Después de tres años de investigación y desarrollo con un Ford Fusión (Ford Mondeo en Europa) Hybrid, la nueva versión quiere aprovechar todo lo aprendido en cuanto a recogida de información se refiere, para mejorar en seguridad.

El nuevo coche experimental, emplea la actual plataforma de vehículo autónomo de Ford, elevando la capacidad de procesamiento de datos gracias a un nuevo hardware informático. Ahora los controles electrónicos se van aproximando a los niveles de producción de un vehículo en serie y los ajustes de los nuevos sensores, incluida la localización, permiten al coche mejorar su visión sobre todo lo que le rodea.

Los nuevos sensores que utiliza Ford, denominados LIDAR, tienen un diseño más claro y un campo de visión más preciso, lo que permiten al vehículo emplear sólo dos unidades, en lugar de cuatro, consiguiendo recoger la misma cantidad de información.

De lo aprendido hasta ahora, existen dos elementos fundamentales a la hora de crear un vehículo autónomo; la plataforma del vehículo, que es una versión mejorada de un coche de serie, y un sistema de “conducción virtual”. El nuevo coche autónomo sigue avanzando en ambos campos, particularmente en el desarrollo y ensayo con el sistema de “conductor virtual”, lo que supone un fabuloso cambio en la capacidad de captación de información y el tratamiento de sus datos.

Para hacer un coche totalmente autónomo, la SAE define el vehículo nivel cuatro (SAE-defined level 4-capable), que no requiere de conductor para tomar el control y el coche debe de ser capaz de actuar como lo haría un ser humano al volante.

El sistema de “conductor virtual” de Ford está diseñado para hacer precisamente eso y está compuesto por:

• Sensores – LIDAR, cámaras y radar
• Algoritmos para la localización y selección de rutas
• Visión computerizada y aprendizaje
• Mapas 3D de alta definición
• Gran potencia de cálculo e informática para manejar estos

Construir un coche que no será controlado por un conductor humano es algo totalmente diferente a construir un coche convencional, y genera toda una serie de interrogantes para el equipo de ingeniería del coche autónomo de Ford: ¿Cómo replicar todo lo que un conductor humano hace al volante en un coche que conduce por sí mismo? Un sencillo trayecto para ir a hacer una compra exige al conductor humano tomar muchas y varias decisiones por el camino. ¿Ha tomado el camino correcto? ¿Qué ocurre si un accidente bloquea la calle?

De la misma forma que tenemos confianza en nosotros mismos o en otros conductores, es necesario desarrollar un sistema de “conductor virtual” con el mismo nivel de confianza en la toma de decisiones, y aplicarlas correctamente sobre la marcha. Esto es lo que se está haciendo en el equipo de investigación de Ford cuando se centran en hacer ver, sentir, pensar y actuar a los futuros coches como humanos, de hecho, incluso mejor en algunos casos.

Cómo ven los coches

Basados en las más recientes tecnologías, los ingenieros de Ford trabajan en desarrollar dos métodos de percepción para el “conductor virtual” de un coche autónomo: percepción tratada y percepción directa.

La percepción tratada requiere la generación de mapas 3D de altísima resolución del entorno del coche. Estos mapas comprenden todo lo que el “conductor virtual” sabe sobre el recorrido antes, incluso, de que el coche empiece a moverse; situación de señales de stop, pasos de peatones, semáforos y otros elementos estáticos. Una vez en marcha, el “conductor virtual” emplea su LIDAR, radar y sensores de la cámara para escanear permanentemente alrededor del vehículo y comparar lo que ve con el mapa en 3D. Esto permite ubicar el coche con precisión en la ruta, e identificar y comprender lo que le rodea. Este tratamiento de la percepción también incluye el hecho que el sistema conoce las normas de circulación, por lo que está preparado para respetar dichas normas.

La percepción directa complementa la percepción tratada empleando sensores para saber la posición del coche en la carretera, así cómo los elementos móviles, cómo peatones, ciclistas u otros coches. Los sensores pueden leer señales, cómo puede ser un agente de policía dirigiendo el tráfico. Lógicamente, la capacidad para la percepción directa, exige sistemas de software y cálculo todavía más sofisticados para identificar y clasificar la gran variedad de posibles elementos móviles, especialmente peatones, sobre la marcha.

