Hablemos un poco de todo: Cómo funciona el coche autónomo de Google

No es la primera vez que os hablamos en Motorpasión Futuro del coche autónomo de Google (o coche sin conductor, sí así lo preferís llamar), o en otras palabras de un coche que se conduce solo, por todo tipo de vías, realizando todo tipo de acciones, y sin la intervención del conductor en ningún momento.

Os hemos contado que ya han recorrido cientos de miles de kilómetros, tanto en ciudad como en carretera, que el estado de Nevada (EE.UU.) ya ha legislado sobre este tipo de vehículos, siendo por ahora el único lugar por donde se puede circular con uno, y que Google sigue retocando y depurando su sistema, probándolo en diferentes modelos, y no solo en Toyota Prius de segunda generación.

También os hemos contado que es la combinación de un computador, diferentes sensores y automatismos los que hacen que el coche se mueva solo. En este artículo os explicaremos un poco mejor cómo funciona el coche autónomo de Google y qué protagonismo tiene cada elemento.

El coche autónomo de Google conduce por sí solo, reconoce los carriles, las señales de tráfico y los semáforos, sabe que llega a un cruce, ve a los otros vehículos, ciclistas y peatones, controla la distancia de seguridad con el vehículo que va delante y toma las decisiones pertinentes para no tener ningún percance. O sea, lo mismo que haría un conductor responsable y en plenas facultades.

No se puede decir que un elemento del conjunto de tecnologías que incorpora sea más importante que otro ya que es la combinación y complementación de todos ellos los que permiten que el sistema funcione con garantías y seguridad. La mayoría además ya existen hoy en día y se implementan de manera independiente en diferentes coches.

¿Ha dicho RADAR? No, LIDAR

Sin embargo si hubiera que citar uno de ellos que destaque, probablemente fuera el LIDAR. El lidar es además ese elemento añadido al exterior del coche, sobre el techo, que tanto destaca visualmente. Podríamos decir que es una especie de “radar de luz”, en lugar de un radar de ondas de radio.

Más precisamente es un Laser Imaging Detection and Ranging, es decir un dispositivo que detecta objetos y mide la distancia hasta ellos mediante rayos de luz, concretamente haces láser. Un haz de luz sale del lidar, llega al objeto, rebota y vuelve al lidar, que lo ubica y mide a qué distancia está.

El lidar que emplea Google es el Velodyne HDL-64E S2, de alta definición. Tiene 64 rayos láser y gira sobre sí mismo 360º de manera permanente hasta a 900 vueltas por minuto para monitorizar todo el entorno del coche, con 1,3 millones de puntos por segundo.

Gracias al lidar se contruye una imagen tridimensional alrededor del coche, con todo tipo de objetos posicionados (peatones, otros vehículos, farolas, árboles, etc). Tiene un alcance de 50 m para el pavimento y de 120 m para coches y árboles.

Pero el lidar no serviría de mucho por sí solo. Se complementa con un sistema de posicionamiento GPS, y una unidad de medición inercial. Esta unidad mide la aceleración y la velocidad angular mediante acelerómetros, giróscopos y magnetómetros. Es decir, se identifica con precisión hacia dónde se mueve el coche.

Otro elemento imprescindible para complementar al lidar son los mapas. Google he empleado mucho tiempo en realizar mapas y no era solo para tener Google Maps, y hasta se ha preocupado de recorrer las calles de muchísimas ciudades para añadir más información a los mismos (véase Google Street View). Los mapas muy detallados y precisos de la calles, carreteras y terreno son fundamentales.

¿Pero también tiene radares? Sí, cuatro

Pero la cosa no se queda solo ahí. Además del lidar, del GPS, del sensor inercial de navegación y de los mapas detallados, el coche autónomo de Google lleva otros cuatro radares más. Y estos sí que son radares al uso, los de ondas de radio.

Tres van colocados en el paragolpes delantero, uno en la parte frontal y los otros dos uno a cada lado, en las esquinas. En el paragolpes trasero va colocado el cuatro y último radar. Lo que hacen es detectar objetos y medir distancias de nuevo, alrededor del coche. Las “antenas” de estos radares son esos rectángulos negros de plástico que se ven en el paragolpes.

El delantero, entre otras cosas, por ejemplo mide la distancia de seguridad con el vehículo que le precede. Los de las esquinas supervisan los carriles laterales o los coches estacionados, mientras que el trasero hace las veces de espejo retrovisor y se emplea cuando se circula marcha atrás.

En la parte alta del parabrisas, centrada, hay una cámara que reconoce las señales de tráfico, los semáforos y las líneas de la calzada. Y finalmente el último sensor es un codificador en la rueda trasera izquierda, que mide con precisión la distancia recorrida, determina la ubicación exacta del coche y sigue los movimientos del mismo.

Hay un último elemento que también ayuda a que el coche autónomo de Google funcione tan bien por sí solo: al menos durante el período de pruebas, todos los recorridos que hace el coche los han realizado al menos una vez antes los ingenieros.

Toda la información relativa al recorrido queda registrada y cuando el coche vuelve a realizar ese recorrido por sí mismo, compara los datos que recogen los sensores con los grabados. Así se reconoce lo que es un árbol, una farola o un buzón, de lo que es un peatón.

Coche autónomo de Google: computación en la nube

Todos los datos se procesan por un computador, pero no solo el que va dentro del coche, que por cierto es bastante grande y va colocado en el maletero, en el asiento del copiloto solo va la pantalla. Se necesita una capacidad de computación muy elevada, y esa solo existe en la nube. El computador del coche tiene que acceder a internet para comunicarse con los servidores de Google para poder dar abasto.

En la programación del sistema de conducción autónoma, por supuesto, están codificadas todas las normas de tráfico (incluidas señales y prioridades de paso). Sin embargo también se ha programado que el coche sea un poco atrevido, por ejemplo para “meter el morro” (pero no de manera imprudente) en un cruce complicado, y no quedarse bloqueado cediendo el paso eternamente.

El acelerador, el freno y la dirección ya se pueden controlar de manera automática con electrónica, en el fondo no es algo tan nuevo, aunque todavía no se haya generalizado. Un sistema de control de velocidad de crucero y acelerador electrónico permite que el computador acelere el motor más o menos según su criterio.

El sistema de frenos también se puede controlar con un accionador eléctrico, e igualmente la dirección, donde un motor eléctrico hace girar el volante tantos grados en uno u otro sentido. En los sistemas de precolisión y frenado automático, o en los sistemas de asistente de estacionamiento ya se implementan (aunque suelen ser equipamientos opcionales).

Google no pretende que todos pasemos de ser conductores a ser simplemente pasajeros, pero cree que las aplicaciones de la conducción autónoma pueden suponer grandes ventajas: evitar despistes y errores humanos, reducir el número de accidentes y aumentar la capacidad de las vías, al poder circular más coches por kilómetro al poder hacerlo con menos distancia de seguridad.

En el futuro podríamos tener calles o carreteras con carriles para conducción manual, para cuando uno quiere conducir, porque “le gusta conducir”, y carriles para conducción autónoma, para cuando hay mucho tráfico, o para cuando el conductor está cansado y prefiere ir tranquilo y relajado.

¿Qué os parece el coche autónomo de Google?