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 Concept Clase X

El Mercedes-Benz Concept Clase X es el anticipo casi literal del futuro Mercedes-Benz Clase X, una pickup mediana de gama alta con la que el fabricante alemán quiere posicionarse en Europa, Argentina, Brasil, Sudáfrica y Australia. Una tonelada de carga útil, cinco plazas y un confort a la altura de Mercedes-Benz Vans, la división de comerciales de la marca de la estrella. Dieter Zetsche, consejero delegado de Daimler, contextualiza la llegada del Mercedes-Benz Clase X para complementar uno de los últimos huecos de la gama de vehículos. El fabricante de Stuttgart hace años que está inmerso en un despliegue de gama con el que ofrecer a cada cliente justo el vehículo que necesita, de manera que era cuestión de tiempo que entrasen por la puerta grande en el territorio de las pickups.

Mercedes-AMG C 63 Cabrio

Aprovechando el Salón de Nueva York, la firma de la estrella ha dado a conocer el Mercedes-AMG C 63 Cabrio. Se trata del hermano mayor del Mercedes-AMG C 43 Cabrio, que se presentó hace ahora tres semanas, y llegará al mercado en agosto de este año, para disfrute de quienes aman los motores octocilíndricos. Se presenta con dos versiones, Mercedes-AMG C 63 Cabrio y Mercedes-AMG C 63 S Cabrio, correspondientes a dos potencias: 476 CV y 510 CV, y la marca hace hincapié en que será el único de su segmento en incorporar un propulsor V8 biturbo. Un propulsor, por cierto, que en Mercedes no dudan en recordar que está emparentado con el motor que monta el Mercedes-AMG GT.

Peugeot 108 Open

No es la primera vez que Peugeot lanza una serie especial de alguno de sus modelos ligada al mundo del tenis, seguro que recuerdas el 205 Roland Garros de finales de los ’80, aunque las mejoras de este Peugeot 108 Open no llegan al nivel de aquel 205 con asientos con tapicería mixta, cinturones de seguridad en color rojo y volante deportivo, son más sutiles. Es esta ocasión se trata de una edición especial para España a modo de celebración por sus 30 años de relación con el mundo del tenis y el patrocinio del Barcelona Open Banc Sabadell - 63º Trofeo Conde de Godó. Se basa en el acabado Allure con carrocería berlina y descapotable, pero en esta versión se aumenta el equipamiento de serie y se personaliza ligeramente.

Aston Martin Vantage

El nuevo Aston Martin Vantage es algo más que un nuevo modelo deportivo para la firma británica. Este biplaza con motor V8 biturbo de 510 CV y de origen AMG es el sucesor del exitoso Aston Martin Vantage de 2005, del cual se han vendido 25.000 unidades en sus 12 años de vida comercial. La tarea de sustituir a un icono y coche de volumen no es nada fácil. Sustituir un modelo que tanto aportó a la marca, en términos de ventas como de imagen, es una tarea de lo más complicada. La solución de facilidad habría sido optar por la continuidad, pero Aston Martin optó aquí por crear un coche totalmente nuevo, tanto en términos de estructura, de mecánica como de diseño. ¡Y qué diseño!

Caso Volkswagen: 78.000 vehículos más perjudicados, solución solo para EEUU

Las últimas noticias que teníamos de la firma alemana no eran del todo alentadoras: los dirigentes sindicales de Volkswagen han acusado al CEO de la marca, Herbert Diess y al jefe de personal, Karlheinz Blessing, de querer agilizar los despidos previstos para 2017 y de profundizar en el plan de reestructuración. Ahora el director Ejecutivo, Matthias Müller, intenta eliminar tensiones internas alegando que se trata del guión de una mala película. Un juzgado federal ha sentenciado que la firma alemana tendrá que invertir otros 1.200 millones de dólares para recomprar o reparar otros 78.000 vehículos diésel afectados por el engaño de emisiones, pero solo en Estados Unidos. Por su parte, la comisaria europea de Justicia, Consumidores e Igualdad de Género, Věra Jourová, se ha reunido con Müller recientemente y ha alegado: sigo sin estar satisfecha con la falta de compensación para Europa.