Ir al contenido principal

LIDAR y su utilidad para el coche autónomo

Los coches autónomos no pueden conducir por sí mismos si no son capaces de ver qué sucede en su entorno. Dependiendo de la capacidad de detección de los sensores y de la capacidad de procesamiento de datos de la computadora, el coche es capaz de realizar más o menos tareas por sí mismo, con mayor o menor intervención del humano. Se distinguen así, por tanto, hasta cinco niveles de conducción automatizada.
Para que un coche pueda ver se requieren diferentes tipos de sensores que de una u otra forma lo permiten: radares, cámaras de vídeo de alta resolución, GPS inercial de alta precisión, sensores de ultrasonidos y lídares. Hoy te vamos a explicar qué es un LIDAR, uno de los sensores más habituales en los coches autónomos, y en qué consiste.

LIDAR es un acrónimo
LIDAR no es una palabra como tal, sino un acrónimo. Si queremos ser respetuosos a nivel técnico y lingüístico, deberíamos utilizar siempre la forma acrónimo tal cual: LIDAR, en mayúsculas, sin tildes y sin plural, pues en el fondo son una conjunción de siglas o de sílabas. Con otros acrónimos como RADAR, LASER, LED lo que ha sucedido es que después de los años, y por ser muy utilizadas, esas siglas se convirtieron en palabras de uso común, y las siglas se lexicarizaron. Por eso podemos decir radar, y su plural radares, láser, y su plural láseres, y led, y su plural ledes, aunque esta última todavía genera cierta controversia.
LIDAR son las siglas de Laser Imaging Detection and Ranging. Curiosamente es un acrónimo en el que a su vez hay otro acrónimo, LASER: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. En castellano podemos traducir LIDAR como sistema de medición y detección de objetos mediante láser. En algunos otros entornos has podido oír hablar de ellos como un escáner láser. Son bastante habituales en trabajos de Topografía, Geología, Arquitectura e Ingeniería Civil. Los de este tipo vienen a ser muy similares en apariencia a un teodolito o a una estación total, y se colocan también sobre un trípode, estacionados en un determinado vértice.
Cómo funciona un LIDAR
Un LIDAR consiste de manera muy básica en un foco emisor de haces de rayos láser infrarrojos, y de una lente receptora infrarroja capaz de ver esos haces láser. En las condiciones de uso previstas, no son peligrosos para la vista, tranquilo. Aunque hay algunos LIDAR fijos, por ejemplo los modelos más básicos para parabrisas, lo típico es que sea un dispositivo que gira 360 grados sobre sí mismo para cubrir todo el entorno.
Los rayos láser que se emiten impactan sobre los objetos, se reflejan, y los rayos que vuelven reflejados son detectados por la lente. Para que nos entendamos: un RADAR emite ondas de radio que rebotan sobre los objetos, un SONAR emite ondas acústicas que rebotan sobre los objetos, y un LIDAR emite rayos de luz que rebotan sobre los objetos.
De esta manera el procesador del LIDAR obtiene una nube de puntos del entorno, con la que la computadora procesa una imagen tridimensional en tiempo real, que se actualiza permanentemente y en la que los objetos se desplazan. Lo más importante de esta nube de puntos es que para cada punto se conoce su posición precisa en el espacio y la distancia que hay hasta él.
Esto se ha considerado muy útil en los coches autónomos, pues no solo permite a la computadoras identificar objetos, sino que sabe exactamente la distancia a la que se encuentra cada uno de ellos con gran precisión. De esta manera se pueden prever las situaciones que se producirán, por ejemplo el movimiento de otros vehículos o peatones cuya trayectoria se cruzará con la del nuestro, o determinar si existe peligro de rozar o impactar contra algo.
Tipos de LIDAR
Para el automóvil existen varios tipos de LIDAR. Por un lado tenemos los LIDAR de tipo fijo para parabrisas. Consisten en una unidad bastante compacta, con unas lentes para la emisión de los haces láser y una lente para la captación de los haces reflejados. Se colocan en la parte alta del parabrisas, por delante del espejo retrovisor, para tener una mejor visual. A veces en la unidad se combina el LIDAR con una cámara de vídeo para reconocimiento de las líneas de carril, reconocimiento de peatones o señales de tráfico. 
Se emplean fundamentalmente para sistemas de frenado autónomo de emergencia, por ejemplo Volvo, Citroën y Peugeot suelen utilizar lídares de este tipo. Por otro lado tenemos los LIDAR giratorios de 360 grados. Son los que os hemos explicado antes, y básicamente es la adaptación del LIDAR de tipo topográfico para su uso en un automóvil. El principal fabricante a día de hoy es Velodyne. De Velodyne son los primeros LIDAR que utilizó Google hace años en sus prototipos de coches autónomos. 
Ya en 2012 funcionaba el coche autónomo de Google. Hoy en día Google sigue utilizando LIDAR: es esa especie de seta colocada encima del techo de los coches, que en sucesivos rediseños intenta disimular o integrar en el diseño. El LIDAR más grande es el modelo HDL-64E. La lente emite 64 rayos láser y gira sobre sí mismo 360 grados de manera permanente, a 900 vueltas por minuto, para monitorizar todo el entorno del coche, con hasta 2,2 millones de puntos por segundo. 
Tiene un alcance de 50 metros para el pavimento y de 120 metros para vehículos, peatones y árboles. Con una unidad en principio es suficiente. Este modelo es también el más caro, con un precio alrededor de los 75.000 dólares. De todos modos Velodyne ha desarrollado otros LIDAR más pequeños y económicos: por ejemplo en el primer prototipo de Ford Mondeo autónomo, en el cual se utilizan 4 unidades del modelo HDL-32E. Cada uno emite 32 rayos láser, giran también sobre sí mismos 360 grados a 600 vueltas por minuto, con hasta 0,7 millones de puntos por segundo. 
El alcance es de hasta 80 a 100 m para vehículos, peatones y árboles. Con los cuatro se procesan en total más de 2,5 millones de puntos. El último modelo es también el más compacto y barato. Se denomina VLP-16. Existen tres variantes: Puck, Puck Lite y Puck Hi-Res. Emite 16 rayos láser, gira 360 grados, cubre hasta 0,3 millones de puntos por segundo y llega hasta 100 m de alcance. Su precio es de 7.999 dólares, que al cambio directo vienen a ser casi 6.800 euros. Este tipo de LIDAR muy compacto es en el que se ha basado por ejemplo Volkswagen al imaginar el prototipo Volkswagen I.D. concept, una berlina compacta, 100% eléctrica y con conducción autónoma. 
En el techo, en cada una de las cuatro esquinas, se esconden cuatro LIDAR cilíndricos compactos escamoteables en el propio techo. Cuando se conduce en modo manual están ocultos, pero cuando se activa el modo de conducción automatizada se elevan, sobresalen del techo, y tienen visual para funcionar. No todos los fabricantes de automóviles deciden emplear LIDAR de 360 grados como sensores en sus prototipos de coches autónomos. A veces prefieren utilizar múltiples cámaras de vídeo de alta resolución, estereoscópicas con frecuencia, complementadas con radares de diferente alcance y apertura. Otro día hablaremos de estas otras alternativas al LIDAR.

