LIDAR sí o LIDAR no. Esa es la cuestión, con los sensores que dominarán los coches autónomos

LIDAR sí o LIDAR no. Esa es la cuestión, con los sensores que dominarán los coches autónomos

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En un artículo previo te explicamos detalladamente qué es y cómo funciona un LIDAR, un tipo de sensor que se emplea en los coches autónomos para que puedan ver el entorno y conducir por sí mismos. Este no es el único sensor que se utiliza, también se emplean radares, cámaras de vídeo de alta resolución, sistemas de GPS inercial de alta precisión y sensores de ultrasonidos.

Depende de cada fabricante elegir uno o varios de estos sensores, para garantizar que la computadora que comanda los sistemas de conducción automatizada sea capaz de funcionar con todas las garantías de seguridad. Recuerda que dependiendo de lo complejos que sean estos sistemas, y del nivel de independencia con respecto al humano, se consideran cinco niveles de conducción autónoma.

El LIDAR con sus ventajas y sus inconvenientes

Lexus Coche Autonomo Parece que Lexus se ha excedido un poco con los LIDAR en este prototipo (aunque probablemente mejore la seguridad): emplea 7 LIDAR de 360 grados (y valen un dineral)

De los diferentes sensores, el LIDAR es uno de los más completos en cuanto a la información que facilita a la computadora. Se genera en tiempo real una imagen tridimensional de nube de millones de puntos alrededor del vehículo, conociendo además para cada uno de ellos la distancia precisa hasta el foco emisor del LIDAR.

Muchos prototipos de coches autónomos confían en el LIDAR como sensor principal para "ver" todo tipo de obstáculos: Google, Ford, Toyota/Lexus, Volkswagen, UBER... lo emplean. Sin embargo no es el único sensor que emplean estos coches, porque no puede serlo.

Si se producen en masa bajarán su precio seguro, pero hoy por hoy, un LIDAR 360 viene a costar unas nueve veces más que un sistema de cámaras de vídeo 360

El LIDAR se complementa con otros sensores que cubren lo que el LIDAR no puede ver: por ejemplo las cámaras de vídeo permiten reconocer colores y símbolos, para así identificar las luces de los semáforos o las diferentes señales de tráfico, y también permiten diferenciar los diferentes tipos de líneas y marcas viales, o reconocer a un peatón.

Coche Autonomo Google En lo alto del techo de este minicoche autónomo de Google no hay una sirena, es un LIDAR de 360 grados

El LIDAR además tiene dos inconvenientes que no se pueden despreciar.

  • Es muy caro: se vienen a gastar aproximadamente entre 33.000 y 77.000 euros por coche autónomo solo por lo que cuesta el LIDAR (según el modelo elegido). Aunque estos dispositivos irán reduciendo su precio, ahora mismo es un freno importante para popularizar la tecnología.

  • Es difícil de integrar en el diseño del coche, y obliga a tomar decisiones estéticas que no gustan a todo el mundo, como llevar bultos sobre el techo del coche. Sin embargo no es menos cierto que con un poco de ingenio se puede conseguir que tampoco se noten mucho los varios LIDAR que equipe el vehículo (por ejemplo en el Volkswagen I.D.concept).

Que un coche autónomo lleve varios sensores de diferente tipo está no solo justificado por lo que cada sensor puede o no puede ver, sino también por la redundancia en la identificación y reconocimiento de los objetos y situaciones, en pro de una mayor garantía de seguridad, incluso aunque las condiciones de visibilidad sean desfavorables, o algún sensor deje de funcionar.

Con cámaras de vídeo se puede hacer "casi" todo

Camaras Tesla Esto es lo que ven las cámaras frontales y frontolaterales de un Tesla Model S con hardware Autopilot 2

Para otros fabricantes, como por ejemplo Volvo, Audi, Mercedes-Benz, BMW, Nissan o Tesla, el LIDAR, al menos el tipo de 360 grados, es prescindible. Prefieren emplear cámaras de vídeo de alta definición.

Quizás el ejemplo más paradigmático sea el de Tesla con hardware 2 para el sistema Autopilot. Tiene ocho cámaras de vídeo repartidas por el perímetro del coche que permiten ver casi todo el entorno que le rodea.

  • Tres cámaras frontales miran hacia adelante. La de mayor alcance tiene un ángulo de visión estrecho, pero llega a ver a 250 m. Otra de alcance intermedio abre algo el ángulo y llega hasta 150 m. La última, gran angular, solo alcanza a ver hasta 60 m por delante.

