El Camino hacia la Seguridad
A medida que la industria automotriz avanza rápidamente, las tecnologías de vanguardia siguen transformando el panorama de los vehículos modernos.
Entre las innovaciones más destacadas se encuentran los sistemas de radar automotriz y los Sistemas Avanzados de Asistencia al Conductor (ADAS – Advanced Driver Assistance Systems). Estas soluciones desempeñan un papel fundamental en la mejora de la seguridad, la experiencia de conducción y el avance hacia la conducción autónoma.
Puntos-clave
- Los radares automotrices son sensores que rastrean objetos en las cercanías de un vehículo, interactuando con el entorno circundante y detectando posibles peligros.
- Los radares automotrices y los sistemas ADAS juegan un papel crucial en la mejora de la seguridad vehicular y son esenciales para el desarrollo de la conducción autónoma.
- La integración de estándares avanzados de seguridad y características de confort en los vehículos nuevos ha impulsado un crecimiento significativo en el mercado de radares.
- La prueba y validación de los radares automotrices y los sistemas ADAS durante la línea de producción son fundamentales para garantizar el cumplimiento de los estándares de seguridad, la confiabilidad y la satisfacción del cliente.
- El Sistema de Prueba de Radar Automotriz Listo para Producción (PARTS) de Controlar ofrece una solución de prueba y validación de alta resolución OTA (Over-the-Air) para radares automotrices.
- El TS-DMS es un sistema de prueba diseñado por Controlar para probar los Sistemas Activos de Monitoreo del Conductor basados en cámaras de los sistemas ADAS.
Lo Esencial de los Radares Automotrices
Los radares automotrices son sensores sofisticados que utilizan ondas de radio para detectar y rastrear objetos en las cercanías del vehículo, permitiendo que los vehículos interactúen y adquieran conciencia del entorno circundante, detectando posibles fuentes de peligro.
El radar es especialmente adecuado para aplicaciones automotrices debido a las propiedades reflectantes de los vehículos, lo que los convierte en objetivos eficaces para la detección de ondas electromagnéticas. Estos sistemas de radar funcionan sobre el principio del efecto Doppler, que mide el cambio de frecuencia de las ondas de radio reflejadas por objetos en movimiento. Al analizar el cambio de frecuencia, los radares pueden determinar con precisión el rango, la velocidad y el ángulo de los objetos detectados.
Componentes Clave y Funcionalidad
- Transmisor y receptor: Los radares automotrices constan de un transmisor que emite ondas de radio y un receptor que captura las ondas reflejadas. El tiempo que tarda la señal en viajar y regresar proporciona información crucial sobre la distancia de los objetos detectados.
- Antena: La antena juega un papel clave en la transmisión y recepción de señales de radar. Existen diversas configuraciones de antenas, como las planas y las de arreglo en fase, que permiten a los sistemas de radar lograr diferentes patrones de cobertura y mejorar la precisión.
- Procesamiento de señales: Una vez que el sistema de radar recibe las señales reflejadas, los algoritmos avanzados de procesamiento de señales extraen información valiosa, como la detección de objetos, el rango, la velocidad y el ángulo. Estos datos procesados son luego utilizados por los sistemas ADAS para tomar decisiones informadas.
Normativas de Seguridad para Vehículos Autónomos
Diversos sensores automotrices desempeñan un papel crucial en el avance hacia los niveles 4 y 5 de conducción autónoma. Mediante el uso de tecnologías avanzadas de sensores, se pueden prevenir accidentes mediante señales de advertencia y funciones de seguridad automatizadas, alineándose con el objetivo Vision Zero de lograr cero muertes en accidentes de tráfico para el año 2050.
En línea con este objetivo, el Parlamento Europeo aprobó una ley en 2019 que exige la inclusión de características de seguridad, como asistencia inteligente de velocidad, sistemas avanzados de frenado de emergencia y sistemas de mantenimiento de carril en todos los vehículos nuevos. Este requisito aplica a los nuevos tipos de vehículos desde julio de 2022 y a todos los vehículos nuevos desde julio de 2024. Además, el Programa Europeo de Evaluación de Automóviles Nuevos (Euro NCAP) ha incorporado sistemas de Frenado de Emergencia Autónomo (AEB) en sus evaluaciones desde 2020. Esto ha obligado a la industria automotriz a intensificar sus esfuerzos e incorporar nuevas características de detección en sus vehículos.
