Interfaz multimodal para un sistema de asistencia a la

Interfaz multimodal para un sistema de asistencia a la conducción

(ComVIDAS)

Juan Pablo Torres Buitrago, [email protected]

Richard Fabian Londoño Arango, [email protected]

Asesor: Victor Manuel Peñeñory, Phd (C) Ciencias de la electrónica

Co-Asesor: Andrés Hurtado Banguero, Ingeniero Electrónico

Proyecto de grado para optar por el título de ingeniero multimedia

Universidad De San Buenaventura Cali

Ingeniería Multimedia USB Colombia

Pregrado USB Colombia

Santiago de Cali USB Colombia

2017

INTERFAZ MULTIMODAL PARA UN SISTEMA DE ASISTENCIA A LA CONDUCCIÓN. 1

Citar/ How to cite (Torres J. y Londoño R., 2017)

[1] J. Torres Buitrago, y R. Londoño Arango, “Interfaz multimodal

Referencia/Reference para un sistema de asistencia a la conducción (ComVIDAS).“,

Trabajo de grado Ingeniería Multimedia, Universidad de San Buenaventura Cali,

Facultad de Ingeniería, 2017

Grupo de investigación en Interfaz multimodal para asistencia de conducción (ComVIDAS)

Bibliotecas Universidad de San Buenaventura

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Dedicatoria

Dedicatoria indiscutible a nuestros familiares, los cuales fueron incondicionales en nuestra

formación, y nos permitieron alcanzar nuestras metas en este proceso.

Agradecimientos

Primero que todo, queremos agradecer a nuestros tutores Andrés Felipe Hurtado, Victor Manuel

Peñeñory por habernos guiado y brindarnos sus conocimientos en el transcurso del proyecto de

grado.

Agradecemos a la institución y docentes del programa de ingeniería multimedia por las

enseñanzas que nos impartieron.

Gracias a nuestros compañeros de carrera por haber potenciado nuestros conocimientos con los

suyos y haber apoyado nuestro transcurso como profesionales.


TABLA DE CONTENIDO

RESUMEN ............................................................................................................................ 9

ABSTRACT ........................................................................................................................... 9

I. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................ 10

II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .......................................................................... 11

III. JUSTIFICACIÓN EN TÉRMINOS DE NECESIDADES Y PERTINENCIA .................... 13

A. Alcance: ........................................................................................................................................ 15

IV. OBJETIVOS .................................................................................................................. 16

A. Objetivo General: ......................................................................................................................... 16

B. Objetivos Específicos: .................................................................................................................. 16

V. MARCO TEÓRICO ........................................................................................................ 17

A. Sistema de asistencia a la conducción: ....................................................................................... 17

B. Diseño de Interfaces en los sistemas de asistencia al conductor: .............................................. 20

C. Interacción Persona-Computador (HCI): .................................................................................. 23

D. Usabilidad y accesibilidad para sistemas de asistencia al conductor: ....................................... 24

E. Interfaz multimodal: .................................................................................................................... 25

F. Notificaciones por motores hápticos ADAS: .............................................................................. 27

1) Consolas Táctiles: .................................................................................................................... 27

2) Alertas vibratorias para advertencias y seguridad: ................................................................. 28

G. Notificaciones auditivas en ADAS: ............................................................................................. 28

H. Notificaciones visuales en ADAS: .............................................................................................. 29

VI. ESTADO DEL ARTE ..................................................................................................... 30

A. Antecedentes de investigación: .................................................................................................... 30

B. Implicaciones de las Alertas: ....................................................................................................... 30

C. Percepción de las alertas: ............................................................................................................ 31

D. Proyectos ADAS: ......................................................................................................................... 32

E. GPS navigation: ........................................................................................................................... 33

1) Interfaz multimodal de dispositivos: ........................................................................................ 34

F. Sistema de asistencia de carril: ................................................................................................... 35


G. Reconocimiento de señales de tránsito: ...................................................................................... 36

H. Sistema de detección de adormecimiento: .................................................................................. 37


I. Sistema de asistencia de parqueo: ................................................................................................ 38



J. Asistente para atascos de tráfico: ................................................................................................. 39

K. Sistema de detección de peatones y vehículo (Collision warning): ............................................ 40


L. Estimación de movimiento propio en vehículos ComVidas: ...................................................... 43

VII. DESCRIPCIÓN DEL HARDWARE DEL SISTEMA ..................................................... 44

A. Introducción: ............................................................................................................................... 44

B. Interfaz multimodal y compuestos: ............................................................................................. 45

1) Componentes necesarios. ......................................................................................................... 45

2) Elementos para notificación háptica: ...................................................................................... 54

3) Elementos para notificación auditiva: .................................................................................... 55

4) Elemento para notificación visual: .......................................................................................... 59

C. Conclusiones: ............................................................................................................................... 61

VIII. DESCRIPCIÓN DEL SOFTWARE DEL SISTEMA ..................................................... 63

A. Introducción: ............................................................................................................................... 63

1) Entornos de Desarrollo Integrados (IDE): ............................................................................. 64

2) Arduino 1.8.4: .......................................................................................................................... 65

B. Interfaz multimodal: .................................................................................................................... 65

C. Framework: .................................................................................................................................. 67

1) Notificación Peatones: ............................................................................................................. 69

2) Notificación Vehículos:............................................................................................................ 70

D. Conclusiones:............................................................................................................................... 74

IX. PRUEBAS Y RESULTADOS ......................................................................................... 74

A. Introducción: ............................................................................................................................... 74

B. Pruebas de conocimiento de usuarios: ........................................................................................ 74

C. Pruebas de simulación: ............................................................................................................... 76

D. Conclusiones:............................................................................................................................... 83

X. CONCLUSIONES ........................................................................................................... 83

XI. TRABAJOS FUTUROS Y PERSPECTIVAS DEL PROYECTO ..................................... 84

1) Montaje Simulador ADAS: .......................................................................................................... 84

2) Diseño de interfaz gráfica configurable (tablet): ........................................................................ 85

XII. REFERENCIAS ........................................................................................................... 86

XIII. ANEXOS ..................................................................................................................... 95

A. Pruebas de conocimiento de usuarios: ........................................................................................ 95

B. Pruebas de simulación: ............................................................................................................... 97


C. ISO 9241-11 ................................................................................................................................. 98

INTRODUCCIÓN ......................................................................................................................... 98

DEFINICIONES ........................................................................................................................... 99

RAZONES Y BENEFICIOS ....................................................................................................... 100


LISTA DE TABLAS

Tabla 1.Características Arduino Nano[59] ....................................................................................... 47

Tabla 2.Características Transistores [60] ......................................................................................... 48

Tabla 3.Características Cables macho macho [62] .......................................................................... 50

Tabla 4.Características Módulo bluetooth HC-05 [63] .................................................................... 53

Tabla 5.Características Sensor háptico [65] ..................................................................................... 55

Tabla 6.Características bocina bluetooth [66] .................................................................................. 57

Tabla 7.Características Módulo mp3 [67] ......................................................................................... 58

Tabla 8.Características Tira led [68] ................................................................................................. 60

Tabla 9.Relación existente entre los colores [73] .............................................................................. 70

Tabla 10.Códigos y respectivas alertas a cada uno........................................................................... 73


LISTA DE FIGURAS

Figura 1.Mortalidad por accidentes [4] ............................................................................................. 12

Figura 2.Diagrama de bloques de hardware conceptual para el sistema ADAS [33] ................... 19

Figura 3.Ejemplo de fusión de sensores en ADAS [33] .................................................................... 20

Figura 4.Fases de un proceso de desarrollo [76] ............................................................................... 22

Figura 5.Interacción entre humano y computador (HCI) [75]........................................................ 23

Figura 6.Ejemplo esquema interfaz multimodal [77] ...................................................................... 26

Figura 7.Motores vibratorios en volante [26] ................................................................................... 28

Figura 8.Porcentaje de conductores que detectan alertas [38] ........................................................ 31

Figura 9.Mean Urgency Rating [38], [39] ......................................................................................... 32

Figura 10.Espectro de las funciones DAS y ADAS [33] ................................................................... 33

Figura 11.Mercedes-Benz Vehicles [43] ............................................................................................ 34

Figura 12.Tablero control Kia [45] .................................................................................................... 35

Figura 13.Tablero de control Audi [49] ............................................................................................. 37

Figura 14.Detector de fatiga [52] ....................................................................................................... 38

Figura 15.Park assist Volvo [53] ........................................................................................................ 39

Figura 16.BMW Serie 5 [54] ............................................................................................................... 40

Figura 17.Collision Warning Volvo S80 [55] .................................................................................... 41

Figura 18.Collision Warning [56] ...................................................................................................... 42

Figura 19.Collision Prevention assist Mercedes Benz [57] .............................................................. 43

Figura 20.Sistema completo [58] ........................................................................................................ 44

Figura 21.Arduino Nano ..................................................................................................................... 46

Figura 22.Diagrama de Pines Arduino Nano [59] ............................................................................ 47

Figura 23.Transistores Mosfet ........................................................................................................... 48

Figura 24.Montaje transistores [61] .................................................................................................. 49

Figura 25.Cables Macho macho ......................................................................................................... 50

Figura 26.Funda volante ..................................................................................................................... 51

Figura 27.Módulo bluetooth HC-05 ................................................................................................... 52

Figura 28.Diagrama de pines Modulo Bluetooth HC-05 [64] .......................................................... 53

Figura 29.Protoboard .......................................................................................................................... 54

Figura 30.Motor vibratorio ................................................................................................................ 55

Figura 31.Bocina Bluetooth ................................................................................................................ 56

Figura 32.Módulo mp3 ........................................................................................................................ 57

Figura 33.Diagrama de pines Módulo mp3 [67] ............................................................................... 58

Figura 34.Tira Led .............................................................................................................................. 59

Figura 35.Batería de 12 voltios ........................................................................................................... 61

Figura 36.Diagrama proyecto Comvidas [58] ................................................................................... 62

Figura 37.Diagrama de componentes ................................................................................................ 63

Figura 38.Estructura software del sistema ....................................................................................... 64

Figura 39.Diagrama de flujo .............................................................................................................. 66

Figura 40.Diagrama de bloques peatonal .......................................................................................... 71

Figura 41.Diagrama de bloques Vehicular ....................................................................................... 71

Figura 42.Cuadro de códigos entrada sistema .................................................................................. 72

Figura 43.Gráfica respuesta encuesta conocimiento de sistemas ADAS ........................................ 75

Figura 44.Gráfica percepción utilidad usuarios, encuesta ADAS ................................................... 76


Figura 45.Funda volante con mini motor vibrador adaptado ......................................................... 77

Figura 46.Funda volante con motores adecuados en su interior ..................................................... 77

Figura 47.Prueba de usuario de la interfaz multimodal .................................................................. 79

Figura 48.Gráfica percepción sutilidad alertas, encuesta Pruebas ................................................. 80

Figura 49.Gráfica claridad de las alertas, encuesta Pruebas .......................................................... 80

Figura 50.Gráfica satisfacción con la duración tiempo alertas, encuesta Pruebas ....................... 81

Figura 51.Gráfica percepción utilidad de las alertas, encuesta Pruebas ........................................ 82

Figura 52.Gráfica aceptación de los usuarios, encuesta Pruebas .................................................... 83


RESUMEN

Actualmente los accidentes de tránsito son uno de los principales motivos de muerte a conductores y

peatones alrededor del mundo. Por esta razón nacen los sistemas de asistencia al conductor, cuyo objetivo es

ofrecer una herramienta que permita a los conductores recibir una retroalimentación adecuada de posibles

situaciones de riesgo que puedan encontrarse durante el proceso de la conducción. Sin embargo, las interfaces de

notificación de estos sistemas están siendo diseñadas sin tener en cuenta algunos aspectos que contribuyen a la

distracción de los conductores, incorporando elementos tecnológicos que requieren del sentido principal del

conductor. Por esta razón el proyecto “Sistema de asistencia al conductor usando de visión por computador”

(ComVidas) busca contribuir a la disminución de accidentes de tránsito asociados a una distracción por parte del

conductor, mediante el diseño y desarrollo de un sistema que identifique condiciones potencialmente peligrosas,

o que requieran la total atención de quien conduce, y las informe oportunamente al conductor por medio de una

interfaz de notificación multimodal con principios y lineamientos de diseño usables, accesibles y ergonómicos que

satisfaga todos los aspectos relacionados con la efectividad, la seguridad y el confort del conductor.

Palabras Claves: Asistente avanzado para el conductor, sistemas inteligentes de transporte, sistemas autónomos,

robótica móvil, interacción humano-computador, interacción humano-máquina.

