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Introducción
El frenado de emergencia autónomo (AEB) es una función cada vez más importante en los vehículos modernos. Estos sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS) identifican un vehículo parado o que frena delante, y en algunos casos peatones, y aplican los frenos si el conductor no lo hace para evitar o mitigar un accidente. El sistema RT-Range de Oxford Technical Solutions (OXTS) proporciona todas las herramientas y mediciones necesarias para probar y validar estos sistemas.
Seguridad activa
Los sistemas AEB son un tipo de sistema de seguridad activa que ayudan al conductor a frenar cuando se detecta una colisión inminente. Pueden ayudar a aplicar la máxima capacidad de frenado o aplicar los frenos de forma independiente si el conductor no lo hace antes de que la situación se vuelva crítica. Utilizando sensores como radares, LiDAR y cámaras ópticas, los sistemas son capaces de identificar otros vehículos y determinar si se va a producir una colisión. Algunos sistemas son ahora capaces de reconocer a los peatones y pueden ayudar a mitigar colisiones potencialmente mortales. Las investigaciones realizadas por Euro NCAP sugieren que la incorporación de estos sistemas puede reducir los accidentes hasta en 27% y puede suponer una reducción significativa de las lesiones.
Algunos fabricantes ya incluyen sistemas AEB en sus vehículos nuevos. Sin embargo, a partir de 2014 Euro NCAP incluirá la evaluación de los sistemas en su sistema de calificación. Esto significa que, para que los vehículos nuevos obtengan la máxima calificación en seguridad, será prácticamente obligatorio contar con un sistema AEB. Euro NCAP ha definido un protocolo de pruebas y los requisitos necesarios para evaluar los distintos sistemas.
Al desarrollar sistemas AEB, los fabricantes de vehículos necesitan evaluar la eficacia de su sistema y asegurarse de que cumple los requisitos establecidos por Euro NCAP. El sistema RT-Range es una herramienta completa que permite a los ingenieros de pruebas validar su sistema y producir resultados coherentes y precisos.
Sistemas AEB
Los sistemas AEB se agrupan en tres tipos principales. Algunos sistemas pueden pertenecer a más de una categoría, o incluso cumplir los requisitos de las tres. Las categorías son AEB Ciudad, AEB Interurbano y AEB Peatón.
Los sistemas AEB City están diseñados para evitar o mitigar colisiones a velocidades relativamente bajas, por debajo de 50 km/h. Este tipo de colisiones suelen ser de baja gravedad, con lesiones y daños menores, pero son muy frecuentes; un estudio de datos del mundo real realizado por Volvo ha demostrado que el 75% de las colisiones en carretera se producen a menos de 30 km/h. El sistema utiliza sensores de corto alcance, como LiDAR, para vigilar entre 6 y 8 m por delante del vehículo.
Los sistemas interurbanos AEB funcionan en un intervalo de velocidad más elevado, en torno a 50-80 km/h. Proporcionan asistencia en situaciones en las que un conductor puede distraerse mientras circula por una autopista o autovía y pueden ayudar a reducir los daños y lesiones más graves. Debido a la mayor velocidad, los sistemas utilizan sensores de mayor alcance, como el radar, para observar más lejos del vehículo, normalmente a 200 m. Los sistemas interurbanos suelen combinarse con un sistema de advertencia de colisión frontal (FCW) que proporciona algún tipo de aviso sonoro, visual o táctil para alertar al conductor del posible accidente antes de que el sistema AEB tenga que aplicar los frenos por sí mismo.
Los sistemas AEB para peatones son una tecnología emergente. Un estudio sobre el equipamiento de sistemas AEB realizado por Euro NCAP en 2012 mostró que solo dos de los fabricantes de vehículos encuestados ofrecían un sistema AEB capaz de detectar peatones. Los sistemas para peatones son más complejos, ya que es difícil predecir el comportamiento humano y el sistema debe ser capaz de reaccionar adecuadamente ante una amenaza válida, pero no de activarse por un falso positivo, por ejemplo, cuando un peatón camina hasta el borde de la acera pero se detiene para permitir el paso del coche. Estos sistemas suelen utilizar una cámara junto con algún otro sensor, como un radar.
Pruebas AEB
Con el fin de evaluar la eficacia de un sistema AEB, Euro NCAP ha desarrollado un protocolo de pruebas para analizar el sistema en una serie de escenarios seleccionados diseñados para representar los escenarios de colisión más frecuentes en el mundo real. Estos escenarios son los siguientes: colisión trasera estacionaria entre vehículos (CCRs), colisión trasera en movimiento entre vehículos (CCRm) y frenado trasero entre vehículos (CCRb).
En un ensayo CCRs, el vehículo de destino está parado y el vehículo de ensayo se aproxima a velocidades que aumentan entre 10-50 km/h para los sistemas AEB City y 30-80 km/h para los sistemas Inter-Urban. La prueba está diseñada para simular situaciones en las que un conductor se aproxima a un vehículo parado en un cruce o una rotonda. El conductor puede ver que el cruce está despejado y esperar que el coche de delante se mueva cuando en realidad permanece parado, lo que puede provocar una colisión.
