Resultados de la prueba: AEB fusionado con la tecnología térmica puede salvar vidas

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A finales de 2019, FLIR y VSI unieron fuerzas para avanzar en el uso de cámaras térmicas para el desarrollo de un sistema de frenado automático de emergencia (AEB) más fiable en todas las condiciones.

En julio de 2020, volvimos a la pista del American Center for Mobility (ACM) para probar un sistema AEB fusionado que incluía una cámara térmica, un radar, una cámara visible y FLIR CNN. Las pruebas se realizaron en cuatro vehículos comerciales en condiciones difíciles.

Los resultados de las pruebas muestran que el sistema AEB con la cámara térmica añadida tuvo un rendimiento significativamente mejor que los sistemas AEB comerciales existentes en las pruebas de carencias complementarias. Lea el resumen ejecutivo de los resultados de las pruebas a continuación o descargue el documento técnico completo.

Resumen ejecutivo: Mejorar la eficacia de AEB con la tecnología de detección térmica

Condiciones actuales

En 2019, los accidentes automovilísticos en los Estados Unidos mataron a más de 6000 peatones, el total anual más alto jamás registrado, y enviaron a más de 100 000 a hospitales con lesiones. El 75 % de las muertes notificadas ocurrieron durante la noche. (1) En un esfuerzo continuo por hacer que las carreteras sean más seguras, veinte fabricantes de automóviles se comprometieron ante el Congreso de los EE. UU. a que todos los automóviles y camiones de nueva fabricación estuvieran equipados con sistemas AEB a partir de 2022. Sin embargo, los procedimientos de prueba actuales del Programa de Evaluación de Automóviles Nuevos Europeos (NCAP) no incluyen pruebas para condiciones de conducción comunes, como conducir en total oscuridad o con deslumbramiento. La AAA expuso posibles debilidades en los sistemas AEB actuales en condiciones diurnas y nocturnas en su artículo de octubre de 2019, Automatic Emergency Braking with Pedestrian Detection. (2)

Para detectar peatones, los sistemas AEB actuales dependen de cámaras de luz visible, radar o ambos. Actualmente, ninguno utiliza cámaras térmicas, que pueden detectar a un peatón a mucha más distancia de lo que los faros típicos pueden iluminar con una cámara visible.

PRUEBAS DE TECNOLOGÍA TÉRMICA EN SISTEMAS AEB

Este documento técnico prueba la teoría de que añadir tecnología térmica a la tecnología actual de radar y luz visible puede reducir los atropellos de peatones en condiciones de conducción comunes. Un automóvil patrocinado por FLIR que utiliza un sistema AEB fusionado que combina detección térmica, de radar y de luz visible con una red neuronal convolucional (CNN) se probó contra cuatro automóviles disponibles comercialmente con sistemas AEB de última generación. Se desarrollaron cinco casos de prueba basados en los protocolos de prueba Euro NCAP. Las pruebas incluyeron situaciones que actualmente no se encuentran en pruebas de detección de AEB positiva estándar. Estas son: durante el día, cuando la ropa del peatón se mimetiza con el fondo; durante el día, cuando el peatón lleva ropa varias tallas más grande (“oversize”); cuando se conduce de noche; cuando se conduce con el resplandor del sol de cara; y cuando un niño o un peatón adulto salen de detrás de un coche aparcado de noche.

Los resultados son convincentes:
• El sistema AEB térmico fusionado tuvo éxito en 25 de 25 pruebas en la prevención eficaz de lesiones en peatones con solo dos casos en los que el vehículo entró en contacto, pero no derribó al SPT (objetivo peatonal blando)
• Los cuatro sistemas de AEB disponibles comercialmente tuvieron un rendimiento positivo en pruebas diurnas (42 de 50 superaron las pruebas). Estos sistemas no funcionaron bien en las pruebas nocturnas, pues impactaron contra el SPT en todos los casos de la prueba excepto en dos.
• Existe una oportunidad para que los fabricantes de automóviles, los proveedores de nivel 1, los reguladores gubernamentales y las agencias de pruebas automotrices hagan que el AEB sea más fiable ampliando las pruebas de cumplimiento del AEB para incluir tecnologías de detección viables, como la detección térmica.

Introducción

FLIR Systems, Inc. (FLIR) lleva varias años trabajando con fabricantes de automóviles y proveedores de nivel 1 para ayudar en el desarrollo de sistemas ADAS y AV de vanguardia con infrarrojo lejano (FIR) térmico en el conjunto de sensores. FLIR contrató a VSI Labs (VSI) para desarrollar y probar el primer conjunto de sensores AEB fusionados del mundo que empleaban una cámara infrarroja de onda larga térmica (LWIR), un radar, una cámara visible y una red neuronal convolucional (CNN).

VSI incorporó este sistema a un Ford Fusion de 2018 y lo probó junto con cuatro vehículos de 2019 equipados con sistemas AEB de última generación. Todas las pruebas se realizaron en el American Center for Mobility (ACM) en Ypsilanti, Michigan. Las pruebas se basaron en pruebas de detección positiva del Programa de Evaluación de Automóviles Nuevos Europeos (NCAP) con pruebas de carencias complementarias desarrolladas por VSI para representar condiciones de conducción comunes, como la oscuridad y el resplandor del sol. Estas pruebas de carencias representan condiciones que actualmente no son probadas por NCAP ni por otras agencias de pruebas. VSI diseñó las pruebas para incluir la conducción hacia un objetivo peatonal blando (SPT) calentado para simular a un humano a 40 km/h. La premisa de FLIR era que los sistemas AEB de los vehículos disponibles comercialmente actuales tendrían dificultades para identificar y reaccionar ante un objetivo peatonal en condiciones de oscuridad y resplandor solar; y con ropa demasiado grande completamente brillante u oscura.

