Expertos debaten la integración óptima de sensores para ADAS y vehículos autónomos de próxima generación

Introducción

Implementar tecnología de sensado para conducción asistida y vehículos totalmente autónomos es un desafío complejo y en evolución. En lugar de un único enfoque "óptimo", los expertos identificaron seis consideraciones fundamentales que moldearán cómo los fabricantes integrarán sensores en los automóviles del futuro.

Los panelistas —Patrick Denny, experto senior en sistemas de visión y ADAS en Valeo; Paul‑Henri Matha, líder técnico en Volvo Car Corp.; Robert Stead, director general en Sense Media Group; y Carsten Astheimer, director de la firma de diseño Astheimer Ltd.— discutieron la combinación adecuada de sensores y cómo el diseño nunca debe comprometer la seguridad, ni viceversa, en la sesión de clausura de la conferencia virtual AutoSens Bruselas 2020. EE Times Europe también buscó la opinión de Pierrick Boulay, analista de tecnología y mercado en Yole Développement, sobre la adopción y uso de diversos tipos de sensores en sistemas automotrices.

Determinar el número adecuado

Los automóviles modernos ya incorporan una impresionante variedad de sensores: unidades ultrasónicas, radar, múltiples cámaras (para percepción, imagen y visión) y LiDAR. Boulay de Yole estima que un vehículo típico actual lleva entre 10 y 20 sensores, con modelos de gama alta superando a los de gama media o presupuestos.

A medida que los vehículos escalan niveles de automatización, se proyecta que el conteo de sensores aumente a aproximadamente 35–40 unidades. Boulay explica que cada nivel de automatización demandará capacidades distintas de corto, medio y largo alcance, haciendo insuficiente un solo tipo de sensor para todos los escenarios.

Sin embargo, añadir sensores amplifica el volumen de datos, desafiando la pila computacional del vehículo. Boulay señala que, mientras los chips ADAS heredados entregan entre 0.25 y 2.5 TOPS (decenas de veces el rendimiento de un portátil de gama alta), las plataformas robóticas ya operan más allá de 250 TOPS. Prevé un cambio de arquitecturas distribuidas a controladores de dominio centralizados que puedan fusionar datos brutos de sensores eficientemente.

Las restricciones de coste e integración eventualmente limitarán el número de sensores. Boulay observa que algunos OEMs, como Tesla, logran altos niveles de automatización con menos sensores aprovechando IA avanzada y potencia de cómputo. "El software y la capacidad de procesamiento se convertirán en el diferenciador", afirma.

Optimizar la combinación

Las fluctuaciones climáticas y de iluminación exigen una cartera de sensores diversa. Denny subraya que la redundancia es esencial: "Cuando estás en oscuridad total o precipitación intensa, necesitas múltiples modalidades trabajando en concierto".

Las cámaras destacan en luz diurna, mientras que radar, LiDAR y sensores ultrasónicos mantienen rendimiento en poca luz, niebla, lluvia o nieve. Boulay apunta que las cámenes se vuelven "ciegas" bajo condiciones adversas, mientras que otros sensores aún proveen percepción fiable.

Ubicación estratégica

Al igual que los sentidos humanos, los sensores deben posicionarse estratégicamente para mantener conciencia ambiental continua. Restricciones técnicas —como condensación en faros, escarcha en parabrisas o pintura cubriendo transductores ultrasónicos— pueden degradar el rendimiento. Denny advierte que las unidades ultrasónicas son sensibles a recubrimientos superficiales.

Matha de Volvo destaca el consumo energético como factor crítico. "Cada sensor consume entre 1 y 10 W, por lo que una suite ADAS completa puede alcanzar 100–200 W, contribuyendo hasta 4 g de CO₂". Sugiere activación intermitente y refrigeración avanzada para mitigar límites térmicos, especialmente en zonas de alta temperatura como detrás del parabrisas.

La simulación y pruebas reales son esenciales para identificar ubicaciones óptimas. Boulay indica que los LiDAR de nivel autopista suelen montarse centralmente, alineados con radar de largo alcance y cámaras principales, mientras que sensores para conducción urbana o aparcamiento pueden colocarse en laterales o esquinas.

Integración estética

El Volvo XC90 actual alberga 20 tipos de sensores, muchos ocultos: cámaras frontales en la parrilla, laterales en espejos y trasera sobre la matrícula. Matha enfatiza que la integración perfecta mejora tanto forma como función.

Astheimer argumenta que los coches más avanzados deben reflejar visiblemente su inteligencia. A medida que avanza la autonomía, sensores como LiDAR 360° necesitarán emplazamiento prominente y sin obstrucciones. Cita el vehículo eléctrico de reparto Deliver‑E, donde las cámaras flanquean los laterales y un LiDAR corona la parte trasera, alineándose con la identidad del vehículo.

Boulay comenta el pod Smart Corner de Magneti Marelli, que puede alojar LiDAR, radar, cámaras, ultrasónicos e iluminación LED. Aunque la integración de fabricación se simplifica, los costes de reparación tras colisiones podrían ser altos, subrayando la necesidad de un enfoque equilibrado.

Reducir la sobrecarga cognitiva

La interfaz hombre‑máquina debe traducir datos de sensores en información clara y accionable. Astheimer, trabajando en el camión eléctrico Volta Trucks Zero, señala que los vehículos pesados —solo el 4 % del tráfico— causan más del 50 % de fallecimientos de usuarios vulnerables. La sobrecarga cognitiva, junto con visibilidad limitada, es un factor mayor.

Recalca que ECUs y sistemas CAN deben filtrar señales y presentarlas mediante señales táctiles, auditivas o visuales para mantener la vigilancia del conductor.

Hacer la seguridad atractiva

Stead planteó: "¿Es hacer la seguridad atractiva la clave para vender coches conectados?" Matha responde que la seguridad es el negocio principal, y la mejor forma de comunicarla es mediante diseño elegante que muestre la inteligencia impulsada por sensores.

Astheimer advierte que, a medida que los vehículos asumen más tareas, los conductores pueden volverse complacientes. La suite de sensores debe mantener al conductor informado y comprometido, evitando un efecto "capullo" que reduzca la conciencia vial.

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Un nuevo libro, AspenCore Guide to Sensors in Automotive: Making Cars See and Think Ahead, reúne a pensadores líderes en seguridad e ingeniería automotriz para trazar avances y destacar retos pendientes. Está disponible en la librería de EE Times.

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