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17 de Agosto del 2017

El escáner láser del nuevo Audi A8: visión panorámica

Cámaras de video, sensores de ultrasonidos, radares de medio y largo alcance. Hasta 24 componentes se encargan de monitorizar el entorno del nuevo Audi A8. Entre ellos una primicia en la categoría: el nuevo escáner láser, que junto al control central de asistencia a la conducción zFAS, también de estreno en la nueva generación del A8, son elementos clave en las nuevas funciones de conducción altamente automatizada que ofrece el buque insignia de la marca de los cuatro aros.

En el Festival de Cine de Berlín, febrero de 2016, un Audi A8 de color negro llegó a la ceremonia de inauguración con la estrella de Hollywood, Daniel Bruhl como pasajero, que no puede disimular su incredulidad tras mirar a su lado una y otra vez y comprobar que el vehículo se desplaza de forma autónoma hasta detenerse suavemente frente a la alfombra roja. Sin embargo, la auténtica estrella secreta de la noche permanece invisible: el escáner láser oculto tras la parrilla del radiador de la berlina de lujo de Audi. Un nuevo tipo de sensor desarrollado para abrir el camino hacia la conducción pilotada aplicada a un vehículo de serie.

Tras cientos de miles de kilómetros de pruebas, ensayos y simulaciones, el nuevo escáner láser debuta en un vehículo de producción en la cuarta generación del Audi A8, el primer automóvil del mundo en ofrecer el asistente Audi AI traffic jam pilot, que permite una conducción pilotada de nivel 3. Esto quiere decir que el vehículo puede tomar el control de la conducción en determinadas situaciones, haciéndose cargo del acelerador, la dirección y de la frenada. Para ello, el vehículo calcula una imagen muy precisa del entorno mediante la fusión de todos los datos recogidos por los diferentes sensores en el nuevo controlador central de asistencia al conductor zFAS. 

En el nuevo Audi A8 se utilizan hasta doce sensores de ultrasonidos, cuatro cámaras de visión periférica 360 grados, una cámara de vídeo 3D adicional en el borde superior del parabrisas, cuatro radares de medio alcance en las esquinas del vehículo, un radar de largo alcance y una cámara infrarroja en la parte frontal, y el nuevo escáner láser.

El sistema de radar convencional ya se encarga de escanear lo que sucede por delante de vehículo, mientras que la cámara de vídeo 3D reconoce las marcas de la carretera, peatones y otros vehículos. Los sensores de ultrasonidos y el resto de cámaras supervisan el área completa alrededor del automóvil. Lo importante es que los diferentes sensores pueden validar los datos mediante una comparación recíproca, es decir sus características específicas en términos de alcance y velocidad de registro deben ser complementarias. En este sentido, el escáner láser supone un importante avance al mejorar no sólo la redundancia, sino también el reconocimiento detallado de objetos tanto estáticos como dinámicos, sean o no metálicos.

Frente a los 250 metros de alcance del radar de larga distancia, los 100 metros que puede cubrir el nuevo escáner láser pueden parecer pocos. Sin embargo, este nuevo sensor es capaz de multiplicar por cuatro el campo de visión que abarca el radar de larga distancia, cubriendo un ángulo de hasta 145 grados. El vehículo cuenta por tanto con una percepción más completa de su entorno, y es capaz de medir las distancias con más precisión y de manera aún más fiable. El nuevo Audi A8 puede, por ejemplo, interpretar el comportamiento de otros usuarios de la carretera (peatones y otros vehículos), como su entrada o salida en el flujo del tráfico, mucho antes de lo que era posible hasta el momento.

Instalado en el paragolpes delantero, bajo la parrilla Singleframe, el escáner láser tiene el tamaño aproximado de un puño, cuenta en su interior con un espejo rotatorio y pesa alrededor de 500 gramos. El escáner emite pulsos de luz en planos verticales que duran apenas cuatro nanosegundos. El espejo se encarga de distribuirlos y enviarlos a una distancia superior a los 80 metros, en un ángulo de más de 70 grados a izquierda y derecha del eje longitudinal del vehículo. 

Las longitudes de onda de los destellos están en el infrarrojo cercano, lo que los hace invisibles e inocuos para el ojo humano. Estos pulsos de luz se reflejan y rebotan en los objetos que están por delante del coche, regresando al escáner láser en apenas 0,7 microsegundos, donde son detectados por fotodiodos que convierten la señal óptica en información digital que permite elaborar una imagen con un gran detalle. Al igual que el radar de largo alcance el escáner láser también funciona en la oscuridad, y es el complemento perfecto también para la cámara frontal cuando ésta llega a su límite, pese a la ayuda que suponen en este sentido las brillantes luces del Audi A8.

“En términos sencillos, podemos imaginar el escáner láser como un dedo luminoso que escanea el entorno y es capaz de crear una imagen espacial del mismo, de forma inmediata”, explicó Hans-Martin Kroll, ingeniero de Audi especializado en el desarrollo de sensores para los sistemas de asistencia a la conducción. 

La imagen del entorno creada por el controlador central de asistencia a la conducción ZFAS en base a los datos recogidos de los distintos sensores, sirve de base para el funcionamiento de todos los sistemas de asistencia del nuevo Audi A8, tanto el asistente de conducción adaptativo como la nueva suspensión activa, el sistema de asistencia al aparcamiento o el propio asistente a la conducción Audi AI traffic jam pilot.

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