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Centrado de carril

Piloto automático Tesla en uso

En la terminología del transporte por carretera, el centrado de carril , también conocido como dirección automática o dirección automática , es un sistema avanzado de asistencia al conductor que mantiene un vehículo de carretera centrado en el carril, liberando al conductor de la tarea de girar. El centrado de carril es similar a la advertencia de cambio de carril y al asistente de mantenimiento de carril , pero en lugar de advertir al conductor o alejar el automóvil del borde del carril, lo mantiene centrado en el carril. [1] [2] [3] [4] Junto con el control de crucero adaptativo (ACC), esta característica puede permitir la conducción sin asistencia durante un período de tiempo. [5] [6] [7] También forma parte de los sistemas automatizados de mantenimiento de carril .

A partir de 2019, los camiones semirremolque también cuentan con esta tecnología. [8] [9]

Comparación con otros sistemas.

El centrado de carril mantiene el vehículo centrado en el carril y casi siempre viene con asistencia de dirección para ayudar al vehículo a tomar giros suaves a velocidades de autopista. [10] La advertencia de cambio de carril genera una advertencia cuando el vehículo cruza una línea, mientras que la asistencia de mantenimiento de carril ayuda al vehículo a evitar cruzar una línea, estandarizada en ISO 11270:2014. [11]

En la agricultura, la "dirección automática de la máquina" es una tecnología que automatiza la dirección y el posicionamiento de una máquina en un paisaje. [12]

Historia

Los primeros sistemas de centrado de carril disponibles comercialmente se basaron en sistemas disponibles en el mercado creados por Mobileye , como Tesla Autopilot y Nissan ProPilot, [14] aunque Tesla cambió a un diseño interno cuando Mobileye terminó su asociación. [15] Un puñado de empresas como Bosch, Delphi, ZF y Mobileye proporcionan sensores, unidades de control o algoritmos a los fabricantes de automóviles, quienes luego integran y perfeccionan esos sistemas. [dieciséis]

Si bien no es directamente atribuible al centrado de carril, las tasas de accidentes en el Tesla Model S y Model X equipados con el sistema Mobileye se redujeron en casi un 40% mientras el Tesla Autopilot estaba en uso. [17] [18] [19]

Operación

Algoritmo de detección de carril
Una implementación de ejemplo del algoritmo de detección de carriles que muestra la detección de bordes de Canny y las salidas de transformación de Hough

El sistema de detección de carril utilizado por el sistema de advertencia de salida de carril utiliza técnicas de procesamiento de imágenes para detectar líneas de carril a partir de imágenes de cámara en tiempo real alimentadas por cámaras montadas en el automóvil. Ejemplos de técnicas de procesamiento de imágenes utilizadas incluyen la transformada de Hough , el detector de bordes Canny , el filtro Gabor y el aprendizaje profundo . En las figuras se muestra un diagrama de flujo básico de cómo funciona un algoritmo de detección de carril para producir una advertencia de cambio de carril.

Limitaciones

Las características que diferencian los sistemas incluyen qué tan bien se desempeñan en las curvas, limitaciones de velocidad y si el sistema se reanuda desde una parada. [20] [21]

Los sistemas actuales de centrado de carriles se basan en marcas de carril visibles. Por lo general, no pueden descifrar las marcas de carril descoloridas, faltantes, incorrectas o superpuestas. Las marcas cubiertas de nieve o las marcas de carril obsoletas que quedan visibles pueden afectar la precisión del sistema. [22]

Super Cruise de GM solo funciona en autopistas conocidas que han sido mapeadas previamente, [23] ya que utiliza una combinación de estos mapas y una posición GNSS precisa proporcionada por el servicio de corrección RTX GNSS de Trimble para determinar si Super Cruise se puede habilitar o no. [23] La mayoría de los vehículos requieren que las manos del conductor permanezcan en el volante, pero el Super Cruise de GM monitorea los ojos del conductor para garantizar la atención humana a la carretera, [24] y así permite la conducción con manos libres.

