La autopista A9 de Múnich a Núremberg, y como es habitual, hay un gran volumen de tráfico. Pero a pesar de la tensión de la situación, el conductor está tranquilo y relajado al volante. ¿Por qué? Porque el coche está muy automatizado, es decir, frena, acelera y adelanta a otros vehículos por sí mismo, al tiempo que controla y se adapta a las condiciones del tráfico. ¿Y la segunda razón? Porque el Dr. Nico Kämpchen, director del proyecto de conducción altamente automatizada de BMW Group Research and Technology, ya ha realizado casi 5.000 kilómetros de prueba con su equipo.
Con el fin de ofrecer a los conductores vehículos cómodos y seguros en el futuro, equipados con los más modernos sistemas de asistencia disponibles, los ingenieros de BMW Group Research and Technology han estado trabajando durante muchos años en el desarrollo de copilotos electrónicos para apoyar la conducción automatizada en situaciones específicas – por ejemplo, el BMW TrackTrainer probado en la pista de carreras, así como el control de crucero adaptativo (ACC) y el asistente de parada de emergencia.
Para comprender mejor el potencial que ofrecen estos sistemas, así como sus limitaciones, los investigadores están dispuestos a dar su siguiente gran paso: desarrollar sistemas avanzados de asistencia al conductor para la autopista.
Para ello, los investigadores han equipado una berlina BMW 5 con un software inteligente, así como con sistemas de asistencia visual y detección del entorno. La función de asistencia automatizada avanzada para viajes en autopista puede activarse con sólo pulsar un botón. A partir de ese momento, el sistema del prototipo puede controlar de forma autónoma la aceleración y el frenado, y puede adelantar con seguridad a los vehículos más lentos. Uno de los mayores retos al principio del proyecto fue reaccionar ante los vehículos que se incorporan a la autopista en los puntos de salida y acceso, pero incluso este problema pudo resolverse con un enfoque cooperativo. El sistema prototipo reacciona a la situación permitiendo a los vehículos que se incorporan al flujo de tráfico, e incluso puede cambiar de carril dando a los vehículos que se incorporan el espacio adecuado para entrar en el tráfico con seguridad. Esto es posible hasta una velocidad de 130 km/h, pero respetando las normas de tráfico vigentes en cuanto a límites de velocidad y aspectos como las zonas de paso prohibido.
«Es una situación y una experiencia totalmente nuevas para el conductor: es una sensación extraña ceder el control total del coche a un sistema autónomo. Pero después de unos minutos de experimentar el estilo de conducción suave, soberano y seguro, los conductores y los pasajeros comienzan a relajarse un poco y a confiar en el sistema autónomo», dice Nico Kämpchen, Director de Proyectos de Conducción Altamente Automatizada de BMW Group Research and Technology». No obstante, el conductor sigue siendo responsable de la situación en todo momento y debe vigilar constantemente el tráfico y los alrededores.»
Para que el vehículo de investigación automatizado funcione sin problemas y con agilidad en el tráfico real, el coche debe estar dotado de estrategias para reaccionar adecuadamente en situaciones de tráfico cotidianas. La base de estas estrategias se compone de dos partes: en primer lugar, es esencial localizar la posición del vehículo en su propio carril y, en segundo lugar, el coche debe ser capaz de reconocer claramente todos los vehículos y objetos de su entorno más cercano. Esto se consigue mediante la fusión redundante de varias tecnologías de sensores, como el lidar, el radar, el ultrasonido y las cámaras de vídeo que vigilan el entorno del automóvil. Redundante no significa «superfluo»: para garantizar una evaluación precisa de la situación del vehículo, deben utilizarse al menos dos métodos de medición diferentes en cada dirección. De este modo, los desarrolladores de BMW Group Research and Technology pueden estar seguros de que un posible punto débil de un método se contrarresta con la fuerza del otro.
Gracias al acceso a los mapas digitales, a la cámara y a los datos de localización del GPS, que es extremadamente preciso, el prototipo de vehículo automatizado puede determinar su ubicación en su propio carril, y también recibe información exacta sobre las características de la ruta que tiene por delante, incluido el número de carriles que tiene ese tramo de la autopista. Esta información se complementa con los datos de la cámara de visión delantera integrada en el sistema de advertencia de abandono de carril. Los objetos situados delante del vehículo son detectados por los sensores de radar del sistema de control de crucero adaptativo con función Stop&Go y también por un escáner láser. Lo mismo ocurre con los objetos situados a los lados o en la parte trasera del vehículo.
Precursores y base: el BMW TrackTrainer y el asistente de parada de emergencia.