Este enfoque mixto, que incorpora tanto la percepción tratada como la directa, permitirá al “conductor virtual” cumplir con tareas de la misma forma que un humano.

Para saber qué es lo que supone transformar un Ford Fusion (Mondeo) Hybrid convencional en un coche totalmente autónomo, se reparten las responsabilidades del “conductor virtual” en tres tareas: detectar el entorno, analizar los datos para tomar decisiones y controlar el vehículo.

Detectando todo lo que nos rodea

Exteriormente, el coche autónomo de investigación se diferencia entre otras cosas de un Ford Fusión (Mondeo) Hybrid convencional por los sensores. Son como los ojos y los oídos para un ser humano. Dos sensores LIDAR, cada uno con capacidad de generar millones de haces, asoman de los pilares frontales del coche, ofreciendo una visión de 360 grados.

Estos nuevos sensores tienen un alcance de aproximadamente la longitud de dos campos de fútbol alrededor del coche. El “LIDAR” de alta definición está preparado para ver donde se encuentran los objetos, su tamaño y que es lo que parecen ser. Mediante tres cámaras situadas en el techo se identifican los objetos y se leen las señales de tráfico.

El equipo del coche autónomo de Ford, incluye radares de corto y largo alcance, preparados para ver bajo la lluvia, niebla o nieve, que aumentan la capacidad de visión, ayudando a determinar el movimiento de los objetos respecto del vehículo. Todos los datos de estos sensores van alimentando el “cerebro” del vehículo autónomo, y la información se analiza y compara en un mapa 3D y otros elementos de visión computerizada.

Pensando y tomando decisiones

El cerebro del coche autónomo se encuentra en el maletero. Allí, el equivalente a varios ordenadores de alta capacidad, generan un terabyte de información a la hora, más de lo que una persona normal generaría usando su smartphone durante 45 años. Pero lo que verdaderamente supone sacar partido a la plataforma de cálculo, es el software desarrollado por Ford para la investigación de su “conductor virtual”. Hay muchísimas variables que un coche autónomo tiene que procesar sobre la marcha: ¿Qué es lo que le rodea? ¿Qué es lo que otros conductores hacen? ¿Dónde va? ¿Cuál es el mejor camino? Al incorporarme a un carril ¿hay que acelerar o frenar? ¿Qué es lo que suponen mis decisiones a los demás coches?

Los sofisticados algoritmos que los ingenieros escriben, procesan millones de datos por Segundo, ayudando al coche autónomo a reaccionar de la forma en que ha sido programado.

Controlando el coche

De la misma forma que el cerebro controla los músculos de las manos y los pies al conducir, en el coche autónomo las decisiones se transmiten a través de una red de señales electrónicas. Esto supone intervenir en el software del Ford Fusion (Mondeo) Hybrid o, incluso, en su hardware, para que los impulsos electrónicos lleguen a la dirección, frenos, acelerador y transmisión. Para asegurar que todos los sistemas electrónicos y mecánicos funcionan como se espera, se necesita de una red semejante al sistema nervioso del ser humano.

Está claro que estas funciones adicionales, requieren de mucha energía adicional. Un coche convencional de combustión interna no tiene la suficiente energía eléctrica para alimentar un coche autónomo, por lo que es necesario tomar energía de las baterías de alta capacidad del Fusión (Mondeo) Hybrid, y en algunos casos no llega a ser suficiente. Así pues, la próxima generación de coches autónomos de ensayo, dispondrán de un generador adicional.

Este nuevo coche de desarrollo llevará a Ford un poco más cerca en su compromiso de ofrecer un coche autónomo para el año 2021 de uso compartido de personas o mercancías. Por ahora, el coche dispone de volante y pedales, elementos que el coche definitivo no tendrá. En 2017, Ford iniciará las pruebas de coches autónomos también en las carreteras europeas.

Fuente de Ford.