Comentarios

Entradas populares de este blog

Mercedes-Benz GLE 450 AMG 4Matic

Tal y como ya ofrecen en otros modelos de la casa, como el Clase C, Mercedes-Benz presenta una nueva versión 450 AMG 4Matic de su todocamino GLE, que sirve como antesala de los AMG de verdad. No sólo es el más potente de la gama convencional, ya que además se beneficia de ajustes específicos que lo convierten en el más deportivo de los GLE, tras el GLE 63. Equipa un motor 3.0 litros V6 biturbo de gasolina capaz de generar una potencia de 367 CV y un par motor máximo de 520 Nm desde sólo 2.000 RPM, que de serie se combina con la tracción total permanente 4Matic y con la nueva caja de cambios automática 9G-Tronic, que como su nombre indice tiene nueve velocidades.

Ferrari 458 Speciale A

Estábamos a punto de contaros que habían cazado un nuevo Ferrari 458 Speciale Spider cuando la marca italiana decidió hacer oficial la información oficial y las imágenes de su principal novedad para el Salón de París, Ferrari 458 Speciale A. Con la A en referencia a Aperta y limitado a 499 unidades, es el Ferrari descapotable más potente jamás fabricado. Básicamente lo que han hecho es coger un Ferrari 458 Speciale y un 458 Spider y fusionarlos, dando como resultado un rival directo para el McLaren 650S Spider. El dato más interesante lo encontramos en el peso, ya que en una versión súperdeportiva como esta la báscula no perdona. Con un sobrepeso de 50 kilos respecto a la versión cerrada, podemos estar seguros de que los 605 caballos y 540 Nm de par a 6000 RPM serán suficientes para emocionar al que tenga la suerte de conducirlo.

Bluejay: el soporte inteligente para el coche

Ya casi ni recordamos la época en la que íbamos en coche sin el smartphone como compañero, bien colocado en el parabrisas o en algún lugar del salpicadero para tener siempre una visión clara del mapa y por dónde debemos ir. Y aunque llevemos ya tantos años con él, hay algo que todavía no parece haber evolucionado demasiado:   el soporte que utilizamos para sujetar el dispositivo de forma firme.  Bluejay es una startup inglesa que quiere acabar con este problema y, a juzgar por el éxito que ha tenido su campaña en Kickstarter, su solución es lo que mucha gente estaba esperando:   un soporte inteligente para el smartphone , que además de sujetarlo de forma firme donde quieras, se conecta con el dispositivo para ponerlo de forma automática en modo conducción.

La EPA investiga a Fiat Chrysler por las emisiones

La agencia estadounidense de protección del medioambiente, la EPA, ha acusado a FCA de infringir las normas sobre contaminación al instalar un software que altera las emisiones de sus motores diésel, un software ilegal ya que, según la EPA, no se le informó de su existencia. Los coches afectados son el pick-up Dodge Ram 1500 y el Jeep Grand Cherokee, todos vendidos en Estados Unidos y correspondientes a los años modelo 2014, 2015 y 2016. Según la EPA, el supuesto software ilegal provocaría un incremento de las emisiones de óxido de nitrógeno de esos vehículos. En total se verían afectados unas 104.000 unidades.

WTCC Portugal: Monteiro gana en su tierra

La cita portuguesa del Mundial de Turismos en el pintoresco trazado urbano de Vila Real sirvió para que Honda recupere algo de ánimo tras el golpe que supuso   su descalificación en Marrakech . Allí   Tiago Monteiro no defraudó a la numerosa afición lusa   y se llevó pole y victoria en la carrera principal del fin de semana, con Tom Coronel ganando la primera carrera del domingo. Monteiro dominó la sesión de clasificación y se hizo con la pole en una Q3 donde lo más importante y casi increíble fue el fallo de Pechito, que le abocó al quinto puesto tras Yvan Muller y los otros dos Honda oficiales de Michelisz y Huff. El mejor Volvo fue Thed Björk, sexto,   que este fin de semana estuvo acompañado por Robert Dahlgren , mientras que a los Lada se les notaron claramente los kilos de más tras su estelar actuación en Rusia. En MAC3 ganó Citroën por menos de tres décimas de renta sobre Honda.