Visión por Computador aplicada a la detección de baches en carreteras

Introducción

El mantenimiento de las carreteras es un desafío constante para las administraciones públicas. Los baches y el deterioro del asfalto no solo generan incomodidad a los conductores, sino que también pueden causar accidentes y daños en los vehículos. FixMyRoad nace como respuesta a esta problemática, utilizando técnicas de visión por computador y deep learning para automatizar la detección de baches.

El problema

Tradicionalmente, la inspección de carreteras se realiza de forma visual por personal especializado, un proceso que consume tiempo y recursos. La idea detrás de FixMyRoad es permitir que cualquier conductor pueda reportar incidencias simplemente usando la cámara de su teléfono.

Arquitectura del sistema

El sistema se compone de tres módulos principales:

1. Módulo de captura: Procesa imágenes y vídeo en tiempo real desde la cámara del dispositivo.
2. Módulo de detección: Utiliza una CNN (Red Neuronal Convolucional) entrenada con un dataset de más de 10,000 imágenes etiquetadas de carreteras con y sin baches.
3. Módulo de clasificación: Clasifica el estado del asfalto en categorías (buen estado, deterioro leve, bache moderado, bache profundo).

Implementación con PyTorch y OpenCV

Para la implementación, elegí PyTorch por su flexibilidad y facilidad para prototipar. Usé una arquitectura basada en YOLOv5 modificada para la detección de objetos específicos (baches), y OpenCV para el preprocesamiento de imágenes.

import cv2
import torch
import numpy as np

# Cargar modelo pre-entrenado
model = torch.hub.load('ultralytics/yolov5', 'custom',
                       path='models/fixmyroad.pt')

def detect_pothole(frame):
    results = model(frame)
    detections = results.xyxy[0].cpu().numpy()
    return detections

Resultados

El modelo alcanzó una precisión del 89% en la detección de baches con una latencia de menos de 30ms por frame en dispositivos móviles de gama media, lo que lo hace viable para su uso en tiempo real.

Próximos pasos

Actualmente estoy trabajando en:

• Integración con mapas para generar rutas alternativas.
• Sistema de puntuación para priorizar reparaciones.
• Versión embebida para dashcams.

FixMyRoad es un proyecto open source, disponible en GitHub.