Sistema inteligente para el control de accesos vehiculares y la gestión de estacionamientos en comunidades residenciales de acceso cerrado: enfoque en visión por computador

Abstract

La inseguridad ciudadana constituye uno de los principales desafíos sociales y urbanos de América Latina, región que presenta una elevada concentración de homicidios y una creciente percepción de inseguridad. Esta problemática afecta la calidad de vida y modifica las dinámicas de interacción con el entorno, manifestándose de manera diferenciada según las características de cada ciudad. En Chile, si bien los niveles de homicidios son inferiores a los observados en otros países de la region, la inseguridad mantiene una alta relevancia, particularmente en la Región Metropolitana, donde delitos como robos violentos, portonazos y encerronas evidencian vulnerabilidades en los accesos a los recintos residenciales. En las comunidades residenciales de acceso cerrado, el control de accesos vehiculares y la gestión de estacionamientos de visita continúan dependiendo principalmente de procesos manuales, caracterizados por la intervención humana, la limitada trazabilidad y la ausencia de información en tiempo real. Frente a estas problemáticas, se diseña e implementa ResiPark, un sistema inteligente que integra Inteligencia Artificial, Visión por Computador e Internet de las Cosas para automatizar el control de accesos y optimizar la gestión de estacionamientos. La solución se estructura en cuatro módulos: gestión de accesos vehiculares, gestión de estacionamientos, interfaces de usuario y servicios centrales. Para el reconocimiento vehicular, se implementan modelos YOLOv8s y YOLOv11s para la detección de vehículos y patentes, respectivamente, complementados con Florence-2 para la transcripción OCR. El monitoreo de estacionamientos se desarrolla mediante ESP32, sensores ultrasónicos y comunicación LoRa, mientras que la interacción con los usuarios se realiza mediante una aplicación móvil y una plataforma web. Finalmente, el sistema es desplegado y evaluado en un pasaje cerrado de la comuna de Cerrillos, alcanzando un mAP50 de 0,995 en la detección de vehículos y 0,977 en la detección de patentes, validándose el funcionamiento integrado de los principales componentes.

Citizen insecurity is one of the main social and urban challenges in Latin America, a region characterised by high homicide rates and a growing perception of insecurity. This situation affects quality of life and changes how people interact with their surroundings, with manifestations varying by city. In Chile, although homicide rates are lower than those observed in other countries in the region, insecurity remains a major concern, particularly in the Metropolitan Region, where crimes such as violent vehicle theft, home-gate robberies, and vehicle ambushes expose vulnerabilities at residential access points. In gated residential communities, vehicular access control and visitor parking management still rely largely on manual processes, resulting in strong dependence on human intervention, limited traceability, and a lack of real-time information. To address these challenges, ResiPark is an intelligent system that integrates Artificial Intelligence, Computer Vision, and the Internet of Things to automate vehicular access control and improve visitor parking management. The proposed solution is organised into four modules: vehicular access management, parking management, user interfaces, and central services. For vehicle identification, YOLOv8s and YOLOv11s models perform vehicle and license plate detection, respectively, and Florence-2 performs optical character recognition. Visitor parking occupancy is monitored using ESP32 microcontrollers, ultrasonic sensors, and LoRa communication, while users interact with the system through a mobile application and a web platform. Finally, the system is deployed and evaluated in a gated residential lane in the commune of Cerrillos, achieving an mAP@50 of 0.995 for vehicle detection and 0.977 for license plate detection, while validating the integrated operation of the main system components.