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Aprenda cómo funcionan los sistemas de seguimiento de visión por ordenador, explore los modelos más conocidos que admiten el seguimiento de objetos, como YOLO11, y descubra sus aplicaciones en el mundo real.
Robots capaces de ensamblar piezas eléctricas, sistemas que detectan coches que circulan a gran velocidad y soluciones inteligentes para el comercio minorista que track la forma en que compran los clientes: todas estas innovaciones se basan en la visión por ordenador. Se trata de una rama de la inteligencia artificial (IA) que ayuda a las máquinas a analizar y comprender imágenes y vídeos.
Por ejemplo, un robot necesita reconocer y seguir distintas piezas para ensamblarlas correctamente. Del mismo modo, un sistema de tráfico puede utilizar la visión por ordenador para detectar coches, leer matrículas y averiguar cuándo alguien va a gran velocidad. Mientras tanto, en las tiendas, Vision AI puede ayudar a track lo que los clientes están mirando o recogiendo e incluso puede vigilar el inventario.
Estas aplicaciones se basan en modelos de visión por ordenador como Ultralytics YOLO11que admiten una amplia gama de tareas visuales. Muchas de estas tareas se centran en obtener información a partir de una sola imagen, pero una especialmente interesante, el seguimiento de objetos, puede utilizarse para seguir el movimiento de objetos a través de una serie de imágenes o fotogramas de vídeo.
Fig. 1. Un ejemplo de detección y seguimiento de coches.
En esta guía, veremos más de cerca cómo funciona el seguimiento de objetos y exploraremos ejemplos reales de cómo se utiliza. También hablaremos de cómo los modelos de Vision AI, como Ultralytics YOLO11 , admiten el seguimiento de objetos. Empecemos.
Análisis detallado de los sistemas de seguimiento de visión artificial
El seguimiento de objetos es una tarea de visión por ordenador que se utiliza para seguir el movimiento de objetos a través de fotogramas de vídeo, lo que ayuda a los sistemas a controlar y comprender cómo cambian las cosas con el tiempo. Es muy similar a la forma en que los seres humanos pueden seguir naturalmente con la mirada a una persona o un objeto en movimiento, como cuando ves un partido de tenis y tus ojos track la pelota mientras se mueve de un lado a otro de la pista.
De la misma manera, el seguimiento de objetos implica el uso de cámaras e IA para seguir el movimiento de la pelota en tiempo real. Esta tecnología puede brindar a los espectadores en casa una mejor comprensión del flujo del juego, especialmente a través de análisis como la velocidad, la trayectoria y el posicionamiento de los jugadores.
Si bien este tipo de seguimiento visual puede parecer fácil para los humanos, cuando se trata de visión artificial, implica una serie de pasos impulsados por modelos de IA visual. Aquí tiene un desglose sencillo de cómo funciona el seguimiento de objetos:
Captura de video: Las cámaras graban metraje de video, capturando cómo los objetos se mueven a través de una escena con el tiempo.
Detección de objetos: Los modelos de visión artificial como YOLO11 pueden analizar cada fotograma para identificar y localizar objetos concretos, como personas, vehículos o productos.
Asignación de identidad: Una vez que se detecta un objeto, los algoritmos de seguimiento le asignan un ID único para seguirlo a través de múltiples fotogramas, asegurando que el sistema sepa que es el mismo objeto incluso cuando se mueve.
Monitoreo del movimiento: El sistema rastrea el movimiento a lo largo del tiempo, y estos datos se pueden utilizar para recopilar datos como la velocidad, la dirección y las interacciones con otros objetos.
Generación de insights: Esta información se puede utilizar en tiempo real para proporcionar análisis, ayudar en la toma de decisiones o potenciar superposiciones visuales, según el caso de uso específico.
Comparación de la detección y el seguimiento de objetos con YOLO
Otra tarea de visión por ordenador soportada por YOLO11 que está estrechamente relacionada con el seguimiento de objetos es la detección de objetos. Exploremos la diferencia entre estas dos tareas.
La detección de objetos implica identificar y localizar objetos de interés dentro de una sola imagen o fotograma de vídeo. Por ejemplo, un coche autónomo utiliza la detección de objetos para reconocer una señal de stop o un peatón en un solo fotograma capturado por las cámaras a bordo. Responde a la pregunta: "¿Qué hay en esta imagen y dónde está?". Sin embargo, no proporciona ninguna información sobre hacia dónde va el objeto a continuación.
