data was collected using four cameras located at the
intersection of Rodrigo Pachano Avenue and Montalvo Street in the city of Ambato.
The second stage consisted of vehicle detection and counting using the YOLOv5
model and the SORT tracking algorithm, which allowed for an accurate analysis of
vehicle flow.
In the third stage, a data storage system with MySQL was implemented to record the
number of detected vehicles. In addition, an adaptive control algorithm was developed
to autonomously manage traffic light states according to the amount of traffic.
Finally, in the fourth stage, a graphical interface was designed with Tkinter to
supervise and control the system, and traffic was simulated with the Pygame library.
A prototype using 10 mm LEDs and an ESP32 microcontroller was also integrated,
which communicates with the system via the WebSocket protocol to manage the
operation of the traffic lights.
The results show that the system significantly improves vehicle flow, increasing traffic
management capacity by 182.06%. This translates into a significant improvement in
the quality of life of citizens by reducing the time needed to travel between different
parts of the city.
Description
El presente proyecto de investigación desarrolla un prototipo de sistema de
semaforización inteligente para optimizar el tráfico vehicular utilizando un modelo de
inteligencia artificial. La metodología se divide en cuatro etapas.
En la primera etapa, se recopilaron datos del flujo vehicular utilizando cuatro cámaras
situadas en los cruces de la intersección de la Av. Rodrigo Pachano y calle Montalvo
en la ciudad de Ambato.
La segunda etapa consiste en la detección y conteo de vehículos utilizando el modelo
YOLOv5 y el algoritmo de seguimiento SORT, lo que permitió realizar un análisis
preciso del flujo vehicular.
En la tercera etapa, se implementó un sistema de almacenamiento de datos con MySQL
para registrar el número de vehículos detectados. Además, se desarrolló un algoritmo
de control adaptativo que gestiona de manera autónoma los estados de los semáforos
según la cantidad de tráfico.
Finalmente, en la cuarta etapa se diseñó una interfaz gráfica con Tkinter para
supervisar y controlar el sistema, y se simuló el tráfico con la librería Pygame.
También se integró un prototipo que utiliza LEDs de 10 mm y un microcontrolador
ESP32, el cual se comunica con el sistema a través del protocolo WebSocket para
gestionar el funcionamiento de los semáforos.
Los resultados demuestran que el sistema mejora significativamente el flujo vehicular,
incrementando la capacidad de manejo del tráfico en un 182.06%. Lo que se traduce
en una notable mejora en la calidad de vida de los ciudadanos al reducir el tiempo
necesario para desplazarse entre diferentes puntos de la ciudad.
Keywords
SEMAFORIZACIÓN INTELIGENTE, INTELIGENCIA ARTIFICIAL, CONGESTIÓN VEHICULAR, YOLOv5, SORT