Los sistemas de seguridad del futuro que eviten accidentes serán posibles gracias a sensores, láseres y cámaras de video

Prácticamente, el 90 % de los accidentes de tráfico son provocados por fallos humanos, y muchos de estos accidentes podrían evitarse mediante el uso de los sistemas de asistencia modernos. El objetivo final, además de descargar de trabajo al conductor, es crear un vehículo inteligente, capaz no solo de reducir las consecuencias de un accidente, sino de evitarlo completamente. Tecnologías como sensores láser, cámaras de vídeo, radares y detectores fotónicos serán clave en los sistemas de asistencia al conductor del mañana, como el sistema de asistencia en atascos, freno de emergencia automático, asistente en intersecciones o aparcamiento teledirigido, algunos de los nuevos desarrollos.

La marca Audi ya trabaja en sistemas que ofrecen funciones como la del mantenimiento automático de la velocidad y la distancia programadas con respecto al vehículo precedente y lo deceleran en caso de riesgo inminente de colisión por alcance (adaptative cruise control con función Stop & Go). También son capaces de asistir al conductor cuando desea cambiar o mantenerse en un carril (Audi side assist y Audi active lane assist) o en las maniobras de estacionamiento; identifican los límites de velocidad, e incluso pueden ver en la oscuridad con gran antelación (asistente de visión nocturna). En muchos modelos de Audi estos sistemas están estrechamente interconectados, gracias a lo cual resultan inteligentes, versátiles y eficaces.

Pero para Audi, los sistemas de asistencia al conductor cobrarán aún mayor importancia en el futuro. El gran objetivo de Audi es crear un vehículo tan inteligente que sea capaz de evitar completamente que se produzcan accidentes. Y, para ello, los ingenieros de la marca de los cuatro aros ya ensayan un sinfín de soluciones innovadoras en lo que se refiere a sensores, radares, cámaras, láser o diodos PMD. No solo abrirán nuevos caminos en el campo de la seguridad activa, también supondrán un notable avance para el conductor en aras del confort.

Asistente en atascos
Basado en el adaptive cruise control con función Stop & Go, el control de crucero adaptativo con función de parada y arranque automáticos, el nuevo sistema de asistente en atascos descarga de trabajo al conductor en situaciones de tráfico congestionado. Funciona en un intervalo de velocidad de entre los 0 y los 60 km/h, se puede utilizar en autopista o en ciudad, y asiste las maniobras de dirección -siempre dentro de unos ciertos límites-, además de acelerar y decelerar el vehículo de forma autónoma.

Para ello cuenta con una cámara de vídeo capaz de identificar las líneas de la calzada y objetos como otros vehículos, peatones y guardarraíles, dos sensores de radar de nueva generación que detectan campos con un ángulo de 21 grados cada uno y con un alcance de hasta 250 metros. Y ocho sensores de ultrasonidos supervisan las áreas situadas inmediatamente por delante del vehículo y en sus extremos. Con el ACC Stop & Go activado, el asistente en atascos evalúa permanentemente la velocidad del propio vehículo y de los vehículos del entorno. Si en relación con esos datos se identifica un atasco, la función de asistencia pasa a estar disponible -siempre que la velocidad sea inferior a los 60 km/h-, y el conductor puede activarla pulsando el botón correspondiente.

Una funcionalidad importante que permite el sensor de radar es que no solo reconoce el vehículo que circula directamente por delante, sino también otros vehículos precedentes, lo que le permite calcular el trazado que sigue la caravana de vehículos en el atasco. De esta forma, al reanudar la marcha y frenar, el asistente en atascos se comporta como el ACC Stop & Go y también reacciona ante los vehículos que se incorporan o que desean abandonar el propio carril.

Pre sense city: frenada a fondo en ciudad
En caso de riesgo inminente de colisión por alcance, muchos vehículos de Audi son capaces ya hoy en día de frenar automáticamente en los últimos metros cuando el propio conductor ya no tiene posibilidad de intervenir. Audi sigue desarrollando estas funciones, tanto para el tráfico en ciudad (pre sense city) como para el tráfico interurbano.

