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

Audi Q5

Mira las fotos con atención. No, no es el mismo Audi Q5 de siempre. Aunque no lo parezca, se trata de la segunda generación de uno de los SUV más exitosos del segmento premium, que apuesta más por tecnologías de conectividad, motores eficientes y conducción deportiva, que por una imagen revolucionaria. No ha sido fácil, así que es mejor apostar a lo seguro: Audi nunca ha sido una marca de cambios radicales, y el nuevo Q5, al menos en lo estético, no es la excepción. Los faros cuadrados, los pilotos afilados y la parrilla hexagonal continúan siendo los sellos de identidad de Audi. En el caso del Q5, la novedad no está en la forma, sino en la función. Los faros están disponibles con iluminación LED y LED Matrix, con luces intermitentes dinámicas, como pudimos apreciar en uno de sus teasers. Buena parte de sus trazos están condicionados por la aerodinámica. De acuerdo con el fabricante, las versiones de cuatro cilindros tienen un coeficiente aer...

Renovación completa en Dacia

Tras la renovación de los modelos bajo el nombre Sandero, en Dacia nos encontramos con los nuevos Dacia Logan y Dacia Logan MCV, dos modelos casi idénticos que sólo varían en la retaguardia de sus carrocerías, una berlina y un familiar. Estos dos modelos se enfocan a un público más serio y elegante. No hay más que ver su nueva imagen para darse cuenta de que quieren afianzar una primera impresión más sobria, al igual que ocurre con el modelo más pequeño de la gama. Nuevos motores, mejores acabados y una carrocería más atractiva para tratar de conquistar a un abanico más amplio de público. Una clientela que por gastarse menos miles de euros en un coche nuevo no quiere renunciar a una buena imagen exterior ni a la comodidad interior.

Ram Rebel TRX Concept

¿Hay algo más americano que las pick-up o que los enormes motores V8? Sí, por supuesto. ¡Una pick-up enorme con un motor V8 aún más bestia! Sí amigo, la Ram Rebel TRX es el culmen del gusto automovilístico americano, un enorme todoterreno de caja abierta con una intensa preparación offroad que esconde bajo su capó al descomunal motor Hellcat de Dodge. En efecto, esta agresiva Ram equipa el V8 de 6,2 litros sobrealimentado que en los Dodge Charger y Challenger es capaz de disparar la potencia hasta unos portentosos 717 CV. Esta monstruosidad se ha desvelado, como no podría ser de otra manera, en la Feria Estatal de Texas, allí donde mejor pueden entender a este Frankenstein.

600.000 coches de GM a revisión

En lo que va de año, General Motors ha efectuado 38 llamadas a revisión y casi 16,5 millones de coches a nivel mundial van a pasar por el taller por distintos motivos. Se han anunciado en dos días cuatro de esas campañas, no relacionadas con las otras campañas. GM, al igual que Toyota, ha espabilado con la calidad. Para empezar, llamarán a revisión a todos los Chevrolet Camaro de la presente generación para corregir el bombín de la llave del contacto. Se tiene constancia de tres accidentes en los que los conductores dieron con la rodilla a la llave y cortaron el encendido. Esta vez no es por el peso de los llaveros, como ocurrió hace poco.

Nueva víctima por los airbags Takata, ya suman 18

El culebrón de Takata parece que va a tener muchas repercusiones aún después de que la empresa se haya declarado en bancarrota a causa de la deuda de más de 8.000 millones de euros a consecuencia de sus airbag defectuosos. Con 17 muertes contabilizadas en todo el mundo y más de 150 heridos, ahora hay que lamentar una más tras la confirmación de que un hombre falleciera en Miami mientras realizaba una reparación desconocida en un Honda Accord de 2001 afectado. Según revela ahora la investigación llevada a cabo, el suceso ocurrió cuando la víctima estaba realizando algún tipo de operación sobre el salpicadero del vehículo utilizando un martillo, mientras mantenía en posición ON la llave de contacto. La carga explosiva compuesta por nitrato de amonio pudo verse afectada por una alta exposición a la humedad y se detonó, produciendo una violenta explosión que proyectó fragmentos del dispositivo contra el hombre, que fallec...