ABSTRACT

Traffic accidents are one of the main reasons drivers and pedestrians deceases around the world. It has

motivated the rise of driver assistance systems, which aims to notifying about possible risks on the road. However,

such systems’ interfaces are commonly designed without taking into account aspects contributing to driver

distraction. For this reason, the Project “Driver Assistance System using Computer Vision” (ComVidas) considers

the design and development of a system that identifies potentially dangerous conditions, in order to properly

reporting them to drivers. The proposed interface in this paper, incorporates principles and guidelines of usability,

accessibility and ergonomics design, meeting aspects of effectiveness, safety and driver comfort.

Keywords: Advanced driver assistant, intelligent transport systems, stand-alone systems, mobile robotics, human-

computer interaction, human-machine interaction.


I. INTRODUCCIÓN

La carencia de atención en la vía por parte de los conductores de vehículos ocurre debido

a las distracciones voluntarias o involuntarias, el cansancio, y la somnolencia, los cuales son

algunos de los factores incidentes. Esta carencia es una de las principales razones por la cual se

generan accidentes de tránsito, ya que se generan no solo en nuestro entorno sino globalmente,

proporcionando una gran cantidad de daños materiales, problemáticas en el flujo vehicular,

lesiones permanentes y pérdidas de vidas humanas. Durante la conducción de un automóvil se

deben tomar decisiones que inciden directamente en la seguridad del conductor y la de sus

acompañantes, por eso la información que recibe a través de sus sentidos no puede ser parcial

o mal percibida. El tomar malas decisiones durante la conducción puede causar accidentes o

situaciones de riesgo. El proyecto busca contribuir a la disminución de accidentes de tránsito

los cuales son causados por la distracción del conductor, por medio de la implementación de

una interfaz multimodal para un sistema de asistencia para la conducción [1].

Un sistema de asistencia al conductor está apoyado en el uso de sensores como radares, láseres,

cámaras, y sistemas inerciales, los cuales ayudan a la interpretación del entorno del vehículo.

Algunos de los sensores requieren de una alta inversión económica [1].

En este proyecto se apunta a la elaboración de una interfaz para un sistema de asistencia a la

conducción, en las cuales se conciben una serie de capas generales. La primera capa es

investigativa y corresponde a una serie de indagaciones sobre la interacción humano

computadora (HCI) para un sistema de asistencia al conductor, y es de gran importancia los

factores de evaluación de usabilidad de interfaces propuestos en la ISO 9241-11, en el cual se

marcan los criterios necesarios para el cumplimiento de una interfaz de usuario óptima, en los

cuales se encuentran la efectividad, la eficiencia, la satisfacción, el aprendizaje, la recordación,

la flexibilidad del sistema, la utilidad percibida, el conjunto de tareas, las características de las

tareas y los criterios del usuario [2]. Debidamente se realizará la investigación de todos los

elementos necesarios para la elaboración de la interfaz y los elementos requeridos para ella [3].

La segunda capa es del hardware requerido y sus funciones para la interfaz del sistema de

asistencia al conductor, es importante tener en cuenta los factores asociados al contexto o


proceso de conducción: ambiente de doble trabajo, condiciones ambientales, rango de usuarios,

entretenimiento, frecuencia de uso y aceptación.

Como tercera capa está planteado el desarrollo del framework de recepción de notificaciones

del ADAS. La cuarta capa está contemplada para las pruebas de usabilidad, accesibilidad,

funcionalidad y desempeño que hacen parte importante a la aceptación de los usuarios.

Finalmente se realizará la publicación de un artículo el cual contenga información relevante

acerca del proyecto y su impacto para los sistemas de asistencia para un conductor.

Es de vital importancia saber que si bien existen empresas que ofrecen módulos de asistencia a

la conducción, estos han sido adaptados a países con una infraestructura vial óptima y con una

cultura vehicular mejor desarrollada que la que se tiene disponible en el contexto colombiano.

Por esta razón, este proyecto representa una oportunidad significativa para realizar procesos de

innovación con impacto en la seguridad vial, y para generar productos tecnológicos de

vanguardia.

II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Las distracciones al volante son generadas por múltiples razones como: La fatiga, el exceso de

confianza, los aparatos electrónicos, los accesorios decorativos en el vehículo, e incluso la

imprudencia tanto de conductores como de los peatones, hecho que incrementa las posibilidades

de que ocurra un accidente de tránsito. Con ello surgen los daños materiales en los vehículos o

propiedades ajenas, causando daños físicos a las personas que se ven involucradas en el

accidente, generando lesiones que pueden llegar a ser permanentes o incluso mortales. En los

accidentes de tránsito los más vulnerables son los peatones, ya que se encuentran desprotegidos

contra el impacto de un vehículo automotor [1]. La siguiente figura muestra mortalidad por

accidentes de transporte terrestre en Colombia, 2005-2013 por medio del “Documento de

mortalidad y lesiones por accidentes de transporte en Colombia, 2013-2014” [4].


Figura 1.Mortalidad por accidentes [4]

La indagación más importante será sobre qué dispositivos son necesarios, además de la cantidad

que se requiere, para empezar a realizar la implementación de la interfaz, que satisfaga las

necesidades de eficiencia, seguridad y confort en el momento de la conducción, involucrando

aspectos propios del HCI.

Es fundamental tener en cuenta los factores asociados al contexto o proceso de conducción.

Estos factores se dividen en [5]:

Ambiente de doble trabajo: Factor en el que se debe tener en cuenta el proceso de conducir

mientras se posee un sistema de asistencia o interfaz de notificación, pues esto puede generar

durante la conducción, distracción o interferencia del centro de atención del conductor.

Condiciones ambientales: Este factor está relacionado con las condiciones externas que pueden

afectar el proceso de conducción.

Rango de usuarios: Factor que establece la importancia de las características físicas, mentales

y cognitivas del conductor, así como el riesgo del uso del sistema de notificación y la utilización

del mismo por parte de los pasajeros.


Entretenimiento: Este factor sugiere que se debe medir qué tan fácil de emplear es el sistema

de asistencia, la curva de aprendizaje y que tan intuitiva es la interfaz.

Frecuencia de uso: Factor que involucra los aspectos relacionados con el contexto en el que se

usa el sistema de asistencia, la frecuencia de uso de la herramienta la cual está ligada a la

experiencia de usuario, y la satisfacción, basada en el nivel de atracción del usuario con

respecto al el uso del producto

Aceptación: Factor que involucra aquellos aspectos que hacen que un usuario decida utilizar el

sistema, entre estos está la utilidad del sistema de asistencia, y la satisfacción del usuario.

Con la definición de los elementos claves que debe contener la interfaz de notificación al

conductor, se deben establecer aspectos y características que permitan garantizar la

construcción de una interfaz más adecuada para a los usuarios finales, la cual cumpla con los

objetivos de eficiencia, satisfacción y confort, permitiendo un mayor grado seguridad en el

momento de conducir un auto [5].

III. JUSTIFICACIÓN EN TÉRMINOS DE NECESIDADES Y PERTINENCIA

De acuerdo con el DANE [6], hasta mayo del 2013, 674 personas perdieron la vida en todo el

territorio colombiano en accidentes de tránsito terrestre, de las cuales 62 lo hicieron en el Valle

del Cauca. Estas cifras revelan la importancia de utilizar mecanismos tecnológicos, los cuales

se aporten al aumento y crecimiento de la seguridad en la conducción de los automóviles que

circulan por el país.

Con el paso del tiempo en la industria automotriz se han incorporado distintas medidas de

seguridad como los cinturones de seguridad, bolsas de aire, sistemas antibloqueo de frenos

(ABS), repartidores electrónicos de frenado (REF), controles electrónicos de estabilidad y

sistemas de control vectorial de torque, con todas estas medidas se busca proteger la vida de los

ocupantes del vehículo y mejorar la maniobrabilidad del mismo en situaciones de alto riesgo.

Actualmente, se están investigando y desarrollando asistentes de conducción en vehículos de


alta gama, los cuales alertan al conductor para que reaccionen rápidamente ante situaciones que

requieran de atención inmediata, para aportar a la mitigación de accidentes, tomando incluso

en algunos casos el sistema ADAS acción ante las órdenes del conductor sobre el vehículo.

Conforme los estudios y las investigaciones, estas tecnologías están siendo introducidas cada

vez más en los vehículos, ya que con esta implementación se busca disminuir la accidentalidad.

Este proyecto de investigación aplicado, y de alta complejidad, se desarrolla con grupos de

trabajo distribuidos para suplir necesidades de diseño y desarrollo, debido que el progreso del

sistema se realizará con diversos tipos de sensores, plataformas de cómputo, y algoritmos que

pertenecen a diversas áreas como: visión por computador, reconocimiento de patrones, y

robótica, así como distintos elementos de estilo y comunicación [1].

Se formula en una red de trabajo que incorpora investigadores de los programas de Ingeniería

Multimedia, e Ingeniería de sistemas de la Universidad de San Buenaventura, Ingeniería

Electrónica de la Universidad del Valle, e investigadores del centro de Diseño Tecnológico

Industrial (CDTI) del SENA regional del Valle del Cauca. Durante el desarrollo del proyecto

se espera generar publicaciones en revistas indexadas y participar en conferencias nacionales,

internacionales y en seminarios locales de difusión permitiendo la interacción con las

comunidades científicas que investigan en las áreas de sistemas inteligentes de transporte (ITS),

visión por computador, reconocimiento de patrones, aprendizaje de máquina, diseño de

interfaces, e interacción hombre-máquina (HMI) y hombre-computador (HCI) [1].

A continuación se presentan los puntos de convergencia entre este proyecto y las agendas de

planeación nacionales, departamentales, y municipales, así como con la dimensión de Ciencia

Tecnología e Innovación [1].

Nacional:

● CAP 3. Programa: Locomotoras para el crecimiento y la generación de empleo.

Lineamiento estratégico: focalizar las capacidades de ciencia, tecnología e innovación

en áreas estratégicas.

Departamental:

● Programa: ciencia, tecnología e innovación para el desarrollo productivo.


Municipal:

● Objetivo estratégico línea 3: CaliDA prosperidad para todos.

● Programa: consolidación de clústeres productivos.

● Mapa tecnológico de la industria automotriz en Colombia: Área tecnológica

electrónica y TIC´s: Sistemas de ayuda, conducción automática, sistemas inteligentes

de transporte, diseño y software.

Agenda de ciencia, tecnología e innovación (CTeI) del Valle del Cauca:

● Económica.

● Programa Priorizado - Temas Recomendados CTeI: 3.3.1. Automotriz y aeronáutica.

A. Alcance:

El sistema deberá ayudar el proceso de conducción con alertas, las cuales se van a presentar al

usuario por medio de distintos dispositivos (bocinas, luces LED y sensores hápticos). Priorizar

las alertas según un nivel de importancia establecido previamente basado en los peatones y los

vehículos.

El sistema se divide en dos componentes, los sensores externos del vehículo y la interfaz interna

del mismo. Los sensores externos se encargan de recopilar toda la información que será

desplegada al usuario por medio de la interfaz y de los dispositivos hápticos distribuidos por el

vehículo. El sistema en ningún momento podrá interferir con las funciones mecánicas del

vehículo, tampoco proporcionará rutas de transporte como lo hacen los sistemas GPS.


IV. OBJETIVOS

A. Objetivo General:

Implementar una interfaz multimodal para un sistema de asistencia a la conducción, y realizar

el diseño de framework de notificaciones ADAS, basada en la búsqueda del bienestar del

conductor y sus prioridades, para captar las alertas de los dispositivos en situaciones

probablemente peligrosas.

B. Objetivos Específicos:

1) Efectuar una investigación de las interfaces e interacción hombre-máquina que se usan para

reportar alertas a un conductor.

2) Implementar una interfaz multimodal de los componentes de hardware, identificando

directrices y patrones en el diseño de sistemas de asistencia a la conducción.

3) Diseñar un framework de software para el funcionamiento de notificaciones enviadas a los

dispositivos de la interfaz multimodal.

4) Evaluar la Interfaz y analizar resultados.

5) Realizar la publicación de un artículo referente al proyecto.


V. MARCO TEÓRICO

A. Sistema de asistencia a la conducción:

De acuerdo con el centro de tecnología automotriz de Bosch [7], un sistema de asistencia al

conductor, es aquel que monitorea constantemente el entorno por el que circula el vehículo y el

comportamiento del conductor, donde para esto han sido instalados usando sensores

inteligentes encargados de detectar situaciones potencialmente peligrosas con anticipación. En

situaciones críticas de manejo, estos sistemas pueden advertir y apoyar de forma activa al

conductor, y si es necesario, pueden intervenir automáticamente para evitar una colisión, o para

mitigar las consecuencias del accidente [1].