Las pruebas CCRm sólo se utilizan para los sistemas interurbanos AEB. En este escenario, el vehículo de destino circula a una velocidad de 20 km/h y el vehículo de prueba se aproxima a velocidades que oscilan entre 30 y 80 km/h. Esta prueba representa situaciones en las que un conductor podría distraerse y no reconocer que el tráfico de delante ha reducido la velocidad o que un vehículo más lento se ha retirado.
El tercer tipo de ensayo es el CCRb, en el que los dos vehículos circulan inicialmente a 50 km/h y, a continuación, el vehículo objetivo frena con deceleración constante. El ensayo se realiza con combinaciones de 12 y 40 m de adelanto y deceleraciones objetivo de 0,2 y 0,6 g.
Euro NCAP especifica que las pruebas deben realizarse con un vehículo de choque blando. De este modo se protege el prototipo de vehículo de pruebas, que puede resultar caro, y al conductor de daños o lesiones. En las pruebas CCRm y CCRb, el objetivo de choque blando puede ser remolcado desde una distancia segura por un vehículo remolcador especial con blindaje de radar para no ser detectado por el sistema sometido a prueba. Los sistemas de navegación inercial asistidos por GNSS OXTS son compatibles con los vehículos de objetivos de choque blandos, ya que pueden montarse de forma segura en el vehículo de remolque, mientras que las salidas se desplazan fácilmente al objetivo de choque blando. Utilizados junto con el RT-Range, se dispone de mediciones de la distancia relativa con una precisión de 2 cm, así como de la velocidad relativa, el tiempo hasta la colisión y otras mediciones entre el vehículo de prueba y el objetivo de choque blando.
También se recomiendan robots conductores, ya que incluso un conductor de pruebas experimentado tendría dificultades para cumplir sistemáticamente las tolerancias precisas requeridas para las ejecuciones de las pruebas. Por ejemplo, la desaceleración del objetivo en una prueba CCRb debe alcanzarse en 1 s y no puede variar en más de ±0,25 m/s2 del nivel deseado. La serie RT de productos GNSS/INS y la RT-Range pueden integrarse perfectamente con robots de dirección y pedales como los de Anthony Best Dynamics para permitir un control de seguimiento de trayectoria de 2 cm de precisión, así como retroalimentación de velocidad y aceleración para los actuadores de los pedales.
Escribir el libro sobre las pruebas AEB
El protocolo de pruebas AEB dictado por Euro NCAP requiere mediciones precisas de la velocidad del vehículo de prueba y del vehículo objetivo, la desviación lateral de una trayectoria establecida y las distancias relativas. El RT-Range no solo calcula todos estos parámetros y más, sino que, de hecho, fue utilizado por Thatcham y ADAC, miembros de Euro NCAP, para desarrollar los protocolos de prueba oficiales y definir los requisitos necesarios para superar las pruebas AEB.
El equipo de medición utilizado para validar el sistema AEB debe registrar datos con una frecuencia de al menos 100 Hz y con precisiones de al menos:
- Velocidades de prueba y objetivo del vehículo a 0,1 km/h;
- Pruebe y fije la posición lateral y longitudinal del vehículo a 0,03 m;
- Prueba y objetivo de velocidad de guiñada del vehículo a 0,1°/s;
- Prueba y objetivo de aceleración longitudinal a 0,1 m/s2.
El RT-Range utilizado junto con un producto RT, por ejemplo el RT2002, satisface fácilmente estas especificaciones. Dado que se utilizó para desarrollar el procedimiento oficial, cumple automáticamente los requisitos establecidos por Euro NCAP. También es totalmente compatible con otros equipos de ensayo, como vehículos de choque blandos y robots de conducción.
El futuro de la AEB
Inicialmente, en el sistema de calificación Euro NCAP sólo se evaluarán los sistemas AEB para ciudad e interurbanos. No obstante, se están desarrollando los protocolos de ensayo y se espera que en 2016 se incluyan en la evaluación los sistemas AEB para peatones.
El RT-Range ya incluye la función de detección de peatones con el uso de la mochila RT-Backpack. Ligera y compacta, la RT-Backpack puede llevarla una persona y, al igual que el objetivo de un vehículo, puede transmitir al RT-Range la posición, velocidad y aceleración precisas para calcular las mediciones relativas.
El software del RT-Range permite representar a los peatones, los vehículos objetivo y los objetivos estáticos como polígonos en lugar de como puntos únicos, lo que ofrece una visión más realista de la escena. Esto permite probar situaciones como peatones que salen de entre coches aparcados. El RT-Range puede incluso calcular el porcentaje del objetivo visible para los sensores, lo que permite a los ingenieros de pruebas determinar con exactitud el momento en que su sistema reconoce al peatón.
El RT-Range, una solución de confianza utilizada para desarrollar los requisitos oficiales de ensayo de los sistemas AEB, es el producto perfecto para los fabricantes de vehículos que deseen obtener una calificación de seguridad de 5 estrellas en los próximos años.
Para más información sobre la RT-Range, visite www.oxts.com/RT-Range o póngase en contacto con info@oxts.com para reservar una demostración.
