Centrado de carril

En la terminología del transporte por carretera, el centrado de carril , también conocido como asistente de centrado de carril , asistente de carril , dirección automática o autodirección , es un sistema avanzado de asistencia al conductor que mantiene un vehículo de carretera centrado en el carril, liberando al conductor de la tarea de dirigir. El centrado de carril es similar a la advertencia de salida de carril y al asistente de mantenimiento de carril , pero en lugar de advertir al conductor o hacer rebotar el coche fuera del borde del carril, mantiene el coche centrado en el carril. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]} Junto con el control de crucero adaptativo (ACC), esta función puede permitir la conducción sin asistencia durante un cierto período de tiempo. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]} También es parte de los sistemas automatizados de mantenimiento de carril .

A partir de 2019, los camiones semirremolque también han sido equipados con esta tecnología. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

El centrado de carril mantiene el vehículo centrado en el carril y casi siempre viene con asistencia de dirección para ayudar al vehículo a tomar curvas suaves a velocidades de autopista. ^{[ 10 ]} La advertencia de salida de carril genera una advertencia cuando el vehículo cruza una línea, mientras que la asistencia de mantenimiento de carril ayuda al vehículo a evitar cruzar una línea, estandarizada en ISO 11270:2014. ^{[ 11 ]}

En la agricultura, el "autoguiado de máquinas" es una tecnología que permite el guiado y posicionamiento automatizado de una máquina en un terreno. ^{[ 12 ]}

Los primeros sistemas de centrado de carril disponibles comercialmente se basaron en sistemas comerciales creados por Mobileye , como Tesla Autopilot y Nissan ProPilot , ^{[ 14 ]} aunque Tesla cambió a un diseño propio cuando Mobileye terminó su asociación. ^{[ 15 ]} Unas pocas empresas como Bosch, Delphi, ZF y Mobileye proporcionan sensores, unidades de control o algoritmos a los fabricantes de automóviles, quienes luego integran y perfeccionan esos sistemas. ^{[ 16 ]}

Aunque no se atribuye directamente al centrado de carril, las tasas de accidentes en los Tesla Model S y Model X equipados con el sistema Mobileye se redujeron en casi un 40 % mientras se utilizaba el Tesla Autopilot. ^{[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]}

El sistema de detección de carriles utilizado por el sistema de advertencia de salida de carril emplea técnicas de procesamiento de imágenes para detectar las líneas del carril a partir de imágenes de cámaras instaladas en el automóvil en tiempo real. Algunos ejemplos de técnicas de procesamiento de imágenes utilizadas incluyen la transformada de Hough , el detector de bordes de Canny , el filtro de Gabor y el aprendizaje profundo . En las figuras se muestra un diagrama de flujo básico del funcionamiento de un algoritmo de detección de carriles para generar advertencias de salida de carril.

Las características que diferencian a los sistemas incluyen su desempeño en curvas, limitaciones de velocidad y si el sistema reanuda la marcha desde una parada. ^{[ 20 ] [ 21 ]}

Los sistemas actuales de centrado de carril se basan en las marcas viales visibles. Por lo general, no pueden descifrar las marcas viales descoloridas, faltantes, incorrectas o superpuestas. Las marcas cubiertas de nieve o las marcas viales obsoletas que quedan visibles pueden afectar la precisión del sistema. ^{[ 22 ]}

El sistema Super Cruise de GM solo funciona en autopistas conocidas que han sido previamente mapeadas, ^{[ 23 ]} ya que utiliza una combinación de estos mapas y una posición GNSS precisa proporcionada por el servicio de corrección GNSS RTX de Trimble para determinar si Super Cruise se puede activar o no. ^{[ 23 ]} La mayoría de los vehículos requieren que el conductor mantenga las manos en el volante, pero el sistema Super Cruise de GM monitorea los ojos del conductor para asegurar que la atención humana esté en la carretera, ^{[ 24 ]} y por lo tanto permite la conducción con manos libres.

Mobileye afirmó en 2018 que 11 fabricantes de automóviles incorporarían su chip EyeQ4 , que permite sistemas autónomos L2+ y L3 ; esto representaría colectivamente más del 50% de la industria automotriz. ^{[ 25 ]} La automatización de nivel 2 también se conoce como "manos fuera": este sistema toma el control total del vehículo (aceleración, frenado y dirección). El nivel 3 también se conoce como "ojos fuera": el conductor puede apartar su atención de la conducción de forma segura, por ejemplo, puede enviar mensajes de texto o ver una película. ^{[ 26 ]}

En 2018, el precio de venta promedio del chip EyeQ4 a los fabricantes de automóviles fue de aproximadamente 450 dólares estadounidenses. ^{[ 27 ]}

Nissan utiliza el chip EyeQ4 para su sistema ProPilot 2.0 de conducción autónoma. ^{[ 28 ]}

En Estados Unidos, en 2018, los sistemas de centrado de carril no están cubiertos por ninguna Norma Federal de Seguridad de Vehículos Motorizados , según la NHTSA. ^{[ 29 ]}

Territorios como la Unión Europea, Japón, Rusia, Turquía, Egipto y el Reino Unido siguen la normativa UNECE 79. ^{[ 30 ]} En esos territorios que siguen la normativa UNECE 79, las funciones de dirección controladas automáticamente se clasifican en varias categorías, por ejemplo:

• La función de categoría A ayuda al conductor a una velocidad no superior a 10  km/h para realizar maniobras de estacionamiento ;
• La función de categoría B1 ayuda al conductor a mantener el vehículo dentro del carril elegido;
• La función de categoría B2 "mantiene el vehículo dentro de su carril influyendo en el movimiento lateral del vehículo durante períodos prolongados sin necesidad de comandos o confirmación adicionales por parte del conductor";
• Las categorías C, D y E están relacionadas con maniobras específicas como el cambio de carril ^{[ 31 ].}

Si bien todas esas funciones están relacionadas con la dirección automatizada, el centrado de carril es un concepto cercano al de la categoría B2, mientras que el LKA está más cerca de la categoría B1.

