Cómo los sistemas previos a la colisión utilizan el radar para detener accidentes

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Las estadísticas de accidentes en Estados Unidos cuentan una historia de mejoras drásticas desde mediados del siglo XX. No estamos hablando de ganancias marginales. Estamos ante una reducción masiva de muertes y lesiones. Este cambio no ocurrió por accidente. Fue impulsado por una cascada de leyes de seguridad a nivel nacional y estatal.

El progreso fue lento al principio. Considere el cinturón de seguridad. Introducido en la década de 1950, permaneció en salas de exposición y garajes durante años sin cambiar el comportamiento del conductor. Las tasas de adopción rondaron un mísero 10 a 15 por ciento. Los datos de esa época eran sombríos. En 1965, casi seis personas morían por cada 160 millones de kilómetros recorridos. Se trata de una cifra terriblemente alta.

Las cosas cambiaron cuando se hizo más estricta la aplicación de la ley. A partir de 1984, leyes y campañas como “Click It or Ticket” forzaron un cambio de comportamiento. El uso del cinturón de seguridad aumentó constantemente. A principios de la década de 2000, esa tasa de mortalidad se había reducido a menos de dos muertes por cada 100 millones de millas conducidas.

Hoy, la presión ha pasado de la legislación a la tecnología. Los conductores quieren mejores índices de accidentes. Exigen coches más inteligentes. Los fabricantes de automóviles están escuchando. La última frontera para salvar vidas es el sistema previo a la colisión. Estos diseños están destinados a detener los accidentes antes de que ocurran, o al menos suavizar el golpe.

La complejidad del frenado automático

Un sistema precolisión (PCS) no es sólo un sensor. Es una red compleja de algoritmos y hardware. Escanea constantemente la carretera. Realiza un seguimiento de la posición del vehículo. Vigila los obstáculos. Si una colisión parece inminente, el sistema interviene.

Probar esta tecnología es notoriamente difícil. Los accidentes son impredecibles. El sistema debe estar afinado para que no se active en falso. Nadie quiere que se le pisen los frenos sin ningún motivo mientras circula por una carretera abierta. Los falsos positivos son tan peligrosos como los falsos negativos. Erosionan la confianza. Provocan colisiones por alcance.

Cómo el radar permite sistemas previos a la colisión

Entonces, ¿cómo sabe el coche lo que viene? ¿Cómo distingue entre un automóvil que se incorpora a su carril y una sombra en el arcén? La respuesta está en el radar.

Los sensores de radar emiten ondas de radio. Estas ondas rebotan en los objetos y regresan al vehículo. Al medir el tiempo que tardan las ondas en regresar y el cambio de frecuencia (el efecto Doppler), el automóvil calcula la distancia y la velocidad. Estos datos se introducen en el algoritmo PCS. Si los cálculos dicen que estás demasiado cerca, demasiado rápido, el sistema alerta al conductor. Si el conductor ignora la advertencia, se activan los frenos.

Esta tecnología está pasando del lujo opcional al equipamiento estándar. Representa un cambio fundamental en la forma en que vemos la seguridad de los vehículos. Estamos pasando de la protección pasiva a la prevención activa. La pregunta ahora no es si estos sistemas funcionarán, sino qué tan bien se adaptarán a la caótica realidad de la carretera.

Los elementos de seguridad pasiva son los guardianes silenciosos del habitáculo. No hacen nada hasta que llega el momento del impacto. Un cinturón de seguridad es el ejemplo clásico. Haces clic en él y permanece suelto hasta que la física de un choque lo obliga a bloquearse. Los airbags permanecen en el tablero, inertes e inútiles, hasta que los sensores detectan una desaceleración catastrófica. Pero la línea entre la seguridad pasiva y activa no siempre es clara. Los airbags dependen de sensores de impacto que miden la gravedad de una colisión para decidir qué tan rápido inflarse y cuánto tiempo permanecer desplegados. Ese procesamiento de datos en tiempo real los acerca a la categoría activa.

Los sistemas de seguridad activos no esperan a que surjan problemas. Lo buscan. Los sistemas previos a la colisión escanean constantemente la carretera y analizan el estado del vehículo en tiempo real. No se quedan ahí sentados. Alertan al conductor. Ellos dirigen. Frenan. Operan con un flujo de señales, buscando el peligro antes de que se convierta en un titular.