La frenada a fondo automática en ciudad se basa en una novedosa y compacta tecnología de sensores en cuyo desarrollo básico Audi contribuyó considerablemente hace años: el sensor PMD (PMD = photonic mixer device), un pequeño chip capaz de realizar mediciones de distancia tridimensionales, que trabaja de forma más precisa que los sistemas de sensores convencionales. La tecnología PMD ofrece ventajas no solo en lo que se refiere a la disposición inteligente de los componentes. Estos detectores fotónicos pueden detectar objetivos en movimiento o parados, y trabajan tanto en la oscuridad como bajo la lluvia o una fuerte radiación solar.

Cuando en un intervalo de velocidad de hasta 65 km/h se presenta un riesgo inminente de colisión por alcance, el sistema pre sense city advierte al conductor con un breve impulso de frenado. En caso de que el conductor no reaccione, el sistema desacelera el vehículo a fondo aproximadamente un segundo antes de que se produzca el impacto. De esta manera, reduce la velocidad de colisión en hasta 30 km/h.

Otra función importante del sistema pre sense city es la protección anticipatoria de peatones; el sensor PMD los reconoce a una distancia de hasta 20 metros. Cuando detecta una situación delicada, por ejemplo porque un peatón se dispone a atravesar la calzada, el sistema decide si es necesario realizar una frenada de emergencia. En caso afirmativo, la frenada a fondo se inicia aproximadamente un segundo antes de que se produzca la colisión. La reducción máxima posible de la velocidad en 30 km/h significa que en algunos casos es posible detener completamente el vehículo a tiempo, lo que proporciona a los peatones e incluso a los ciclistas un nivel de protección extraordinario.

Freno activo en situaciones de peligro
Audi está trabajando en otro nivel de equipamiento del sistema pre sense para frenadas a fondo automáticas a velocidades superiores a los 65 km/h. Su piedra angular consiste en un escáner láser cuyos puntos fuertes son una mayor captación del entorno hacia delante, un mayor ángulo de apertura y una mayor precisión.

Gracias a su gran ángulo de apertura, el láser escanea también las áreas laterales por delante del vehículo, pudiendo identificar las edificaciones a los lados de la calzada. Si delante del vehículo hay un obstáculo, el sistema es capaz de juzgar si el conductor aún puede esquivarlo, y si ya no fuera posible, emite un aviso precozmente. Solamente en caso necesario realiza una frenada a fondo automática. Gracias a este modo de actuar -incluso cuando el conductor no puede reaccionar, por ejemplo debido a una urgencia médica- es posible desacelerar ostensiblemente de forma automática un vehículo que circula a alta velocidad, logrando así disminuir drásticamente la gravedad de un accidente. En determinadas situaciones, es perfectamente posible que este tipo de frenadas logren evitar un accidente, incluso partiendo de altas velocidades.

Cierre del cinturón activo
Audi también sigue desarrollando permanentemente los sistemas de retención de sus vehículos. Una novedad en el futuro podrían ser los cierres de cinturón activos para los pasajeros de las plazas traseras, accionados por pequeños motores eléctricos.

Cuando se abre alguna de las puertas traseras, el cierre del cinturón activo se desplaza unos centímetros hacia arriba para que el pasajero se pueda abrochar cómodamente. Después, vuelve a su posición de reposo. En caso de riesgo de colisión, el cierre se desplaza hacia abajo, tensando así el cinturón. Este proceso es reversible.

Audi tiene previsto interconectar el sistema de retención adaptativo de forma aún más estrecha con las nuevas tecnologías de asistencia. Unos sensores orientados hacia delante, como los diodos PMD, pueden identificar una colisión inminente en la mayoría de los casos ya unos segundos antes de que se produzca, y estimar la velocidad y el tamaño del objeto contra el que se va a impactar. La activación de los limitadores adaptativos de la fuerza del cinturón y de los airbags delanteros adaptativos se ajusta en función de la información recogida por dichos sensores. De esta manera ambos sistemas podrán proteger mejor a los pasajeros de lo que lo hacen actualmente.

