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Cómo la tecnología de sensores dará forma a los automóviles del futuro

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Cómo la tecnología de sensores dará forma a los automóviles del futuroArtículo técnico escrito por Vincent Hiligsmann, vicepresidente de estrategia corporativa de mercados estratégicos en Melexis en el que habla sobre el futuro de la tecnología de sensores en la automoción.

Los sensores ahora son una parte vital de cualquier diseño del automóvil moderno que sirve para muchos propósitos diferentes. Son fundamentales para ayudar a los fabricantes de automóviles a lanzar al mercado modelos que son más seguros, más eficientes en combustible y más cómodos de conducir. Con el tiempo, los sensores también permitirán mayores grados de automatización del vehículo, de lo que se beneficiará la industria.

Observación inteligente gracias a la tecnología de sensores

Además de la capacidad de control y el procesamiento de datos, la supervisión inteligente es uno de los requisitos previos para que un automóvil pueda tomar medidas por sí mismo. Para alcanzar el objetivo de la plena supervisión, los automóviles necesitarán procesar una gran variedad de datos paramétricos, como velocidad, corriente, presión, temperatura, posicionamiento, detección de proximidad, reconocimiento de gestos, etc. En términos de detección de proximidad y reconocimiento de gestos, se han hecho grandes avances que han tenido lugar en los últimos años, como sensores ultrasónicos y cámaras ToF (Time of Flight) que ahora comienzan a implementarse en los vehículos.

Sensores ultrasónicos

A medida que avanza la automatización en los vehículos, no solo estamos viendo nuevas tecnologías de sensores aplicadas al sector de la automoción por primera vez, sino que también estamos siendo testigos de la adaptación de las tecnologías de automoción maduras a los requisitos especiales que exigirá la conducción autónoma. Por el momento, los sensores ultrasónicos generalmente se montan en los parachoques del vehículo para sistemas de estacionamiento asistido. Hasta ahora, solo se espera que esos sensores funcionen a una velocidad de conducción de menos de 10 km / hora y no son capaces de medir distancias pequeñas con un 100% de precisión. Sin embargo, en un automóvil autónomo, tales sensores podrían usarse potencialmente en combinación con radares, cámaras y otras tecnologías de detección para proporcionar la funcionalidad de medición de distancia.

Reconocimiento de gestos en automóviles

Cómo la tecnología de sensores dará forma a los automóviles del futuroSi bien la tecnología de sensores ultrasónicos se utiliza para observar el mundo exterior, las cámaras ToF se centran en el interior del automóvil. Como la transición a la conducción autónoma será gradual, es importante que los conductores puedan cambiar del modo autónomo al modo manual en escenarios específicos. Actualmente, los automóviles solo son parcialmente autónomos, mediante el uso de sus mecanismos ADAS, pero la participación humana puede ser potencialmente necesaria en cualquier momento.

Esperamos que la industria avance hacia mayores niveles de automatización en los próximos años, pero incluso así el conductor aún tendrá que poder tomar el control en ciertas circunstancias (por ejemplo, cuando el automóvil está en el centro de la ciudad). Pasará un tiempo considerable antes de que esto cambie. Hasta ese punto, un vehículo deberá poder alertar a su conductor. Por lo tanto, la monitorización en tiempo real de la posición y los movimientos del conductor es crucial. Aunque todavía se encuentra en sus fases iniciales, la tecnología ToF ya se está utilizando en la actualidad, por ejemplo, para hacer que los conductores se den cuenta cuando sufren un lapso de concentración y hacen que el vehículo se desplace hacia el borde de la carretera. También permite que se realicen diferentes funciones basadas en el reconocimiento de gestos, por ejemplo, mediante barridos manuales para aumentar el volumen de la radio o para contestar una llamada telefónica entrante.

El alcance potencial de ToF va más allá de este tipo de tareas, sin embargo, y será fundamental en la automatización de controladores más sofisticados a medida que se desarrolla. Las cámaras ToF podrán mapear todo el cuerpo superior de un conductor en 3D, de modo que se pueda determinar si la posición de la cabeza del conductor está orientada hacia la carretera y si sus manos están sobre el volante.

Mapeo 3D de la situación del tráfico

Los sistemas adaptativos de control de crucero de hoy en día utilizan el radar para medir la distancia al vehículo que está delante. Esta tecnología funciona suficientemente bien en las autopistas, pero en un entorno urbano, donde las distancias son más cortas y los peatones / vehículos también pueden acercarse desde otras direcciones, se necesita una medición de posición más precisa.

Una solución es agregar una cámara para una mejor determinación de la perspectiva. Sin embargo, el hardware actual de procesamiento de imágenes no es lo suficientemente bueno como para detectar todas las características importantes con la velocidad y fiabilidad necesarias para garantizar una conducción segura.

Aquí es donde la tecnología LiDAR parece destinada a resultar ventajoso. LiDAR funciona de acuerdo con el mismo principio que el radar y se basa en la medición del reflejo de una señal transmitida. Mientras que el radar depende de las ondas de radio, LiDAR hace uso de haces de luz (por ejemplo, láser). La distancia al objeto o superficie se calcula midiendo el tiempo que transcurre entre la transmisión de un pulso y cuando se recibe un reflejo de ese pulso.

La gran ventaja de LiDAR es que la tecnología permite detectar objetos mucho más pequeños de lo que es posible con el radar. En contraste con una cámara, que ve su entorno en planos focales, LiDAR ofrece una representación 3D precisa y relativamente detallada. A través de esto, es fácil aislar objetos de lo que está delante o detrás de ellos, independientemente de las condiciones de iluminación (de día o de noche), A medida que los puntos de precio asociados con la tecnología LiDAR disminuyan gradualmente, y se logre una mayor progresión tecnológica, aumentará el impulso para seguir este enfoque.

La tecnología de sensores de la próxima generación, que ya se están desarrollando en última instancia, definirán la experiencia de conducción autónoma. Mediante la innovación en las áreas descritas en este artículo, los automóviles del mañana proporcionarán una imagen clara y constantemente actualizada de lo que está sucediendo, tanto en relación con el entorno externo como en términos de lo que están haciendo también sus ocupantes. Por lo tanto, la tecnología de sensores para la detección son la clave del futuro de la industria automotriz.

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