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

Volkswagen Golf GTI First Decade

¿Recuerdas al pequeño Volkswagen Up! GTI? Ese utilitario deportivo que rendía homenaje al Golf GTI primogénito se lanzó enmarcado en el Wörthersee Tour 2017. Pues bien, como todo lo GTI tiene mucho tirón y viene siendo costumbre en la marca alemana, en el mismo evento Volkswagen ha presentado al Volkswagen Golf GTI First Decade: híbrido y con más de 400 CV. Con los compactos deportivos cada vez más apretados, la búsqueda de las prestaciones pasa necesariamente por la hibridación, así que los germanos han abrazado esta idea para crear una bestia que podría adelantar al siguiente en la estirpe de los GTI de mayor pedigrí.

Kia Optima GT

El Kia Optima GT con su motor de 245 CV llegará a las exposiciones con carrocería berlina y Sportswagon antes de final de año. Una versión que viene a completar la oferta de un modelo que, por el momento, cuenta con dos carrocerías, motor diésel y un híbrido. Diseño exterior e interior más deportivo para esta berlina que también se comercializará con siete años de garantía o 150.000 kilómetros. Vamos a ver qué cambia en las versiones GT. Nuevos paragolpes delanteros y traseros, parrilla que mantiene el diseño característico Tiger Nose pero con acabado en cromo satinado, llantas de aleación de 18 pulgadas que dejan entrever unas pinzas de freno en color rojo y unos discos ventilados de mayores dimensiones que en el resto de versiones. El acabado en cromo satinado también está presente en los tiradores de puertas y las molduras laterales, a lo que se suma un acabado en negro brillante para las taloneras. En la zaga el Optima GT luce un difusor en...

Porsche 918 Spyder by HRE Wheels

Las firmas de llantas, o al menos un buen número de ellas, tienen la buena costumbre de deleitarnos con sesiones de fotos que en muchas ocasiones superan, con creces, a las sesiones de fotos oficiales del modelo elegido para calzar el nuevo modelo de llantas de turno. No es el caso, Porsche nos dejó en su momento con una buena galería de imágenes del Porsche 918 Spyder, pero ahora  HRE  nos deja con una nueva sesión de fotos con un  Porsche 918 Spyder  al que no le sientan nada mal las nuevas llantas, ni el acabado rojo de su carrocería. HRE ha calzado al  Porsche 918 Spyder  para la ocasión, para esta sesión de fotos, con su modelo  101S , un modelo de 10 radios y diseño en V que han sido acompañadas con unos neumáticos  Michelin Pilot Sport Cup 2 . Más allá de estas llantas no podemos perder de vista el  tono rojo  de su carrocería, un tono con el que no se han visto muchas unidades del 918 Spyder.

BMW M760Li xDrive

Si el BMW Serie 7 es el tope de gama de la familia BMW, ahora llega la versión de este modelo que podríamos considerar la punta del iceberg, el BMW M760Li xDrive. Esta bestia firmada por M Performance, monta un motor de gasolina V12 de 6.600 cc M Performance TwinPower Turbo que desarrolla 600 CV a 5.500 rpm y ofrece 800 Nm de par a 1.500 rpm. Con estas impresionantes cifras, no sorprende que hayan tenido que recurrir a la tracción integral xDrive para trasladar tanta potencia al asfalto. Aunque el sistema sigue primando el envío de fuerza al eje trasero, en casos necesarios también se envían parte de esos 600 caballos y 800 Nm de par al eje delantero. ¿Estás preparado para conocer sus prestaciones de superdeportivo?

Citroën CXPERIENCE: el retorno de la innovación

Citroën presentará en el próximo Salón de París el CXperience Concept. Se trata de una berlina híbrida enchufable y que hace referencia al buque insignia de la marca, el Citroën CX, que se mantuvo en producción desde 1974 hasta 1991. Con 4,85 metros de largo por 2 de ancho, el CXperience nos da unas pistas del diseño del sustituto del actual Citroën C5.  Y es que, tal y como explicó Linda Jackson, CEO de Citroën, la separación entre DS y Citroën da nuevas oportunidades de desarrollo para la marca del doble chevrón. Citroën, ya sin la marca DS, podrá adentrarse en otros segmentos con un diseño mucho más personal y con soluciones tecnológicas innovadoras; es decir, con un producto muy diferenciado de la oferta de DS.