El ABC de los sensores, radares y cámaras en los automóviles

Son vitales para el funcionamiento de los sistemas de seguridad de los vehículos, así como para el desarrollo de la conducción autónoma.


En los últimos años, hemos sido testigos de una gran evolución en las tecnologías enfocadas en la seguridad de los automóviles, al grado que al trabajar en conjunto permiten que un vehículo sea capaz de avanzar y frenarse automáticamente, o bien cambiar de carril o estacionarse sin la necesidad de que el conductor toque el volante.
Toda esta serie de sistemas inteligentes, que un inicio hemos visto de vehículos de lujo y que posteriormente han adoptado las marcas de volumen, más las que están por venir forman parte esencial de la tecnología de conducción autónoma.
Pero bueno, para lograr que los vehículos detecten todo lo que hay a su alrededor y sean capaces de activar los sistemas de seguridad, es necesario equiparlos de una serie de cámaras y radares que por extraño que parezca utilizan los mismos principios de visión, posición y orientación de un águila o un murciélago, por ejemplo.
Para entender de una manera específica como trabajan estos componentes vitales en los sistemas de seguridad de los automóviles y vitales en un vehículo de conducción autónoma, presentamos una descripción de cómo trabajan:

Sensores Lidar

Este sensor se basa en un principio de ecolocalización similar al sonar biológico que permite a los delfines y murciélagos encontrar su camino, y su presa, en la oscuridad. Para hacerlo, generan ondas de sonido que se reflejan en ellos por obstáculos y posibles fuentes de alimentos. Ahora bien, el tiempo que tarda el sonido en recuperarse le dice a los animales dónde se encuentra un objeto dado en relación con ellos mismos. De hecho, los murciélagos hacen uso del efecto Doppler asociado para determinar de qué manera está volando una polilla y qué tan rápido están latiendo sus alas.
Partiendo de esta capacidad, los sistemas Lidar utilizan ráfagas de luz láser, cada una de las cuales dura solo mil millonésimas de segundo, como el equivalente a las ondas de sonido. En comparación con otros sensores, los sistemas Lidar producen resultados extremadamente precisos en rangos muy largos. Asimismo, los sensores láser pueden detectar objetos, tanto inmóviles como en movimiento, que rodean el vehículo a distancias de hasta 300 metros.

Sensores de radar

Funcionan utilizando el mismo principio básico, aunque utilizando radiación electromagnética en longitudes de onda considerablemente más largas. No obstante que tienen una resolución más baja que los sistemas lidar, los sensores de radar funcionan por sí solos en condiciones meteorológicas adversas: mientras que la niebla o la lluvia fuerte literalmente y en el sentido estricto de la palabra ciegan un sistema óptico, las ondas de radar son capaces de atravesar las gotas de lluvia.

Cámaras

Junto a los sistemas de ecolocalización, las cámaras también forma parte del listado de los dispositivos de reconocimiento del entorno de los automóviles. Aunque los sistemas de cámaras de los vehículos no pueden igualar la agudeza visual de las aves de rapiña, por ejemplo, al ir manejando en carretera la resolución y el amplio campo de visión de esta tecnología es capaz de detectar obstáculos en primer plano.
Comparado con el mundo animal, un vehículo equipado con todos estos sistemas tiene una visión general de 360 ​​grados, por lo que es superior al camaleón que tiene el campo de visión más amplio con 342 grados. A pesar de los ojos protuberantes capaces de moverse independientemente, este animal todavía tiene un pequeño punto ciego de 18 grados justo detrás de su cabeza.
Junto a esta capacidad de obtener información del entorno, es necesaria procesarla de una forma efectiva por medio de un software capaz de procesar y analizar los flujos entrantes de datos. Debido a que la demanda de potencia de procesamiento aumenta paralelamente a la creciente cantidad de datos recopilados por sensores cada vez más sofisticados, las unidades de control electrónico son básicamente el cerebro del vehículo. De esta manera, los autos pueden reaccionar ante la aparición repentina de un ciervo en el medio de la carretera en fracción de segundos.

Visión panorámica perfecta

Dependiendo de la velocidad del vehículo, los sistemas de radar frontales empleados  en los sistemas activos de control de crucero, por ejemplo, tienen un alcance de hasta 200 metros. Pueden detectar la posición y la velocidad del vehículo en frente, así como los vehículos que se aproximan. Para fines de asistencia de cambio de carril, también se emplea un un sensor de radar lateral con un campo de visión de hasta 150 grados.

Se utilizan en muchas soluciones de asistencia al conductor, como en maniobras de reversa o para el mantenimiento de carril. Con un alcance de hasta 250 metros, estos  “ojos” son capaces de detectar el movimiento con mucha más precisión que los sensores de radar.
Aunque los sistemas Lidar son muy costosos, su largo alcance y alta resolución lograron vencer a otras tecnologías. Si bien tienen la capacidad de detectar peatones, la lluvia y la niebla tienen un impacto significativo en su agudeza visual.
Trabajando en conjunto, estas tecnologías aseguran que el vehículo tenga una percepción completa del entorno que lo rodea en todo momento. Asimismo, los beneficios de los diferentes sistemas se complementan mutuamente, dando a los vehículos la redundancia del sistema que es tan esencial para el éxito de la conducción autónoma.
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