Las normativas internacionales vigentes exigen que los sistemas de asistencia controlen que el conductor mantenga las manos en el volante, con advertencias progresivas y la eventual desconexión en caso de incumplimiento. En Norteamérica, algunos fabricantes cuentan con sistemas de "manos libres" que, en cambio, controlan si el conductor presta atención a la carretera. ^{[ 32 ]}

Debido a que todos estos vehículos también cuentan con control de crucero adaptativo que puede funcionar en conjunto con el centrado de carril, cumplen con el estándar SAE para la automatización de nivel 2. El control de crucero adaptativo y el centrado de carril a menudo solo están disponibles en las versiones más caras, no solo en la versión básica. Un ejemplo es el Hyundai Kona EV, que solo tiene control de crucero adaptativo disponible en la edición "ultimate". ^{[ 33 ]}

Nissan ProPilot se basa en la tecnología Mobileye ^{[ 135 ]} y asiste en la aceleración, la dirección y el frenado en condiciones de conducción en autopista de un solo carril. ^{[ 136 ]} ProPilot mantiene el coche centrado en el carril y se desactiva por debajo de 50  km/h si no detecta un vehículo delante. ^{[ 104 ]} El control de crucero adaptativo gestiona el tráfico con paradas y arranques frecuentes si se detiene durante menos de 4 segundos ^{[ 137 ]} y ayuda a mantener una velocidad fija y una distancia de seguridad con el vehículo de delante. ProPilot, que puede seguir curvas, ^{[ 138 ]} utiliza una cámara frontal, un radar frontal y otros sensores. Un sistema de reconocimiento de señales de tráfico proporciona a los conductores la información más reciente sobre el límite de velocidad detectada por una cámara en el parabrisas, delante del retrovisor.

En una revisión de ExtremeTech, ProPilot funcionó bien en 1000 millas de prueba, y solo en algunas secciones sinuosas requirió la intervención del conductor. ^{[ 139 ]} Durante las pruebas de Euro NCAP 2018, ProPilot falló en algunas pruebas, al igual que todos los demás sistemas probados. ^{[ 140 ] [ 141 ]} Consumer Reports indica que ProPilot es especialmente útil en el tráfico con paradas y arranques frecuentes. ^{[ 142 ]}

Honda Sensing y AcuraWatch son un conjunto de funciones avanzadas de asistencia al conductor, incluido el Sistema de Asistencia para Mantenerse en el Carril (LKAS), que ayuda a mantener el vehículo centrado en un carril aplicando un ligero par de dirección si el vehículo se desvía del centro de un carril detectado sin que el conductor active la señal de giro. ^{[ 143 ] [ 144 ]} El Sistema de Asistencia para Mantenerse en el Carril (LKAS) no funciona a velocidades inferiores a 45 mph (72 km/h) . Sin embargo, ciertos vehículos equipados con Asistencia para Atascos (TJA) harán que el sistema tome el control de la tarea de mantenimiento de carril cuando la velocidad caiga por debajo de 45 mph (72 km/h) hasta detenerse. Cambiará automáticamente al Sistema de Asistencia para Mantenerse en el Carril (LKAS) cuando la velocidad supere las 45 mph (72 km/h) .      

Los paquetes Honda Sensing y AcuraWatch también incluyen:

• Control de crucero adaptativo con seguimiento a baja velocidad ^{[ 143 ] [ 144 ]}
• Reconocimiento de señales de tráfico
• luces altas automáticas
• Sistema de información de puntos ciegos

En 2018, una evaluación del Instituto Estadounidense de Seguros para la Seguridad en las Carreteras concluyó que: ^{[ 145 ]}

Todavía no podemos afirmar qué empresa tiene la implementación más segura de la asistencia al conductor de nivel 2, pero es importante destacar que ninguno de estos vehículos es capaz de conducir de forma segura por sí solo...

El informe también indicó que solo el Tesla Model 3 se mantuvo dentro del carril en las 18 pruebas, y que si bien la evidencia de los beneficios para la seguridad no fue tan sólida como para el control de crucero adaptativo (ACC), se descubrió que prevenir los accidentes por salida de carril podría salvar casi 8.000 vidas al año.

• Sistema avanzado de asistencia al conductor
• Conducción manos libres

• Sistema de centrado de carriles de código abierto Comma.ai
• Análisis en el mundo real de accidentes fatales por salida de carril utilizando la encuesta nacional sobre las causas de los accidentes de vehículos motorizados para evaluar las tecnologías de mantenimiento de carril. Archivado el 24 de marzo de 2018 en Wayback Machine . Análisis en el mundo real de accidentes fatales por salida de carril utilizando la encuesta nacional sobre las causas de los accidentes de vehículos motorizados para evaluar las tecnologías de mantenimiento de carril.