La innovadora tecnología necesaria para los sistemas de asistencia a la conducción automatizada fue desarrollada por los ingenieros de BMW Research and Technology en dos proyectos pioneros que dieron lugar al BMW TrackTrainer y al Asistente de Parada de Emergencia. El BMW TrackTrainer ayuda a la conducción autónoma en circuitos de competición. Gracias a la precisión de la localización, se puede realizar una conducción segura y a la vez muy dinámica. El TrackTrainer se utiliza actualmente en las sesiones de formación de conductores de BMW para dar a los participantes una sensación genuina de la línea de carrera: la experimentan al volante y no desde el asiento del pasajero. Con los datos combinados de un mapa digital exacto, junto con los datos de GPS y vídeo, el TrackTrainer puede guiar de forma autónoma un vehículo a lo largo de la línea de carrera de un circuito completo para fines de formación. El sistema se encuentra ya en la segunda generación, con una localización de posición optimizada y precisa que se consigue mediante la fusión de sensores redundantes. La comparación constante de los datos de GPS y vídeo con los mapas digitales y los datos internos del vehículo se utilizó para guiar automáticamente un vehículo alrededor del legendario Bucle Norte de Nürburgring el 21 de octubre de 2009. Después, el 25 de mayo de 2011, el BMW TrackTrainer realizó una hazaña similar en el circuito de Laguna Seca, en California, demostrando que la conducción automática rápida y dinámica es realmente posible.
«La principal diferencia entre las sesiones en el circuito de cremallera y las pruebas en la autopista es que no estamos solos cuando conducimos por una autopista pública. Por eso nos interesaba conocer los desarrollos del Proyecto de Asistente de Parada de Emergencia para garantizar la seguridad en nuestra propia empresa», explica Nico Kämpchen.
El prototipo de asistente de parada de emergencia realizado por BMW es un hito más en el desarrollo de funciones automatizadas para la conducción asistida. El sistema forma parte de la iniciativa SmartSenior del Ministerio Federal de Educación e Investigación de Alemania, que se puso en marcha en mayo de 2009. El sistema incorpora tecnologías innovadoras para controlar y localizar un vehículo motorizado y analizar el entorno del mismo para mayor seguridad. Si un conductor pierde el control del vehículo -por ejemplo, debido a una emergencia sanitaria-, el asistente de parada de emergencia puede detectar la situación y tomar de forma autónoma el control del coche y detenerlo de forma segura. El sistema activa las luces intermitentes de emergencia, vigila cuidadosamente el tráfico y guía el vehículo hacia el arcén derecho de la carretera. A continuación, se envía automáticamente una llamada de emergencia para informar a las autoridades de la situación, incluida la información para los equipos médicos de emergencia para garantizar una respuesta rápida y eficaz. Todo ello se basa en la función de llamada de emergencia avanzada de BMW ConnectedDrive que ya está disponible como característica para los automóviles de producción. Este proyecto sirvió de base para la función de reconocimiento del entorno que se utiliza en la conducción automatizada en autopista.
Escenarios futuros automatizados: Asistente de aparcamiento y Asistente de atascos de BMW ConnectedDrive en el BMW i3 Concept.
La investigación continuará en los vehículos automatizados equipados con sistemas avanzados de asistencia al conductor para desarrollar funciones de asistencia innovadoras para el futuro. Ejemplos de ello son el asistente de aparcamiento y el asistente para atascos del BMW i3 Concept. Dado que el BMW i3 Concept está concebido principalmente como un vehículo urbano, está equipado con funciones que facilitan el aparcamiento y reducen el estrés de la conducción en el tráfico congestionado. El asistente de aparcamiento aparca automáticamente el vehículo sin necesidad de que intervenga el conductor. El coche acelera y frena por sí solo, y cambia las marchas de adelante a atrás según sea necesario cuando haya que hacer maniobras de aparcamiento difíciles. El asistente para atascos ayuda a los conductores en situaciones de tráfico más bien monótonas y en zonas congestionadas, tomando el relevo para que el vehículo pueda «seguir la corriente» y el conductor pueda relajarse. Mantiene la distancia de seguridad entre los vehículos y controla automáticamente la velocidad y la dirección, y es capaz de detener el coche si es necesario. Mientras el conductor mantenga una mano en el volante, el vehículo puede ayudar a mantener el coche precisamente en su carril a velocidades de hasta 40 km.
La conducción automatizada en autopistas proporciona información y experiencia importantes, esenciales para el desarrollo de tecnologías que ayuden a mantener los vehículos en su carril de forma segura, y esta información influirá en las futuras estrategias de asistencia avanzada al conductor.
«Lo siguiente que queremos «enseñar» a nuestro prototipo es cómo enfrentarse a las obras de construcción de carreteras y a los cruces de autopistas. Las obras son un gran reto porque adoptan todo tipo de formas, lo que dificulta bastante la detección, la localización y la determinación de la respuesta adecuada del vehículo.» Nico Kämpchen y su equipo tienen mucho trabajo por hacer y están deseando encontrar soluciones a estos retos también.
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