Sistema de control de tráfico para la coexistencia entre vehículos autónomos y manuales mediante comunicaciones inalámbricas

Abstract

Los avances en el campo de los sistemas inteligentes de transporte (ITS, del inglés Intelligent Transportation Systems) en los últimos años han propiciado la aparición de sistemas que ayudan de manera significativa a los conductores facilitando su labor, relegándoles de tareas tediosas. No es demasiado utópico pensar en un futuro en vehículos completamente automatizados circulando por las carreteras. Sin embargo, se precisa de un sistema de transición desde los vehículos que actualmente circulan por las carreteras hasta los vehículos completamente automatizados y, por ende, la coexistencia entre ellos. En el presente trabajo de tesis doctoral se presenta el diseño, desarrollo e implementación de un sistema global para el control del tráfico con vehículos guiados por conductores humanos o automáticos basado en comunicaciones inalámbricas con un doble objetivo: en primer lugar, disminuir de manera significativa la congestión actual del tráfico, fundamentalmente en entornos urbanos, y en segundo lugar, presentar un sistema seguro que permita pensar en una reducción del número de accidentes en las carreteras o, al menos, mitigar las consecuencias. Para lograr los objetivos propuestos se utilizarán diversas fuentes de información ya sean ubicadas en los vehículos -sistemas de navegación global por satélite (GNSS, del inglés Global Navigation Satellite System), sistemas inerciales (IMU, del inglés Inertial Measurement Unit) o cámaras- o en la infraestructura -unidades de control, sensores para detectar situaciones del tráfico. La arquitectura presentada busca la escalabilidad para permitir de manera sencilla la inclusión de nuevos dispositivos que permitan mejorar las prestaciones. Para validar la solución propuesta, se presentan diferentes experimentos llevados a cabo con vehículos comerciales, algunos de ellos modificados para permitir el control automático de los mismos en la pista de pruebas del IAI-CSIC. Dichos experimentos incluyen situaciones habituales del tráfico como pueden ser la conducción en atascos, la gestión de preferencias en intersecciones sin señalización, la evasión de un peatón que se cruce en la carretera o la llegada a una curva peligrosa no señalizada. El sistema propuesto soluciona estas situaciones reales de tráfico de forma eficiente y segura. Como principales aportaciones se destacan el sistema de control local del tráfico al que se le dota de inteligencia para optimizar las comunicaciones inalámbricas, las mejoras conseguidas sobre la arquitectura de control de los vehículos y la presentación de sistemas para el control de situaciones de tráfico en entornos desestructurados.