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Su objetivo es reducir la incidencia del factor humano en los accidentes de tráfico

Sistemas de ayuda avanzada a la conducción

David Gallegos, profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universitat Politècnica de Catalunya ·UPC13/02/2013
De los 3 factores que intervienen en los accidentes de tráfico, conductor, vehículo y vía, el presente en un mayor porcentaje de los accidentes es el factor humano. El cansancio, la falta de percepción, la distracción o la falta de visibilidad son factores que influyen directamente en el tiempo de reacción del conductor y por tanto, que influyen negativamente a la hora de poder evitar un accidente. Si se cuantifican los porcentajes, en el 95% de los casos aparece el error humano como una de las causas y en el 76% de los casos, es este error humano la única causa de que produzca el accidente.

Algunas causas directas son el error de cálculo, el error en el control de la dinámica del vehículo, la meteorología, pero en el 38% de los casos aparece la distracción. Así mismo, también se pueden presentar agravantes como substancias psicoactivas, la inexperiencia al volante, el cansancio y un largo etcétera de posibles situaciones que todavía hacen más difícil la tarea de conducir.

En todo el mundo se están llevando a cabo iniciativas con el objetivo de reducir el número de accidente y el número de víctimas, bien sean heridos o bien sean víctimas mortales. De todos modos, en cada país la reducción de accidentes toma diferentes metas y se centra en aquellos accidentes que representan un elevado porcentaje de la accidentalidad total. Si se toma como referencia la Comunidad Europea, el objetivo es reducir en el año 2010 el 50% de las víctimas mortales tomando como referencia los valores del año 2000. Si se toma como referencia Japón, el objetivo también es reducir el 50% de las víctimas mortales, pero en este caso el horizonte es el año 2013 y se hace especial énfasis en los accidentes que tienen a peatones como víctimas mortales.

En la Comunidad Europea, la iniciativa e-Safety y la iniciativa Intelligent Car son dos plataformas que articulan proyectos que investigan y desarrollan nuevas soluciones en cuanto a sistemas de seguridad se refiere con el objetivo anteriormente expresado, que es reducir los 40.000 muertos y los más de 1,2 millones de heridos que se producen cada año en toda Europa como consecuencia de accidentes de tráfico.

Sistemas HMI

Los sistemas HMI (Human Machine Interface) significan el primer paso de los sistemas avanzados de ayuda a la conducción. Son los sistemas que permiten el diálogo entre el usuario y el automóvil, con el objetivo de simplificar el manejo de los diferentes dispositivos y hacer el proceso de conducción más segura. Así pues, uno de los objetivos asociados a estos sistemas es reducir las distracciones que se producen como consecuencia de una mala disposición de mandos en el tablero, de unos menús de acceso a las funciones del vehículo difíciles o de la sobrecarga de tareas y acciones para controlar los sistemas del vehículo mientras se conduce.

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Fig. 1. Esquema de actuación de los sistemas HMI.

Las tecnologías que se utilizan actualmente son el reconocimiento y la síntesis de voz, las pantallas TFT y las pantallas táctiles, los head up displays y el diseño y ergonomía de los mandos del control del vehículo.

Para que el conductor se sienta cómodo con todos estos controles, estos deben ser fáciles de aprender a utilizar y a recordar, no deben llevar a errores y deben ser eficaces en su uso.

Algunos ejemplos de este tipo de sistemas se muestran en la figura 2:

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Fig. 2. Ejemplos de sistemas HMI: Head up display y información GPS y ADAS integrada en el cuadro de instrumentos

Sistemas avanzados

Pero la creciente implementación de nuevos sistemas, principalmente de asistencia avanzada a la conducción, hace que el diagrama anterior ya no sea adecuado para describir la distribución de sistemas actual. Los sistemas ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) y los sistemas IVIS (In-Vehicle Information Systems) deben añadirse al esquema de bloques anterior.