Asistente en intersecciones
Un gran número de accidentes de tráfico se desarrollan en cruces e intersecciones, a menudo con consecuencias fatales; en Europa, la colisión lateral es la segunda causa más frecuente de fallecimiento en accidentes de tráfico. Con vistas a reducir este peligro, Audi está desarrollando un asistente en intersecciones para evitar las colisiones o al menos disminuir sus consecuencias.

En el caso del asistente de intersecciones, dos sensores de radar y una cámara de vídeo con objetivo gran angular captan las áreas situadas delante y en los laterales del vehículo. Los datos de los sensores de radar son los que priman, los datos de la cámara se utilizan meramente para cotejar la información. Si los sensores han detectado un vehículo que se aproxima por el lateral, el sistema advierte e informa al conductor en varias fases.

Como ampliación del asistente en intersecciones basado en un sistema de sensores, Audi está estudiando una segunda variante que apuesta por la comunicación car-to-x, en este caso concreto por el contacto por radio entre los dos posibles implicados en el accidente. En intersecciones conocidas como “puntos negros” también sería posible un módem fijo que integre al sistema el estado en que se encuentra el semáforo. La transferencia de datos se produce por radio, como estándar se utiliza el llamado WLAN para automóviles (IEEE 802.11p).

La tecnología car-to-x, para cuyo uso generalizado aún queda mucho por recorrer, presenta varias ventajas: funciona también en intersecciones en las que la visibilidad de los sensores está tapada. Puede cubrir grandes distancias y puede transferir información específica del vehículo; por ejemplo, de esta manera, se puede ajustar el despliegue de los airbags específicamente en función de la masa del otro vehículo implicado en el accidente. En combinación con los sensores de a bordo, la tecnología car-to-x puede suponer una gran aportación a la seguridad.

Parkpilot: aparcamiento teledirigido
Con frecuencia el espacio disponible para aparcar resulta tan estrecho que el conductor tiene dificultades para salir del vehículo y existe el riesgo de acabar dañando la puerta. Un futuro sistema de asistencia de Audi, el Parkpilot, podría solventar estos problemas.

Con esta tecnología el conductor puede dejar el vehículo delante de la puerta del garaje y, habiendo salido ya del mismo, darle instrucciones mediante la llave de control remoto o el smartphone para que realice las maniobras de estacionamiento oportunas. El vehículo se sirve del sistema de sensores de ultrasonidos para ejecutar las maniobras de la dirección e introducirse en el hueco o en el garaje; cuando detecta un obstáculo, se detiene inmediatamente. Una vez ha alcanzado la posición final, apaga el motor, desactiva el encendido y bloquea las puertas. Por último, envía un mensaje de confirmación al conductor.

Aviso al abandonar una plaza de aparcamiento marcha atrás Abandonar una plaza de aparcamiento en batería marcha atrás puede resultar con frecuencia difícil, puesto que el conductor no puede observar el tráfico que circula por detrás del vehículo; en muchas ocasiones no tiene más remedio que ir probando con cuidado para incorporarse a la calzada. Otra solución de futuro, el aviso al abandonar una plaza de aparcamiento marcha atrás, facilita este proceso.

El sistema utiliza los sensores de radar del Audi side assist situados en la parte trasera del vehículo. Dichos sensores miden e interpretan la distancia, la velocidad y el recorrido previsible de los vehículos identificados que circulan por la calle, y avisan al conductor de los riesgos de colisión pronosticados por el sistema.

Aviso al abrir las puertas
Asimismo, el sistema de aviso al abandonar el vehículo también se sirve de los sensores de radar del Audi side assist; resulta de gran ayuda para abandonar el vehículo en situaciones en las que no se puede observar bien el entorno. Cuando el conductor o un pasajero quiere abrir la puerta, comprueba si otro vehículo o un ciclista se acerca por detrás a una distancia peligrosa y a una velocidad crítica.