Los primeros prototipos de sistemas comerciales de asistencia al conductor comenzaron a

reportarse a mediados de la década de los noventa, y desde entonces han ido evolucionando y

apareciendo de forma progresiva en los vehículos de gama alta. Recientemente, la compañía

Alemana-Israelí MobileEye [8], ha reportado un asistente avanzado capaz de detectar posibles

colisiones con peatones y con otros vehículos, detectar el cambio de carril, reconocer los límites

de velocidad a partir de las señales de tránsito, monitorear la distancia a un vehículo ubicado al

frente, y controlar de forma inteligente las luces del auto para no cegar a otros conductores que

circulen en sentido opuesto. Para ello, el sistema usa una cámara monocular y un sistema de

procesamiento propietario basado en circuitos integrados de aplicación específica (ASIC) y

sistemas en chip (SoC: System-on-Chip) que permiten interpretar el entorno del vehículo en

tiempo real. El sistema se encuentra en proceso de comercialización en la unión Europea, y en

2013 recibió cerca de 400 millones de dólares de compañías automotrices como General

Motors, BMW, y Volvo. Sin embargo, MobileEye, no es la única compañía o centro de

investigación interesada en el desarrollo y aplicación de esta tecnología. Los modelos 2014 de

la clase S y clase E de mercedes-Benz, por ejemplo, incorporarán sistemas de visión estéreo y

radares como sensores principales de sus asistentes de conducción activos para evitar accidentes

con peatones [9], [10]. Vale la pena resaltar que esta compañía ya realizó pruebas de viajes

autónomos exitosos, con vehículos de investigación en Alemania, así que los asistentes de

conducción, no son más que un paso intermedio en la introducción de automóviles autónomos


en el mercado, con la esperanza que estos puedan llegar a ser más seguros que los automóviles

convencionales [1].

Para diseñar un asistente de conducción, se deben definir inicialmente las tareas que debe

realizar, y la información a partir de la cual debe hacerlo. Para detectar obstáculos existen

sensores que se han utilizado por décadas en robótica [11], tales como láseres, radares y cámaras

de visión estéreo y monocular, cada uno de los cuales presenta ventajas y desventajas. El láser

tiene una exactitud y precisión elevada, pero tiene un costo medio, puede fallar en condiciones

de baja visibilidad (e.g. neblina, humo) y en condiciones meteorológicas adversas como por

ejemplo: lluvia o fuertes corrientes de viento. Por su parte el radar, presenta una exactitud y

precisión reducida comparada con la del láser, tiene un costo alto (en el caso de radares 3D)

pero tiene en su favor que permite recuperar información de los objetos de interés aún en las

condiciones más difíciles [12]. Por su parte, los sistemas que se apoyan en cámaras estéreo,

presentan una exactitud que se degrada rápidamente con el rango, requieren que el objeto tenga

textura, y que la escena se encuentre iluminada. A su favor, presentan un costo medio-bajo, y

que le permiten a un observador humano hacer correlaciones directas de la escena capturada.

Por último, las cámaras monoculares presentan el costo más bajo, pero son incapaces de

recuperar por sí solas la profundidad. Sin embargo, permiten calcular el flujo óptico, y realizar

estimaciones de la estructura de la escena a partir de las sombras con algún conocimiento

previo de lo que se quiere identificar [1], [11].

El módulo de percepción del sistema de asistencia a la conducción debe generar un conjunto de

señales y alertas al usuario, estas alertas deben ser asertivas y bien distribuidas para así poder

hacer que el conductor pueda reaccionar a ellas y que no cause una dificultad al momento de

conducir [1].

Para soportar las funciones que requieren los ADAS, se debe seguir arquitecturas para módulos

de detección, procesamiento, generación de inteligencia y toma de decisiones. La siguiente

figura (5.1) es una vista genérica de cómo podría ser un sistema ADAS. Comprometido por

diferentes sensores, una combinación de CPU-GPU los cuales realizan el procesamiento de

datos de los sensores, y estos interactúan con los portales de comunicación o actuadores del

sistema [33].


Figura 2.Diagrama de bloques de hardware conceptual para el sistema ADAS [33]

En la siguiente figura (3) se puede observar un ejemplo de uno los avances más grandes en el

diseño de los ADAS, es el concepto “fusión de sensores”. En este proceso varios sensores

reciben información creando un mapa de posibles conflictos alrededor del vehículo. Este mapa

facilita el cálculo de posibles acciones y reacciones a través de análisis situacionales. Todos

estos elementos trabajan en conjunto para obtener un mejor apoyo al conductor por diferentes

medios de percepción omitiendo la mayor cantidad de errores y han dado paso a un sin fin de

estudios en este campo [33].


Figura 3.Ejemplo de fusión de sensores en ADAS [33]

B. Diseño de Interfaces en los sistemas de asistencia al conductor:

El diseño de los autos ha estado tradicionalmente en manos de las ensambladoras y sus

proveedores de partes mecánicas. Sin embargo, hoy en día el rango de intervención en los

vehículos demanda un grupo profesional diverso capaz de desarrollar los complejos sistemas

interactivos que demanda el mercado.

El diseño para interfaces juega un papel fundamental en la implementación de sistemas

electrónicos para automóviles. En la actualidad, actividades como las de contestar el teléfono

celular, sintonizar una emisora, buscar un archivo mp3, escoger y seguir una ruta en el GPS,

corresponden a tareas cotidianas que realiza un conductor en su dispositivo móvil, mientras se

encuentra en su vehículo.


Desde el diseño, se deben tener en cuenta los elementos gráficos y físicos que permitan un buen

entendimiento, a la vez que comuniquen de manera rápida y segura al usuario los mensajes o

instrucciones que puedan tener los dispositivos que están dentro del automóvil y que tengan

relación con el mismo. “El lenguaje de las interfaces puede ser comparado con el lenguaje

natural, tanto en su función comunicativa como en su estructura, como un sistema en evolución

compuesto de elementos e interrelaciones” [13].

Entran en consideración elementos que cambian el lienzo y el medio de atención que la imagen-

mensaje requiere, y aparecen en escena códigos como los de color, forma, animación y

proporción que deben ser adecuados al sistema de navegación automotriz; se entiende además

que cada día la industria procura hacer mejor y más eficaz la experiencia de conducir y también

que el usuario es cada vez más exigente al momento de ejercer su rol como conductor-

consumidor [1]. Esa nueva experiencia de usuario demanda una mayor exigencia en el

desarrollo y presentación gráfica de las interfaces, donde no es suficiente su completa

funcionalidad sino también una apariencia atractiva y acorde con la línea de diseño del vehículo

utilizado.

Se requiere una metodología que pueda integrar efectivamente la unión entre funcionalidad y

dispositivo, entre tecnología y estética, con una construcción multimedia que permite una

excelente interacción con el usuario. “La claridad gráfica se refleja exponiendo los aspectos

comunicativos del diseño desde dos perspectivas: la primera, desde una perspectiva que ve al

diseño como herramienta de comunicación masiva y la segunda como una herramienta de

comunicación interpersonal” [14].

Los sistemas de alerta deben ser claros y entendibles tanto en locución como en sonidos. Desde

el diseño, se deben ilustrar composiciones gráficas bien ajustadas a la pantalla, realizando una

adecuada utilización de fuentes tipográficas y de puntajes, una diagramación clara, una

resolución y optimización adecuada de imágenes, así como una construcción de íconos y una

paleta de color que se relacione tanto con los protocolos de imagen utilizados

convencionalmente en el tránsito como también con los diferentes sistemas integrados en el

vehículo. “Un diseñador debe tener en cuenta que debe controlar algunos elementos de

composición para alcanzar el equilibrio. Por ejemplo, el uso del color es visualmente más

pesado que el uso de blancos y negros, los elementos visuales de mayor tamaño son más


pesados y deben ser optimizados, las formas irregulares son visualmente más cargadas que las

formas regulares” [1], [15].

La siguiente figura (4) muestra la lógica de las fases de desarrollo de un producto, que pueden

emplearse para la implementación de un sistema ADAS.

Figura 4.Fases de un proceso de desarrollo [76]

El sistema de realimentación multimedia de un asistente de conducción debe trascender las

barreras culturales, educativas, de entretenimiento y generacionales. Para poder lograr un

trabajo efectivo se deben integrar diversas áreas del conocimiento tales como ingeniería

informática, ingeniería electrónica e ingeniería multimedia, comunicación, psicología, diseño

gráfico e industrial y sociología pues cada una desde sus perspectivas aporta desarrollos de

sistemas adaptados a comunidades específicas, pues no es lo mismo una vía en Colombia que

en países como Australia. Lo anterior se ve reflejado también con los problemas de tráfico que

se viven en Ciudad de México, que en Berlín; debido a que sus necesidades, entornos

geográficos, sociopolíticos y culturales son diferentes. “La búsqueda de literatura muestra que

no hay métodos adecuados para determinar diferencias entre culturas en aspectos relacionados

a la interacción humano–máquina (human machine interaction - HMI) y que ninguno de los

hallados aplica para sistemas de navegación enfocados en el conductor” [16]. Bajo esta

concepción, se requiere una estrategia extra disciplinaria de desarrollo [1].


C. Interacción Persona-Computador (HCI):

Esta disciplina se relaciona con el diseño, implementación y evaluación de sistemas

informáticos interactivos para uso de seres humanos, con el estudio de los fenómenos más

importantes con los que están relacionados [5], [19].

Para poder ofrecer una interfaz de notificación multimodal para un ADAS que satisfaga las

necesidades de eficiencia, seguridad y confort en el momento de la conducción, se deben

involucrar aspectos de usabilidad, utilidad y accesibilidad relacionados con la Interacción

Humano Computador [5].

La ACM (Association for Computing Machinery) describe la ciencia del HCI como “aquella

que se encuentra relacionada con el diseño, evaluación e implementación de sistemas

interactivos para el uso de los humanos, y con el estudio de los fenómenos más importantes con

los que está relacionado” [5], [41].

Figura 5.Interacción entre humano y computador (HCI) [75]


El HCI deriva en una gran cantidad de ítems, uno de los más importantes para el seguimiento

de todas las fases del proyecto es la realización de pruebas e interacción persona-máquina, la

necesidad de seguir con detalle el avance y lo iterativo [5], [19].

D. Usabilidad y accesibilidad para sistemas de asistencia al conductor:

Los estudios de usabilidad y accesibilidad permiten diseñar y evaluar las interfaces de usuario.

Una interfaz corresponde al puente o superficie de contacto con la cual el usuario establece una

comunicación directa con una máquina o un sistema de interés. Las interfaces en sistemas

interactivos deben diseñarse para ser comprendidas y usadas sin generar al usuario una carga

cognitiva elevada. Por esta razón, las interfaces bien elaboradas deben ser intuitivas y fáciles

de usar sin sacrificar la eficiencia y eficacia para realizar las tareas predefinidas de los usuarios

[1], [17].

El área automotriz viene reconociendo la necesidad de ofrecerles a sus usuarios la oportunidad

de sumergirse en el mundo de la tecnología desde la comodidad de su auto. Aplicaciones como

asistentes de ruta, reproductores de música y video, sistemas como los ADAS, le permite a los

conductores tener diferentes aplicaciones que hacen más agradable y seguro manejar [1].

Al conducir un automóvil el usuario toma decisiones constantemente, muchas de las cuales

inciden directamente en su seguridad y en la de sus acompañantes. Por esta razón, la

información que percibe a través de sus sentidos debe ser completa, precisa y de buena calidad

para evitar que tome malas decisiones que puedan causar accidentes o situaciones de riesgo

[1], [18].

Los sistemas inteligentes de transporte o ITS [18], corresponden a un conjunto de soluciones

automotrices y de infraestructura vial que buscan mejorar la seguridad y el confort de los

conductores y los pasajeros. Estos sistemas le brindan al conductor una plataforma que le asiste

en carretera, ofreciéndole información sobre rutas, accesos, congestiones vehiculares, vías

alternas, también situaciones de riesgo ya sea por excesos de velocidad, visibilidad reducida,

carreteras resbalosas o en mal estado, y posibles colisiones entre otras. Sin embargo, estos

sistemas aún se encuentran en sus etapas iniciales de desarrollo, y por ello, aún se reportan


inconvenientes concernientes a la usabilidad y accesibilidad durante su uso. Las razones

incluyen la gran variabilidad de usuarios en términos de edad, género, cultura, idioma nativo,

entre otras [1].

Para hablar de ITS y ADAS usables y accesibles deben tenerse en cuenta en el momento de

diseño y desarrollo, los diferentes perfiles de los conductores, identificando sus roles,

habilidades y limitaciones para evitar riesgos innecesarios. Este proceso de categorización

permitirá adaptar los servicios del asistente de conducción a las necesidades de cada usuario.

Adicionalmente, deben proponerse dos tipos de avisos o consideraciones de advertencia al

usuario dependiendo de si existe o no una situación crítica en el momento de la conducción, la

primera se refiere a los alertas de riesgo como aproximación a las curvas, falta de visibilidad,

velocidad excesiva, desplazamientos por fuera de los carriles, y conducción en trayectoria de

impacto contra obstáculos. La segunda se refiere a aquellas alertas fuera de situaciones críticas,

dirigidas a personas que poseen algún tipo de limitación o a personas de la tercera edad. Así

pues, se debe garantizar una comunicación adecuada de la información al conductor para que

pueda interpretarla con rapidez, precisión y seguridad, sin impactar de forma negativa su tarea

principal que es conducir [1], [18].

