¿Resolverá el radar digital los desafíos emergentes de interferencia ADAS?

La tecnología que hace que ADAS funcione, y que finalmente llevará nosotros en la siguiente fase más avanzada de los AV comerciales, todavía tiene serias limitaciones.

Cuando nuestros autos frenan automáticamente para evitar un accidente, o se acomodan ordenadamente en un espacio de estacionamiento estrecho sin que nuestras manos toquen el volante, no lo experimentamos como un milagro tecnológico tanto como el cumplimiento de las expectativas del consumidor. Este hecho es un testimonio de lo lejos que hemos llegado en el impulso hacia la movilidad autónoma, que la instalación de sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS) se ha convertido silenciosamente en un estándar de la industria en la producción de vehículos nuevos.

Pero la tecnología que hace que ADAS funcione, y que finalmente nos llevará a la siguiente fase más avanzada de los AV comerciales, todavía tiene serias limitaciones. Para lograr un progreso continuo y lograr la próxima generación de movilidad, los fabricantes de equipos originales y los desarrolladores de sistemas deberán tomar decisiones difíciles sobre dónde concentrarse. Al final, es posible que algunas de las tecnologías que han sido fundamentales para llevarnos a este punto deban reinventarse, o incluso reemplazar —Si esperamos llegar a la siguiente fase en el futuro previsible.

Entre los desafíos inmediatos para los desarrolladores se encuentra el uso de radar en ADAS, que recientemente ha surgido como motivo de preocupación a medida que la tecnología se generaliza. El radar es un componente esencial para lograr una detección precisa en una variedad de sistemas. Es fundamental para detectar objetos a distancia, así como la velocidad a la que los peatones u otro vehículo pueden estar viajando.

La distancia y la velocidad pueden ser posiblemente los aspectos más importantes de cualquier ADAS. A medida que aumenta el volumen de radares en las carreteras, muchos expertos se preocupan por la posible interferencia de la señal, una responsabilidad real y que sería inconcebible pasar por alto.

Interferencia de radar

Primero debemos enmarcar y comprender el problema:¿Qué es exactamente la interferencia de radar y cuál es el alcance de la dificultad que representa para los desarrolladores de AV?

La interferencia del radar se ha descrito como el "talón de Aquiles" de los vehículos automatizados y asistidos por el conductor. La interferencia de radar en el contexto de los AV es sorprendentemente fácil de entender. Un emisor transmite una señal que se refleja en un objeto y es recolectada y procesada por el receptor del radar. Pero cuando dos o más señales de radares separados se cruzan, pueden interferir entre sí, causando cualquier cantidad de complicaciones.

La interferencia plantea problemas de seguridad dado que el radar es a menudo un componente indispensable de las capacidades de detección de ADAS. Las funciones esenciales como el asistente de estacionamiento, la detección de puntos ciegos, el control de crucero adaptativo, las advertencias de colisión frontal y los frenos de emergencia automáticos son posibles gracias al uso del radar.

El problema se complica aún más si se tiene en cuenta que la última función se está volviendo obligatoria en hasta 40 países, según lo adoptado por la Comisión Económica de las Naciones Unidas para Europa (CEPE), China y, más recientemente, los EE. UU.

El peor de los casos es que el problema de interferencia no se mitigará lo suficiente antes de que nuestras carreteras se llenen de vehículos equipados con radar en apoyo de más implementaciones de ADAS, lo que podría resultar en accidentes y muertes evitables debido a la interferencia de la señal. El fenómeno se conoce como "congestión del radar" y se produce cuando demasiadas señales de radar degradan el rendimiento del sensor.

La interferencia de radar puede ocurrir entre radares en el mismo vehículo, así como entre radares en vehículos adyacentes. Si no fuera literalmente una cuestión de vida o muerte, podríamos apreciar la ironía de que algo así suceda como resultado de un mandato global. La ironía es, por supuesto, que una tecnología destinada a protegernos pondría vidas en peligro.

Posibles soluciones

La posibilidad de que la interferencia de radar generalizada disminuya la integridad de las características de seguridad constituye un desafío muy real para los diseñadores de ADAS. Aún así, no existe consenso en la industria para resolver el problema de la interferencia.

