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¿Cómo está construyendo la visión artificial las ciudades inteligentes del futuro?

Abdelrahman Elgendy

4 minutos de lectura

16 de diciembre de 2024

Descubra cómo la visión por ordenador y modelos como Ultralytics YOLO11 pueden mejorar las ciudades inteligentes con aplicaciones de seguridad, tráfico y sostenibilidad.

Las ciudades son centros de actividad vibrantes donde las personas viven, trabajan e interactúan con sus entornos. La gestión de los diversos desafíos de la vida urbana, que van desde la congestión del tráfico hasta la sostenibilidad ambiental, requiere soluciones innovadoras.

Las ciudades inteligentes están abordando estos desafíos con la integración de tecnologías avanzadas, transformando los entornos urbanos para que sean más eficientes, habitables y sostenibles. Una de las tecnologías clave que impulsan esta evolución es la visión artificial (CV). Los sistemas de CV analizan e interpretan los datos visuales, permitiendo aplicaciones que van desde la monitorización del tráfico hasta la gestión de la calidad del aire. Estos sistemas no son solo herramientas, sino que están ayudando a las ciudades a operar de forma más inteligente y receptiva.

Exploremos cómo la visión por ordenador y modelos avanzados como Ultralytics YOLO11 pueden mejorar la vida urbana a través de aplicaciones impactantes.

Entendiendo los desafíos de las ciudades inteligentes

Los entornos urbanos son ecosistemas complejos donde el transporte, la infraestructura y la seguridad pública deben trabajar en armonía para facilitar la vida diaria. La gestión de estas complejidades requiere abordar una serie de desafíos, desde aliviar la congestión del tráfico hasta garantizar la seguridad en espacios concurridos.

La congestión del tráfico, por ejemplo, puede aumentar los tiempos de desplazamiento y exacerbar la contaminación del aire, afectando tanto a la productividad como a la salud. Del mismo modo, la seguridad pública en zonas de alta densidad exige una vigilancia constante y respuestas rápidas a los posibles riesgos. Estos desafíos resaltan la necesidad de soluciones eficientes y escalables.

La visión artificial desempeña un papel vital para satisfacer estas demandas. Al automatizar el análisis de datos visuales, la visión artificial permite el monitoreo en tiempo real, el reconocimiento de patrones y la detección de anomalías, lo que permite a los administradores de la ciudad implementar los recursos de manera efectiva y abordar de manera proactiva los desafíos urbanos.

Ahora, profundicemos en cómo se está aplicando la visión artificial para abordar los retos urbanos del mundo real.

Aplicaciones de la visión artificial en ciudades inteligentes

Las aplicaciones de visión artificial para ciudades inteligentes se pueden integrar para ayudar a construir la infraestructura sobre la que se construyen las ciudades inteligentes con IA, haciéndolas más seguras y eficientes. Desde el monitoreo de la seguridad pública hasta la optimización de la infraestructura, así es como la visión artificial puede ayudar a las ciudades a prosperar:

Gestión de estacionamientos

Navegar por aparcamientos abarrotados es una frustración habitual en las zonas urbanas, que contribuye a la congestión del tráfico y a emisiones innecesarias. Modelos de visión por ordenador como YOLO11 pueden analizar fotos de aparcamientos para detect plazas disponibles y ocupadas en tiempo real. Mediante técnicas de detección de objetos y de recuadros delimitadores orientados, YOLO11 clasifica los vehículos y localiza las plazas de aparcamiento con eficacia.

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Fig. 1. Gestión de aparcamientos mediante Ultralytics YOLO11.

Esta aplicación reduce el tiempo que los conductores dedican a buscar aparcamiento, aliviando la congestión y reduciendo las emisiones. 

La versatilidad y el abanico de tareas de YOLO11también pueden contribuir a vigilar el aparcamiento ilegal, ayudando a las autoridades a hacer cumplir la normativa con mayor eficacia, por ejemplo. Su velocidad y precisión lo convierten en un valioso activo para racionalizar los sistemas de gestión de aparcamientos.

Reconocimiento Automatizado de Matrículas (ANPR)

La gestión del tráfico y la aplicación de la ley dependen a menudo de un seguimiento eficaz de los vehículos. YOLO11 ayuda en el ANPR analizando los flujos de vídeo para identificar y classify las matrículas en tiempo real. Sus funciones de detección de objetos y clasificación de imágenes permiten controlar las infracciones de tráfico y agilizar los procesos de cobro de peajes.

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Fig. 4. Reconocimiento automático de matrículas (ANPR) mediante el modelo YOLO .

La capacidad del sistema para funcionar en diversas condiciones, como poca luz o altas velocidades de los vehículos, lo hace muy fiable para los sistemas de tráfico urbano. Esto mejora tanto el flujo del tráfico como la seguridad pública, garantizando un funcionamiento más fluido en las carreteras de la ciudad.