E. Interfaz multimodal:

Una interfaz multimodal comprende la interacción entre varios procesos en los cuales distintos

dispositivos, trabajan en conjunto con el usuario para lograr una interacción o acción, estos

pueden ser representados de maneras (visuales, auditivas, táctiles, gestuales, entre otras),

abasteciendo una correcta correlación entre dispositivos y personas de manera accesible [21].

Funcionalmente la interfaz multimodal busca determinar de manera acertada el envío de la

información, lo que posibilita a los diseñadores realizar los estudios necesarios para crear un

efecto positivo, el cual cause un fácil acceso al beneficiario, dependiendo de los diferentes tipos

de dispositivos en el que se empleen para el sistema multimodal en el cual se incorporaron.


Figura 6.Ejemplo esquema interfaz multimodal [77]

El utilizar conjuntos de voz y dispositivos que brinden datos como sensores hápticos, teclado,

mouse, pantallas, pantallas táctiles, etc. En un solo sistema, comprende grandes funciones.

Mayormente se ven reflejadas en aplicaciones móviles y sistemas discretos, el sector

automovilístico comprende de sistemas en los cuales se incorporan diferentes dispositivos para

ofrecer suplir las necesidades del usuario como (sistemas centrales táctiles, bocinas, sistemas

de navegación, notificadores hápticos). Los avances tecnológicos en los procesamientos de

señales y progreso del cómputo, dio paso a nuevas modalidades de HCI (Human Computer

Interaction-Interacción hombre computador), que indaga para la solución de los cuellos de

botella de los sistemas multimodales [21].


F. Notificaciones por motores hápticos ADAS:

La interacción háptica abarca la percepción de las fuerzas y lo pequeños movimientos como

vibraciones, presiones o entre otras sensaciones por medio de canales táctiles. Esto proporciona

a los conductores recibir información sin la necesidad de darle una carga visual, la cual podría

influir de manera negativa sus acciones al momento de estar al volante, que es el aspecto más

negativo en el uso de interfaces hombre-máquina en cualquier tipo de medio de transporte. Para

transmitir la información háptica de una manera adecuada, es necesario transmitir sin ocasionar

una distracción que cree riesgos [22], [24].

Una solución adecuada para esto es la utilización de no solo canales visuales sino también

auditivos o por medio del tacto. Una interacción de tipo háptico está asociada al estímulo de

partes del cuerpo, las cuales son relacionadas con las acciones a realizar (los pies si es necesario

usar los pedales, las manos para el uso de la caja de cambios o el volante), siendo de vital

importancia una estimulación instantánea simultánea a la acción del conductor [22]. Por lo tanto

la aplicación más obvia en la cual se usan los motores vibratorios es la retroalimentación y

vibración alertando funciones por medio del tercer sentido (tacto) [24].

1) Consolas Táctiles:

Recientemente las pantallas táctiles han ido siendo aplicadas de una manera más frecuente

como un sistema de asistencia a la conducción a los automóviles, reproduciendo información

háptica y visual, sin embargo un indeterminado número de conductores critican la utilidad y

usabilidad que estos sistemas aportan, ya que obligan al usuario a desviar su línea de visión

[23]. La evolución de estos instrumentos permite avanzar en busca de soluciones acordes a las

necesidades del conductor como aplicar botones para la consola sin tener que mirar la pantalla

y ofrece a los diseñadores lograr una buena implementación de las útiles funciones que puede

brindar reduciendo el número de incorporaciones que tienen los tableros de transporte.


2) Alertas vibratorias para advertencias y seguridad:

Una gran cantidad de nuevos sensores se están incluyendo en los automóviles lo cual está

convirtiéndolos en elementos más sofisticados, para lograr un mejor entendimiento del entorno

y reaccionar apropiadamente. Cada uno de estos sensores ha sido incluido para dar al conductor

información pertinente. Por ejemplo, sillas con motores vibratorios que proveen notificaciones

para evitar accidentes inminentes, sensores incorporados a los pedales para persuadir o alertar

al conductor a realizar una acción adecuada [25].

Figura 7.Motores vibratorios en volante [26]

G. Notificaciones auditivas en ADAS:

La percepción de un apoyo auditivo en el momento de conducir se encuentra afianzado en la

mayoría de los procesos de aprendizaje de los conductores, desde las enseñanzas brindadas por

los cursos vehiculares del estado o privadas hasta el acompañamiento cotidiano de un copiloto.

La simpleza con la cual una notificación auditiva logra expresar al usuario las situaciones en la

que se encuentra permite una gran exploración para las mejores maneras de representar estas

en un ADAS [27], [28]. Sin embargo la presentación auditiva podría traer efectos perjudiciales,

una alerta repentina podría distraer al conductor y atraer su atención de su tarea principal

(Conducir). También, se necesita de más tiempo de procesamiento a cambio de las

notificaciones visuales, ya que causa una carga de trabajo más alta para memorizar la

información, aunque ciertos análisis aclaran que cada tipo de notificación puede ser interpretada


positivamente bajo ciertos estándares como (edad, género u horario bajo el cual el conductor

está sometido) [27].

H. Notificaciones visuales en ADAS:

La distracción de los conductores se ha vuelto una de las causas principales de accidentes

automovilísticos [31]. Una distracción visual puede ir de la mano de una cognitiva, como

también hay casos en las cuales se presentan individualmente. Diferentes estudios han deducido

que la distracción visual sola causa más peligro que las dos combinadas ya que daba paso a

miradas frecuentes fuera del camino [27], [30]. Con la distracción cognitiva y combinadas se

logró ver una mejoría en la habilidad del conductor para mantenerse en el carril, de igual manera

se ve una gran cantidad de errores en cada una de las distracciones, como el exceso de confianza

innecesaria y la negligencia a la dirección [29].

Una de las más grandes críticas que se le manifiesta a las notificaciones de alerta visual

empleadas en los ADAS es el efecto que va a causar a los conductores, si creara o no una carga

visual y cognitiva. Esto permite dar a interpretar que se requiere minimizar cualquier tipo de

interpretación visual para el usuario, importante en el diseño de sistemas de asistencia a la

conducción y su desarrollo para obtener contramedidas [27].

Usualmente las notificaciones visuales que emplean los ADAS se ven reflejadas por medio de

pantallas ya sean en el tablero del velocímetro, retrovisor, pantalla central y entre otras, algunos

sistemas usan luces led, por ejemplo, para expresar niveles de alerta respecto a excesos de

velocidad con diferentes tonos de colores para demostrar la prioridad de la notificación.


VI. ESTADO DEL ARTE

A. Antecedentes de investigación:

Los ADAS permiten un aprovechamiento para la optimización de la seguridad y eficiencia en

el momento de conducir. Para obtener estas metas el trabajo se ha enfocado en el diseño

centrado al ser humano y su comportamiento con entornos tecnológicos. Por esto antes de

terminar cualquier tipo de sistema se realizan diferentes pruebas cuantitativas físicas y

simuladas que arrojan datos importantes para retroalimentar el proceso de creación o

mejoramiento de estas. Lastimosamente las simulaciones tienen límites que no permite evaluar

todos los aspectos de los conductores maniobrando [32], [33].

La movilidad es un deseo ligado a la humanidad, toda sociedad busca solucionar y emprender

nuevas estrategias para resolver los inconvenientes ligados a esta acción de un método seguro

y eficiente para la ecología. El desarrollo que se encuentran en cada región es diferente, depende

del tipo de industrialización y cultura que posean [32]. Mayormente la evolución de los ADAS

seguirá creciendo, para poder obtener grandes resultados en la conducción no automática, hasta

que los estándares de una conducción automática se logren emplear correctamente para todo

usuario.

B. Implicaciones de las Alertas:

Si un sistema de notificaciones no se encuentra bien diseñado, podría ocasionar errores muy

desfavorables al conductor, debido a que ocasiona confusión con el mensaje que la alerta

realmente quiere enseñar, esto produciría exceso de carga cognitiva lo cual significa un cambio

en la observación del conductor al sistema que reproduce este mensaje o a cualquier otro punto

[34]. El envío de alarmas falsas se ha convertido en uno de los puntos más negativos que critican

los ADAS y suelen ser frecuentes en algunos sistemas poco elaborados, otros contienen una

configuración para las alertas poco acertadas, por eso es necesario de pruebas simultáneas y

estudios para validar el funcionamiento de un sistema complejo y no crear desconfianza a los


usuarios [35], [36]. El mayor problema se da cuando el sistema tiene reacciones autónomas y

toma decisiones que invalidan al conductor [37].

C. Percepción de las alertas:

En las siguientes figuras (8 - 9) se muestra la percepción de las alertas y clasificación de

urgencia dependiendo de la medida de urgencia de la alerta y condición de ruido en que se

encuentre el conductor, investigación realizada por Westat y la NHTSA a 34 personas [38].

Figura 8.Porcentaje de conductores que detectan alertas [38]


Figura 9.Mean Urgency Rating [38], [39]

Se observa menor recepción cuando las alertas tienen una baja frecuencia, son menos

detectables que las altas en condiciones ruidosas o exceso.

D. Proyectos ADAS:

¿Se puede evitar que un conductor cometa un fallo? Sí, sin duda, al menos mitigar la posibilidad

con: educación vial, buena formación sobre la conducción de un vehículo, concientización,

siendo responsables y precavidos. Pero los humanos no somos perfectos, y siempre cabe la

posibilidad de ese error, aunque sea involuntario. Así que en el caso de que suceda ese error, lo

que se puede intentar hacer es que el ADAS repare el error cometido por el conductor [40]. El

nivel de desarrollo tecnológico, y en particular la electrónica moderna, permiten hacer cosas

que hace años parecerían imposibles, y además se están volviendo de fácil adquisición

rápidamente, por lo que se podrán generalizar y popularizar. Es decir, disponemos de sistemas

normalmente opcionales, que montados en el vehículo pueden mantener la distancia de


seguridad correcta, aunque el conductor no sepa estimarla bien, pueden mantener el vehículo

dentro del carril, si el conductor se hubiera distraído, o pueden frenar por sí solos, cuando el

conductor no reaccione a tiempo .

La arquitectura de los ADAS debe incluir módulos de detección, proceso, generación

inteligente y toma de decisiones. La siguiente figura (10) es una vista genérica de cómo puede

o podría ser el sistema ADAS [33].

Figura 10.Espectro de las funciones DAS y ADAS [33]

E. GPS navigation:

El GPS navigation system es un sistema el cual ofrece asistencia de navegación a los

conductores. El sistema de navegación recibe información de posicionamiento de GPS que son

procesadas por coordenadas de latitud y longitud vigentes como también de direcciones de


desplazamiento [42]. Los datos obtenidos incluyen posicionamiento de destinos, coordenadas,

categorías y entre otras funciones.

Estos sistemas son principalmente empleados por medio de pantallas táctiles las cuales

permiten al usuario interactuar con sus funciones, permitiendo filtrar destinos, lugares,

ciudades, etc. Comparan tu ubicación con el destino deseado para mostrar los datos de ruta al

objetivo, algunos usan tecnología auditiva con el fin de minimizar las distracciones visuales

[42].

Figura 11.Mercedes-Benz Vehicles [43]

1) Interfaz multimodal de dispositivos:

En la figura (11) se contempla un sistema de navegación GPS elaborado por Mercedes-Benz

en el cual se incorporó interacción hombre-máquina la cual permite una gran variedad de

funciones, sus salidas de notificaciones son visuales y auditivas, la mayoría de sistemas han

incorporado las mismas tecnologías, que ofrecen al usuario una navegación sencilla y eficiente.

Los menús desplegables con diferentes configuraciones hacen parte de lo que brindan a los

conductores.


F. Sistema de asistencia de carril:

Este sistema emplea una cámara de vídeo para reconocer las líneas del carril por el que

circulamos y en caso de que involuntariamente el vehículo empiece a salirse, actúa enviando

información al conductor por una pantalla proponiendo girar el volante para reducir el peligro

y mantener el vehículo dentro del carril. Un receptor y ordenador controlan el sistema por medio

de generación de señales de navegación para el reconocimiento de carril. El indicador de

movimiento de carril tiene barras de luz laterales reflejadas por una pantalla, se iluminan luces

discretas a la izquierda o derecha del punto central para simular la posición del vehículo y poder

detectar las infracciones del conductor. Parámetros de navegación tales como los ángulos de

interacción o la distancia perpendicular del vehículo desde las línea y velocidades de giro, son

procesadas por el sistema para notificarse [44].