El sector automotriz ha sido consciente de los problemas potenciales relacionados con la interferencia durante casi una década, informado por un informe publicado por un proyecto con sede en Europa conocido como MOSARIM (Más seguridad para todos mediante la mitigación de interferencias de radar). El problema también ha sido estudiado por varias agencias, y la conclusión común es que la interferencia de radar representa poca o ninguna amenaza en entornos con pocos radares en competencia.

Sin embargo, cuando se produce una congestión, la posibilidad de un error aumenta enormemente.

Como se indica en un informe de la Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras, “los sistemas que funcionan bien en entornos con pocos otros radares pueden sufrir una degradación significativa del rendimiento en entornos congestionados de radar ... en escenarios con muchos vehículos operando radares en la banda 76-81GHz, el la potencia de otros radares probablemente superará la potencia de los ecos de los objetivos necesarios para un rendimiento específico, en varios órdenes de magnitud ”.

Hasta el momento, la industria automotriz ha hecho poco más que confiar en un espectro de frecuencia asignado para vehículos (el rango de 76 a 81 GHz mencionado anteriormente), dejando los detalles a los desarrolladores de radares automotrices individuales. Eso a pesar del hecho de que todos deben operar juntos dentro de este ancho de banda limitado. Desafortunadamente, regular los desarrolladores de radares sería difícil, e incluso los mejores resultados probablemente solo surgirán con el tiempo después de superar la resistencia de la industria.

La verdad es que la interferencia del radar debe mitigarse ahora, no más tarde. El camino más lógico a seguir podría ser reevaluar las tecnologías de radar actuales, determinar cómo esas tecnologías podrían mejorarse o si deberían ser reemplazadas por tecnologías mejor equipadas para hacer frente a la interferencia.

En la actualidad, muchos vehículos equipados con ADAS utilizan tecnologías de onda continua de frecuencia modulada (FMCW) o "radar analógico". Los sistemas basados ​​en FMCW carecen de la adaptabilidad para funcionar correctamente en ciertos entornos, incluidos aquellos congestionados con señales de radar. Los radares FMCW actuales se basan en técnicas como el salto de frecuencia y la fluctuación de tiempo en el lado de la transmisión, así como la escisión en el dominio del tiempo en el extremo receptor para mitigar la interferencia mutua de los radares cercanos.

Sin embargo, esas técnicas no están exentas de limitaciones, y muchos radares analógicos aún corren el riesgo de detectar un objetivo "fantasma", lo que genera "falsas alarmas" que desencadenan la activación innecesaria del frenado automático.

Por el contrario, las tecnologías de radar digital son de forma nativa mejores para mitigar la interferencia en comparación con sus contrapartes analógicas.

Los radares digitales se diferencian de los sistemas analógicos en muchos aspectos, entre los que destaca su código único para cada señal de transmisión. Este es un elemento clave de la modulación de código digital (DCM), que permite a los radares distinguir su propia señal de muchas otras señales en entornos congestionados.

Esa característica es absolutamente crucial para la adopción generalizada de tecnologías AV y ADAS. Si bien las técnicas de salto de frecuencia utilizadas por los radares analógicos siguen siendo problemáticas debido a la disponibilidad de ancho de banda y la falta de estandarización, el radar digital es comparativamente ilimitado gracias al uso de 10 ¹⁸ diferentes códigos de identificación únicos. De hecho, DCM lo hace inherentemente más inmune a la interferencia mutua, reduciendo los objetivos fantasma que pueden desencadenar una activación falsa de los sistemas de frenado automático.

En ausencia de regulaciones, la interferencia del radar será, en el mejor de los casos, un obstáculo importante para la expansión de la movilidad autónoma. En el peor de los casos, genera una responsabilidad extrema y preocupaciones por la seguridad pública. Con la intervención regulatoria lejos de ser segura, los fabricantes de equipos originales y los desarrolladores deberán reevaluar las tecnologías de radar instaladas en sus vehículos. Como mínimo, el papel potencial del radar digital en la mitigación de la interferencia merece una seria consideración.

–Max Liberman es vicepresidente del proveedor de radares automotrices digitales Uhnder Inc.

>> Este artículo se publicó originalmente en nuestro sitio hermano, EE Times.

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