Los primeros intentos de detección de colisiones lo intentaron todo. Ondas infrarrojas. Pulsos ultrasónicos. La mayor parte no era confiable. Hoy en día, el estándar de la industria es el radar. Piense en ello como gritarle a un cañón. Escuchas tu voz rebotar. Eso es un eco. El radar hace lo mismo pero con ondas de radio en lugar de sonido. Estas ondas invisibles viajan más rápido y más lejos. Atravesaron la niebla y la oscuridad.

Dentro de la parrilla, generalmente escondido detrás de la fascia de plástico, se encuentra un pequeño detector de radar. No deja de enviar ráfagas de alta frecuencia. Pulsa continuamente. Cuando una ola golpea a un coche que va delante, rebota. El sensor detecta el retorno. Una unidad de control independiente calcula el tiempo exacto que tardó la señal en salir y regresar.

Este cálculo ocurre en milisegundos.

El sistema reconoce instantáneamente la posición del vehículo que circula delante. Conoce la distancia. Calcula la velocidad y la velocidad relativa. Si las matemáticas sugieren que una caída es inminente, el sistema no se limita a observar. Interviene. Proporciona información al conductor o ayuda a evitar el accidente por completo.

Pero, ¿qué sucede cuando la computadora decide que una colisión es inevitable? ¿Cómo traduce el hardware los datos en acción?

Qué hacen realmente los sistemas previos a la colisión

El objetivo no es sólo advertirte. Es para mitigar el daño o prevenir el accidente por completo. Cuando se detecta una posible colisión, el sistema se intensifica. No tiene una única respuesta. Tiene una jerarquía de intervenciones diseñadas para mantenerte seguro.

1. Fase de advertencia
El primer paso es la comunicación. El auto te dice que algo anda mal. Las alertas visuales parpadean en el tablero. Las advertencias audibles emiten un pitido o un timbre. Algunos sistemas utilizan retroalimentación háptica, haciendo vibrar el volante o el asiento para captar su atención. Esto le da al conductor una fracción de segundo para reaccionar. A menudo, esa fracción de segundo es suficiente. Levantas el acelerador. Frenas. El peligro pasa.

2. Fase de precarga
Si el conductor no responde, el sistema prepara los frenos. Presuriza las líneas de freno. Esto se conoce como prellenado. ¿Por qué? Porque los frenos hidráulicos necesitan tiempo para generar presión. Al prepresurizar el sistema, el automóvil elimina el retraso entre que usted pisa el pedal y las pastillas agarran los rotores. Cuando finalmente frenas, obtienes la máxima potencia de frenado al instante.

3. Frenado automático de emergencia (AEB)
Si la amenaza persiste y el conductor sigue sin hacer nada, el sistema se hace cargo. Aplica los frenos automáticamente. Este no es un golpe suave. Es una desaceleración firme y controlada. El objetivo aquí varía. En algunos sistemas, el objetivo es detener el coche por completo antes del impacto. En otros, el objetivo es reducir significativamente la velocidad. Incluso si aun así se produce un choque, la menor velocidad de impacto significa menos daños estructurales y menos lesiones.

4. Frenado después de un accidente
Algunos sistemas avanzados siguen frenando tras el impacto inicial. Si el coche choca contra una barrera y rebota en el camino de otro vehículo, el sistema mantiene los frenos aplicados. Esto evita colisiones secundarias. Es una característica sutil pero crítica. No lo notas hasta que lo lees en un informe de fallo.

La tecnología detrás del sensor

El radar no es la única herramienta del cobertizo. Muchos vehículos modernos utilizan una combinación de sensores. Las cámaras suelen ir acompañadas de un radar. Una cámara ve lo que el radar no puede ver. El radar detecta la distancia y la velocidad con alta precisión. una camara

No toda la tecnología de seguridad simplemente te emite un pitido. Algunos sistemas realmente agarran el volante o aprietan los frenos. Tiene alarmas pasivas que simplemente le advierten que se avecina un accidente y le dan una fracción de segundo para reaccionar. Luego están las intervenciones activas.

Realice el frenado previo al choque. El sistema aplica presión hidráulica adicional al cilindro maestro. Esto ayuda al conductor a detenerse más rápido. No es una parada totalmente autónoma, pero reduce la velocidad del impacto. Eso importa. Menos velocidad significa menos daño.