En la siguiente figura (12) se observa la interfaz del Lane Keep Asst, tecnología incorporada

por Kia.

Figura 12.Tablero control Kia [45]


Los sistemas de asistencia de carril han sido mayoritariamente representados por dispositivos

de salida visual, auditiva o en conjunto, algunos sistemas de gama alta permiten al usuario el

incluir tonos audibles respecto a las alertas que genera el dispositivo. Se puede encontrar

incorporado inicialmente en los tableros del vehículo dependiendo de la tecnología utilizada


por la marca automotriz y es distribuido por empresas desarrolladoras de sistemas complejos

para vehículo en pantallas ajenas al automóvil [45].

G. Reconocimiento de señales de tránsito:

Cada vez más, los límites de velocidad se adaptan de forma más precisa no solo a las

condiciones de la vía en un tramo, sino también a otros factores como, la accidentalidad que

presenta, el tipo de tráfico o ahora también las consideraciones ambientales. Además, las nuevas

tecnologías permitirán que la velocidad máxima permitida en un tramo pueda no ser fija, sino

que varía en función de los parámetros comentados en tiempo real.

En esta situación cada vez más común, el usuario tiene que estar más atento a la señalización,

y tener mayor capacidad de reacción a posibles cambios. Incluso en aquellos tramos que

recorren de forma habitual, con señalización variable los límites pueden variar de un día a otro,

o de un momento del día a otro. Este hecho puede ser fuente de confusión, dificultar la

conducción e incluso generar distracciones que deriven en una mayor accidentalidad [47].

En este contexto, es que los fomentadores de turismos están promoviendo la incorporación de

nuevas tecnologías de reconocimiento y tratamiento de imágenes en sus vehículos que asisten

al conductor en saber en todo momento la velocidad a la que se le permite circular, y le evite

dudas que se traduzcan en una infracción (y posible denuncia) o, peor aún, en un accidente [47].

BMW y Mercedes introdujeron este sistema en 2008/2009 por primera vez. Posteriormente ha

sido incorporado por Opel y, no hace mucho, por Volkswagen y Audi. Ha llegado la hora de

observar con mayor detalle estos sistemas de asistencia al conductor y analizar los beneficios

que realmente ofrecen al consumidor [47].

El estudio ha revelado que, puede ser muy útil que nos muestre los límites de velocidad y

aunque ofrecen una buena asistencia para el conductor, los sistemas no acaban de ser 100%

fiables [48]. Mientras que la calidad de visualización para el conductor varía desde satisfactoria

a muy buena, algunos de los sistemas sólo lograron porcentajes aceptables de reconocimiento.

El rango va desde un 74% durante la noche en un VW Phaeton hasta un 95% con luz diurna en


un BMW serie 7 [47]. En aquellos casos en los que es aplicable, los resultados de capacidad de

reconocimiento también reflejan el uso de datos de navegación. Mientras que los porcentajes

de reconocimiento son ligeramente más bajos durante la noche, la lluvia prácticamente no

afecta al rendimiento de las cámaras, salvo cuando la lluvia es torrencial, lo que también reduce

drásticamente la visibilidad del conductor.

En la siguiente figura (13) se ve la representación visual por medio de una pantalla en el tablero

del automóvil, el sistema Traffic sign recognition está empleado por Audi para el envío de

información respecto al reconocimiento de señales de tránsito. Los tonos contrastantes logran

permitir una fácil legibilidad de las señales en el tablero lo cual da menos carga cognitiva al

conductor.

Figura 13.Tablero de control Audi [49]

H. Sistema de detección de adormecimiento:

El concepto de los sistemas de detección de adormecimiento, es monitorear el estado en el cual

el conductor se encuentra y generar alertas, cuando se encuentre adormecido o distraído

dependiendo de los estándares del dispositivo. Se usan diferentes técnicas para lograr reconocer

las expresiones del usuario basado en señales. Ha entrado fuertemente en el mercado para


diferentes tipos de casas automotrices (Mercedes Benz, Volvo, Ford, entre otros). Estos

sistemas están limitados a tipos de vehículos y características del conductor, ya que requieren

de tiempo para analizar el comportamiento del entorno [50], [51]. La siguiente figura (14)

muestra un sistema de detección de fatiga Driver Fatigue Monitor MR688

.

Figura 14.Detector de fatiga [52]

Sistema que reconoce la pupila, para detectar fatiga y distracción por medio de la captura de

una imagen, con sensores infrarrojos. Además de un procesador de señal digital para detectar

distracciones.


El dispositivo permite desplazamiento, aunque está propuesto para posicionarse al frente del

conductor o con vista hacia él para posibilitar su funcionamiento. Este dispositivo funciona

enviando alertas auditivas y visuales por medio de luces LED que intentan entrar en acción al

conductor con atención. Las notificaciones auditivas usan voces femeninas que estimulan

tranquilidad sin dejar de cumplir su función, las luces son poco visibles y no crean mucha carga

visual de día, en cambio de noche logran ser más eficaces, protegiendo así la vida de sus

usuarios.

I. Sistema de asistencia de parqueo:

La asistencia de parqueo está implementada en una serie de autos de alta gama o media, para

realizar la debida asistencia de aparcamiento del vehículo, con una serie de muestras visuales

del entorno del carro, con respecto a la ubicación en la cual se desea aparcar el vehículo. Debido


a la grande necesidad de un mejor acceso a este tipo de sistemas, se han elaborado varios

prototipos con diferentes tipos de elementos diferenciadores como (cámaras 360°, cámaras

traseras, alertas visuales LED, notificaciones sonoras).

Figura 15.Park assist Volvo [53]


En la figura (15) de la visualización del Park assist de Volvo, podemos ver la comunicación

visual que presenta con respecto al espacio. Cuando la parte trasera del vehículo se encuentra

aproximado a los 1.5 metros de algún obstáculo la alerta audible entra en vigor, en cambio la

zona delantera funciona desde los 80 centímetros y necesitarán de una cercanía desde los 30

centímetros o menos, para recibir la alerta más importante del sistema [53].

J. Asistente para atascos de tráfico:

Todos estos sistemas se entienden como asistentes o ayudas a la conducción. El conductor sigue

conduciendo el coche, sigue siendo el responsable de lo que suceda y están más para evitar un

despiste, para ayudar o para hacer la conducción más cómoda, que para que el coche funcione

sin conductor. Algunos todavía tienen que mejorar, y no podemos decir todavía que sean

infalibles, pero falta poco para que tengamos vehículos que puedan realizar estas tareas. Se ven

mucho en automóviles de gama alta debido a la tecnología incorporada en conjunto con la

navegación GPS. La siguiente figura muestra la representación visual del sistema por medio de

una pantalla en el vehículo BMW Serie 5.


Figura 16.BMW Serie 5 [54]

K. Sistema de detección de peatones y vehículo (Collision warning):

La detección de peatones siempre ha sido un problema para los fabricantes de autos debido a la

irregularidad en la cual estos se comportan en las vías, sin embargo, nuevas tecnologías trabajan

para suplir las necesidades necesarias para solucionar estos cuellos de botella.

Lamentablemente los sensores trabajan de diferente manera que, con los vehículos, al detectar

a los peatones de una manera más difícil por medio de cámaras y sensores que requieren cumplir

con parámetros de seguridad del tránsito, parámetros para obtener un mejor reconocimiento

[33]. El estudio de colisión con vehículos tiene más tiempo y recorrido, situándose como uno

de los pilares principales para los ADAS.

Los sistemas de detección de peatones y vehículo trabajan con medidas métricas de distancia

vehículo-peatón o vehículo-vehículo dejando un margen de tiempo para reacciones del

conductor o accionamiento automático del automóvil, algunos de estos sistemas vienen

incluidos con otros dispositivos que permiten accionar el freno en caso de que un peatón o

automóvil se encuentre a una distancia grave de colisión al auto, evitando generar más

accidentes como lo es en el caso del Collision warning de Volvo S80 y otros más [55].


Figura 17.Collision Warning Volvo S80 [55]

El funcionamiento del sistema de Volvo S80 la cual fue una de las primeras casas automotrices

en incorporar esta tecnología en sus autos tiene ciertas limitaciones debido al alcance de

detección de las cámaras y sensores, que trabajan bajo límites de velocidad de 70 km/h para su

funcionamiento, Bosch y Mercedes Benz también sufren estos inconvenientes ya que se debe a

un problema de tecnología de reconocimiento por parte de las cámaras y sensores [55].


Volvo incorpora una tira LED la cual parpadea en tono Rojizo en señal de alarma y se

complementa con un sonido de emergencia para propinar al usuario una reacción. En la

siguiente figura se ve la tira LED en funcionamiento concorde a un probable accidente. Este

sistema tiene funciones para trabajar conjunto a colisión no sólo de peatones sino también de

vehículos, ciclistas, y cualquier obstáculo que se interponga al auto.


Figura 18.Collision Warning [56]

En el caso del Collision prevention assist de Mercedes Benz, su sistema es ajustable al gusto

del conductor por medio de una consola central ubicada en la parte del tablero en la cual arroja

datos importantes para su funcionamiento, en caso de una posible colisión el sistema manda

una alerta visual y auditiva que alertan al conductor. En la siguiente figura (19) se logra ver el

esquema de funcionamiento del Collision prevention assist.


Figura 19.Collision Prevention assist Mercedes Benz [57]

L. Estimación de movimiento propio en vehículos ComVidas:

La estimación de movimiento propio en vehículos es una de las ramas del proyecto ComVidas

en el cual se realiza la elaboración mediante la fusión de sensores, radares, cámaras y sistemas

inerciales, se logra tener un conjunto de elementos que forman un sistema, el cual por medio

de distintos algoritmos y protocolos tiene la capacidad de identificar y generar una estimación

de la ubicación del vehículo y otros vehículos aledaños, información la cual se envía a una

interfaz que se encarga de comunicar toda esta información al conductor de una forma oportuna

y efectiva [74]. Proyecto que trabaja en conjunto con la implementación de una interfaz

multimodal para asistencia a la conducción.

Aunque existen empresas que ofrecen módulos de asistencia a la conducción, estos son

diseñados y adaptados para países con infraestructuras viales de alta calidad, además de que en

estos países se cuenta con una cultura vehicular distinta a la que existe en Colombia. Con la

implementación de dispositivos de alta tecnología se pretende generar un impacto en lo que

respecta a la seguridad vial [74].


VII. DESCRIPCIÓN DEL HARDWARE DEL SISTEMA

A. Introducción:

En este capítulo se describe la arquitectura del hardware que se diseñó y/o se modificó para

contribuir al desarrollo del proyecto. La siguiente figura (20) muestra el diseño empleado por

el proyecto (ComVidas) en el que se muestran los dispositivos y su distribución imprescindible.

Figura 20.Sistema completo [58]

Se observa implementación de la interfaz multimodal, con una conexión de dos bocinas

laterales por bluetooth, las cuales se controlan por medio de un Arduino Uno, placa electrónica

basada en el microcontrolador ATmega328, también se encuentran expuestos los dispositivos

hápticos (DC 3V 1100 RPM 0.2A High Speed Mini Vibration Motor for DIY Toys) ubicados

en la zona interna de la funda del timón para alertar futuras colisiones vehiculares. Es de aclarar


que este proyecto no abarca la implementación de la pantalla táctil que se observa en la figura

(20).

En la parte superior del retrovisor se encuentra implementado una tira Led (Color RGB led

Strio Light Kit Water proof and Dimmable) la cual también está conectada al Controlador

Arduino Uno por medio de cables macho macho, los cuales trabajan en conjunto a los sensores

hápticos para realizar notificaciones de alerta.

Finalmente en este capítulo se describe también el propósito de la ubicación que se le dio a los

dispositivos utilizados para el desarrollo y su función exacta.

B. Interfaz multimodal y compuestos:

La composición de la interfaz multimodal está estructurada con el uso de diferentes tipos de

dispositivos, los cuales permiten la comunicación de la información por canales visuales,

auditivos y hápticos al usuario, por medio de (Bocinas, luces LED y sensores hápticos) que son

los elementos que emitirán alertas, logrando un trabajo mutuo hombre-máquina. La ubicación

específica respecto a necesidades de los elementos que componen el sistema está definido en el

marco del proyecto (ComVidas).

1) Componentes necesarios.

a) Arduino Nano V3:

El Arduino Nano es una placa basada en el ATmega328, funciona con un cable USB y Mini-

B.

El Arduino se conecta a un computador con un cable USB por medio del cual se le configuran

las funciones que va a cumplir, y a una placa (protoboard) a través de la cual se conectara con

los distintos elementos del sistema.

En la siguiente figura (21) se puede ver el Arduino-nano con su respectivo cable de

alimentación USB.


Referencia : Arduino Nano V3.0

Figura 21.Arduino Nano

En la siguiente tabla se puede apreciar las características del Arduino Nano.

