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Centrado de carril

El piloto automático de Tesla en uso

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

A partir de 2019, los camiones semirremolque también se han equipado 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 curvas suaves a velocidades de autopista. [10] La advertencia de salida de carril genera una advertencia cuando el vehículo cruza una línea, mientras que la asistencia para mantenerse en el carril ayuda al vehículo a evitar cruzar una línea, estandarizada en ISO 11270:2014. [11]

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

Historia

Los primeros sistemas de centrado de carril disponibles comercialmente se basaban en sistemas listos para usar creados por Mobileye , como Tesla Autopilot y Nissan ProPilot, [14] aunque Tesla cambió a un diseño interno cuando Mobileye finalizó 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. [16]

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

Operación

Algoritmo de detección de carriles
Un ejemplo de implementación del algoritmo de detección de carriles que muestra la detección de bordes de Canny y las salidas de la transformada de Hough

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

Limitaciones

Las características que diferencian a los sistemas incluyen su rendimiento en las curvas, las limitaciones de velocidad y si el sistema se reanuda después de una parada. [20] [21]

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

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

Mobileye EyeQ4 2018

Mobileye afirmó en 2018 que 11 fabricantes de automóviles incorporarían su chip EyeQ4 que permite 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 "manos libres": este sistema toma el control total del vehículo (aceleración, frenado y dirección). El nivel 3 también se conoce como "ojos fuera": el conductor puede desviar su atención de la conducción de manera segura, por ejemplo, el conductor 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 aproximadamente 450 dólares estadounidenses. [27]

Nissan utiliza el chip EyeQ4 para su sistema ProPilot 2.0 sin intervención. [28]

Reglamento

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 regulación UNECE 79. [30] En dichos territorios, 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 LKA está más cerca de la categoría B1.

Las normas internacionales vigentes exigen que los sistemas de asistencia supervisen que el conductor mantenga las manos en el volante, con advertencias progresivas y, en caso de no hacerlo, la desconexión final. En América del Norte, algunos fabricantes tienen sistemas de "manos libres" que, en cambio, supervisan si el conductor presta 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 solo 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 [135] y ayuda con la aceleración, la dirección y el frenado en condiciones de conducción en autopistas de un solo carril. [136] ProPilot mantiene el automóvil centrado en el carril y se desactivará por debajo de 31 mph si no sigue a un automóvil que está frente a él. [104] El control de crucero adaptativo maneja el tráfico con paradas y arranques si se detiene durante menos de 4 segundos [137] y ayuda a mantener una velocidad establecida del vehículo y mantener una distancia segura con el vehículo que está adelante. ProPilot, que puede seguir curvas, [138] 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 en el parabrisas, frente al espejo retrovisor.

En una revisión realizada por ExtremeTech, ProPilot funcionó bien en 1,000 millas de pruebas y solo en algunas secciones con curvas fue necesaria la intervención del conductor. [139] Durante las pruebas Euro NCAP 2018, ProPilot falló algunas pruebas, al igual que todos los demás sistemas probados. [140] [141] Consumer Reports indica que ProPilot es especialmente útil en el tráfico de paradas y arranques. [142]

Sensores Honda/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 par de torsión leve en la dirección si el vehículo se desvía del centro de un carril detectado sin que el conductor active la señal de giro. [143] [144] El sistema de asistencia para mantenerse en el carril (LKAS) no funciona a velocidades inferiores a 45 mph (72 km/h). Sin embargo, ciertos vehículos equipados con el sistema de asistencia para atascos (TJA) harán que el sistema se haga cargo de la tarea de mantenerse en el carril cuando la velocidad caiga por debajo de 45 mph (72 km/h) hasta que se detenga, y cambiará automáticamente al sistema de asistencia para mantenerse en el carril (LKAS) cuando la velocidad supere las 45 mph (72 km/h).

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 : [145]

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 se mantuvo dentro del carril en las 18 pruebas.

Cita del informe:

La evidencia de los beneficios de los sistemas de cambio activo de carril en términos de seguridad no es tan clara como la del ACC. Aun así, el potencial para prevenir accidentes y salvar vidas es grande. La investigación del IIHS muestra que prevenir accidentes por cambio activo de carril podría salvar casi 8000 vidas en un año típico...

Véase también

Referencias

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