El seguimiento de objetos se basa en la detección de objetos al añadir una comprensión del movimiento a lo largo del tiempo. La diferencia clave entre ambos es cómo gestionan el tiempo y el movimiento. La detección de objetos trata cada fotograma como una instantánea independiente, mientras que el seguimiento de objetos conecta los puntos entre fotogramas, utilizando datos pasados para predecir la posición futura de un objeto.
Combinando ambas, podemos construir potentes sistemas de IA de visión capaces de realizar seguimientos en tiempo real en entornos dinámicos. Por ejemplo, un sistema de seguridad automatizado puede detect las personas que entran en un espacio y track continuamente sus movimientos por el encuadre.
Seguimiento en tiempo real mediante los modelosYOLO Ultralytics
Ahora que hemos cubierto la diferencia entre detección y seguimiento de objetos, veamos cómo los modelosYOLO Ultralytics , como YOLO11, admiten el seguimiento de objetos en tiempo real.
Aunque los modelos YOLO no son algoritmos de seguimiento propiamente dichos, desempeñan un papel esencial al detectar objetos en cada fotograma de vídeo. Una vez detectados los objetos, se necesitan algoritmos de seguimiento para asignarles identificadores únicos que permitan al sistema seguir su movimiento de un fotograma a otro.
Para dar respuesta a esta necesidad, el paquetePython Ultralytics integra a la perfección la detección de objetos con algoritmos de seguimiento populares como BoT-SORT y ByteTrack. Esta integración permite a los usuarios ejecutar conjuntamente la detección y el seguimiento con una configuración mínima.
Al utilizar modelos YOLO para el seguimiento de objetos, puede elegir qué algoritmo de seguimiento aplicar en función de los requisitos de su aplicación. Por ejemplo, BoT-SORT es una buena opción para el seguimiento de objetos que se mueven de forma impredecible, gracias a su uso de la predicción de movimiento y el aprendizaje profundo. ByteTrack, por su parte, funciona especialmente bien en escenas con mucha gente, manteniendo un seguimiento fiable incluso cuando los objetos están borrosos o parcialmente ocultos.
Fig. 2. El paquetePython Ultralytics integra a la perfección BoT-SORT y ByteTrack.
¿Cómo se relaciona el entrenamiento personalizado del modelo YOLO con el seguimiento de objetos?
El entrenamiento personalizado es el proceso de ajustar un modelo de detección de objetos preentrenado, como YOLO11, en un conjunto de datos específico para que pueda reconocer objetos que no están incluidos en los conjuntos de datos estándar. Esto es especialmente importante cuando su sistema de seguimiento necesita seguir objetos personalizados o poco comunes.
Los sistemas de seguimiento dependen del modelo de detección para reconocer primero el objeto. Si un modelo YOLO no puede detect un elemento concreto, como un tipo específico de maquinaria o una especie silvestre, el algoritmo de seguimiento no podrá seguirlo.
Por eso el entrenamiento personalizado es esencial: garantiza que el modelo de detección pueda identificar con precisión los objetos que desea track.
También es importante tener en cuenta que durante este proceso sólo se ajusta el modelo de detección. Los algoritmos de seguimiento, como BoT-SORT o ByteTrack, no se entrenan de forma personalizada, sino que simplemente utilizan la salida del modelo YOLO para seguir los objetos detectados a través de los fotogramas.
Aplicaciones del seguimiento de objetos con Ultralytics YOLO
Ahora que comprendemos mejor qué es el seguimiento de objetos y cómo funciona, exploremos algunas aplicaciones del mundo real donde esta tecnología está teniendo un impacto.
Seguimiento en tiempo real con Ultralytics YOLO para estimar la velocidad
Los sistemas de estimación de velocidad habilitados por la visión artificial dependen de tareas como la detección y el seguimiento de objetos. Estos sistemas están diseñados para calcular la velocidad a la que se mueve un objeto, ya sea un vehículo, un ciclista o incluso una persona. Esta información es crucial para una variedad de aplicaciones, desde la gestión del tráfico hasta la monitorización de la seguridad y la automatización industrial.
Utilizando un modelo como Ultralytics YOLO11, se pueden detectar y seguir objetos a través de fotogramas de vídeo. Analizando la distancia que recorre un objeto en un periodo de tiempo determinado, el sistema puede estimar su velocidad.
Fig. 3. Utilización del soporte de YOLO11para el seguimiento de objetos para la estimación de la velocidad.
