Antecedentes de la industria: El estacionamiento no es un escenario de baja complejidad
En el desarrollo de la tecnología de conducción autónoma, el estacionamiento se ha percibido a menudo como un escenario de baja velocidad y bajo riesgo. Debido a su entorno relativamente controlado, el estacionamiento automatizado se ha considerado durante mucho tiempo como una puerta de entrada a la conducción autónoma, a menudo malinterpretado como técnicamente simple. Sin embargo, a medida que la automatización progresa del Sistema de Estacionamiento Automatizado (SPA) al Piloto de Estacionamiento en Zona Local (PPA) y, finalmente, al Servicio de Aparcacoches Automatizado (AVP) , esta percepción se cuestiona cada vez más.
La experiencia en ingeniería demuestra que los entornos de estacionamiento exigen altos niveles de estabilidad, continuidad y fiabilidad de los sistemas de percepción. En situaciones de estacionamiento sin supervisión, incluso breves fallos de percepción pueden afectar directamente la seguridad del vehículo y la disponibilidad del sistema. Por lo tanto, la redundancia de percepción ha pasado de ser una característica opcional a un principio fundamental del diseño de sistemas.
La realidad ingenieril de los entornos de estacionamiento
Los estacionamientos son entornos muy desestructurados y complejos. Las áreas subterráneas suelen presentar condiciones de iluminación irregulares, con poca luz, contraluz e iluminación artificial. Las zonas de entrada y salida pueden experimentar cambios bruscos de brillo. Además, los estacionamientos presentan diversos obstáculos, como esclusas de tierra, columnas, conos, tuberías suspendidas, peatones y vehículos de reparto. Estos objetos varían en forma y tamaño y carecen de características estandarizadas. Las frecuentes oclusiones causadas por vehículos, muros y pilares adyacentes suponen un reto adicional para el sistema de percepción, que debe detectar, clasificar y planificar rutas en plazos muy cortos.
En tales condiciones, las limitaciones de la percepción monomodal se acentúan. La visión basada en cámara destaca por su comprensión semántica, pero es sensible a la iluminación, la contaminación de la lente y las superficies poco texturizadas, lo que puede reducir la precisión de profundidad y la fiabilidad de la detección de objetos. Los sensores ultrasónicos funcionan bien para evitar colisiones a corta distancia, pero carecen de capacidades de imagen espacial y no pueden proporcionar una visión ambiental holística. En situaciones de estacionamiento sin vigilancia, estas limitaciones pueden afectar directamente la disponibilidad del sistema.
Evolución de los niveles de estacionamiento automatizado y requisitos de percepción
A medida que el estacionamiento automatizado evoluciona de APS a HPP y finalmente a AVP, la responsabilidad y los requisitos de los sistemas de percepción aumentan sustancialmente.
APS (Sistema de estacionamiento automatizado)
El APS se basa principalmente en sensores ultrasónicos para la detección de obstáculos a corta distancia, con cámaras que ayudan a identificar las líneas de estacionamiento. Los conductores permanecen en el vehículo y pueden intervenir si es necesario, por lo que la tolerancia a fallos es relativamente alta.
HPP (Piloto de estacionamiento en zona residencial)
El HPP permite a los vehículos navegar de forma autónoma y memorizar rutas fijas dentro de un área designada. El sistema de percepción debe rastrear continuamente los objetivos y mantener un posicionamiento fiable en entornos dinámicos.
AVP (Servicio de valet parking automatizado)
El AVP representa un escenario de autonomía de Nivel 4 donde no hay conductores presentes. El sistema debe funcionar de forma fiable en diversas condiciones ambientales. Esto requiere que los sistemas de percepción proporcionen redundancia entre las diferentes modalidades de detección, garantizando así un funcionamiento seguro incluso si falla un sensor.
Limitaciones de las soluciones de estacionamiento de solo visión
Si bien los algoritmos visuales han avanzado significativamente, los enfoques basados únicamente en visión presentan limitaciones inherentes en escenarios de estacionamiento. Las superficies poco texturizadas, como paredes blancas o pisos pulidos, pueden reducir la precisión de la estimación de profundidad. La lluvia, el polvo y la contaminación de la lente afectan la imagen de la cámara. El procesamiento de múltiples transmisiones de cámara de alta resolución en entornos de baja velocidad también supone importantes desafíos de carga computacional y latencia. Estos factores indican que las soluciones basadas únicamente en visión no pueden garantizar la disponibilidad continua en escenarios de AVP sin sensores complementarios.
Valor a nivel de sistema del radar de ondas milimétricas 4D
El radar 4D de ondas milimétricas introduce una dimensión de elevación, lo que permite al sensor generar información espacial más completa. Su utilidad en situaciones de estacionamiento incluye:
Reconocimiento de obstáculos espaciales : diferencia entre objetos transitables y obstáculos reales, como bloqueos de tierra, bordillos y objetos colgantes, lo que reduce el frenado innecesario.
Separación de objetivos en entornos densos : la alta resolución angular permite distinguir entre peatones, vehículos y columnas muy espaciados, lo que proporciona una información confiable para la planificación de rutas.
Redundancia física para todo clima : el radar de ondas milimétricas funciona independientemente de la luz y se ve menos afectado por la lluvia, el polvo o el humo, manteniendo las mediciones de distancia y velocidad cuando las cámaras están dañadas.
Estas características hacen del radar 4D un sensor de redundancia crítico, que extiende el alcance operativo de los sistemas de estacionamiento desatendido sin depender de un solo sensor para una confiabilidad absoluta.
Fusión multimodal y confiabilidad del sistema
Las arquitecturas AVP modernas emplean fusión multimodal. La visión gestiona la comprensión semántica, los sensores ultrasónicos gestionan la prevención de colisiones a corta distancia, y el radar 4D mmWave cubre obstáculos dinámicos y estáticos de largo alcance, a la vez que proporciona redundancia cuando la visión es deficiente. Esta redundancia heterogénea reduce la probabilidad general de fallos y aumenta la disponibilidad del sistema en entornos de estacionamiento reales.
Tendencias futuras y capacidad del sistema central
A medida que la tecnología de radar de ondas milimétricas 4D madura y sus costos disminuyen, su función está evolucionando desde la percepción complementaria a una capacidad fundamental del sistema. En entornos subterráneos o sin GPS, las nubes de puntos de radar facilitan el posicionamiento y el mapeo ambiental, proporcionando una percepción de alta precisión para el estacionamiento autónomo. Esta tendencia demuestra que el valor del radar va más allá de la evasión de obstáculos, convirtiéndose en un componente esencial de los sistemas de estacionamiento autónomo fiables.
Conclusión
Desde el APS hasta el AVP, la evolución de la tecnología de estacionamiento automatizado ha cambiado el enfoque de "si el estacionamiento automático es posible" a "su fiabilidad operativa en entornos complejos". El radar 4D de ondas milimétricas proporciona conocimiento espacial tridimensional, fiabilidad en cualquier condición climática y redundancia física, lo que respalda los sistemas de estacionamiento sin supervisión a nivel de ingeniería. Su valor reside en la fiabilidad a nivel de sistema y la coordinación multimodal , lo que permite que la tecnología de estacionamiento automatizado funcione de forma segura y continua en condiciones reales.