  • Sistemas avanzados de asistencia a la conducción o sistemas ADAS (Advanced Driver Assistance Systems). Se trata de sistemas cuyo principal objetivo es mejorar la seguridad y/o el confort, ayudando al conductor en su tarea de conducir. Algunos ejemplos son los sistemas de ayuda al cambio de carril, de aviso en caso de colisión frontal, monitorización de la fatiga del conductor, etc.
  • Sistemas de información en el vehículo o sistemas IVIS (In-Vehicle Information Systems). Estos sistemas proporcionan información al conductor, aunque no tiene por qué estar relacionada con la tarea principal de conducir, como por ejemplo, servicios telemáticos o de comunicación, navegación, radio, CD, DVD, mp3, dispositivos móviles, etc. Habitualmente estas funciones introducen una segunda tarea que potencialmente puede interferir con la tarea principal de conducción.
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Fig. 3. Esquema completo de los sistemas avanzados de seguridad activa.

Los sistemas ADAS añaden nuevas tecnologías en el vehículo para implementar funciones avanzadas de asistencia al conductor, con la finalidad de hacer la conducción más segura. Los sistemas ADAS tienen 3 objetivos principales:

  • Reducir el peligro de tener un accidente
  • En caso de que se produzca, reducir sus consecuencias
  • Incrementar el confort de conducción

Así mismo, estos sistemas pueden dividirse en tres grandes familias, que corresponden a los sistemas de iluminación, los sistemas precolisión y los sistemas que realizan funciones de interfaz entre el vehículo y el entorno, que son todos aquellos sistemas que detectan e informan al conductor de posibles peligros a la hora de realizar maniobras.

Tecnologías

La implementación de todas estas nuevas funciones y sistemas requieren de la aplicación de multitud de tecnologías. Las principales tecnologías que han adquirido un importante rol dentro del automóvil son:

Tecnología radar:

Utiliza ondas electromagnéticas para la detección de distancias y velocidades de objetos. Pueden ser de largo alcance (77 GHz, con una elevada direccionalidad y un alcance de 200 metros) o de corto alcance (24 GHz, con un gran ángulo de detección y alcance de 20 metros). Sus aplicaciones actuales son los sistemas de control de crucero adaptativo (ACC) y los asistentes de cambios de carril (LCA).

Tecnología Lidar:

Consiste en un haz pulsado con una única longitud de onda. El haz es estrecho y concentrado, utilizando el principio de reflexión para determinar distancias. Llega a un alcance de 200 metros con una buena precisión (de mm). Existen dos tipologías diferentes: multibeam y scanning laser. Las principales aplicaciones son en la detección de líneas y objetos.

Tecnología Infrarroja:

La aplicación de la tecnología infrarroja pueden realizarse mediante LED infrarrojo o diodo de láser infrarrojo como emisor (el segundo es más directivo). Las principales aplicaciones son sistemas de visión nocturna (Night Vision*) y sistemas de control lateral (LDW).

* En el Night Vision y con una cámara de infrarrojos cercano, el alcance es de 150 metros, y con infrarrojos lejanos, el alcance es de 300 metros.

Tecnología Cámara:

Puede utilizarse una única cámara (mono) o dos cámaras (stereo). Su utilización es principalmente para la detección de peatones y líneas.

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Fig. 4. Tecnologías aplicadas al vehículo.

El objetivo final

El objetivo final de la implementación de todas estas tecnologías es el tener una comunicación entre todos los elementos que participan en el tráfico, tal y como se muestra en la figura.5.

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Fig. 5. Escenario final después de la implementación de los sistemas ADAS e IVIS.

Así pues, con la implementación de todas estas tecnologías se puede obtener la máxima información posible a través de los sensores de los vehículos que circulan por las carreteras y de los sensores instalados en las propias carreteras, transmitiéndola al centro de control de tráfico y retransmitiendo información sobre cualquier incidencia a los vehículos que se encuentran en circulación.

Conclusiones

La implementación de los sistemas de ayuda avanzada a la conducción y de los sistemas de información en el vehículo tiene el objetivo de disminuir el número de accidentes y el número de víctimas, tanto heridos como muertos, pero también de mejorar la movilidad en las carreteras de la red viaria.

Así mismo, y pese a que en los últimos años el concepto de seguridad en el automóvil ha tenido un papel muy importante en el sector, el concepto de sostenibilidad está cogiendo un gran empuje y será el eje de múltiples desarrollos en los próximos años, tanto haciendo referencia a la seguridad como a la movilidad sostenible.

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