Microcontrolador ATmega328 con cargador de inicio

preprogramado.

Tensión de entrada (recomendada): +7 a + 12 V.

Tensión de entrada (límites): +6 a + 20 V.

14 pines GPIO 6 ofrecen salida PWM

entrada analógica.

6 pines

Corriente DC por pin de E/S: 40 mA.

Memoria Flash de 32 KB (2 KB para cargador de inicio).


SRAM -2 KB.

EEPROM 1 KB.

Admite Comunicación serie IC.

Frecuencia de reloj: 16 MHZ.

Dimensiones: 0,73″ x 1,7″.

Tabla 1.Características Arduino Nano[59]

En la siguiente figura (22) se puede ver el diagrama de pines del Arduino-nano.

Figura 22.Diagrama de Pines Arduino Nano [59]

b) Transistores Mosfet:

Los transistores permiten tomar corriente y distribuirla a las tiras led las cuales tiene una

conexión de ánodo común.


Referencia : Gikfun RFP30N06LE TO-220 Mosfet Power Control DIY Kit (Pack of

5pcs) For Arduino EK5001_Dx5

Figura 23.Transistores Mosfet

Las características principales para los transistores mosfet se encuentran en la tabla de la ficha

técnica 3-3:

Brand Name Gikfun

Item model number LYSB00V9XF1RY-Electrncs

Item Weight 0.3 ounces

Item Dimensions LXWXH 5x0.3x4.4 inches

Tabla 2.Características Transistores [60]

En la siguiente figura (24) podemos ver el circuito del montaje de los transistores junto a una

tira de leds y un arduino, se conectan los pines del arduino a el primer pin de cada uno de los

transistores, el segundo pin de los transistores se conecta con su correspondiente color en la tira

de leds, el tercer pin se conecta con el polo a tierra y la tira de leds finalmente es conectada con

una fuente de alimentación de 12 voltios.


Figura 24.Montaje transistores [61]

c) Cable macho macho:

Son utilizados en el montaje de todo el sistema para conectar las piezas unas con otras en la

protoboard y logran así una comunicación entre cada uno de los elementos y el arduino.

En la siguiente figura (25) se ven los cables macho macho que son utilizados para la conexión

de los elementos de la interfaz multimodal.


Referencia : Cable Jumper Macho Macho

Figura 25.Cables Macho macho

La siguiente tabla muestra las características de los cables que permiten la conexión entre los

dispositivos.

Cabeza de nines 2,54 mm 1p-1p

Longitud 10 cm

Compatible Cabezales de espaciador de 0.1mil

Compatible Cabezal de espárrago de 2,54 mm

Tabla 3.Características Cables macho macho [62]

d) Funda volante:

Es la funda de volante en la cual se hace el montaje de dos motores vibradores para ser parte de

los elementos que van a generar las notificaciones por medio de vibración.


La siguiente figura (26) es una fotografía de la funda para volante que se usó. Se introdujeron

dos sensores hápticos a las partes lateral de la funda del volante para generar las alertas

vibratorias.

Figura 26.Funda volante

e) Módulo bluetooth HC-05:

El módulo bluetooth HC-05 tiene configuración de maestro y esclavo. En modo maestro puede

conectar con otros dispositivos bluetooth en modo esclavo el queda a la espera de peticiones de

conexión. Módulo por el cual se conecta a la bocina vía bluetooth con el reproductor de audio

micro sd.

La siguiente figura (27) es del módulo bluetooth HC-05 que se utilizó en el sistema.


Referencia : Módulo Bluetooth Arduino HC-05 V2

Figura 27.Módulo bluetooth HC-05

La siguiente tabla aporta las características del dispositivo.

Chip BC417143

Voltaje de entrada 3.6V~6V

Corriente de entrada 8MA

Temperatura de operación -20°C~75°C

Frecuencia 2.4GHz bande ISM

Modulacion GFSK

Tipo asincrónico 2.1Mbps(Max)/160 kbps

Tipo sincrónico 1Mbps/1 Mbps


Funciones de seguridad Autenticación y encriptación

Interfaz serial TTL

Protocolo bluetooth Bluetooth v2.0 + EDR

Potencia de transmisión 4dBm, clase 2

Sensibilidad -84dBm a 0.1% VER

Velocidad 1 Mbps

Antena Integrada

Alcance 10 metros

Perfil Wireless serial port

Tamaño 2.7cm x1.3cm

Tabla 4.Características Módulo bluetooth HC-05 [63]

La siguiente figura (28) es del módulo bluetooth y las características de sus pines. STATE es

para indicarle al módulo en qué estado se encuentra ya que él tiene cuatro (4) estados, los pines

RX y TX son para establecer una conexión serial con otro dispositivo, el pin GND es la

conexión con el polo a tierra, el pin VCC es para la alimentación de energía del módulo.

Figura 28.Diagrama de pines Modulo Bluetooth HC-05 [64]


f) Protoboard:

Protoboard o tarjeta para prototipos es muy utilizado para ensamblar y probar circuitos

electrónicos, gracias a la facilidad que brinda para realizar conexiones sin necesidad de

soldaduras.

Es la placa en la cual se hacen las conexiones de cada uno de los elementos del sistema y sus

respectivas pruebas.

La siguiente figura (29) es de la placa (protoboard) que se utilizó para las pruebas del sistema.

Figura 29.Protoboard

2) Elementos para notificación háptica:

a) Vibradores (Sensor Háptico):

Motores de vibración de alta velocidad de dos Amperios con una velocidad de vibración de

1100 revoluciones por minuto.

Son los motores que se conectan en la funda para volante, son los encargados de generar las

alertas vibratorias.

Las características principales de los sensores hápticos se encuentran en la tabla


Part number a111011800ux0165

Item weight 0.2 ounces

Item model number a111011800ux0165

Number of pieces 2

Batteries Included? no

Batteries Required? no

Tabla 5.Características Sensor háptico [65]

En la siguiente figura (30) se puede ver uno de los mini motores vibradores.

Referencia : DC 3V 1100RPM 0.2A High Speed Mini Vibration Motor for DIY Toys

Figura 30.Motor vibratorio

3) Elementos para notificación auditiva:

a) Bocina bluetooth:

Bocina Bluetooth altavoz TX550 Sonic Rider, brinda funciones manos libres, llamadas y

música en el vehículo para suprimir el ruido de la carretera, reduce el eco y ruido de clase

mundial con un micrófono y altavoz de 2 vatios de gran alcance. Se conecta por medio de

bluetooth al sistema y es a través de la cual se reproducen las alertas auditivas.

La siguiente figura (31) es de la bocina bluetooth que se utiliza en el sistema.


Referencia: Motorola Sonic Rider Coche Bluetooth Altavoz

Figura 31.Bocina Bluetooth

La siguiente tabla aporta características importantes de la Bocina.

Código 723755669055

EAN 0723755895898

UPC 723755669055

Color Plata

Tamaño Un tamaño

Marca de fábrica Motorola

Modelo Motorola

Departamento unisex adulto

Estudio Motorola

Alto 20,066 cm

Largo cm 5.842


Peso 0,58 libras

Ancho 12,7 cm

Tabla 6.Características bocina bluetooth [66]

b) Reproductor Mp3 Mini Dfplayer Wav Y Wma Df-player Arduino:

El DFPlayer mini es un módulo MP3 el cual se puede conectar directamente a un altavoz. Se

puede usar como módulo independiente con batería, botones de altavoz y de amplificación

conectados o usando, Arduino UNO o cualquier otro con capacidades de RX / TX. Es el módulo

que permite la lectura de una memoria micro sd y la reproducción de audio, el cual está

conectado con una bocina por medio de un módulo bluetooth. También soporta formatos de

audio como WAV Y WMA. Siendo compatible con tarjetas TF con el sistema de archivos

FAT16, FAT32.

La siguiente figura (32) es del módulo mp3 utilizado en el sistema.

Referencia: Reproductor Mp3 Mini Dfplayer Wav Y Wma Df-player Arduino

Figura 32.Módulo mp3

La siguiente tabla muestra las características del módulo mp3.

Frecuencia soportada (kHz) 8/11.025/12/16/22.05/24/32/44.1/48

Salida 24-bit DAC

Soporte para rango dinámico 90dB


Soporta SNR 85dB

Soporta FAT16, FAT32

Soporta Tarjeta micro sd 32GB

Soporta 255 Canciones

Se puede Transmitir voz por altavoces

Nivel Ajustable Volumen 30

Tabla 7.Características Módulo mp3 [67]

La siguiente figura (33) aporta el diagrama de pines del módulo mp3 necesarios para

comprender la conexión del dispositivo, se tiene que el pin VCC es a través del cual se alimenta

la energía del módulo, los pines RX y TX son para la conexión serial del módulo con otro, el

pin GND es por el cual se hace la conexión con el polo a tierra.

Figura 33.Diagrama de pines Módulo mp3 [67]


4) Elemento para notificación visual:

a) Tira leds:

Tira de leds marca NEWSTYLE, tiene una longitud de 5 metros, resistente al agua, es flexible

y con leds RGB. Es una tira de leds que se conecta a un grupo de transistores los cuales son

alimentados por el arduino, la tira de leds es la encargada de generar las alertas visuales del

sistema.

La siguiente figura (34) es de la tira de leds que se utiliza en el sistema.

Referencia : NEWSTYLE 16.4FT 5M SMD 5050 Water-resistant 150 LEDs RGB Flexible

LED Strip Light Lamp

Figura 34.Tira Led


Las características principales de la tira de Leds empleadas se encuentran en la tabla de la ficha

técnica

Part Number LED-065

Item Weight 0.8 ounces

Product Dimensions 8x8x0.4 inches

Item model number LED-065

Color Multi-color

Material Plastic

Shape Round

Power source AC to 12v DC

Voltage 12 volts

Wattage 30 watts

Type of bulb Led

Special Features 12v Super bright smd 5050 than 3528

single chip

Batteries included? no

Batteries required? no

Tabla 8.Características Tira led [68]

b) Batería de 12v:

Batería utilizada para la alimentación de la tira de leds la cual requiere de 12v.


Figura 35.Batería de 12 voltios

C. Conclusiones:

En la figura (36) se puede ver el diagrama del proyecto ComVidas, en este encontramos el

sistema de asistencia a la conducción integrado a un grupo de sistemas como por ejemplo el

sistema de reconocimiento y procesamiento de imágenes, el cual alimenta con información a

una app la cual se encarga de la interpretación y respuesta al sistema de notificaciones con un

grupo de códigos establecidos en el framework, mediante los cuales el sistema genera las alertas

correspondientes, los elementos de hardware permitieron seguir el plan de proyecto ComVidas.

Durante el desarrollo e integración de los distintos elementos que componen el sistema como

los son los sensores, motores y la tira led, se buscó que el diseño que fue realizado en el

documento del proyecto Comvidas fuese aplicado en lo más posible, para así permitir que la

integración de este sistema que se encarga de generar las notificaciones o alertas para el usuario

sea lo más fácil posible con los otros sistemas que constituyen el proyecto Comvidas en su

totalidad,


Figura 36.Diagrama proyecto Comvidas [58]

En el montaje del hardware se encontraron algunos inconvenientes, como que la tira de leds

necesitaba de una fuente de alimentación de 12v (voltios) y el arduino-nano solo podía

proporcionar un máximo de 3v, lo que obligó a buscar una fuente de alimentación que fuese

capaz de proporcionar los 12v que la tira requería.

Durante la adquisición de los elementos necesarios para el montaje del hardware se encontró

con que el Reproductor Mp3 Mini no fue fácil de adquirir por medios locales.

Los elementos fueron totalmente compatibles con el arduino-nano, lo cual facilitó en gran

medida el desarrollo del sistema y su interconectividad.


VIII. DESCRIPCIÓN DEL SOFTWARE DEL SISTEMA

A. Introducción:

En este capítulo se describe el software desarrollado. El software se desarrolló en módulos, por

medio de clases, para así poder aislar los procesos de cada uno de los componentes del hardware

y hacer uso de cada uno de ellos en el momento en que fuese necesario.

Figura 37.Diagrama de componentes

Los algoritmos a utilizar deberán ser seleccionados correctamente para lograr generar la mejor

alerta posible a los dispositivos y por medio de estos se transmitirá al conductor, para esto se

investigará, qué ventajas presentan los diferentes lenguajes de programación al ser usados en el

software Arduino Uno y Raspberry Pi.

Deberá realizarse una serie de indagaciones sobre qué alertas utilizar y seleccionarlas

cuidadosamente, para así poder cumplir con la función de alertar y no generar una distracción

en el usuario en el momento que se efectúen, se investigará paralelamente las ventajas y

desventajas de los diferentes tipos de alertas, y sobre cuál es la ubicación más adecuada para la

interfaz.


El componente de software de este proyecto se divide como se muestra en la siguiente figura

(38).