Detección de accidentes

Los accidentes suelen plantear un reto importante en los sistemas de transporte urbano, ya que afectan a la seguridad pública y contribuyen a la congestión del tráfico. Las aplicaciones de visión computerizada para ciudades inteligentes pueden analizar imágenes de cámaras de carreteras e intersecciones para detect colisiones y otros incidentes de tráfico.

Estos sistemas utilizan el reconocimiento de acciones y el análisis de movimiento para identificar anomalías como paradas repentinas, movimientos erráticos de vehículos o choques. Una vez que se detecta un incidente, estos sistemas pueden conectarse a alertas automatizadas para ser enviadas a emergencias

Tiendas de comestibles inteligentes

Los minoristas de las ciudades inteligentes pueden aprovechar la IA de visión para mejorar la experiencia del cliente y la eficiencia operativa. Modelos como YOLO11, por ejemplo, pueden ayudar a agilizar los flujos de trabajo de gestión de inventario y supervisar las estanterías de las tiendas para track los niveles de inventario, garantizando la reposición oportuna de los artículos más populares. Sus capacidades de segmentación de instancias proporcionan un alto nivel de detalle, permitiendo la identificación precisa de productos extraviados o agotados.

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Fig. 2. Tiendas de ultramarinos inteligentes con Ultralytics YOLO11.

Más allá del inventario, los modelos de visión artificial pueden analizar el comportamiento del cliente, ofreciendo información que optimiza la distribución de la tienda y mejora la ubicación de los productos. Al categorizar los movimientos e interacciones de los compradores, el modelo ayuda a los minoristas a crear entornos de compra eficientes que minimizan el desperdicio y mejoran la satisfacción del cliente.

Seguridad en la obra

La seguridad es primordial en entornos de alto riesgo, como las obras de construcción. Los sistemas de visión por ordenador, como YOLO11, pueden supervisar las secuencias de vídeo para garantizar el cumplimiento de los protocolos de seguridad. Por ejemplo, YOLO11 puede detect si los trabajadores llevan el equipo de protección necesario, como cascos y chalecos, mediante la clasificación de imágenes.

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Fig. 3. Seguridad en obras de construcción con Ultralytics YOLO11.

Su capacidad de estimación de la postura y su cuadro delimitador orientado (OBB) permiten YOLO11 track del cumplimiento de las prácticas de seguridad. Además, los modelos de visión por ordenador pueden identificar riesgos estructurales, como andamios inestables o maquinaria mal colocada, lo que permite a los jefes de obra abordar los peligros potenciales de forma proactiva y reducir los accidentes.

Detección de objetos abandonados

La seguridad es una prioridad en espacios urbanos concurridos como aeropuertos, estaciones de tren y plazas públicas. Los objetos desatendidos a menudo generan preocupaciones de seguridad, pero la monitorización manual puede ser un desafío y propensa a errores. 

Los sistemas de CV pueden detect objetos abandonados en tiempo real analizando las imágenes de vigilancia e identificando irregularidades en el movimiento de los objetos. Estas alertas automáticas garantizan una respuesta rápida, reduciendo los riesgos y mejorando la seguridad pública.

Detección de baches

Unas carreteras en buen estado son esenciales para la movilidad urbana. Sin embargo, identificar baches puede requerir muchos recursos. Los sistemas de visión por ordenador procesan imágenes de carreteras para detect daños en la superficie, utilizando técnicas de cuadro delimitador orientado para evaluar el tamaño y la gravedad de los baches o las grietas.

Al automatizar este proceso de detección, los modelos de CV ayudan a priorizar las reparaciones, garantizando que las carreteras sean más seguras y eficientes. Este enfoque proactivo minimiza los costes de mantenimiento a largo plazo y reduce el riesgo de accidentes causados por el deterioro de las carreteras.

Monitoreo de la contaminación del aire con visión artificial

La calidad del aire es una preocupación apremiante en los entornos urbanos, que repercute directamente en la salud pública y la sostenibilidad. Los sistemas de visión artificial combinan imágenes de satélite con transmisiones de cámaras a nivel de calle para monitorear los niveles de contaminación e identificar los puntos críticos, como las zonas industriales o las áreas de tráfico congestionado.

Estos sistemas segment los datos visuales para generar información práctica que permita a los urbanistas aplicar medidas específicas, como la reorientación del tráfico o controles más estrictos de las emisiones. Este tipo de aplicaciones contribuyen a mejorar las condiciones de vida y apoyan los objetivos de sostenibilidad de las ciudades.

