¿Qué importancia tienen los sensores para los vehículos autónomos?

Gerd, cuéntanos un poco sobre ti. ¿Qué es lo que más te gusta de tu trabajo?

Soy Gerd Mittermaier, Global Vice President de MD, y desde 2013 soy responsable de las áreas de Gestión de producto, Gestión de proyectos, Investigación y desarrollo y Patentes. Mi trayectoria profesional se ha desarrollado en la industria de los semiconductores, donde tuve la oportunidad de acumular una experiencia muy valiosa en el desarrollo y la aplicación de innovaciones tecnológicas.

Me motiva especialmente la dinámica del sector del automóvil y la posibilidad de participar de forma activa en la creación de soluciones modernas para la transmisión de datos en el vehículo. Mi trabajo se centra en detectar de forma prematura las tendencias en tecnología, desarrollar nuevos productos y llevarlos de forma eficaz desde la idea inicial al mercado.

Para mí es especialmente emocionante colaborar codo con codo con expertos de distintas áreas especializadas. La combinación de innovación, planificación estratégica y avance tecnológico es el motor que me impulsa. Mi objetivo es desarrollar soluciones sostenibles y continuar consolidando a MD como socio tecnológico líder para la construcción de vehículos interconectados.

Vamos a comenzar por uno de los sensores más conocidos: el sensor de radar.
¿Por qué exactamente es tan importante este sensor para los vehículos modernos?

Los sensores de radar son esenciales para muchas funciones de seguridad en los vehículos modernos, como, por ejemplo, el control adaptativo de velocidad, y para evitar colisiones. Emiten microondas y miden el tiempo que transcurre hasta que estas ondas se reflejan en un objeto y de nuevo las recibe el sensor.

Basándose en esta información, el vehículo puede calcular la distancia y la velocidad de los objetos de su entorno. Existen 3 categorías de sensores de radar: Long Range, Mid Range y Short Range, con alcances que oscilan entre 50 y 200 m, aproximadamente.

¿Y cuáles son las mayores ventajas e inconvenientes de esta tecnología?

Una gran ventaja es que los sensores de radar funcionan independientemente de las condiciones de luz, por lo que son fiables tanto de día como de noche, o incluso con lluvia o niebla. Además, ofrecen un gran alcance, lo cual los hace ideales para funciones como los asistentes de frenado de emergencia. Sin embargo, su mayor inconveniente es que tienen una resolución inferior a la de, por ejemplo, las cámaras, y esto dificulta la detección de objetos pequeños.

Las cámaras son otra tecnología que se usa muy a menudo en los vehículos. ¿Qué es lo que las hace tan valiosas?

Las cámaras ofrecen una resolución muy alta y son especialmente útiles para detectar las señales de tráfico, las delimitaciones de los carriles y otros detalles del entorno. Permiten una detección visual precisa, lo cual tiene una importancia vital en muchos sistemas, como por ejemplo, el asistente de mantenimiento de carril. Las cámaras también son relativamente económicas y se pueden integrar bien en los vehículos.

Sin embargo, ¿cuáles son los desafíos en el uso de las cámaras?

Su mayor desventaja es que dependen de las condiciones lumínicas. De noche o con condiciones meteorológicas adversas, como lluvia intensa o niebla, las cámaras no son tan efectivas. Si las lentes se ensucian, eso también puede afectar a su funcionamiento.
Otro inconveniente es que las cámaras en principio solo pueden generar imágenes en 2D. Para poder representar un entorno tridimensional, con al menos 2 cámaras se tienen que convertir los datos de imagen en una imagen tridimensional. Esto se realiza con complejos algoritmos en ordenadores de alto rendimiento en el vehículo, pero siempre existe cierto riesgo de errores de interpretación.

La tecnología Lidar ha tenido una gran presencia en el desarrollo de los vehículos autónomos en los últimos años. ¿Cómo funciona Lidar?

Lidar (Light Detection and Ranging) funciona mediante la emisión de rayos láser que inciden en los objetos y regresan. Al medir el tiempo que necesita el rayo láser para volver, Lidar es capaz de generar una imagen precisa en 3D del entorno. Esta tecnología permite determinar las distancias entre los objetos con una precisión muy elevada.

La última tecnología Lidar es incluso capaz de identificar los objetos que se acercan al vehículo o se alejan de él, con la ayuda del efecto Doppler.
Por lo tanto, puede medir la velocidad y la distancia correspondiente a este objeto e interpretarla en tiempo real, lo cual puede tener una enorme relevancia para la conducción autónoma.

¿Cuáles son las mayores ventajas e inconvenientes de Lidar y por qué es especialmente importante para los vehículos autónomos?

La principal ventaja de Lidar es su gran precisión y su capacidad de proporcionar imágenes muy detalladas del entorno en 3D. Funciona incluso con malas condiciones lumínicas y, por tanto, no depende de la hora del día. Esto es especialmente importante para los vehículos autónomos, que necesitan una detección exacta de su entorno.