Algunas de estas configuraciones hablan con los pretensores de cinturones de seguridad. Estos son los mecanismos que refuerzan sus ataduras antes del impacto. Te empujan hacia el asiento. La lógica es simple. Un pasajero suelto es un proyectil. Uno que está contenido sobrevive.

Pero aquí está el truco. Estos sistemas deben ser precisos. Si disparan en falso, distraen al conductor. Un conductor distraído provoca accidentes. Entonces los fabricantes prueban estas cosas hasta que se ponen azules. Los falsos positivos son inaceptables.

Los primeros días: sentir el comportamiento, no los objetos

Mercedes-Benz lideró la marcha. La Clase S 2003 incluía el sistema Pre-Safe. Lo llamaron el primer automóvil de producción del mundo con este tipo de reflejo.

No miró el camino que tenía por delante. Miró cómo conducías. Los sensores controlaron el ángulo de dirección y la aceleración. Si daba un tirón al volante o pisaba los frenos, el sistema asumía que estaba evitando un choque.

¿Qué hizo? Se apretó los cinturones de seguridad. Cerró el techo corredizo. Levantó los asientos reclinables. Se trataba de preparar la cabina para el impacto, no de prevenirlo. Fue reactivo, no predictivo.

Radar y ondas milimétricas

Ingrese al radar. En la década de 2000 se produjo un cambio hacia la percepción del entorno, no sólo del comportamiento del coche. Toyota introdujo su sistema precolisión (PCS) en 2003 en el Harrier en Japón. En 2010, llegó al Prius.

El sistema de Toyota utiliza un radar de ondas milimétricas. Esta tecnología puede detectar objetos y calcular la distancia y la velocidad relativa. Determina si se necesita ayuda para frenar. También activa los tensores del cinturón de seguridad.

También cuida de los pasajeros traseros. Si un choque es inminente, el sistema reclina los asientos traseros a una posición vertical. Los asientos reclinados son peligrosos en caso de accidente. La columna vertebral recibe un duro golpe. Los asientos verticales distribuyen la fuerza entre las partes más fuertes del cuerpo.

El panorama competitivo

Ford no se queda atrás. Anunciaron “Advertencia de colisión con soporte de freno” para Taurus, Lincoln MKS y MKT. Es su visión de la seguridad basada en radar.

Honda y Nissan ofrecen prevención de cambio de carril y prevención de colisiones frontales en muchos modelos nacionales. La tecnología se está extendiendo. Ya no es una característica de lujo. Se está volviendo estándar.

El objetivo es el mismo en todas las marcas. Reducir la gravedad de los accidentes. Salva vidas. La diferencia está en la ejecución. Algunos sistemas priorizan la frenada. Otros priorizan la moderación. Todos ellos dependen de sensores precisos para realizar su trabajo sin molestar al conductor.

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Fuentes

  • Industrias de Automoción. “La seguridad importa: la tecnología avanzada para evitar accidentes llega a los vehículos de producción en Japón”. Agosto de 2004. (13 de abril de 2009) http://findarticles.com/p/articles/mi_m3012/is_8_184/ai_n6173980/

  • Corporación DENSO. “Sistema de seguridad previo al accidente”. 22 de octubre de 2003. (6 de abril de 2009) http://www.globaldenso.com/en/technology/product/electronics/files/pdf12_e.pdf

-Ford.com. “El último avance en seguridad de Ford: advertencia de colisión con soporte de frenado, disponible en 2009”. 6 de abril de 2009. (6 de abril de 2009) http://media.ford.com/article_display.cfm?article_id=29188

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  • Mercedes-Benz Canadá. “Mercedes-Benz lanza el primer automóvil con ‘reflejos'”. 15 de octubre de 2002. (6 de abril de 2009) http://www.mercedes-benz.ca/index.cfm?NewsID=121&id=2959

-Merkelbach, Bettina. “Toyota agrega un sistema previo a la colisión en la parte delantera y respaldos de los asientos a las tecnologías de seguridad”. ZTA en línea. 2 de marzo de 2009. (6 de abril de 2009) http://www.atzonline.com/index.php%3Bdo=show/site=a4e/sid=65255547349e36722b41f2291479446/alloc=1/id=9270