Gestión de multitudes

Las grandes concentraciones en conciertos, eventos deportivos o durante emergencias pueden presentar importantes desafíos de seguridad. Los sistemas de prevención de desastres de multitudes (CDAS) basados en visión artificial ayudan a mitigar los riesgos mediante el análisis de la densidad de la multitud, los patrones de movimiento y el comportamiento en tiempo real. Utilizando datos de una o varias cámaras, estos sistemas identifican multitudes estructuradas, como manifestaciones, y no estructuradas, como las de mercados o espacios públicos.

Cuando la densidad de la multitud supera umbrales como 8 personas por metro cuadrado, los sistemas de CV pueden detect turbulencias o comportamientos erráticos y activar alertas tempranas para evitar estampidas. Estos sistemas también pueden proporcionar información útil para la evacuación en tiempo real y el despliegue de recursos, garantizando una gestión fluida de las multitudes durante eventos de alto riesgo.

Además, los algoritmos de CV ayudan en la planificación y el análisis posterior al evento. Las simulaciones en entornos virtuales ayudan a identificar posibles cuellos de botella, guiando el diseño del lugar y las mejoras del flujo de tráfico. Las revisiones forenses de incidentes pasados, como el Love Parade de Duisburg, utilizan la CV para reconstruir los eventos y mejorar las estrategias de seguridad futuras.

Entrenamiento personalizado para ciudades inteligentes

Hasta ahora, hemos echado un vistazo a las diversas formas en que los modelos de visión artificial pueden implementarse en diferentes industrias. Entonces, ¿cómo funcionan realmente estos modelos?

Como se ha visto anteriormente, los modelos de visión artificial como YOLO11 pueden personalizarse para abordar retos urbanos específicos y realizar diferentes tareas. Al entrenar el modelo con conjuntos de datos adaptados a entornos de ciudades inteligentes, los ingenieros pueden perfeccionar sus capacidades para diversas aplicaciones.

  • Diversidad de datos: Los conjuntos de datos pueden incluir imágenes de diferentes condiciones de iluminación, escenarios meteorológicos y ángulos de cámara para garantizar una detección robusta en diferentes entornos.
  • Modelos para tareas específicas: YOLO11 puede optimizarse para tareas específicas, como la detección de defectos en las carreteras, la supervisión del comportamiento de las multitudes o la gestión de aparcamientos.

Este proceso de formación específica mejora el rendimiento de YOLO11, lo que le permite ofrecer resultados precisos manteniendo una alta velocidad de procesamiento. Su arquitectura optimizada también garantiza que pueda desplegarse en dispositivos con menos recursos computacionales, lo que la convierte en una solución accesible para ciudades de todos los tamaños.

Pros y contras de la visión artificial en las ciudades inteligentes

La visión artificial puede convertirse en una piedra angular de las aplicaciones de ciudades inteligentes, ofreciendo numerosos beneficios a la vez que plantea algunos desafíos. Echemos un vistazo equilibrado a su impacto.

Ventajas de la visión artificial en las ciudades inteligentes

  • Seguridad Mejorada: Los sistemas de vigilancia automatizados permiten respuestas más rápidas a las emergencias y reducen la dependencia de la supervisión manual.
  • Eficiencia operativa: La automatización de tareas que requieren muchos recursos mejora la productividad y minimiza el desperdicio.
  • Beneficios ambientales: Aplicaciones como el monitoreo de la calidad del aire y la optimización del tráfico se alinean con los objetivos de sostenibilidad.
  • Ahorro de costes: La detección temprana de problemas de infraestructura reduce los gastos de mantenimiento y el tiempo de inactividad operativa.

Contras de la visión artificial en las ciudades inteligentes

  • Costos de infraestructura: El despliegue de cámaras de alta resolución y sistemas computacionales requiere una importante inversión inicial.
  • Preocupaciones sobre la privacidad: La supervisión continua plantea interrogantes sobre la seguridad de los datos y el uso ético.
  • Sensibilidad a las condiciones climáticas: Factores como la lluvia o la baja luminosidad pueden afectar la precisión de la detección, lo que requiere algoritmos adaptativos.
  • Barreras de integración: La modernización de los sistemas de CV en la infraestructura existente puede ser costosa y llevar mucho tiempo.

El futuro de las ciudades inteligentes

A medida que los centros urbanos siguen creciendo y evolucionando, el futuro de las ciudades inteligentes dependerá cada vez más de la tecnología de visión artificial. Estas soluciones están allanando el camino para entornos urbanos más inteligentes, seguros y sostenibles, al permitir una gestión eficiente de sistemas complejos. Desde la mejora del flujo de tráfico hasta el aumento de la seguridad pública, las tecnologías de CV prometen hacer que la vida urbana sea más fluida y agradable.

Adoptando estas soluciones de forma meditada, las ciudades pueden afrontar los retos de la urbanización al tiempo que mejoran la calidad de vida de sus residentes. Descubre cómo YOLO11 y otras innovaciones en visión por ordenador están dando forma hoy al futuro de las ciudades inteligentes. 🌆

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