Sin embargo, algunos inconvenientes son su elevado coste y sus limitaciones de funcionamiento en condiciones meteorológicas adversas, como con lluvia o niebla.
Lidar tampoco es capaz de detectar los colores, por lo que no reconoce la diferencia entre una bolsa de plástico que se encuentre en la carretera y una irregularidad del terreno.

Los sensores de ultrasonidos se utilizan a menudo para los asistentes de aparcamiento. ¿Qué hacen estos sensores?

Los sensores de ultrasonidos emiten ondas sonoras y miden el tiempo que estas necesitan para regresar de los objetos. Son adecuados para aplicaciones con distancias cortas, como el aparcamiento o la detección de obstáculos a una distancia de entre 15 cm y 5,5 m del vehículo.

¿Cuáles son las ventajas y las limitaciones de los sensores de ultrasonidos?

Su mayor ventaja son su bajo coste y su facilidad de integración en el vehículo. Resultan ideales para las distancias cortas y ofrecen buenas prestaciones en velocidades bajas. Su desventaja es que solo funcionan en un área limitada y no son tan efectivos a altas velocidades o en distancias más grandes.

Los sensores infrarrojos son importantes en la visión nocturna y la percepción de seguridad. ¿Cuál es su ventaja frente a las otras tecnologías?

Los sensores infrarrojos son especialmente efectivos para detectar objetos en completa oscuridad, ya que se basan en la emisión de calor. Esta tecnología es capaz de detectar peatones o animales que pueden resultar invisibles para las cámaras convencionales. Por lo tanto, son muy útiles en situaciones en las que otros sensores pueden fallar.

¿También hay desventajas en el uso de los sensores infrarrojos?

Sí, los sensores infrarrojos ofrecen menos resolución que las cámaras y no detectan los detalles más pequeños de forma tan precisa. También son más caros que muchos otros sensores, lo cual limita un poco su uso generalizado en los vehículos, y por ello se encuentran más bien en los vehículos de alta gama.

¿Qué desafíos surgen con esta variedad de sensores para la transmisión de datos en el automóvil?

La transmisión de datos en el vehículo es un desafío complejo, ya que los sensores tienen que procesar enormes cantidades de datos en tiempo real. Es decisivo contar con un ancho de banda elevado, una baja latencia y una calidad de la señal fiable. Las interferencias electromagnéticas, los cambios de temperatura y las vibraciones pueden afectar a la comunicación. Además, la integración de distintos sensores requiere una estandarización unificada para garantizar una perfecta colaboración. El procesamiento eficiente de los datos es fundamental para optimizar el consumo energético y el rendimiento del sistema. Tan solo mediante tecnologías innovadoras se podrán cumplir los requisitos de los vehículos modernos de una forma segura y fiable, especialmente en lo que se refiere a la conducción autónoma.

¿Las soluciones híbridas son el futuro?  ¿Qué sensores deben combinarse en los vehículos modernos para obtener el mejor resultado?

Generalmente se utiliza una combinación de diferentes tecnologías de sensor para maximizar los puntos fuertes de cada una y minimizar los débiles. Por ejemplo, muchos vehículos combinan los sensores de radar con cámaras para garantizar tanto el alcance como la precisión en los detalles. En los vehículos autónomos, a menudo se usa también el Lidar para generar una imagen en 3D aún más precisa del entorno.

Es importante conectar los diferentes sensores entre sí para desarrollar un sistema de asistencia a la conducción amplio y fiable.

Aquí se habla de fusión de sensores o fusión de los datos de los sensores, es decir, la unión de los datos para poder realizar una detección detallada y una interpretación lo más realista posible del entorno en tiempo real. El objetivo es reducir la inseguridad de cada uno de los sensores y aumentar al máximo la cantidad de información.

¿Qué papel desempeña MD ELEKTRONIK en los futuros avances en el ámbito de la tecnología de sensores?

MD ELEKTRONIK desempeña un papel crucial en lo que se refiere a la conexión fiable y duradera de los sensores y las unidades de control en el vehículo. En unos tiempos en los que cada vez se instalan más sensores con velocidades de transmisión de datos cada vez mayores y requisitos cada vez más complejos, nuestra experiencia en la transmisión segura de señales y la fabricación de cables está más demandada que nunca.

Aportamos nuestro saber especializado desde las primeras fases de los procesos de desarrollo, trabajando codo con codo con fabricantes de semiconductores, desarrolladores de unidades de control y otros socios. No solo nos fijamos en los componentes de forma individual, sino en la conexión técnica completa, de chip a chip.

Un valor añadido especial es nuestra integración vertical: además del desarrollo de los componentes y procesos, también construimos nuestras propias instalaciones de fabricación. Esto nos permite reaccionar de manera especialmente flexible ante los nuevos requisitos en la tecnología de sensores y ofrecer a nuestros clientes soluciones a medida del más alto nivel técnico.

En MD fabricamos conjuntos de cables y para ello combinamos cables multifilares y coaxiales aptos para automoción con el fin de conectar todo tipo de sensores a la red de a bordo.

Gerd, ¡muchas gracias por esta entrevista tan interesante!