El Mercado de Radares
La integración de estándares avanzados de seguridad y características de confort en los nuevos vehículos ha impulsado un crecimiento significativo en el mercado de radares. Según Yole Développement (2020), se proyecta que el sector automotriz superará un valor de 10 mil millones de dólares en el mercado de radares para 2025, experimentando el crecimiento más rápido entre diversas industrias, como se muestra en la Figura 1.
Este aumento en el mercado de radares automotrices está impulsado por la creciente demanda de tecnologías basadas en radar para mejorar la seguridad del vehículo, habilitar capacidades de conducción autónoma y mejorar la experiencia general de conducción.
Aplicaciones de Sensores de Radar Automotrices
Los sensores de radar automotrices han encontrado aplicaciones significativas en el segmento de la carrocería de los vehículos, desempeñando diversos roles como la detección de posición, control de motores, características de confort y aplicaciones de interfaz hombre-máquina (HMI).
Estos sensores de radar se categorizan según sus capacidades de alcance, incluyendo Radar de corto alcance (SRR) – hasta 50 metros, Radar de medio alcance (MRR) – hasta 100 metros y Radar de largo alcance (LRR) – hasta 250 metros, cada tipo diseñado para satisfacer necesidades específicas.
Los sistemas de Radar de Corto Alcance (hasta 50 metros) se utilizan comúnmente en aplicaciones automotrices que implican movimientos lentos del vehículo o la detección de obstáculos cercanos, como los sensores de radar para detección de puntos ciegos o asistencia para cambio de carril.
En algunos casos, tanto los sensores de radar de corto alcance como los de medio alcance pueden colocarse estratégicamente en las cuatro esquinas de un vehículo, creando un sistema de radar en las esquinas. Esta configuración permite la detección de obstáculos o peatones incluso antes de que se vuelvan visibles para el conductor, facilitando el despliegue de sistemas de frenado de emergencia automático (AEB). Por otro lado, los sensores de Radar de Largo Alcance suelen instalarse en la parte frontal de los vehículos, ya que ofrecen mejores capacidades de detección de cambios en el tráfico que ocurren a mayores distancias al frente.
El uso de sensores de radar para la advertencia y evitación de colisiones en aplicaciones automotrices, especialmente en escenarios de conducción automatizada, es de suma importancia. Estos sensores permiten que los vehículos reaccionen rápidamente y de manera confiable, evitando eficazmente colisiones con objetos y peatones.
ADAS y su Papel en la Seguridad Automotriz
Los Sistemas Avanzados de Asistencia al Conductor o ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) se refiere a un conjunto de tecnologías diseñadas para ayudar a los conductores en varios aspectos de la operación del vehículo, con un enfoque primordial en la seguridad. Los sistemas ADAS aprovechan la información proporcionada por los radares automotrices, junto con otros sensores como cámaras y LiDARs, para mejorar la conciencia del conductor, prevenir colisiones y mitigar riesgos potenciales.
Características de ADAS habilitadas por Radares Automotrices
- Control de Crucero Adaptativo (ACC)
- Sistemas de Prevención de Colisiones
- Detección de Puntos Ciegos
- Alerta de Trafico Cruzado
- Asistente de Cambio de Carril
- Asistencia para Estacionamiento
Usando sensores de radar, el ACC ajusta automáticamente la velocidad del vehículo para mantener una distancia segura con el vehículo delantero, reduciendo así la carga de trabajo del conductor y mejorando la seguridad.
Los radares automotrices pueden detectar colisiones potenciales y proporcionar advertencias al conductor o activar de forma autónoma el frenado de emergencia para prevenir accidentes.
Al monitorear las áreas circundantes, los radares ayudan a detectar vehículos en los puntos ciegos y emiten advertencias cuando cambiar de carril se vuelve peligroso.
Los radares permiten la detección de vehículos que se aproximan desde los lados al retroceder de los estacionamientos o entradas, alertando al conductor sobre posibles peligros.
Con la ayuda de los radares, los sistemas ADAS pueden monitorear los carriles adyacentes y advertir al conductor si un vehículo se aproxima desde el punto ciego al realizar un cambio de carril.
Al utilizar sensores de radar, los sistemas ADAS pueden detectar con precisión objetos y obstáculos cercanos mientras se maniobra en espacios reducidos. Esto permite a los conductores tener una mejor comprensión de su entorno, lo que garantiza experiencias de estacionamiento más seguras y eficientes.