Explorando el seguimiento de objetos en la fabricación
Los procesos de fabricación pueden ser rápidos y muy complejos, lo que dificulta el track manual de cada artículo que se produce. El seguimiento de objetos ofrece una buena solución para automatizar la supervisión de los productos a medida que pasan por cada etapa de la producción. Puede ayudar a las fábricas a mantener altos niveles de precisión y eficacia sin ralentizar el proceso.
Desde el recuento de productos en una cinta transportadora hasta la detección de defectos o la verificación del montaje correcto, el seguimiento de objetos aporta visibilidad y control a tareas que de otro modo serían lentas o propensas a errores. Esta tecnología es especialmente impactante en industrias de gran volumen como el procesamiento de alimentos, la electrónica y el embalaje, donde la velocidad y la precisión son fundamentales.
Fig. 4. Ejemplo de seguimiento y recuento de productos alimentarios en una cadena de montaje con YOLO11.
Una visión general del seguimiento de objetos en el análisis minorista
Innumerables clientes entran y salen de las tiendas minoristas todos los días, y comprender su comportamiento es clave para mejorar tanto la experiencia del cliente como el rendimiento del negocio. El seguimiento de objetos permite a los minoristas monitorear el tráfico peatonal, medir el tiempo de permanencia y analizar los patrones de movimiento, todo ello sin necesidad de métodos invasivos o manuales.
Al rastrear a las personas cuando entran, salen y se mueven por la tienda, las empresas pueden obtener información sobre las horas de mayor afluencia, las áreas más populares e incluso la longitud de las colas. Esta información puede influir en las decisiones sobre la dotación de personal, la distribución de la tienda y la colocación del inventario, lo que en última instancia conduce a operaciones más eficientes y a un aumento de las ventas.
Fig. 5. Uso de las capacidades de seguimiento de objetos de YOLO11para controlar a las personas que entran y salen de una tienda.
Pros y contras del seguimiento de objetos
Desde tiendas minoristas hasta plantas de fabricación, el seguimiento de objetos se está utilizando en todo tipo de industrias para mejorar factores como la eficiencia, la seguridad y la experiencia general. Estos son algunos de los beneficios clave que el seguimiento de objetos puede aportar a diversas industrias:
Permite alertas en tiempo real: Los sistemas integrados con el seguimiento de objetos se pueden configurar para activar alertas automáticamente cuando se detecta algo inusual, como una persona que entra en un área restringida o una entrega que se deja demasiado tiempo en un lugar.
Se integra con otros sistemas: Los datos de seguimiento de objetos se pueden combinar con otras tecnologías, como el reconocimiento facial, las cámaras térmicas o los sistemas de inventario, para obtener información aún más potente.
Rentable a largo plazo: Si bien la configuración inicial puede requerir una inversión, el seguimiento automatizado reduce la necesidad de mano de obra, disminuye las tasas de error y reduce los costes operativos con el tiempo.
Si bien estos beneficios resaltan cómo el seguimiento de objetos impacta positivamente en diferentes casos de uso, también es importante considerar los desafíos involucrados en su implementación. Echemos un vistazo más de cerca a algunas limitaciones del seguimiento de objetos:
Dificultad en entornos concurridos: En entornos concurridos como conciertos, centros comerciales o calles de la ciudad, los sistemas de seguimiento pueden tener dificultades para distinguir entre personas u objetos que están muy juntos, lo que provoca confusión o resultados inexactos.
Sensible a las condiciones ambientales: La mala iluminación, la niebla, el movimiento rápido o las sacudidas de la cámara pueden afectar a la capacidad del sistema para track objetos con precisión, especialmente en exteriores o en entornos no controlados.
Preocupaciones legales y de privacidad: El manejo inadecuado de datos personales, la falta de consentimiento del usuario o la vigilancia en espacios públicos pueden plantear problemas éticos y dar lugar al incumplimiento de las leyes de privacidad.
Conclusiones clave
El seguimiento de objetos es una tarea de visión artificial que permite a las máquinas seguir el movimiento de los objetos a lo largo del tiempo. Se utiliza en una amplia gama de escenarios del mundo real, desde la estimación de la velocidad de los vehículos y el recuento de productos en una línea de montaje hasta el análisis de los movimientos de los jugadores en los deportes.
Con modelos de Vision AI como YOLO11 y algoritmos de seguimiento como BoT-SORT y ByteTrack, el seguimiento de objetos se ha vuelto más rápido, inteligente y accesible en diferentes sectores. A medida que la tecnología de seguimiento de objetos evoluciona, ayuda a los sistemas a ser más inteligentes, eficientes y receptivos, fotograma a fotograma.