  • Dos cámaras laterales delanteras. Desde cada lateral, izquierdo y derecho, miran hacia adelante para ver lo que las cámaras frontales no alcanzan a ver por su menor ángulo de visión (lo que vendrían a ser los arcenes). Llegan a ver a una distancia de hasta 80 m.

  • Dos cámaras laterales traseras. De nuevo desde cada lateral, izquierdo y derecho, pero esta vez mirando hacia atrás, vienen a ver más o menos lo que un conductor humano puede ver a través de los espejos retrovisores exteriores.

  • Una cámara trasera. Centrada, mirando directamente hacia atrás, "ve" de manera similar a lo que se ve a través del espejo retrovisor interior (pero mejor, sin obstáculos, ni puntos ciegos).

Con estas cámaras teóricamente se puede reconocer todo: las líneas de carril y marcas viales, las señales de tráfico, los diferentes tipos de vehículos por delante o alrededor del coche (camiones, coches, motos, bicicletas), también se pueden reconocer los peatones y objetos que haya en la calzada.

Sensores Tesla Estos son los sensores del hardware 2 de Tesla Autopilot

Ojo, porque no decimos que ahora mismo un Tesla con Autopilot 2 lo reconozca todo. El software se va actualizando y ampliando sus posibilidades poco a poco. De hecho, como para reconocer y procesar absolutamente todo se necesita mucha potencia de cálculo, Tesla ha cambiado la unidad de procesamiento inicial por una más potente.

El inconveniente de las cámaras de vídeo es que no se pueden medir las distancias a los objetos con tanta precisión como con un LIDAR. Aunque medir, se pueden medir, y se está mejorando mucho en esta materia, que conste.

Con un software potente, y por relaciones visuales y perspectivas, sí se puede tener una medición de la distancia relativamente fiable. Si además se opta por cámaras de vídeo estereoscópicas, todavía mejor.

LIDAR o cámaras: algunos casos concretos

Sensores Piloto Automatico Audi Estos son los sensores en un Audi A8 con piloto automático temporal. Además de cinco cámaras de vídeo, se emplean tres radares y un LIDAR frontal (escáner láser)

Es por eso que normalmente se complementan las cámaras de vídeo con uno o varios radar, o en algunos casos con un LIDAR frontal, más sencillo y mucho más económico que los de 360 grados. Esto hace Audi, por ejemplo, en el nuevo Audi A8, que monta 5 cámaras de vídeo (una principal frontal), 3 radares (dos frontales y uno trasero) y un LIDAR frontal (escáner láser), además de los sensores de ultrasonidos para distancias cortas.

Las cámaras de vídeo se integran con gran facilidad en el diseño del coche: esta puede ser la clave para que se impongan frente al LIDAR 360 en los coches autónomos

En el caso de Tesla que veíamos se emplea un radar frontal con un alcance de unos 160 m por delante del coche. Otros fabricantes optan por utilizar algún radar más (laterales y trasero). Para las distancias cortas se emplean sensores de ultrasonidos (los de aparcamiento).

El radar tiene también la función de redundancia con respecto a las cámaras, para mayor garantía de seguridad: si por ejemplo se deslumbrasen por un instante con un sol cegador de atardecer reflejando sobre el parabrisas, el radar seguiría funcionando y detectando vehículos por delante del coche.

Tesla Camaras Frontales Estas son las 3 cámaras frontales del Tesla Model S con Autopilot 2

Frente al LIDAR, además de que con las cámaras se puede hacer casi de todo, hay dos ventajas a destacar (justamente las inversas a las de los LIDAR):

  • Son más baratas. De hecho las cámaras se han abaratado tanto que son de lo más habituales en múltiples ámbitos (sin ir más lejos en los smartphones, donde suele haber ya entre 2 y 3 cámaras por terminal). Volvo pone un precio de unos 10.000 euros al extra de conducción automatizada, empleando cámaras de vídeo. Es muy similar al que también pone Tesla para desbloquear el uso de las funciones de Autopilot 2: 8.500 euros de extras (5.300 de piloto automático mejorado, y otros 3.200 euros de capacidad de conducción autónoma total). Cierto que sigue siendo mucho dinero, pero es bastante menos que los precios de los LIDAR.

  • Son muy fáciles de integrar en el diseño del coche. De hecho pasan casi desapercibidas: se suelen colocar en lo alto del parabrisas, en los espejos retrovisores, en los pilares B o en el portón del maletero, sin que haya que modificar nada el diseño y estética a los que estamos acostumbrados.

¿Qué sensor se impondrá? Lo veremos, pero ahora mismo parece que las cámaras de vídeo lo tienen un poco más fácil, aunque el LIDAR sea más preciso.

En Motorpasión | Qué es un LIDAR, y cómo funciona el sensor más caro de los coches autónomos

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