Simulación de Sistemas Avanzados de Asistencia al Conductor (ADAS) mediante gemelos digitales
Sin embargo, desarrollar y probar estos sistemas de manera efectiva y segura representa un desafío significativo para la industria automotriz. Es aquí donde entran en juego la experiencia de CT a través de los gemelos digitales, una herramienta poderosa que nos permite simular el comportamiento de los sistemas ADA en un entorno virtual.
¿Qué son los gemelos digitales?
Los gemelos digitales son réplicas virtuales de sistemas físicos, procesos o entidades. Estos gemelos se crean utilizando modelos matemáticos y algoritmos que capturan el comportamiento y la dinámica del sistema real. Los gemelos digitales pueden simular el funcionamiento de un sistema en tiempo real, lo que permite a los ingenieros y diseñadores probar diferentes configuraciones, escenarios y condiciones sin necesidad de manipular el sistema físico.
Es muy destacable su capacidad para simular el comportamiento del cualquier sistema de principio a fin, desde su diseño hasta el final de su vida útil y reciclado pasando por su comportamiento ante toda circunstancia pudiendo el operador modificar variables críticas a voluntad. Es lo que conocemos como Ingeniería de Sistemas basada en Modelos (Model-Based Systems Engineering o MBSE).
En el contexto de los sistemas ADA, un gemelo digital puede representar el comportamiento de un vehículo y sus componentes, así como el entorno circundante, incluidos otros vehículos, peatones, señales de tráfico y condiciones climáticas. Esto permite a los desarrolladores de sistemas ADA probar y validar algoritmos y funciones en un entorno virtual antes de implementarlos en vehículos reales, con la consecuente reducción de costes que esto supone.
Simulación de sistemas ADA con gemelos digitales
1. Modelado del vehículo y del entorno
El primer paso para simular un sistema ADA con gemelos digitales es crear modelos precisos del vehículo y del entorno en el que operará. Esto incluye la geometría del vehículo, sus características dinámicas, como la velocidad, la aceleración y la dirección, así como el comportamiento de los diversos sensores y actuadores del vehículo. Además, se deben modelar elementos del entorno, como la carretera, otros vehículos, peatones, señales de tráfico y condiciones climáticas.
2. Desarrollo de algoritmos ADAS
Una vez modelados el vehículo y el entorno, desarrollamos los algoritmos ADAS utilizando técnicas de inteligencia artificial, procesamiento de imágenes y análisis de datos. Estos algoritmos pueden incluir funciones como la detección de obstáculos, el seguimiento de carril, el control de crucero adaptativo y la asistencia de estacionamiento.
3. Integración y pruebas
Una vez desarrollados los algoritmos ADAS, los integramos en el gemelo digital y los probamos en una variedad de escenarios y condiciones. Esto puede incluir situaciones de tráfico pesado, cambios repentinos en las condiciones de la carretera, eventos de emergencia y fallos de los sensores. La simulación nos permite evaluar el rendimiento del sistema ADA y realizar los ajustes necesarios.
En CT llevamos a cabo la integración del entorno virtual sintético de tráfico con todos los elementos modificables a voluntad y con el sistema físico ADA a calibrar. Esto nos permite realizar cientos y miles de pruebas virtuales del dispositivo, sin salir de nuestro laboratorio, evitando muchas horas de ensayos reales en pista de pruebas con el consiguiente ahorro económico. Además, integramos el hardware con nuestro propio software de Smart Traffic.
4. Validación y verificación
Una vez completadas las pruebas, llevamos a cabo la validación y verificación del sistema ADA utilizando métricas de rendimiento predefinidas. Esto puede incluir desde la comparación del comportamiento del sistema simulado con datos de pruebas en el mundo real, hasta la evaluación de la precisión, la robustez y la fiabilidad del sistema en una amplia variedad de condiciones.
Beneficios de la simulación de ADAS con gemelos digitales
La simulación de sistemas ADA con gemelos digitales ofrece una serie de beneficios significativos para la industria automotriz:
1. Reducción de costos y tiempos de desarrollo
La simulación permite a los fabricantes de vehículos y proveedores de sistemas ADA reducir los costos y los tiempos de desarrollo al eliminar la necesidad de prototipos físicos y pruebas en carretera extensivas. Esto permite un desarrollo más rápido y eficiente de nuevas tecnologías y funcionalidades.
2. Mayor seguridad
La simulación permite probar sistemas ADA en una variedad de escenarios peligrosos y de emergencias, que podrían ser difíciles o críticos de replicar en el mundo real. Esto ayuda a mejorar la seguridad y las prestaciones de los sistemas ADA al identificar y corregir posibles problemas antes de que se implementen en vehículos reales y los encontremos en un entorno real.
3. Flexibilidad y escalabilidad
Los gemelos digitales ofrecen una plataforma flexible y escalable para probar diferentes configuraciones de vehículos y entornos, así como para simular una amplia gama de escenarios y condiciones. Esto permite a los ingenieros explorar múltiples opciones de diseño y optimizar el rendimiento del sistema ADA.
4. Innovación acelerada
Al permitir a los ingenieros probar y validar nuevas tecnologías y funcionalidades de manera rápida y segura, la simulación con gemelos digitales fomenta la innovación y el avance en el campo de los sistemas ADA. Esto puede conducir a mejoras significativas en la seguridad, la comodidad y la eficiencia de los vehículos.
Aplicaciones en la industria automotriz
La simulación de sistemas ADA con gemelos digitales tiene una amplia gama de aplicaciones en la industria automotriz, incluyendo:
- Desarrollo y prueba de nuevas tecnologías y funcionalidades ADAS. Aumento de prestaciones.
- Validación y verificación de sistemas existentes y futuros.
- Optimización del rendimiento y la eficiencia de los ADAS.
- Evaluación del impacto de nuevas regulaciones y estándares de seguridad.
- Entrenamiento y formación de ingenieros y diseñadores en el campo de los ADAS.
La simulación de ADAS con gemelos digitales es una herramienta poderosa que ofrece una forma segura, eficiente y rentable de desarrollar, probar y validar tecnologías de asistencia al conductor.
Al proporcionar una plataforma flexible y escalable para explorar una amplia gama de escenarios y condiciones, los gemelos digitales permiten a los fabricantes de vehículos y proveedores de ADAS acelerar la innovación y mejorar la seguridad y la comodidad de los vehículos modernos.
Con el continuo avance de la tecnología de gemelos digitales y la creciente demanda de sistemas ADA más avanzados, se espera que la simulación juegue un papel cada vez más importante en el desarrollo de vehículos del futuro.