Si se detecta un peligro de este tipo, se emite un aviso que puede consistir en una señal luminosa clara en la puerta acompañada de una señal acústica. También se está experimentando con avisos táctiles que adviertan de un peligro a los pasajeros cuando van a abrir la puerta.

Asistente para maniobras con remolque
El asistente para maniobras con remolque es una tecnología de futuro que ayuda al conductor a la hora de realizar maniobras marcha atrás con remolque. Mediante movimientos de la dirección automatizados, asume por el conductor las numerosas correcciones de la dirección necesarias en este caso.

El sistema, que cuenta con un sensor en el acoplamiento del remolque, mueve la dirección de manera que el ángulo de pliegue entre el vehículo y el remolque se mantenga estable. El conductor no indica el giro deseado a través del volante, sino mediante el gran mando giratorio del sistema MMI.

El asistente para maniobras con remolque trabaja dentro de un determinado intervalo de velocidad y puede evitar colisiones inminentes del vehículo con el remolque, limitando el ángulo de pliegue al máximo permitido. Se adapta de forma autónoma a remolques de diferente tamaño.

La tecnología by wire
La tecnología by wire consiste en sustituir componentes mecánicos e hidráulicos de los sistemas del vehículo por componentes eléctricos (by wire: por cable). No solo permite una regulación más precisa, sino que se trata de una tecnología de gran utilidad y con mucho futuro a la hora de interconectar los distintos sistemas de asistencia entre sí.

Audi tiene una amplia experiencia en la aplicación de esta tecnología en los mandos de las cajas de cambio automáticas. Ya el A2 1.2 TDI de 2001 incorporaba una caja de cambios automatizada shift by wire, cuya unidad hidráulica recibía órdenes por vía eléctrica. Algo similar podría decirse actualmente del R tronic del Audi R8 y del tiptronic de ocho velocidades, a bordo del buque insignia, el A8. Las cajas de cambio by wire ofrecen una excelente base para tecnologías de asistencia futuras, como el proceso de estacionamiento automatizado y la conducción con piloto automático.

Pero los ingenieros de Audi ya están trabajando intensamente con esta nueva tecnología by wire aplicada a otros sistemas del vehículo, como demostró el Audi A2 concept. El último proyecto es un prototipo basado en el R8 e-tron, en el que la dirección y los frenos también funcionan de forma eléctrica.

El prototipo se las arregla sin columna de dirección: un sensor en el volante reconoce los movimientos de giro y un motor eléctrico se encarga de transferirlos al mecanismo de dirección. Un pequeño motor eléctrico en el volante se encarga de simular la respuesta de la dirección, y el conductor puede seleccionar diferentes relaciones y ajustes. La dirección by wire tiene muchas ventajas, aparte de integrar numerosas funciones de corrección y asistencia. Por ejemplo, en vehículos con motores de montaje transversal se puede ubicar el mecanismo de dirección antes del motor, lo cual redunda en nuevas posibilidades en el volumen delantero. Asimismo permite incrustar el volante de manera momentánea en el cockpit para mejorar el confort al acceder y salir del vehículo, así como la seguridad en caso de colisión frontal. La ausencia de columna de dirección también permite que el desarrollo y la fabricación de vehículos con dirección tanto a la izquierda como a la derecha sea más sencilla y eficiente.

Otra posibilidad de la tecnología by wire son los frenos electromecánicos, que permiten prescindir de los voluminosos y pesados componentes hidráulicos. En el habitáculo, el rígido pedal de freno se puede sustituir por una pequeña palanca o una superficie de sensor en la que se simulan las fuerzas: ambas soluciones arrojan resultados positivos en caso de colisión. Además, se suprimen los denominados pares residuales de frenado, o sea el ligero roce de las pastillas de freno contra los discos, que pueden producirse en el caso de los frenos hidráulicos. En vehículos eléctricos como el R8 e-tron, un sistema electromecánico permite coordinar a la perfección la recuperación eléctrica y el frenado mecánico.

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