Figura 38.Estructura software del sistema

1) Entornos de Desarrollo Integrados (IDE):

Un Entorno de Desarrollo Integrado (IDE) es una aplicación que permite construir otras

aplicaciones, los IDE por lo general cuentan con elementos como:

● Una o varias paletas de iconos con los componentes disponibles.

● Un lienzo en el cual los componentes se sitúan y son interconectados.

● Editores para configurar y especializar los componentes.

● Visores en los cuales se localizan los siguiendo unos criterios de búsqueda específicos.

● Directorios de componentes.

● Acceso a editores, intérpretes, compiladores y depuradores [69].


2) Arduino 1.8.4:

Arduino 1.8.4 es un IDE de código abierto para facilitar el desarrollo y carga de programas en

la tarjeta de arduino. Arduino 1.8.4 es compatible con Windows, Mac os X y Linux. El ambiente

está desarrollado en Java y está basado en Processing y otros software de código abierto [70].

Mediante el IDE de arduino 1.8.4 se desarrolló la programación para la placa (arduino nano)

que controla todos los componentes del hardware del sistema, por medio de conexiones que se

realizan siguiendo los parámetros y especificaciones de cada uno de ellos para así poder obtener

un correcto funcionamiento.

B. Interfaz multimodal:

Tanto el lenguaje de programación como el IDE, fueron elegidos por su compatibilidad y buen

funcionamiento con el hardware (Placa Arduino-nano), esto con el propósito de poder realizar

pruebas, siguiendo el framework que se desarrolló para la recepción e interpretación de las

distintas señales brindadas por los sensores distribuidos en el vehículo y generando las alertas

correspondientes a los usuarios a través de los dispositivos hápticos conectados al sistema.


Figura 39.Diagrama de flujo


En la figura (39) se puede observar el proceso de interpretación de las señales, a partir del cual

se van a generar notificaciones para el usuario siempre y cuando se cumplan ciertos requisitos

como lo es que el vehículo esté en movimiento a una velocidad superior a 30 km/h, además de

que el nivel de prioridad y el tipo de alerta que se están recibiendo por medio del código que

envía el sistema que controla los dispositivos encargados de la detección de vehículos y

peatones sean correctos.

C. Framework:

Para el desarrollo del proyecto se diseñó un framework, el cual tiene como propósito dejar

diferenciado de una manera clara la forma de la cual el sistema reconoce la información que le

proporcionan sensores externos del vehículo, y los clasifica por niveles de prioridad y por tipo

de alerta.

Los tipos de alerta que se tienen están definidos como, alertas vehiculares y alertas peatonales,

las alertas vehiculares ocurren en el momento en el cual, el sistema detecta que un vehículo está

a una distancia que entra en un rango de peligro para el vehículo propio y los integrantes del

mismo, al momento de ocurrir algún accidente de tránsito, las alertas peatonales se activan

cuando el sistema detecta a un peatón a una distancia, en la cual el peatón puede correr peligro

si no se toma alguna medida de precaución por parte del conductor del vehículo.

Tal y como está estipulado en el código de tránsito colombiano en el artículo 108, separación

entre vehículos. La separación entre dos (2) vehículos que circulen uno tras de otro en el mismo

carril de una calzada, será de acuerdo con la velocidad.

● Para velocidades de hasta treinta (30) kilómetros por hora, diez (10) metros.

● Para velocidades entre treinta (30) y sesenta (60) kilómetros por hora, veinte (20)

metros.

● Para velocidades entre sesenta (60) y ochenta (80) kilómetros por hora, veinticinco (25)

metros.

● Para velocidades de ochenta (80) kilómetros en adelante, treinta (30) metros o la que la

autoridad competente indique.


En todos los casos, el conductor deberá atender al estado del suelo, humedad, visibilidad, peso

del vehículo y otras condiciones que puedan alterar la capacidad de frenado de éste,

manteniendo una distancia prudente con el vehículo que antecede [71]. Se toman como medidas

de referencia para las alertas, las velocidades comprendidas entre treinta (30) y sesenta (60)

kilómetros por hora, ya que son los rangos de velocidad promedio por el cual circulan los

vehículos en las ciudades en Colombia, por ende la distancia prudencial es de veinte (20) metros

lo cual corresponde a una alerta de prioridad alta en la cual se está cumpliendo con la distancia

especificada por la normatividad para transitar de manera segura.

Los niveles de prioridad están establecidos de la siguiente manera:

● Prioridad alta: Son aquellas que representan un nivel de peligro alto y que requieren de

una acción inmediata para evitar un accidente.

● Prioridad media: Son aquellas que representan situaciones en las cuales se está entrando

al umbral donde comienza un cierto nivel de riesgo.

● Prioridad baja: Son aquellas situaciones en las cuales se empieza a llegar a una distancia

en la cual ya puede empezar a considerarse que inicia a haber un riesgo a la hora de

ocurrir un accidente.

Teniendo en cuenta el estudio hecho en “REACTION TIME OF DRIVERS TO ROAD

STIMULI” en el cual se estima que el tiempo de reacción de una persona normal cuando está

conduciendo es de cerca de 1s, y considerando el hecho de que las personas conducen a una

velocidad promedio de 60 Km/h en las ciudades colombianas, se realizó el cálculo de la

distancia mínima adecuada que necesita una persona para poder reaccionar ante una situación

de accidente o riesgo, 16.667 metros, este cálculo se realizó de la siguiente manera 60𝑘𝑘

𝑘∗

1000𝑘

1𝑘𝑘∗

1𝑘

3600𝑘=

16.667𝑘

𝑘.

A partir de la información recopilada por medio de la investigación de “REACTION TIME OF

DRIVERS TO ROAD STIMULI” [70] se obtiene la siguiente información, el reporte obtenido

de la prueba en la que los conductores intentaron evitar un peatón, se encontró que la mayoría

de ellos usualmente prefieren frenar a tratar de esquivar al peatón. Los sujetos fueron separados


en dos grupos, los que reaccionaron rápidamente (alrededor de 829 ms) quienes evitaron chocar

contra el peatón, y los que tuvieron tiempos de reacción más lentos (alrededor de 1131 ms)

quienes no frenaron a tiempo [72]. Teniendo en cuenta lo anterior se definió que la distancia

mínima en la cual se debía generar una alerta de alta prioridad para un peatón era de veinticinco

(25) metros, que la distancia para una alerta de prioridad media era de entre veinticinco (25) y

treinta (30) metros y para una alerta de prioridad baja está entre treinta(30) y treintaicinco (35)

metros, durante una investigación en la cual la situación era que un conductor tenía que

responder a las luces de frenado de otro vehículo, el tiempo promedio de reacción fue de 640

ms, y tan solo el 5% de los conductores tardaron más de 1 segundo. Otro factor que se identificó

fue que 1 de cada 5 conductores ocasionalmente tenía tiempos mayores a 1 segundo [72],

debido a esto se definió que la distancia a partir de la cual se debía generar una alerta de

prioridad alta para un vehículo era de veintidós (22) metros, que la distancia para una alerta de

prioridad media era de entre veintidós (22) y veintiséis (26) metros, y finalmente una alerta de

prioridad baja está entre veintiséis (26) y treinta (30) metros.

1) Notificación Peatones:

Las notificaciones para los peatones difieren según el nivel de prioridad:

● Prioridad alta: Se activan los motores vibradores durante un intervalo de 0.5 segundos

y al mismo tiempo suena la bocina bluetooth con una señal de alarma.

● Prioridad media: Se activan los motores vibradores durante un intervalo de 0.5

segundos.

● Prioridad baja: Se activan los motores vibradores durante un intervalo de 0.3 segundos.

El intervalo en el cual los vibradores se activan está principalmente ligados a no interferir con

el tiempo de reacción que tiene la persona para evadir cualquier colisión, Debido a que el tiempo

de un conductor para reaccionar promedia en 1 segundo.

En el caso de las bocinas las investigaciones arrojaron que el exceso de notificaciones auditivas

podría crear carga cognitiva y distracción al volante, por eso se evitó el uso excesivo de las

notificaciones en momentos en los cuales no era necesario emplearlas.


2) Notificación Vehículos:

Las notificaciones para los vehículos difieren según el nivel de prioridad:

● Prioridad alta: Se activan los motores vibradores durante un intervalo de 0.5 segundos

y al mismo tiempo la tira led se ilumina en un ciclo de parpadeo durante 2 segundos en

un tono rojo.

● Prioridad media: Se activan los motores vibradores durante un intervalo de 0.5 segundos

y al mismo tiempo la tira led se ilumina en un ciclo de parpadeo durante 2 segundos un

tono amarillo.

● Prioridad baja: Se activan los motores vibradores durante un intervalo de 0.3 segundos.

Los tonos utilizados dependiendo de la prioridad de la alerta están justificados en

investigaciones de “Señalización y código de colores” y entre otros que afirman la naturaleza

del entendimiento de dichos tonos. La siguiente figura brinda información sobre los colores y

sus características.

Tabla 9.Relación existente entre los colores [73]

A continuación, podemos ver los diagramas de bloques en los cuales se muestra cual es el orden

que sigue el código y cuál es su resultado.


Figura 40.Diagrama de bloques peatonal

Figura 41.Diagrama de bloques Vehicular


En la figura (40) y (41) se puede ver el proceso de selección por el cual pasa el sistema al recibir

los códigos establecidos, y las respectivas alertas correspondientes a cada uno de ellos

permitiendo apreciar de forma gráfica cuales son las notificaciones correspondientes para cada

uno de los casos establecidos.

Figura 42.Cuadro de códigos entrada sistema

Tal y como se evidencia en la figura (42), el código que recibe el sistema consta de tres números,

el primero indica si el vehículo está en movimiento con una velocidad mayor a 30 km/h y si lo

está recibirá un 1 de lo contrario será un 0, el segundo indica el nivel de prioridad de la alerta,

siendo 1 como alta, 2 como media y tres como baja, y el tercer numero indica el tipo de alerta

1 como peatonal y 2 como vehicular.

Códigos Acciones

011 El sistema no genera ninguna alerta porque el vehículo no

se está movilizando a la velocidad mínima estipulada.












111 Los motores vibradores se encienden por un intervalo de

0.5 segundos y la bocina bluetooth emite una señal de

alarma.


0.5 segundos y la tira led se ilumina en un ciclo

parpadeante de 2 segundos en un tono rojo.


0.5 segundos.


0.5 segundos y la tira led se ilumina en un ciclo

parpadeante de 2 segundos en un tono amarillo.


0.3 segundos.


0.3 segundos.

Tabla 10.Códigos y respectivas alertas a cada uno


D. Conclusiones:

Durante el proceso de desarrollo se logró identificar que tanto el lenguaje como el IDE

escogidos fueron los idóneos para el desarrollo del sistema, gracias a su compatibilidad, y alta

cantidad de documentación respecto a los dispositivos que se estaban utilizando.

Para el diseño del framework, se tuvo en cuenta aspectos como lo son el tiempo de reacción de

una persona y las regulaciones de ley, respecto a las distancias mínimas a la hora de conducir a

ciertas velocidades, para poder brindar un cálculo adecuado de los tiempos y distancias

adecuados para generar una alerta.

IX. PRUEBAS Y RESULTADOS

A. Introducción:

Se incluirá evaluar las pruebas de usabilidad, accesibilidad, y funcionalidad las cuales aplicarán

a un conjunto de usuarios voluntarios del sistema e incluyen factores cuantitativos y

cualitativos.

Al consolidar y analizar los resultados, se recolecta la información y elementos de ayuda para

la realización de un artículo el cual contempla la importancia del proyecto y su objetividad,

debidamente este será publicado.

B. Pruebas de conocimiento de usuarios:

Para el proceso de pruebas se inició realizando una encuesta a un grupo de personas acerca de

qué tanto sabían sobre sistemas de asistencia a la conducción o sistemas ADAS, a quienes no

tenían conocimientos sobre este tipo de sistemas, se les hizo una pequeña introducción y

después se preguntó sobre su interés respecto a este tipo de sistemas además de preguntarse


sobre si conocían algún sistema que fuese implementado en los vehículos para la asistencia a

la conducción.

Se encuestaron veinte (20) personas, trece (13) hombres y siete (7) mujeres, de los cuales solo

unos cuantos tenían conocimiento sobre qué es un sistema ADAS como se puede ver en la

figura (43).

Figura 43.Gráfica respuesta encuesta conocimiento de sistemas ADAS

A aquellas personas que no conocían que es un sistema ADAS se les dio un pequeña

introducción al tema para poder continuar con la encuesta, de las personas encuestadas se

encontró que el 75% de ellos consideraron que los sistemas adas eran útiles.


Figura 44.Gráfica percepción utilidad usuarios, encuesta ADAS

A la pregunta de porque consideraba útiles los sistemas ADAS, la gran mayoría respondió, que

gracias a que alertan a los conductores esto genera que sea más seguro tanto para el conductor

como para aquellos que están en las vías.

