Los últimos avances en la tecnología de los radares vehiculares próximamente generarán un cambio radical en las capacidades, lo que proveerá en gran medida un rendimiento operativo más amplio en los sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS).
Hay dos formas principales de mejorar la percepción de los ADAS. Podemos mejorar la forma en que el sistema interpreta los datos procedentes de los sensores utilizando el aprendizaje automático, o podemos mejorar la calidad y la precisión de los datos reales procedentes de los sensores. La combinación de estos enfoques tiene un efecto multiplicador, creando un modelo ambiental sólido que los vehículos pueden utilizar para tomar decisiones de conducción inteligentes.
Mientras el aprendizaje automático sigue evolucionando, también lo hace la tecnología de los sensores de radar. Un enfoque concreto con el que los ingenieros han tenido éxito recientemente es el uso de la tecnología de guía de ondas de aire en 3D en las antenas de radar para captar señales más precisas y ampliar el alcance.
La onda del pasado
Una guía de ondas es esencialmente un túnel o tubo rectangular miniaturizado que puede transportar ondas de radio de alta frecuencia. Sus superficies interiores son de metal o están recubiertas de una sustancia metálica, de modo que las ondas de radio que entren en el túnel se reflejen en las paredes interiores y se propaguen hacia el interior.
Históricamente, los radares para automóviles han utilizado ingeniosamente la estructura de un circuito impreso para crear estas guías de ondas en miniatura. Las placas de circuito impreso se componen de capas de laminado intercaladas entre capas de cobre. Las capas de cobre se convierten en la parte superior e inferior de la guía de ondas. Para crear los lados de la guía de ondas, los ingenieros utilizan dos filas de pequeños agujeros perforados, llamados vías, que están recubiertos de metal.
Las ondas de radio entran en la guía de ondas a través del laminado y recorren la longitud de la guía de ondas en ese mismo sustrato. Aunque este enfoque funciona bien para muchas aplicaciones, todas las resinas y plásticos -incluso los laminados caros diseñados para esta aplicación- amortiguan la fuerza de una señal más que el aire.
La ola del futuro
Como uno puede imaginar, fabricar túneles miniaturizados y reproducibles llenos de aire no es fácil, y hacerlo de forma rentable es aún más difícil. Los fabricantes han intentado utilizar plásticos moldeados y luego recubrirlos con metal, lo que les permite dar forma a la estructura 3D de la guía de ondas.
Para fabricar los últimos radares de Aptiv, creamos guías de ondas de aire moldeadas en 3D utilizando una técnica especial que permite aún más grados de libertad en el diseño, lo que nos permite emplear formas únicas y técnicas de formación de haces para crear haces de radar especiales. Podemos adaptar las formas para lograr los objetivos de aplicaciones específicas.
Resultados inmediatos
En un sistema de radar para vehículos, las antenas de guía de ondas de aire en 3D ayudan a iluminar eficazmente el entorno con señales de radar y a recibir los débiles ecos procedentes del entorno con pocas pérdidas. Al reducir las pérdidas de la señal transmitida y recibida, las antenas de guía de ondas de aire permiten un sensor más sensible, manteniendo el mismo tamaño del radar. Además, la tecnología de guía de ondas en el aire permite estas mejoras manteniendo los costos bajos.
Aptiv lleva más de una década utilizando antenas de guía de ondas ranuradas basadas en laminados de plástico de alta frecuencia y está aportando esta experiencia a las guías de ondas 3D rellenas de aire. Por ejemplo, con aperturas más grandes y una formación de haz inteligente, podemos conseguir una mayor resolución angular para una percepción más precisa.
El resultado es que el sistema de percepción recibe más datos de los que necesita para determinar la posición de los objetos que rodean al vehículo, la velocidad a la que se mueven e incluso qué objetos son.
Este enfoque también es eficiente desde el punto de vista informático, ya que, a diferencia de los sistemas centrados en la cámara, estas mejoras no transmiten datos extraños que deban descartarse. Por ejemplo, una cámara capta el color de un vehículo que bloquea el carril por delante, pero esos datos no ayudan al sistema ADAS a decidir cómo moverse para evitarlo. En cambio, una imagen de radar más nítida sólo ayuda a la precisión del software de seguimiento de la percepción.
Una alternativa de estacionamiento automático
Los radares con tecnología avanzada de antena de guía de ondas en 3D podrían admitir un modo de percepción de alta definición para permitir el estacionamiento automático. Las primeras implementaciones de las capacidades de estacionamiento automático se basan en sensores ultrasónicos para medir la anchura de los cajones de estacionamiento, lo que a menudo significa que el vehículo tiene que pasar por delante de un cajón de estacionamiento para determinar si es del tamaño adecuado, y luego retroceder hasta él.
Con un software de seguimiento que aprovecha los radares mejorados, el vehículo podría determinar el tamaño del cajón antes de pasar por delante de él, lo que le permitiría entrar directamente en él.
Los fabricantes de equipos originales podrían optar por activar esta función mediante software sólo para los clientes que lo soliciten a través de una actualización de software por aire, sin aumentar la complejidad y el costo del dispositivo.
Llega la nueva generación
En Aptiv, nuestros radares de esquina de séptima generación y los radares orientados hacia delante incorporan tecnología de antena de guía de ondas de aire basada en propiedad intelectual propia y un diseño único.
En el Aptiv FLR7 orientado hacia delante, hemos creado el primer radar de nivel básico del sector con capacidades 4D, con un alcance líder en el sector de 300 metros y una excelente resolución angular. La cuarta dimensión del radar 4D es la elevación, que permite al radar reducir significativamente los falsos positivos en situaciones de frenado automático de emergencia, así como en aplicaciones de control de crucero. Por ejemplo, aunque las tapas de las alcantarillas puedan reflejar mucho las señales, el sistema podría detectar que tienen muy poca altura y evitaría activar el sistema de frenado automático de emergencia.
Con la tecnología mejorada, algunos fabricantes de equipos originales podrían optar por eliminar por completo el radar orientado hacia delante, utilizando el alcance ampliado y el amplio campo de visión de los radares de esquina Aptiv SRR7+ para cubrir tanto las esquinas delanteras como la zona situada directamente delante del vehículo. Esta configuración puede admitir el control de crucero adaptativo estándar y la frenada de emergencia automática.
Los radares de próxima generación de Aptiv se anticipan al mayor ancho de banda necesario para acomodar los datos que requerirán estos sistemas, por lo que todos ellos son compatibles con Automotive Ethernet con flujos de datos brutos de hasta 1G bit/seg.
Al aprovechar la avanzada tecnología de antenas, la compatibilidad con datos de alta velocidad y las mejoras de software, todo ello en un paquete compacto, la familia de radares de séptima familia de radares de séptima generación de Aptiv proporciona una excelente base de detección para construir la próxima generación de conducción automatizada.
