El Kia EV9 es un todocamino 100% eléctrico de 5,15 metros de longitud, hasta siete plazas de capacidad y un enfoque decididamente premium. Incorpora una batería de 100 kWh de capacidad neta, y ya está disponible desde 85.100 euros.
Una de las características del nuevo buque insignia de Kia es venir dotado de absolutamente toda la tecnología disponible actualmente en el mercado. Y entre ella, destaca la posibilidad de ofrecer conducción autónoma de Nivel 3 en aquellos países (como Alemania) donde esta función ya es legal.
Para conseguirlo, los Kia EV9 con acabado GT-Line vienen dotados de serie con una terna de sensores: un radar, una cámara y dos escáneres láser o LIDAR. Estos sensores, situados a medio camino entre la cámara y el radar, permiten reconocer en entorno por delante del vehículo con mayor precisión que un radar y sin requerir tanta potencia de cálculo como una cámara. Esta combinación de características le convierte en el sensor ideal de cara a la conducción autónoma, pero… ¿cómo funciona exactamente un LIDAR?
¿Cómo funciona un LIDAR?
Existen muchas formas de construir un LIDAR, pero el concepto es siempre el mismo. Contamos con un emisor laser de tipo infrarrojo, un sistema óptico que permite dirigir el láser, un receptor óptico que dirige el reflejo de la luz en los objetos hacia un sensor y un sensor que es capaz de ver estos reflejos.
Hasta aquí, un LIDAR puede parecer una especie de cámara de baja resolución. La clave reside en que la electrónica del LIDAR es capaz de calcular el tiempo que ha tardado cada rayo láser en viajar hasta la superficie que le ha reflejado y regresar al sensor.
De esta manera, un LIDAR dibuja una fotografía de baja resolución del entorno… pero informando sobre a qué distancia se encuentra cada píxel que compone la imagen. El resultado es una nube de puntos que ofrece una representación fiable y en tres dimensiones de lo que se encuentra por delante del coche.
La palabra fiable es clave. Por ejemplo, a una cámara se le podría engañar colocando delante una fotografía. Sin embargo, un LIDAR reconocería que se trata de una fotografía porque todos los puntos reflejados se encontrarían a la misma distancia.
Además, los LIDAR son capaces de ver de una forma parecida a la de una cámara… aunque muy rudimentaria. La clave reside en que el LIDAR no solo registra el tiempo que la luz tarda en ir hasta el objeto y regresar, sino que también cuantifica la cantidad de luz reflejada. Esto da una idea de la reflectancia del objeto.
En el caso de vehículos, en un poco indiferente (nos da igual si el objeto es brillante o no cuando se le ilumina con luz infrarroja), pero esta capacidad permite detectar la señalización horizontal (las líneas de la carretera) con una precisión tan buena o superior a la de una cámara.
Los LIDAR del EV9
El Kia EV9 emplea dos LIDAR fabricados por la empresa francesa Valeo. Actualmente, se trata de único sensor LIDAR que se emplea en coches de serie (aunque muchos coches autónomos experimentales emplean sensores con un funcionamiento similar… pero más costosos y con mayor resolución, de fabricantes como, por ejemplo, Velodyne).
El primer elemento del LIDAR es un emisor laser al que se le ha adosado una retícula que permite dividir el rayo en varios haces paralelos. En el caso del LIDAR que emplea Kia, el rayo se divide en 16 haces verticales.
Estos haces se proyectan sobre el espejo superior de un soporte vertical que gira a velocidad constante. Por el efecto del giro, obtenemos 16 rayos laser que barren el espacio de izquierda a derecha a 16 alturas diferentes. La apertura horizontal (es decir, el arco que recorren estos rayos) es de 130 grados. Para incrementar la cobertura, el Kia EV9 emplea dos LIDAR cuyos arcos de escaneo se superponen.
En el soporte giratorio vertical, y debajo del espejo de proyección, encontramos el espejo de recepción. Este espejo capta el rebote de los rayos láser en los objetos, y dirige esa luz hacia el sensor.
El sensor es un fotodetector con un tiempo de respuesta bajísimo. Tan bajo que es capaz de distinguir entre rayos que proceden de puntos con una diferencia en distancia de 20 centímetros (10 de ida y 10 de regreso). Eso, en términos de tiempo, equivale a 6,68 picosegundos.
Aunque, probablemente, la brillantez de este sensor reside aún más en su robustez y fiabilidad que en la calidad de las imágenes que genera. Se trata de un dispositivo preparado para funcionar durante dos décadas montado en el morro de un coche, resistiendo precipitaciones, temperaturas, radiación ultravioleta y vibraciones que lograrían averiar cualquier otro dispositivo que no fuera de calidad automotriz.
El mundo, representado en puntos
El resultado del escaneo es un mundo representado en puntos de los que conocemos su posición y distancia con relación al vehículo. Esta imagen del mundo se actualiza a un ritmo de 25 imágenes por segundo. La comparación entre imágenes sucesivas permite distinguir entre elementos estáticos (se acercan a la velocidad a la que se mueve el coche) y dinámicos (peatones y vehículos que desplazan a una velocidad relativa diferente de la del coche).
Esta información se puede cruzar con la proporcionada por las cámaras y el radar, creando una visión completa, fiable y redundante de lo que se encuentra por delante del vehículo.
De esta manera, la cámara puede ocuparse de la clasificación de los objetos en base a su contorno, y de realizar una primera estimación en base a sus dimensiones. Mientras, el LIDAR puede determinar la distancia real de los objetos detectados por la cámara, mientras que el radar puede informar de su densidad (en el caso de que sean translúcidos al radar).
La opinión de Autofacil…
Alcanzar la conducción autónoma empleando solamente cámaras es algo que se podría conseguir. Al fin y al cabo, los humanos llevamos mucho tiempo conduciendo… y somos un dispositivo basado en solo dos cámaras que, además, tampoco tienen mucha resolución (la impresión de que vemos todo muy bien y al mismo tiempo es precisamente eso: una impresión que genera nuestro cerebro; en realidad, muestra resolución angular, o el cono que vemos con buena resolución, es bastante pequeña).
Utilizar entre siete y ocho cámaras, como está haciendo Tesla, sólo puede mejorar las cosas respecto a un humano. Aun así, incluso Tesla considera que conviene contar con un radar de alta resolución para poder distinguir las cosas que “parecen” de las que realmente son y están.
Sin embargo, la conducción autónoma aspira a ser incluso mejor que los humanos. Y más le vale al fabricante… porque va a ser el responsable de lo que ocurra mientras el coche está bajo su control. Los LIDAR ofrecen una información con dos características muy deseables: es fiable y resulta fácil de procesar.
Conseguir conducción autónoma es imposible sin cámaras, porque el mundo es demasiado sutil y complejo como para interpretarlo como un LIDAR. Necesitamos ver las señales, los conos, las líneas… e incluso el color de las líneas. Sin embargo, disfrutar de la asesoría experta de un LIDAR es algo con lo que cualquier sistema basado en cámaras querría contar.
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