Los vehículos de conducción autónoma aún se enfrentan a varios retos para alcanzar la plena autonomía en la carretera. Por eso los científicos están explorando tecnologías innovadoras para guiar estos automóviles.
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Por ejemplo, investigadores del Laboratorio Nacional Oak Ridge (ORNL) del Departamento de Energía de EE.UU. y de la Universidad Western Michigan colaboran para impulsar soluciones desde fuera de los vehículos: sensores y procesamiento integrados en la infraestructura vial.
Los ingenieros del ORNL están colocando sensores de baja potencia en las balizas reflectantes del pavimento que ya se utilizan para ayudar a los conductores a identificar los carriles. Según un artículo publicado en IEEE Sensors por Ali Ekti, investigador del ORNL, y Sachin Sharma, autor principal de WMU, los microchips de las balizas transmiten información a los coches que pasan sobre el relieve de la carretera.
Esta tecnología no sólo mejora el conocimiento del entorno de conducción, sino que también alivia parte de la carga de procesamiento del software del automóvil, lo que ahorra energía de la batería del vehículo eléctrico y amplía su autonomía, fomentando así una mayor adopción de este tipo de vehículos.
“A cada paso que damos, nos sorprende lo bien que funciona esta tecnología, y estamos encontrando formas muy interesantes de integrarla”.
— Zachary Asher, director del Laboratorio de Eficiencia Energética y Vehículos Autónomos de la Universidad de Michigan Occidental.
Estos marcadores siguen siendo eficaces incluso cuando las cámaras del vehículo o los sensores láser remotos, como los LiDAR, encuentran interrupciones debido a la niebla, la nieve, los reflejos u otros obstáculos.
“La tecnología también podría mejorar el funcionamiento seguro de los CAV en condiciones de conducción peligrosas, como la escasa visibilidad debida a las inclemencias del tiempo y las zonas de obras temporales”, explica a Metro Ali Ekti, investigador en ORNL y autor del artículo.
Los investigadores del ORNL llevaron a cabo experimentos para determinar la combinación óptima de transceptor, batería y antena para el paquete de sensores dentro de los señalizadores de carretera estándar, incluidos los diseñados para ayudar a las máquinas quitanieves.
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A continuación, utilizaron un protocolo de comunicaciones que consiste en saltar por un determinado espectro de radiofrecuencias hasta 50 veces por segundo.
“Es difícil de detectar, funciona bien contra las interferencias, es barato y no consume mucha energía”, afirma Ekti.
Unos ajustes en el equipo podrían garantizar que su batería durase el mismo ciclo de sustitución que los marcadores de pavimento, que suele ser de un año.
De este modo, la función principal de estos dispositivos es comunicar información crucial sobre la infraestructura vial, las condiciones meteorológicas y los incidentes en carretera a los vehículos conectados y autónomos. Estos datos precisos y en tiempo real resultan muy valiosos, sobre todo en casos en los que las condiciones meteorológicas o los mapas obsoletos pueden limitar la percepción de los vehículos.
“Estos dispositivos pueden comunicar a los vehículos ubicaciones detalladas y mensajes de seguridad, dándoles a conocer la información más actualizada y precisa que, de otro modo, podría no estar disponible debido a las inclemencias del tiempo o a mapas de alta definición obsoletos”, concluye Ekti.
90%
de reducción del consumo de energía que consigue la navegación mediante balizas de carretera de alta tecnología, en comparación con las cámaras de última generación y la tecnología de conducción autónoma basada en LiDAR.
Estas tecnologías pretenden hacer más segura la conducción autónoma
Cuarta luz en las señales de tráfico
Ingenieros de transporte de la Universidad Estatal de Carolina del Norte (EE.UU.) proponen una “luz blanca” adicional en las señales de tráfico. Esta luz permitiría a los vehículos autónomos controlar el flujo del tráfico e informar a los conductores sobre el estado de la carretera.
Sensores duales
Aprovechando la tecnología existente, el sistema de la Universidad de California en San Diego emplea dos sensores de radar tipo LiDAR colocados estratégicamente en el capó del vehículo, separados entre sí aproximadamente la mitad del ancho del automóvil. Esta disposición proporciona una visión más amplia, más detalle y una mejor detección de los coches en comparación con un solo sensor.
RMCC
El Centro de Supervisión y Control Remoto (RMCC) de Guident ofrece un mecanismo de seguridad que permite a los operadores remotos supervisar y controlar cualquier vehículo autónomo. Este sistema resuelve situaciones imprevistas como bloqueos, errores de navegación, problemas con los pasajeros o incidentes.
Entrevista
Ali Ekti,
investigador del Departamento de Energía del Laboratorio Nacional de Oak Ridge y autor de la investigación.
P: ¿Cómo empezó a desarrollar marcadores de pavimento de alta tecnología?
- Cada vez son más los vehículos equipados con funciones de conducción autónoma o asistida, capaces de detectar carriles y obstáculos. El funcionamiento de estos “vehículos conectados y autónomos”, o CAV, exige más potencia a los ordenadores internos de los automóviles. Si esta carga computacional pudiera trasladarse del coche a la infraestructura vial, los vehículos consumirían menos energía.
Nuestro equipo descubrió que los marcadores de pavimento en relieve con chip ofrecen la posibilidad de descargar de forma asequible el cálculo necesario para percibir la forma de los carriles de la carretera. La tecnología también podría mejorar el funcionamiento seguro de los CAV en condiciones de conducción peligrosas, como la mala visibilidad debida a las inclemencias del tiempo y las zonas de obras temporales.
P: ¿Cuál es la función principal de estos dispositivos?
- La función principal de estos dispositivos es comunicar información crítica sobre infraestructuras y seguridad, como la ubicación de carriles, el cierre de carriles, los cambios de velocidad, etc., a los vehículos conectados y autónomos (CAV).
P: ¿Cómo funcionan?
- El ORNL ha desarrollado un prototipo de marcador de pavimento elevado con chip que puede utilizar la comunicación inalámbrica para intercambiar información con vehículos dotados de funciones de conducción autónoma o de asistencia al conductor. Se trata de una novedosa tecnología desarrollada por ORNL que puede incorporar funciones de detección, procesamiento de datos y comunicación. El equipo del ORNL creó algoritmos para triangular entre sí las coordenadas GPS de los marcadores de pavimento, que se transmiten a un receptor en cada vehículo que pasa.
P: ¿Cómo contribuyen estos dispositivos a una conducción autónoma más precisa y segura?
- La señalización en relieve con chip es una nueva mejora de la señalización tradicional. Puede desempeñar diversas funciones adicionales, como la detección, el procesamiento de datos y las comunicaciones, para facilitar la conducción cooperativa automatizada. La incorporación de la electrónica a los marcadores ofrece importantes ventajas, no sólo para los vehículos con funciones de conducción autónoma, sino también para la vigilancia de las carreteras. La tecnología propuesta permite detectar y transmitir información sobre la carretera, como la ubicación de las líneas de los carriles, la anchura de los arcenes, las propiedades de la carretera, el recuento de vehículos, la velocidad media e información sobre obras. Estos dispositivos pueden comunicar a los vehículos ubicaciones detalladas y mensajes de seguridad, dándoles a conocer la información más actualizada y precisa que, de otro modo, podría no estar disponible debido a las inclemencias del tiempo o a la falta de actualización de los mapas de alta definición.