Los sistemas de seguridad ADAS (Advanced Driver Assistance Systems, por sus siglas en inglés), han de ver qué sucede alrededor del coche. Luego recogen esa información (emplean algoritmos de aprendizaje automático que reconocen el entorno) y actúan para ayudar al conductor a tomar decisiones con seguridad. Los sensores han ido evolucionando, con cámaras cada vez más sofisticadas. Entre ellos los sensores LiDAR (Laser Imaging Detection and Ranging), que funcionan con tecnología láser.
En la actualidad sólo los vehículos más sofisticados montan sensores LiDAR, pero esta tecnología se irá generalizando. El motivo no es otro que reconocen de modo más fiable el entorno del vehículo. Con el paso del tiempo se irán reduciendo sus costes y serán sistemas más compactos que puedan montarse en el parabrisas, al lado de otras cámaras y sensores. Una ubicación que ofrece ventajas respecto. los primeros modelos que se montan en el techo del vehículo.
¿Cómo funcionan los sensores LiDAR?
La tecnología LiDAR se basa en un emisor láser que emite rayos de luz láser infrarroja que impactan sobre los objetos. Al rebotar son registrados por un receptor. El sistema es capaz de medir, gracias al escaneo láser, la distancia, posición y altura de ese objeto. Y con gran precisión en su radio de alcance, de hasta 250 metros.
La gran ventaja del LiDAR respecto a una cámara es que el sistema informático del vehículo forma una nube de puntos con la que crea una imagen tridimensional de ese objeto en tiempo real. Además es más fiable, ya que funciona igual de día que por la noche y puede generar representaciones fiables en condiciones meteorológicas adversas.
Además, el sistema actualiza en milisegundos la posición precisa de cada punto, lo que permite determinar el movimiento y la dirección del objeto analizado. Con el LiDAR las computadoras del vehículo realizan muchos cálculos por segundo y los sistemas de seguridad pueden tomar decisiones más adecuadas.
¿Qué aporta los sensores LIDAR?
Con la información extra que aporta el LiDAR, los sistemas ADAS pueden trabajar reconociendo mejor su entorno aún mejor, con más datos para la toma de decisiones. El sensor LiDAR complementa a cámaras y radares, proporcionando redundancia en la detección de objetos alrededor del vehículo.
Esto es muy útil cuando las que las cámaras o el radar pueden fallar por las malas condiciones de visibilidad o a la interferencia de las señales de otros vehículos. Con esta información extra, se pueden desarrollar funciones de asistencia a la conducción de nivel 3 de conducción autónoma: el LiDAR mejora la capacidad de reconocer objetos, sus distancias, trayectorias y movimientos. También permite un mapeo 3D del entorno del vehículo, incluida geometría de la carretera, marcas de los carriles o señales de tráfico.
Gracias a ello se implementan sistemas como el asistente de conducción autónoma en autopista (HDAA – Highway Driving Autonomous Assistant), que permite al conductor circular por determinadas autopistas hasta 130 km/h sin tener que llevar las manos en el volante, acelerar o frenar. El conductor, que está monitorizado, sólo tiene que mantener la atención en el tráfico y volver a tomar el control del vehículo cuando el sistema se lo solicite. En España ya funciona así en ciertos tramos el Mustang Mach-E.
Sensores LiDAR en el techo o en el parabrisas
La tecnología LiDAR se emplea desde hace años en los prototipos de desarrollo de coches autónomos. Estos coches usan un LiDAR con visión de 360 grados, en el techo del vehículo y gira sobre sí mismo (hasta 900 veces por minuto) para obtener un ángulo de visión despejado de todo el entorno.
Los LiDAR han evolucionado hacia soluciones más prácticas y más que se pueden implementar de modo más fácil en modelos de producción. Estos sensores apuntan hacia la parte frontal del vehículo, con un ángulo de 120º de visión, recogiendo información de todos los objetos. Están situados habitualmente en la parte frontal del vehículo (tras alguna rejilla) o en el parabrisas.
Instalarlo tras el parabrisas tiene como ventaja su posición de visión elevada, con sensores aislados y protegidos del exterior (agua, polvo, golpes, temperatura). Además no afectan en absoluto al diseño o al rendimiento aerodinámico del vehículo.
Su ubicación en el parabrisas ha supuesto algunos retos. Los parabrisas modernos disponen de una lámina que absorbe la radiación infrarroja para aislar el habitáculo del calor y proteger a los ocupantes… Sin embargo, esos tratamientos bloquean en parte los rayos láser del sensor LiDAR, tanto cuando son emitidos, como cuando vuelven rebotados de vuelta, reduciendo su alcance y precisión (en pruebas realizadas por Hesai y FUYAO, el alcance del LiDAR se reducía de 250 a solo 60 metros de distancia).
Es por ello que los principales fabricantes han desarrollado parabrisas con revestimientos antirreflejos, que ayudan a reducir el calor y también permiten la transmisión de los rayos láser infrarrojos con la longitud de onda específica del LiDAR. No todo el parabrisas precisa ese revestimiento, sólo la parte que sobre el módulo de los sensores.
Recalibrado de sensores LiDAR al cambiar un parabrisas
Cuando se sustituye un parabrisas hay que desmontar las cámaras del cristal roto y montarlos en el nuevo. Una vez instalados, estos sistemas han de ser recalibrados para asegurar que funcionan con la máxima precisión y proporcionan la información correcta.
Los sistemas ADAS pueden llegar a tomar el control del coche y que el conductor confía en ellos, y espera su respuesta para alertarle o asistirle en una situación de riesgo. Los sensores LiDAR empleados hasta la fecha no necesitan recalibración tras una sustitución de parabrisas, aunque algunos de ellos sí tienen que ser reseteados. La causa más común por la que los sistemas ADAS pueden sufrir fallos de funcionamiento es porque sus cámaras y sensores no hayan sido recalibrados, o esa operación se haya hecho de un modo incorrecto.
Fuente: Carglass