Este documento técnico describe la metodología, los procedimientos y los resultados de las pruebas de VSI.

TECNOLOGÍAS DE DETECCIÓN PARA AEB

FLIR cree que no hay un solo sensor que pueda permitir un sistema de frenado automático de emergencia (AEB) fiable. Solo la fusión de una combinación de sensores permitirá que un sistema AEB funcione con precisión en condiciones de conducción comunes. Como demuestran los resultados de las pruebas que se muestran en este documento, una combinación de sensores térmicos, de radar y térmicos visibles con detección de peatones tiene el potencial de lograrlo.

Metodología

Los atropellos de peatones más comunes ocurren cuando un peatón cruza una carretera perpendicular a un vehículo. La mayoría de los casos de prueba de AEB de peatones Euro NCAP emulan este tipo de situación3. VSI basó sus protocolos de prueba en esta situación de cruce peatonal perpendicular, con la adición de cinco pruebas de carencias que incluían pruebas en la oscuridad, deslumbramiento del sol y ropa alternativa que un peatón podría llevar. Se siguieron los estándares NCAP en las pruebas diurnas con condiciones de carretera seca, temperatura de entre 5 y 50 grados Celsius, luz diurna y visibilidad clara. En la noche se siguieron procedimientos NCAP clave para emular la posición perpendicular del coche con la adición de las características nocturnas de las pruebas de carencias. Para reducir el riesgo de daños en el vehículo o el SPT con colisiones repetidas, cada caso de prueba se repitió cinco veces o hasta que el vehículo bajo prueba (VUT) colisionara con el SPT un máximo de dos veces.

En el ACM, el VSI Ford Fusion con los sensores térmicos fusionados, de radar y visibles se sometió a las pruebas Euro NCAP que los coches disponibles comercialmente pasan durante su desarrollo y como parte de un nuevo programa de evaluación de coches. Las pruebas fueron realizadas por el personal de pistas de ACM. El VSI Ford Fusion superó todas las pruebas. Los resultados completos se pueden encontrar en el Apéndice II de este documento.

VEHÍCULOS DISPONIBLES COMERCIALMENTE CON AEB

VSI seleccionó cuatro vehículos disponibles comercialmente (4) con los mejores sistemas AEB para probarlos junto con el vehículo de prueba de VSI, Ford Fusion, que incluía el sistema AEB con fusible térmico. Los modelos de vehículos fueron:

2019 Tesla Modelo 3 con Autopilot™ 3.0

El Tesla Modelo 3 de 2019 es un sedán eléctrico con Autopilot 3.0. El sistema AEB de Tesla se basa en tres cámaras orientadas hacia adelante detrás del parabrisas en el hueco del espejo retrovisor, y un radar orientado hacia adelante con un alcance de 160 metros. Más información en Tesla Autopilot.

Toyota Corolla 2019 con Toyota Safety Sense™ 2.0

El Toyota Corolla 2019 es un sedán de cuatro puertas con el sistema de seguridad Toyota Safety Sense 2.0 que incluye una cámara visible integrada orientada hacia adelante y un sistema de radar montado en la calandra diseñado para mitigar una colisión con un vehículo o un peatón que se encuentre enfrente. Safety Sense 2.0 es el paquete ADAS de última generación y afirma ser capaz de ofrecer una mayor detección en condiciones de poca luz. (5) Más información en Toyota Safety Sense 2.0.

Subaru Forester 2019 con Subaru EyeSight®

El Subaru Forest 2019 es un SUV compacto equipado con la tecnología de asistencia al conductor Subaru EyeSight. El sistema se basa en dos cámaras orientadas hacia adelante montadas detrás del parabrisas a cada lado del espejo retrovisor. Más información en Subaru EyeSight.

BMW X7 2019 con Mobileye®

El BMW X7 es un SUV de cuatro puertas con módulo TriCam4 de Mobileye. El sistema AEB con detección de peatones y ciclistas se basa en tres cámaras orientadas hacia adelante con un campo de visión de 28°, 52° y 150°. Obtenga más información en BMW Driver Assistance.

VEHÍCULOS PROBADOS EN ACM

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Descargar el documento técnico completo

(1) https://www.ghsa.org/resources/news-releases/pedestrians20
(2) https://www.aaa.com/AAA/common/aar/files/Research-Report-Pedestrian-Detection.pdf
(3) M. Yanagisawa, E. Swanson, P. Azeredo, and W. Najm, "Estimation of potential safety benefits for pedestrian crash avoidance systems," National Highway Traffic Safety Administration, 2017.
(4) Todos los nombres de productos y empresas son marcas comerciales™ o marcas comerciales registradas® de sus respectivos titulares. El uso de cualquier marca comercial de producto o empresa no implica ninguna afiliación con FLIR o VSI, ni ningún respaldo por parte de los propietarios de la marca.
(5) https://www.toyota.com/content/ebrochure/CFA_TSS_2.pdf