La mayoría de los encuestados que respondió la pregunta de “¿Qué sistemas de asistencia a la

conducción conoce o ha utilizado?” dijeron haber utilizado sistemas como waze o google maps

y algunos afirmaron utilizar asistentes de parqueo en sus vehículos.

C. Pruebas de simulación:

En la funda para volante se hizo el montaje de dos motores vibradores, tal y como se puede

apreciar en la siguiente figura.


Figura 45.Funda volante con mini motor vibrador adaptado

Figura 46.Funda volante con motores adecuados en su interior

Se ubican las luces Led en una parte superior, cerca de lo que podría estar un espejo retrovisor

para simular la posición planeada por el diseño del sistema del proyecto ComVidas, se sitúa un

timón al cual se le incorpora una funda de volante con los motores hápticos, también se

posiciona la bocina Bluetooth a un costado lateral para enviar las notificaciones y poder realizar


las pruebas, finalmente se ubica un portátil al frente para simular por medio de un video una

colisión para efectuar pruebas de las alertas como se ve en la figura (47).

En la pruebas hechas a distintas personas se les dio una introducción acerca de que son los

sistemas ADAS y de cómo funcionaba el sistema, explicándoles tanto cuáles eran los tipos de

alertas, como los niveles de prioridad y cuáles eran las alertas que iban a recibir según los

posibles casos que se podían presenta, las personas fueron ubicadas en un escritorio en el cual

tenían un volante con la funda adecuada con los motores vibradores, una pantalla en la que se

reproducía un video en el cual se simulaba una situación de conducción en la cual había

situaciones en las cuales el sistema debía generar distintas notificaciones, la bocina bluetooth y

la tira de leds.

Al iniciar los sujetos de pruebas condujeron de forma tranquila, algunos al pasar un corto

periodo de tiempo se alertaron de que el timón vibró durante un corto instante de tiempo, y

fueron más conscientes de la distancia a la cual se encontraban del vehículo de enfrente, después

de esto recibieron alertas luminosas, las cuales no pasaron desapercibidas para ninguno de los

sujetos de pruebas, la cual logró que todos estuvieran alertas y consientes acerca de la ubicación

y distancia entre ellos y el vehículo que tenían delante de ellos. Al cabo de un tiempo iniciaron

las notificaciones de peatones, las cuales tienen alertas sonoras, estas generaron un gran impacto

en los conductores, ya que inmediatamente se percataron de la situación y reaccionaron respecto

a lo que podían ver en pantalla.

En la siguiente figura (47) podemos ver a uno de los sujetos de prueba reaccionando frente a

una alerta vehicular de prioridad alta, de la cual ya estaba parcialmente prevenido que iba a

ocurrir gracias a otras alertas que había recibido con anticipación y que hizo que estuviera más

consciente de la distancia a la cual estaba, respecto al vehículo que tenía frente a él.


Figura 47.Prueba de usuario de la interfaz multimodal

Después de haber hecho la prueba se les pidió que respondiera a una encuesta para finalizar el

proceso de pruebas, de la cual se pudieron extraer los siguientes datos.

De los diez (10) encuestados siete (7) consideraron que las alertas no habían sido invasivas.


Figura 48.Gráfica percepción sutilidad alertas, encuesta Pruebas

Quienes dijeron que las alertas habían sido invasivas manifestaron que el volumen de la

bocina estaba muy alto o que no se lograron acostumbrar a que el volante vibraba.

El 90% de los encuestados confirmó que las alertas habían sido claras.

Figura 49.Gráfica claridad de las alertas, encuesta Pruebas


La persona que indicó que no había sido claras, dijo que en ocasiones podía confundir la

vibración de la alerta con la de su vehículo. Todos los encuestados lograron percibir todas las

alertas que se encuentran en el sistema, la vibración del volante, las luces led y las bocinas.

El 90% de los encuestados consideró que los tiempos que duraban las alertas eran adecuados.

Figura 50.Gráfica satisfacción con la duración tiempo alertas, encuesta Pruebas

A la mayoría de los encuestados les gustó que hubiera diferencia entre las alertas para peatones

como para vehículos y no presentaron algún descontento en específico cuando se les preguntó

sobre qué les había gustado y que les había molestado de la prueba.

El 90% de los encuestados consideró que las alertas eran de utilidad.


Figura 51.Gráfica percepción utilidad de las alertas, encuesta Pruebas

Aquellos que dijeron que estas alertas eran útiles concordaron en que el principal aspecto

positivo que podían recalcar era que consideraban que brindaba mayor seguridad tanto para el

conductor, los integrantes del vehículo y para los integrantes de otros vehículos e incluso

peatones.

De los encuestados el 50% dijo que si pudiera adquirir un sistema con estas características lo

compraría, un 40% dijo que tal vez y un 10% dijo que no lo compraría.


Figura 52.Gráfica aceptación de los usuarios, encuesta Pruebas

D. Conclusiones:

La falta de interés por este tipo de sistemas de asistencia a la conducción se ve reflejada en la

falta de conocimiento sobre los mismos de las personas.

Las alertas más efectivas pero que también entran con mayor facilidad al rango de tediosas son

las auditivas, ya que generan una reacción inmediata en los conductores, pero si no son

utilizadas con precaución pueden volverse altamente molestas para los conductores.

Las personas después de terminar la prueba, mostraron un interés por continuar investigando

sobre los sistemas de asistencia a la conducción.

X. CONCLUSIONES

Se realizó una exhaustiva investigación sobre los sistemas de asistencia a la conducción ADAS

y sobre los tiempos de reacción de las personas al estar despistadas mientras conducen.


Durante el diseño del framework se encontró que era de vital importancia contemplar el factor

del error humano a la hora de implementar sistemas de asistencia a la conducción, ya que las

personas tienen tiempos de reacción variados y que dependen de muchos factores.

Se concluyó que los elementos necesarios para la construcción de una interfaz multimodal de

este tipo, con envío de notificaciones son accesibles y económicos, permitiendo la

experimentación en la búsqueda de un sistema de asistencia a la conducción para autos de una

gama no tan alta, más comercial y a un mayor alcance de los conductores.

Se validó que con un proceso complejo de trabajo e investigación se puede llegar a competir

con sistemas complejos para vehículos de gama media, debido a que los elementos del sistema

permiten el modelamiento del ADAS con una buena implementación y planeación, supliendo

todas las necesidades que los sistemas de casas automotrices sofisticadas están efectuando

actualmente.

Se identificó que en las conexiones del hardware el dispositivo que más inconvenientes podría

llegar a presentar son los que están conectados por medio de bluetooth, ya que si la conexión

no se logra establecer adecuadamente el sistema estaría perdiendo la capacidad de generar

alertas sonoras, las cuales tienen un gran nivel de importancia.

XI. TRABAJOS FUTUROS Y PERSPECTIVAS DEL PROYECTO

En este capítulo se presentan algunas propuestas para trabajos futuros y nuevos alcances que se

podrían adquirir a partir del presente desarrollo.

1) Montaje Simulador ADAS:


2) Diseño de interfaz gráfica configurable (tablet):

Realizar el diseño de una interfaz gráfica que permite configurar el sistema de asistencia a la

conducción, además de que represente de manera gráfica las alertas e información de interés o

pertinente para el usuario.


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[77] S. Oviatt, “Multimodal Interfaces,” Incaa Designs, 2012.


XIII. ANEXOS

A. Pruebas de conocimiento de usuarios:



B. Pruebas de simulación:


C. ISO 9241-11

INTRODUCCIÓN

El diseño y la evaluación de los terminales con pantallas de visualización considerando su

usabilidad, proporcionan al usuario los medios de alcanzar objetivos y satisfacer necesidades

en un contexto de uso determinado. La Norma ISO 9241-11 explica los beneficios que aporta

la medida de la usabilidad en términos de resultados y satisfacción obtenidos por el usuario.

Estos beneficios se miden por el grado de consecución de los objetivos previstos en cuanto a

utilización, por los recursos empleados para alcanzar estos objetivos y por el grado de

aceptación del producto por parte del usuario.

La Norma ISO 9241-11 destaca que la usabilidad de los terminales con pantalla de visualización

depende del contexto de uso y que el grado de usabilidad alcanzado dependerá de las

circunstancias específicas en las que se emplee el producto. El contexto de utilización consiste

en los usuarios, las tareas, el equipo (aparatos, programas y documentos) y los ambientes físico

y social que puedan influir la usabilidad de un producto en el sistema de trabajo. La medida de


los resultados obtenidos por el usuario y de su propia satisfacción, evalúa el conjunto del

sistema de trabajo y, cuando un producto es objeto de evaluación, estas medidas proporcionan

las informaciones sobre la usabilidad de ese producto en ese contexto específico ligado al resto

del sistema de trabajo. Los efectos de las modificaciones realizadas sobre otros elementos del

sistema de trabajo, tales como la cantidad de formación proporcionada a los usuarios o la mejora

de la iluminación, también pueden ser medidas en términos de resultados obtenidos por el

usuario y de su propia satisfacción.

El vocablo usabilidad suele hacer referencia a las características que facilitan el empleo de un

producto (véase el anexo D). Los requisitos y las recomendaciones relativas a las características

del equipo, de los programas y del ambiente que favorecen la usabilidad de los terminales con

pantalla de visualización, así como los principios ergonómicos que los sustentan, se presentan

en otras partes de la Norma ISO 9241.

DEFINICIONES

Para los fines de esta parte de la Norma ISO 9241, son de aplicación las definiciones siguientes:

3. 1 usabilidad: Grado en que un producto puede ser utilizado por usuarios especificados para

lograr objetivos concretos con eficacia, eficiencia y satisfacción, en un determinado contexto

de utilización.

3. 2 eficacias:

Precisión y grado de consecución con que los usuarios logran objetivos establecidos.

3. 3 eficiencias:

Relación entre los recursos empleados y la precisión y grado de consecución con que los

usuarios logran objetivos establecidos.

3. 4 satisfacciones:

Ausencia de incomodidad y existencia de actitudes positivas hacia la utilización del producto.


3. 5 contextos de utilización:

Usuarios, tareas, equipamiento (equipo, programas y documentos) y entorno físico y social en

que un producto es utilizado.

3. 6 sistemas de trabajo:

Sistema constituido por usuarios, equipo, tareas y entorno físico y social establecido con el fin

de lograr objetivos particulares.

3. 7 usuarios:

Persona que interacciona con el producto.

3. 8 objetivos:

Meta o resultado a conseguir.

3. 9 tareas:

Actividades necesarias para lograr un objetivo.

3. 10 productos:

Parte del equipamiento (equipo, programas y documentos) cuya usabilidad debe ser

especificada o evaluada.

3. 11 medidas (nombre):

Valor que resulta de la acción de medir y de los procesos utilizados para obtener dicho valor.

RAZONES Y BENEFICIOS

La usabilidad es un factor importante a tener en cuenta en el diseño de productos, ya que

condiciona la eficacia, la eficiencia y la satisfacción de los usuarios en su trabajo.

La usabilidad de los productos puede mejorarse con la incorporación de características y

atributos conocidos, que beneficien a los usuarios en un contexto particular de utilización. Con

objeto de determinar el nivel de usabilidad alcanzado, es necesario medir los resultados


obtenidos por los usuarios que trabajan con un producto y su propia satisfacción. La medida de

la usabilidad es de particular importancia si se tiene en cuenta la complejidad de las

interacciones entre el usuario, los objetivos, las características de la tarea y los otros elementos

del contexto de utilización. Un producto puede presentar niveles de usabilidad

significativamente diferentes, dependiendo del contexto de utilización.

El considerar la usabilidad como parte del proyecto y desarrollo de productos, implica la

identificación sistemática de los requisitos de usabilidad, incluyendo las medidas de usabilidad

y las descripciones verificables del contexto de utilización. Estas últimas proporcionan

objetivos de diseño que pueden servir de base para la verificación del diseño resultante.

El enfoque adoptado en la Norma ISO 9241-11 presenta, entre otras, las ventajas siguientes:

– La estructura puede utilizarse para identificar los aspectos de usabilidad y los componentes

del contexto de utilización a tener en cuenta cuando se especifique, diseñe o evalúe la usabilidad

de un producto.

– Los resultados obtenidos (eficacia y eficiencia) y la satisfacción de los usuarios, pueden

utilizarse para determinar el grado en que un producto es utilizable, en un contexto de

utilización dado.

– Las medidas de los resultados obtenidos por los usuarios y su propia satisfacción, pueden

proporcionar una base para comparar la usabilidad relativa de productos con diferentes

características técnicas utilizados en el mismo contexto.

– La usabilidad prevista para un producto puede ser definida, documentada y verificada (por

ejemplo, como parte de un plan de calidad).

Documents

Interfaz multimodal para un sistema de asistencia a la