Tecnologías Alternativas y Complementarias para Lograr la Conducción Autónoma
Para lograr la conducción autónoma completa, se requiere una combinación de diferentes tecnologías de sensores debido a los pros y contras asociados con cada una.
Esta integración, comúnmente conocida como fusión de sensores, garantiza una percepción completa del entorno circundante, mejorando la fiabilidad y la seguridad de los sistemas autónomos.
Ventajas y Desventajas de las Tecnologías de Sensores
IMÁGENES ÓPTICAS
• Gran campo de visión
• Alta resolución
• Limitado por condiciones climáticas y de luz
• Requiere una gran carga de procesamiento
ULTRASONIDO
• Funciona en todas las condiciones climáticas y de luz
• Económico
• Rango limitado
RADAR
• Menos sensible a las condiciones climáticas
• Largo alcance de detección
• Buena resolución y estimación de posición
• Tecnología probada
• Medición compleja de ángulo y clasificación de objetivos
• No completamente maduro para conducción autónoma total
• Dificultad para detectar objetos pequeños
INFRARROJO
• Funciona bien en condiciones de poca luz
• Alcance de detección corto
LIDAR
• Alta precisión, alcance, resolución y estimación de posición
• Limitado por condiciones climáticas como niebla y nieve
• No proporciona información directa de velocidad
Garantizando el Cumplimiento de Normativas y la Fiabilidad de los Sistemas de Radar y ADAS
Dado la importancia de estos sistemas en el confort general y la seguridad de los vehículos, es fundamental que sean probados por los fabricantes durante la línea de producción para garantizar su seguridad, fiabilidad, cumplimiento de regulaciones y satisfacción del cliente.
Además, las pruebas de las partes del radar automotriz y los sistemas ADAS ayudan a los fabricantes a ofrecer vehículos de alta calidad con características avanzadas de seguridad, contribuyendo en última instancia a la mejora general de los estándares de seguridad vial.
Pruebas y Validación de Radar Simplificadas
En Controlar, estamos a la vanguardia del desarrollo de sistemas y soluciones avanzadas de pruebas para garantizar la fiabilidad y precisión de los sistemas de radar automotriz. Con nuestra experiencia, contribuimos a la integración perfecta de los radares y sistemas ADAS en los vehículos del futuro, haciendo que las carreteras sean más seguras para todos.
PARTS – Sistema de Teste Funcional para Radar Automóvel em Linha de Produção es una solución de prueba de alta resolución desarrollada por Controlar para las pruebas y validación OTA (Over-the-Air) de radar automotriz al final de la línea de producción (End of Line, EoL).
Garantiza la validación automatizada de radar automotriz con resultados de aprobado/rechazado para control de calidad y cumplimiento de normativas de seguridad. Basada en un concepto inteligente y modular, con un proceso semi-automático y un fijador de alta calidad para un cambio rápido, esta solución de prueba permite una operación fácil y ergonómica, así como un posicionamiento del producto cómodo por parte del usuario.
Pruebas y Validación de ADAS Hechas Fáciles
TS-DMS (Driver Monitoring System)– Sistema de Pruebas para Sistemas de Monitorización del Conductor (DMS) es un sistema de pruebas desarrollado por Controlar, diseñado específicamente para probar los Sistemas Activos de Monitorización del Conductor basados en cámaras de ADAS.
Trabajando en la longitud de onda de Infrarrojo Cercano (NIR), el TS-DMS utiliza gráficos de prueba normalizados para calibrar y probar una variedad de parámetros de cámara, incluidos los parámetros intrínsecos y extrínsecos de la cámara, el Campo de Visión (FoV), la Función de Transferencia de Modulación (MTF) y la luz no deseada.
Al incluir una configuración realista de cabeza con movimientos precisos de la cabeza y los ojos, simulando el rostro y las expresiones faciales del conductor, el TS-DMS también puede rastrear estos movimientos para validar los parámetros que verifican la atención o somnolencia del conductor.
Nuestra Solución de Pruebas para el Sistema de Monitorización del Conductor es un sistema de pruebas versátil que puede usarse tanto en entornos de laboratorio como en la línea de producción. El sistema es fácil de usar y puede configurarse para cumplir con las necesidades específicas de cada cliente.
Póngase en contacto con Controlar para obtener más información.