2018 Mobileye EyeQ4

Mobileye afirmó en 2018 que 11 fabricantes de automóviles incorporarían su chip EyeQ4 que habilita sistemas autónomos L2+ y L3 ; esto representaría colectivamente más del 50% de la industria automotriz. [25] La automatización de nivel 2 también se conoce como "hands off": este sistema toma el control total del vehículo (aceleración, frenado y dirección). El nivel 3 también se conoce como "ojos apagados": el conductor puede desviar su atención de la conducción de forma segura, por ejemplo, puede enviar mensajes de texto o ver una película. [26]

En 2018, el precio de venta promedio del chip EyeQ4 a los fabricantes de automóviles fue de unos 450 dólares estadounidenses. [27]

Nissan utiliza el chip EyeQ4 para su sistema ProPilot 2.0 de manos libres. [28]

Reglamentos

En Estados Unidos, en 2018, los sistemas de centrado de carril no están cubiertos por ninguna Norma Federal de Seguridad de Vehículos Motorizados , según la NHTSA. [29]

Territorios como la Unión Europea, Japón, Rusia, Turquía, Egipto y el Reino Unido siguen la normativa UNECE 79. [30] En aquellos territorios que siguen la regulación UNECE 79, las funciones de dirección comandadas automáticamente se clasifican en varias categorías, por ejemplo:

Si bien todas esas funciones están relacionadas con la dirección automatizada, el centrado de carril es un concepto cercano al concepto relacionado con la categoría B2, mientras que el LKA está más cerca de la categoría B1.

Las regulaciones internacionales actuales exigen que los sistemas de asistencia controlen que el conductor mantenga las manos en el volante, con advertencias cada vez mayores y una eventual desconexión si no lo hacen. En Norteamérica, algunos fabricantes tienen sistemas de "no intervención" que, en cambio, monitorean si el conductor está prestando atención a la carretera. [32]

Ejemplos de coches automatizados de nivel 2

Debido a que todos estos vehículos también tienen control de crucero adaptativo que puede funcionar en conjunto con el centrado de carril, cumplen con el estándar SAE para automatización de nivel 2 . El control de crucero adaptativo y el centrado de carril a menudo solo están disponibles en niveles de equipamiento más caros en lugar de solo en el equipamiento básico. Un ejemplo es el Hyundai Kona EV, que sólo tiene control de crucero adaptativo disponible en la edición "ultimate". [33]

Nissan ProPilot

ProPilot en uso en un Nissan Leaf

Nissan ProPilot se basa en la tecnología Mobileye [128] y ayuda con la aceleración, la dirección y el frenado en condiciones de conducción en carretera de un solo carril. [129] ProPilot mantiene el automóvil centrado en el carril y se desactivará por debajo de 31 mph si no rastrea un automóvil frente a él. [97] El control de crucero adaptativo maneja el tráfico que se detiene y arranca si se detiene por menos de 4 segundos [130] y ayuda a mantener una velocidad establecida del vehículo y una distancia segura entre el vehículo que va delante. ProPilot, que puede seguir curvas, [131] utiliza una cámara orientada hacia adelante, un radar orientado hacia adelante y otros sensores. Un sistema de reconocimiento de señales de tráfico proporciona a los conductores la información más reciente sobre el límite de velocidad detectada por una cámara situada en el parabrisas, delante del espejo retrovisor.

En una revisión realizada por ExtremeTech, ProPilot funcionó bien en 1,000 millas de pruebas y solo en algunas secciones reviradas requirió la intervención del conductor. [132] Durante las pruebas Euro NCAP 2018, ProPilot falló algunas pruebas al igual que todos los demás sistemas probados. [133] [134] Consumer Reports indica que ProPilot es especialmente útil en el tráfico que se detiene y arranca. [135]

Honda Sensing/AcuraWatch

Honda Sensing y AcuraWatch son un conjunto de funciones avanzadas de asistencia al conductor que incluyen el sistema de asistencia para mantenerse en el carril (LKAS), que ayuda a mantener el vehículo centrado en un carril, aplicando un torque suave en la dirección si el vehículo se desvía del centro de un carril detectado sin girar. -Activación de señal por parte del conductor. [136] [137] Un par de dirección suave significa que el sistema no funcionará en curvas cerradas; Además, el sistema no funciona a velocidades inferiores a 45 mph. Los paquetes Honda Sensing y AcuraWatch también incluyen:

Evaluación 2018 por IIHS

Cita de David Zuby, director de investigación del Instituto Americano de Seguros para la Seguridad en las Carreteras : [138]

Aún no estamos listos para decir qué compañía tiene la implementación más segura de asistencia al conductor de Nivel 2, pero es importante tener en cuenta que ninguno de estos vehículos es capaz de conducir de manera segura por sí solo...

El informe indicó que sólo el Tesla Model 3 permaneció dentro del carril en las 18 pruebas.

Cita del informe:

La evidencia de los beneficios de seguridad de los sistemas activos de mantenimiento de carril no es tan pronunciada como la del ACC. Aún así, el potencial para prevenir accidentes y salvar vidas es grande. La investigación del IIHS muestra que prevenir los accidentes por cambio de carril podría salvar casi 8.000 vidas en un año típico...

Ver también

Referencias

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