De la detección de 77 a 79 GHz a la redundancia de percepción a nivel de sistema
A medida que los sistemas ADAS y la conducción automatizada avanzan hacia la producción a gran escala, el diseño de los sistemas de percepción está cambiando. La industria ahora se preocupa más por la estabilidad, la previsibilidad y el cumplimiento normativo del sistema en escenarios complejos que por el rendimiento máximo del sensor. El radar 4D de ondas milimétricas de alta resolución a 77-79 GHz está pasando de ser un sensor complementario a una capa clave de redundancia de percepción.
En comparación con el radar 3D de ondas milimétricas tradicional, el radar de imágenes 4D añade una dimensión de elevación y mejora significativamente la resolución angular y la densidad de la nube de puntos. La salida del radar ahora proporciona información más detallada sobre la estructura espacial y el movimiento. Esta capacidad no pretende sustituir a las cámaras ni al LiDAR, sino garantizar la continuidad de la percepción cuando la confianza visual es baja.
Confiabilidad de la percepción en escenarios urbanos de baja velocidad.
Los entornos urbanos y de baja velocidad plantean las condiciones operativas más difíciles para los ADAS y los sistemas de conducción automatizada. La densidad de peatones y ciclistas, la frecuente oclusión vial y las complejas estructuras viales, junto con la noche, la contraluz y las condiciones climáticas adversas, provocan inestabilidad visual y limitan la tolerancia del sistema a detecciones fallidas o falsas alarmas.
El radar 3D tradicional funciona en todas las condiciones climáticas, pero su resolución de elevación es limitada, lo que dificulta la separación de objetivos en zonas urbanas densamente pobladas. El radar 4D de ondas milimétricas de alta resolución añade dimensión de elevación y genera continuamente información espacial y de velocidad 3D estable a 77-79 GHz, lo que permite al sistema mantener una comprensión básica del entorno incluso con un rendimiento deficiente de las cámaras.
Desde una perspectiva de sistema, el valor fundamental del radar 4D es que reduce el impacto de fallas de un solo sensor y permite que la arquitectura de percepción pase del "apilamiento de sensores" al diseño centrado en la redundancia.
El impacto de la calidad de la nube de puntos en la protección AEB, AVP y VRU.
Las funciones de protección AEB, AVP y VRU requieren información de percepción de alta calidad para cumplir con los crecientes requisitos de seguridad y regulatorios. La densidad de la nube de puntos del radar y la resolución angular ahora tienen un impacto directo en la toma de decisiones posteriores.
AEB: Una mayor resolución angular mejora la separación de los objetivos y la continuidad de la trayectoria, lo que reduce los disparos falsos debido a una fusión de objetivos poco clara.
AVP: Las nubes de puntos de radar de alta densidad describen con precisión obstáculos bajos, límites verticales y espacios estrechos, mejorando la capacidad de control en el estacionamiento automatizado.
Protección VRU: el radar de alta resolución detecta con precisión la posición espacial y el movimiento de los usuarios vulnerables de la carretera, incluso cuando fallan los sensores visuales.
Estas mejoras no se deben únicamente al aumento del ancho de banda, sino también a la colaboración entre el diseño de la red de antenas, la estrategia de forma de onda y los algoritmos de procesamiento de señales.
Compensaciones a nivel de sistema: integración, computación y lista de materiales
Las ventajas del radar 4D de alta resolución se materializan en los vehículos de producción mediante el diseño a nivel de sistema. Los fabricantes de equipos originales (OEM) y los proveedores de primer nivel suelen utilizar sistemas en chip (SoC) de radar altamente integrados para gestionar el consumo de energía, el tamaño y el coste de la lista de materiales (BOM), a la vez que simplifican la integración frontal.
En términos de arquitectura computacional, el radar suele realizar preprocesamiento local para generar objetivos o características estructuradas, que luego se combinan con los datos de la cámara en el controlador de dominio o la plataforma computacional central. Este enfoque de procesamiento por capas garantiza que una mayor resolución no provoque un aumento lineal en los requisitos computacionales.
Más que una simple ventaja de frecuencia, la decisión entre un radar de 77 GHz y uno de 79 GHz suele basarse en los objetivos de rendimiento, los requisitos regulatorios y la posición del vehículo. Las plataformas de radar modulares y escalables permiten a los proveedores de primer nivel reducir la complejidad del sistema y, al mismo tiempo, ofrecer configuraciones diferenciadas entre los modelos.
Beneficios a largo plazo del cumplimiento normativo
Las nuevas regulaciones AEB y VRU priorizan la percepción fiable en condiciones de poca luz y baja visibilidad, lo que refuerza la importancia del radar en el conjunto de sistemas de percepción. El radar puede detectar micromovimientos en aplicaciones CPD (Detección de Presencia Infantil), lo que proporciona una solución que respeta la privacidad en ausencia de sensores visuales.
El radar de alta resolución también facilita la evolución del software y los algoritmos, lo que permite a los fabricantes de equipos originales mantener la estabilidad de la plataforma a medida que cambian las regulaciones, reduciendo el riesgo del sistema a largo plazo.
Resumen
El radar 4D de ondas milimétricas de alta resolución está impulsando los sistemas ADAS y la conducción automatizada, desde la implementación funcional hasta el diseño de la fiabilidad del sistema. El radar se está convirtiendo en un elemento fundamental que respalda la redundancia de percepción a nivel de sistema, el cumplimiento normativo y la evolución a largo plazo de la plataforma, con capacidades de detección a 77-79 GHz.
Preguntas frecuentes | Preguntas comunes.
¿Por qué sigue siendo necesario el radar de alta resolución en los ADAS?
Porque los sistemas requieren una percepción espacial y de movimiento estable a medida que los sensores visuales se degradan.
¿Cuál es la principal distinción entre el radar 4D y el 3D?
El radar 4D agrega una dimensión de elevación y mejora la resolución angular, lo que resulta en una separación de objetivos significativamente mejor.
¿El radar 4D sólo es útil en la conducción automatizada?
Bueno, no. Además, mejora la evasión de obstáculos a baja velocidad, el AVP, el AEB y otras funciones ADAS.
¿La necesidad de computación aumenta notablemente a medida que aumenta la resolución?
El preprocesamiento local y el procesamiento en capas permiten una ingeniería de alta resolución sin requerir una potencia informática excesiva.
¿El radar 4D es un requisito específico por normativa?
Los tipos de sensores no están especificados por la normativa, sino por los resultados de rendimiento. Cumplir con los requisitos de baja visibilidad y nocturnos es más sencillo con un radar de alta resolución.
¿Cómo se mejora la fusión multisensorial mediante radar?
Mejora la redundancia de percepción a nivel del sistema al ofrecer una modalidad separada y confiable.
¿Es superior 79 GHz o 77 GHz?
La frecuencia de 79 GHz ofrece una mejor resolución, mientras que la de 77 GHz cuenta con un ecosistema más desarrollado. El segmento del vehículo, los objetivos regulatorios y el rendimiento influyen en la selección.
¿Existe un retorno de la inversión a largo plazo con el radar 4D?
De hecho. El radar de alta resolución con actualizaciones de software permite a los fabricantes de equipos originales adaptarse a nuevas regulaciones y escenarios sin sacrificar la estabilidad del sistema.